豬肺炎支原體疫苗免疫母豬的研究進展

吳 競，胡群山，王科文

[碩騰（上海）企業管理有限公司，上海 長寧 200050]

豬支原體肺炎（Mycoplasmal pneumonia of swine, MPS）是由豬肺炎支原體（Mycoplasma hyopneumoniae, Mhp）引起的一種以咳嗽、氣喘為主要癥狀的慢性、消耗性傳染性疾病，又稱為豬喘氣病或豬地方流行性肺炎（Enzootic pneumoniae,EP）。豬支原體肺炎的特征為發病率高、死亡率低、對生產性能影響大（生長速度緩慢、平均日增重和飼料轉化率降低、出欄時間延長）。豬肺炎支原體通過定殖于氣管、支氣管和細支氣管上皮細胞的纖毛，造成纖毛的損傷和缺失，導致纖毛功能停滯和上皮細胞的破壞，同時抑制先天性免疫反應，中性粒細胞和巨噬細胞的吞噬能力降低，削弱了機體對病原的清除能力，增加了呼吸道對其他細菌和病毒繼發感染的易感性，比如豬肺炎支原體通常和豬圓環病毒2型、豬繁殖與呼吸綜合征病毒、多殺性巴氏桿菌、胸膜肺炎放線桿菌等混合感染，共同形成豬呼吸道病綜合征（Porcine respiratory disease complex, PRDC）[1]。

通常根據臨床癥狀表現時間認為，豬支原體肺炎主要發生在生長肥育階段，但其實不同品種、年齡、性別的豬均可感染豬肺炎支原體，全球超過70%的豬群感染豬肺炎支原體[2]。在全球各地的豬群中，產房仔豬的陽性率可達到0.5%～13%，斷奶仔豬為0～60%，肥育豬為0～100%，母豬為24%～65%，所以豬肺炎支原體無處不在，它的長期存在和流行困擾全球各地養豬業的健康發展，且一旦發生感染，很難徹底清除。

豬肺炎支原體的疫苗接種已被證明是控制豬支原體肺炎的有效工具。控制仔豬早期感染是防控豬支原體肺炎的關鍵，已有大量的實驗室試驗和田間試驗證明了給仔豬接種豬肺炎支原體疫苗（7～21日齡）可有效控制早期感染，提升保育和肥育豬生產性能表現。但是1～2胎妊娠母豬是非常重要的傳染源，很多豬場忽視了后備母豬和年輕母豬的疫苗免疫[1]。因此，本文從母豬在豬支原體肺炎流行病學中的角色、豬肺炎支原體疫苗免疫母豬的理論基礎及應用實踐3個方面進行討論，以探討母豬免疫豬肺炎支原體疫苗的必要性。

1 母豬在豬支原體肺炎流行病學中的角色

1.1 豬肺炎支原體感染的流行病學

家豬和野豬是豬肺炎支原體已知的感染宿主，盡管疾病的臨床表現主要出現在生長肥育階段，但沒有明顯的基于年齡的易感性差異，在各年齡段豬的鼻腔和氣管上皮中都能檢測到豬肺炎支原體的定殖。感染豬和易感豬的緊密接觸是豬肺炎支原體傳播的主要途徑，通常是鼻對鼻的接觸。豬肺炎支原體可經空氣短距離傳播，Otake等研究表明[3]，在感染豬場的9.2千米之外，還能在空氣樣本中檢測到病原。豬肺炎支原體感染排菌可持續很長時間，感染后240天才不具備感染能力[4]。豬場內豬肺炎支原體持續感染的根源被認為在種豬群，因為連續引進后備母豬促成了豬肺炎支原體在感染母豬和易感母豬之間的傳播。此外，由于豬肺炎支原體傳播速度慢、感染時間長等特點，促進了其在豬場的循環。在試驗條件下，根據不同的研究方法和菌株毒力，推算出的豬肺炎支原體傳播率不同，比如在Meyns等、Villarrea等和Ross的研究中，R值（傳染數）從0.56～1.47不等[5-7]；在Beltlach等的研究中，將1頭感染豬肺炎支原體的后備豬和29頭豬肺炎支原體陰性后備豬關在一起飼養，8周后，28%（8/29）的陰性后備豬轉陽，推算出來的傳染率為每頭陽性后備豬每周可以感染0.73頭新的后備豬[8]。

1.2 母豬胎次和豬肺炎支原體傳播的關系

在Calsamiglia等的研究中[9]，如圖1顯示，后備母豬和低胎次母豬相比于高胎次母豬，豬肺炎支原體陽性率更高。在Fano等的研究中[10]，也得到了相似的結論，他發現年輕母豬豬肺炎支原體的排毒率為32%，中等胎次母豬的排毒率是23%，高胎次母豬的排毒率是20%。同時，Fano等還證明了母豬胎次和斷奶仔豬豬肺炎支原體陽性率存在顯著相關性[11]。根據這樣的結論，分胎次飼養成為疾病控制策略之一，將后備母豬、一胎母豬與二胎及以上的母豬分開飼養，且將第一胎的后代和二胎及以上的后代分為兩個豬群流向，這樣二胎以上母豬的后代將得到保護，并表現出更高的生產力。但需要注意的是，母豬的胎次和排毒沒有必然的聯系，沒有科學依據證明豬肺炎支原體有年齡上的易感性差異[12]。

圖1 不同胎次母豬的豬肺炎支原體陽性率

1.3 母豬向仔豬傳播豬肺炎支原體的方式

豬肺炎支原體經子宮的垂直傳播尚未得到證實，通常認為，仔豬第1次與豬肺炎支原體接觸發生在哺乳期間，母豬通過鼻分泌物將豬肺炎支原體傳染給仔豬。Pieters等評價了母豬斷奶時豬肺炎支原體感染狀態對斷奶仔豬豬肺炎支原體定殖的影響[13]，結果發現，如果產房母豬沒有豬肺炎支原體感染，那么斷奶仔豬的支原體定殖率非常低；而如果產房母豬豬肺炎支原體呈陽性，其仔豬在哺乳后期豬肺炎支原體的陽性率都很高。斷奶前仔豬的豬肺炎支原體定殖也跟哺乳期的長短有關。Fano等的研究表明[10]，仔豬斷奶時的豬肺炎支原體的感染率決定了肥育期的臨床表現和疾病嚴重程度，從圖2中看出，斷奶時的陽性率越低，上市時肺部病變越少，反之，斷奶時陽性率越高，上市時肺部病變評分越高。Sibila等的研究也證明斷奶時仔豬豬肺炎支原體的定殖與生長豬的疾病嚴重程度呈正相關[14]。因此，這些研究說明了豬肺炎支原體控制的核心策略，就是要減少母豬到仔豬的傳播和仔豬斷奶時支原體的定殖。

圖2 斷奶時豬肺炎支原體陽性率與上市時肺部病變評分的關系

2 豬肺炎支原體疫苗免疫母豬的理論基礎

2.1 疫苗的免疫保護機制

疫苗免疫是控制豬支原體肺炎的有效手段，目前廣泛使用的疫苗主要是豬肺炎支原體滅活疫苗。商品化的豬肺炎支原體疫苗能夠起到部分保護作用，但這種部分保護作用的機制還不完全清楚。

疫苗免疫后，可檢測到血清中和呼吸道灌洗液中抗體水平的提升，提升的程度與疫苗組分、接種方式、免疫程序和動物健康狀態有關。通常在免疫后的2～4周可以檢測到抗體，且抗體可以在數周到數月內能被檢測到。雖然早期研究表明，疫苗誘導的體液免疫和保護不相關，但抗體在保護中的作用仍需更進一步的研究。一般認為，胞內菌（如布氏桿菌、結核分枝桿菌）的獲得性免疫保護機制主要是以T細胞為主的細胞免疫，胞外菌（如葡萄球菌、棒狀桿菌）的免疫保護主要是有特異性的體液免疫來介導的，但在胞外菌感染的過程中，Th1細胞亞群發揮的免疫應答作用也很重要。有一些其他的研究發現，豬只接種疫苗后，血液中和肺臟組織中的豬肺炎支原體特異性IFN-γ分泌細胞增多，說明局部和系統的Th1免疫反應被激活，細胞免疫在疫苗誘導的免疫保護中也起到重要的作用[15-17]。Marchioro等和Michiels等的研究表明[15-18]，和不接種疫苗的試驗豬相比，接種豬肺炎支原體疫苗的豬體內TNF-α、IL-6和IL-1β的表達水平較低，這些促炎性細胞因子跟淋巴樣增生和肺部病變有關，且在支氣管淋巴結中，檢測到了更多的IL-10表達，IL-10是一種抗炎癥細胞因子。Vranckx等證實了接種疫苗可以減少試驗感染豬的支氣管相關淋巴組織中的巨噬細胞浸潤[19]。這些研究表明，接種豬肺炎支原體疫苗可以影響促炎和抗炎細胞因子的分泌，調節免疫細胞浸潤，以減少肺部病變。但炎癥反應的降低也可能是細菌定殖減少的結果。因此，Mhp滅活疫苗既可以刺激機體產生體液免疫，也可以提升細胞免疫水平。

有大量的文獻和數據證明，用現有的豬肺炎支原體疫苗免疫仔豬效果明顯，能夠提高動物福利、降低因豬肺炎支原體感染引起的生產性能損失（提高日增重2%～8%、提升飼料轉化率2%～5%、降低死亡率）、在更短的時間內達到上市重、減少上市重的差異、減少呼吸道中豬肺炎支原體病原的數量、降低豬群感染水平、減少臨床癥狀（咳嗽）、降低流行率和病變程度、減少治療費用[1]。當然，疫苗的效果除了跟疫苗本身的質量有關，還跟豬群接種疫苗時的應激程度和其他PRDC病原共感染的程度以及從母體獲得的母源免疫力有關。

2.2 母豬免疫后體液免疫的傳遞

母豬免疫豬肺炎支原體疫苗后，可以通過母乳將母源抗體傳遞給仔豬，已經在很多研究中得到證實[20-24]。在Bandrick等的研究中[25-26]，也證實了仔豬可通過母乳獲得母源豬肺炎支原體抗體，而且若將仔豬寄養給另一頭母豬哺乳，被寄養的仔豬同樣可以吸收寄養母豬來源的抗體；但是對于細胞免疫，只能通過母豬本體傳播，母豬的細胞免疫只能傳遞給自己分娩的仔豬，對于寄養的仔豬，這種細胞免疫的傳遞則沒有被檢測到。

2.3 母豬免疫后細胞免疫的傳遞

盡管細胞免疫在豬肺炎支原體免疫保護中可能起到很重要的作用，但關于母豬是否可以將母源細胞免疫傳遞給仔豬的研究還不多。在Biebaut等的研究中[27]，選取了6頭免疫豬肺炎支原體疫苗的母豬和它們母乳喂養的47頭仔豬（其中有24頭寄養仔豬），疫苗接種在產前6周和產前3周進行；同時從豬支原體肺炎陰性母豬群中選取了3頭沒有免疫豬肺炎支原體疫苗的母豬和它們的24頭仔豬。試驗檢測了母豬血液、初乳、仔豬血液中由不同T細胞亞群產生的TNF-α、IFN-γ和IL-17A的表達水平。結果顯示：母豬免疫豬肺炎支原體疫苗之后，T細胞免疫反應迅速升高，同樣，在2日齡仔豬的血液里也能檢測到豬肺炎支原體特異性T細胞。相反的是，在對照組中未發現特異性的豬肺炎支原體細胞因子。在該研究中，寄養對豬肺炎支原體特異性IgG和IgA的傳遞沒有影響，這和2.2的研究結果一致，但不同的是，該試驗中，母豬免疫豬肺炎支原體疫苗后，寄養豬獲得的豬肺炎支原體特異性細胞免疫水平與非寄養豬差異不顯著。這個研究證實了細胞免疫的傳遞，不同的豬肺炎支原體特異性細胞亞群可以從母豬傳遞給仔豬。寄養對細胞免疫傳遞的影響還需要更多的試驗來證實，而且這種傳遞的細胞免疫在預防豬肺炎支原體感染時起到的保護作用還有待研究。

3 豬肺炎支原體疫苗免疫母豬的實踐

臨床中母豬免疫豬肺炎支原體疫苗的頻率比較低。歐美市場說明書上標注可以給母豬免疫的疫苗屈指可數，關于母豬免疫豬肺炎支原體疫苗的臨床應用研究報道也很少（表1）。但是隨著人們逐漸認識到母豬免疫的重要性，給母豬接種疫苗的頻率正在增加。

表1 豬肺炎支原體疫苗在母豬上的應用研究

3.1 豬肺炎支原體疫苗免疫母豬的臨床應用

在妊娠末期給母豬接種疫苗的目的是減少豬肺炎支原體從母豬向其后代排毒，并通過母源性免疫為仔豬提供保護。Wallgren等的研究表明[21]，母豬的血清抗體在妊娠的最后1個月開始下降，因此建議至少在預產期前4周給母豬接種疫苗。母源抗體可以給仔豬提供針對豬肺炎支原體感染的部分保護，減輕病原引起的臨床癥狀和支原體樣肺部病變。Morris等發現[20]，在豬肺炎支原體母源抗體水平不同的仔豬中，高、中、低水平的母源抗體分別在仔豬63日齡、45日齡和30日齡衰減。Vranckx等[19]和Takeuti等[23]認為母豬免疫能夠減少整體豬群的感染壓力，降低細菌感染的載量，從而減少對仔豬的傳播。Sibila等[14]和Arsenakis等[24]的研究結果顯示，在妊娠后期免疫母豬，可以減少仔豬在斷奶時豬肺炎支原體的定殖。而且無論是一點式的生產豬群[28]還是多點式生產的豬群[22，29]，在妊娠末期給豬群接種疫苗，斷奶仔豬感染豬肺炎支原體的數量減少，肥育豬屠宰時出現支原體樣肺部病變數量減少。Sibila等在西班牙的一個母豬場[14]，取50頭分娩前5周的母豬，分為兩組，第1組25頭免疫豬肺炎支原體疫苗，母豬分娩后，跟蹤母豬所產仔豬到出欄屠宰，對照組的25頭母豬不免疫，結果顯示，經免疫母豬所產的豬在出欄屠宰時肺部病變評分為0分的比例為48%（48/100）、評分為1～5分的比例為41%（41/100）、評分為6～10分的比例為7%（7/100）；未經免疫母豬所產的出欄豬屠宰后肺部病變評分為0分的比例為29%（28/98）、評分為1～5分的比例為48%（47/98）、評分為6～10分的比例為19%（19/98），該結果說明了母豬免疫豬肺炎支原體疫苗，可顯著減輕肥育豬的肺部病變。但在臨床上，免疫母豬所產的仔豬仍可能受到感染，因此有必要在保育和肥育階段采取其他措施控制豬肺炎支原體感染。在豬肺炎支原體感染壓力較大的豬場或當母豬群出現臨床癥狀時，可同時給所有種豬群接種疫苗，使所有的豬群達到穩定統一的免疫力。

3.2 豬肺炎支原體疫苗用于后備母豬馴化

3.2.1 用疫苗馴化后備母豬的意義 大量、頻繁地引入未經馴化的后備母豬是母豬場豬支原體肺炎控制困難的一個主要因素，后備母豬的更新對豬肺炎支原體陽性豬場的穩定具有重要的意義[23，30]。后備母豬的免疫結合科學的飼養管理有助于豬只產生對豬肺炎支原體感染的免疫應答[2，31]。如將陰性后備母豬或未知感染狀態的后備母豬混入感染豬肺炎支原體的豬群，建議給這部分新引進的后備豬進行豬肺炎支原體疫苗的免疫，因為疫苗免疫可以使得整體豬群的免疫力均一，避免因種豬群免疫力不一致而引起的疾病傳播[32]，接種疫苗能夠提高后備母豬及其后代的免疫應答水平。

在Betlach等的研究結果中[33]，將32頭3周齡的豬肺炎支原體陰性后備母豬分為4組，第1組4頭豬先免疫后攻毒（A4），4頭豬只免疫（B4），之后將A4和B4放在一起飼養；第2組4頭豬先免疫后攻毒（C4），4頭豬不免疫（D4），之后將C4和D4放在一起飼養；第3組4頭豬只攻毒（E4），4頭豬只免疫（F4），將之后E4和F4放在一起飼養；第4組4頭豬只攻毒（G4），4頭豬不免疫（H4），之后將G4和H4放在一起飼養。結果顯示，攻毒后，A4和C4豬的細菌載量明顯少于E4和G4，驗證了豬肺炎支原體疫苗在減少細菌定殖方面的作用；每組內的豬混養后，D4、F4和H4豬中都有1～2頭感染了豬肺炎支原體，只有B4豬一直保持陰性。這樣的結果表明，在實際生產過程中，如果有部分豬只免疫后還是感染了豬肺炎支原體，但若后備豬群整體接種豬肺炎支原體疫苗，那病原菌的傳播將會受到限制，群體感染壓力減小，說明了豬肺炎支原體群體免疫的重要性。

3.2.2 國外豬場使用疫苗馴化后備母豬的情況 在一項對歐洲養豬場的調查中[34]，由18個國家的108位獸醫收集了321份豬場調查問卷，主要調查了各個豬場豬支原體肺炎的感染狀態、后備豬的健康狀態、后備豬的馴化策略以及馴化結果的評估方法等。調查顯示，在歐洲，大部分的后備豬來自外部且豬場了解后備豬的健康狀態，這部分后備豬大多呈豬肺炎支原體血清陽性，但只有28%的豬場用ELISA的方法再次確認。大多數的豬場都會選擇做豬肺炎支原體的馴化，最常用的方法是只接種疫苗（58%），在馴化期間接種1次或2次疫苗最為常見。第2種常見的方法是疫苗接種結合感染豬的自然暴露。在所有采取馴化措施的豬場中，只有25%的豬場驗證了馴化的效果，采取ELISA和PCR的方法。而在北美后備豬的馴化同樣也被認為是非常重要的。在美國[35]和墨西哥[36]的豬場調查中，分別有72%和75%的豬場設有后備培育舍（gilt development units, GDUs）用來實施豬肺炎支原體的馴化，后備豬的免疫是馴化的主要方式，其他的方式包括豬肺炎支原體的自然暴露，或者兩種方式的結合。也有用感染的淘汰母豬或者感染的仔豬接觸后備母豬，從而達到馴化的目的[35，37]，但考慮到豬肺炎支原體在豬與豬之間的傳播速度很慢，所以感染動物與易感動物的比例、感染動物暴露的時間是達到有效暴露的重要參數。

3.2.3 用疫苗馴化后備母豬的免疫程序 對母豬和后備母豬的疫苗免疫，免疫劑量、次數、時間以及疫苗帶來的經濟效益，目前還沒有標準的答案。盡管有許多不同的疫苗免疫接種方案可用，但目前還沒有公開研究表明，哪種免疫方案比另一種更有優勢。在Garza-Moreno等的一項研究中[38]，將180頭豬肺炎支原體陰性后備豬引入到豬肺炎支原體陽性母豬場的后備培育舍，試驗分為3組，第1組在引入后的第2、4、6、8周分別接種一針豬肺炎支原體疫苗（共4次），第2組在引入后的第2、4周分別接種豬肺炎支原體疫苗（共2次），第3組為對照組，不接種疫苗。結果顯示，引入后14周，第1組和第2組的豬肺炎支原體陽性率（3/120，3%）顯著低于第3組（27/60，45%）；整個試驗階段，第1組和第2組的后備豬血清抗體水平都顯著高于第3組，而且第3組從引入后1周到引入后34周的抗體陽性率出現了衰減，說明疫苗免疫比自然感染能夠提供更持久的體液免疫保護；第1組和第2組分娩仔豬的抗體水平也顯著高于第3組分娩的仔豬。但第1組和第2組在數據上差異不顯著，也就是說4次接種和2次接種的馴化方案結果差異不大，因此沒有必要接種2針以上的疫苗。

3.3 豬肺炎支原體疫苗用于豬肺炎支原體的凈化

凈化豬群中的豬肺炎支原體是控制豬肺炎支原體感染最根本的方法，全球各地采取了不同的凈化方案，包括了清群/再建群、瑞士減群法（部分清群）、封群和藥物治療、不封群的全群用藥方案等。比如在封群和藥物治療方案原則中，關鍵原則有：確認所有母豬（包括后備母豬）都感染過豬支原體肺炎；封群至少8個月，根據臨床觀察和實驗室檢測結果，在確認所有母豬感染豬支原體肺炎后，開始封群，使母豬形成免疫力，并使其停止排毒；每個季度給整個豬群接種豬肺炎支原體疫苗，以提高豬群免疫力；在引入豬肺炎支原體陰性后備豬之前，對整個母豬群和仔豬群進行抗菌藥物處理[39]。在不封群全群用藥的凈化方案中，同樣也對母豬進行疫苗接種，這樣可以降低呼吸道中豬肺炎支原體的載量、降低豬群感染壓力、減少病原體的垂直傳播、給仔豬提供免疫力。

4 總結

對豬肺炎支原體感染的控制可通過優化豬場管理方式、飼養環境和生物安全措施來實現，包括全進全出、后備母豬馴化、穩定的豬群免疫、最佳的飼養密度和環境控制等，都可以減少豬肺炎支原體在豬場內的傳播。程序性或脈沖式的抗生素給藥，可用于豬支原體肺炎的治療。抗生素可以幫助減少感染，但不能預防感染，同時抗生素最主要的問題是耐藥性和殘留的風險。疫苗免疫已成為控制豬支原體肺炎的有效手段，在世界范圍內已被廣泛應用。目前全球絕大多數的商品化疫苗均為滅活疫苗，僅在中國和墨西哥有獲批的弱毒疫苗，弱毒疫苗需要在胸腔或肺內注射，受限于操作難度較高，因此目前普及率不高。豬肺炎支原體滅活疫苗免疫的確切機制尚不完全清楚，疫苗不能完全阻斷豬肺炎支原體的傳播，不能阻止野毒的定殖，對臨床肺炎不能提供完全保護，但安全可靠且效果優良的豬肺炎支原體疫苗在一定程度上能減少呼吸道中病原的含量，大幅度減輕豬肺炎支原體感染豬的臨床癥狀和肺部病理損傷程度，提高日增重和飼料轉化率，降低治療成本，有時還能降低死亡率。因此，豬肺炎支原體疫苗得到了廣泛的應用。在疫苗接種過程中，需要根據豬群類型、繁育系統、管理模式、感染情況以及生產者的接受程度等，采取不同的疫苗接種策略。

仔豬早期感染是免疫失敗的主要原因，而早期感染的最大來源是不穩定的母豬群，尤其是馴化不足的后備母豬，因此要在做好后備母豬的馴化和免疫，使后備母豬產下第一胎之前獲得對豬肺炎支原體的抵抗力，并且能減少向仔豬的排菌。除此之外，也建議做好低胎次母豬的免疫，減少仔豬在產房中被母豬早期感染的風險。