中华流行病学杂志  2015, Vol. 36 Issue (11): 1324-1326   PDF    
http://dx.doi.org/10.3760/cma.j.issn.0254-6450.2015.11.028
中华医学会主办。
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赵嘉咏, 穆玉姣, 张白帆, 李孟磊, 苏佳, 夏胜利, 黄学勇, 许汴利.
Zhao Jiayong, Mu Yujiao, Zhang Baifan, Li Menglei, Su Jia, Xia Shengli, Huang Xueyong, Xu Bianli.
河南省2009-2010年出血性大肠埃希菌O157毒力基因分布与脉冲场凝胶电泳分型研究
Distribution of virulence genes and PFGE molecular typing of Entero-hemorrhagic Escherichia coli O157 in Henan from 2009 to 2010
中华流行病学杂志, 2015, 36(11): 1324-1326
Chinese Journal of Epidemiology, 2015, 36(11): 1324-1326
http://dx.doi.org/10.3760/cma.j.issn.0254-6450.2015.11.028

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投稿日期: 2015-04-26
河南省2009-2010年出血性大肠埃希菌O157毒力基因分布与脉冲场凝胶电泳分型研究
赵嘉咏, 穆玉姣, 张白帆, 李孟磊, 苏佳, 夏胜利, 黄学勇, 许汴利     
450016 郑州, 河南省疾病预防控制中心
关键词: 出血性大肠埃希菌O157     脉冲场凝胶电泳    
Distribution of virulence genes and PFGE molecular typing of Entero-hemorrhagic Escherichia coli O157 in Henan from 2009 to 2010
Zhao Jiayong, Mu Yujiao, Zhang Baifan, Li Menglei, Su Jia, Xia Shengli, Huang Xueyong, Xu Bianli     
Henan Provincial Center for Disease Control and Prevention, Zhengzhou 450016, China
Key words: Entero-hemorrhagic E. coli O157     Pulsed field gel electrophoresis    

肠出血性大肠埃希菌(EHEC)是致泻性大肠埃希菌的一个亚型,主要致病菌株为O157 ∶ H7。本研究对分离自河南省病例、家禽家畜粪便及食品等外环境的EHEC O157进行病原学与分子生物学检测、分型,了解其病原学特点,为相关疾病的监测、暴发预警与溯源提供数据。

1. 菌株来源:2009-2010年河南省腹泻病多病原监测系统中郑州(登封、荥阳)与商丘市睢县2个监测哨点疾病预防控制中心(CDC)收集并分离自病例、家禽家畜粪便及食品的62株EHEC O157,其中患者粪便来源8株,食品来源8株,家禽家畜粪便来源46株。

2. 研究方法:

(1)分离培养与鉴定:5 g病例或动物粪便标本接种于45 ml mEC肉汤中,食品标本取25 g磨碎,接种于225 ml mEC肉汤中,37 ℃增菌培养6 h;EHEC O157免疫磁珠富集后接种Chromagar O157平板,37 ℃培养16~18 h;挑取疑似EHEC 菌落(紫红色或蓝心无色半透明、突起、光滑、湿润),API20E系统生化鉴定后转营养琼脂平板37 ℃过夜培养后进行O157、 H7两种单克隆抗体玻片凝集试验,阳性菌株进行PCR鉴定与毒力基因检测。

(2)多重 PCR检测:采用热裂解法制备模板,引物5对针对EHEC O157保守与毒力基因设计。扩增产物进行1.5%琼脂糖凝胶电泳分析[1]

(3) PFGE分型:PCR产物经限制性内切酶XbaⅠ(75 U)37 ℃酶切2 h后进行电泳。电泳参数:分子质量30~600 kb,脉冲时间2.16~54.17 s,电场角度120°,电泳时间19 h(1×TBE,14 ℃)。胶块用GelRed染料染色后凝胶成像仪去过饱和成像。BioNumerics 6.0软件分析(UPGMA,PT 1.5%)。

3. 结果:

(1)EHEC的鉴定:64株EHEC经血清学凝集试验鉴定均为EHEC O157(+) ∶ H7(-)。2株携带志贺毒素1型(stx1)毒力基因,11株携带黏附素(eaeA)与溶血素(hlyA)毒力基因,其余49株为非产毒菌株。2株产stx1毒力基因菌株分离自牛粪;3株产eaeA+hlyA毒力基因菌株分离自病例,其中2株分离自男性(0.5~1岁),1株分离自女性(25岁);另外8株产eaeA+hlyA毒力基因菌株分离自家禽家畜粪便;非产毒型O157菌株分离自病例(3株)、食品(8株)、家禽家畜粪便(38株),见表 1

表 1 EHEC O157 PCR检测毒力基因

(2)PFGE鉴定:62株菌PFGE分为49种带型,命名为EH1~EH49,相似度为62.3%~100.0%,带型内包含菌株数为1~4株。EH3与EH27两种带型毒力基因型别均为eaeA+hlyA;EH4/EH6/EH7/EH23/EH24/EH40/EH47带型菌株分离自家禽家畜粪便,均为非产毒型EHEC O157;EH22内1株携带eaeA+hlyA基因,1株为非产毒型EHEC O157;EH41带型毒力谱较复杂:2株菌携带Stx1志贺毒素,1株菌携带eaeAhlyA毒力基因,1株菌未携带毒力基因。从整体看,EHEC O157的核酸序列多态性更多,带型聚集性更分散,分离自不同监测点与不同样本类型的菌株带型相似度较低(<80%),人源与食品、环境源菌株从宏、微观角度看均未呈现聚集性,与毒力基因的关联性也不强(图 1)。

图 1 EHEC O157 的PFGE聚类分析

3. 讨论:近年来,由EHEC引起的腹泻暴发逐步受到全球许多国家公共卫生机构的重视。研究表明,牛、鸡、羊、犬、猪等动物及其制品作为传染源的作用尤其重要[2]。从本研究结果看,河南省家禽家畜的带菌率相当高,动物粪便分离株的比重约占77.4%;2株产志贺毒素stx1的菌株来自牛粪,11株产eaeA/hlyA的菌株则分布在病例、动物粪便和肉类制品中。同河南省和周边省份历史监测数据相比,河南省EHEC O157仍然是以家禽家畜为主要感染宿主,带菌率最高的宿主动物由羊变为牛,菌株携带的志贺样毒力基因由stx2变为stx1[3, 4]。以EHEC 为代表的食源性疾病防制重点仍是在畜牧业/养殖业的饲养、屠宰和食品加工等环节。从病例看,<10岁低龄儿童是EHEC感染高发人群,需要予以重点关注。

从PFGE带型看,大多数带型间既未呈现较高的相似度,也未发现有优势带型与聚集现象。人源菌株带型各自独立分布,未发现与动物源和食品分离菌株一致或高度相似带型。同河南省历史菌株分型结果相比,带型种类由9种增加到49种,多态性大大增加。考虑到食源性疾病传播模式的特点,对动物源和人源菌株关联度及疾病传播链的追溯还需通过优化PFGE参数、变更限制性多态位点或结合其他分子分型技术进一步验证和研究。

参考文献
[1] Beutin L, Jahn S,Fach P. Evaluation of the ‘GeneDisc’ real-time PCR system for detection of enterohaemorrhagic Escherichia coli (EHEC) O26,O103,O111,O145 and O157 strains according to their virulence markers and their O- and H-antigen-associated genes[J]. J Appl Microbiol,2009,106(4): 1122-1132.
[2] Kim Y,Oh S,Park S,et al. Interactive transcriptome analysis of enterohemorrhagic Escherichia coli (EHEC) O157:H7 and intestinal epithelial HT-29 cells after bacterial attachment[J]. Int J Food Microbiol,2009,131(2/3):224-232.
[3] Xia SL,Shen GJ,Jin HJ,et al. Study on emerging infectious diseases of EHEC O157:H7 in Henan province[J]. Mod Prev Med,2008,35(23):4691-4694. (in Chinese) 夏胜利,沈刚健,靳会娟,等. 河南省新发传染病EHEC O157:H7监测研究[J]. 现代预防医学,2008,35(23):4691-4694.
[4] Ye JL,Zhan L,Lu QY,et al. Surveillance and molecular characterization of Escherchia coli O157 in Zhejiang province[J]. Chin J Zoonoses,2008,24(3):247-251. (in Chinese) 叶菊莲,占利,陆群英,等. 浙江省O157大肠杆菌监测及其分子生物学特性[J]. 中国人兽共患病学报,2008,24(3):247-251.