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動物結核病
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作者: 台大獸醫系 龐飛
詳細內容:
一、分枝桿菌的感染:

1. 歷史背景:

  結核病的散播應和人類文明的傳播有著密不可分的關係遠在羅馬帝國時代即已對結核病有所認識,而羅馬帝國在結核病的散播上扮演著重要的角色隨著羅馬人的入侵將本病散播至大英帝國,繼而散播至丹麥和其他斯堪地那維亞國家其後隨著歐洲的移民及他們所攜帶的家畜,將此病傳播至所謂的新世界。

2. 分枝桿菌的一般性介紹:

  是由一群形態相似、好氧但不形成芽孢且不具運動性的細菌所組成,對宿主有不同的親和力與致病性可依其特徵性的生化及培養特性,再細分成不同的群和種別分枝桿菌表面成份中的Cord factor和Wax D,和引發宿主的肉芽腫性炎症反應(granulomatous inflammatory response)有密切的關係- 分枝桿菌的抗酸-酒精特性(acid-alcohol fastness),係因細菌細胞壁內的mycolic acid所含之高脂肪成份所致,在經過酸性酒精的脫色處理後,仍能保留原來經熱處理石炭酸復紅(carbolfuchsin)染液的染色對熱、酸鹼及一般性之消毒均有較強的抵抗力;對稀釋為5%的石炭酸(酚)液(phenol)和直接日曬極為敏感;一般家用的漂白水在稀釋為5%稀釋液後,可在室溫下15分鐘內將分枝桿菌殺死。

二、分枝桿菌感染的臨床分類

結核病(tuberculosis):引起全身性臟器的肉芽腫或化膿性肉芽腫性炎症反應(granulomas to pyogranulomatous inflammation)

麻瘋病(leprosy):引起局部性皮膚小結節(localized cutaneous nodules)

副結核病(paratuberculosis, Johne's disease):引起肉芽腫性迴腸結腸炎和淋巴腺炎(granulomatous ileocolitis and lymphadenitis)

非典型分枝桿菌感染(atypical mycobacterial infections):引起散發性,主要是皮下的,肉芽腫性或化膿性肉芽腫性炎症反應。

結核病(tuberculosis)

I. 結核分枝桿菌(M. tuberculosis)和牛分枝桿菌(M. bovis)
為高病原性、結節或結核-產生性分枝桿菌屬於兼性(facultative)或專性(obligate)細胞內寄生性細菌為兩種極為相近的分枝桿菌,即使藉核酸探針(nucleic acid probes)也不易予以區分需要感染具保原性的哺乳動物使其得以在自然界中留存,在環境中僅能存活1-2週。

II. 鳥分枝桿菌(M. avium)
為一種機緣性病原,屬於非典型腐生性分枝桿菌,與M. intracellulare在許多特性上有明顯的重疊,這一類的分枝桿菌因此又被稱之為M. avium-M. intracellulareM. avium-complex  M. avium-complex分離株的分類可藉凝集反應來進行可引起肉眼下無法與M. tuberculosisM. bovis區分的結節性病灶與M. tuberculosisM. bovis最大不同處,M. avium-complex病原菌在環境中可存活至少 2-4年之久。

鳥分枝桿菌對哺乳動物致病力之比較:

名稱 動物感受性
具強抵抗性
會感染,但通常為局部性
鹿 有感染的報告
具強抵抗性
山羊 一般認為相當具抵抗性
天竺鼠 相當具抵抗性
倉鼠 具感受性(睪丸內感染)
一般認為具強抵抗性
具強抵抗性
有袋動物 有感染的報告
容易被感染
猴子 具強抵抗性
小鼠 相當具抵抗性
兔子 Readily infected
大鼠 相當具抵抗性
綿羊 具中等感受性
容易被感染



常見分枝桿菌感染在動物的特性:

種類
分枝桿菌
自然宿主
生存特性
培養和生化特性
結核病

M. tuberculosis
人、非人靈長類、
犬、貓、豬
兼性細胞內
Niacin-positive,
glycerol enhances

M. bovis
人、牛、非人靈長
類、犬、貓、綿羊
、山羊、馬、鹿、
鸚鵡、豬
兼性細胞內
Niacin-negative,
glycerol inhibits
痲瘋病
M. leprae
人、犰狳
絕對細胞內
無法培養

M. leparemurium
大鼠、小鼠、貓
絕對細胞內
培養困難,需複雜的
培養基
其他

M. paratuberculosis
牛、綿羊、鹿
兼性細胞內
需要mycobactin
非典型
生長緩慢

M. kansasii
人、牛、犬
腐生性、兼性細
胞內

Runyon分類 I

M. avium- intracellulare complex
禽類、人、非人靈
長類、豬、牛、犬
、貓
腐生性、兼性細
胞內

Runyon分類III

非典型
生長快速
M. thermoresietible
M. xenopi
M. chelonei
M. fortuitum
M. phlei
M. smegmatis
M. microti



人、犬
人、犬、貓、牛


田鼠
腐生性
腐生性
腐生性
腐生性
腐生性
腐生性
腐生性
Runyon分類II
Runyon分類III
Runyon分類IV
Runyon分類IV
Runyon分類IV
Runyon分類IV
Runyon分類IV



三、流行病學
I. 非人之靈長類
M. tuberculosis, M. bovisM. avium-complex均具有感受性,野外及圈養之靈長類均有報導,藉水平式空氣感染或藉食入污染的食物而感染,在全身性感染的動物,可能會因於腸道或腎臟有病灶,而經由糞便和尿液排菌,外表健康的靈長類可能於消化道中即帶有M. avium-complex,而免疫力的下降往往會導致疾病的產生。

II. 牛
- 牛的TB廣存於世界各地
- 它的發生率在許多國家,已因結核菌素檢測工作的推動及感染動物的撲殺,而大為下降
- 上述這些國家,由於牛的TB發生率的下降,也連帶的導致人和其他動物M. bovis感染率的降低
- M. bovis是引起牛TB的主要病原
- 和M. bovis比較,牛隻對M. tuberculosisM. avium-complex 的感受性較低
- M. bovis主要是在牛群中保原並介空氣傳染,可說是一種鼻對鼻,和族群密度有密切關連性的疾病
- 小牛亦可經由吮乳或經由子宮感染TB
- 牛的"皮膚型結核病"
- 在組織學上無法與典型的結核病區分
- 並非由一般的結核性分枝桿菌所引起
- 在絕大多數的病例中均無法分離到致病因子
- 偶爾可從少許的病例中或從lacteal glands中分離到M. vaccae
- 此病在臨床上極為重要,因感染的動物會對牛的結核菌素產生敏感性

III. 綿羊和山羊
- 均對結核病具感受性
- 即使在牛和豬結核病的流行區也十分少見
- 主要是由M. bovis所引起,偶亦可見M. avium的感染
- 羊極少有M. tuberculosis的感染
- 就M. bovis而言,在綿羊通常是經由呼吸道和消化道,在山羊則通常是經由呼吸道感染
- 就M. avium而言,則通常是經由消化道感染
- 往往是牛隻結核病的保原者,亦可造成人的直接感染

IV. 豬
- 曾是豬隻一種極重要的疾病
- 在牛隻結核病的撲滅和人類結核病的減少後,豬隻結核病的發生率亦為之明顯的下降
- 目前已極為罕見,對豬隻飼養者而言本病已不具重要性
- 主要是由M. bovisM. avium所引起,但偶亦會感染M. tuberculosis
- 豬隻感染M. avium的比率較其它動物為高
- 健康的豬隻往往於腸道帶有M. avium-complex病原菌,而免疫力的下降並非本病發生的原因,此乃因本病在某些豬群有較高的發生率
- 在豬隻間,經口感染並由糞便中排出,在本病的散播上扮演著
重要的角色

V. 馬
- 對M. bovisM. avium-complex均有感受性
- 感染率很低Very low incidence of infection
- 通常藉消化道感染
- 小馬可因餵飼感染有結核病牛隻的乳汁而感染M. bovis

VI. 犬和貓
- 對M. tuberculosisM. bovis均有感受性,但對M. avium- complex則較具抵抗力
- 往往是經由人類而感染M. tuberculosisM. bovis
- 尚無由犬和貓將結核病傳染給人的報導
- 在犬M. tuberculosis的感染較常見,但貓則以M. bovis較常見
- 整體上雖然在人與動物感染結核病的流行率上均呈下降的趨勢,但在人口密度高的城市地區流行率卻相對的增高
- 病原通常由貓的糞便和犬的痰液中排出
- 常成為農場中牛隻結核病的保原者
- 當農場或家庭中有重複發生結核病的時候,應針對寵物進行定期性檢測
- 由於天生具抵抗力,於犬和貓很少感染鳥結核病

VII. 禽類
- 通常對M. tuberculosis具抵抗力
- 某些種類的鳥,如鸚鵡(parrots, psitta-ciformes),對M. tuberculosisM. bovis具感受性,但家禽(domestic fowl)則否
- 不論是家禽還是野禽均對M. avium有很強的感受性
- M. avium主要是在禽類中保原並藉由經口而感染和散播,但其它的分枝桿菌則並非由與感染的禽類接觸而得病
- 患有結核病的病人應避免飼養鸚鵡類,以免發生從飼養的禽類重複被感染的現象
- 一般而言,家禽和被人捕捉並圈飼的野禽較生活於野外的禽類易被感染
- 動物園內禽類被改感染的機率高達4至14.2%
- 雖然灰頰鸚鵡(gray-cheeked parakeets)的感染率高,一般大眾所飼養的禽類發生率則相對較低

VIII. 野生動物
- 在十九世紀末期即已知,具致害性的分枝桿菌感染症在捕捉並圈養的哺乳類、禽類、爬蟲類、兩棲類及魚類等動物中,有相當高的的發生率與致死率
- 世界各地圈飼野生動物的動物園和靈長類的飼養和繁殖中心,均曾被此慢性傳染病所侵擾過
- 在開放式飼養的哺乳動物群中,散發的M. avium和腐生性(非典
型的)分枝桿菌感染似乎是一種機緣性和意外性且一般為非傳染性的疾病
- 所有已被報導的野生動物漸進性且具傳染性的結核病,均是因感染M. bovis所引起
- 和已感染有結核病的家畜或人接觸,在野生動物結核病的發生上扮演著重要的角色
- 於野生動物族群發生的結核病,常有下列三種可能的情形:
1. 大角羚羊(kudu)、羚羊(lechwe antelope)、水牛(water buffalo)及美國野牛(bison)
- 均屬牛科(Bovidae)具群居性動物
- 一旦爆發結核病時,在上述族群中即成為地方性疾病而於族群中持續循環
- 上述動物為M. bovis的真性保存宿主
- 此等特性可能亦會出現於某些感染的鹿科動物族群(cervid populations)
2. 獅子(lions)、獵豹(cheetahs)、疣豬(wart hogs)、小鹿(duiker)、野豬(feral pigs)、豪豬(hedgehogs)及野貓(feral cats)
- 屬於"溢出性"( "spill-over")宿主,通常為意外性感染
- 一般如無外源性的再感染,本病很少有機會於上述族群內持續發生
- 當將地方上感染M. bovis的牛和水牛群予以大量撲殺後,在澳洲北方的野豬群,其M. bovis的感染率,由47.7% 下降至6.2%
3. 小型無蹄哺乳動物(small nonungulate mammals)和有袋動物(marsupials),如獾(badgers)和袋鼠(possums)
- 屬於一種中至高密度,但較少群居性的動物
- 本病可於上述族群中持續感染,並成為真性帶原宿主
- 持續感染是和不同品系動物間的密切且頻繁的接觸以及有效的排菌方式
- 一旦具帶原性宿主被感染後造成地方性感染成為家畜和其他野生動物的重要感染源

四、傳染方式(transmission)
- 呼吸小滴
- 污染的草料、物品、屍體或飲水
- 具傳染性滲出物(infectious exudates),如來自表層皮膚病灶和具有廔管的淋巴結膿瘍
- 對許多的動物而言,經由呼吸道感染所需的細菌數較經口感染為少
- 垂直(子宮內) 和偽性垂直(經由受感染的乳汁)傳染均不常見

五、臨床診狀
- 一般而言,診狀僅在疾病的後期始表現出來
- 其潛伏和緩慢發展的特性以及在疾病發生的初期和中期缺乏明顯臨床診狀等是本病另人困擾的標誌
- 通常生前未被懷疑,直等到屍解後才被證實
- 在感染後期的臨床診狀包括食慾減退、不安、衰弱、抑鬱、逐漸
消瘦、毛髮倒豎、咳嗽、運動力減退及、漸進性呼吸困難
- 偶亦可見因淋巴結腫大所造成的腫塊、留著膿汁的膿瘍及後肢的輕癱

六、致病機制
- 結核桿菌經由呼吸道、消化道或經皮等途徑進入宿主體內由具吞噬性的單核細胞系統(MPS)所攝入送至局部淋巴結或其它的臟器
- 具強致病力的結核桿菌能抵抗或規避具吞噬性單核細胞的殺菌作用
- 由於本菌寄居於細胞內,也幫助其規避血清中的殺菌物質
- 由於結核桿菌的增殖而造成吞噬細胞的破壞吸引更多的吞噬細胞造成肉芽腫(結節)的(granuloma (tubercle))形成
- 細胞性免疫力(cell-mediated immunity)約在10-14 days後產生巨噬細胞殺菌力/T細胞活化伴隨淋巴激素的分泌吸引更多的巨噬細胞並使之於病灶區內停留及活化

七、不同結核病的病理特徵
I. 牛結核病(bovine tuberculosis)
- 病灶為典型的肉芽腫性至化膿性肉芽腫性炎症反應,其特徵為
1. 中央呈乾酪樣至液化壞死,其內含有不等量的嗜中性細胞和散發的鈣化區
2. 在壞死區外圍以類上皮巨噬細胞、 Langhans' 巨大細胞,並混有淋巴細胞與漿細胞
3. 纖維包膜不一定存在
- 病灶中纖維包膜和鈣化的程度和病灶發生時間的長短及宿主本身的免疫力狀況有關
- 上述的一般特性在大多數的動物品系中均很明顯,但仍有一些特殊的病變特徵是和動物品系有關,如:
牛:廣泛散發的胸壁和腹壁結節、明顯的鈣化,特別是淋巴結
馬:很少發生乾酪樣壞死或鈣化
- 就一般動物而言,在病灶壞死區內及其周圍的巨噬細胞內所含的細菌數,通常均極少
- 在狒狒和袋鼠(possums): 在病灶壞死區內及其周圍均有大量的抗酸性桿菌的存在

II. 鳥結核病(avium tuberculosis)
- 其病灶的特徵為整片內含大量類上皮巨噬細胞的浸潤,而絕大多數的動物其病變中亦均無巨大細胞、壞死、鈣化及纖維化
- 馬:病變雖如上述但卻含有許多的巨大細胞
- 其病灶的組織病理學特徵和副結核病(paratuberculosis, Johnes disease)極為近似

八、診斷(diagnosis)
I. 死後診斷(postmortem diagnosis)
- 依照特徵性的肉眼病變,並輔以下列方式予以確診
1. 於抹片或滲出液中偵測抗酸性桿菌
2. 典型的組織病理學特徵
3. 病原菌的培養、分離及鑑定
4. PCR相關技術
II. 生前診斷(antemortem diagnosis)
- 廣為用於家畜和圈養的野生動物
- 亦常用於開放式圈養的野生動物,作為非致死性調查和作為動物族群在移位或族群遺傳性能強化的篩選
- 但目前的生前診斷方法在其特異性和敏感性上仍待改善生前診斷方法
- 結核菌素皮膚試驗(tuberculin skin test)
往往會受到動物種別、試劑、測試的皮膚位置、受檢動物的疾病狀態及交叉反應的影響
- 活體外細胞性免疫診斷法(in vitro cellular immunodiagnostic
assays)
淋巴細胞轉型分析法(lymphocyte transformation assay)
Gamma干擾素分析法(gamma interferon assay)
- 在牛與養殖的鹿隻,較傳統所使用的結核菌素皮內接種試
驗有明顯較佳的特異性和敏感性
- 血清診斷法(serodiagnostic test)

九、貓的痲瘋病(feline leprosy)
- 由M. lepraemurium所引起,也會造成大鼠的痲瘋病
- 是一種生長緩慢、培養困難的微生物可選用1% Ogawa egg yolk medium
- 可以人為方式進行動物間的感染
- 主要是經由咬傷或與感染的大鼠接觸而被傳染
- 較流行於比較寒冷潮濕的地區
- 病灶通常是一種可以移動、無痛感、柔軟、肉樣的皮膚和皮下結節,局部的淋巴節可能腫大,全身性感染並不常見
- 受感染的貓隻通常健康狀況良好

十、其他動物的痲瘋病(leprosy in other animals)
- 由M. leprae所引發的痲瘋病,不僅發生於人,亦發生於犰狳(armadillo)、mangabeys、恆河猴(rhesus monkeys)、非洲綠猴( African green monkeys)及黑猩猩(chimpanzee)
- 於犰狳,本病屬痲瘋結節型( lepromatous type ),且病程的發展較人更快並有廣泛的全身性病變

十一、非典型分枝桿菌感染(atypical mycobacterial infections)
- 有許多腐生性、非結核性、非痲瘋性的分枝桿菌,被稱之為非典型的機緣性分枝桿菌
- 此類細菌普遍存於自然界中,特別是水中和潮濕的土壤中,在一般正常的情況下對動物而言並不具病原性
- 一般不會在動物間彼此傳播
- 感染通常來自於環境中,經由皮膚或軟組織的受傷而來,包括了咬傷和抓傷
- 絕少經由呼吸或消化系統感染
- 在人類,此類細菌的感染通常和組織傷害、既存的其他疾病或宿主免疫防禦系統的受損有關,但這些情況在動物並不常見
- M. fortuitumM. cheloni,又稱之為M. fortuitum-cheloni複合體(M. fortuitum-cheloni complex)、M. smegmatisM. phlei等此類細菌中經常被分離到的菌種,具有快速的生長特性
- 病灶為帶有開口廔管的皮膚或皮下結節
- 由於含菌量很少,一般不容易於病灶中找到菌體,往往需藉培養以確認此類細菌的存在

十二、副結核病 (paratuberculosis, Johnes disease)
- 由M. paratuberculosis所引起
- 主要感染牛、綿羊、山羊及其他反芻獸,豬和馬雖亦會被感染但病變極輕微或完全無病變
- 類似的病原曾在患有Crohn disease的病人及在患有類似的迴腸結腸炎的stump-tailed macaques分離到
- 為一種消耗性疾病,具有長時間的病程,而此期間因頑強性下痢造成動物的脫水、消瘦,甚至死亡
- 本病遍佈於世界各地,並造成養牛業者嚴重的經濟損失
- 年輕的牛隻,特別是一歲齡以下的牛隻,最具感受性
- 某些個體於感染後雖無臨床症狀,但卻會於糞便中排出病原菌
- 病灶通常局限於腸道和淋巴結,特別是迴腸末端,但其他組織如肝臟、脾臟、肺臟、腎臟、子宮、胎盤及非腸繫膜淋巴結亦均會被感染
- 受感染的組織被大量的含豐富泡沫狀細胞質的類上皮細胞所浸潤,而此等類上皮細胞內充滿抗酸性細菌並可能成為多核狀
- 於牛隻,病灶中並無乾酪樣壞死、結節的形成及鈣化,然而這些變化卻可見於綿羊、山羊及野生反芻獸
- 當綿羊和山羊的病灶中出現乾酪樣壞死及鈣化時,需極為謹慎與結核病區別
- 當非人的靈長類感染禽類結核病時,會產生類似的病理變化
- 培養通常需120天之久

十三、臺灣地區動物感染結核病的情形
- 本省於1947年起即開始對乳牛進行結核病的檢測,並自1956年起對結核菌素陽性牛隻進行撲殺,其陽性檢出率在1947-1961年為0.98-8.57%,1962-1970年降為0.20-0.76%,1971-1975年更降為0.02-0.09%,1976-1979年又升至0.16-0.57,1980-1981年又降至0.04-0.07%,但自1982-1996年又升至0.13-0.75。
- 除了乳牛有定期的結核病檢測外,於1986年在高屏地區亦曾以結核菌素進行羊隻調查,結果其陽性率為1.83% 。目前許多縣市已將乳羊結核病納為定期性檢查項目。
- 國內鹿隻的結核病感染情形亦相當嚴重,1985年民間鹿場的結核菌素調查結果顯示,陽性率約在29.2% 。
- 1985年臺北市立動物園曾對其園內鹿隻進行檢測,結核菌素陽性率為19.8% ,目前園內對特定族群採定期檢測,經覆檢仍為陽性者則報請撲殺。
- 羊與鹿隻結核病感染在本省是一值得關切的問題。
- 自1985至1994年間,共收集國內各公、私立動物園剖檢動物病例1698例,其中46例 (2.7%) 具有明顯結核病灶,感染動物種類包括山羌、水鹿、梅花鹿、臺灣瀰猴、馬來猴、食蟹猴、長臂猿、豬尾猴、紅毛猩猩、非洲象、綠頭鴨及鴕鳥等,但因缺乏進一步細菌培養,其確診與感染型別仍有進一步探討的必要。
- 由於近幾年國內野生動物數量的日趨增多,且大多屬圈飼展示用,已成為結核病散佈、傳染的潛在來源。
- 針對過去在動物園進行病理剖檢的疑似結核病感染例,以 PCR 和 DNA probe 診斷技術,直接由這些疑似病例的福馬林固定、石蠟包埋組織檢體,進行分枝桿菌的偵測及型別的鑑定,作一回朔性的探討。
Study I. 53 個疑似例
1. 抗酸性染色陽性:32/53 (60.4%)
2. PCR/DNA probe:
Mycobacterium感染:41/53 (77.4%)
- M. tuberculosis/M. bovis感染:33/53 (62.3%)
-非 M. tuberculosis/M. bovis感染:8/53 (15.1%)
Study II. 90 個疑似例
1. 抗酸性染色陽性:40/90 (44.4%)
2. PCR/nested PCR :
Mycobacterium感染:63/90 (70.0%)
- M. tuberculosis/M. bovis感染:59/90 (65. 6%)
-非M. tuberculosis/M. bovis感染:4/90 (4.4%)

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