布魯氏菌(Brucella)又稱布氏桿菌、布魯菌,為革蘭氏陰性短小桿菌,無芽胞,無鞭毛,光滑型菌株有微莢膜。侵入機體后引起傳染-變態反應性的人畜共患的傳染病布魯氏菌病,能引起全身多個系統的損害,特別是骨關節。?
自1887年英國大衛·布魯氏(David Bruce)首次分到布魯氏菌,在世界200多個國家和地區中,有160多個國家和地區有布魯氏菌病的存在和流行。根據宿主和致病性的不同,可以將布魯氏菌分成6個種,19個生物型。已知有60多種家畜、家禽、野生動物是布魯氏菌的宿主。布魯氏菌傳染性強,引發的布魯氏菌病被世界動物衛生組織(OIE)列為B類法定傳染病,《中華人民共和國傳染病防治法》將其列為乙類傳染病。
布魯氏菌病原體可以通過體表皮膚黏膜、消化道、呼吸道侵入機體。人的感染途徑與職業、飲食、生活習慣有關。含有布魯氏菌的各種污染物及食物均可成為傳播媒介,主要有病畜流產物、病畜的乳、肉、內臟以及被布魯氏菌污染的皮毛、水、土壤、塵埃等。
布魯氏菌引發的疾病在臨床上可分為急性感染和慢性感染,急性感染主要癥狀為發熱、多汗、乏力、肌肉和關節疼痛、睪丸腫痛等。慢性感染可由急性期發展而來,也可無急性期病史而直接表現為慢性。布魯氏菌病的發生、發展和轉歸比較復雜,其臨床表現多種多樣,很難以某一種癥狀來確定診斷, 對布魯氏菌病的診斷,應結合病人流行病學接觸史、臨床表現和實驗室檢查等情況綜合判斷。
對于布魯氏菌引起的急性感染,治療原則為注意休息,在補充營養的基礎上,給予對癥治療,選擇能進入細胞內的抗菌藥物,必要時延長療程,防止復發和慢性化,減少并發癥的發生;對于布魯氏菌引起的慢性感染,治療較為復雜,通常采用病原治療、脫敏治療及對癥治療。
布魯氏菌感染率以牧區最高,職業以獸醫、畜牧工作者、屠宰工人為多;季節以春末夏初為多。人群普遍易感,病后可獲較強免疫力。布魯氏菌病應采取以家畜預防接種為中心的綜合措施進行預防,控制傳染源、切斷傳播途徑、保護易感人群。
歷史及命名
1887年,英國病理學家和微生物學家大衛·布魯氏(David Bruce)從患波浪熱(布魯氏菌病)病人脾臟中首次確認并分離出了該細菌,因此將這種細菌命名為布魯氏菌(Brucella)。丹麥獸醫學家Bang于1897年從患病牛體內分離出可導致流產的牛布魯氏菌(B.abortus)。1914年Mohler等人從感染豬的肝脾分離出豬布魯氏菌(B.suis)。1952年從新西蘭公羊附睪中分離出天然R型(Rough,粗糙型)綿羊附睪型布魯氏菌(B.盤羊屬)。1957年從美國西部地區野生沙林鼠中分離到沙林鼠布魯氏菌(B.neotomae)。1966年從美國一家犬養殖場的流產胎犬組織中分離到犬布魯氏菌(B.canis)。1994年至1998年間,從海洋生物中分離到B.pinnipidialis(海豚和鯨魚)和B.ceti(海豹)。2007年從耗子和赤狐分離到田鼠布魯氏菌B.microti。2008年從奧地利紅狐分離出慢生長布魯氏菌B.vulpis。
分類
根據宿主和致病性的不同,可以將布魯氏菌分為6個種,共19個生物型,包括牛種(Brucella abortus)8個生物型,羊種(B.melitensis)3個生物型,豬種(B.suis)5個生物型以及犬種(B.canis)?綿羊附睪種(B.盤羊屬)和沙漠森林野鼠種(B.neotomae)各1個生物型。據2013年資料數據顯示,布魯氏菌增加了4個新種:B.ceti(分離自鯨目和海豚)?B.pinnipedialis(分離自鰭足類)?B.microti(分離自田鼠亞科)和B.inopinata(分離自病人)。
生物學特征
形態結構
革蘭陰性短小桿菌。大小為長0.5-1.5微米,寬0.4-0.8微米。無芽胞,無鞭毛,光滑型菌株有微莢膜。
培養特性
需氧菌,牛布魯氏菌在初分離時需5%-10%CO2。營養要求較高,在普通培養基上生長緩慢,若加入血清或肝浸液可促進生長。最適生長溫度為35-37℃,最適pH為6.6-6.8。經37℃培養48小時可長出微小、透明、無色的光滑型(S)菌落,經人工傳代培養后可轉變成粗糙型(R)菌落。布魯氏菌在血瓊脂平板上不溶血,在液體培養基中可形成輕度混濁并有沉淀。
生化反應
大多能分解尿素和產生H2S。根據產生H2S的量和在含堿性染料培養基中的生長情況,可鑒別羊、牛、豬等三種布魯氏菌。
抗原構造與分型
布魯氏菌含有兩種抗原物質,即M抗原(羊布魯氏菌菌體抗原)和A抗原(牛布魯氏菌菌體抗原)。兩種抗原在不同的布魯氏菌中含量不同,根據兩種抗原量的比例不同,可對菌種進行區別,如牛布魯氏菌A:M=20:1,而羊布魯氏菌A:M=1:20,豬布魯氏菌A:M=2:1。用A與M因子血清進行凝集試驗可以鑒別三種布魯氏菌。
基因組特征
布魯氏菌屬基因組是由2條獨立且完整的環狀脫氧核糖核酸染色體組成,大小分別為2.1Mb和1.2Mb,通常有3200-3500個可讀框。
存活時間
該菌在自然環境中生命力較強,故可通過多種途徑傳播。在乳及乳制品、皮毛中能長時間存活。在病畜的分泌物、排泄物及死畜的臟器中能生存4個月左右,但對常用的物理消毒方法和化學消毒劑敏感,加熱60℃或日光下暴曬10-20分鐘,或3%漂白粉澄清液數分鐘均可被殺死。
傳播機制
傳染源
已知有60多種家畜、家禽、野生動物是布魯氏菌的宿主。與人類有關的傳染源主要是羊、牛及豬,其次是犬、鹿、馬、駱駝等。布魯氏菌病首先在染菌動物間傳播,造成帶菌或發病,然后波及人類。
傳播途徑
感染機制
本病的發病機制較為復雜,細菌、毒素以及變態反應均不同程度地參與疾病的發生和發展過程。
易感與高危人群
人群普遍易感,病后可獲較強免疫力。因不同種布魯氏菌之間存在交叉免疫,因此再次感染者很少。疫區居民可因隱性感染而獲免疫。其高危人群主要包括獸醫學、畜牧者、屠宰工人、皮毛工和進食被污染的動物產品或制品者。在流行區小兒布魯氏菌病很為常見,占當地發病數的1/5-1/4。
潛伏期
潛伏期一般1-3周,平均2周,也可長至數月甚至1年以上。
臨床表現
臨床上可分為急性感染和慢性感染,病程6個月以內為急性感染,超過6個月則為慢性感染。
急性感染
多緩慢起病,主要癥狀為發熱、多汗、乏力、肌肉和關節疼痛、睪丸腫痛等。
慢性感染
可由急性期發展而來,也可無急性期病史而直接表現為慢性。本期表現更是多種多樣,基本上可分兩類:一類是全身性非特異性癥狀,另一類是器質性損害。
器質性損害:
診斷檢查
診斷與鑒別診斷
急性感染可通過流行病學史、臨床表現和實驗室檢查診斷:①流行病學接觸史:有傳染源密切接觸史或疫區生活接觸史;②具有該病臨床癥狀和體征并排除其他疑似疾病; ③實驗室檢查:病原分離、試管凝集試驗.ELISA等檢查陽性。凡具備①、②項和第③項中的任何一項檢查陽性即可確診為布魯氏菌病。慢性感染者和局灶性感染者診斷有時相當困難,獲得細菌培養結果最為可靠。本病急性感染應與長期發熱性疾病進行鑒別,特別是同時有多汗、關節疼痛、肝脾腫大者,如傷寒、結核病、類風濕關節炎、淋巴瘤、膠原病等。慢性感染則需與慢性骨關節病、神經官能癥、疲勞綜合征等進行鑒別。
微生物學檢查
標本采集
常用血液和骨髓標本,急性期血培養陽性率可高達70%。在急性期、亞急性期患者取骨髓分離,對兒童常用骨髓分離。病畜的子宮分泌物、羊水,流產動物的肝、脾、骨髓等也可作為分離培養的標本。
分離培養與鑒定
將標本接種于雙相肝浸液培養基,置35-37℃、8%-10%CO2孵箱中培養。培養幾天后形成直徑為<1mm的細小菌落,若未見菌生長,一般需經過三周培養方可排除。細菌型別鑒定主要根據涂片染色鏡檢(革蘭陰性球桿菌)、氧化酶、過氧化氫酶和尿素酶陽性、對CO2的要求、H2S產生、染料抑菌試驗、玻片血清凝集等結果確定布魯氏菌。豬布魯氏菌和羊布魯氏菌脲酶接種5分鐘內判定結果,布魯氏菌屬的其他種的陽性結果觀察可能延遲到接種后的24小時。
血清學試驗
發病第一周開始出現IgM抗體,三個月后達最高濃度,持續在慢性期。用適當的抗生素治療后,部分患者體內持續時間為兩年。發病三周后開始出現IgG抗體,6-8周達最高濃度,一般IgG和IgA抗體的水平是平行的。常用的血清學試驗檢測不到犬布魯氏菌。
皮膚試驗
布魯氏菌素(brucellin)或布魯氏菌蛋白提取物作皮內注射,24-48天后觀察結果。局部紅腫浸潤直徑達1-2cm者為弱陽性,>2-3cm為陽性,>3-6cm為強陽性。若紅腫在4-6天內消退者為假陽性。皮試陽性可診斷慢性或曾患過布魯氏菌病。
干預治療
急性感染
對癥和一般治療
注意休息,在補充營養的基礎上,給予對癥治療。高熱者可用物理方法降溫,持續不退者可用退熱劑;合并睪丸炎者,可短期加用小劑量糖皮質激素;合并腦膜炎者需給予脫水治療。
病原治療
應選擇能進入細胞內的抗菌藥物,并且治療原則為早期、聯合、規律、適量、全程,必要時延長療程,防止復發和慢性化,減少并發癥的發生。
(1)成人及8歲以上兒童:WHO首選多西環素(又稱強力霉素)(每次100mg,每天2次,口服,6周)聯合利福平(每次600-900mg,每天1次,口服,6周)或多西環素(每次100mg,每天2次,口服,6周)聯合鏈霉素(每次1000mg,每天1次,肌內注射,2~3周)。如果不能使用上述藥物或效果不佳,可采用多西環素聯合復方新諾明或利福平聯合喹諾酮類藥物。
(2)8歲以下兒童:可采用利福平聯合復方新諾明治療,也可采用利福平聯合氨基糖苷類藥物治療。
(3)孕婦:可采用利福平聯合復方新諾明治療。如果在妊娠12周內發生布魯氏菌病,可選用三代頭孢菌素類藥物聯合復方新諾明治療,可減少妊娠中斷的發生;藥物治療對孕婦存有潛在的危險,應權衡利弊使用。
(4)并發癥:存在合并癥者一般可考慮應用三聯或三聯以上藥物治療,并需適當延長療程。合并中樞神經系統并發癥,需采用易于透過血腦屏障的藥物,可應用多西環素、利福平聯合復方新諾明或頭孢曲松鈉;合并心內膜炎,也可采用上述治療方案,但常需同時采取瓣膜置換術,療程也應適當延長;合并脊柱炎,可采用多西環素、利福平聯合鏈霉素(2~3周)或慶大霉素(1周),總療程至少3個月或以上,必要時外科手術治療。
慢性感染
治療較為復雜,包括病原治療、脫敏治療及對癥治療。1.病原治療與急性感染者治療相同,必要時需要重復治療幾個療程。2.脫敏治療采用少量多次注射布魯氏菌抗原避免引起劇烈的組織損傷,又起到一定的脫敏作用。3.對癥治療根據患者的具體情況采取相應的治療方法。
預防免疫
應采取以家畜預防接種為中心的綜合措施進行預防。
控制傳染源
對家畜進行定期檢疫、治療或屠宰病畜、病健畜分群放牧和菌苗免疫。患者雖然作為傳染源意義不大,仍需隔離治療,患者的排泄物(主要是尿)應予消毒,直至癥狀消失且血、尿培養均陰性。
切斷傳播途徑
加強畜產品的消毒和衛生監督。加強糞、水管理,防止病畜、患者的排泄物污染水源。病畜流產物應深埋,污染場地應嚴格消毒。乳類及乳制品采用巴斯德消毒或煮沸。來自疫區的毛皮需放置4個月,達到自然滅菌目的。家畜糞便要經過無害化處理后才能用做肥料及燃料。
保護易感人群
健康牲畜的預防接種應做到連續性(連續免疫3~5年)和連片性,采用減毒活疫苗,做皮下注射或氣溶膠吸入。疫區人群應加強個人防護,尤其是高危人群接觸病畜時應著防護裝備,工作后應用消毒水或肥皂水洗手。牧民、獸醫、實驗室工作人員等均應預防接種,采用減毒活疫苗皮上劃痕法。需注意的是菌苗有效期一般為1年,每年應加強復種1次,且疫區人群應在產羔羊前2-4個月接種。
流行病學
本病感染率的高低主要取決于與病畜接觸機會的多少,因此地區分布以牧區最高,半農半牧區次之,農業區又次之,城市最低;職業以獸醫、畜牧工作者、屠宰工人為多;年齡以青壯年為多;性別以男性為多;季節以春末夏初(在家畜流產高峰后1~2個月)為多。
在世界200多個國家和地區中,有160多個國家和地區有布魯氏菌病的存在和流行,世界范圍內每年新發人感染布魯氏菌病病例超過50萬。在中國2021年布魯氏菌病法定傳染病疫情報告發病69767人,死亡3人;2020年布魯氏菌病報告發病47245人,死亡0人;2019年布魯氏菌病報告發病44036人,死亡1人;2018年布魯氏菌病報告發病37947人,死亡0人;2017年布魯氏菌病報告發病38554人,死亡1人。2016年布魯氏菌病報告發病47139人,死亡2人。
疫苗研究
隨著基因工程、分子克隆等技術的日益發展,重組蛋白疫苗、DNA疫苗、納米顆粒疫苗、載體疫苗等新型疫苗相關研究逐漸成為布魯氏菌病疫苗領域的研究熱點。布魯氏菌病常用滅活疫苗、減毒活疫苗、突變株疫苗、亞單位疫苗和DNA疫苗等進行免疫預防。常見的滅活疫苗種類有牛種布魯氏菌45/20株、19-B株和104M株以及羊種H38株等,這類疫苗接種的劑量大而誘導的保護力差。減毒活疫苗包括羊種Rev-1株、M5株和RB51株,牛種S19株以及豬種S2株,均可誘導較好的保護力,但毒力不穩,毒性較大,返祖現象(即疫苗株毒性的恢復)嚴重,常對免疫的人和動物造成傷害;干擾常規的血清學診斷即難以區分是自然感染或是人工接種免疫。基因突變株疫苗可誘導較好的保護力,但存在毒力返強的可能性;亞單位疫苗免疫劑量大,成本高,免疫效果不穩定;DNA疫苗在動物體內表達量較低或出現基因沉默不表達的情況。
參考資料 >
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