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
2. College of Animal Medicine, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China;
3. Institute of Animal Health, Guangdong Academy of Agricultural Sciences, Guangzhou 510642, China
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。
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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 |
2.5.1 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。
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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)。
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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);blaTEM、sul2、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-1、aadA2、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)