以免疫方法防禦B.br.(A.R.)感染症
北里研究所 細菌部:久米勝已
日本北里研究所在世界上首創開發 A.R. 菌苗貢獻養豬業界以來已被認定對 A.R. 防治甚具預防效果而普遍被採用,但鑑及尚有部份養豬業者對 A.R. 菌苗的使用方法不甚清楚,故而有本文公開在「北里No. 308 ( 昭 55.1 )」發表。本公司係北里研究所總代理並技術合作亦被授權在台製造 A.R. 菌苗,與著者久米博士具有同樣感覺,為了養豬業者能深一層認識以免疫方法防治 A.R. 感染症,特經著者同意譯載於本刊,請業界先進參考。
國光血清疫苗製造公司 劉燃炎 譯後誌
1.緒 言
豬傳染性萎縮性鼻炎之發症被究明係支氣管敗血症菌所致之後,對本病之治療及預防之研究跟著亦進展。以藥劑投與方法預防 Bordetella bronchiseptica ( 以下簡稱 B. br. ) 菌對 A.R. 之清淨化似有相當效果,但反面帶來具有 R 因子的耐性菌的出現,食肉中的藥劑蓄積,菌交代症的出現及經濟性的問題等表面化起來,為解決這些問題而替代具有安全,有效且較經濟的預防法 A.R. 菌苗被開發出來。
現在,B. br. 菌感染症的預防方法有使用不活化菌苗的 1.仔豬免疫 2.母仔免疫及 3.母仔免疫與仔豬免疫的併用法在實用化。一方面對仔豬應用的弱毒活菌免疫亦在研究階段。已實用化的前述三種方法均尚有幾個問題點,但以目前為止被認為係最好的預防法。本文將以不活化菌苗為中心來探討對 A.R. 清淨化的方向。致於 B. br. 菌感染症的總說在此推介,請參照「豚,萎縮性鼻炎感染症」( 尾形學監修,文永堂刊 1977 )。
2.B.br. 菌的感染與 A.R. 的發症
依據輿水總綜合各研究者對 B.br. 菌的自然感染及人工感染的成績製成菌的感染時期與病症的推移模式以圖 1 表示,以 B.br. 菌感染時的豬的週齡可區分為三云。即生後三週齡以內 B.br. 菌感染時 ( A ),B.br. 菌可定著數個月之久,感染而產生之抗體在 3 個月前後時開始上昇,以後繼續能檢出。病變在抗體出現以前形成而終生繼續存在。另一方面在四週至三個月齡之間感染時 ( B ) B.br. 菌的定著及抗體之產生狀況與 ( A ) 略相同,但病變的出現情形較弱,有時無法看到的病例也有。感染在三個月齡以後的場合 ( C ) B. br. 菌的定著繼著即可看到抗體的上昇。但以肉眼看不到有病變的情形。當然由于種種條件所使,若干病例與前記模式圖有時不儘符合,但如以上所說,A.R. 病變只在幼若豬感染 B. br. 菌時發現,又 B. br. 菌在任何時期感染都會定著成為保菌豬,這一點我們應該認識了解。
3.仔豬免疫
a.實驗室內成績
一週齡時 1 ml,二週齡時 2 ml 的 A.R. 菌苗二次注射仔豬,在三週齡時以 B. br. 強毒株菌行鼻腔內攻擊後,經常的作回收細菌試驗結果,在免疫豬的鼻腔內發現 B. br. 菌增殖受到抑制及強病原性的Ⅰ相菌變異成缺病原性的 Ⅲ 相菌 ( Ⅲ 相菌化 ),並促進攻擊菌的情淨化作用 ( Clearance 細菌從鼻腔內消失 ) 使其阻止鼻甲介骨發生病變 ( 圖 2 ) 繼著於一週。二週各免疫注射後,一至四週的各週齡時以強菌株攻擊而檢查鼻甲介骨有無形成病變。結果由三週齡攻擊群發現與對照群之間有差異 ( 表 1 ),即 A.R. 菌苗注射豬雖然受到菌感染,但可得到抑制在鼻腔內 B. br. 菌的增殖並阻止發生病變的免疫。
b.野外試驗成績
如前章所述將 A.R. 菌苗於仔豬生後一至四週開始注射時,免疫群的鼻甲介骨病變保有率與對照群顯然具有意差,其一例即圖 3。
c.菌苗的注射時期
仔豬感染 A.R. 的機會是可想像到在生後不久時,由罹患豬或保菌母豬感染,及離乳後移動至污染育成舍時。所以生後盡可能早期,即生後四週齡以內完成菌苗注射。不然的話就不能期待其充分發揮效果。菌苗注射豬發生 A.R. 的例,通常將注射時期作檢討即可望改善其效果。高度污染豬舍時將初回注射提早在三至四日齡時實施亦是一法。
d.抗體產生與持續及抗體價的意義
初回注射菌苗後約二週左右血中抗體 ( K 凝集素 ) 即上昇,最後注射後四週左右時達最高峰約持續一至二個月,以後徐緩的下降。菌苗注射二次法時,雖然抗體價以仔豬個體而不同,略在 80 ~ 1,280 倍之間。調查保有各種不同抗體價的豬隻,攻擊菌在鼻腔內陰轉化時期,結果抗體價與菌的清淨化效果不一定併行,但有抗體價愈高其清淨化作用愈快的現象 ( 圖 4 )。菌的陰轉化在抗體價 320 倍以上時約需 9 ~ 30 日,而 80 ~ 160 倍時則需 30 ~ 80 日之間,但 40 倍以下時則不定。
e.保有移行抗體仔豬的預防注射
野外感染豬的抗 B. br. 菌抗體大概都不高,其大部份均在 320 倍以下,故通常移行抗體比較低,因此對仔豬的預防注射無多大影響。
另方面母豬實施免疫時移行抗體亦高,對仔豬的預防注射需要延後,這些容後述。對仔豬的菌苗注射時期需確認母豬的免疫狀況後實施。
4.母仔免疫
對懷孕母豬注射菌苗充分提高母豬抗體,分娩後通過初乳移行給產仔,予以保護仔豬抑制 B. br. 菌的定著的方法。
a.移行抗體的推移
移行抗體的推移示於圖 5。通常初生時的仔豬的移行抗體價與分娩時母豬的抗體價略同等或其1/2,且與自動免疫的抗體不同,急速降低。
b.應用母仔免疫方法的仔豬的 A.R. 預防效果
什麼程度的移行抗體價即能對 A.R. 發揮預防效果?經調查結果,對三日齡仔豬攻擊試驗時,母豬抗體在 1,280 倍以下則其產子殆無阻止感染及發生病變之效果,保有 2,500 倍以上母豬的產仔則約可將感染時期遲延 10 日左右,而比對照減輕若干程度 A.R. 病變。輿水的成績指出能阻止 B. br. 菌定著的移行抗體價約在 2,000 倍左右云。如圖 5 所示,移行抗體隨仔豬的週令急速降低,以母仔免疫方法預防及防禦發症設想,為賦與其一生中保有強力免疫是不可能的,而且母豬個體之間的抗體產生能之差及仔豬吸取初乳量之不同等變動要因頗大,故以母仔免疫法作 A.R. 預防,比仔豬免疫法其危險性甚大。因此採用母仔免疫法時必須測定母豬抗體價,確認保有 2,500 倍以上為妥。
c.母仔免疫的意義
母仔免疫亦可得到 A.R. 預防效果的事實以表 2 成績即可明瞭,由此成績可知母豬的抗體如有 2,560 倍即能達到某程度的 A.R. 病變形成抑制效果。就是說以較高的移行抗體來阻止生後早期的 B. br. 菌定著,同時強力免疫母豬的結果,使感染源的母豬清淨化的結果使然。母仔免疫的意義在此。由以上的理由,在 A.R. 常在濃厚污染地區採取母仔免疫法亦是一個方法。但母豬不一定都具有高抗體,且仔豬的哺乳量又不平均,又如圖 5 所示仔豬要維持能阻止 B.br. 菌定著的限界價 2,000 倍以上抗體價的期間不長 ( 如圖 4 所示 ),而無症狀的保菌仔豬反而成為污染源的可能性甚高,母仔免疫的有效界線在此。因此以母仔免疫較輕鬆、較經濟的理由來決定注射方法並不一定對養豬經營有益。母仔免疫尚發現有 A.R. 症狀時,參考以上的結果改為仔豬免疫或改為後述的母仔免疫與仔豬免疫併用法則可獲得更圓滿更有效結果。
5.母仔免疫與仔豬免疫的併用
母仔免疫與仔豬免疫的各長處與短處互相補足使其完美,更有效可能預防 A.R. 的方法。就是母仔免疫與仔豬免疫的併用方法。此法即係母仔免疫使母豬清淨化之同時,以移行抗體防止生後早期的 B. br. 菌的定著,且以菌苗注射仔豬使定著的 B. br. 菌清淨化防止其發症的方法。此法是現在預防 A.R. 最有效的方法。
a.對母豬的注射時期
配種後荷爾蒙不安定的時期 ( 配種後約 50 日 ) 及分娩前一個月間宜避免。
b.對仔豬的注射時期
注射時期最好使用市販 A.R. 抗原測定抗體價後決定。但通常移行抗體大概三週齡前後即降下到可能接受注射菌苗的程度。按照菌苗的用法及用量是五週及六週齡時注射 1 ml 及 2 ml,但母豬的抗體價及仔豬的初乳吸取量不同所致之個體差相當大,故在野外常看到非提早注射不能奏效的例,因此像這樣的仔豬需要提早注射時期。另一方面五至六週齡時注射一次 5 ml 方法,此二次注射法在注射後的抗體持續不佳,且以注射時期而言亦不值得推介。
6.各免疫方法,效果的比較
表 3 係將仔豬免疫,母仔免疫及母仔免疫與仔豬免疫併用三方法效果之比較。
以效果而言,母仔免疫與仔豬免疫併用法少有免疫的中斷當然最有效。繼著就是仔豬免疫,另一方面單單以母仔免疫時如前述其效果較差些。故 A.R. 菌苗之注射在此推介母仔免疫與仔豬免疫併用法,或仔豬免疫法。
A.R. 菌苗的注射可減輕 A.R. 的症狀之同時亦可獲得經濟效果。因此豬價繼續低迷時 A.R. 菌苗的應用可以說更係為獲得經濟利益的有效武器。
如以上所述,A.R. 菌苗的注射無論係仔豬免疫或母仔免疫,注射時期係其重要注意要點。在野外往往看到注射仔豬不如注射母豬比較輕鬆,或注射二次不如注射一次省事等為理由來決定免疫方法,這是錯誤的決定。
7. A.R. 菌苗的使用法
茲將 A.R. 菌苗注射計劃之一例示於圖 6,仔豬免疫需要盡可能早期注射為妥。母仔免疫需要注射二次是與產歷無關,而對 A.R. 菌苗無注射歷之母豬實施。而有注射歷母豬則在分娩預定日之一個月前注射一次即可。又初回注射在配種前一個月內,第二次注射在分娩預定日前一至二個月間實施亦可。
繁殖用候補母豬在仔豬時二次,育成期注射一次 5 ml 後,在分娩預定日前一個月時注射 10 ml 一次即可。
導入豬雖無 A.R. 症狀但有帶入 B. br. 菌的危險性。這些導入豬應視其大小調整注射量作初次注射,再經一個月後作同量注射即可期待 B. br. 菌的清淨化。此法亦可在未經注射豬擬供作繁殖候補豬應用。在野外常聽到說發現 A.R. 症狀而將繁殖母豬或種公豬實行淘汰掉的話,實在非常可惜。A.R. 的骨病變發生後注射再多的菌苗也不能使其恢復,主要是由將 B. br. 菌清淨化即可,如同對新導入豬同樣方法注射菌苗使其抗體價昇高將 B. br. 清淨化,即充分可供為繁殖用。在此值得再一提的就是種公豬的污染度也相當高,可與繁殖母豬採取同樣方法作防疫。
當使用菌苗時,與使用他種疫菌苗同樣充分振盪藥瓶使內容均一,及注射每一個體時更換注射針頭並充分消毒注射部位,這是防止豬隻常有的棒狀桿菌 ( Corynebacterium ) 的感染上甚為重要。
8.諸外國的 A.R. 菌苗使用狀況
a.美國的 A.R. 菌苗的使用狀況
美國的 Harris 與 Switzer ( 1969 ) 以強毒株死菌菌苗作仔豬免疫試驗,起初認為無效。但至 1972 年時報告稱死菌菌苗免疫時在 B. br. 菌攻擊 40 日後,鼻腔內能促進菌清淨化作用。而比日本雖慢一步在美國最近建立仔豬免疫實用化的基礎。與日本的成績同樣認為對仔豬的感染機會是離乳期最多,而在一週齡及三至四週齡時各注射 2 ml 的二次死菌菌苗,或三日齡時注射 1 ml 及十至十四日齡時注射 2 ml,尤其 1 週齡時的菌苗注射是不可缺。這種想法正是北里研究所的技術者早就主張的想法。
另一方面 Goodnow ( 1977 ) 等進行野外試驗,對母豬分娩前二週及四週時注射菌苗,並對其產仔於一週齡及四週齡注射菌苗結果,在 Kansas 州 A.R. 發生率對照群 65/150 而免疫群 7/140,Nebraska 州對照群 28/138 免疫群 2/200 均有顯著 A.R. 發病阻止效果,亦改善了育成率等經濟效果。
Goodnow 等 ( 於1979 ) 調查對仔豬一週齡及四週齡各注射 2 ml 後主要觀察其經濟價值。( 表 4、表 5 ) 認為愈高度污染農場,菌苗的免疫愈顯著。
如以上所述在美國與日本同樣,主要以仔豬免疫為中心作 A.R. 的清淨化作戰,實驗上與日本所得相似結果。又最近 Farrington 與 Switzer ( 1979 ) 在各種週齡注射菌苗的豬隻檢查鼻甲介骨病變發現狀況結果,報告分娩後早期注射菌苗的必要性。( 表 6 )
表 6 各種週齡時注射 AR 的效果
Farrington and Switzer ( 1979 )
類別 | 區分 | 頭數 | 菌 菌 注 射 週 齡 |
攻 擊 週 齡 |
菌回取 陽 性 頭 數 |
檢 查
週 齡 |
鼻甲介病變 陽 性 數* ( 陽性率 ) |
|
A | 免 疫 對 照 |
15 頭 8 |
1 W --- |
4 W --- |
3 W 3 |
4/15 8/8 |
12W 12 |
3/28**(11%) 14/16 (88%) |
B | 免 疫 對 照 |
15 10 |
3 W --- |
6 W --- |
5 5 |
8/14** 9/10 |
14 14 |
2/30(7%)*** 11/20(55%) |
C | 免 疫 對 照 |
5 7 |
5 W --- |
8 W --- |
7 7 |
1/5 1/7 |
16 16 |
1/10(10%)*** 2/14(15%) |
1 頭豬的左右鼻甲介個別檢查的數。
*不能檢查各有 1 頭。
**看起來好像菌苗有效,其實對照豬已長大不易感染。另一方面,1 週齡注射的豬,菌的定著、鼻甲介病變的發現均比對照,有明顯的差。
b.歐洲諸國的狀況
受北里製品或 Burns - Biotic 製 A.R. 菌苗在歐洲諸國的野外試驗後在市面上販賣的刺𠊠,在法國、德國、丹麥為中心 A.R. 菌苗被開發了。彼等基本上認為現在被否定的巴氏桿菌與 B. br. 菌第一次共同感染才會形成 A.R. 病變的想法,而認為單味的菌苗無意義。其原因之一是歐洲各國一時的供試之菌苗 ( Burns - Bistic 製 ) 殆無實質上效果使然。一方面採取同一立場的丹麥國立獸疫研究所的 Pederson ( 1977 ) 以 B. br. 菌單獨調製菌苗,以北里菌苗作對照以母仔免疫法檢討其效果之結果,認為 B. br. 單獨菌苗亦可獲得免疫效果 ( 表 7 )。同樣的結果在荷蘭及西班牙亦獲得,因此在歐洲各國認為 A.R. 菌苗不必混合巴氏桿菌了。
表 7 在外國的死菌菌苗應用報告例 ( 丹麥 )
〔母豚抗体價〕 (Pedersen , K. B., et al. 1977 )
區 分 | 頭數 | 血 中 抗 体 價 | 初乳抗体價 | |
注 射 前 | 第 2 回注射前 | 分娩 0 - 12 時間後 | ||
免 疫 群 ( 丹 麥 ) |
29 | < 10 - 160 32 |
80 - 1,280 504 |
160 - 5,120 1,443 |
免 疫 群 ( 北 研 ) |
8 | < 10 - 80 16 |
80 - 1,280 269 |
640 - 5,120 2,153 |
對 照 群 | 30 | < 10 - 160 29 |
< 10 - 160 24 |
10 - 640 74 |
( 註 ) 下段幾何平均值。
〔鼻甲介病變〕
區 分 | 頭 數 | 一 ~ 十一 | 十 | 卄 ~ 卅 |
免疫群 ( 丹麥 ) | 201 | 178* ( 88.6% ) | 16 ( 8.0% ) | 7 ( 3.5% ) |
免疫群 ( 北研 ) | 53 | 51 ( 96.2 ) | 2 ( 3.8 ) | 0 |
對 照 群 | 205 | 165 ( 80.5 ) | 26 ( 12.7 ) | 14 ( 6.8 ) |
*:以 P<0.05 有意義
〔增体效果〕
區 分 | 病 變 區 分 | 病變區分間之差 ( % ) |
|
一 ~ 十一 | 十 ~ 卅 | ||
免 疫 群 | 320.8±27.9 N=164 |
316.4±29.2 N=22 |
- 1.4 NS* |
對 照 群 | 321.4±29.8 N=152 |
303.0±28.1 N=38 |
- 5.7 P< 0.01* |
g± S.D/B N:頭數 *:T - test
( 註 ) 菌苗:馬素寧不活化,1010/ml,氫氧化鉛膠
注射:第 1 回 10 ml 皮下,妊娠中期,第 2 回 10 ml 皮下,分娩 3 週前。
c.市面上販賣的 A.R. 菌苗
除日本的二社以外現在在市販中的 A.R. 菌苗綜合於表 8,在歐洲包含德國製品,現在開發中的荷蘭、英國製品均係與巴氏桿菌的混合菌苗。除了美國的一社,日本與美國均採用 B. br. 單味菌苗,這一點是決定性不同之處。又至現在為止 B. br. 單位菌苗與混合菌苗在 A.R. 預防效果上有何差異的成績全無報告 ( 發表 )。除在全面採用北里製品的丹麥以外歐洲各國使用 A.R. 菌苗尚不多,現在正在慢慢的對該菌苗之認識在昇高階段。
表 8 市販中的 AR 菌苗
製 造 所 國 名 | 佐劑的種類 | 內 容 | 使 用 法 |
Burns - Biotic ( Omaha ) ( 美國 ) |
Al ( OH )3 | B. bronchiseptica | 仔豚:1W 2ml、4W 2ml 母豚:分娩前 4W 2ml、分娩前 2W 2ml 以後,次回分娩前 2 ~ 4W 2ml |
Grand Laboratories ( South Dakota ) ( 美國 ) |
oil | B. bronchiseptica P. multocida 混合 Psudomonas aeruginosa |
仔豚:3日 1ml、10 - 14日 2ml |
Bioline Laboratories ( Iowa ) ( 美國 ) |
Al ( OH )3 | B. bronchiseptica | 仔豚:1W 2ml、3 - 4W 2ml 母豚:分娩前 4W 2ml、分娩前 2W 2ml |
TAD ( 德國 ) |
Al ( OH )3 | B. bronchiseptica P. multocida 混合 |
仔豚:10W 2ml、12W 2ml 母豚:分娩前 3 - 5W 10ml 以後,次回分娩前 3 - 5W 10ml |
Merieux ( 法國 ) |
oil | B. bronchiseptica P. multocida A3 混合 P. multocida D4 混合 P. hemolytica H. parainfluenzae suis |
仔豚:4W 1ml、10W 2ml 母豚:6W間2回各2ml注射以後,次回分娩前 2W 2ml |
d.為何在歐洲各國使用 A.R. 菌苗不多?
而在日本、丹麥 A.R. 菌苗呈示良好成績?是本菌苗係北里研究所開發,經過長期的研究及豐富經驗生產出優秀製品,且以適切使用方法使用的結果。反看在美國從 1970 年左右才開始,在歐洲諸國只是最近幾年的經驗而已。將 B. br. 菌培養為具有抗原性的Ⅰ相菌狀態時,其製品即呈為白色 ( 事實上北里研究所製品純白 ),但著者所看到各社的製品均不同程度的茶色或褐色。似係欠缺些與防禦有關的 K 抗原,即培養技術之差反映在製品上。表 9 表示著者在荷蘭實施的成績。Burns - Biotie 的製品產生抗體低,結果無法阻止 A.R. 病變的出現。丹麥的 Pederson 亦報告同樣的結果。
表 9 AR 菌苗的效果比較
種類製造所 | 豚 No. |
血 清 抗 体 | 菌分離 18W |
鼻甲介病變 18W |
注 射 局 所之變化 18W |
||
3W | 8W | 18W | |||||
Al ( OH )3 北 里 lot 36 |
1 2 3 |
4 8 8 |
320 160 160 |
20 20 20 |
- - - |
- - - |
- - - |
oil
試作品* |
4 5 6 |
8 2 8 |
5,120 2,560 5,120 |
320 640 320 |
- - - |
- - - |
卄 ( 腫瘍 ) 卅 ( 腫瘍 ) 卄 ( 腫瘍 ) |
Al ( OH )3 Burns - Biotic 米國 lot 144 |
7 8 9 |
8 8 4 |
20 10 < 5 |
< 5 10 < 5 |
+ - 卄 |
卄 卄 + |
- - - |
對 照 | 10 11 |
8 4 |
< 5 < 5 |
< 5 < 5 |
卄 卅 |
卄 卅 |
- - |
免疫: 北里 荷蘭 米國
1回目 3週齡 1ml/頭 0.2ml 2ml
2回目 5週齡 2ml/頭 0.4ml 2ml
攻擊: 8週齡,鼻腔分,1.3×103個/頭
*B. bronchiseptica 單位菌苗,依照北研技術
使用油性佐劑 ( Adjuvant ) 時,比使用 Al ( OH ) 佐劑其抗體產生及持續較佳,但有一個缺點就是表 9 所示,在注射局部殘留佐劑,結果使肉的商品性降低。為何有這些缺點而情願使用油性佐劑呢?因培養條件不佳以致抗體上昇不易,且製造時混合巴氏桿菌的關係。巴氏桿菌早被認為會抑制抗體產生機能,所以這些混合菌苗不得不使用油性佐劑。
以注射時期而言,美國的仔豬免疫法極類似日本的方法。另一方面歐洲的菌苗注射,在德國是十及十二週齡,在法國是四與十週齡,如此似與 A.R. 菌苗的實際需要時間不太符合。這是因為混合巴氏桿菌的結果,對幼若仔豬的抗體產生不佳必然的措施延後注射時期,如此則近乎不可能預防 A.R. 矣。
除 TAD 製品均對母豬注射 2 ml 方式,據聞係使用注射槍因而注射 10 ml 不方便的理由使然。但如前述培養條件不佳再加上 ( 未表示在表 8 ) 各製品均比日本的菌苗所含菌數的 1/10 ~ 1/20 量,由此考慮注射量之差以母豬而言,其抗原量在北里製品的 1/50 ~ 1/100 之間。這似係為考慮混合 B. br. 菌以外的菌的抗原量的關係,所以 A.R. 菌苗如要混合他種微生物時需要充分加予檢討。
如以上所述,包含美國在內歐洲諸國市販的 A.R. 菌苗其基礎甚不安定,且其有效性亦尚有問題。但例如丹麥以北里研究所的技術及製品在這些國家活用的日期將不遠矣。
9.結 言
如以上所述,A.R. 菌苗係北里研究所領先世界各國實用化,在世界先進國有專利權的製品。現在除了 A.R. 菌苗與雞可利查菌苗以外的各種疫菌苗均在世界各國被開發,而其技術導入至日本,A.R. 與雞傳染性可利查的起因菌係近緣關係,北里研究所的技術被活用在這具有世界性的二種有意義的菌苗,是我們的榮幸同時亦感覺重大責任。
如前面以豐富的成績所表示,A.R. 菌苗是其使用方法極為重要。而正確的 A.R. 菌苗的應用可阻止慢性疾病 A.R. 的感染,且二次的可減少流行性肺炎 ( SEP ) 的發生,必定可使養豬業者獲得更多利益。
盼望有一天不單從日本,從全世界豬隻由 A.R. 清淨化。
現代畜殖第十五卷( 70年 1 ~ 6月 )、70年4月號 ( 69 ~ 76 )