徐为中,王 芳,胡 波,范志宇,魏后军,宋艳华,薛家宾,仇汝龙,刘 星
(江苏省农业科学院兽医研究所/农业部动物疫病诊断与免疫重点开放实验室/国家兽用生物制品工程技术研究中心,江苏南京210014)
多杀性巴氏杆菌属于革兰氏阴性菌,是人类和多种动物病原菌之一,可以引起多种畜禽巴氏杆菌病,如奶牛和水牛出血性败血症、绵羊和山羊出血性肺炎、鸟类禽霍乱、猪萎缩性鼻炎、兔传染性鼻炎及人类伴侣动物猫狗咬抓相关的疾病[1-2]。家兔普遍存在巴氏杆菌病,临床主要表现为严重呼吸道病变、中耳炎、败血症、局部脓肿等[3]。此病是引起断奶到成年兔死亡的主要传染病。
多杀性巴氏杆菌根据荚膜抗原分为A、B、D、E和F 5个血清型[4]。兔的巴氏杆菌病大多由A型引起,少数由D型引起,由F型引起兔巴氏杆菌病也有报道[5-9]。笔者从近几年周边地区(安徽、上海、江苏)送检急性死亡家兔肺脏和肝脏中分离出5株细菌,进行菌落形态观察、涂片镜检、生化鉴定,并对多杀性巴氏杆菌的ATP合成酶基因进行检测,根据多杀性巴氏杆菌A、B、D、E和F荚膜血清型特异性基因设计引物进行PCR分型[10],最终确定分离的5株细菌均为荚膜血清A性多杀性巴氏杆菌,同时进行药敏试验,可为在临床上该病的防控提供依据。
1.1 病死兔来源 病死兔来源于安徽、上海和江苏,送检急性死亡家兔,采集肝和肺组织。
1.2 试验动物 20 g左右的昆明小鼠12只,由扬州大学实验动物中心提供。
1.3 酶及其他试剂 Taq DNA聚合酶、DL2000核酸Marker、DNA凝胶回收试剂盒,均购自大连宝生物(TaKaRa)有限公司;柱式细菌DNAout试剂盒,购自天恩泽公司;生化鉴定管及药敏试纸购自上海金穗生物科技有限公司;马丁肉汤培养基和革兰氏染色液试剂盒,购自青岛海博生物技术有限公司。
1.4 细菌的分离培养和形态观察 剖检病死兔,采集典型病理变化的肺、肝组织划线接种于马丁琼脂平皿,37℃恒温培养18 h,进行菌落形态观察,并对单菌落涂片、染色和镜检,挑取单个典型菌落接种于血平皿,置于37℃条件下培养18~24 h观察其溶血性。
1.5 生化试验 将分离到的细菌接种于马丁肉汤中,37℃条件下培养12 h,按照常规方法进行麦芽糖、甘露醇、半乳糖、鼠李糖、菊糖、葡萄糖、甘露糖、果糖、山梨醇、水杨酸、乳糖、蔗糖、脲酶试验、硫化氢试验、MR试验、VP试验、接触酶试验和吲哚试验生化鉴定。
1.6 PCR鉴定及分型 将分离菌株,接种于马丁肉汤中37℃振荡培养过夜,所得的菌液用来提取模板DNA,DNA的提取按照柱式细菌DNAout试剂盒说明书进行。
PCR鉴定参考实验室根据对多杀性巴氏杆菌ATP合成酶atpB建立的PCR扩增方法,引物由上海英潍捷基生物有限公司合成:P1:5′-TTCTGTTCGCTTCATCCT-3′,P2:5′-CTGTTCTGTTCGCTTCATC-3′,预期扩增的DNA产物片段大小为 1 141 bp[11]。
PCR 反应体系:模板 DNA4.0 μl,Taq聚合酶0.4 μl,10 ×Taq Buffer 2.5 μl,P1、P2 引物(20 umol/L)各1.0 μl,dNTPs(2.5 mmol/L)2.0 μl,MgCl2(25 mmol/L)2.5 μl,H2O 11.6 μl。PCR反应条件:94℃变性4 min;94℃ 35 s,54℃ 35 s,72℃ 60 s,35个循环;72℃ 10 min,将PCR产物于4℃条件下保存。
PCR产物的凝胶电泳鉴定:PCR产物经1.2%的琼脂糖凝胶电泳,回收纯化目的片段后送至上海英潍捷基公司测序。
分型多重PCR鉴定:参考Townsend报道根据多杀性巴氏杆菌 A、B、C、D、E荚膜血清型特异性基因 hyaD-hyaC、bcbD、dcb、ecbJ、fcbD 设计引物 PmA、PmB、PmD、PmE、PmF 上述引物由上海英骏生物技术有限公司合成[10]。引物序列及扩增的大小见表1。
表1 多杀性巴氏杆菌基因扩增用引物
多杀性巴氏杆菌分型多重PCR采用与上述PCR鉴定多杀性巴氏杆菌ATP合成酶atpB相同的反应体系和反应条件,将PCR产物用1%的琼脂糖凝胶进行电泳。
1.7 小鼠致病性试验 将分离的菌株在含血清马丁肉汤中培养过夜,用生理盐水连续10倍稀释计数,将昆明小鼠随机分为5组,每组2只,腹腔注射0.5 ml稀释过的菌液,内含8个细菌,对照组注射生理盐水0.5 ml。
1.8 药敏试验 无菌吸取0.2 ml马丁肉汤细菌培养液加入到马丁琼脂培养皿内,用无菌玻璃棒均匀涂开,待培养基表面液体稍干后,将药敏纸片均匀贴于琼脂表面,每块平皿贴4张药敏纸片,37℃恒温培养24 h后,测量药敏纸片的抑菌直径。按照不同抗菌药标准,对比抑菌圈直径大小,结果评定为高敏、中敏和不敏感。
2.1 形态及培养特性 在马丁琼脂平板培养18~24 h后,呈现圆形、边缘整齐、光滑、半透明的灰白色菌落,鲜血琼脂平板上培养不溶血。细菌涂片染色为两极浓染的革兰氏阴性球杆菌。
2.2 生化试验结果 5株细菌接种生化管,37℃培养24 h后,不能发酵鼠李糖、水杨酸、菊糖乳糖;能发酵麦芽糖、甘露醇、半乳糖、葡萄糖、甘露糖、果糖和蔗糖,产酸不产气;脲酶试验结果为阴性;MR试验结果为阴性;VP试验结果为阴性;接触酶试验结果为阳性;硫化氢试验结果为阳性;吲哚试验结果为阳性。5株分离细菌的生化特性与多杀性巴氏杆菌相符。
2.3 小白鼠致病性试验 活菌注射的试验组小鼠24 h内全部发病死亡,小白鼠剖检后可见肺出血、脾肿大淤血、肝脏有散在白色坏死灶,取死亡小鼠肝脏接种于添加加血清血红素马丁琼脂平板,37℃恒温培养12~20 h,长出半透明的小菌落。挑单菌落涂片染色镜检,可见两极浓染的革兰氏阴性球杆菌,对照组实验动物健康存活。
2.4 药物敏感性试验 药物敏感性试验结果表明,分离菌对环丙沙星、氧氟沙星、氟苯尼考、恩诺沙星和磺胺六甲氧嘧啶敏感,对强力霉素、四环素中敏,对痢特灵、庆大霉素和卡那霉素耐药。
2.5.1 多杀性巴氏杆菌ATP合成酶atpB的PCR鉴定。对分离的5个菌株提取DNA,进行多杀性巴氏杆菌ATP合成酶atpB PCR扩增,PCR产物用1.2%的琼脂糖凝胶进行电泳,在1 141 bp处均出现特异性目的条带(图1),大小与预期片段一致,将目的条带回收测序的结果与GenBank数据库上公布的多杀性巴氏杆菌ATP合成酶atpB序列进行Blast比对,同源性达到99.7%,确定分离的5菌株均为多杀性巴氏杆菌。
2.5.2 多重PCR荚膜的血清分型。对从分离的5个菌株提取的DNA经多杀性巴氏杆菌分型多重PCR鉴定,PCR产物经过1%的琼脂糖凝胶电泳,在1 044 bp处有1个特异性片段(图2),据此初步鉴定分离的5株细菌均为荚膜血清A型多杀性巴氏杆菌。
家兔多杀性巴氏杆菌病是引起断奶到成年兔死亡的最主要传染病,家兔的巴氏杆菌病多数为A型引起,少数为D型引起,然而不同国家流行的菌株有所不同,在我国兔群中流行的主要血清型是A型[12],而关于家兔巴氏杆菌荚膜血清型F型的报道非常少[9]。不同血清型多杀性巴氏杆菌之间没有或仅有较少的交叉保护性[13],因此必须对本地流行的多杀性巴氏杆菌血清型加以监测,根据当地监测结果才能更好地指导该病的防治。笔者对送检急性死亡兔进行病原菌的分离培养与鉴定,结果发现分离到的5株多杀性巴氏杆菌全部为A型,我国家兔巴氏杆菌商品疫苗也都是A型菌株制备的灭活疫苗,因此疫苗的免疫预防该病是首选方案。
在多杀性巴氏杆菌分离鉴定中采用了生化试验与PCR方法相结合,二者的符合率达到100%,二者结合使用,可以对分离的多杀性巴氏杆菌进行快速鉴定分型,提高诊断效率和准确性,在临床诊断和流行病学调查具有较好的借鉴参考价值。
在此次分离巴氏杆菌动物致病性试验中,8个细菌注射剂量试验组小鼠24 h内全部发病死亡,说明分离的菌株对动物具有强致病性,应当重视对A型家兔多杀性巴氏杆菌病的预防,可以减少家兔的死亡,提高家兔养殖的经济效益。药敏试验结果表明,分离的5株巴氏杆菌对环丙沙星、氧氟沙星、恩诺沙星、氟苯尼考和磺胺六甲氧嘧啶等药物敏感素,临床上可首选这些药物进行治疗。
[1]HUNT M L,ADLER B,TOWNSEND K M,et al.The molecular biology of Pasteurella multocida[J].Vet Microbiol,2000,72:3-25.
[2]SHIVACHANDRA S B,VISWASK N,KUMAR A A,et al.A review of haemorrhagic septicaemiain cattle and buffalo[J].Anim Health Res Rev,2011,12:67-82.
[3]CONFER A W,NUTT SH,DABOSM,et al.Antibody responses of cattle to outer membrane proteins of Pasteurella multocida A:3[J].Am J Vet Res,1996,10:1453-1457.
[4]KUMAR A A,SHIVACHANDRA S B,BISWAS A,et al.Prevalent serotypes of Pasteurella multocida isolated from different animal and avianspecies in India[J].Vet Res Commun,2004,28:657-667.
[5]KAWAMOTO E,SAWADA T,SUZUKI K,et al.Serotypes of Pasteurella multocida isolates from rabbits and their environment in Japan[J].Jpn J Vet Sci,1990,52(6):1277-1279.
[6]VANDYCK S,DEHERDT P,HAESEBROUCK F,et al.Pasteurellosis in rabbits:A review[J].Vlaams Diergen Tijds,1995,64:152-156.
[7]DABO SM,CONFER A W,MONTELONGO M,et al.Characterization of rabbit Pasteurella multocida isolates by use of whole-cell,outer-membrane,and polymerase chain reaction typing[J].Lab Anim Sci,1999,49(5):551-559.
[8]JAGLICZ,KUCEROVA Z,NEDBALCOVA K,et al.Identifiction of Pasteurella multocida Seogroup F isolates in rabbits[J].J Vet Med B Infect Vet Public Health,2004,51(10):467-469.
[9]张娜,李书光,陈金龙,等.兔F型多杀性巴氏杆菌的分离鉴定及其致病性[J].中国兽医科学,2012,42(7):685-689.
[10]TOWNSENDK M,BOYCE JD,CHUNGJY,et al.Geneticorganization of Pasteurella multocida cap and development of a multiplex capsular PCR typing system[J].J Clin Microbiol,2001,39(3):924-929.
[11]范志宇,魏后军,胡波,等.兔多杀性巴氏杆菌和支气管败血波氏杆菌复合PCR方法的建立及临床应用[J].江苏农业学报,2015,31(2):376-381.
[12]陆承平.兽医微生物学[M].3版.北京:中国农业出版社,2001.
[13]吴范庚.我国多杀性巴氏杆菌血清学鉴定及交互免疫试验[J].中国兽医杂志,1997,23(8):14-15.