神秘的疾病~鱼结核病(中)

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作者:Diana Walstad

翻译:Erich Sia

鱼结核病在水族缸的盛行率

鱼结核病所造成的问题,
超乎大多数水族爱好者的理解。
在一项针对 70 只观赏鱼的不明死亡原因调检验中,
调查人员发现有 63% 的死鱼染有鱼结核病。

在另一次检验中,
调查人员从多个宠物店和私人水族缸里,
随机采集了 200 只极度衰弱的鱼(包括 24 个不同种类)。
所有的鱼都出现了慢性病的症状(无法愈合的表皮损伤、身体状况不佳、腹部肿胀等等),
在这 200 只鱼的其中 81 只(或 41%)被诊断出是鱼结核病。
在本次研究所进行的 24 种鱼之中,
所有的品种都出现了一些感染鱼结核病的个体。
举例来说,
极度衰弱的 34 只孔雀鱼当中,
有半数罹患了鱼结核病。

最近的一次大规模研究中发现,
在 387 只病鱼当中有 181 只(47%)是感染了分枝杆菌。
这些鱼全来自不同的爱好者水族缸,
包含了 32 种淡水鱼和 12 种海水鱼。


到处都有致病潜力的环境分枝杆菌

造成鱼结核病的环境分枝杆菌到处都有。
目前有 91 种被人发现,
具有许多特质得以和其他细菌分辨。

不像感染人类的结合分枝杆菌(M. tuberculosis)是种专性致病菌(obligate pathogen),
无法在人体宿主之外存活,
环境分枝杆菌广泛分布于天然环境:
土壤、湖泊、海洋、自来水、瓶装水、鱼类、无脊椎动物等等。

环境分枝杆菌靠着吃腐烂的有机质过生活,
但也能够变成致病菌。
事实上曾有研究人员测试过 26 种不同的环境分枝杆菌,
看看是否能感染变形虫。
变形虫是噬菌的原虫,
通常会杀死并吃下细菌,
这就像是感染体内的巨噬细胞,
这是鱼体免疫力当中很重要的吞噬细胞。
所有 26 种环境变形虫都存活了下来并且在变形虫体内繁殖,
表明所有 26 种都是潜在的致病菌。

健康的水族缸含有丰富多样的环境分枝杆菌菌丛。
有个研究调查了六个发展良好看来正常的水族缸中之环境分枝杆菌,
研究人员从水族缸环境中分离出多种的菌种(表三)。
值得注意的是,
两种缸子环境有着截然不同的环境分枝杆菌菌丛。
举例来说,
在展示缸环境采用中发现了 18% 的 M. chelonae,
但没有任何一繁殖缸采样发现此菌。

表二:环境分枝杆菌(Environmental Mycobacteria)的特性。下表所列的许多特性(抗酸染色、抗杀菌剂等等)源自一个事实:脂质(lipids)构成了几乎 60% 的分枝杆菌细胞壁。相对而言,脂质只占了革兰氏阳性菌 1-4% 的细胞壁成分,以及革兰氏阴性菌细胞壁 20% 的成分。
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鱼只身上的环境分枝杆菌

从六个正常水族缸所采样的 19 只鱼身上,
没有任何一只患有鱼结核病,
然而有些鱼只组织内含有环境分枝杆菌。
在这些鱼只所发现的环境分枝杆菌品种,
与鱼只所处的水族缸环境是一样的。

有个广泛性的研究纪录了在意大利销售的进口鱼,
感染环境分枝杆菌的盛行率。
直接从供应商来鱼只,
以每五种类似的鱼(相同的品种和产地)分批汇集进入分析。
在 127 批进口的 48 种淡水和海水鱼当中,
有大约 30% 含有环境分枝杆菌(混合汇集的肝脏、肾脏和脾脏接受环境分枝杆菌的培养)。
在 635 只鱼当中只有 3 只出现了符合鱼结核病的临床症状。
无论如何我们可以这么认为,
水族爱好者在购买观赏鱼时,
很多都带有环境分枝杆菌。

鱼结核病被证实是透过口部(而非鱼鳃或表皮)传染。
由于环境分枝杆菌是水族环境本质的一部分,
消化过程并无法杀死环境分枝杆菌,
所以我们预期能够在鱼的肠道和粪便当中发现环境分枝杆菌。
事实上,
有一位研究人员在库里鲻(Mugil curema)的粪便中检测到多种的环境分枝杆菌。

因此,
许多健康的鱼体身上,
可能就在肠道内带有少量的环境分枝杆菌。
举例来说,
一位研究人员在看似健康的 18 只斑马鱼肠道内,
发现了其中有 9 只含有 M. fortuitum
而这些所有的斑马鱼,
都没有肉芽肿或感染的情形。
这 9 只斑马鱼之中的 8 只,
经过培养从肠道内采样培养后,
出现 1 至 20 个环境分枝杆菌的菌落;
从肝脏和脾脏的采检培养则无菌落。
另有一只鱼的肠道则出现了 400 个菌落,
也的确在肝脏和脾脏上出现了一些环境分枝杆菌。
M. fortuitum 能够穿透鱼只肠壁并且侵袭肝脏和脾脏的事实,
表明这只鱼是处于"危险状态"。

环境分枝杆菌可能只占鱼只肠道微生物非常小的一部分。
其他的肠道细菌透过剥夺分枝杆菌所需的附着位置和营养吸收,
有助于维持潜在的环境分枝杆菌病原在控制之中。

当肠道微生物受到破坏、鱼体免疫力减弱,
以及/或者当大量未接触过的环境分枝杆菌突然侵袭时,
就会发病了。

表三:六个正常水族缸内所发现的环境分枝杆菌品种。表格中的分枝杆菌(Mycobacterium)品种来自正常且发展良好水族缸中的藻类、水草、底床、过滤器、生物膜。
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免疫力

如果健康的鱼带有少量的环境分枝杆菌,
而且所有的分枝杆菌都是潜在的病原,
那么唯一真正能保护鱼只的,
就只有免疫系统。
鱼只所能发展出对抗环境分枝杆菌的免疫力,
提供鱼只自身最重要的保护。
例如,
曾有研究人员在鱼类身上注射疫苗,
促使鱼类能产生抗体来对抗分枝杆菌抗原。
研究人员等待抗体的发展,
通常需要几个星期的时间,
然后在鱼体的身上注射了有毒的活 M. marimum
所有的控制组(未接受疫苗)之鱼只在三个星期内死亡,
而 90% 接受过疫苗注射的鱼只,
在经过五周以后都还存活着。

斑马鱼的基因研究,
更进一步的发现免疫力能够保护鱼体的程度。
TU 斑马鱼体内缺少了 rag1 基因,
因此无法制造功能性淋巴球来调整免疫力。
但从其他各方面来看,
这些"基因被剔除"的斑马鱼是很正常的。
在某次的存活率研究中,
研究人员以 M. marinum 来测试斑马鱼,
相较于控制组的斑马鱼,
TU 斑马鱼发生了明显有意义的死亡数量。
在另一个研究实验室中,
感染 TU 斑马鱼的环境分枝杆菌菌落数量,
远超过了其他斑马鱼的菌落数量。
 
鱼只或许很健康且具有健全的免疫系统,
但对于陌生的环境分枝杆菌菌丛则不具免疫力。
从表三可看出,
每个缸子都有自己独特的环境分枝杆菌菌丛组成。
鱼只或许必须针对每种新的环境分枝杆菌品种,
发展出整个全新的抗体,
以获得保护力完整的免疫力。
这解释了为何有些健康的鱼在突然被放入一个新缸后,
造遭遇到陌生的环境分枝杆菌后,
就会感染疾病。
举例而言,
曾有研究人员将 30 只健康的三线美人鱼转移放进一个运作良好的 600 公升水族缸,
这个缸内含有其他健康的彩虹鱼。
另外的 15 只三线美人鱼留在原来的缸子中没被转移,
都没有出现任何的问题。
可是被转移的三线美人鱼发生了鱼结核病,
几周之后开始陆续死亡。
我相信在旧缸的美人鱼对于自己缸内原来的分枝杆菌菌丛具有免疫力,
但这些新来的三线美人鱼则否,
因此容易罹病。

易罹病的鱼种:三线美人。这只三线美人(Melanotaenia trifasciata)公鱼看似健壮,但已经感染了鱼结核病。当他开始出现直立的泳姿时,我就立刻给予安乐死。我所有的三线美人都被鱼结核病消灭了。其他品种彩虹鱼的遭遇就好幸运了。
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紧迫与疾病易感性

紧迫降低了鱼只的免疫系统,
造成容易罹患鱼结核病。
不良的水质会导致鱼只紧迫并且造成疾病。
然而因恐惧有诱发的心理紧迫,
也会抑制鱼只的免疫系统。
举例来说,
曾有研究人员以降低水位达六个小时的方式来造成鲶鱼紧迫,
水位低至虽然鱼只仍在水下但无法保持正常的方向("低水位处置")。
然后研究人员把会造成"白点病"的多子小瓜虫(Ichthyophthirius multifiliis)加入缸中,
六天以后,
曾受紧迫的鱼只比控制组多出了 27% 的白点病感染。

紧迫会严重减弱鱼只的免疫系统。
研究人员曾将两只虹鳟放入无处躲藏的小缸来紧迫鱼只,
这两只发生激烈的打斗直到其中的一只取得优势地位。
在之后的四个星期实验中,
优势的那只鱼在缸中自由的游动,
位卑的那只鱼则保持顺从(例如停在角落)。
位卑的虹鳟虽然会吃,
但尺寸成长仅有优势虹鳟伙伴的 1/3。
更重要的是,
位卑那只鱼的免疫系统遭到蹂躏。
从脾脏和肾脏前方的组织学切片发现,
发现了肿胀且崩解的免疫细胞。
在脾脏方面,
则发现淋巴球和中性球的数量下降了 75%。

同一批研究学者随后也发现,
位卑(紧迫)的鱼比优势的鱼更容易遭受感染。
在将两只鱼一起放入 12 个小缸经过 11 个小时后,
研究人员把亲水产气单胞菌(Aeromonas hydrophila)放进缸中,
然后在十个小时以后,
研究人沿把鱼杀死并且进行鱼体的产气单胞菌培养。
研究人员发现亲水产气单胞菌对于重要器官(脾脏、肝脏和肾脏)的侵袭,
在位卑鱼的程度很明显地超过了优势鱼。

有许多因子能降低紧迫事件所带来的伤害。
举例来说,
鲑鱼在历经九个小时的运送和处理之后,
给予一天恢复时间的个体,
比起只有四个小时恢复时间的个体,
更能够抵抗鳗弧菌(Vibrio anguillarum)的挑战。
处于拥挤环境且无食物达五天之久的斑马鱼,
出现了紧迫状态(以血中皮质醇浓度快速增加测得);
而处于拥挤环境但有食物的斑马鱼,
则并未因拥挤导致明显的紧迫状态。

我怀疑短暂的紧迫事件(例如夜间关闭加温器)能否诱发鱼结核病。
任何暂时性的免疫抑制会带来急性压力,
最可能诱发生长快速的细菌如产气单胞菌(Aeromonas)和假单胞菌(Pseudomanas)。
这些潜在病菌是鱼只整个肠道菌丛的一部分,
也存在于天然的环境之中。
这些细菌早在环境分枝杆菌能够繁殖到具威胁的程度之前,
便能够快速侵袭免疫受抑制的鱼只之血液和器官。
我推测鱼结核病主要出现于鱼只曝露在慢性的紧迫达数周或数月之久,
而非数小时或数天。

待续...
 
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