小豬學堂第二課：呼吸道綜合症帶來的傷害

豬隻呼吸道的防禦機制

　　呼吸系統分成上呼吸道與下呼吸道兩大部分，上呼吸道由鼻腔、喉頭與氣管組成，其主要功能為調節吸入的空氣，過濾病原且啟動後天性免疫。下呼吸道最重要的器官為肺臟，主要的下呼吸通道由氣管、細支氣管、呼吸性細支氣管及肺泡所組成。呼吸系統最主要的作用是從空氣中獲取氧氣，並消除組織代謝中產生的二氧化碳，豬隻沒有發育良好的汗腺構造，因此呼吸系統在體溫的調節過程中很重要，透過呼吸道蒸散方式將多餘的熱能排除。
　　正常的呼吸道防禦分成幾個部分，從黏膜纖毛到免疫機制，提供豬隻完整的防禦，抵抗藉由空氣入侵至體內的外來病原。

█ 黏膜纖毛（Mucociliary apparatus）

　　從鼻腔到細支氣管中皆有黏膜纖毛及黏液保護呼吸道。吸入的空氣在鼻腔中進行初步過濾，透過鼻甲介骨形成強力的渦流，藉由離心力將大的外來病原或粉塵顆粒（直徑 >30μm）甩到鼻腔黏膜後排除。直徑 >10μm 的顆粒雖然會通過鼻腔，但在進入支氣管前就會被氣管黏膜纖毛上的黏液包覆住，並透過纖毛的擺動將黏液排至咽喉後吞嚥。黏膜纖毛表面的黏液可機械性的屏障細菌外，黏液中也富含有免疫球蛋白與抗菌物質，如：抗菌肽、溶菌酶及表面活性劑等，有助於中和並清除病原。

█ 肺泡（Alveolar defenses）

　　直徑大的顆粒在鼻腔與氣管中會初步被排除，剩餘直徑較小的顆粒（＜ 5μm）還是有機會進到肺泡裡，而肺泡裡的巨噬細胞就是肺泡用來對付外來顆粒的絕佳防禦機制。此外，肺臟細胞會產生表面活性蛋白，有助於增強肺泡巨噬細胞對病原的吞噬能力與殺滅作用。

█ 吞噬細胞（Phagocytes）

　　呼吸道中的吞噬細胞種類包含有樹狀細胞（Dendritic cells）、巨噬細胞及嗜中性球。巨噬細胞在防禦呼吸道感染中扮演重要的角色，能夠清除躲過黏膜纖毛捕捉的外來物質，也能處理抗原並調節免疫功能。巨噬細胞通常是直接吞噬病原，或吸引大量的嗜中性球協助消除病原或外來物質，有效阻擋外來物質進入肺臟。
　　嗜中性球也同樣具有吞噬功能並產生有效的病原體分解酶，因此在急性感染所產生的炎症反應區域，會快速地吸引嗜中性球前往吞噬病原，同時也會增強肺泡巨噬細胞的吞噬力。

█ 細胞性免疫（Cell‐Mediated immune response）

　　免疫分成體液性免疫反應（Humoral immune response）與細胞性免疫反應（Cell‐mediated immune response），在體內仍有許多機制是兩種免疫反應互相配合的。體液性免疫在病毒感染中非常重要，像是豬生殖與呼吸綜合症（PRRS）、豬流感（SIV）或豬假性狂犬病（Aujeszky's disease）及豬第二型環狀病毒（PCV2）。細胞性免疫是從上皮細胞或其他細胞形態中，產生可以對抗病毒活性反應的干擾素，藉此中和病原。

什麼是呼吸道綜合症（PRDC）

豬呼吸道疾病綜合症（Porcine respiratory disease complex；PRDC）是一種複合的呼吸道疾病，豬隻經由原發或繼發感染病毒性及細菌性病原所導致，通常與環境管理息息相關。常見的原發病原菌有：豬肺炎黴漿菌（Mycoplasma hyopneumoniae）、豬生殖與呼吸綜合症、豬第 2 型環狀病毒、豬流感、豬假性狂犬病或博德氏菌（Bordtella bronchisetica）等，並誘發伺機性病原複合感染，如：巴士德桿菌（Pasteurella multocida）、鏈球菌（Streptococcus species）、副豬嗜血桿菌（Haemophilus parasuis）及豬胸膜肺炎放線桿菌（Actinobaccilus Pleuroopneumonia；APP）等。複合感染後豬隻死亡率與淘汰率會升高，治療的用藥成本也會增加，日增重與採食量明顯下降使豬隻飼料換肉率（FCR）變差，導致牧場的經濟成本上升但產能下降。

PRDC引起的呼吸道病變

█ 鼻炎及氣管炎（Rhinitis and tracheitis）

　　年幼的動物很常有鼻腔黏膜的炎症反應發生，而許多能促使鼻腔黏膜上皮受損的因素也會造成氣管黏膜上皮的傷害。常見的鼻炎症狀為打噴嚏並伴隨有水樣或膿樣的分泌物從鼻腔流出。鼻炎的感染原因分為兩種，第一種為傳染性因子，由病毒或細菌感染後所引發的鼻炎問題，常見病原為：豬假性狂犬病、豬流感、豬巨大細胞病毒（cytomegalovirus）、博德氏菌、巴士德桿菌及鼻炎型黴漿菌；第二種為環境因子，主要是因為環境中的氨氣濃度與粉塵過高，造成豬隻鼻腔黏膜的損傷。
　　其中巴士德桿菌可定殖於輕微受損的鼻腔黏膜中，引發進行性的萎縮性鼻炎並伴隨鼻甲介骨縮小和永久性的扭曲；而博德氏菌定殖於鼻腔纖毛上皮，釋放皮壞死毒素（Dermonecrotic）與其他毒素，進而導致萎縮性鼻炎發生。

█ 間質性肺炎（Interstitial pneumonia）

　　主要特徵為肺泡壁與鄰近的間質區域有炎症反應產生，通常病變是瀰漫性的分佈於整個肺葉。造成間質性肺炎的主因為細菌（沙門氏菌）與病毒（PRRS 與 PCV2）經由血液傳播感染所引發。間質性肺炎的肉眼特徵：色澤呈現棕褐色斑駁（紅白相間）、觸感如橡膠樣、打開胸腔後肺臟澎滿不塌陷、肺葉胸膜面可能會有肋骨壓痕。
　　因為肺泡壁與間質增厚，會導致受影響的肺葉呈現海綿樣，但肺泡內仍含有空氣，所以將肺葉放入水中會漂浮於水面；而支氣管性肺炎因管腔與肺泡腔內有滲出液蓄積，肺泡內並無空氣，因此將肺葉放入水中會沉降至底部。

█ 支氣管性肺炎（Bronchopneumonia）

　　主要是因為支氣管、細支氣管及肺泡腔受到損傷且產生炎症反應，是常見的肺臟病變型態。通常是透過空氣吸入了病原菌（細菌或黴漿菌）、粉塵（飼料顆粒）或因插管治療而引發支氣管性肺炎，初期病變主要發生在細支氣管，有大量的炎症反應出現，隨後會往上（支氣管）或往下（肺泡）持續擴散感染區域。
　　主要的炎症滲出液都是集中在支氣管腔、細支氣管腔及肺泡腔裡，除了引發肺臟間質的出血與水腫外，並不會造成肺葉間質的病變或炎症反應。而肺泡腔裡的炎症滲出液會透過kohn 小孔傳到整個肺葉並破壞肺泡壁，最終使大部分或整個肺葉都有病變產生。
　　常見潛伏於上呼吸道正常菌叢的細菌，如：巴士德桿菌、副豬嗜血桿菌、鏈球菌、化膿桿菌及博德氏菌皆是誘發支氣管性肺炎的主因，當豬隻因不利的環境條件或原發病原感染的情況下，導致肺臟防禦降低，上述的細菌將伺機進入肺臟定殖，引發二次性的細菌感染。
　　依照炎症反應的細胞可將支氣管性肺炎區分為兩類，一個為化膿性支氣管性肺炎，炎症滲出液以嗜中性球為主；一個為纖維素性支氣管性肺炎，炎症滲出液以纖維蛋白為主。

█ 化膿性支氣管性肺炎（Suppurative bronchopneumonia）

　　氣道內存有膿樣或黏液樣的滲出物，因此擠壓肺葉切面可以看到細支氣管腔有滲出液遭擠出。化膿性支氣管性肺炎的病變通常是侷限在小區域的肺葉，固有稱為小葉性肺炎（lobular pneumonia）。
　　化膿性支氣管性肺炎因不同的炎症反應階段，其肺臟顏色及外觀有很大的變化，這些變化也與病原的毒力、動物體的免疫狀態與病變的持續時間有相關。最初開始的病變為肺部的出血與水腫，隨著病原菌的大量增殖，會吸引更多的嗜中性球過來清除病原菌，而開始形成大量的炎症滲出物，此時肺臟呈現暗紅色，切面可見支氣管腔有大量的膿樣滲出液。若動物體的防禦機制無法抵抗病原菌的攻擊，則炎症反應的病變會進入慢性期，此時肺臟顏色呈現棕褐色或灰白色，主要是因為有化膿性或卡他性的炎症使肺葉阻塞。
　　常見引發化膿性支氣管性肺炎的病原菌有巴士德桿菌、副豬嗜血桿菌、鏈球菌、化膿桿菌、博德氏菌、大腸桿菌及黴漿菌。這些病原菌大多為繼發感染，當肺臟防禦機制遭到損害後，伺機於肺臟定殖並引發感染，造成肺臟更嚴重的損傷。

█ 纖維素性支氣管性肺炎（Fibrinous bronchopneumonia）

　　纖維素支氣管性肺炎其炎症反應所產生的細胞型態不同於化膿性支氣管性肺炎，主要以纖維素的滲出液為主，且引發的炎症反應可以涉及很多相鄰的肺小葉，造成整個肺葉都受到影響。纖維素性支氣管性肺炎可引起很嚴重的肺臟損傷，造成動物體死亡的速度遠快於化膿性支氣管性肺炎，即使其產生的病變僅造成 30% 的肺臟損傷，但動物體會因嚴重的毒血症或敗血症而出現臨床症狀或死亡。
　　常見引發纖維素性支氣管性肺炎的病原菌有巴士德桿菌、副豬嗜血桿菌、黴漿菌及豬胸膜肺炎放線桿菌。因纖維素支氣管性肺炎可造成大部分的肺葉甚至是胸膜形成病變，所以又稱為大葉性肺炎（lobar pneumonias）或胸膜肺炎（pleuropneumonias）。
　　纖維素支氣管性肺炎初期的病變為肺臟嚴重充血與出血，此時肺臟病變呈現紅色，接著纖維素開始滲透並聚集至肺臟胸膜，最終在暗紅色的肺臟上形成纖維素斑塊。與此同時，會有大量的黃色液體蓄積在胸腔，而附著在胸膜上的纖維素　顏色也會產生變化，最初為亮黃色，接著混合了血液後變成黃褐色，最後進入慢性期，液體出現大量的白血球與纖維母細胞後變成灰白色。

預防及控制

█ 環境

　　畜舍內的粉塵與氣味會對豬隻的呼吸道產生負面的影響，誘發呼吸道問題的發生。粉塵主要由飼料顆粒組成，可能也包含有細菌顆粒與毒素或黴菌孢子等；而氣味主要是細菌分解糞便與尿液後產出的大量氨氣。研究指出，畜舍中粉塵與氨味濃度所造成的空氣汙染程度與豬患有胸膜炎和肺炎有極大相關。
　　良好的通風能有效帶走粉塵與汙染物質，改善畜舍的空氣品質，再搭配完善的清潔與消毒，更有效地降低空氣中的病原菌，大幅減少豬隻經由空氣感染的風險。

█ 管理
　　經由管理策略找出潛在的問題，減少環境感染壓力、暴露的病原濃度、呼吸道原發病原的傳播，有效影響呼吸道疾病的發展，控制疾病的傳播。

原發的呼吸道病原

豬隻呼吸道問題是一種複雜且多重因素所引起的疾病，這些呼吸道疾病在群體與群體間的傳播可以透過接觸傳染，如：購入豬群、車輛、囓齒類動物、人員、蒼蠅與精液等方式，直接接觸傳播，或是經由空氣傳播，能長距離的傳播病原，形成豬場與豬場間的傳播媒介。

豬群間空氣傳播的呼吸道疾病

可藉由空氣傳播的病原有肺炎黴漿菌（SEP）、口蹄疫（FMD）、豬生殖與呼吸綜合症（PRRS）、豬假性狂犬病（PR）。而 PRRS、博德氏菌與胸膜肺炎放線桿菌（APP）也可在豬群之間近距離的傳播。

不同豬齡間的疾病傳播

大部分的豬場陸續將生產模式調整為統進統出與多點式飼養，但仍有少部分的豬場維持連續飼養的一貫場模式，將不同批次的豬群混合且連續式飼養是導致呼吸道病原從年長的豬群傳播至年幼豬群的最主要因素，而這些呼吸道病原可能會透過畜舍設備進行大量的複製，再透過這些設備作為傳播原，持續性的傳播病原菌。

混合不同豬群

把攜帶不同病原菌的兩個豬群混合飼養，會導致環境中的感染壓力上升，破壞豬群的免疫與疾病狀態的平衡，使豬群爆發呼吸道問題的風險增加。

█ 生物安全

　　生物安全對於維持豬的健康來說相當重要，嚴格控管進出農場的車輛、設備及人員，搭配嚴格的消毒措施，有助於減少病原菌帶入場內，也能大幅減少豬群間的疾病傳播。另外，員工對於豬隻呼吸道問題的早期發現、豬群適當的營養、減少呼吸道病原感染壓力、維持適當的飼養密度、適宜的畜舍環境及良好的通風都是維持豬群健康的重要因素。

用藥策略

　　有呼吸道問題的豬隻通常會因病原複合感染，而出現發燒、厭食及疲倦的情況，因此緊急處理方式會建議先使用針劑治療，同時搭配飲水投予藥物，確保豬群有攝入足夠的藥物濃度去對抗體內的病原菌。

　　而引起 PRDC 的病原菌有黴漿菌與細菌，有一點要特別注意：黴漿菌沒有細胞壁的構造，因此針對黴漿菌的用藥，優先選擇作用於細菌蛋白質或核酸的藥物，如：氯黴素類（立可治 ®、金樂寧 ® 散、快治樂 ®）、四環素類（特喜 ®、多剋星 ®、歐羅肥 ®15.4%）、巨環類（泰好用 ®、金威讚 ®、金順 ®、Tulathromycin）、截短側耳類（咳龍 ®2.5% & 20%、咳龍 ®20%、太妙素 ®）、奎諾酮類（炎服樂 ®、伏菌 ® 散、富力星 ®）或林可醯胺類（林可黴素 ®、力肥 ®、力肥 ® 散、快賜大 ® 水溶散、金旺 ®110、金旺 ®S110、金旺 ®SH220），若選用對抗細胞壁的藥物效果會大打折扣。
　Tulathromycin（永圖靈 ®），巨環類藥物，結構中帶有三個胺基（triamilides），因此具長效性，可有效控制常見的豬隻呼吸道疾病，如：肺炎黴漿菌、副豬嗜血桿菌、豬胸膜肺炎放線桿菌、巴士德桿菌及博德氏菌。其作用機制能與細菌的核醣體 RNA 結合，抑制細菌的蛋白質合成，影響細菌生長與繁殖能力，最終使細菌死亡。
　　藥物特點：1. 具有高度電荷效應，能穿透革蘭氏陰性菌的細胞外膜；2. 具有高親脂性（High lipophilicity），可進入細菌細胞膜，不容易被細菌排出，因此能高濃度的分布於細菌細胞內，達到殺菌與制菌的作用；3. 注射單一劑量後可以快速吸收，並藉由嗜中性球或巨噬細胞的運送，移動至發炎組織（肺臟），達到有效的藥物濃度並協助殺滅病原菌；4. 到達發炎組織（肺臟）後，藥物代謝穩定，半衰期長，因此可以維持長時間的有效治療濃度。
　研究指出，Tulathromycin（永圖靈 ®）注射後可快速且廣泛的分布至組織外，還能聚集在免疫細胞（嗜中性球和巨噬細胞）中，隨著免疫細胞運送至肺臟等發炎組織，並維持高且久的藥物濃度。

結語

　　豬隻呼吸道問題不僅影響豬隻的健康，也會造成牧場嚴重的經濟損失。通常 PRDC 的形成是因為不當的飼養管理與較差的環境環衛生，促成原發感染因子與伺機性的傳染因子產生共同感染，進而引起豬隻嚴重的呼吸道問題。想要控制好呼吸道問題，首要目標為消除或減少環境中的病原濃度，減少豬隻呼吸道刺激與負擔，最後就是配合用藥策略及疫苗免疫，有效且準確地提高豬隻免疫力。

 

 

 

 

參考文獻及圖片來源
1.Michael J. Yaeger and William G. Van Alstine. Diseases of swine. 11th ed. (2019). p.393-407 
2.Srujana Rayalam, Margarethe Hoenig, and Duncan C. Ferguson. Veterinary Pharmacology and Therapeutics, 10th ed. 
(2018). P649-690
3.Alfonso López and Shannon A. Martinson. Pathologic Basis of Veterinary Disease. Chapter9: Respiratory System.
4.Roger J. Panciera and Anthony W. Confer. 2010. Pathogenesis and Pathology of Bovine Pneumonia. 
5.Albert Rovira. Diagnostic Investigation of Respiratory Disease. Leman China Swine Conference 2013.