猪场主要致病菌毒力基因研究进展

勾肖晶，闫艺婷，刘 静，贺会丽，黄亚明，杨激辉，刘兴友

（河南科技学院动物科学学院，河南新乡453003）

猪场主要致病菌毒力基因研究进展

勾肖晶，闫艺婷，刘 静，贺会丽，黄亚明，杨激辉，刘兴友

（河南科技学院动物科学学院，河南新乡453003）

猪细菌性疾病是一类由致病性细菌引起的猪传染性疾病。猪场中常见的致病性细菌有致病性大肠杆菌、沙门菌、巴氏杆菌、链球菌、副猪嗜血杆菌等。猪细菌性疾病的发生与猪场致病菌的毒力因子密切相关。因此，了解猪场主要致病菌的毒力因子基因及其在疾病检测中的应用，对有效监测猪细菌性疾病具有重要意义。

1 猪场主要致病菌毒力基因

大肠杆菌是引起仔猪腹泻的主要病原之一。产肠毒素大肠杆菌是新生和断奶仔猪腹泻的主要病原菌。其毒力基因有菌毛蛋白基因F4（K88）、F5（K99）、F6（987P）、F18、F41、肠毒素编码基因LT和STa、STb。肠致病性大肠杆菌根据pEAF的有无分为典型和非典型肠致病性大肠杆菌，主要通过LEE毒力岛上的eae基因引起特征性的特异性粘附擦拭损伤［1］。产志贺样毒素大肠杆菌可以引起人类和动物疾病。志贺毒素的变异体Stx2e基因主要引起猪水肿病（通常具有F18菌毛）［2］。肠聚集性大肠杆菌具有编码EAST1的ast A基因，该毒素在产肠毒素大肠杆菌、产志贺样毒素大肠杆菌中也有出现［3］。弥散粘附性大肠杆菌粘附因子AIDA主要由aah和aid A基因编码，并且在猪源大肠杆菌中被广泛检测到，尤其是在产志贺样毒素大肠杆菌中。

沙门菌是一类对人和畜禽健康危害严重的致病菌。猪霍乱和鼠伤寒沙门菌是引起2～4月龄仔猪副伤寒的主要病原菌［4］。沙门菌具有染色体和质粒毒力基因。染色体毒力基因包括位于SPI1上的inv、hil、org、spt、spa、sip、iag、iac、prg、sic等与细菌侵袭力有关的毒力基因，位于SPI2上的ssa、ssr、ssc、sse等在吞噬细胞核上皮细胞内复制的相关基因，位于SPI3上的mgt CB等基因，位于SPI4上的Sii E等基因，位于SPI5上的sop、sig、pip等编码参与肠黏膜液体分泌和炎症反应相关蛋白的基因。质粒毒力基因包括spv基因、菌毛操纵子Pef基因等。spv基因主要含有5个相关基因spv A、spv B、spv C、spv D、spv R，与细菌血清抗性、粘附与定居有关［5］。Pef基因主要含有4个相关基因Pef A、Pef B、Pef C、Pef D，在感染阶段调节细菌对肠上皮细胞的粘附［6］。

多杀性巴氏杆菌是猪上呼吸道的一种共栖菌。荚膜A和D型可引起猪进行性萎缩性鼻炎和猪肺疫，对养猪业造成了很大的经济损失。其重要的荚膜合成和毒力相关基因包括：荚膜生物合成位点基因（hya D-hya C、bcb D、dcb F、ecb J、fcb D）、粘附有关基因（ptfA、fim A、hsf-1、hsf-2、pfh A）、毒素基因（tox A）、铁相关蛋白基因（exb B、ton B、hgb A、fur）、唾液酸酶编码基因（nan B、nan H）、外膜蛋白相关基因（OmpA、OmpH、oma87、plpB）等。荚膜是多杀性巴氏杆菌重要的毒力因子。hya D-hya C、bcb D、dcb F、ecb J、fcb D分别是荚膜A、B、D、E、F型的高度特异性基因；黏附有关基因编码菌毛等粘附因子，是Pm在宿主体内定居的先决条件；tox A基因编码皮肤坏死毒素，是引起猪传染性萎缩性鼻炎的重要毒力因子；nan B、nan H编码唾液酸酶，可通过减弱宿主防御能力而增强细菌毒力；铁相关蛋白基因和外膜蛋白相关基因编码铁调节蛋白、外膜蛋白H、外膜蛋白A等，在致病菌感染和致病过程中起重要作用［7］。

副猪嗜血杆菌是一种引起猪格拉斯病的革兰阴性菌，其毒力因子主要包括外膜蛋白、脂多糖、铁吸收相关基因和转铁蛋白、三聚转运蛋白、胞外酶与胞内酶、细胞膨胀毒素和溶血素等［8］。外膜蛋白P2基因（OmpP2）和外膜蛋白P5基因（OmpP5）是副猪嗜血杆菌的潜在毒力因子基因；脂多糖中类脂A和内部核心寡糖的相关合成基因ops X、rfa F和waa Q基因高度保守，在致病性中发挥着重要作用；fur基因和铁吸收有关，fur基因缺失则菌体不能存活；转铁蛋白基因包括转铁结合蛋白A基因（TbpA）和转铁结合蛋白B基因（TbpB），转铁蛋白为细菌生长提供铁离子且高度保守；毒力相关型三聚转运蛋白基因（vta A）是副猪嗜血杆菌的潜在毒力因子基因，根据转运蛋白域的差异可以将之分为3组，基因测序比对发现第3组vta A在毒力株和非毒力株中高度保守，而第1组和第2组vta A只能在毒力株中检测到；神经氨酸酶是一种胞外酶，与细菌的宿主细胞内生长活性有关；细胞膨胀毒素（CDT）是由CdtA、CdtB和CdtC3个亚基组成的不耐热细胞毒素蛋白，与对宿主细胞的粘附与入侵有关；溶血素不是副猪嗜血杆菌的主要毒力因子，副猪嗜血杆菌阳性的猪也可能检测不出溶血素操纵子hhd BA基因。

猪链球菌是一种重要的猪源致病菌，尤其在仔猪和幼龄育肥猪中多发。其毒力因子包括荚膜多糖（CPS）、细胞外蛋白因子（EF，epf基因编码）、溶菌酶释放蛋白（MPR，mrp基因编码）、溶血素（SLY，sly基因编码）、纤连蛋白结合蛋白（FBP，fbp基因编码）、谷氨酸脱氢酶（GDH，gdh基因编码）、精氨酸脱亚胺酶（ArcA，arc A基因编码）、甘油醛-3-磷酸脱氢酶（gapdh基因编码）、BAY046蛋白（bay046基因编码）和透明质酸酶（hyl基因编码）等［9］。荚膜多糖决定猪链球菌的侵袭力，具有抗免疫细胞吞噬作用；细胞外蛋白因子是一种分泌型蛋白，其在链球菌2型致病中的作用还不清楚；溶菌酶释放蛋白具有粘附和诱导上皮细胞凋亡的功能；溶血素不仅能溶解猪红细胞，还具有细胞毒性作用；精氨酸脱氨酶不仅存在于2型菌株中，在其他型中也有发现；透明质酸酶使链球菌易于在组织中扩散，从而增强致病菌的致病力。

猪传染性胸膜肺炎由革兰阴性菌胸膜肺炎放线杆菌引起，在世界各地广泛流行，对养猪业造成了很大的经济损失。其毒力因子主要包括4型菌毛、荚膜多糖、外膜蛋白、转铁结合蛋白、溶血外毒素、蛋白酶、渗透因子、尿素酶等［10］。4型菌毛主要亚单位基因是apf A，其存在App12个血清型中且高度保守；荚膜多糖生物合成基因主要包括Cps A、Cps B、Cps C，其血清型差异决定该菌致病力；外膜蛋白相关基因包括Om l A、Pal A、Apa A，与细菌粘附作用有关；转铁结合蛋白由TbpB基因编码，具有摄取营养物质作用；溶血外毒素基因包括ApxⅠ、ApxⅡ、ApxⅢ、ApxⅣ，通过溶解红细胞而致病；蛋白酶具有逃逸宿主防御机制作用；渗透因子具有增加血管壁通透性作用；尿素酶在App致病过程中起重要作用并可促进App繁殖。

2 展望

目前规模化猪场细菌病暴发频繁，不仅给畜牧业造成严重经济损失，而且还威胁人民的健康和带来公共安全问题。而其致病性的重要原因之一就是因为众多毒力因子的存在，它们可通过增强对宿主肠黏膜上皮细胞的粘附与侵袭作用（如大肠杆菌粘附素），对宿主细胞产生毒性作用（如多杀性巴氏杆菌皮肤坏死毒素，胸膜肺炎放线杆菌溶血外毒素，猪葡萄球菌脱落毒素等）等作用直接导致细菌的致病性。这些毒力因子大多都是该菌所特有的。许多学者根据这些特异性的基因设计合适的引物，扩增它的高度保守区，从而达到检测猪舍病原菌的目的。因此，对这些毒力因子基因进行深入系统地研究，对建立快速、敏感和特异的监测方法，及时掌握猪舍清洁状况，建立有效的预警机制具有重要意义。

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S852.65+1

A

0529-6005（2015）12-0071-02

2014-12-21

河南省生猪产业技术体系（S2012-06-02）

勾肖晶（1989-），女，硕士，研究方向为畜禽智能化清洁生产，E-mail：gouxiaojing89@sohu.com

刘兴友，E-mail：lxy63@hist.edu.cn