黃平容,田世成,蘇建明
(湖南農(nóng)業(yè)大學動物醫(yī)學院,湖南長沙410128)
糞腸球菌屬于過氧化氫酶陰性、無芽胞、兼性厭氧的革蘭陽性的單個或成鏈的球菌,也屬于能產(chǎn)生細菌素的乳酸菌[1]糞腸球菌。同時也是動物腸道正常菌群之一,常定居于動物腸道、口腔、生殖道,且廣泛分布于自然界中,通常不引起感染。自從20世紀80年代,第一株耐萬苦霉素糞腸球菌(vancoycin-resistant E.faecalis)被分離鑒定以來,糞腸球菌感染已居院內(nèi)感染第2位[2]。在歐洲、美國等國家嚴重威脅著人類公共健康以及養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。在中國也已在羊、豬等動物體內(nèi)分離到致病性糞腸球菌[3-4]。糞腸球菌對許多臨床常用抗生素具有固有耐藥性,并且能通過基因突變或者從供體菌中通過質粒、轉座子、基因盒-整合子系統(tǒng)等獲得外源遺傳物質,從而產(chǎn)生新的耐藥性,給臨床治療帶來極大的挑戰(zhàn)[5-6]。糞腸球菌通常引起傷口感染、尿道感染、腹腔感染、血流感染等,尤其見于免疫力低下或患有危重基礎疾病患者[7-8]。也可導致敗血癥、心內(nèi)膜炎等癥,病死率達21.0%~27.5%[9]。在獸醫(yī)臨床中,腸球菌引起的畜禽感染也日趨增多[10-12]。
本試驗從某豬場送檢發(fā)病豬臟器中分離出了一株耐萬古霉素糞腸球菌。在萬古霉素尚未投入使用的養(yǎng)殖業(yè)領域,這一結果呼吁急切規(guī)范中國獸藥使用。
1.1.1 病料 湖南某豬場送至湖南農(nóng)業(yè)大學動物醫(yī)學院傳染病實驗室檢測的發(fā)病商品豬采取的病料。
1.1.2 主要試劑 TSB胰蛋白胨大豆肉湯為Sigma公司產(chǎn)品;藥敏紙片及標準菌株ATCC 29212為杭州天和微生物試劑有限公司產(chǎn)品;dNTP、TaqDNA聚合酶、DNA Marker DL 5 000等為寶生物工程(大連)有限公司產(chǎn)品。兔鮮血培養(yǎng)基及其他常規(guī)試劑均為分析純。
1.2.1 病原分離鑒定 從送檢病豬體內(nèi)取出心、肝、脾、肺、腎、腦等內(nèi)臟器官及關節(jié)液無菌劃線接種于兔鮮血培養(yǎng)基上,置于37℃培養(yǎng)24h后挑取單個菌落進行革蘭染色、鏡檢。將可疑菌落分別接種于含65g/L的NaCl和pH9.6的TSB液體培養(yǎng)基中于10℃及55℃進行培養(yǎng),以進行細菌生長耐受性檢驗。
1.2.2 生化特性鑒定 生化試驗參考《常見細菌系統(tǒng)鑒定手冊》[13],用分離菌的純培養(yǎng)物分別接種于葡萄糖、甘露醇、山梨醇、蕈糖、乳糖、蔗糖、水楊素、七葉苷、精氨酸、VP試驗、PYR、400mL/L膽汁、馬尿酸鹽等生化鑒定管中進行生化試驗。
1.2.3 PCR 鑒定 參照文獻[14]中已公布的16S rRNA保守區(qū)域設計的通用引物,上游引物:5′-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3′;下游引物:5′-CGGTTACCTTGTTACGACTT-3′,預期擴增產(chǎn)物長度為1 500bp,引物由寶生物工程(大連)有限公司合成。
1.2.4 DNA提取 采用常規(guī)方法提取細菌基因組,主要步驟如下:取液體培養(yǎng)物1mL置于1.5mL離心管中,10 000r/min離心30s,棄去上清,加入30μL滅菌去離子水,混勻,煮沸滅活5min~10 min,10 000r/min離心30s后吸取上清液,置于-70℃保存?zhèn)溆谩?/p>
1.2.5 PCR擴增 采用16SrRNA通用引物擴增16SrRNA保守區(qū)約1 500bp的目的片段。PCR反應 體 系:10×PCR buffer 5μL,dNTP (2.5 mmol/L)2.5 μL,上、下 游 引 物 各 1 μL(20 μmol/L),Taq酶(2.5U/μL)1μL,模板0.5μL,加超純水至50μL。反應條件為:95℃5min;94℃30s,59 ℃ 30s,72 ℃ 1min ,35個循環(huán);72 ℃ 7 min。同時用蒸餾水取代模板作為陰性對照。取3 μL PCR產(chǎn)物,進行10g/L瓊脂糖凝膠電泳,觀察、并用凝膠圖像系統(tǒng)拍攝,剩余PCR產(chǎn)物送往上海生物工程有限公司純化、測序。測序結果進行Blast分析。
1.2.6 藥敏試驗 無菌取純化培養(yǎng)物涂布于TSB培養(yǎng)基上,待稍干后,將各種抗生素藥敏紙片平貼于其表面,放入37℃培養(yǎng)24h后用游標卡尺量取抑菌圈直徑,并采用NCCLS(美國臨床實驗室標準化委員會)2005版標準進行結果判定。
取平板培養(yǎng)物進行革蘭染色、鏡檢,為革蘭陽性球菌,多成雙球狀排列,亦有少數(shù)為單個存在;在液體培養(yǎng)基中,多以長鏈狀形態(tài)存在。在TSB平板上經(jīng)37℃恒溫培養(yǎng)18h~24h后形成直徑0.1mm~1.0mm、灰白色、半透明、表面光滑、圓形、邊緣整齊的小菌落。在血平板上能形成β溶血環(huán)。
將分離純化菌株接種于生化培養(yǎng)基中,37℃恒溫培養(yǎng)24h觀察結果。其結果符合腸球菌生化特性(表1)。
表1 分離菌生化特性試驗結果Table 1 The results of biochemical test
16SrRNA通用引物擴增產(chǎn)物經(jīng)過含有EB的瓊脂糖進行鑒定,能得到明顯的約1 500bp的條帶(圖1),與預期目的片段大小一致。擴增產(chǎn)物測序結果導出序列后進行Blast分析,與已鑒定的糞腸球菌同源性為99%,根據(jù)菌種基因組保守區(qū)間的差異標準,可確定該菌株為糞腸球菌。
測定了該菌對米諾霉素(30μg/片)、苯唑青霉素、四環(huán)素(30μg/片)、環(huán)丙沙星(5μg/片)、紅霉素(15μg/片)、左氧氯沙星(5μg/片)、青霉素G(10萬單位)、萬古霉素(30μg/片)、氯霉素(30μg/片)九種抗生素的耐藥性(表2),顯示該菌株對于所有本試驗測定的藥物均耐藥,表明該菌已產(chǎn)生多重耐藥性,尤其對于臨床尚未使用的萬古霉素亦為耐藥。
圖1 PCR擴增結果Fig.1 The results of PCR amplification
圖2 16SRNA測序結果Fig.2 The results of 16SRNA sequencing
表2 分離株對不同抗菌藥的耐藥性Table 2 Drug resistance of E.faecalis isolates
糞腸球菌本是溫血動物腸道正常菌群,一般情況不會引發(fā)疾?。?5],所以糞腸球菌感染沒有季節(jié)性,多是由于宿主免疫力下降,如長途運輸、飼料更替、天氣變化、斷奶、飼養(yǎng)密度過大等因素而導致感染,且多為混合感染[16]。目前,沒有任何有效的疫苗或其他預防措施能預防糞腸球菌的感染,這給糞腸球菌病的臨床冶療帶來了極大的困難。本試驗從臨床發(fā)病豬肺部分離出糞腸球菌,通過藥敏試驗測定,該菌株為多重耐藥菌株,且對于獸醫(yī)臨床極少使用的萬古霉素也表現(xiàn)為耐藥。研究表明,糞腸球能從供體細菌基因組中,通過轉座子、質粒、基因盒-整合子系統(tǒng)、插入序列等多種方式獲得外源基因并整合到自身基因組中,從而表現(xiàn)出相應的表型[5-6]。糞腸球菌耐藥基因在細菌間的傳播,給養(yǎng)殖業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟損失,并給臨床治療帶來極大的因難。然而,許多對獸醫(yī)臨床病原菌的耐藥性監(jiān)測卻忽略了糞腸球菌。
獸藥在防治動物疾病、提高生產(chǎn)性能、改善畜產(chǎn)品質量方面起著十分重要的作用,但濫用獸藥,濫用飼料添加劑,不僅對畜牧養(yǎng)殖業(yè)造成嚴重威脅,污染農(nóng)產(chǎn)品和生產(chǎn)環(huán)境,也可引起二次污染,從而使細菌耐藥性不斷增加,造成嚴重的經(jīng)濟損失。本次在湖南地區(qū)檢出萬古霉素耐藥糞腸球菌菌株證明了湖南地區(qū)存在耐萬古霉素糞腸球菌。更重要的是抗生素耐藥基因在細菌的傳播后,攜帶耐藥基因的細菌,尤其是糞腸球菌可能通過食物鏈或是其他接觸,導致人類感染,給人類健康構成極其嚴重的威脅。
[1] Fisher K,Phillips C.The ecology,epidemiology and virulence of Enterococcus[J].Microbiology,2009,155,1749-1757
[2] Mannu L,Paba A,Daga E,et al.Comparison of the incidence of virulence determinants and antibiotic resistance between Enterococcus faeciumstrains of dairy,animal and clinical origin[J].Int J Food Microbiol,2003,88(2-3):291-304.
[3] 周 霞,程安春,汪銘書 等.致羔羊腦炎糞腸球菌分離鑒定及毒力因子基因的PCR檢測[J].中國獸醫(yī)學報,2008,28(1):35-39.
[4] 王亞賓,陳麗穎,張紅英,等.感染仔豬糞腸球菌不同分離株的鑒定及毒力基因的檢測[J],中國獸醫(yī)學報,2010,30(5):615-619.
[5] Agerso Y,Sandvang D.Class 1intergrons and tetracycline resistance genes in alcaligenes,arthrobacter,and pseudomonas spp.isolated from pigsties and manured soil[J].Appl Environmental Microbiol,2005,71(12):7941-7947.
[6] Yu H S,Seol S Y,Cho D T.Diversity of Tn1546-like elements in vancomycin-resistant enterococci isolated from humans and poultry in korea[J].J Clin Microbiol,2003,41(6):2641-2643.
[7] Nayak R,Khan S A,Watson R H,et al.Influence of growth media on vancomycin resistance of Enterococcus isolates and correlation with resistance gene determinants[J].FEMS Microbiol Lett,2002,214(2):159-163.
[8] Creti R,Imperi M,Bertuccini L,et al.Survey for virulence determinants among Enterococcus faecalis isolated from different sources[J].J Med Microbiol,2004,53(Pt 1):13-20.
[9] Khan S A,Nawaz M S,Khan A A,et al.Molecular characterization of multidrug-resistant Enterococcus spp.from poultry and dairy farms:detection of virulence and vancomycin resistance gene markers by PCR[J].Mol Cell Probes,2005,19(1):27-34.
[10] 單松華,謝愛織,王云云,等.進口鴕鳥的糞腸球菌分離鑒定[J].上海農(nóng)業(yè)學報,1998,14(1):87-89.
[11] 唐正安,張乃芬,胡 燕,等.鶉雞腸球菌引起敗血癥3例[J].云南醫(yī)藥,2002,23(5):426.
[12] 陳一資,蔣文燦,胡 濱.對鴨場暴發(fā)罕見的糞鏈球菌病的研究[J].中國獸醫(yī)學報,2003,23(4):324-325.
[13] 東秀珠,蔡妙英.常見細菌系統(tǒng)鑒定手冊[M].北京:科學出版社 ,2001.
[14] Weisburg W G,Barns S M,Pelletier D A,et al.16Sribosomal DNA amplification for phylogenetic study[J].Bacteriology,1991,173:697-703
[15] Wheeler A L,Hartel P G,Godfrey D G,et al.Potential of as a human fecal indicator for microbial source tracking[J].Environ Qual,2002,31,1286-1293.
[16] Singh K V,Nallapareddy S R.Importance of the ebp(endocarditisand biofilm-associated pilus)locus in the pathogenesis of Enterococcus faecalis ascending urinary tract infection[J].J Infect Dis,2007,195(11):1671.