魚類的聯(lián)合感染

魚類的聯(lián)合感染

劉洪巖，薛暉，張世勇，趙彥華，陳校輝，邊文冀

（江蘇省淡水水產(chǎn)研究所，江蘇 南京 210017）

在復(fù)合感染中，復(fù)合感染的多種病原微生物之間的關(guān)系可能是協(xié)同或者抑制。協(xié)同作用是因為原發(fā)感染的病原微生物，抑制了宿主的免疫反應(yīng)，從而增加了宿主對于其他微生物的敏感性和致死率[1，2]。抑制作用往往是因為病原微生物之間競爭結(jié)合位點、營養(yǎng)等，從而抑制了病原微生物種群的增加。另外一些拮抗作用的復(fù)合感染，是因為原發(fā)感染微生物引發(fā)了宿主的免疫反應(yīng)，從而抑制了繼發(fā)感染[3]。

魚類生存的水體中，存在著復(fù)雜的病原微生物。然而，人們對于暴露于復(fù)雜環(huán)境下的魚類的復(fù)合感染知之甚少。由于復(fù)合感染發(fā)生的頻率很高，并且有可能產(chǎn)生新的病癥，因此，深入了解復(fù)合感染是宿主免疫系統(tǒng)的特殊機制是非常必要的。研究不同的復(fù)合感染機制是研發(fā)有效疫苗和控制疾病的核心。該文著重分析近年來魚類中復(fù)合感染的案例，分析了復(fù)合感染對于敏感性魚類的影響，以及不同病原體之間在復(fù)合感染過程中的相互作用。

1 同源的病原微生物引發(fā)的聯(lián)合感染

1.1 細菌引發(fā)的復(fù)合感染

細菌引發(fā)的復(fù)合感染，包括雙重感染、三重感染和多重感染。有文獻表明，使用愛德華氏菌攻毒的斑點叉尾鮰會發(fā)生細菌性敗血癥，該病征是嗜水氣單胞菌感染引起的[4]。后續(xù)試驗證明，并不是愛德華氏菌引起的病癥發(fā)生了改變，而是在試驗過程中，試驗動物感染了嗜水氣單胞菌。在沒有感染嗜水氣單胞菌的情況下，愛德華氏菌并不能引發(fā)鮰魚的細菌性敗血癥。同時使用浸泡的方法用愛德華氏菌和嗜水氣單胞菌攻毒，蘇氏圓腹魚芒的病死率可達95%，單獨使用愛德華氏菌攻毒的病死率為80%，而單獨使用嗜水氣單胞菌攻毒的病死率只有10%?；谝陨系难芯拷Y(jié)果，猜測在這種復(fù)合感染中，愛德華氏菌是主要的病原體，而嗜水氣單胞菌則是隨機感染的。

除了人工的感染之外，在感染沙門氏菌[7]的魚中發(fā)現(xiàn)嗜水氣單胞菌的數(shù)量比隨機預(yù)測的要多。由于沙門氏菌的免疫抑制特性，作者認為兼致病性嗜水氣單胞菌是一種機會致病菌，與沙門氏菌協(xié)同作用。在野生棕色鱒魚中，Salmo trutta 等人[5]報道了在鰓樣本中同時存在兩種不同的衣原體細菌，導(dǎo)致鰓片的上皮囊腫。

“冬季潰瘍綜合征”是一種與發(fā)生在低溫海水中的皮膚潰瘍相關(guān)的綜合征。盡管Moritella viscosa是該病的主要病原體，然而Moritella viscosa 和鮭弧菌通常是一起或單獨從被感染的魚中分離。事實上，感染鮭弧菌可能會降低M. viscosa毒力。這一現(xiàn)象的原因可能是鮭弧菌改了M. viscosa基因表達譜。鮭弧菌可能通過競爭相同的細胞結(jié)合位點和營養(yǎng)物質(zhì)介導(dǎo)的種間競爭，以及通過分泌細菌素等抑制M. ciscosa的繁殖。

1.2 病毒引發(fā)的聯(lián)合感染

在魚類中存在著涉及兩種或兩種以上病毒病原體的感染報告。病毒干擾現(xiàn)象，它的定義是一種病毒干擾另一種病毒復(fù)制的能力，這種現(xiàn)象發(fā)生在幾種水生病毒之間。推斷病毒直接相互干擾是多種機制相互作用的結(jié)果，包括一種病毒抑制另一種病毒的增殖，或通過下調(diào)病毒受體干擾病毒進入，或病毒之間直接競爭一個共同受體[6]。此外感染第一種病毒還可以抑制或改變宿主細胞中第二種入侵病毒所需要的某些功能。最后，第一種病毒感染可誘導(dǎo)干擾素或抗病毒因子抑制第二種病毒的復(fù)制。

病毒干擾的一個例子發(fā)生在斑點叉尾鮰呼腸孤病毒（CRV）和斑點叉尾鮰病毒（CCV）共感染時，發(fā)現(xiàn)CRV 在體外降低了CCV 的病毒滴度和CPE。當(dāng)細胞首次感染CRV，然后在16 小時后與CCV 同時感染時，CRV 對細胞的干擾是相當(dāng)大的，而當(dāng)同時感染時則不是這樣。此外，研究還發(fā)現(xiàn)，虹鱒魚傳染性造血壞死病毒（IHNV）感染受到病毒性出血性敗血癥病毒（VHSV）感染的阻礙，導(dǎo)致IHNV 在虹鱒魚中的內(nèi)臟中的分布受限[7]。作者認為這種干擾和拮抗作用可能是由于對細胞表面相同受體的競爭，抗體干擾表明至少在腦中，病毒使用相似的受體。

Hedrick 等人[8]還提到了另一個例子，即無毒性割喉鱒病毒（CTV）和IHNV 共同感染過程中發(fā)生的病毒干擾，并表明虹鱒之前感染CTV 降低了與后來感染IHNV 相關(guān)的病死率。同樣，初次接觸無毒鮭魚呼腸孤病毒，8 周后再與IHNV 共同攻毒，可以提高虹鱒魚的存活率。

1.3 寄生蟲誘發(fā)的聯(lián)合感染

寄生蟲通常與宿主處于動態(tài)平衡狀態(tài)，環(huán)境的變化可以改變對位點/宿主的平衡，從而導(dǎo)致疾病的爆發(fā)。寄生蟲可引起鰓片增殖、融合等機械損傷，也可引起細胞增殖、免疫調(diào)節(jié)、魚體狀態(tài)改變或消極行為反應(yīng)等生理損傷以及影響魚的生殖能力。多種寄生蟲共感染對宿主-寄生蟲生態(tài)[9]影響較大。

從蘇格蘭中部的農(nóng)場采集的褐鱒樣本中觀察到5 種黏菌（Tetracapsuloides bryosalmonae、Sphaerospora truttae、Chloromyxum schurovi、Chloromyxum truttae和Myxobolus species）的混合感染。經(jīng)檢查的腎臟標(biāo)本顯示混合感染了3 種黏液動物：T. bryosalmonae、S. truttae和C. schurovi。T. bryosalmonae感染引起了對C. schurovi 一定程度的免疫，反之亦然。Peeler 等人[10]提到，T. bryosalmonae和C. schurovi之間存在很強的負相關(guān)性，在腎臟中尤其明顯。腎臟是這兩種寄生蟲的靶點器官，其中一種寄生蟲的感染可以通過在同一靶器官上的競爭降低另一種寄生蟲的感染幾率，但這種相互作用還需要更多的實驗探索。

人工養(yǎng)殖的海參斑微孢子蟲和粘原蟲共感染的個案研究結(jié)果表明，海參斑的病死率為65%。腎、脾、肝出現(xiàn)嚴重壞死改變，受累組織中有細胞內(nèi)粘原蟲，骨骼肌中有微孢子蟲孢子，無炎癥反應(yīng)[11]。

2 異源病原體的聯(lián)合

2.1 寄生和細菌聯(lián)合感染

寄生蟲感染增加繼發(fā)性細菌性疾病的風(fēng)險，并可作為傳播細菌病原體的媒介。許多試驗研究證實了這種協(xié)同作用[12]，研究表明，被寄生蟲和細菌聯(lián)合感染的魚的病死率較高。這種協(xié)同效應(yīng)被解釋為寄生蟲造成的壓力降低了魚類對其他繼發(fā)性細菌感染的抵抗力，以及寄生蟲造成的破壞作用，為細菌入侵提供了途徑。在某些情況下，寄生蟲為細菌提供庇護，并將其傳遞給其他宿主。應(yīng)更加重視魚類寄生蟲感染的預(yù)防，以降低繼發(fā)性細菌感染引起的魚類病死率。

在羅非魚的密集養(yǎng)殖中，聯(lián)合感染更有可能發(fā)生，造成巨大損失。然而，大多數(shù)研究都集中在單一的寄生蟲或單一的細菌病原體上。Xu 等[13]研究了羅非魚同時感染的試驗?zāi)Ｐ?。羅非魚感染三代蟲，然后用一種致病菌海豚鏈球菌攻毒。結(jié)果顯示，在攻毒的前2 周內(nèi)，聯(lián)合感染組的病死率（42.2%）高于僅感染海豚鏈球菌的組（6.7%），而僅感染三代蟲的魚沒有死亡記錄。Xu 等認為這種體外寄生蟲通過機械損傷為侵入性細菌提供了入口。此外，作為細菌的機械載體，還從三代蟲中分離出海豚鏈球菌活菌。

小瓜蟲是一種有纖毛的體外寄生原生動物，對世界各地的淡水魚類造成了相當(dāng)大的損失。它會破壞魚鰓和皮膚的上皮，增加細菌入侵和魚類病死率。Shoemaker 等[14]研究了小瓜蟲對斑點叉尾鮰腸道敗血癥病（病原菌：鯰愛德華氏菌）生存、血液學(xué)和細菌負荷的影響。與單感染組相比，在小瓜蟲暴露1天后，共感染組各臟器細菌載量高，病死率高（71.1%）。

Xu 等[15]用同樣的病原體，在斑點叉尾鮰中設(shè)計了另一個試驗。第一次感染時使用小瓜蟲，5 d 后加入鯰愛德華氏菌作為并發(fā)感染。結(jié)果與先前的試驗相似，死亡率增加，內(nèi)臟的細菌載量增加。另一種情況是，在不同的劑量和不同的采樣時間，使用小瓜蟲和熒光的鯰愛德華氏菌感染斑點叉尾鮰，100%的包囊都攜帶熒光細菌。鯰愛德華氏菌存活并能在包囊內(nèi)復(fù)制，導(dǎo)致感染魚的累積病死率更高。小瓜蟲表面含有d-半乳糖、d-甘露糖、d-葡萄糖和n-乙酰半乳糖等糖分子，而鯰愛德華氏菌具有結(jié)合并附著于這些糖的能力[15]。因此，鯰愛德華氏菌與小瓜蟲在合并感染中的結(jié)合是由鯰愛德華氏菌凝集素樣受體與小瓜蟲表面d-半乳糖或d-甘露糖相互作用的結(jié)果。這種結(jié)合不影響小瓜蟲的復(fù)制、運動和附著能力。

在斑點叉尾鮰中，與旋毛蟲共寄生后，對海豚鏈球菌的敏感性顯著增加，病死率達到100%。外界寄生蟲與細菌之間的協(xié)同作用被解釋為旋毛蟲對魚皮膚的破壞作用，增強了浸泡暴露后海豚鏈球菌的入侵[16]。

Xu 等[17]進行了另一項原生動物與細菌共感染的試驗，以確定小瓜蟲與嗜水氣單胞菌共感染是否會增加魚的病死率。結(jié)果證實，寄生小瓜蟲的斑點叉尾鮰暴露于嗜水氣單胞菌后，其病死率顯著提高（80%），內(nèi)臟細菌載量明顯增加。小瓜蟲感染通過顯著增加虹鱒魚的皮質(zhì)醇水平，從而導(dǎo)致魚的免疫抑制產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)。

2.2 寄生蟲和病毒聯(lián)合感染

報道稱，在采自黑海地區(qū)的牙鱈中同時檢出了VHSV 和車輪蟲。野外研究表明，感染VHSV 的牙鱈比非感染VHSV 的魚具有更高的車輪蟲載量，說明病毒載量與體外寄生蟲的存在有關(guān)。這些體外寄生蟲的載量，可能與產(chǎn)卵或水溫等其他因素一起，對牙鱈VHSV 的發(fā)生有顯著影響[18]。

Nylund 等[19]探討了魚虱和海虱作為鮭傳染性貧血病毒（ISAV）傳播媒介的作用，前者通過皮膚損傷和免疫抑制，導(dǎo)致流行病暴發(fā)和病死率升高。Valdes-Donoso 等[20]提到，2007 年至2009 年在智利南部爆發(fā)的ISAV 疫情是由ISAV 和海虱共同感染大西洋鮭魚引起的。

2.3 細菌和病毒聯(lián)合感染

在鯛魚幼魚中爆發(fā)的病害中，對病原體的分離和鑒定顯示感染魚中存在細菌和病毒。分離出的細菌分別為弧菌和美人魚發(fā)光桿菌，病毒是神經(jīng)壞死病毒（VNNV）和出血性敗血癥病毒（VHSV）。這些結(jié)果表明，在魚中可能發(fā)生不同細菌和病毒的共感染，導(dǎo)致這些病害暴發(fā)[21]。

在大西洋鮭魚中對細菌和病毒聯(lián)合感染做了深入的研究。魚首先被傳染性胰腺壞死病毒（IPNV）感染，然后繼發(fā)感染ISAV 或殺鮭弧菌。觀察到IPNV-殺鮭弧菌組的累積死亡率較高。與僅感染殺鮭弧菌8 天的魚相比，共感染組的死亡開始較早，證實了兩種病原體之間的協(xié)同作用[17]。相反，感染IPNV 的大西洋鮭魚繼發(fā)感染ISAV 導(dǎo)致病死率低于只感染ISAV 組，說明IPNV 對ISAV 有拮抗效應(yīng)，這種作用可能是通過表達干擾素（IFN）或IFN類似物產(chǎn)生的。

Lee 等[22]研究了對石斑魚進行IPNV 和鯊魚弧菌聯(lián)合攻毒。首先采用IPNV 攻毒，2 周后使用鯊魚弧菌繼發(fā)感染。試驗結(jié)果表明暴露于IPNV 后無死亡記錄，而二次暴露于鯊魚弧菌可導(dǎo)致100%的死亡。

2.4 真菌和細菌共感染

據(jù)報道，真菌感染在養(yǎng)殖和海洋魚類中都有發(fā)生。Cutuli 等[23]報道了首例真菌細菌共同感染的案例。在羅非魚的皮膚上，檢測出了尖孢鐮刀菌與嗜水氣單胞菌。組織病理學(xué)結(jié)果顯示肝實質(zhì)嚴重充血，肝組織有壞死灶，并有大量中性粒細胞浸潤。真菌引起組織損傷，促進嗜水氣單胞菌入侵，增加了魚的病死率[23]。

在埃及，從當(dāng)?shù)佤~場采集的合齒鯛魚突然發(fā)生眼云、腹水、極端體黏液和尾部腐爛等死亡后，發(fā)現(xiàn)其中含有不同種類的真菌，如索氏鐮刀菌、棘孢菌和念珠菌。此外，還從60%的檢查病例中再次分離出嗜水氣單胞菌，從80%的感染病例中再次分離出魚寄生蟲鞭毛蟲。這表明，合齒鯛魚致死的病原體是多種病原體的復(fù)合體，如真菌、細菌和寄生蟲[24]。

3 展望

該綜述的主要目的是總結(jié)關(guān)于魚類宿主與一種以上感染源同時感染或二次感染時不同病原體之間相互作用的文獻。這些相互作用可以是協(xié)同作用，也可以是拮抗作用，可能導(dǎo)致一種或兩種病原體的增強或抑制，從而增加或減少疾病的嚴重程度。這種相互作用可對疾病的發(fā)展和嚴重程度產(chǎn)生重要影響，應(yīng)在治療和接種疫苗時加以考慮。未來還需要進行更多的研究，以提高對魚病病原體之間的相互作用以及與宿主的免疫反應(yīng)相互作用的認識，這將有利于加深對疾病過程和發(fā)病機理的理解，對疾病管理是非常有用的。