多杀巴斯德菌（Pasteurella multocida）属于巴斯德菌科巴斯德菌属，是革兰阴性的球杆菌，菌体呈卵圆形，中央微凸、两端钝圆、有荚膜、无鞭毛^[1]。美兰或吉姆萨法染色，两端着色较深中央着色浅，呈现两极浓染，又称为两极染色菌。多杀巴斯德菌是家畜和野生动物普遍存在的寄生菌和机会致病菌之一，也是造成人兽共患病的病原菌之一^[2]。1877年，在患有禽霍乱的鸟类血液中首次观察到多杀巴斯德菌，1880年首次从患有禽霍乱的禽中分离出^[3]。

不同动物感染多杀巴斯德菌后导致的疾病类型不同，而不同血清型多杀巴斯德菌对同一动物的致病性亦有差异。本文概述了多杀巴斯德菌的流行情况和致病特征，特别是不同血清型、基因型之间的宿主特异性，以及毒力因子谱；探讨了动物宿主传播以及其与人类疾病之间的关系；总结了宿主的病理变化和免疫反应，并从抗生素治疗方面探索治疗方式，为多杀巴斯德菌的传播规律、控制和治疗提供理论依据。

1 多杀巴斯德菌的鉴定与分类 1.1 菌株鉴定

传统的检测和诊断多杀巴斯德菌（多杀巴斯德菌病）的方法依赖于染色或通过选择性培养基分离培养，使用API 20E/API 20 NE、vitekGN、Minitek或Oxi/Ferm strips鉴定卡鉴定。生化反应可用于多杀巴斯德菌的初步鉴别，过氧化酶、氧化氢酶、吲哚和鸟氨酸脱羧酶常呈阳性，大多发酵蔗糖、葡萄糖和麦芽糖，不产气。基于山梨醇和卫矛醇的发酵能力，多杀巴斯德菌可分为3个亚种（Pasteurella multocida subspecies multocida、subspecies septica和subspecies gallicida）^[4]。传统的鉴定方法繁琐且常无法精确地鉴定多杀巴斯德菌。随着分子生物学的快速发展，基于16S rRNA基因测序、基因组学和其他DNA序列分析的分子鉴定与分型技术得到了更广泛的应用。

1.2 血清分型

多杀巴斯德菌的荚膜和脂多糖作为细菌表面的主要成分，构成细菌的分类系统，并在细菌与其定植或感染的宿主之间的相互作用中发挥关键作用。多杀巴斯德菌的血清分型有荚膜血清型和脂多糖血清型（1~16）。以多杀巴斯德菌荚膜抗原为分类依据，根据间接血凝试验建立了Carte分型系统，将该菌分为A、B、D、E、F 5个荚膜血清型^[5]。各血清型荚膜的主要成分分别为A型（透明质酸）、B型（阿拉伯糖、甘露糖和半乳糖之一）、D型（肝素）和F型（软骨素），目前E型的荚膜化学结构尚未被鉴定出。

1.3 基因分型

传统的血清学分型方法过于繁琐，也不适用于临床快速筛检，基因型的检测方便了鉴定并被广泛使用。目前主要的多杀巴斯德菌基因分型有荚膜基因分型、脂多糖基因分型、多位点序列分型（multi-locus sequence typing，MLST）和以毒力谱为区分依据的毒力基因分型。荚膜基因型与荚膜血清分型A、B、D、E、F相同，2001年由Townsend等^[6]根据不同荚膜血清型荚膜基因的合成位点序列的差异分别设计。该方法确定荚膜型快速准确，但也存在无荚膜的菌株检测出基因阳性结果的不足。另外，不属于5种荚膜血清型的菌株未被界定，这些“未定型菌株”（untypable strain）在国内外研究中均有报道^[7-8]。如从死亡的喜马拉雅旱獭（Marmota himalayana）和野兔分离的多杀巴斯德菌中发现新的荚膜基因型，5株多杀巴斯德菌均失去了荚膜生物合成bcbD、bcbE、bcbF、bcbG和bebH位点，这些位点被3个新基因取代^[9]。多杀巴斯德菌产生具有可变外核的脂多糖，由于交叉免疫性许多分离物无法以1~16种脂多糖血清型分型，脂多糖基因分型有L1~L8^[10]。基因分型的方法与传统表型的血清学分型方法有较好的一致性，能够快速锁定荚膜与脂多糖血清型。

MLST是用于区分多杀巴斯德菌的另一种常用方法。基于7个管家基因的等位基因谱，多杀巴斯德菌的MLST有2种不同的方案：RIRDC方案由澳大利亚动物研究所开发，目前包括373种不同的序列类型；多宿主方案目前包括127种不同的序列类型^[11]。这两种方案已被广泛用于对来自不同宿主、采集日期和地理区域的分离株进行序列分型^[12]。

1.4 毒力基因谱

已报道的多杀巴斯德菌毒力因子众多，除荚膜和脂多糖外，还包括菌毛和其他黏附素、多杀巴斯德菌毒素、铁调节和铁获取蛋白、唾液酸代谢、透明质酸酶、参与唾液酸代谢的酶和一些外膜蛋白^[13-15]。编码多杀巴斯德菌毒素（Pasteurella multocida toxin，PMT）的toxA基因作为菌株是否为产毒素多杀巴斯德菌的重要判断依据；丝状血凝素表面黏附素对于禽和牛肺炎菌株的完全毒力也是必需的^[16]。特定的毒力基因与特定的荚膜血清型显著相关，如荚膜A型与毒力基因OmpH1、OmpH3、PlpE和PfhB1；荚膜B型与HgbA和PtfA基因；以及荚膜F型与PtfA和PlpP基因^[13]。毒力不同的多杀巴斯德菌株比较基因组分析是推定致病相关基因的有力工具^[17]，如旱獭分离的强毒力株均携带5个与毒力增强相关的辅助基因（kpsC、tnpA、HmbR、HmbR-2、devR）^[9]。

2 多杀巴斯德菌的流行及宿主特异性 2.1 动物间传播

多杀巴斯德菌可以在多种宿主中传播，导致人类和动物大量发病和死亡，给畜牧业带来经济损失。多杀巴斯德菌广泛存在于家禽、家畜、家养和野生动物的上呼吸道，甚至在海洋哺乳动物中也有发现^[18]。多杀巴斯德菌病的主要综合征是以鼻炎（鼻黏膜和鼻分泌物的刺激和炎症）为表现形式的上呼吸道疾病和以肺炎为表现形式的下呼吸道疾病（在牛中也称为牛呼吸窘迫综合征）。大多数动物多杀巴斯德菌病的症状从轻度到重度不等。2008－2016年，韩国的猪多杀巴斯德菌病总体患病率为16.8%（240/1 430），85%的多杀巴斯德菌株（204/240）与其他呼吸道病原体合并感染^[19]。2020－2021年从中国青藏高原自然死亡的喜马拉雅旱獭组织中分离出了3种新型的高致病性多杀巴斯德菌荚膜型菌株^[9]。环境条件、选择压力和动物的整体健康可能也在疾病严重程度和传播可能性方面发挥重要作用。

2.2 人间传播

人类主要通过与动物接触感染多杀巴斯德菌，最常见的是通过动物咬伤、抓伤、擦伤或接触来自宠物的粘液分泌物^[20]。从人和猫分离的菌株具有的共同特征（毒力谱和抗生素敏感性模式）支持家猫可能是多杀巴斯德菌潜在感染源的观点^[21]。通过叮咬伤口感染的多杀巴斯德菌往往具有高度侵袭性，健康个体常见的症状是有限的浅表软组织感染和脓肿。然而，在特定情况下如免疫缺陷，多杀巴斯德菌可能扩散到其他器官并表现为严重的全身性感染^[22]，常在24 h内出现皮肤或软组织炎症、红斑、局部淋巴结肿大、发热、疼痛和肿胀，最早可在8~12 h出现。在20世纪90年代报告的动物咬伤人类病例中，多杀巴斯德菌病的总病死率为25%~30%^[23-26]，在所有多杀巴斯德菌病患者中，40%~63%的患者发生败血症，17%~29%的患者发生脑膜炎和神经系统并发症。据统计，21世纪以来多杀巴斯德菌感染相关的30 d全病因死亡率在9%~14%^[27-28]。值得注意的是，由非咬伤原因导致的多杀巴斯德菌感染常常涉及皮损或鼻口咽部或其他上呼吸道黏膜与动物或动物分泌物的接触，此感染方式在幼儿、老年人、孕妇或免疫功能低下者中尤为突出^[29]。

人工关节的多杀巴斯德菌感染也时有报道。人工关节感染通常发生在动物舔舐伤口、咬伤或抓伤的情况下。它们可能与髋、膝关节置换术围手术期并发症有关，如血肿形成、浅表伤口感染、伤口引流、伤口裂开等^[30]。高龄、糖尿病、类风湿关节炎、免疫抑制治疗、恶性肿瘤和关节翻修被认为是危险因素^[31]。关于人类心血管感染的报道则较少，如多杀巴斯德菌菌血症导致主动脉瓣功能障碍伴心内膜炎^[32]，犬咬伤后心肌心包炎，猫咬伤后心包填塞，以及静脉吸毒患者的心内膜炎均被描述为这类感染^[33]。血管方面报道了单例多杀巴斯德菌引起股动脉瘤血肿大^[34]，感染导致胸降主动脉真菌性假性动脉瘤的病例^[35]。每例报告病例均获得阳性血培养结果，均确认与家畜直接接触。由此可见多杀巴斯德菌感染可影响任何器官和系统。尤其是患有慢性疾病的老年患者和经常接触家养动物的患者诊疗时应怀疑这种感染。建议避免咬伤、抓伤和直接接触动物唾液，以预防多杀巴斯德菌病。仔细询问病史和对感染进行微生物学确认有助于诊断和适当治疗。

2.3 致病性研究

对非禽多杀巴斯德菌株进行比较基因组分析以确定分离株毒力的研究相对较少。这可能是由于使用猪、羊和牛等大型动物开展研究带来的不便和费用。已有研究探索使用小鼠模型代替自然宿主进行致病性测定。最近的一项比较基因组学研究使用了2种不同的牛多杀巴斯德菌株的小鼠感染模型，PmCQ2和PmCQ6，用半数致死量（median lethal dose，LD₅₀）测定菌对小鼠毒力，PmCQ2为高毒力株，PmCQ6为低毒力株，其LD₅₀分别为2.2×10⁵ CFU和1.14×10⁸ CFU^[36-37]。用旱獭和野兔身上发现的多杀巴斯德菌染毒小鼠后6 h，最高剂量组（2.87×10⁶ CFU）和高剂量组（2.87×10⁵ CFU）小鼠出现急性中毒，表现出抽搐、稀便等症状。中剂量组（2.87×10³ CFU）和低剂量组（2.87×10² CFU）小鼠活动减少。攻毒后8 h，各剂量组小鼠均出现稀便和精神萎靡；攻毒后14 h内，最高剂量组2只小鼠死亡，其余3只小鼠接近死亡。攻毒后16 h内，高剂量组小鼠濒临死亡。中剂量组和低剂量组小鼠分别于攻毒后20 h和23 h时濒临死亡。低剂量组1只小鼠（2.87×10² CFU）于23 h死亡^[9]。李金峰等^[38]采用寇氏法测定重组多杀巴斯德菌毒素对C57BL/6 J小鼠的LD₅₀为0.490 ng/g。小鼠复壮鸭源多杀巴斯德菌，经测定其滴鼻途径的LD₅₀为1×10^-4.5/0.2 ml，口服途径的LD₅₀为1×10^-2.375/0.2 ml^[39]。

2.4 宿主特异性

目前众多的研究对于多杀巴斯德菌株分型之间的关联以及其与宿主和地理分布的关系未有充分的探讨，或能从血清型、毒力因子及全基因序列差异分析多杀巴斯德菌在宿主分布的特异性，从而施加更有效的针对性预防。当前涉及荚膜、脂多糖血清型的分布研究对菌株的宿主专嗜性和广泛性各有体现：（1）特异性的表现主要为禽霍乱、猪肺炎和兔鼻炎最常与荚膜A型相关，猪和牛的出血性败血症主要由荚膜B和E型菌引起，猪萎缩性鼻炎通常由荚膜D型菌引起，火鸡中禽霍乱则多由荚膜F型感染引起^[40]，非禽分离株一般不会在禽类中引起禽霍乱^[41]。荚膜A型是人类临床分离株中检测到的最常见的荚膜类型^[21]。同样，在Smith等^[1]的研究中除1株为荚膜F型外，来自人类分离株的所有多杀巴斯德菌株均来自A型，且荚膜A和F型也是在猫和犬中仅能发现的荚膜型。对于脂多糖分型，禽源菌株中基因型主要为L1和L3；牛源菌株主要基因型为L2和L3；猪源菌株主要的基因型为L3和L6；兔源菌株主要包括L3和L6。（2）广泛性表现为除羊型宿主外，其他宿主均检出荚膜A型。同时每种分型的多杀巴斯德菌对宿主感染范围很广，某些宿主分离的菌株涉及所有血清分型，难以证明多杀巴斯德菌对宿主的偏好^[1]。但目前数据所示宿主在各分型菌株中的比重存在不同，期待后续有更多的研究展示多杀巴斯德菌株更全面的表现来完善这一流行特征。

细菌产生宿主特异性的机制主要包括：产生特异性粘附因子、逃避宿主免疫、分泌毒力因子和摄取铁离子，这些机制的作用使细菌针对特定宿主展现特异感染能力^[42]。从全基因组序列研究中发现与机制相关的基因或许是找到宿主特异性是否存在的关键，但目前研究主要从系统进化来分析多杀巴斯德菌的宿主适应性，仍未发现多杀巴斯德菌宿主特异性基因^[43]。另一方面，以遗传突变作为诱因，遗传多样性和大量的基因跨宿主转移也可能使原本专性的病原体获得广泛感染宿主的能力，如来源于禽类的PmCQ7跨宿主感染牛，且外膜蛋白已发生突变以适应新的宿主生态位。由于生态适应等原因而导致的遗传变异使菌株发生宿主转移并不少见^[44-45]。多杀巴斯德菌的这种跨物种感染，对多杀巴斯德菌病的防控提出了更严峻的考验。

3 动物感染多杀巴斯德菌的病理变化及免疫反应 3.1 病理变化

多杀巴斯德菌可感染多种宿主的不同器官。猪和兔萎缩性鼻炎的主要显性症状是萎缩性鼻炎引起的鼻部扭曲，表现为以鼻甲骨萎缩为特征的骨吸收，在极少数情况下，还会出现肾功能损害、睾丸和脾萎缩以及肝坏死。病理切片显示，感染小鼠有明显的肺泡充血、脾淋巴细胞凋亡、肾小管和肾小球萎缩等病理变化^[46]。从多杀巴斯德菌病的猪自然死亡病例中可见脑膜明显充血和脑水肿，组织学上脑膜组织和脑脊液间隙可见中重度纤维蛋白出血和单核细胞渗出。类似的血管炎性病变（血管周围和神经元周围）以及胶质变神经元变性和坏死在大脑的各个亚解剖部位（大脑、小脑、脑干和脊髓）均有发现^[47]。

在牛和其他有蹄类动物中，多杀巴斯德菌被认为是与牛呼吸道疾病或“运输热”（非败血性肺炎）相关的常见病原体^[48]。多杀巴斯德菌血清型A：3从美国约35%的“运输热”病例中分离出来，通常表现为慢性牛纤维蛋白脓性支气管肺炎，偶尔伴有纤维蛋白坏死。山羊感染大剂量多杀巴斯德菌B：2后主要肺部病变包括急性肺炎、充血、水肿和胸水。所有急性肺炎山羊均表现为肺泡间隙水肿和密集的中性粒细胞浸润，肺泡间毛细血管严重充血。在更早期的病例中，中性粒细胞中观察到巨噬细胞和纤维蛋白。支气管和细支气管也含有密集的中性粒细胞浸润，同时还含有纤维蛋白、富蛋白的液体和血液^[49]。禽类中，感染多杀巴斯德菌的鸭肝脏、肾脏和心脏肿胀并有出血点，出现肝细胞肥大、肝窦充血、单细胞浸润^[50]。

多杀巴斯德菌致出血性败血小鼠模型的最新建立^[51]可能有助于进一步探索不同宿主免疫细胞、宿主因子以及细菌因子对细菌在宿主内传播的作用，揭示从轻度慢性多杀巴斯德菌病向急性严重播散性疾病转变所涉及的毒力因素和机制。小鼠攻毒模型显示多杀巴斯德菌对动物感染后引起多脏器病变：牛源菌株导致多脏器病变，包括肠绒毛脱落、肝肾充血、脾脏出血及淋巴细胞减少等；病理切片显示肺泡充血、脾淋巴细胞凋亡等^[38]。重组毒素实验致小鼠多器官损伤，如小肠上皮细胞脱落、脾脏出血等。旱獭源菌株感染小鼠则导致肺部、肝脏、脾脏、心脏、肾脏及胃部等多器官病变^[9]。

3.2 细胞因子风暴

严重的多杀巴斯德菌感染可以引起菌血症，进而导致多器官损伤和全身性炎症，最终引发细胞因子风暴。多杀巴斯德菌能够诱导不同的炎性小体（如NLRP3、NLRP6）的活化，促进促炎细胞因子（如IL-1β、IL-6、IL-18、TNF-α）的分泌^[52]。牛感染多杀巴斯德菌后细胞因子以IL-2、IL-8和IL-1β的升降调节为主^[53]。感染小鼠模型的细胞因子水平显示IL-12p70、IL-6、TNF -α和IL-10等4种细胞因子在感染后不同时间点有显著增加，而其他细胞因子的水平没有随时间变化^[9]。高水平的炎症介质释放以及炎症细胞的过度激活是这些多杀巴斯德菌攻毒模型的死亡原因。多杀巴斯德菌株诱导的细胞因子风暴与白细胞介素、肿瘤坏死因子-α等细胞因子产生的增加相关，严重影响重要器官的正常生理活动，由此造成的肺通气功能障碍可能是感染动物死亡的主要原因之一。对于细胞因子风暴，目前尚无一个被广泛接受的定义。之前的研究表明，炎症细胞因子（如IFN-γ、趋化因子、IL-6、IL-10和IL-2R）水平升高是T细胞活化和细胞因子风暴的标志，这一点在CAR-T细胞疗法中尤其明显^[54]。其他研究表明，IFN-γ、IL-1、IL-6、IL-18和TNF-α的高表达是关键的细胞因子风暴指标，并可能在免疫病理中发挥重要作用^[55]。细胞因子风暴模式可能因宿主遗传学、微生物组和其他疾病而异^[55]。另外，IL-10被认为是一种重要的抗炎细胞因子，可抑制IL-1、IL-6、IL-12和TNF-α的分泌，并下调抗原呈递，细胞因子风暴期间的IL-10水平升高是促炎细胞因子产生的继发性反调节反应的结果^[56-57]。

4 多杀巴斯德菌病的耐药性及治疗 4.1 药敏试验

动物源多杀巴斯德菌的耐药性，特别是多重耐药性，已成为公众和科研人员的关注焦点。为深入了解这一现象，国内外众多临床研究人员积极投身于动物源多杀巴斯德菌的耐药性检测研究。在这些研究中，针对兔多杀巴斯德菌的耐药性检测发现ermB（639 bp，大环内脂类）、tetG（550 bp，四环素类）、Aph3'和aac（3）-IIa（292 bp、439 bp，氨基糖苷类），flor（403 bp，氯霉素类）、StrA（578 bp，链霉素类）、parC（312 bp，喹诺酮类）这7种耐药基因均呈现阳性结果^[58]。菌株对红霉素、克林霉素和磺胺甲唑耐药，除2株菌株对替米克星耐药外，对氨苄西林、链霉素、庆大霉素、四环素、多西环素、头孢唑林、头孢泊肟、氯霉素、氟苯尼考、恩诺沙星均敏感^[21]。

动物源多杀巴斯德菌的耐药可能与耐药质粒、耐药基因的突变、外排泵的过量表达、整合子介导等因素有关。如发现了多种可移动的遗传元件，包括与ICE-PmuST394、ICEPmu1、ICEhin1056和IncQ1质粒相似的遗传元件，这些质粒均携带多重耐药编码基因^{[13, 59]}。

4.2 抗生素治疗与疫苗

针对多杀巴斯德菌以及其他革兰阴性和革兰阳性细菌的广谱抗生素是动物咬伤的首选预防措施。动物咬伤往往是多微生物性的，因此选择具有广谱活性的抗生素至关重要。尽管红霉素、林可胺类药物（例如克林霉素）或某些β-内酰胺类药物（如双氯西林或头孢氨苄）在抗菌治疗中有其应用，但它们对巴斯德氏菌的敏感性有限，因此并不适宜单独作为动物咬伤的治疗药物。推荐的治疗方案是联合使用阿莫西林和β-内酰胺酶抑制剂奥克拉维酸（Augmentin），以增强对多杀巴斯德菌的抗菌效果。对于青霉素过敏的患者，可以考虑使用多西环素加甲硝唑的组合，或者克林霉素配合氟喹诺酮类药物（儿童使用环丙沙星，孕妇使用头孢曲松）。对于无法使用氟喹诺酮类药物的患者，甲氧苄啶-磺胺甲唑联合用药也是一种备选方案。

目前针对多杀巴斯德菌病的疫苗仍在研究和探索中，但疫苗免疫仍是最有希望能预防控制多杀巴斯德菌病的方式。多杀巴斯德菌的血清型分型多，致病机制复杂，涉及多个分子和通路的相互作用。通过深入研究这些分子和通路，我们可以更好地理解其致病机制，并为开发新的免疫疗法和药物靶点提供基础。FAK-AKT-FOXO1轴被证明参与多杀巴斯德菌诱导的肺上皮细胞凋亡，这一发现对于理解该菌的发病机制以及开发潜在的治疗方案具有重要意义^[60]。Slc6a13缺陷的KO小鼠对多杀巴斯德菌感染具有抗性，Slc6a13缺陷通过阻断甘氨酸-炎症小体信号（NALP1、NLRP3、NLRC4、AIM2和Caspase-1）的活化，降低巨噬细胞涉及的过度炎症反应来减轻多杀巴斯德菌感染，减少细菌载量和组织病变^[61]。NLRC3、NLRP3、NLRP6等分子可能成为免疫疗法的潜在靶点，通过调节这些分子的表达或功能，可以影响多杀巴斯德菌引起的炎症反应^{[52, 62]}。hippop-yap通路在多杀巴斯德菌感染后失调，Rassf1的表达上调与细胞凋亡减少有关，因此Rassf1-hippop-yap途径可能成为治疗多杀巴斯德菌病的药物靶点^[63]。多杀巴斯德菌的外膜囊泡（outer membrane vesicle，OMV）能够激活巨噬细胞的免疫功能，因此OMV可能成为疫苗开发的新平台^[64]。粘附蛋白Cp39是多杀巴斯德菌荚膜蛋白中的主要交叉保护抗原，可以作为禽霍乱亚单位疫苗；在禽源多杀巴斯德菌中，提取自细菌和非变性条件下表达的外膜蛋白H均能提供80%以上的免疫保护作用，因此外膜蛋白H是一个良好的疫苗候选抗原靶标^[65]。PlpE蛋白和多种OpmH融合蛋白成为研究热点^[66-69]。同时，利用先进的研究方法和技术，如新近利用RNA-seq技术检测OmpA影响下的差异表达基因、ArcA缺失的下调基因和复杂培养基、厌氧、酸和铁限制条件下细菌的aspA对多杀巴斯德菌的生存、致病机制研究有帮助^[70-72]，我们可以更准确地揭示其生存和致病机制，为疾病的预防和治疗提供新的策略。

利益冲突  无