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本文是《猪肠型大肠杆菌病的诊断、治疗和耐药性》的第三部分，主要介绍猪肠型大肠杆菌病的治疗方法。
1 对症治疗
在发生大肠杆菌病的猪上，腹泻的影响是导致体液流失，造成动物脱水。在许多病例中，给这些病猪服用食盐溶液和补水非常重要。猪在补水时会出现一种特殊问题，因为静脉路径不切实际，因此可采用皮下补水。腹腔内注射也可以采用，但是可以注射的容量有限，且吸收量不确定。口服含葡萄糖的电解质替代溶液的液体疗法被用来治疗因感染大肠杆菌造成的脱水和发生代谢性酸中毒的猪。对大鼠的研究和儿童临床研究已经表明，口服低渗补液溶液可以促进肠道吸收液体，有利于腹泻的治疗过程。
2 氧化锌
含有2 400 mg/kg～3 000 mg/kg锌的饲料能缓解仔猪的腹泻，降低它们的死亡率，并促进生长。长久以来，人们认为氧化锌必然有抗菌效果，尤其是对大肠杆菌的抗菌作用。研究人员根据体外研究结果提出了氧化锌的多种抗菌机制：A.产生于氧化锌表面的过氧化氢可以穿透细胞膜，造成某种类型的损伤，并抑制细菌细胞的生长；B.氧化锌和细菌之间的亲和力是其抗菌活性的重要因素。其他研究人员指出，氧化锌可以抑制肠毒性大肠杆菌(Enterotoxigenic E.coli，ETEC)F4细菌对猪肠道上皮细胞的附着，通过防止肠上皮细胞紧密连接通透性的提高和调控细胞因子基因的表达来阻止细菌的侵入。
氧化锌中的锌在动物肠道中的吸收效率较低，所以它能够在粪便中富集，这意味着会引起环境污染。目前，锌的治疗性使用仍有争议。总的来说，动物体内的细菌可能会产生对锌(Zn)以及其他重金属(如铜)产生耐药性。细菌对Zn的耐药性基因通常位于其质粒中，这些基因可转移到种内或种间的其他细菌中。接触微量元素可能还会促使细菌产生抗生素耐药性，即使在抗生素不存在的情况下也是如此。在动物饲料中添加Zn可能会提高肠道菌群中大肠杆菌多重抗生素耐药性菌株的比例。数项研究已经关注了动物生产中使用的重金属和可能会促进细菌的抗生素耐药性通过共选择方式传递的潜在机制。在丹麦，一篇研究报告将锌与耐甲氧苯青霉素金黄色葡萄球菌(Methicillin-resistant Staphylococcus Aureus，MRSA)CC398联系起来，并推断锌化合物可能在一定程度上参与了MRSA无性系的形成。共选择机制包括协同耐药性和交叉耐药性。协同耐药性被定义为两种或两种以上能够编码耐药性的遗传成分的极度相近性。例如，磺胺耐药性将遵循该协同路径。交叉耐药性在一种抗菌药攻击同一目标(如同时转运两种或多种抗菌药的排泄系统)时形成。交叉耐药性的案例可以以四环素为例，因为耐锌菌株也会利用相同的排泄系统排除四环素。
近来，欧洲药品管理局(European Medicines Agency，EMA)的兽医用药品委员会(Committee for Medicinal Products for Veterinary Use，CVMP)总结出了含氧化锌的兽医药品可经口腔给食品生产用动物服用的推荐使用方法。该委员会经一致总结采纳了一个观点，氧化锌对预防猪腹泻的益处不及其对环境带来的污染风险。CVMP强调，当前存在着一种与氧化锌使用相关的耐药性共选择风险，但是目前这种风险无法估量。因此，该委员会建议拒绝向含有氧化锌的兽药产品签发上市许可，并注销现有同类产品的上市许可证。
3 抗菌剂
3.1 肠型大肠杆菌病的治疗：抗菌疗法的一般原则
在许多大肠杆菌性肠炎的病例中，除了使用可以消灭传染源和阻止临床疾病发生的方法外，抗菌疗法的使用是必不可少的。正如对各种类别的抗生素所观察到的情况那样，我们必须选择可以在肠腔内到达治疗浓度的抗菌药：β-内酰胺类抗生素(阿莫西林和包含阿莫西林/克拉维酸的复合物)、头孢菌素类(头孢噻呋、头孢喹诺)、氨基糖苷类(阿布拉霉素、新霉素、庆大霉素)、氨基环多醇(壮观霉素)、磺胺类联合甲氧苄啶(如甲氧苄啶/磺胺甲恶唑)、氟喹诺酮类(恩氟沙星、马波沙星和达氟沙星)、喹诺酮类(氟甲喹)和多黏菌素类(硫酸黏菌素)。
治疗方法和选择用于治疗的抗生素必须考虑几个方面：
① 感染主要位于小肠。治疗所选用的抗生素必须能够在小肠中达到足够高的浓度。
② 在了解有关单个猪群和当地抗菌药耐药模式资料的基础上，采取经验性疗法。
③ 在许多病例中，评估分离株对抗菌药的敏感性对于确保采取正确的用药方案很重要。
大肠杆菌病的暴发通常要求快速采取行动，因此使用抗生素几乎总是先于确定抗菌模式。结果，在大多数病例中，正确选择抗生素由执业兽医师负责，而实验室给出回顾性结果。实验室可以提供的最基础的信息是敏感性的定性结果(细菌菌株对某一特定抗生素敏感、中等敏感或者耐药)。通过最小抑菌浓度(Minimal Inhibitory Concentration，MIC)获得的耐药性定量结果可能比传统的定量结果更有用，因为MIC数据能够更加精确地说明病原的敏感程度。
例如，图1列出了在肠型大肠杆菌病暴发时抗生素疗法启动、管理和重新评估的第一步。
一些欧洲国家，如荷兰，将所有抗生素按首选、第二选择和第三选择进行分类(最新报道)。Burch等报道了这种方法，并且这些分类一直在修正。总的来说，在临床诊断后，我们必须选择首选抗生素(经验性疗法)，而第二选择的抗生素应当留作在药物敏感性试验或临床结果已经证实首选抗生素不起效的情况下使用，如果其他方法不可用时第三选择的抗生素(如第三代或第四代头孢菌素类、氟喹诺酮类和大环内脂类)则作为最后一招的抗菌药。
抗生素应当用于所有表现出临床症状符合大肠杆菌病的猪，且病猪必须采用非经口途径给药，因为这些病猪此时采食和饮水都很少。在生产实践中，当出现死亡时，对观察到死亡病例的同栏猪都应采用补救性预防治疗法。发表于欧盟官方杂志的《关于谨慎使用兽医类抗菌药的指南》(2015/C 299/04)把使用补救性预防治疗列入其中，并指出抗菌药的补救性预防治疗应规定仅在真正需要治疗时执行，同时兽医应根据猪群内疾病发展中出现的临床症状证明该治疗方法有效。
3.2 药物代谢动力学/药效动力学指数：用于治疗肠型大肠杆菌病的抗菌药一般信息
抗菌药治疗的效果取决于病原对抗菌疗法的反应能力、该药物引起目标微生物学反应所必需的接触特性以及该药物本身在感染部位达到所需有效药物浓度的能力。全身用药和其对应的临床和微生物学反应之间的关系被称为药物代谢动力学(Pharmacokinetics，PK)/药效动力学(Pharmacodynamics，PD)(表1)。这种PK/PD关系，依次限定了实现预期临床和微生物学效果所必需的剂量、给药频率和持续时间。PK部分描述了宿主对药物的处理情况(吸收、扩散、代谢和排泄)(表2)，PD部分则形容了随着时间的推移药物对感染部位细菌的作用情况。因此，PK和PD的相互作用反映了具有生物学活性的药物在感染部位的浓度波动情况(由其血清或血浆的药物浓度反映出来)与其对目标微生物病原体作用的关系。
三种PK/PD指数已被提议用于预测药物的抗菌效果：最大游离浓度(Maximum Unbound/Free Concentration，Cmax)和MIC的比值(Cmax/MIC)、血浆浓度时间曲线下方面积和MIC的比值(AUC/MIC)和游离药物浓度高于MIC的时间百分比(T＞MIC)。
合理利用PK/PD指数可以优化药物的剂量，从而提高治疗成功的可能性，减少中毒和耐药性的产生。要获得较高的微生物学和临床治愈的概率，则要求细菌要与抗菌药有充分的接触时间。该接触时间取决于药物的使用剂量，且它随不同药物动力学参数[如：药物的生物利用率和清除率、以及病原的敏感性(如MIC)]而变。有趣的是，计算用于MIC评价的临床折点要考虑不同的标准，且主要受到PK/PD指数的影响。
对于不同的抗菌剂，基于药物动力学参数和MIC分布的方法被用于评估治疗一种病原体造成全身感染的剂量的潜力。根据群体药物代谢动力学数据，一种病原的MIC分布可用于评估获得治疗成功概率所必需的剂量范围。抗生素的正确剂量是控制或清除感染部位细菌及同时控制抗生素耐药性的关键。PK/PD指数大多数被用作剂量选择过程中的效率目标，但是它对研究最佳的给药方案(给药频率、治疗时长)从而获得最佳的临床结果和最低的抗菌药选择也是非常重要的。
3.3 用于治疗肠型大肠杆菌病的抗菌药的主要特性
β-内酰胺类抗生素(如青霉素类、阿莫西林、头孢菌素类、单环β-内酰胺类和碳青酶烯类)通过干扰肽聚糖合成的最后阶段来阻碍细菌细胞壁的形成。β-内酰胺类抗生素通过结合到被称为青霉素结合蛋白(Penicillin-binding Proteins，PBPs)的细胞壁合成酶上起效，从而抑制肽聚糖的合成。这些药物具有杀菌作用，但是仅造成生长细胞的溶胞，那是因为此时细胞正在进行积极的细胞壁合成。
阿莫西林在机体组织中能够达到很高的浓度，因为其能够被肠道很好地吸收。像多数β-内酰胺类抗生素一样，阿莫西林几乎全部经肾脏排出，造成尿中的浓度非常高。对β-内酰胺的耐受性是通过外排机制(efflux mechanism)和改变革兰氏阴性菌的孔蛋白从而阻止抗生素进入细菌细胞内来介导的。
克拉维酸与阿莫西林按2∶1的比例配伍，配伍后形成的制剂通常具有杀菌作用。该复合制剂在治疗多种由质粒介导的产β-内酰胺酶的细菌引发的猪感染(包括新生仔猪大肠杆菌病)上具有应用潜力。克拉维酸口服后有良好的吸收率，并且与阿莫西林有相似的药物代谢动力学特征。
头孢菌素族抗菌素或头孢菌素类具有同β-内酰胺酶一样的稳定性、对目标蛋白(PBP)活性高以及穿透细菌细胞壁能力强的优点。第四代头孢菌素类对因获得建立在β-内酰胺酶基础上的耐药性而对较早几代头孢菌素族抗菌素有耐药性的肠道菌和其他革兰氏阴性细菌有效。头孢菌素类属于最安全的抗菌药。第二代到第四代头孢菌素类具有的广谱抗菌活性可能使得耐药菌(包括艰难梭菌)过度生长，它们不必再与此类微生物菌群中的敏感成员竞争。头孢噻呋钠可用于治疗新生仔猪大肠杆菌病，但第四代和第三代头孢菌素类不是首选抗菌药，应该作为备用药物在药敏试验表明没有可用的替代品时使用。抗菌谱窄的抗菌药通常有效且应当优先考虑。
一般而言，β-内酰胺类耐药性的三种机制是：减少与PBP的接触，降低PBP的结合亲和力以及通过表达β-内酰胺酶(结合并水解β-内酰胺的酶)破坏抗菌药。
抗菌的二胺基嘧啶以固定比例(1∶5)与多种磺胺类药物(磺胺嘧啶、磺胺甲基异恶唑和磺胺多辛)联合使用，其与磺胺类药物的联合使用可以阻断叶酸合成中的连续性步骤，从而抑制细菌DNA合成所需的嘌呤。二氨基嘧啶阻断四氢叶酸或二氢叶酸循环很可能是此联合用药协同作用的结果。这种复合抗菌药具有较宽的安全性，所产生的不良反应可能主要归因于磺胺类药。二氨基嘧啶成分能在组织中聚集，而磺胺药成分仅从血浆缓慢进入组织。三甲氧苄二氨嘧啶-磺胺类药联合已经成功用于控制猪的多种疾病，包括新生仔猪和断奶仔猪大肠杆菌病。
氨基糖苷类抗生素卡那霉素、庆大霉素、阿米卡星和新霉素，是含有多个氨基酸基团的大分子物质，使它们成为能够在生理pH条件下高度离子化的碱性多聚阳离子。氨基糖苷类的抗菌作用主要针对需氧的革兰氏阴性菌。氨基糖苷类对需氧的革兰氏阴性菌的抗菌作用明显受生理pH条件的影响，在碱性环境中活性最强。仅次于组织损伤或细菌破坏的局部酸性增强也许能解释为什么氨基糖苷类抗菌药没能杀死通常敏感的病原菌。氨基糖苷类在正常胃肠道中不易吸收，但是在肌肉(Intramuscular，IM)或皮下(Subcutaneous，SC)注射后吸收良好，其全部通过肾脏(肾小球滤过作用)排出，未改变的药物会通过尿液迅速排出。肾毒性(急性肾小管坏死)是氨基糖苷类药的最常见副作用。大多数临床上重要的氨基糖苷类耐药性是由质粒介导的酶造成的，大体分为磷酸转移酶、乙酰转移酶和腺苷酰转移酶。庆大霉素用于治疗1日龄～3日龄新生仔猪大肠杆菌病，单次IM注射或一次口服5 mg。
壮观霉素是一种缺乏氨基糖苷类抗生素大部分毒性作用的氨基环多醇抗生素，其应用受到耐药性发展迅速的限制。通常，壮观霉素是一种普通的、相对广谱的抑菌药，可在4倍MIC浓度下杀菌。在体内或体外，细菌染色体可以一步突变到高耐药水平。染色体耐药菌株不对氨基糖苷类表现出交叉耐药性。药物代谢动力学特征与氨基糖苷类抗生素相似。在猪上，口服壮观霉素溶液可用于治疗大肠杆菌病。
氟喹诺酮具有亲水和蛋白结合率低(＜50％)的特性，用药后它会迅速扩散并广泛地分布在组织中，可以在胆汁和代谢组织(肝、肠和尿道)中发现高浓度的氟喹诺酮。氟喹诺酮类药物主要通过肾小球滤过作用和肾小管主动分泌作用以原有状态经尿液排出。氟喹诺酮类药物是一类相对安全的抗菌药。以治疗剂量使用，其会产生轻微的毒性作用，且通常仅限于导致肠道紊乱，如恶心、呕吐和腹泻。细菌对氟喹诺酮类药物产生耐药性是由靶位改变、通透性降低、排泄和/或靶位防护造成的。这些喹诺酮耐药机制中的任何一种均可在同一细胞中同时发生，从而形成高水平的耐药性。第四代和第三代头孢菌素类和喹诺酮类不是首选抗菌药，应当作为药敏试验表明无替代品可用时的备用药物。
黏菌素(多黏菌素E)是一种多组分的脂肽阳离子抗菌药，在第二次世界大战结束后不久(1949年)被发现。黏菌素是一种可以结合革兰氏阴性菌细胞外膜上的脂多糖(Lipopolysaccharide，LPS)和磷脂的杀菌药。这一过程会造成细胞膜通透性增加、细胞内含物外漏继而引发细胞死亡。在一些国家，硫酸黏菌素是唯一被批准用于养猪生产的口服产品，用来控制由肠道菌引发的肠道感染。多黏菌素在口服或局部给药后耐受良好，但是全身使用会造成肾毒性、神经毒性和神经肌肉阻断作用。
在欧洲，多黏菌素在不同国家的使用情况差异大。一些采用集约化方式进行家畜生产的国家可以以低于1 mg/PCU(注：Population Correction Unit,菌群校正单位)的水平使用(如丹麦和英国)，或更高的水平，如高达20 mg/PCU～ 25 mg/PCU的水平使用(意大利和西班牙)。由于其在人类医学方面的重要作用，目前或今后在动物生产中使用黏菌素产品对公共卫生的影响讨论已久。通常的建议是治疗剂量按每千克体重100 000 IU(每天每千克体重100 000 IU或每隔12 h使用50 000 IU/kg)，但是在一些非欧洲国家，黏菌素被允许作为促生长饲料添加剂，以较低的剂量使用。
3.4 大肠杆菌和抗生素耐药性
在引发断奶仔猪腹泻的ETEC菌株中，人们已经越来越多地观察到对阿布拉霉素、新霉素、甲氧苄啶—磺胺甲恶唑和黏菌素等多种抗生素的耐药性。ETEC菌株对多种抗菌药产生耐药性以及业已证明的对用于治疗猪大肠杆菌病的抗生素的耐药性发展趋势是现今令人担忧的原因。研究人员已经在ETEC分离株中观察到多重耐药性菌株，最近能够表达多重耐药性表型的猪源ETEC有不断增加的趋势。
要提供有关细菌耐药性的综合数据如果不是不可能的话也是非常困难的事，因为这种情况在不同国家和猪群中变化很大，主要取决于优先使用的抗菌药。表3列出了大肠杆菌菌株对治疗大肠杆菌病中通常使用的各种抗菌药的耐药性数据。
研究人员在意大利进行了一项旨在评估10年间(2002年—2011年)分离到的ETEC的抗生素耐药性发展趋势，他们利用圆盘扩散法检测了从断奶仔猪大肠杆菌病病例中分离到的442株F4阳性大肠杆菌对几种抗生素的耐药性。在该项研究中，中等菌株被分至抗药组一。在整个实验过程中，分离株显示出了其耐药性在统计学上显著增强的趋势：恩氟沙星(从14.5％增至89.3％)、氟甲喹(从49.1％增至92.9％)和头孢噻呋(从3.8％增至44％)。研究人员还观察到分离到的ETEC对庆大霉素(从63.6％增至85.7％)、阿布拉霉素(从61.8％增至82.1％)和甲氧苄氨嘧啶—磺胺甲恶唑(从75％增至89.3％)的耐药性不断增强，但在统计学上无显著差异。
研究人员在从巴西的猪群中分离到的大肠杆菌菌株里观察到了对恩氟沙星的耐药性——近30％来自新生仔猪大肠杆菌病病例的菌株对这种抗生素有耐药性。大肠杆菌对氟喹诺酮类抗生素的耐药性与用于治疗猪病的剂量高度相关，且研究人员已证明，猪大肠杆菌菌株存在质粒介导的氟喹诺酮耐药性的转移。
据报道，研究人员从比利时、波兰和西班牙的病猪中分离到的大肠杆菌菌株对庆大霉素有高水平的耐药性(分别为46％、45％和20％)，对庆大霉素和其他氨基糖苷类抗生素的耐药性通常会传播，且细菌在庆大霉素和阿布拉霉素之间存在交叉耐药性。
研究人员从澳大利亚的断奶仔猪腹泻病例中分离到的大肠杆菌菌株上观察到了对链霉素、壮观霉素、氨苄青霉素和苄氨嘧啶-磺胺甲恶唑的耐药性；在同一项研究中，他们还发现少数分离株对新霉素和阿布拉霉素具有耐药性，并且这些菌株中的部分表现出对庆大霉素的耐药性，所有分离株对恩诺沙星或头孢噻呋无耐药性。
研究人员在韩国进行的一项研究中发现，来自腹泻猪的大肠杆菌菌株具有多重耐药性(对4种以上的抗生素有耐药性)和对多种抗生素具有高水平的耐药性——庆大霉素(77％)、甲氧苄啶-磺胺甲恶唑(75.7％)、阿莫西林(75.7％)、氨苄青霉素(73％)和恩氟沙星(64.9％)具有高度多重耐药性(对4种以上抗生素具有耐药性)。
在过去几年中，大肠杆菌对黏菌素的耐药性已经变得更为普遍。具有获得耐药性的大肠杆菌菌株出现在致病分离株中，常见于腹泻的猪(表4)。
对黏菌素的耐药性是建立在负责控制LPS电荷的突变基础上。直到现在，多黏菌素耐药性已经涉及染色体的突变，使得抗药机制不稳定且不能传播给其他细菌，但是从未见有基因水平转移的报道。在中国进行的一项针对来自食品生产用动物中共生大肠杆菌抗生素耐药性的研究表明，大肠杆菌对黏菌素的耐药性已经增强，并报道了以mcr-1形式出现的首个可以传播的、质粒介导的多黏菌素耐药性。该基因可以在不同种类的细菌间轻易传递，很可能会造成耐药性的迅速发展。虽然该基因首先在中国的大肠杆菌中被发现，但它随后出现在欧盟。在抗生素耐药性方面，质粒在作为获得抗药基因以及随后传播的载体中起到了重要的作用。
最近，欧洲委员会在发现细菌对黏菌素耐药性的这种新机制(由mcr-1基因造成)之后，要求根据EMA的抗菌药特设专家小组(Antimicrobial Advice Ad Hoc Expert Group，AMEG)的指示对其就有关“欧盟范围内在动物生产中使用黏菌素产品”的2013建议进行更新。在其于2016年6月发布的建议中，该专家组称，应考虑采取多种措施来处理该问题。这些措施介绍如下：
• 在今后的3—4年，所有成员国都应减少在动物生产中使用黏菌素，至少要降低到5 mg/PCU的目标水平。
• 鼓励成员国设置严格的国家目标，最好将使用剂量降至1 mg/PCU以下。
• 减少黏菌素的销售不应该用增加其他类型抗菌药的使用来补偿，但是应当通过采用其他措施(如提高农场卫生条件、生产周期之间的生物安全以及牲畜的免疫接种)来弥补。
• 黏菌素应进行重新分类，并将其归入AMEG分类系统的第2类目录中，其包含留作治疗无其他有效替代治疗方案的动物感染。
4 总结
对一种疾病的控制始于采用正确的诊断方法。大肠杆菌病的诊断需要可以用来分离病原的合适样本以及标准化的诊断标准，包括抗菌药的敏感性评价标准。
抗生素的治疗性使用被广泛用于控制新生仔猪和断奶仔猪的大肠杆菌病，不过在许多国家抗生素的预防性和补救性预防治疗使用仍然很常见。消费者对致病性大肠杆菌的抗生素耐药性菌株增多的担忧持续加强和腹泻仔猪中多重耐药性大肠杆菌菌株流行率的提高，正促使人们越发重视抗生素的替代品或替代方法，如免疫接种、益生菌、益生元、添加剂和管理措施。尽管一些预防措施已经显示出一定的应用前景和效果，但在许多病例中，人们更愿意使用抗生素来治疗和控制肠型大肠杆菌病。
当前，在从食品生产用动物上分离的细菌中，抗生素耐药性分离菌株的增多引发了人们的担忧。如果抗生素使用不当，如非特异性用药(即群体给药或对非敏感微生物给药)、以亚治疗剂量用药、重复给药或给药时间不当，那么与该现象相关的风险会提高。这些情况迫使人们在使用抗生素时更为理性且慎重。□□
原题名：Swine enteric colibacillosis: diagnosis, therapy and antimicrobial resistance (英文)
原作者：Andrea Luppi(意大利)
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