畜牧兽医学报  2022, Vol. 53 Issue (5): 1626-1631. DOI: 10.11843/j.issn.0366-6964.2022.05.030    PDF    
75株蛋鸡源沙门菌的MLST分型与耐药性分析
王喜1,2, 李珂1, 李廷翠1,2, 严红亚1, 赵蓉1, 常志顺1, 廖明3, 孙敏华3, 信爱国1     
1. 云南省畜牧兽医科学院养禽与禽病研究所,昆明 650224;
2. 云南农业大学动物医学院,昆明 650201;
3. 广东省农业科学院动物卫生研究所,广州 510642
摘要:旨在掌握2017年7月至2019年5月期间云南地区蛋鸡源沙门菌血清型、药物敏感性及毒力基因携带等基本情况。无菌采集发病鸡肝组织,共分离到沙门菌75株,对分离株进行MLST分型、药物敏感性及相关耐药基因和毒力基因检测。结果显示,MLST鉴定到ST78序列型鸡伤寒沙门菌54株(72.00%)、ST92序列型鸡白痢沙门菌21株(28.00%);分离株对青霉素的耐药率为100%,对其它抗生素的耐药率分别为: 四环素26.67%、强力霉素26.67%、复方新诺明22.67%、阿莫西林18.67%、氨苄西林16.00%、恩诺沙星14.67%、链霉素8.00%、环丙沙星2.67%、庆大霉素1.33%,共存在7种耐药谱型,28.00%的菌株表现为多重耐药,且集中于鸡伤寒沙门菌;耐药基因tetA、sul2和blaTEM的检出率分别为26.67%、10.67%和8.00%;毒力基因mogA、mgtC、bcfA、araB、stnspvC的检出率均高达100%,而spvB的检出率为89.33%。结果表明,鸡伤寒沙门菌和鸡白痢沙门菌为云南地区蛋鸡源沙门菌主要流行血清型,多重耐药情况严重,耐药基因与毒力基因检出率较高。
关键词蛋鸡源沙门菌    MLST    耐药性    毒力基因    云南    
MLST Typing and Drug Resistance Analysis of 75 Salmonella Strains Isolated from Laying Hens
WANG Xi1,2, LI Ke1, LI Tingcui1,2, YAN Hongya1, ZHAO Rong1, CHANG Zhishun1, LIAO Ming3, SUN Minhua3, XIN Aiguo1     
1. Department of Poultry Husbandry and Disease Research, Yunnan Animal Science and Veterinary Institute, Kunming 650224, China;
2. College of Animal Medicine, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China;
3. Institute of Animal Health, Guangdong Academy of Agricultural Sciences, Guangzhou 510642, China
Abstract: The aim of this study was to investigate the serotypes, drug sensitivity and virulence genes of Salmonella isolated from laying hens in Yunnan between July 2017 and May 2019. A total of 75 Salmonella strains were isolated from the liver tissues of sick chickens. MLST serotyping, drug sensitivity, related resistance genes and virulence genes were detected. A total of 54 strains (72.00%) and 21 strains (28.00%) were determined to be ST78 and ST92, respectively, by MLST. The resistance rate to penicillin was 100%, and the resistance rates were 26.67% to tetracycline, 26.67% to doxycycline, 22.67% to sulfamethoxazole, 18.67% to amoxicillin, 16.00% to ampicillin, 14.67% to enrofloxacin, 8.00% to streptomycin, 2.67% to ciprofloxacin, and 1.33% to gentamicin. There were seven profiles of drug resistance spectrum, with 28.00% of the strains (mainly S. Gallinarum) showing multiple resistance. The detection rates of resistance genes tetA, sul2 and blaTEM were 26.67%, 10.67% and 8.00%, respectively. The virulence genes mogA, mgtC, bcfA, araB, stn and spvC were detected in all 75 strains, while the detection rate of spvB was 89.33%. The present study showed that S. Gallinarum and S. Pullorum were the main epidemic serotypes of Salmonella in laying hens in Yunnan, and that the multiple drug resistance was predominant due to the high prevalence of drug resistance genes and virulence genes harbored in the Salmonella strains.
Key words: Salmonella isolated from laying hens    MLST    drug resistance    virulence gene    Yunnan    

沙门菌(Salmonella)为肠杆菌科沙门菌属的革兰阴性杆状菌[1],广泛分布于自然界,血清型众多,迄今已鉴定出2 600多种[2],宿主谱较广,包括人类在内的所有哺乳动物、鸟类和冷血动物,是重要的人畜共患病原体。各血清型沙门菌均有致病性,一旦养殖场沙门菌病暴发,将会给食品安全、公共卫生以及养殖业带来严重后果,严重威胁人类健康和经济发展,并且随着抗生素在畜禽养殖业生产中的广泛使用,在抗生素的压力下,沙门菌已诱发出多种耐药机制[3]。目前,围绕云南蛋鸡源沙门菌的耐药性、毒力基因等基本流行情况的报道较少,本研究对2017年7月至2019年5月间来自云南部分养殖场的发病鸡进行沙门菌的分离鉴定、多位点序列分型(multi-locus sequence typing,MLST)、耐药性以及毒力基因携带情况检测分析,以期掌握云南蛋鸡源沙门菌病的基本流行病学情况,为云南地区鸡源沙门菌的防控以及净化工作提供参考依据。

1 材料与方法 1.1 病料来源与质控菌株

用于细菌分离的病料为2017年至2019年间分离自云南昆明、大理、开远、玉溪、石林、盐津6个地区8个养殖场的142只发病蛋鸡肝组织。质控菌株大肠埃希菌ATCC 25922购自中国微生物菌种保藏中心,肠炎沙门菌BNCC 103307购自北纳创联生物科技公司。

1.2 主要试剂

SS培养基、麦康凯培养基等购自广东环凯微生物科技有限公司;沙门菌属诊断血清60种购自宁波天润生物药业有限公司。

1.3 沙门菌分离鉴定

无菌挑取病鸡肝组织,划线接种于麦康凯琼脂培养后,挑取沙门菌疑似菌落转接于SS琼脂,并进行革兰染色镜检、生化鉴定。参照Tarabees等[4]建立的方法合成沙门菌属特异性基因invA的引物,PCR扩增鉴定后使用沙门菌属诊断血清进行血清型鉴定。引物合成均由生工生物工程(上海)股份有限公司完成,测序均由昆明硕擎生物有限公司完成。

1.4 沙门菌分离株MLST分型

依据MLST官方网站合成沙门菌MLST分型的7个管家基因aroC、thrA、purE、dnaN、sucA、hisD和hemD引物,扩增测序后用DNAstar修正,上传到MLST网站获取等位基因编号,进而确定每个菌株的ST型别。

1.5 沙门菌分离株药物敏感性检测

选取15种临床常用抗菌药采用K-B纸片扩散法进行药物敏感性试验,以大肠埃希菌ATCC 25922作为质控菌。参照Chuanchuen等[5-6]的方法选取β-内酰胺类、氨基糖苷类、磺胺类、四环素类和喹诺酮类部分耐药基因对分离株进行检测。

1.6 沙门菌分离株毒力基因检测

依据Tarabees等[4, 7-9]的研究合成9对沙门菌毒力岛、毒力质粒和毒素相关毒力基因引物。

2 结果 2.1 沙门菌分离鉴定

2.1.1 发病鸡临床症状及剖检情况   发病蛋鸡精神倦怠,被毛松乱,食欲不振,排白色或绿色稀粪。剖检可见肝明显肿大,呈土黄色或黄褐色,少部分呈铜绿色,且大部分有出血点、出血斑,同时可见灰白色点状或不规则条纹状、斑块状坏死灶,个别鸡只脾肿大,临床初步判断为沙门菌感染所致。

2.1.2 分离鉴定结果   细菌培养形态、革兰染色镜检、生化鉴定试验结果均符合沙门菌特性,从142只病鸡肝组织样品中共分离到疑似沙门菌属菌株75株。

2.2 分离菌PCR鉴定结果

75株分离菌株均能扩增出invA基因,表明这75株菌均为沙门菌,发病鸡只肝组织样品沙门菌平均分离率为52.8%。

2.3 沙门菌分离株血清型鉴定结果

血清型鉴定结果表明,75株沙门菌均属于D群鸡-雏沙门菌。鸡白痢沙门菌和鸡伤寒沙门菌O抗原相同,且均无H抗原[10],因此采用MLST分型方法对两种血清型菌株作进一步分型鉴定。

2.4 沙门菌分离株MLST分型鉴定结果

分离菌株均能扩增出7个管家基因(图 1),产物测序后上传MLST网站,所有菌株都得到相应的MLST型别,产生2种ST序列型,包括ST92序列型鸡白痢沙门菌21株,占总分离数28.0%(21/75);ST78序列型鸡伤寒沙门菌54株,占比72.0%(54/75),表明目前云南地区蛋鸡源沙门菌优势流行株为鸡伤寒沙门菌。

M. DL 2000 DNA Marker;1~7. thrA、purE、aroC、sucA、hisD、dnaN、hemD基因;8. 阴性对照 M. DL 2000 DNA Marker; 1-7. thrA, purE, aroC, sucA, hisD, dnaN, hemD genes; 8. Negative control 图 1 管家基因PCR扩增结果 Fig. 1 Results of PCR amplification of housekeeper gene
2.5 沙门菌分离株耐药性检测结果

2.5.1 沙门菌分离株药敏试验结果   药敏试验结果显示,全部菌株对青霉素、四环素等10种抗生素存在不同的耐药率,其中对青霉素的耐药率高达100%(75/75)(图 2A),表明每株菌至少对一种抗生素耐药,而对头孢他啶、妥布霉素、阿米卡星、卡那霉素和左氟沙星5种抗生素均敏感。鸡伤寒沙门菌除了对头孢他啶、妥布霉素等5种抗生素敏感外,对其余10种抗生素均存在不同程度的耐药率,而鸡白痢沙门菌仅对青霉素、阿莫西林、氨苄西林和链霉素4种抗生素存在不同程度的耐药率,对其余11种抗生素均敏感。

A. 耐药率;B. 耐药基因检出率 A. Drug resistance rate; B. Drug resistant gene detection rate 图 2 分离菌耐药率与耐药基因检出率 Fig. 2 Drug resistance rate and drug resistance gene detection rate of isolated bacteria

2.5.2 两种血清型沙门菌耐药谱型及多重耐药统计   对10种抗生素存在耐药率的菌株共产生了7种耐药谱型,耐药谱型最多由5种抗生素药物组成,两种血清型菌株优势耐药谱均为PEN,但鸡伤寒沙门菌仅次于优势耐药谱的为TET-ENR-DOX-SXT-PEN(12株),而鸡白痢沙门菌则为AMX-PEN- AMP(9株)。耐3类及以上抗生素药物为多重耐药[11],分离菌株多重耐药率达28.00%(21/75),且集中于鸡伤寒沙门菌,占该血清型38.89%(21/54)(表 1)。

表 1 沙门菌耐10种抗生素的耐药谱 Table 1 Resistance spectrum of Salmonella to 10 antibiotics

2.5.3 沙门菌分离株耐药基因检测结果   耐药基因检测结果显示,gyrA、parC和parE检出率均高达100%(75/75);blaTEMsul2、tetA检出率则分别达8.00%(6/75)、10.67%(8/75)、26.67%(20/75),但3个基因在两种血清型沙门菌中的检出率存在较大差异, 如tetA基因主要集中于鸡伤寒沙门菌;blaPSE-1aadA2、aadB、sul3、dfrA1、tetB和gyrB均未检出(图 2B)。

2.6 沙门菌分离株毒力基因检测结果

毒力基因检测结果显示,毒力岛SPI-2(sseL)基因及细胞毒素cdtB基因均未检出,除了毒力质粒spvB基因的检出率稍低外,为89.33%(67/75),其余6种毒力基因SPI-1(mogA)、SPI-3(mgtC)、SPI-4(bcfA)、SPI-5(araB)、spvC和stn的检出率均高达100%(75/75)。

3 讨论

沙门菌给畜禽养殖业造成巨大经济损失的同时,还严重威胁着人类健康。本研究从发病蛋鸡中共分离到鸡-雏沙门菌75株,MLST分型鉴定出ST92序列型鸡白痢沙门菌21株,ST78序列型鸡伤寒沙门菌54株,鸡伤寒沙门菌为优势血清型,Haque等[12]在孟加拉国5个行政区分离到的214株鸡源沙门菌中,检出的优势血清型同样为鸡伤寒沙门菌,表明该血清型为禽类养殖中重要的病原菌之一。

畜禽养殖中广泛使用的抗菌药,虽能有效降低死亡率,但不能消除动物群中的感染,停止用药后仍会受到感染,造成细菌耐药性的增加,且抗菌药可通过食物链的传递造成人类对多种抗生素的耐药性增强。本次分离的沙门菌中共存在7种耐药谱,多重耐药率较高达28%,且集中于鸡伤寒沙门菌,因此在临床预防和治疗过程中应做到科学合理、规范使用抗菌药物,禁止滥用。耐药基因作为细菌产生耐药性的重要机制之一,可经质粒、转座子或整合子之类可移动性遗传元件在不同菌株间进行水平传播,还可垂直传播,促使菌株产生耐药性[13]。本次分离菌株携带编码β-内酰胺类相关基因仅检出blaTEM,与孙朋浩等[14]的研究相似,均以blaTEM的检出率较高,该基因为β-内酰胺类耐药菌携带率最高的耐药基因。四环素类仅检出tetA基因,且集中于鸡伤寒沙门菌,Ahmed和Shimamoto[15]发现埃及禽源沙门菌tetA是主要的四环素类耐药基因。磺胺类仅检出sul2基因,且检出率远低于徐耀辉等[16]在不同地区分离的沙门菌的检出率。所有菌株均检出喹诺酮类gyrA、parC和parE基因,却仅检出13株菌耐喹诺酮类药物,表明这13株沙门菌可能在检出的喹诺酮类gyrA、parC和parE基因中有个别或全部基因的耐药决定区发生了基因突变,或者它们还存在其他耐药基因和耐药途径等。

对分离菌株的5个主要毒力岛核心蛋白基因检测结果显示,全部菌株SPI-2(sseL)基因未检出,其余4个基因均检出;毒力质粒与肠毒素基因检出率同样较高,同样为沙门菌的重要毒力因子;沙门菌细胞致死性肿胀毒素(cytolethal distending toxin, CDT)cdtB基因未检出,王月等[17]研究发现,毒力基因cdtB主要分布于伤寒沙门菌和甲型副伤寒沙门菌中,该基因携带情况可能与血清型差异、宿主差异等因素有关。本研究中,毒力基因检出率均较高,预示本次分离菌的致病性可能较强,存在很大的潜在危险性。

4 结论

2017—2019年云南地区鸡源沙门菌主要存在鸡伤寒沙门菌和鸡白痢沙门菌2种血清型,多重耐药情况较为严重,耐药基因与毒力基因检出率较高,鸡伤寒沙门菌多重耐药率、耐药基因检出率高于鸡白痢沙门菌。

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(编辑   范子娟)