神秘的疾病~魚結核病(中)

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作者:Diana Walstad

翻譯:Erich Sia

魚結核病在水族缸的盛行率

魚結核病所造成的問題,
超乎大多數水族愛好者的理解。
在一項針對 70 隻觀賞魚的不明死亡原因調檢驗中,
調查人員發現有 63% 的死魚染有魚結核病。

在另一次檢驗中,
調查人員從多個寵物店和私人水族缸裡,
隨機採集了 200 隻極度衰弱的魚(包括 24 個不同種類)。
所有的魚都出現了慢性病的症狀(無法癒合的表皮損傷、身體狀況不佳、腹部腫脹等等),
在這 200 隻魚的其中 81 隻(或 41%)被診斷出是魚結核病。
在本次研究所進行的 24 種魚之中,
所有的品種都出現了一些感染魚結核病的個體。
舉例來說,
極度衰弱的 34 隻孔雀魚當中,
有半數罹患了魚結核病。

最近的一次大規模研究中發現,
在 387 隻病魚當中有 181 隻(47%)是感染了分枝桿菌。
這些魚全來自不同的愛好者水族缸,
包含了 32 種淡水魚和 12 種海水魚。


到處都有致病潛力的環境分枝桿菌

造成魚結核病的環境分枝桿菌到處都有。
目前有 91 種被人發現,
具有許多特質得以和其他細菌分辨。

不像感染人類的結合分枝桿菌(M. tuberculosis)是種專性致病菌(obligate pathogen),
無法在人體宿主之外存活,
環境分枝桿菌廣泛分布於天然環境:
土壤、湖泊、海洋、自來水、瓶裝水、魚類、無脊椎動物等等。

環境分枝桿菌靠著吃腐爛的有機質過生活,
但也能夠變成致病菌。
事實上曾有研究人員測試過 26 種不同的環境分枝桿菌,
看看是否能感染變形蟲。
變形蟲是噬菌的原蟲,
通常會殺死並吃下細菌,
這就像是感染體內的巨噬細胞,
這是魚體免疫力當中很重要的吞噬細胞。
所有 26 種環境變形蟲都存活了下來並且在變形蟲體內繁殖,
表明所有 26 種都是潛在的致病菌。

健康的水族缸含有豐富多樣的環境分枝桿菌菌叢。
有個研究調查了六個發展良好看來正常的水族缸中之環境分枝桿菌,
研究人員從水族缸環境中分離出多種的菌種(表三)。
值得注意的是,
兩種缸子環境有著截然不同的環境分枝桿菌菌叢。
舉例來說,
在展示缸環境採用中發現了 18% 的 M. chelonae,
但沒有任何一繁殖缸採樣發現此菌。

表二:環境分枝桿菌(Environmental Mycobacteria)的特性。下表所列的許多特性(抗酸染色、抗殺菌劑等等)源自一個事實:脂質(lipids)構成了幾乎 60% 的分枝桿菌細胞壁。相對而言,脂質只佔了革蘭氏陽性菌 1-4% 的細胞壁成分,以及革蘭氏陰性菌細胞壁 20% 的成分。
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魚隻身上的環境分枝桿菌

從六個正常水族缸所採樣的 19 隻魚身上,
沒有任何一隻患有魚結核病,
然而有些魚隻組織內含有環境分枝桿菌。
在這些魚隻所發現的環境分枝桿菌品種,
與魚隻所處的水族缸環境是一樣的。

有個廣泛性的研究紀錄了在義大利銷售的進口魚,
感染環境分枝桿菌的盛行率。
直接從供應商來魚隻,
以每五種類似的魚(相同的品種和產地)分批匯集進入分析。
在 127 批進口的 48 種淡水和海水魚當中,
有大約 30% 含有環境分枝桿菌(混合匯集的肝臟、腎臟和脾臟接受環境分枝桿菌的培養)。
在 635 隻魚當中只有 3 隻出現了符合魚結核病的臨床症狀。
無論如何我們可以這麼認為,
水族愛好者在購買觀賞魚時,
很多都帶有環境分枝桿菌。

魚結核病被證實是透過口部(而非魚鰓或表皮)傳染。
由於環境分枝桿菌是水族環境本質的一部分,
消化過程並無法殺死環境分枝桿菌,
所以我們預期能夠在魚的腸道和糞便當中發現環境分枝桿菌。
事實上,
有一位研究人員在庫里鯔(Mugil curema)的糞便中檢測到多種的環境分枝桿菌。

因此,
許多健康的魚體身上,
可能就在腸道內帶有少量的環境分枝桿菌。
舉例來說,
一位研究人員在看似健康的 18 隻斑馬魚腸道內,
發現了其中有 9 隻含有 M. fortuitum
而這些所有的斑馬魚,
都沒有肉芽腫或感染的情形。
這 9 隻斑馬魚之中的 8 隻,
經過培養從腸道內採樣培養後,
出現 1 至 20 個環境分枝桿菌的菌落;
從肝臟和脾臟的採檢培養則無菌落。
另有一隻魚的腸道則出現了 400 個菌落,
也的確在肝臟和脾臟上出現了一些環境分枝桿菌。
M. fortuitum 能夠穿透魚隻腸壁並且侵襲肝臟和脾臟的事實,
表明這隻魚是處於"危險狀態"。

環境分枝桿菌可能只佔魚隻腸道微生物非常小的一部分。
其他的腸道細菌透過剝奪分枝桿菌所需的附著位置和營養吸收,
有助於維持潛在的環境分枝桿菌病原在控制之中。

當腸道微生物受到破壞、魚體免疫力減弱,
以及/或者當大量未接觸過的環境分枝桿菌突然侵襲時,
就會發病了。

表三:六個正常水族缸內所發現的環境分枝桿菌品種。表格中的分枝桿菌(Mycobacterium)品種來自正常且發展良好水族缸中的藻類、水草、底床、過濾器、生物膜。
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免疫力

如果健康的魚帶有少量的環境分枝桿菌,
而且所有的分枝桿菌都是潛在的病原,
那麼唯一真正能保護魚隻的,
就只有免疫系統。
魚隻所能發展出對抗環境分枝桿菌的免疫力,
提供魚隻自身最重要的保護。
例如,
曾有研究人員在魚類身上注射疫苗,
促使魚類能產生抗體來對抗分枝桿菌抗原。
研究人員等待抗體的發展,
通常需要幾個星期的時間,
然後在魚體的身上注射了有毒的活 M. marimum
所有的控制組(未接受疫苗)之魚隻在三個星期內死亡,
而 90% 接受過疫苗注射的魚隻,
在經過五周以後都還存活著。

斑馬魚的基因研究,
更進一步的發現免疫力能夠保護魚體的程度。
TU 斑馬魚體內缺少了 rag1 基因,
因此無法製造功能性淋巴球來調整免疫力。
但從其他各方面來看,
這些"基因被剔除"的斑馬魚是很正常的。
在某次的存活率研究中,
研究人員以 M. marinum 來測試斑馬魚,
相較於控制組的斑馬魚,
TU 斑馬魚發生了明顯有意義的死亡數量。
在另一個研究實驗室中,
感染 TU 斑馬魚的環境分枝桿菌菌落數量,
遠超過了其他斑馬魚的菌落數量。
 
魚隻或許很健康且具有健全的免疫系統,
但對於陌生的環境分枝桿菌菌叢則不具免疫力。
從表三可看出,
每個缸子都有自己獨特的環境分枝桿菌菌叢組成。
魚隻或許必須針對每種新的環境分枝桿菌品種,
發展出整個全新的抗體,
以獲得保護力完整的免疫力。
這解釋了為何有些健康的魚在突然被放入一個新缸後,
造遭遇到陌生的環境分枝桿菌後,
就會感染疾病。
舉例而言,
曾有研究人員將 30 隻健康的三線美人魚轉移放進一個運作良好的 600 公升水族缸,
這個缸內含有其他健康的彩虹魚。
另外的 15 隻三線美人魚留在原來的缸子中沒被轉移,
都沒有出現任何的問題。
可是被轉移的三線美人魚發生了魚結核病,
幾周之後開始陸續死亡。
我相信在舊缸的美人魚對於自己缸內原來的分枝桿菌菌叢具有免疫力,
但這些新來的三線美人魚則否,
因此容易罹病。

易罹病的魚種:三線美人。這隻三線美人(Melanotaenia trifasciata)公魚看似健壯,但已經感染了魚結核病。當他開始出現直立的泳姿時,我就立刻給予安樂死。我所有的三線美人都被魚結核病消滅了。其他品種彩虹魚的遭遇就好幸運了。
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緊迫與疾病易感性

緊迫降低了魚隻的免疫系統,
造成容易罹患魚結核病。
不良的水質會導致魚隻緊迫並且造成疾病。
然而因恐懼有誘發的心理緊迫,
也會抑制魚隻的免疫系統。
舉例來說,
曾有研究人員以降低水位達六個小時的方式來造成鯰魚緊迫,
水位低至雖然魚隻仍在水下但無法保持正常的方向("低水位處置")。
然後研究人員把會造成"白點病"的多子小瓜蟲(Ichthyophthirius multifiliis)加入缸中,
六天以後,
曾受緊迫的魚隻比控制組多出了 27% 的白點病感染。

緊迫會嚴重減弱魚隻的免疫系統。
研究人員曾將兩隻虹鱒放入無處躲藏的小缸來緊迫魚隻,
這兩隻發生激烈的打鬥直到其中的一隻取得優勢地位。
在之後的四個星期實驗中,
優勢的那隻魚在缸中自由的游動,
位卑的那隻魚則保持順從(例如停在角落)。
位卑的虹鱒雖然會吃,
但尺寸成長僅有優勢虹鱒夥伴的 1/3。
更重要的是,
位卑那隻魚的免疫系統遭到蹂躪。
從脾臟和腎臟前方的組織學切片發現,
發現了腫脹且崩解的免疫細胞。
在脾臟方面,
則發現淋巴球和中性球的數量下降了 75%。

同一批研究學者隨後也發現,
位卑(緊迫)的魚比優勢的魚更容易遭受感染。
在將兩隻魚一起放入 12 個小缸經過 11 個小時後,
研究人員把親水產氣單胞菌(Aeromonas hydrophila)放進缸中,
然後在十個小時以後,
研究人沿把魚殺死並且進行魚體的產氣單胞菌培養。
研究人員發現親水產氣單胞菌對於重要器官(脾臟、肝臟和腎臟)的侵襲,
在位卑魚的程度很明顯地超過了優勢魚。

有許多因子能降低緊迫事件所帶來的傷害。
舉例來說,
鮭魚在歷經九個小時的運送和處理之後,
給予一天恢復時間的個體,
比起只有四個小時恢復時間的個體,
更能夠抵抗鰻弧菌(Vibrio anguillarum)的挑戰。
處於擁擠環境且無食物達五天之久的斑馬魚,
出現了緊迫狀態(以血中皮質醇濃度快速增加測得);
而處於擁擠環境但有食物的斑馬魚,
則並未因擁擠導致明顯的緊迫狀態。

我懷疑短暫的緊迫事件(例如夜間關閉加溫器)能否誘發魚結核病。
任何暫時性的免疫抑制會帶來急性壓力,
最可能誘發生長快速的細菌如產氣單胞菌(Aeromonas)和假單胞菌(Pseudomanas)。
這些潛在病菌是魚隻整個腸道菌叢的一部分,
也存在於天然的環境之中。
這些細菌早在環境分枝桿菌能夠繁殖到具威脅的程度之前,
便能夠快速侵襲免疫受抑制的魚隻之血液和器官。
我推測魚結核病主要出現於魚隻曝露在慢性的緊迫達數周或數月之久,
而非數小時或數天。

待續...
 

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