貉流产死胎分离出致病大肠杆菌

作者:文博论文查重     发表时间:2021-04-28 10:07:32   浏览次数:31


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  摘要:在对秦皇岛1例貉流产病例诊断时,从流产胎儿肝脏、脾脏、心脏等脏器分离出1株优势菌株,该菌在血琼脂培养基上菌落呈β溶血。对分离菌进行鉴定培养基培养、革兰氏染色、生化鉴定、16SrDNA基因测序分析和血清型检测试验,鉴定该菌;并进一步对分离菌进行致病性试验、药物敏感性试验、毒力基因和耐药基因检测。试验结果显示:分离菌为大肠杆菌,血清型为O89型,并命名为LCE-1。LCE-1感染小鼠可致小鼠死亡,低浓度感染怀孕母鼠可致流产,LCE-1的毒力基因Vat、iroN、iucD、ECs3737、irp2、fyuA检测阳性。LCE-1对麦迪霉素、呋喃唑酮、苯唑西林等19种抗生素耐药,LCE-1的四环素类(tetA、tetC、tetD)、β-内酰胺类(blaTEM、blaTEM1、blaOXA1)、氨基糖苷类(aadA1、strA-strB)、磺胺类(sul1、sul2)耐药基因检测阳性。综上所述,本研究从貉流产胎儿分离出致病大肠杆菌LCE-1,该菌株具有较强的致病力和耐药性,揭示大肠杆菌可能为貉流产的病原。

  大肠杆菌(Escherichiacoli)是畜禽生产中的常见致病菌,不同类型的大肠杆菌所致发病症状存在差异。肠外致病性大肠杆菌可引起动物急性败血症、呼吸道炎症以及泌尿道炎症等[1]。毛皮动物也可感染大肠杆菌,主要表现为腹泻、肺炎,严重可致败血症死亡。尤其是大肠杆菌性肺炎,近年来在毛皮动物养殖中十分常见,是造成毛皮动物死亡的最主要病原之一[2]。大肠杆菌感染还可引起怀孕母畜流产[3]。前期报道从多种动物流产胎儿分离出致病性大肠杆菌,揭示其可能是重要的致流产病原[4-7]。大肠杆菌感染引起毛皮动物流产鲜见报道,2015、2018年的2例报道首次从流产蓝狐(Vulpeslagopus)和水貂(Mustelavison)胎儿体内分离大肠杆菌,怀疑其可能在毛皮动物上引发流产的致病原[4-5]。

  春季是毛皮动物繁殖季节,也是流产的高发季节。在毛皮动物上能够引起流产的病原主要有阿留申病毒、伪狂犬病毒、犬瘟热病毒等病毒性病原以及加德纳氏菌(Gardnerellavaginalis)、布氏杆菌(Brucella)、铜绿假单胞菌(Pseudomonasaeruginosa)等细菌性病原。除此之外,附红细胞体(Eperythrozoon)、旋毛虫(Trichinellaspiralis)、蛔虫(Ascarislumbricoides)等寄生虫也可能引起流产[8-9]。多种病原均可导致毛皮动物流产,使临床诊断流产原因难度增加,因此,大肠杆菌往往被忽略。

  2019年5月接诊到一起貉(Nyctereutesprocyonoides)流产病例,对其致病原进行检测,结果未检测到可致母貉出现流产症状的病毒、寄生虫等病原。对流产胎儿肝脏、脾脏、心脏等脏器细菌进行分离鉴定,分离到1株能在血琼脂平板上出现β溶血环的大肠杆菌,将分离菌株接种小鼠,证实其具有较强致病性,感染怀孕母鼠可致流产。进一步分析发现其致病和耐药情况复杂。

  1材料与方法

  1.1材料

  貉流产胎儿来自秦皇岛市某发病貉养殖场送样,无菌采取肝脏、脾脏、心脏等脏器。

  1.2主要试剂与仪器

  营养琼脂培养基、营养肉汤培养基、伊红美蓝培养基、麦康凯琼脂培养基,均购自北京陆桥科技股份有限公司;哥伦比亚血琼脂培养基(羊血),购自广州迪景微生物科技有限公司;革兰氏染色液,购自北京博奥拓达科技有限公司;药敏纸片,购自杭州天和微生物科技股份有限公司;ID32E肠道菌鉴定试条,购自法国梅里埃公司;D2000plusDNAmarker,购自中科瑞泰科技有限公司;E.coliO型诊断血清,购自天津生物芯片技术有限责任公司;2×TaqMasterMix,细菌DNA基因组提取试剂盒,购自康为世纪生物科技有限公司。PCR仪器、琼脂糖凝胶电泳成像仪、立式自动压力蒸气灭菌器、无菌工作台、隔水式恒温培养箱等,由河北科技师范学院/河北省预防兽医学重点试验室提供。PCR扩增引物合成和序列测定服务均由上海生工生物公司完成。

  1.3试验动物维通利华试验动物有限公司。

  1.4病原菌的分离鉴定

  1.4.1病原菌的分离、鉴别培养与革兰氏染色

  用灭菌后棉签无菌蘸取肝脏、心脏、脾脏等脏器样品,接种于血琼脂平板上,37℃恒温培养12h,挑取单个菌落接种于营养肉汤,37℃200r/min恒温摇床培养12h。将分离菌分别在伊红美蓝培养基、麦康凯琼脂培养基上分区划线,37℃恒温培养12h后观察菌落状态。对分离菌进行革兰氏染色,镜检。

  1.4.2生化特性鉴定

  参考李文艳[10]的方法,用ID32E肠道菌鉴定试条对分离菌进行生化鉴定,并用ATB自动生化鉴定系统对结果进行判定。

  1.4.3分离菌的16SrDNA鉴定

  用细菌基因组提取试剂盒提取细菌DNA,并以其为模板,参考张志强等[11]的16SrDNA通用引物进行PCR,引物序列:16Sr-F(5'CCGAATTCGTCGACAACAGAGTTTGATCATCATGGCTCAG-3');16Sr-R(5'-CAACAGAGTTTGATCATCATGGCTCAG-3')。将PCR产物送上海生工生物公司测序,将测序结果拼接,用NCBIBLAST分析比对。

  1.4.4大肠杆菌血清型检测

  采用单因子血清玻片凝集法测定大肠杆菌的血清型,具体操作参照试剂说明书。

  1.5致病性试验

  试验前参考文献[10]处理母鼠使其怀孕。选取8周龄小鼠,公母各1只合笼。次日,观察母鼠是否有阴门栓形成,若有,则判定为妊娠,继续饲养6d后挑选5只怀孕母鼠进行试验。

  相关期刊推荐:《野生动物学报》1979年创刊,是唯一一份关于科学研究与科普宣传相结合、以科学研究为主的国家级杂志。主要内容是以野生动物生态学、行为学、分类学、管理学、分子生物学、保护生物学以及饲养繁殖、疾病防治、经济动物的开发利用等应用基础研究性论文为主。读者对象为大专院校生命科学学院及科学研究单位的研究人员和野生动物保护管理工作都及野生动物爱好者。

  参考李巧玲等[4]及张志强等[11]的攻毒剂量,进行致病性试验。未怀孕组小鼠5只,每只小鼠腹腔注射0.2mL菌液(菌液浓度为1.0×108cfu/mL),怀孕组母鼠5只,每只母鼠腹腔注射0.2mL菌液(菌液浓度为1.0×104cfu/mL)。对照组未怀孕小鼠和怀孕母鼠各5只,每只小鼠腹腔注射0.2mL无菌PBS。观察并记录每组小鼠状态。

  1.6毒力基因检测

  以提取分离菌DNA为模板,用PCR方法检测分离菌毒力基因携带情况。大肠杆菌毒力基因参考文献[12](表1),PCR反应程序退火温度58℃。

  1.7药物敏感性试验

  按照美国临床和试验室标准协会(CLSI)的标准,采用K-B药敏纸片法对分离菌进行药物敏感性试验。试验重复3次,取抑菌圈直径平均值为最终结果。

  1.8耐药基因检测

  参照1.4.3中的方法提取细菌基因组,用PCR方法检测分离菌耐药基因。大肠杆菌耐药基因引物(表2)及PCR反应程序参照文献[13]。

  2结果与分析

  2.1细菌的分离鉴定

  2.1.1分离菌菌落形态与革兰氏染色

  分离菌在血琼脂平板上培养,菌落有明显β溶血环。在伊红美蓝培养基上培养,分离菌菌落呈紫黑色,有金属光泽。在麦康凯琼脂上培养,分离菌菌落呈红色。对分离菌进行革兰氏染色,镜检。镜检结果为革兰氏染色阴性杆菌,两端钝圆。根据细菌菌落形态与革兰氏染色镜检结果初步判定为大肠杆菌。

  2.1.2生化特性鉴定

  用ID32E肠道菌鉴定试条对分离菌进行生化鉴定,并用ATB自动生化鉴定系统对结果进行判定,生化鉴定结果显示:d-葡萄糖、赖氨酸脱羧酶、L-阿拉伯糖、d-甘露醇、肌醇、d-半乳糖酸盐同化、d-海藻糖、β-葡萄糖醛酸酶、β-半乳糖苷酶、d-麦芽糖、蔗糖、酚红检测结果为阳性,经ATB自动生化鉴定仪分析结果为大肠杆菌。

  2.1.3分离菌16SrDNA鉴定

  将分离菌用16SrDNA通用引物进行PCR检测,将PCR产物送上海生工生物公司测序,将测序结果用NCBIBLAST进行序列比对,分离菌与大肠杆菌属同源性最高。

  从GenBank上下载大肠杆菌属参考菌株以及肠杆菌科(Enterobacteriaceae)的克雷伯菌属(Klebsiella)、沙门菌属(Salmonella),以及巴氏杆菌科(Pasteurellaceae)的巴氏杆菌属(Pasteurella)参考菌株的16SrDNA序列,用Lasergene软件的Megalign功能进行序列分析和系统发育树构建,发现分离菌与其他大肠杆菌属参考菌株处于同一分支,与肠杆菌科的沙门参考菌株、克雷伯参考菌株属于同一个大分支,而与巴氏杆菌科成员亲近性相对较远。

  2.1.4大肠杆菌血清型检测

  通过玻片凝集试验检测分离菌,结果显示分离菌为O89血清型大肠杆菌。结合鉴定培养基培养、革兰氏染色、生化鉴定、16SrDNA基因测序分析的试验结果,判定分离菌为大肠杆菌,命名为LCE-1。

  2.2致病性试验

  将LCE-1菌以每只0.2mL菌液(菌液浓度为1.0×108cfu/mL)的剂量感染未怀孕小鼠,24h后LCE-1组小鼠全部死亡,对照组小鼠无死亡。对照组小鼠连续观察2周,小鼠均无死亡,精神状态良好,无任何病征。

  将LCE-1菌以每只0.2mL菌液(菌液浓度为1.0×104cfu/mL)感染怀孕母鼠,24h后LCE-1组怀孕母鼠出现流产病征,精神萎靡。72h后5只LCE-1组母鼠全部流产,并有1只母鼠死亡。对照组怀孕小鼠无变化。10d后,对照组小鼠陆续正常分娩。

  将死亡小鼠肝脏、脾脏、心脏,流产母鼠子宫细菌分离鉴定,同样分离到大肠杆菌。

  2.3毒力基因检测

  采用用PCR对LCE-1菌的毒力基因进行检测。结果显示:vat、iroN、iucD、ECs3737、irp2、fyuA6种毒力基因检测阳性。试验数据表明LCE-1携带多种毒力基因,其致病性可能与这6种毒力基因有关。

  2.4药物敏感性试验

  采用K-B纸片法对LCE-1菌株进行药物敏感性试验,试验结果判定参照CLSI标准。试验结果显示:LCE-1对麦迪霉素、呋喃唑酮、苯唑西林、克林霉素、万古霉素、红霉素、米诺环素、多粘菌素B、丁胺卡那、复方新诺明、多西环素、氯霉素、卡那霉素、氨苄西林、头孢氨苄、头孢拉定、头孢呋辛、青霉素、四环素共19种药物耐药;对哌拉西林、头孢唑林、头孢哌酮、羧苄西林、头孢曲松、新霉素6种药表现中敏;对环丙沙星、头孢他啶、氧氟沙星、庆大霉素、诺氟沙星5种药物表现敏感(表4)。其中,万古霉素、氧氟沙星、诺氟沙星为农业部公告的禁用兽药,只用于试验研究。分离菌的药物敏感性试验数据显示,LCE-1菌多重耐药性十分严重。

  2.5耐药基因检测

  用PCR对LCE-1菌的耐药基因进行检测。试验结果显示:四环素类(tetA、tetC、tetD)、β-内酰胺类药(blaTEM、blaTEM1、blaOXA1)氨基糖苷类(aadA1、strA-strB)、磺胺类(sul1、sul2)耐药基因检测阳性。试验数据显示,LCE-1携带多种耐药基因,进一步解释了为何LCE-1多重耐药情况如此严重。

  3讨论

  大肠杆菌为一种在自然条件下普遍存在的条件性致病菌,可感染多种家畜、家禽以及人类发病。动物感染大肠杆菌后常出现腹泻、败血症、免疫力降低等症状。本研究在秦皇岛某貉养殖场怀孕母貉流产病因进行诊断,对送检流产胎儿进行病毒(阿留申病毒、伪狂犬病毒、犬瘟热病毒)、寄生虫(附红细胞体、旋毛虫、蛔虫)、细菌(加德纳氏菌、布氏杆菌、铜绿假单胞菌)检测,结果均为阴性。但在肝脏、脾脏、心脏等脏器分离出1株优势菌株,该菌株菌落在血琼脂平板有明显β溶血环。通过伊红美蓝、麦康凯鉴定培养基培养观察菌落形,革兰氏染色镜检观察细菌形态初步判定为大肠杆菌。进一步进行细菌生化鉴定,16SrDNA序列分析,大肠杆菌血清型检测,最终结果判定为大肠杆菌,血清型为O89型,并命名为LCE1。——论文作者:刘勃兴赵安奇刘畅王利丽张雪佳吴同垒高桂生史秋梅*张志强

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