高明燕 韋玉勇 周 生 徐 步
中國農業(yè)科學院家禽研究所,江蘇揚州225125
20世紀70、80年代,禽霍亂對國內的養(yǎng)禽業(yè)造成了巨大的經濟損失。隨著規(guī)?;B(yǎng)殖技術的提高,抗生素在臨床的應用以及生物安全措施的重視,該病的危害大大降低,但有關該病的病例報道還時有發(fā)生。為深入了解當前家禽養(yǎng)殖業(yè)中禽多殺性巴氏桿菌病流行情況,筆者在2009-2017年共9年間對江蘇、安徽、山東、浙江等地區(qū)進行了流行病學調查。共采集1 556 份禽霍亂臨床疑似病例,同時進行了Pm 菌株分離。采用菌落特征觀察、革蘭氏染色、生化試驗及Pm 種特異性PCR 等方法進行菌株鑒定,并對這些菌株進行莢膜血清型和LPS 基因型分型,為該病的流行病學監(jiān)測和疫苗的篩選與研制奠定了基礎。
采樣時間:2009-2017年。
病料來源:江蘇、安徽、山東、浙江等地區(qū)1 556份臨床禽霍亂疑似病例,主要是肝臟、脾臟、心血等病料。
國內強毒標準株C48-1(A:1);莢膜血清型參考株CVCC390(A)、CVCC391(B)、CVCC392(D);Heddleston 菌體血清型參考株CVCC410(1 型,屬于LPS 基因型L1)、CVCC412(3 型,屬于LPS 基因型L3)、CVCC413(4,屬于脂多糖基因型L3),均源自中國獸醫(yī)藥品監(jiān)察所。
腦心浸液BHI (brain heart infusion )培養(yǎng)基、腦心浸液瓊脂BHIA(brain heart Infusion agar)培養(yǎng)基為美國BD 公司產品;普通營養(yǎng)瓊脂、血瓊脂基礎、普通肉湯、麥康凱培養(yǎng)基、三糖鐵培養(yǎng)基以及生化發(fā)酵管均購自杭州微生物試劑有限公司。聚合酶、DNA Marker 為寶生物工程(大連)有限公司產品。
1)觸片檢查。將疑似禽霍亂病死禽用手術剪刀解剖,暴露出內臟組織;灼燒剪刀并把心臟內壁剪一個小口,用接種棒蘸取少量心血涂在載玻片上制成心血涂片;同時無菌剪取肝臟和脾臟病變組織各一小塊制成觸片;然后將上述涂片和觸片進行革蘭氏染色。
2)細菌分離培養(yǎng)及生化特性。按上述無菌操作從病死禽的心血、肝臟和脾臟取樣,接種于BHIA 平板,37 ℃培養(yǎng)18~24 h;挑選單個菌落進行純培養(yǎng),在45°折光光源下,用立體顯微鏡觀察菌落的大小、形態(tài)、結構及虹彩。將上述分離菌株轉接種于普通營養(yǎng)瓊脂、血瓊脂、麥康凱培養(yǎng)基、三糖鐵培養(yǎng)基等的平皿上,置37 ℃培養(yǎng)18~24 h,觀察菌落在各個平皿上的生長狀況。挑取上述菌株的單個菌落,分別接種于各微量生化發(fā)酵管內,置37 ℃培養(yǎng)24~48 h,定時檢查反應結果。
BHI 或BHIA 平板培養(yǎng)分離的菌株,直接取菌液或平板上的單菌落直接進行PCR。按參考文獻[5]合成針對禽Pm 菌株KMT1 基因的特異性引物KM T1T7:ATCCGCTATTTACCCAGTGG 和KMT1SP6:GCTGTAAACGAACTCGCCAC。PCR 擴增50 μL 體系:Premix Ex Taq混合物25 μL,模板1 μL,上下游引物各2 μL,ddH2O 20 μL。PCR 擴增條件:94 ℃預變性5 min,94 ℃變性30 s,55 ℃30 s,72 ℃1 min,35 個循環(huán),最后72 ℃延伸10 min。經1%的瓊脂糖凝膠電泳鑒定擴增產物。
按參考文獻[5]的方法合成針對莢膜A、B、D、E、F 的5 對引物;采用參考文獻中的反應體系和反應條件進行PCR 擴增;用瓊脂糖凝膠電泳鑒定擴增產物的大小。
按參考文獻[4]中的方法合成針對LPS 基因型L1~L8 的引物;并采用該文獻中的反應體系和反應條件對分離株進行LPS-mPCR 擴增,1%的瓊脂糖凝膠電泳鑒定擴增產物。
根據菌株的革蘭氏染色、菌落特征以及生化培養(yǎng)結果,依據參考文獻[6]的標準初步判定共分離多殺性巴氏桿菌102 株。
初步鑒定為禽Pm 分離株的菌液或菌落PCR 擴增并電泳發(fā)現(xiàn),擴增產物與預期結果相符,均出現(xiàn)一條460 bp 的條帶(部分菌株的結果見圖1)。這進一步確定本所收集和分離的102 個分離株均為Pm。
利用多重莢膜PCR 方法將102 個Pm 菌株進行莢膜血清型分型,擴增結果發(fā)現(xiàn)其中92 株Pm 為莢膜A 型,條帶為1 044 bp,10 株無法定型(部分菌株的擴增結果見圖2)。表明該地區(qū)流行的禽Pm以A 型為主。
圖2 部分Pm 菌株莢膜PCR 結果
利用LPS-mPCR 方法對分離的102 個Pm 菌株進行LPS 分型鑒定,結果見圖3。圖3顯示,這些菌株可以分為2 種LPS 型,分別為L1 和L3 型。其中L1 型98 株,L3 型4 株。
圖3 部分Pm 菌株LPS-mPCR 結果
前人對多殺性巴氏桿菌分型進行了諸多研究,其中Carter 用間接血凝實驗將Pm 莢膜型分為A、B、D、E 這4 個血清型,后來又從火雞上鑒定出F型;Townsend 等[5]研究表明,A、B、D、E、F 菌株的生物合成位點的基因分別是hyaD-hyaC、bcbD、dcbF、ecbJ、fcbD 等,針對這幾種莢膜合成基因位點設計引物,擴增出的片段大小分別為1 044、760、657、511、851 bp;由此建立了莢膜分型PCR。1972年Hed dleston 建立的耐熱抗原瓊脂擴散沉淀將Pm 菌株分為16 個(1~16)血清型[7]。通過對Pm 這16 個Heddleston 菌體血清型的脂多糖外核心寡糖的基因和化學結構進行分析,結果表明,僅有8 個特有的脂多糖外核生物合成位點[8]。針對這8 個合成位點建立了脂多糖多重PCR,用于區(qū)分Pm 的LPS 基因型[7],其中L1 型包括血清型1 和14 型,L3 型包括血清3 和4型。莢膜多重PCR、脂多糖多重PCR 方法的建立逐漸代替之前的繁瑣的血清學方法而應用于Pm 的檢測、鑒定和分型中,本研究也采用這2 種方法對分離的菌株進行莢膜PCR 和脂多糖基因型分型。
本研究從2009-2017年共9年間從江蘇等省份共1 556 份病料樣品中分離102 株Pm 菌株,分離率為6.56%。其中雞分離53 株、鴨分離28 株、鵝分離21 株。所分離的菌株有92 株屬于A 型,有10株未定型;而脂多糖多重PCR 分型結果發(fā)現(xiàn)其中98 個Pm 分離株屬于L1 型,這表明該地區(qū)禽Pm 菌株主要為脂多糖L1 型,對應的菌體血清型為1 型;此外還存在4 株L3 型,對應的血清型為3 或4 型。這與國內其他研究相符合[9]。
調查發(fā)現(xiàn):禽霍亂的發(fā)病率大幅減低,一般養(yǎng)殖規(guī)模較小,生物安全措施不到位的小型養(yǎng)殖場、養(yǎng)殖戶家禽發(fā)病率較高;禽群中雞、鴨、鵝發(fā)病率均較高,雞發(fā)病多在90~120日齡;發(fā)病季節(jié)以氣候多變的春季和高溫、潮濕、多雨的夏、秋兩季為主。
因為家禽生產上使用的禽霍亂疫苗菌株陳舊,免疫效果不理想,而臨床上接種比例非常低,再加上飼料里普遍添加藥物以及臨床上抗生素的濫用,所以禽霍亂一般與其他疾病混合感染或繼發(fā)感染。這也造成Pm 菌株抗生素耐藥性提高,臨床治療難度增加。根據本研究流行病學調查的結果以及目前國內養(yǎng)殖行業(yè)無抗生產的要求分析,禽霍亂需要全面更新疫苗菌株,采用流行菌株制備動物疫苗,并加強生產管理,采用綜合的生物安全措施來進行防控。