王金安,周 葉,宋開放,劉長忠,劉俊偉,姜金慶
(1. 河南科技學院動物科技學院,新鄉(xiāng)453003;2. 淇縣職業(yè)中等專業(yè)學校,鶴壁 456750)
結(jié)腸小袋纖毛蟲?。˙alantidiosis)是由結(jié)腸小袋纖毛蟲(Balantidium coli)引起的人畜共患寄生蟲病,呈全球性分布,已報道豬、牛、羊以及爬行類等50多種動物均可感染該病[1-3]。中國生物醫(yī)學研究中心檢測到靈長類食蟹猴結(jié)腸小袋纖毛蟲感染率達到22.2%[4],巴西學者在圈養(yǎng)靈長類動物糞便中檢測到高達56.7%的結(jié)腸小袋纖毛蟲感染率[5]。結(jié)腸小袋纖毛蟲可致痢疾樣腹瀉及腸道外感染,或者與其他病原體合并感染,甚至引起腸壞死等癥狀,嚴重威脅人畜安全[6]。結(jié)腸小袋纖毛蟲生長發(fā)育分為兩個階段,即滋養(yǎng)體期和包囊期[7],在寄生蟲處于滋養(yǎng)體時期進行殺滅可達到最佳效果。羊結(jié)腸小袋纖毛蟲病是由結(jié)腸小袋纖毛蟲寄生于羊的大腸內(nèi)引起的以腹瀉、脫水、消瘦和貧血為特征的人獸共患原蟲病。豬結(jié)腸小袋纖毛蟲的研究報道較多,例如,纖毛蟲的體外培養(yǎng)試驗[8]、豬結(jié)腸袋蟲的分子鑒定[9]、藥物毒殺試驗[10]和理化因素影響試驗[11]等,而有關(guān)羊結(jié)腸小袋纖毛蟲的病例分析目前少見報道。本研究對羊結(jié)腸小袋纖毛蟲進行了培養(yǎng),并探討各種消毒劑體外殺滅羊結(jié)腸小袋纖毛蟲滋養(yǎng)體的效果。
1.1 羊結(jié)腸小袋纖毛蟲的采集與處理羊結(jié)腸小袋纖毛蟲采自河南省新鄉(xiāng)市某杜泊綿羊養(yǎng)殖戶。該養(yǎng)殖戶共飼養(yǎng)100只羊,放牧散養(yǎng),其中30只患嚴重腹瀉,糞便直接鏡檢發(fā)現(xiàn)有大量結(jié)腸小袋纖毛蟲滋養(yǎng)體。將陽性糞便接種于改良型RSS培養(yǎng)基,28℃進行增殖,達到繁殖期時,用培養(yǎng)基將滋養(yǎng)體稀釋至約3×104個/mL,制成羊結(jié)腸小袋纖毛蟲滋養(yǎng)體懸液備用。
1.2 改良型RSS培養(yǎng)基氯化鈉8 g、氯化鉀0.2 g、磷酸氫二鈉2 g、磷酸二氫鉀0.3 g溶解于滅菌蒸餾水1000 mL,使用前加入氯化鈣0.2 g、氯化鎂0.01 g,混勻備用,配制成洛克氏液(Ringer液)。適量Ringer液中,加入25%的胎牛血清,1.5%玉米淀粉和10000 U/mL的青霉素、鏈霉素,調(diào)節(jié)pH值至7.0,配制成改良型RSS培養(yǎng)基[11],用于羊結(jié)腸小袋纖毛蟲滋養(yǎng)體的培養(yǎng)試驗。
1.3 消毒劑 10%高錳酸鉀溶液、5%NaOH溶液、10%硫酸銅溶液、5%戊二醛和5%福爾馬林按標準方法配制成消毒劑母液;6%84消毒液、23%過氧乙酸、新潔爾滅(5%苯扎溴銨液)、5%聚維酮碘液和來蘇兒(2.8%甲酚皂溶液)直接購買自正規(guī)生產(chǎn)廠家。
1.4 絕對致死濃度(lethal concentration,LC100)在96孔細胞培養(yǎng)板中加入改良型RSS培養(yǎng)基至第12孔,每孔100 μL;10%高錳酸鉀溶液100 μL,吹吸混勻后吸取100 μL至第2孔,依次倍比稀釋至第11孔,從第11孔棄去100 μL,留第12孔作陰性對照;每孔分別加入羊結(jié)腸小袋纖毛蟲滋養(yǎng)體懸液100 μL,輕輕震蕩細胞培養(yǎng)板,使各孔混勻,蓋上蓋板膜,28℃培養(yǎng)箱中作用6 h,置顯微鏡下觀察羊結(jié)腸小袋纖毛蟲滋養(yǎng)體的存活情況。本組試驗作3個重復。將10%高錳酸鉀溶液致羊結(jié)腸小袋纖毛蟲滋養(yǎng)體全部死亡的最大稀釋倍數(shù)(最小濃度),計作高錳酸鉀溶液的絕對致死濃度(LC100)。
用5%NaOH溶液、10%硫酸銅溶液、5%戊二醛、5%福爾馬林、6%84消毒液、23%過氧乙酸、5%新潔爾滅、5%聚維酮碘液和2.8%來蘇兒分別重復上述試驗。根據(jù)LC100數(shù)值選取殺菌效果最好的3種消毒劑,確定下一步試驗濃度梯度,并測算其半數(shù)致死濃度(LC50)。
1.5 半數(shù)致死濃度(LC50)試驗
1.5.1 高錳酸鉀2 h和12 h毒性試驗設(shè)計 根據(jù)預(yù)試驗結(jié)果,以10%高錳酸鉀溶液為母液,使用改良型RSS培養(yǎng)基對高錳酸鉀溶液進行稀釋,最終選取9個濃度梯度:0、12×10-4、14×10-4、16×10-4、18×10-4、20×10-4、22×10-4、24×10-4和12×10-4。將培養(yǎng)的羊結(jié)腸小袋纖毛蟲滋養(yǎng)體懸液混合均勻,分別加入27個10 mL容量青霉素瓶內(nèi),并補充培養(yǎng)基使每瓶液體體積為3 mL,然后分成9組,每組3個平行。將不同濃度的高錳酸鉀稀釋液加入相應(yīng)組別的青霉素瓶內(nèi),每瓶3 mL,高錳酸鉀最終濃度(稀釋倍數(shù))分別為:0、6×10-4、7×10-4、8×10-4、9×10-4、10×10-4、11×10-4、12×10-4和13×10-4。將青霉素瓶加蓋后置28℃恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)靜置培養(yǎng),2 h后取出,液體充分混勻,移液器吸取10 μL滴于載玻片上,加蓋玻片后顯微鏡檢。12 h毒性試驗時,根據(jù)預(yù)試驗結(jié)果,高錳酸鉀最終濃度確定為:0、20×10-6、30×10-6、40×10-6、50×10-6、60×10-6、70×10-6、80×10-6和90×10-6,其他步驟同2 h毒性試驗。
1.5.2 福爾馬林2 h和12 h毒性試驗設(shè)計 使用改良型RSS培養(yǎng)基將福爾馬林母液稀釋后用于毒性試驗,具體分組和觀察方法同1.5.1。根據(jù)預(yù)試驗結(jié)果,確定2 h毒性試驗中福爾馬林最終濃度分別為:0、2×10-4、3×10-4、4×10-4、5×10-4、6×10-4、7×10-4、8×10-4和9×10-4,12 h毒性試驗中福爾馬林最終濃度分別為:0、40×10-6、50×10-6、60×10-6、70×10-6、80×10-6、90×10-6、100×10-6和110×10-6,其他步驟同高錳酸鉀毒性試驗。
1.5.3 NaOH 2 h和12 h毒性試驗設(shè)計 使用改良型RSS培養(yǎng)基將NaOH母液稀釋后用于毒性試驗,具體分組和觀察方法同1.5.1。根據(jù)預(yù)試驗結(jié)果,確定2 h毒性試驗中NaOH的最終濃度分別為:0、8×10-4、9×10-4、10×10-4、11×10-4、12×10-4、13×10-4、14×10-4和15 ×10-4,12 h毒性試驗的最終濃度分別為0、60×10-6、70×10-6、80×10-6、90×10-6、100×10-6、110×10-6、120×10-6和130×10-6,其他步驟同高錳酸鉀毒性試驗。
1.6 數(shù)據(jù)計算
1.6.1 滋養(yǎng)體存活性判定 將載玻片置顯微鏡100倍暗視野下檢查,計算30個視野下樣品的蟲體平均密度。蟲體運動減弱,原地緩慢旋轉(zhuǎn)、纖毛小幅度擺動者仍作活蟲計數(shù);蟲體不運動,表膜脫出、萎縮、裂解或結(jié)構(gòu)破碎者,作死蟲計數(shù)。
1.6.2 死亡率 以對照組(消毒劑濃度為0)3個平行樣品試驗結(jié)束時所獲得的平均活蟲數(shù)為X,以該試驗系列相應(yīng)濃度組3個平行樣品試驗結(jié)束時所獲得的平均活蟲數(shù)為Y,將(X—Y)/X的數(shù)值換算成百分數(shù),就是該濃度條件下的羊結(jié)腸小袋纖毛蟲滋養(yǎng)體的死亡率。
1.6.3 半數(shù)致死濃度(LC50)的計算 采用機率單位法計算LC50值,根據(jù)死亡百分率—機率單位換算表,將不同濃度下死亡百分率換算成死亡機率單位[10]。以橫軸表示濃度對數(shù),以縱軸表示死亡機率單位,作XY散點圖,順著所獲得的散點作一趨勢線,并自動獲得該直線的回歸方程。經(jīng)x2檢驗回歸線符合要求后,利用該方程式求出死亡機率單位5(50%死亡率)時的藥物濃度對數(shù),查反對數(shù)表就可以獲得LC50值。
2.1 羊結(jié)腸小袋纖毛蟲滋養(yǎng)體對消毒劑的敏感性試驗結(jié)果羊結(jié)腸小袋纖毛蟲滋養(yǎng)體對消毒劑的敏感性結(jié)果見表1。高錳酸鉀、福爾馬林、NaOH、戊二醛、硫酸銅、過氧乙酸、聚維酮碘、新潔爾滅、來蘇兒和84消毒液對羊結(jié)腸小袋纖毛蟲滋養(yǎng)體的絕對致死濃度(LC100,6h)分別為:1:2056、1:1024、1: 1024、1:512、1:256、1:256、1:128、1:128、1:64和1:64,這表明常用消毒劑均可在體外環(huán)境中殺死羊結(jié)腸小袋纖毛蟲滋養(yǎng)體,其中高錳酸鉀、福爾馬林和NaOH殺蟲效果最好。
表1 羊結(jié)腸小袋纖毛蟲滋養(yǎng)體對消毒劑的6 h敏感性試驗結(jié)果Table 1 Sensitivity test results of the disinfectants on trophozoite of sheep Balantidium coli
將消毒劑放在平底96孔細胞培養(yǎng)板上進行倍比稀釋,然后加入等量培養(yǎng)的結(jié)腸小袋纖毛蟲滋養(yǎng)體懸液,28℃作用6 h,顯微鏡下觀察結(jié)果,測定消毒劑對結(jié)腸小袋纖毛蟲滋養(yǎng)體的絕對致死濃度(LC100),該方法簡便、快捷、直觀和實用。臨床上也可直接將新鮮糞便加液體培養(yǎng)基攪勻,糞網(wǎng)篩過濾,必要時進行離心濃集滋養(yǎng)體,制成結(jié)腸小袋纖毛蟲滋養(yǎng)體懸液進行試驗,以選出高效消毒劑,指導獸醫(yī)臨床進行環(huán)境消毒和疫病防控。
2.2 高錳酸鉀毒性試驗結(jié)果2 h毒性試驗的的回歸方程式為Y=3.477X-5.191,R2=0.984,回歸線符合要求,死亡機率單位為5時對應(yīng)的濃度對數(shù)值為2.931,查反對數(shù)表得其濃度為853.1×10-6,即8.531×10-4,見圖1A;12 h毒性試驗的的回歸方程式為Y=1.184X+3.187,R2=0.991,回歸線符合要求,死亡機率單位為5時對應(yīng)的濃度對數(shù)值為1.813,查反對數(shù)表得其濃度為65.02×10-6,即6.502×10-5(圖1B)。本研究參考豬結(jié)腸小袋纖毛蟲毒性試驗方法[12],建立了針對羊結(jié)腸小袋纖毛蟲滋養(yǎng)體體外消毒劑半數(shù)致死濃度(LC50)的測定方法。結(jié)果顯示,高錳酸鉀的2 h半數(shù)致死濃度(LC50)為8.531×10-4,12 h半數(shù)致死濃度(LC50)分別為6.502×10-5。12 h半數(shù)致死濃度數(shù)據(jù)顯示中高錳酸鉀效果最好。高錳酸鉀通過氧化蟲體的活性基因而發(fā)揮殺滅作用,其突出特點是無異味,價格低廉,無毒副作用且使用方便,故可作為料槽、水槽、動物體表消毒的首選。
圖1 高錳酸鉀的濃度對數(shù)-羊結(jié)腸小袋纖毛蟲滋養(yǎng)體死亡機率單位曲線Fig.1 The relationship of potassium permanganate logarithm concentration-Balantidium coli trophozoite death probability unit curve
2.3 福爾馬林毒性試驗結(jié)果福爾馬林2 h毒性試驗的的回歸方程式為Y=2.882X-2.561,R2=0.988,回歸線符合要求,死亡機率單位為5時對應(yīng)的濃度對數(shù)值為2.624,查反對數(shù)表得其濃度為421.3×10-6,即4.213×10-4,見圖2A;12 h毒性試驗的的回歸方程式為Y=1.815X+1.521,R2=0.993,回歸線符合要求,死亡機率單位為5時對應(yīng)的濃度對數(shù)值為1.917,查反對數(shù)表得其濃度為82.67×10-6,即8.267×10-5,見圖2B。結(jié)果顯示,福爾馬林的2 h半數(shù)致死濃度(LC50,2h)為4.213×10-4,12 h半數(shù)致死濃度(LC50,12h)為8.267×10-5,即2 h半數(shù)致死消毒劑中福爾馬林效果最好。福爾馬林有強烈的刺鼻性氣味,但其2h半數(shù)致死濃度較低,因此進行體外消毒,不會對人和動物造成很大傷害。
圖2 福爾馬林的濃度對數(shù)-羊結(jié)腸小袋纖毛蟲滋養(yǎng)體死亡機率單位曲線Fig.2 The relationship of formalin logarithm concentration- Balantidium coli trophozoite death probability unit curve
2.4 NaOH 2 h和12 h毒性試驗結(jié)果NaOH的濃度對數(shù)與死亡機率單位呈線性關(guān)系(圖5)。2 h毒性試驗的的回歸方程式為Y≒6.789X-15.51,R2≒0.990,回歸線符合要求,死亡機率單位為5時對應(yīng)的濃度對數(shù)值為3.021,查反對數(shù)表得其濃度為1050×10-6,即10.50×10-4。12h毒性試驗的的回歸方程式為Y=2.357X+0.255,R2=0.992,其回歸線符合要求,死亡機率單位為5時對應(yīng)的濃度對數(shù)值為2.013,查反對數(shù)表得其濃度為103.1×10-6,即10.31×10-5。從試驗結(jié)果來看,NaOH的2 h半數(shù)致死濃度(LC50,2h)為10.50×10-4,12 h半數(shù)致死濃度(LC50,12h)為10.31×10-5,NaOH對結(jié)腸小袋纖毛蟲的半數(shù)致死濃度比前兩種消毒劑高一個數(shù)量級,但其無刺激性氣味,可作為空圈舍和潔凈地面的消毒劑。臨床應(yīng)用過程中,還可以根據(jù)羊結(jié)腸小袋纖毛蟲滋養(yǎng)體的半數(shù)致死濃度,合理選擇消毒劑種類、劑量和用藥間隔時間,以達到最佳的防控效果。
圖3 NaOH濃度對數(shù)-羊結(jié)腸小袋纖毛蟲滋養(yǎng)體死亡機率單位曲線Fig.3 The relationship of NaOH logarithm concentration-Balantidium coli trophozoite death probability unit curve