《牛支原体的毒力、持续感染性和传播特性》

《兽医微生物学》

《牛支原体的毒力、持续感染性和传播特性》摘要：

牛支原体病是由牛支原体引起的牛的一种疾病，主要有肺炎、乳腺炎、关节炎、耳炎、生殖障碍及角膜结膜炎。牛支原体重要的研究特点主要包括表面脂蛋白的多样性、粘附、入侵宿主细胞、宿主免疫系统的调节、生物膜的形成、次级代谢物如过氧化氢的释放以及与其他细菌病原体的协同感染。本文的目的是对当下牛支原体毒力的研究进展做一个总结，此外，还对有助于牛支原体在宿主体内持续感染和传播的因子进行了讨论。

1.引言

牛支原体1961年在美国首次被分离，这种无细胞壁的细菌属于柔膜体纲，引起牛的支原体病。被感染的牛会有多种多样的临床表现，大多数为长期性的，包括支气管肺炎、耳炎、乳腺炎、生殖器官疾病、关节炎、脑膜炎以及角膜结膜炎。牛支原体能够感染各种组织和器官，甚至能够从健康的牛体内分离，被认为是威胁家畜工业化生产国家的主要病原体之一。目前为止，并没有有效的疫苗预防牛支原体的感染（2013），抗生素的治疗几乎无效且会增加菌株的耐药性。

现在对于支原体的致病性的分子机制的理解具有局限性。他们似乎是多遗传因子的。治病的牛支原体相较与其他细菌，并不能通过有效的毒素产出将其鉴别。有极个别例外如肺炎支原体是可以通过ADP 核糖基转移酶对其进行鉴别。

直到现在，遗传工具的缺少以及研究技术的局限性都阻碍着对牛支原体发病机理及毒力因子的研究，而对发病机理及毒力因子的研究又是开发治疗及预防措施应对牛支原体病的基础。运用转座子突变技术获得牛支原体突变体以及新的质粒，并由此对牛支原体内染色体外的遗传物质进性复制扩增已经被报道出来。随着这些技术的可用性以及进一步的改善，很可能在不久的将来获得牛支原体与宿主相互作用的详细信息。本文对当前牛支原体致病机制进行了一个概述，主要对以下几个方面进行了讨论：1.与其他细菌或病毒的混合感染；2.抗原多样性；3.粘附；4.牛细胞入侵；5.宿主免疫系统的调节；6.次级代谢物及菌膜形成。

2.与其他微生物的相互作用

在自然感染的牛体内，牛支原体经常与其他病原微生物相作用，这种相互作用可能是在尸检物的观察中导致严重肺部损害的主要原因。与牛支原体最常关联的致病微生物有多杀性巴氏杆菌、溶血性曼氏杆菌、睡眠嗜组织菌、牛呼吸道合胞体病毒（BRSV）、牛疱疹病毒1型（BHV1）、牛病毒性腹泻病毒（BVDV）以及副流感病毒3型。但是如下所述的一些研究却产生了与此矛盾的结果。

牛支原体的自然感染能够造成渗出性支气管肺炎并伴有广泛的凝固性坏死病灶，然而实验感染却会导致亚临床肺炎以及程度较轻的肺组织病变。因此，由牛支原体引起的严重肺部疾病被怀疑是由支原体与其他造成农场管理问题的致病微生物的相互作用的结果。此外，个体动物的年龄及机体免疫状态对病情的进展也至关重要。牛支原体

的单独感染只能在非常年幼的小牛体内引起肺炎症状，因此与病毒或细菌的协同感染，对于引起饲养场中的成年动物肺内典型的广泛的干酪样坏死性病变是必不可少的。

更确切地说，牛支原体可能与H.somni、溶血性曼氏杆菌以及多杀性巴氏杆菌这些细菌性病原体相互作用。这在实验的小牛体内以牛支原体作为诱发因素，然后用多杀性巴氏杆菌进行二次感染，从而引发严重的呼吸系统疾病症状的试验中得到验证。另外一些研究者认为，牛支原体在H.somni、溶血性曼氏杆菌以及多杀性巴氏杆菌引起组织病变的过程中起到了一个对组织进行预先破坏的中介作用。在这种情况下，牛支原体能够起到抵抗抗生素或者宿主免疫系统对原发性感染的治疗或者抵御的作用。在另一个研究中，牛支原体与H.somni 重要的协同作用在饲养场的小牛体内被检测到。80%的H.somni病例显示出牛支原体阳性，但是，并没有明显的证据表明牛支原体与牛病毒性腹泻病毒（BVDV）以及溶血性曼氏杆菌存在相互协同作用。

牛支原体与牛病毒性腹泻病毒（BVDV）的混合感染会导致更严重的呼吸道疾病，这是由于病毒所引起的免疫抑制效应造成的。然而，在饲养场的牛体内，牛支原体与BVDV之间的协同作用却存在着矛盾的数据，且这些数据在也是有效地。关于牛支原体与牛呼吸道合胞体病毒（BRSV）的混合感染，相较于牛支原体的单独感染，临床症状的严重程度并没有明显增加。有趣的是，实验条件下牛支原体与BHV-1的混合感染会产生牛支原体引起的典型的器官损伤相同的结果。的确是这样，混合感染6-8个月的饲养场小牛会引起典型的干酪样坏死性

支气管肺炎，仅由支原体感染时并不会引起如此典型的症状。此外，更高的死亡率也揭示了牛支原体与BHV-1彼此之间存在的协同效应。

3.抗原变异

牛支原体具有抗原表位多样性，也叫菌株多样性。这种这种高频率相位突变及细胞膜表面脂蛋白的形状多样性已经在几个其他支原体菌株中得到证实。牛支原体菌株的抗原多样性与地理起源、器官隔离、由单一菌株的亚克隆体（诱导的疾病类型）无关。这种多样性被证明是基于几个显著的双亲性的、含有交叉反应抗原表位的完整的膜蛋白。高频率抗原的突变被证明是受在体外牛支原体同源抗体存在的影响。此观点支持了先前的假设，这种体系能够维持牛支原体亚种群的多样性，并以此来逃避宿主的免疫系统。因此，宿主不能完全消除这种病原菌，造成支原体引起疾病症状的长期临床表现。牛支原体模式菌株PG45亚克隆的抗原剖面图显示出抗原在表达以及分子量水平上的高度动态多样性。这些抗原被证明属于一个相位和形状具有高度变异性的膜表面脂蛋白(VSPs）家族。在模式菌株PG45中，其VSPs 家族由13个不同的、自我复制的VSP基因组成，这些基因位于一个集群染色体的VSP基因座中。这个基因座大约含有基因的长度为23kb，含有两个额外的开放阅读框（ORFs），此阅读框与可变遗传因子IS4和IS30具有高度的同源性。ORFs编码vspA，vspB，vspC，vspE，vspF，vspG，vpsH，vspI，vspJ，vspK，vspL，vspM，vspN and vspO (图1)。VSP基因座中的成员转录翻译为脂蛋白，这些脂蛋白与脂肪酸和半胱氨酸残基一样具有双亲性。VSP基因含有一个保守的5’端非编码