疾病监测  2017, Vol. 32 Issue (7): 544-547

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廖虹瑜, 罗隆泽, 曾林子, 祁腾, 杨小蓉
LIAO Hong-yu, LUO Long-ze, ZENG Lin-zi, QI Teng, YANG Xiao-rong
2006-2016年四川省猪链球菌血清2型多位点序列分型分析
Multi locus sequence typing of Streptococcus suis serotype 2 isolated in Sichuan province, 2006-2016
疾病监测, 2017, 32(7): 544-547
Disease Surveillance, 2017, 32(7): 544-547
10.3784/j.issn.1003-9961.2017.07.005

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收稿日期:2017-02-10
2006-2016年四川省猪链球菌血清2型多位点序列分型分析
廖虹瑜, 罗隆泽, 曾林子, 祁腾, 杨小蓉     
四川省疾病预防控制中心, 四川 成都 610041
摘要目的 了解四川省2006-2016年猪链球菌血清2型菌株的分子流行病学特征,分析10年间分离株之间的关联,为四川省人感染猪链球菌病防控提供参考依据。方法 通过聚合酶链反应法扩增猪链球菌基因组上的7个管家基因片段并进行测序,对2006-2016年四川省猪链球菌病例样本中分离的27株猪链球菌血清2型菌株进行多位点序列分型分析。结果 27株猪链球菌血清2型菌株分为2个ST型,其中19株为ST7型,其余为ST1型;2006-2007年以ST7型为主,2007年后主要为ST1型。结论 近年四川省人感染猪链球菌病均为散发,未出现暴发疫情,可能与流行菌株的ST型变化相关。
关键词猪链球菌    血清2型    多位点序列分型    四川省    
Multi locus sequence typing of Streptococcus suis serotype 2 isolated in Sichuan province, 2006-2016
LIAO Hong-yu, LUO Long-ze, ZENG Lin-zi, QI Teng, YANG Xiao-rong     
Sichuan Provincial Center for Disease Control and Prevention, Chengdu 610041, Sichuan, China
Corresponding author: YANG Xiao-rong, E-mail:yangyangxr@163.com.
Abstract: Objective To understand the molecular epidemiological characteristics of Streptococcus suis (S. suis) serotype 2 isolated in Sichuan province from 2006 to 2016 and provide evidence for the prevention and control of human infection with S. suis. Methods Through the polymerase chain reaction (PCR) amplification of the fragments of 7 housekeeping genes and sequencing, multi locus sequence typing (MLST) of 27 strains of S. suis serotype 2 isolated from clinical patients in Sichuan from 2006 to 2016 was conducted. Results MLST typing results showed that the 27 strains could be classified into 2 sequence types, i.e. ST1 and ST7. 19 strains belonged to ST7 and 8 strains belonged to ST1. From 2006 to 2007, the predominant ST was ST7. After 2007, the predominant ST was ST1. Conclusion Sporadic human infection with S. suis occurred in Sichuan in recent years without outbreaks, which might be associated with the change of the ST of the pathogen.
Key words: Streptococcus suis     Serotype 2     Multi locus sequence typing     Sichuan    

猪链球菌(Streptococcus suis)是革兰阳性兼性厌氧球菌,属球菌科、链球菌属。根据其荚膜多糖抗原分为35个血清型[1],其中2型致病性最强,是人感染猪链球菌病的最主要病原[2]。患者大多直接与病猪有接触史,人与人之间不传播。人感染猪链球菌病为我国新发传染病,过去猪链球菌被认为很少感染人类,极少发生人间暴发疫情,仅有少量散发病例,但在1998年江苏省发生了人感染猪链球菌病暴发疫情,引起人们对该病危害性的重新认识和重视。2005年,四川省发生人感染猪链球菌血清2型菌株疫情,报道病例215例,死亡39例,疫情波及12个市州[3]。2005年后,四川省每年均有人感染猪链球菌病散发病例。为了解近10年来该省临床分离的猪链球菌2型菌株特性,笔者对2型菌株进行了多位点序列分型(MLST)分析。

1 材料与方法 1.1 菌株来源

27株菌为2006 -2016年间四川省疾病预防控制中心(CDC)保存的猪链球菌病例分离株。经实验室鉴定为猪链球菌血清2型(猪链球菌分型诊断血清,丹麦Statens Serum Institut公司),见表 1

表 1 猪链球菌2型菌株及多位点序列分型 Table 1 Results of MLST of isolated S. suis serotype 2
菌株编号 分离时间 来源 分离地 多位点序列分型
134 2006 患者 内江市 ST1
238 2006 患者 内江市 ST7
351 2006 患者 成都青羊区 ST7
354 2006 患者 遂宁市 ST7
356 2006 患者 成都市青羊区 ST7
881 2006 患者 成都市温江区 ST7
882 2006 患者 成都市 ST7
884 2006 患者 都江堰市 ST7
885 2006 患者 成都市 ST7
886 2006 患者 成都市新都区 ST7
887 2006 患者 成都市青羊区 ST7
891 2006 患者 成都市新都区 ST7
893 2006 患者 乐山市 ST7
899 2006 患者 成都市成华区 ST7
907 2006 患者 成都市金堂县 ST7
909 2006 患者 成都市新都区 ST7
1001 2006 患者 遂宁市 ST7
2007001 2007 患者 成都市新都区 ST7
20070705 2007 患者 资阳市雁江区 ST7
XJ2010010 2010 患者 遂宁市 ST1
XJ20111105 2011 患者 四川省 ST1
XJ20112080 2011 患者 成都市金牛区 ST1
XJ20120343 2012 患者 成都市金牛区 ST7
XJ20130040 2013 患者 自贡市 ST1
XJ20140307 2014 患者 资阳市 ST1
201601 2016 患者 资阳市安岳县 ST1
201602 2016 患者 成都市郫都区 ST1
1.2 细菌基因组DNA提取

将复苏后的猪链球菌菌株接种于血琼脂平板(郑州安图绿科生物工程有限公司)37 ℃培养过夜,一次性接种环收集适量菌苔,转入200 μl灭菌生理盐水中,制成菌悬液,在沸水浴中煮沸10 min,13 000 r/min 4 min,吸上清液置于-20 ℃备用。

1.3 MLST测序

参考King等[4]推荐的方法,选择猪链球菌基因组上的7个管家基因(aroAcpn60、dprgkimutSrecAthrA)作为目标测序基因,见表 2。聚合酶链反应(PCR)扩增靶基因DNA片段,25 μl PCR反应体系包括12.5 μl GoTaq® Green Master Mix(Promega公司),上、下游引物(10 μmol/L)各1 μl以及8.5 μl灭菌超纯水,最后加2 μl DNA模板。PCR扩增条件:94 ℃预变性5 min;94 ℃变性30 s,40~55 ℃退火30 s,72 ℃延伸1 min,30个温度循环;最后72 ℃延伸10 min。以QIAxcel毛细管电泳仪(QIAGEN公司)及50~800 bp Size Marker(QIAGEN公司)观察PCR扩增结果。PCR扩增产物送成都擎科梓熙生物技术有限公司进行DNA双向测序。

表 2 猪链球菌多位点序列分型的7个管家基因扩增引物 Table 2 Primers for amplification of 7 housekeeping genes in MLST of S. suis isolates
引物 引物序列(5′~3′) 退火温度(℃) 扩增片段(bp)
aroA-F TTC CAT GTG CTT GAG TCG CTA 55 482
aroA-R ACG TGA CCT ACC TCC GTT GAC
cpn60-F TTG AAA AAC GTR ACK GCA GGT GC 52 466
cpn60-R ACG TTG AAI GTA CCA CGA ATC
dpr-F CGT CTT TCA GCC CGC GTC CA 50 434
dpr-R GAC CAA GTT CTG CCT GCA GC
gki-F GGA GCC TAT AAC CTC AAC TGG 55 480
gki-R AAG AAC GAT GTA GGC AGG ATT
mutS-F CGC AGA GCA GAT GGA AGA TCC 40 526
mutS-R CCC ATA GCT GTT TTG GTT TCA TC
recA-F TAT GAT GAG TCA GGC CAT G 50 398
recA-R CGC TTA GCA TTT TCA GAA CC
thrA-F GAT TCA GAA CGT CGC TTT GT 52 523
thrA-R AAG TTT TCA TAG AGG TCA GC
1.4 MLST数据分析

双向测序结果经过拼接组装,在GenBank数据库(https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi)与已知序列进行比对验证;然后在线递交到猪链球菌MLST分析网络服务器(http://ssuis.mlst.net/)进行分析,用BioNumerics 7.60软件显示MLST分析结果。

2 结果 2.1 管家基因片段PCR扩增结果

27株猪链球菌经7个管家基因片段扩增,均获得了清晰而又单一的目标条带,各个管家基因片段电泳结果见图 1

图 1 7个管家基因片段PCR扩增结果 Figure 1 PCR amplification results of the fragments of 7 housekeeping genes 注:A1为50~800 bp Size Marker;A2、A3为aroA;A4、A5为cpn60;A6、A7为dpr;A8、A9为gki;A10、A11为mutS;A12、B1为recA;B2、B3为thrA
2.2 MLST分型

27株猪链球菌血清2型菌株经MLST分型,19株为ST7型,其余为ST1型。其中2007年以前以ST7型(18/19) 为主,2007年之后以ST1型为主(7/8)(表 1)。用BioNumerics 7.60软件显示MLST分析结果,ST1和ST7在聚类分析中被分为2个不同分支,见图 2

图 2 四川省猪链球菌2型菌株多位点序列分型聚类分析结果 Figure 2 MLST type cluster map of S. suis serotype 2 isolated in Sichuan
3 讨论

目前关于人染感染猪链球菌病最早的报道为1968年丹麦出现3例人感染猪链球菌导致脑膜炎并发败血症病例[5]。1975年荷兰也出现散发病例的报道。截至1989年全世界发生人感染猪链球菌引发的脑膜炎病例共108例[6]。1998年我国江苏省发生了人感染猪链球菌病暴发疫情[7],造成25人感染,14人死亡,这是国内首次报道人感染猪链球菌2型。四川省在2005年发生人感染猪链球菌血清2型疫情前,未见关于人感染猪链球菌病的报道。

猪链球菌鉴别诊断主要依靠分型诊断血清,但血清型与致病力之间无必然相关性,猪链球菌相同血清型的不同ST型菌株间存在很大的致病性差异,血清学方法无法准确区分高毒株[8]。King等[4]基于猪链球菌基因组上的7个管家基因(aroAcpn60、dprgkimutSrecAthrA)核苷酸序列的不同,建立MLST分型方法用于鉴定猪链球菌。对294株猪链球菌进行MLST分型,共获得92个STs,其中ST1序列群(sequence type complex)是最主要的ST序列群,包括ST1~12,包含了全世界各地的绝大多数高致病性分离株。

MLST分型方法最大的优点是所得序列数据利于各个实验室之间进行交流和比较,易于统一和标准化,也可通过互联网共享,并且用于细菌进化及流行株分布的研究[9]。Ye等[10]对2005年引起四川省人感染猪链球菌病的菌株进行深入的分子生物学研究,发现此次疫情主要由ST7型猪链球菌血清2型菌株引起。ST7型猪链球菌对外周血单个核细胞毒性比ST1型更强[11];ST7型猪链球菌由ST1型菌株进化而来,与ST1型相比,仅在thrA基因中有一个SNP位点变异。王楷宬等[12]对22株从猪体内分离到的猪链球菌血清2型菌株进行毒力因子分析及MLST分型研究,发现2005年从四川省以及重庆市分离到的猪链球菌血清2型菌株主要为ST7型,与2005年引起四川省人感染猪链球菌病的菌株属于同一种ST型;2009年从山东省猪体内分离到的5株猪链球菌血清2型菌株全部为ST1型。陈经雕等[13]对广东省2005 -2008年分离自患者及病猪的22株猪链球菌血清2型菌株进行MLST分析,将其分为ST1、ST7和ST28三个型别,其中ST1、ST7型为患者和病猪菌株共有,ST28为病猪所特有。2010年云南省出现首例人感染猪链球菌病,其血清型为2型,MLST分型为ST1型[8]。2014年江苏省报道了首例人感染ST1型猪链球菌[14]

本研究对四川省2005年之后10年间临床分离到的猪链球菌2型菌株进行MLST分型,2006 -2007年间分离的菌株,95%(18/19) 为毒性更强的ST7型,与2005年引起四川省人感染猪链球菌病疫情暴发的菌株属于同一种ST型。2007年后则以ST1型为主。近10年四川省人感染猪链球病均为散发,未出现暴发疫情,可能与流行菌株的毒力降低相关[11]。其他省份人感染猪链球菌病的流行菌株是否发生了相同转变,尚需更多流行病学资料证实。

作者贡献:

廖虹瑜  ORCID:0000-0002-4543-4086

廖虹瑜:负责文献收集,实验室检测工作,数据处理及论文撰写

罗隆泽:提供本研究中所用的菌株信息及实验室检测

曾林子、祁腾:实验室检测

杨小蓉:指导实验室检测工作,数据处理,论文修改

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