牛鼻咽微生物與呼吸系統疾病發生的辯證關系

劉夕驗，錢玉璽

（山東省沂水縣動物疫病預防控制中心，山東 沂水 276400）

皮膚黏膜是畜禽機體第一道天然免疫屏障，作為機體氣體交換門戶的鼻咽部黏膜更是如此，它在發揮阻隔病原微生物作用的同時，其表面也定殖著一定數量和種類的微生物種群，其組成結構因畜種而異，一般包含細菌、病毒、真菌等。在環境突變、應激刺激及外界致病菌感染等因素的作用下，一旦鼻咽微生物群落結構失衡，極易導致其中包含的條件致病微生物迅速大量增值，通過呼吸道黏膜侵入機體，引起牛呼吸系統疾病（bovine respiratory disease, BRD）[1]。故而，深入全面地理解和把握牛鼻咽微生物落群（Nasopharyngeal microbiota group, NMG）組成及其與牛呼吸系統疾病的聯系，對于綜合防治過程中抗生素減量及微生物制劑的推廣使用具有積極作用，可有效降低BRD對牛養殖業的危害。

1 NMG群落結構

健康牛 NMG主要有細菌、病毒、真菌構成，細菌占比最高，可分為變形菌門、擬桿菌門、軟壁菌門、厚壁菌門和放線菌門，其中以變形菌和厚壁菌門為主；真菌主要包括子囊菌門、擔子菌門等；病毒主要為牛冠狀病毒、牛皰疹病毒 1型、牛呼吸道合胞體病毒、牛副流感病毒 3型、牛病毒性腹瀉病毒等。部分細菌真菌具有致病性，細菌主要有巴氏桿菌、不動桿菌、曼氏桿菌、莫拉斯氏菌、葡萄球菌等菌屬；真菌主要有曲霉菌屬、假絲酵母屬和克柔氏菌屬等[2]。

有研究以貴州省 3個不同地區牛場中 BRD病牛為研究對象，采集病牛鼻咽拭子，用高通量測序技術對樣品開展微生物多樣性分析，結果顯示，病牛NMG組成主要包含細菌582個屬、真菌 407個屬，且與健康牛相比，牛支原體、溶血性曼氏桿菌、牛巴氏桿菌等致病微生物組成比例及相對豐度明顯增加[3]。另外，病牛 NMG中還包含不動桿菌屬和金黃桿菌屬，二者可致使病畜免疫力低下，引起下呼吸道疾病，多為慢性經過且易遷延不愈[4-5]；同時，以上兩種菌屬大部分細菌耐藥性復雜[6]，抗生素治療效果不明顯，增加了臨床治療成本，導致BRD死亡率升高。

另有研究者用宏基因組二代測序方法對新疆規模化養殖場牛 NMG進行調查，除檢出厚壁菌門、放線菌門、變形菌門和擬桿菌門等 NMG優勢菌種外，還發現其中存在空腸彎曲桿菌、肺炎鏈球菌、大腸桿菌、豬鏈球菌、化膿性鏈球菌、鮑曼不動桿菌、芽孢桿菌、多殺巴斯德桿菌、肺炎克雷伯氏菌等 9種可引發人獸共患傳染病的病原菌，值得引起廣大畜牧工作者注意。在疫病防治中，應減少抗生素用量，強化養殖場生物安全，避免耐藥性菌株由動物感染人，以降低公共衛生事件的潛在風險[7]。健康牛 NMG中病毒含量較低，且缺乏相關多樣性研究數據，但機體免疫力下降時，病毒與其他條件性致病細菌、真菌一樣可導致內源性感染，危害牛群健康。

2 NMG造成牛呼吸系統疾病發生的機理

條件致病菌大量增殖是引發 BRD的最常見原因。健康畜體中，呼吸道受到纖毛與粘液、過氧化物酶、抗體、免疫細胞等多重免疫保護，可以有效防止 NMG條件致病菌過度增殖，但由于混群飼養、長途運輸、突然斷奶、閹割或者去角等手術的應激刺激，使得畜體代償性的分泌皮質醇激素，抑制免疫反應，導致正常情況下定殖于牛鼻咽部的溶血性曼氏桿菌、多殺性巴氏桿菌、睡眠嗜組織菌、牛支原體等條件致病菌趁機大量增殖并侵入機體，引起一系列呼吸系統癥狀，導致牛群發生BRD。

同時，對人 NMG真菌的研究顯示，呼吸系統疾病會引起 NMG真菌群結構變化，念珠菌屬與曲霉菌屬等具有潛在致病性的真菌種屬相對豐度增加，其與哮喘、囊性纖維化等慢性呼吸系統疾病的發病高度相關，還可導致肺臟功能減退，致使呼吸系統疾病的預后不良[8]。而對BRD病牛的 NMG真菌譜研究結果同人的類似，與慢性呼吸系統疾病關系密切的克柔氏菌屬和曲霉菌屬相對占比同樣顯著升高，表明機體免疫力降低時，真菌也會通過呼吸道感染機體引發BRD[3]。

另外，牛呼吸道合胞病毒、牛皰疹病毒 1型和牛副流感病毒 3型等牛呼吸道病毒對黏膜上皮細胞的粘附、侵入、增殖過程，可通過損傷黏膜纖毛而降低其對異體和微生物的清除效率，造成呼吸道內細胞碎片等淤積，營造了有利于其他病原微生物感染定殖的外部環境[9]；或直接引發啟動白細胞自我凋亡程序，抑制巨噬細胞吞噬能力，影響免疫細胞正常生理功能，而降低機體免疫力，為病原微生物的侵入感染提供內部條件。而牛病毒性腹瀉病毒雖是消化道病毒，但其急性感染可降低淋巴細胞數量和活性，引發機體免疫抑制，從而間接促進BRD的發生發展[10]。

可見，病毒侵入與細菌、真菌感染具有一定的協同促進作用[11]，這也是生產實際中多種呼吸系統疾病混合感染的主要原因之一。但受氣候、飼養環境、致病微生物流行的地域性等因素影響，不同地區牛 NMG的微生物多樣性和組成結構也存在差異，導致不同牛場 BRD的發病情況千差萬別，難以有效進行針對性防治。

3 NMG穩態與機體健康

NMG是牛畜體微生態的重要一環，定殖于鼻咽部的微生物群落之間、微生物與畜體之間存在廣泛的相互作用，其中正常菌群可分泌細菌素殺滅致病菌，與條件致病菌爭奪營養及黏附位點，形成競爭性抑制關系；或通過刺激、強化免疫反應，增強機體對致病菌的免疫能力，達到保持牛的生理穩態和畜體健康的效果。因此，可以從維持 NMG穩態的角度入手，提出不同地區普遍適用的BRD防治策略。

3.1 強化飼養管理

有報道稱，牛轉運混群的前60 d更容易發生BRD，與外界環境改變而影響牛 NMG穩定性高度相關[12]。因此，在牛的日常飼養管理中，應注意季節性變化對 BRD的影響，保持溫度、濕度的相對穩定，減少外界環境的應激刺激[13]。同時，堅持自繁自養，避免進外地攜帶致病菌犢牛，如必須引入，應進行嚴格把控，將運輸、混群等應激降至最低，避免其 NMG失衡。引入前，做好相關臨床檢查；運輸中，嚴格控制牛群密度、溫度濕度；引入后，確保飼養條件相同下隔離觀察至少 3個月，確認牛群無異常情況后再混群飼養[14]。

3.2 提升機體免疫力

通過提升免疫力，避免條件致病菌無序增殖，維持 NMG穩態。一方面，做好免疫接種工作，根據當地 BRD流行特點、種類及母源抗體監測水平等因素，合理制定本場免疫程序，并及時作出動態調整，構筑牛群對 BRD的群體免疫。另一方面，可在日糧中添加免疫增強劑，推薦添加中草藥制劑，其兼具成本低、無耐藥性等特點，在實際養殖生產中，具有廣泛的使用前景。例如黃芪、當歸、穿心蓮、紅花等中草藥，對細菌和病毒均有一定抵抗力，可有效提升畜體免疫能力[15]。

3.3 研究推廣微生態制劑

相關研究顯示，枯草芽胞桿菌、干酪乳桿菌可強化小鼠、犢牛及肉雞的免疫應答反應；乳酸菌在體外顯示出對牛支原體、溶血性曼氏桿菌、殺性巴氏桿菌等 BRD致病菌的拮抗作用。這些細菌可通過增強機體免疫力、拮抗條件致病菌增殖等作用，維持牛 NMG穩定，降低 BRD發生率，進一步研制并推廣微生態制劑，對于 BRD防治過程中抗生素施用的逐步減少具有實際意義。