食源性病原微生物和天然毒素相关疾病防控手册
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布鲁菌属

1.病原体

布鲁菌是短小的革兰阴性球杆菌,无芽胞。布鲁菌属有6个已识别的生物种,都属于变形菌门的α-变形菌门。变形菌门由不同类别的微生物组成,包括共生菌、植物病原菌、动物细胞内病原菌和环境中广泛存在的各类细菌。
严格来说,布鲁菌是兼性厌氧的胞内寄生菌,可以侵入宿主的吞噬细胞并在其内繁殖,也可以在细菌培养基上生长。依赖CO 2的牛布鲁菌可在5%~10% 的CO 2条件下生存,而羊布鲁菌仅在此等条件下繁殖。然而,有证据表明布鲁菌可以在外环境生存,但是否能在宿主体外广泛繁殖尚不太清楚。
与其他致病性细菌不同,布鲁菌不含质粒或溶原性噬菌体,这也是为什么基因组的结构能保持相对(但不绝对)稳定。如果布鲁菌含有质粒或噬菌体,则可能会因为病原体上的基因片段进行快速交换或将攻击的噬菌体的DNA整合到布鲁菌的DNA,而导致致病性的改变。
布鲁菌的另一个特征是不同的菌种对动物宿主具有选择性,如羊布鲁菌针对绵羊、山羊,牛布鲁菌针对牛,猪布鲁菌针对猪、野兔、驯鹿、野生啮齿动物,沙漠森林野鼠布鲁菌针对沙漠林鼠,犬布鲁菌针对犬,绵羊附睾布鲁菌针对绵羊。除绵羊附睾布鲁菌和沙漠森林野鼠布鲁菌外,其他布鲁杆菌都可感染人类。
每一种布鲁菌都可进一步细分为不同的生物型。由于不同种布鲁菌之间DNA高度同源,对于6种布鲁菌是否为同一种细菌的不同血清型仍有争议。另外,一些从海洋哺乳动物分离的布鲁菌仍有待进一步基因分类。
细菌型别的鉴定主要取决于宿主的选择性、外膜蛋白序列、基因间微小而恒定的差别、生化特征和限制性内切酶图谱。例如,玻片凝集法对于区分光滑型菌株(如外膜脂多糖含有O多糖的菌株:羊布鲁菌、牛布鲁菌、猪布鲁菌和沙漠森林野鼠布鲁菌)和粗糙型菌株(如外膜脂多糖不含O多糖的菌株:绵羊附睾布鲁菌和犬布鲁菌)非常有用。
牛布鲁菌的野生动物宿主包括野生的麋鹿和美洲野牛。

消费者须知

在美国,布鲁菌每年可导致约120例确诊病例。一些动物可携带这种细菌,首次感染后往往可引起流产,但不出现其他严重的疾病。动物可以将病原菌传给人类,使人患布鲁菌病。例如,传播给一个帮助牛分娩的牧民或者食用了来自感染奶牛的未经巴氏消毒的牛奶(生牛奶)的人。人与人之间的传播非常罕见。美国的家畜无布鲁菌病疫情或已接种布鲁菌疫苗,所以大部分由未经巴氏消毒的奶、软奶酪及其制成其他食品引起的人间病例往往与其他国家进口的食品有关。(但是消费者需要注意:在美国生产的未经巴氏消毒的牛奶和奶制品也会携带其他病原菌,并可导致严重疾病甚至死亡,故FDA强烈建议消费者不饮用或不食用未经巴氏消毒的牛奶和奶制品,无论产自何处)。由布鲁菌导致的布鲁菌病在发展中国家比较常见,因为高热和多汗反复发作是该病的典型症状,并可持续数月或数年,故这种疾病又称为“波状热”。因此,该病往往采用多种抗生素联合疗法,并且治疗时间往往比大多数由其他病原菌引起的疾病更长,长时间联合疗法可以预防90%的病例复发。虽然在美国该病的病死率很低(小于2%),但布鲁菌可能会引发严重甚至致命的并发症,如可以感染心内膜和心肌、脑和脑膜、关节和脊柱。

2.疾病

布鲁菌病可从动物宿主传播给人(如动物源性),具有高度传染性,但很少发生人与人之间的传播。传播主要通过职业暴露(如帮助动物分娩)或摄入动物制品(如生牛奶、饮用未经巴氏消毒的牛奶或羊奶制成的软奶酪)。少数人与人之间的传播包括因分娩或哺乳暴露而感染。
除与布鲁菌类型有关外,疾病的严重程度还取决于宿主因素和感染剂量。
疫苗通常用于控制畜间布鲁菌病疫情。某些疫苗株,特别是牛布鲁菌RB51,在接种过程中意外刺破皮肤也可以造成人类感染。
目前尚无用于人类的疫苗。
·病死率:<2%。
·感染剂量:人类感染剂量未知,据估计不到500个细菌就足够造成感染。与其他感染人类的细菌相比,人类对羊布鲁菌的易感性较高。
·潜伏期:感染后3周内通常会发病,但更长潜伏期也并不罕见。
·疾病/并发症:在疾病的初始阶段,病菌在局部淋巴结内生长繁殖后形成败血症。病人可表现为间歇热和多汗等布鲁菌病的特异性表现,同时可能伴有一些其他症状(见下述症状部分)。
如果布鲁菌病没有得到及时诊断或治疗,可能会发展为慢性疾病,在骨(如布鲁菌脊椎炎)和关节等部位形成局部病灶。其他可能的并发症包括细菌性心内膜炎、脑膜脑炎和心肌炎。皮肤强过敏反应也是布鲁菌病的一种常见表现,对于实验室检测人员和其他一些经常暴露于病原菌或抗原的人群,应考虑到这一点。
治疗人类布鲁菌病的常用抗生素包括四环素、利福平和氨基糖苷类抗生素。但由于复发率较高,卫生人员建议联合用药需6周以上。常用的联合用药方案有多西环素联合利福平、多西环素联合链霉素。这种联合用药疗法可使约90%的病例得到彻底治愈,并可防止其复发。
·症状:疾病的可能初发症状包括间隙热(如波状热)、寒颤、多汗、乏力、全身不适、头痛、关节痛和肌痛。发生并发症的病人可出现相应的症状,如心内膜炎或心肌炎,可表现为气促、心律不齐、水肿和胸痛等;脑膜脑炎的症状表现为剧烈头痛、颈项强直、意识障碍或惊厥;而脊椎炎则表现为背痛。
·病程:经过恰当的抗生素治疗,疾病可能在数周内痊愈。但经过治疗后,症状仍可能反复出现,并持续数月甚至数年。
·侵入途径:经口传播,如饮用被污染的生牛奶或奶制品而感染;经呼吸道传播,如临床机构的实验室人员;通过皮肤伤口感染,如屠宰工作人员和兽医。在少数情况下,也会发生人与人之间的传播,如在分娩过程中或哺乳期间。
·发病机制:人类主要通过皮肤、呼吸道或胃肠道的暴露而接触布鲁菌,使病原菌进入血液和单核-吞噬细胞系统。作为一种细胞内寄生的病原菌,布鲁菌如何在胞内繁殖以及对人的发病机制目前仍未完全了解。病原菌在单核-吞噬细胞系统的吞噬细胞内的生长和繁殖能力显然是突破宿主防御和疾病慢性化的关键环节。一旦病原菌进入巨噬细胞,部分将被杀死,然而另一部分进入到胞内空间(如复制的吞噬体内),悄然繁殖,但并不会诱导细胞死亡。巨噬细胞进入到淋巴结后死亡,并可释放出大量病原菌。
在人体,布鲁菌感染主要集中在单核—吞噬细胞系统,但是对于其他动物宿主,病原菌主要感染怀孕动物的胎盘滋养层细胞,导致胚胎流产。曾报告,人类感染布鲁菌后可发生自发性流产,该菌与另一种细胞内病原体李斯特菌引起的疾病相似,同样也可污染奶制品。
对布鲁菌发病机制的研究显示了羊布鲁菌对人的致病力比其他布鲁菌强的原因。人体血液中的中性粒细胞对不同类型的布鲁菌具有不同的反应,如在感染的中性粒细胞内,牛布鲁菌比羊布鲁菌更容易被杀死,但对于毒力减弱的羊布鲁菌和牛布鲁菌却没有这种差别。
布鲁菌对动物宿主的作用:布鲁菌一般不会导致终宿主(动物)致病,在大多数情况下,怀孕的动物发生流产是感染的唯一证据。雄性动物可在生殖器官内携带病原菌,但不显示任何症状。虽然布鲁菌有很强的宿主选择性,但在身体密切接触病原菌的情况下,也能跨物种传播。绵羊附睾布鲁菌和犬布鲁菌在宿主以外的其他动物则毒力较弱。

3.发病频率

根据最近美国疾病预防控制中心(CDC)的估计,如果将漏报和漏诊的病例考虑在内,美国每年大约有839例食源性布鲁菌病病例(http://www.ncbi.nlm. nih.gov/pmc/articles/PMC3375761/)。对家畜的免疫接种已经基本控制了美国和加拿大的疫情。

4.感染来源

人的布鲁菌病主要与食入未经巴氏消毒的牛奶和由感染动物的奶制成的软奶酪有关。

5.诊断

大多数情况下,确诊布鲁菌感染依赖于从血液和骨髓中分离到布鲁菌。另外,许多免疫学技术也可以检测布鲁菌抗体,也可从肝、脾、骨髓或脑脊液中分离到病原菌。
血液培养的布鲁菌生长非常缓慢,增加了疾病诊断的难度。
如果疾病已进展至形成局部病灶或慢性感染,则可利用组织学检查或腰椎受损的影像学证据来辅助诊断。慢性感染者往往在脊柱形成病灶,从而引起布鲁菌脊椎炎。佩德罗症[Pedro Pons’sign(腰椎椎体前上角损伤)]和骨刺(骨赘病)通常是布鲁菌脊椎炎的经典表现。

6.目标人群

由于职业暴露,可能接触含有大量病原菌的流产的动物胚胎,兽医和牧场工人是感染该病的高危人群。
人间布鲁菌病疫情的发现有助于追踪动物疫情。人间病例主要发生在有动物疫情和食用大量未经巴氏消毒的奶制品的发展中国家。
在美国,基本上不存在与当地生产的奶和奶制品相关的人间病例,病例主要与从某些拉丁美洲国家进口的未经巴氏消毒的乳制品相关。而墨西哥等国家则不同,每个州都有羊布鲁菌引起的动物和人布鲁菌病病例报告。
另外一些有大量山羊的国家也是人间和动物羊布鲁菌病疫情的高发国家,包括地中海沿岸欧洲国家、非洲、中东、印度和部分亚洲国家。
在临床实验室人员中,布鲁菌病是报告最常见的实验室感染。在实验操作过程中一些操作可导致病原菌空气传播(如倾倒肉汤培养基、标本离心),从而使传播风险增加。因此,所有能产生生物气溶胶的操作应在Ⅱ级生物安全柜内采用生物安全Ⅲ级操作和设施进行检测。

7.食品检测

目前还未对食品中的布鲁菌开展常规检测。

8.暴发示例

CDC/MMWR Brucella(http://agricola.nal.usda.gov/cgi-bin/Pwebrecon. cgi?DB=local&CNT=25&Search_Arg=brucellosis&Search_Code=GKEY&STARTDB=AGRIDB)提供了美国疾病预防控制中心(CDC)的发病率和死亡率周报(MMWR)关于布鲁菌的相关报告。
发病率和死亡率周报(MMWR)的文章(http://www.cdc.gov/mmwr/preview/ mmwrhtml/00051495.htm)强调了暴露于布鲁菌的职业风险。

9.其他资源

·从NIH/PubMed检索布鲁菌(Brucella)可获得美国国家医学图书馆的MEDLINE数据库的论文摘要清单(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query. fcgi?cmd=search&db=pubmed&term=brucella+abortus)。
·在农业在线网站检索布鲁菌(Agricola,Brucella search)可获得美国国家农业图书馆数据库的论文摘要清单(http://agricola.nal.usda.gov/cgibin/Pwebrecon.cgi?DB=local&CNT=25&Search_Arg=brucellosis&Search_ Code=GKEY&STARTDB=AGRIDB)。
·可从基因库分类学数据库检索基因组位点索引分类浏览器(http:// www.ncbi.nlm.nih.gov/Taxonomy/Browser/wwwtax.cgi)查阅基因数据库中包含至少一个核苷酸或蛋白序列的所有微生物名称(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/ Taxonomy/Browser/wwwtax.cgi)。
·美国疾病预防控制中心(CDC)关于布鲁菌病的信息(http://www.cdc. gov/brucellosis/)。

(富小飞 译,邹艳 校)