《Frontiers in Veterinary Science》:Limited efficacy of enrofloxacin against Mesomycoplasma ovipneumoniae infection in domestic lambs
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绵羊肺炎支原体(Mesomycoplasma ovipneumoniae)是羊群中一种重要的呼吸道病原体,常与其他机会性微生物共同感染,导致肺炎和生产力下降。目前尚不清楚绵羊肺炎支原体感染能否通过抗生素成功治疗。本预试验研究评估了恩诺沙星(Baytril?)对
绵羊肺炎支原体(Mesomycoplasma ovipneumoniae)是羊群中一种重要的呼吸道病原体,常与其他机会性微生物共同感染,导致肺炎和生产力下降。目前尚不清楚绵羊肺炎支原体感染能否通过抗生素成功治疗。本预试验研究评估了恩诺沙星(Baytril?)对家养羔羊实验性绵羊肺炎支原体感染的疗效。研究人员将10只3月龄无特定病原体(specific-pathogen-free, SPF)羔羊随机分为治疗组和未治疗对照组。羔羊接种来自绵羊肺炎支原体阳性羊的新鲜鼻腔冲洗液。4周后,治疗组连续5天接受恩诺沙星治疗,给药方式为鼻内给予0.5 mg/kg(溶于200 mL生理盐水)和皮下注射5 mg/kg。随后对羔羊继续观察4周,期间进行每日健康评分、每周体重增加评估,以及每周鼻拭子定量聚合酶链反应(qPCR)检测绵羊肺炎支原体和溶血性曼氏杆菌(Mannheimia haemolytica)。接种1周后,qPCR确认所有羔羊均成功感染绵羊肺炎支原体。虽然两组间的总体健康评分和平均日增重无统计学差异,但恩诺沙星给药显著加快了治疗后期间体温下降的速度(P = 0.007)。有趣的是,所有治疗组羔羊在治疗1周后绵羊肺炎支原体qPCR检测均为阴性。然而,治疗2周后绵羊肺炎支原体感染重新出现,1/5羔羊检测阳性,治疗4周后3/5羔羊检测阳性。所有羔羊均检测到溶血性曼氏杆菌共感染,恩诺沙星治疗后同样出现暂时性抑制。终点组织拭子样本显示绵羊肺炎支原体qPCR检出结果不一,治疗组羔羊下呼吸道感染有减少趋势。然而,所有羔羊的中耳拭子绵羊肺炎支原体qPCR检测均为阳性,提示中耳是该病原体的潜在储库。安乐死后收集的组织显示,恩诺沙星治疗组肺部组织病理学病变减少(Mann–Whitney U检验,P = 0.032)。从一只恩诺沙星治疗羔羊的肺部分离出的4株绵羊肺炎支原体分离株中,有1株在体外对恩诺沙星表现出降低的敏感性。总体而言,本研究表明恩诺沙星治疗在减少家养羔羊绵羊肺炎支原体感染方面仅取得部分成功。
一、研究背景与目的
绵羊肺炎支原体(Mesomycoplasma ovipneumoniae,原名Mycoplasma ovipneumoniae)是导致全球山羊亚科(Caprinae)动物发生从无症状到具有重大经济影响的呼吸道感染的重要细菌性病原体。该病常被称为非典型肺炎、非进行性肺炎或渗出性肺炎,与家养绵羊和山羊的低死亡率和生产力下降相关。该病原体感染已在全球范围内报道,美国2011年的一项调查显示,453个家养绵羊养殖场中有88%存在PCR阳性动物。在中国,绵羊肺炎支原体的流行率估计为10%至40%,羔羊中感染率更高。
绵羊肺炎支原体的致病机制始于其黏附于呼吸道上皮,损害纤毛活动,从而影响黏液纤毛清除功能。原发感染会增加宿主对溶血性曼氏杆菌(Mannheimia haemolytica)、海藻伯杰菌(Bibersteinia trehalosi)、坏死梭杆菌(Fusobacterium necrophorum)或多杀性巴氏杆菌(Pasteurella multocida)等机会性病原体继发感染的易感性,导致更严重临床结局的多微生物肺炎。
尽管绵羊肺炎支原体在家养和野生羊群中影响广泛且流行率高,但目前尚无有效的治疗或预防策略。虽然体外研究显示绵羊肺炎支原体对加米霉素、庆大霉素、大环内酯类、四环素类和氟喹诺酮类抗生素具有敏感性,但关于抗生素成功治疗绵羊肺炎支原体感染的证据极为有限。土霉素、林可霉素、氟苯尼考和加米霉素等抗生素均未能成功清除家养绵羊的绵羊肺炎支原体感染。一项研究证明口服多西环素可清除圈养新生大角羊的感染,但需要连续数月每日给药,通常不可行。
研究人员假设对感染绵羊肺炎支原体的羔羊经鼻内和皮下给予恩诺沙星(Baytril?)可清除其呼吸道中的病原体。恩诺沙星是一种氟喹诺酮类抗生素,已知对绵羊肺炎支原体具有体外疗效,最低抑菌浓度(MIC)范围为0.25 μg/mL至<0.0625 μg/mL。研究目标在于确定恩诺沙星治疗能否清除家养羔羊的绵羊肺炎支原体感染。
二、主要技术方法
研究人员将10只3月龄无特定病原体(SPF)羔羊随机分为恩诺沙星治疗组和未治疗对照组,每组5只,分别饲养于蒙大拿州立大学SPF羊群中自然出生的羔羊。羔羊接种经头孢噻呋处理的来自绵羊肺炎支原体阳性羊的新鲜鼻腔冲洗液。治疗组连续5天接受恩诺沙星治疗,给药方式为鼻内0.5 mg/kg(溶于200 mL温生理盐水)和皮下5 mg/kg。研究采用定量PCR(qPCR)检测鼻拭子和终点组织拭子样本中绵羊肺炎支原体p113基因和溶血性曼氏杆菌溶血素D基因。治疗4周后对羔羊实施安乐死,进行大体病理和盲法组织病理学评估,采用透射电子显微镜(TEM)观察气管纤毛结构,并从肺组织中培养绵羊肺炎支原体和溶血性曼氏杆菌分离株,通过肉汤微量稀释法测定抗生素敏感性。统计分析采用线性混合模型和零膨胀泊松广义线性混合模型。
三、研究结果
- 1.
实验接种后上呼吸道定植:接种头孢噻呋处理的鼻腔冲洗液后1周,qPCR检测确认所有羔羊鼻腔黏膜被绵羊肺炎支原体定植。尽管体外处理和敏感性测试确认溶血性曼氏杆菌对头孢噻呋敏感,但感染后2周(治疗前2周)9/10羔羊上呼吸道检测到溶血性曼氏杆菌定植,表明绵羊肺炎支原体感染后继发感染。所有10只羔羊在给予恩诺沙星时均对两种病原体检测阳性。
- 2.
恩诺沙星对鼻腔病原体的暂时性抑制:所有5只治疗组羔羊在首次给药后1周绵羊肺炎支原体qPCR检测阴性。但治疗2周后1/5(20%)检测阳性,3周后2/5(40%)阳性,4周后3/5(60%)阳性。未治疗对照组所有羔羊在整个实验期间持续阳性。同样,所有治疗羔羊在给药后1周溶血性曼氏杆菌检测阴性,但治疗4周后3/5重新检测阳性,且与绵羊肺炎支原体阳性羔羊相同。所有未治疗羔羊在整个研究期间持续阳性。
- 3.
不同呼吸道组织位点定植影响:终点qPCR分析显示绵羊肺炎支原体回收不一致,恩诺沙星组病原载量有降低趋势,但上下呼吸道定植无显著差异。恩诺沙星治疗与尾侧鼻腔中溶血性曼氏杆菌显著减少相关(2-way ANOVA,P ≤ 0.0001)。重要的是,所有羔羊(包括治疗组和对照组)的中耳拭子均检测到绵羊肺炎支原体阳性但溶血性曼氏杆菌阴性,提示中耳是该病原体的潜在储库。
- 4.
肺组织病理学改变:大体病理检查显示两组间无明显差异,仅观察到轻微、不一致的异常。盲法组织病理学分析显示,治疗组肺水肿和充血评分显著降低(Mann–Whitney U检验,P = 0.040),综合组织学肺评分也显著降低(P = 0.032)。未治疗对照组观察到支气管周围套袖样浸润、细支气管中性粒细胞积聚和淋巴滤泡(BALT)发育。
- 5.
透射电子显微镜观察:对每组2只羔羊的气管切片进行TEM分析。未治疗对照羔羊气道上皮细胞膜表面纤毛断裂消失,而恩诺沙星治疗羔羊观察到具有特征性微管核心的完整纤毛。
- 6.
抗生素敏感性:从肺组织成功培养出11株绵羊肺炎支原体分离株(治疗组1只羔羊4株,未治疗对照组3只羔羊7株)。MIC值范围为0.005至8.1 μg/mL。来自治疗组羔羊(8216DB)的一株分离株在传代T10时MIC高达20 ± 0.00 μg/mL,但同一分离株冷冻保存一年后在T12传代时MIC为0.134 ± 0.039 μg/mL。未治疗对照分离株MIC范围为0.010至0.055 μg/mL,参考菌株Y98的MIC为0.004 ± 0.001 μg/mL。5株溶血性曼氏杆菌分离株MIC范围为0.001至0.25 μg/mL,根据CLSI指南均判定为敏感。
- 7.
临床结局:总体健康评分在治疗组有降低趋势,但治疗×时间交互作用未达统计学显著(发生率比 = 0.79,95% CI = (0.48, 1.30),χ2(1) = 0.92,P = 0.338),可能受限于样本量(每组n = 5)。体温纵向轨迹分析显示治疗×时间交互作用显著(估计值 = 0.16,95% CI = (0.04, 0.28),P = 0.007),表明恩诺沙星显著加速了体温下降速度。平均日增重两组间无显著差异。
四、讨论与结论
本研究表明,恩诺沙星治疗仅部分成功地减少了家养羔羊的绵羊肺炎支原体感染。虽然治疗可暂时清除鼻腔中的病原体并加速体温下降,但感染在治疗停止后迅速重新出现。中耳被确认为绵羊肺炎支原体的潜在储库,这可能解释了治疗后感染的复发。此外,从治疗组羔羊中分离到一株对恩诺沙星敏感性降低的绵羊肺炎支原体分离株,提示抗生素耐药性的潜在发展。总体而言,恩诺沙星治疗对绵羊肺炎支原体感染仅取得部分成功,单一抗生素方案可能不足以完全清除该病原体感染。