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家禽生产中的噬菌体疗法

家禽生产中的噬菌体疗法

【摘要】:
噬菌体能杀死细菌,而且是天然的、安全的、丰富的。噬菌体能自我复制和自我限制,可特异性作用于目标病原体而不破坏共生细菌,并且具有不同的生物特性。

  对于在动物生产中使用抗生素引起细菌耐药性后果的关注,促进了抗生素替代品研究的增多。噬菌体能杀死细菌,而且是天然的、安全的、丰富的。噬菌体能自我复制和自我限制,可特异性作用于目标病原体而不破坏共生细菌,并且具有不同的生物特性。这些性能使噬菌体成为一个具有吸引力的抗生素替代品,特别适用于对抗生素有抗药性细菌的控制。

噬菌体
  噬菌体预防和治疗动物疾病的疗效,无论在实验室还是在商业领域的研究中,几乎可以在所有的生产动物上得以证明,而且对动物无任何副反应。
  虽然噬菌体控制动物生产中显着疾病的潜在可能性已得以证实,但噬菌体疗法并不代表着一种对抗生素的替代。
  在动物生产系统的一些应用中,部分噬菌体疗法优于使用抗生素,而另一些噬菌体疗法则逊于使用抗生素。
  此外,当抗生素和噬菌体结合使用时,治疗动物疾病的效果可以提高。
  禽伤寒噬菌体疗法实验

  采用噬菌体治疗禽伤寒是d’Hérelle完成的。他从鸟类的排泄物中分离噬菌体,以0-4分级计分描述噬菌体的活性,并在噬菌体存在的情况下,伤寒爆发后能够存活的鸟之间表现出相关性。在对照试验中,他将其他鸟接触一直给予高活性噬菌体的鸟3d时间,并记录发现这些鸟获得此噬菌体。然后这些鸟用沙门氏菌连续攻毒21d后保持健康,而未接触噬菌体的鸟则在单剂量口服感染禽伤寒后3d内死亡。

噬菌体治疗家禽沙门氏菌
  在测试噬菌体治疗家禽沙门氏菌感染的功效时,试验鸟均在1日龄时口服攻毒鼠伤寒沙门氏菌106CFU,随后口服给药0.1ml1012PFU/ml的9种不同噬菌体的1种。这些鸟进行了21d以上检测,选取的3种噬菌体能够显着降低死亡率,分别从53%(未经处理的禽类)降至28%、22%和16%,这些数据表明单独的噬菌体治疗沙门氏菌有不同的功效。
  研究人员选择三种噬菌体中的其中一种来进一步研究对沙门氏菌疗效的噬菌体效价。未处理家禽的死亡率为56%,只有当使用未稀释的噬菌体时死亡率降至20%,而4倍稀释组和2倍稀释组,其死亡率分别从56%降低到44%、36%。这些数据证实了噬菌体效价影响疗效的重要性。
  Lim等证明,把未用沙门氏菌攻毒的饲养在禽舍的雏鸡,与用沙门氏菌攻毒的雏鸡放在一起,当在饲料中按107PFU/g或109PFU/g比例添加噬菌体后,其肠道沙门氏菌的定植显着减少。这些实验结果表明,在对鸡用沙门氏菌攻毒前7d和攻毒后21d饲喂添加噬菌体,能显着减少沙门氏菌的水平传播。
  禽坏死性肠炎噬菌体疗法实验
  禽坏死性肠炎是由A型和C型产气荚膜梭菌引起的,是一种导致高发病率和高死亡率的重要禽病。产气荚膜梭菌普遍存在于家禽设施和感染该病已表现临床症状和未表现出临床症状的家禽中。

噬菌体疗法
  虽然使用抗球虫药和抗生素生长促进剂限制了坏死性肠炎的严重程度,但人们越来越关注的是,限制使用抗生素生长促进剂会增加本病在家禽生产中的发病率和严重程度。
  有资料表明,一些国家停止使用抗生素饲料添加剂时,家禽坏死性肠炎增加25%-40%。随着抗生素饲料添加剂的禁止使用,家禽养殖迫切的需要一种能够替代抗生素促进剂来控制坏死性肠炎。
  Miller等比较了使用类毒素疫苗和噬菌体产品治疗家禽坏死性肠炎。噬菌体产品中含有5种噬菌体,对产气荚膜梭菌菌株具有广谱活性。在两项研究中,14日龄试验鸟口服攻毒5*103个巨型艾美尔球虫卵囊,随后分别在19日龄、20日龄和21日龄(研究1)或分别在18日龄、19日龄和21日龄(研究2)用108CFU产气荚膜梭菌口服攻毒。
  一般来说,噬菌体产品控制坏死性肠炎的效果比类毒素疫苗好,而且噬菌体产品控制坏死性肠炎的功效得以明显证实。在第一项研究中有两个噬菌体处理试验组,第一组是在孵育到18d时卵内注射,随后在孵化时通过喷雾使用,第二组噬菌体治疗包括在19-22日龄时口服灌喂噬菌体,当鸟达到28日龄时研究得出结论。

噬菌体产品控制坏死性肠炎
  总体而言,这两组噬菌体处理的鸟的体重,比用产气荚膜梭菌攻毒而未经噬菌体处理的鸟显着提高。两组噬菌体处理组的饲料转化显着好于用产气荚膜梭菌攻毒而未用噬菌体处理组。
  整个研究期间,鸟的总死亡率从产气荚膜梭菌攻毒而未使用噬菌体处理组的56%,在两个噬菌体处理组分别显着降低至18%和16%。
  第二项研究类似于第一项研究,但得出的结论是在鸟达到42日龄时,并且经杆菌肽治疗,3个噬菌体处理组采用不同的方式:管饲法、混饮或混饲。
  总的结果发现,鸟类给予管饲法或在混饲使用噬菌体治疗的体重显着高于产气荚膜梭菌攻毒组的体重。混饮使用噬菌体组的体重显着高于产气荚膜梭菌对照组。所有噬菌体处理组的饲料转化率显着强于产气荚膜梭菌对照组。
  产气荚膜梭菌攻毒组坏死性肠炎导致的死亡率为64%,各噬菌体处理组分别下降至14%(管饲给药组)、0%(混饮给药组)和0.7%(混饲给药组)。
  大肠杆菌病噬菌体疗法实验
  大肠杆菌病被认为是在所有家禽生产中最重要的细菌性疾病。大肠杆菌病开始为大肠杆菌呼吸道感染,成为气囊炎,主要是在出壳后第一周,此时鸡的免疫力还没有完全建立。该感染可迅速扩散到全身,引起肝周炎和心包炎,导致高发病率和高死亡率。家禽大肠杆菌病主要由禽致病性大肠杆菌(APEC)引起,其中O1、O2、O35、O36、O78等5种大肠杆菌血清型被认为是家禽大肠杆菌病的主要病因。

噬菌体滴度对于治疗功效的重要性
  研究人员将噬菌体与用于攻毒的大肠杆菌(104CFU/ml)混合,紧接着以不同的多重性感染去攻毒1周龄的鸟。大肠杆菌攻毒后2周结束实验,鸟类死亡率为85%。攻毒大肠杆菌培养物与104PFU噬菌体混合后攻毒,鸟的死亡率显着降低至35%,并且攻毒大肠杆菌培养物与108PFU噬菌体混合后攻毒,未导致鸟死亡。这个实验证实了,噬菌体滴度对于治疗功效的重要性。
  研究人员在鸟7日龄时采用噬菌体气溶胶喷雾给药,分别采用立即用大肠杆菌(104CFU)攻毒(7日龄)、1d后攻毒(8日龄)、3d后攻毒(10日龄)3项不同的试验。3项试验完成后发现,当用噬菌体预处理后用大肠杆菌攻毒,所有3项试验鸟的死亡率显着降低。试验结果表明,在雏鸟预防性使用噬菌体喷雾是有效可行的。
  用大肠杆菌(104CFU)胸腔肺泡攻毒后,噬菌体采用气溶胶喷雾或肌内注射进行治疗的研究,证实了噬菌体治疗大肠杆菌病的效能。鸟7日龄时用大肠杆菌攻毒,然后立即在24h或48h用109PFU/ml的噬菌体肌内注射。研究得出的结论是在大肠杆菌攻毒后2周,当时鸟为3周龄,采用肌内注射给药的噬菌体治疗组,死亡率显着降低,其多次注射比单次注射更有效。
  Barrow等也证实了用噬菌体治疗家禽大肠杆菌病的治疗功效。在这些研究中同时以不同滴度的噬菌体肌内注射给药,能够显着降低通过肌内或颅内接种大肠杆菌诱导的死亡率。
  噬菌体滴度低于104PFU能显着降低大肠杆菌肌内攻毒诱导的死亡率,108PFU滴度的噬菌体能显着降低3周龄鸟颅内接种大肠杆菌引起的死亡率,106PFU显着降低鸟孵化时大肠杆菌攻毒引起的死亡率。
  Oliveira等公布了噬菌体在降低大肠杆菌病对商品家禽生产设施影响领域的应用研究。

噬菌体应用
  在实验室实验中,鸟接种大肠杆菌后立即口服和喷雾给药109PFU噬菌体,能显着降低死亡率、发病率和病理学等级。在现实的实地研究中,11个商品家禽群体被确认发生了大肠杆菌病。噬菌体通过混饮和喷雾给药,治疗1周后,11个家禽群体中5个的死亡率被认为控制在0.5%以下。第3周后11个家禽群体中的10个死亡率得以控制。
  这项工作表明,噬菌体在商品家禽设施的实际应用,可以用于降低大肠杆菌病所造成的死亡率。
  Huff进行了噬菌体与抗生素恩诺沙星对大肠杆菌病的疗效比较,以及噬菌体和恩诺沙星联合治疗大肠杆菌病疗效比较的研究。
  试验鸟在7日龄时用大肠杆菌攻毒,然后用50*10-6恩诺沙星混饮7d治疗,或在7日龄时单次肌内注射109PFU噬菌体,或噬菌体与恩诺沙星联合治疗。
  恩诺沙星疗法和噬菌体疗法能够将大肠杆菌阳性对照死亡率68%,分别显着降低到3%和15%。但是,恩诺沙星和噬菌体联合使用保护率达到100%,这种协同作用比两者独自使用更为显着。
  Xie进行了噬菌体与抗生素的功效比较研究,结果发现,用大肠杆菌攻毒家禽后噬菌体治疗比用抗生素氯霉素治疗更有效。
  (以上内容来源自《噬菌体治疗—当前的研究与应用》)

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