高 強(qiáng)薛瑞林李守湖柳紀(jì)省唐德富?
目前,中國畜禽養(yǎng)殖業(yè)中流行的細(xì)菌性傳染病主要由條件致病菌和耐藥菌引起[1]。 在家禽養(yǎng)殖中最為常見的致病性細(xì)菌有大腸桿菌和沙門氏菌,發(fā)病的形式主要有單發(fā)、混合感染及與其他疾病并發(fā)[2]。 雞源大腸桿菌不僅會引起雞只腹瀉、氣囊炎、滑膜炎等疾病,而且可因繼發(fā)感染導(dǎo)致生長緩慢、產(chǎn)蛋下降[3]。 雞白痢沙門氏菌極易引起雛雞下痢、急性敗血癥等,死亡率較高,成年雞主要呈現(xiàn)慢性感染或隱形感染,長期帶毒且經(jīng)卵垂直傳播[4]。雞副傷寒沙門氏菌可感染大多數(shù)溫血?jiǎng)游锖屠溲獎(jiǎng)游铮?全世界范圍內(nèi)已分離到雞副傷寒沙門氏菌有90 多個(gè)血清型,其中鼠傷寒、海德堡和腸炎沙門氏菌是主要血清型[5]。 作為條件致病菌,大腸桿菌和沙門氏菌都具有水平傳播和垂直傳播的特點(diǎn),四季均可發(fā)病,不但對家禽業(yè)生產(chǎn)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失,而且威脅到人類的健康[6]。 加強(qiáng)生物安全防控、疾病凈化、病原菌疫苗免疫、抗生素預(yù)防與治療等措施,可以有效預(yù)防控制雞病原菌病的發(fā)生[7]。肉仔雞生長發(fā)育尚未健全,機(jī)體抵抗力較弱,易受大腸桿菌和沙門氏菌的感染。 常用抗生素因長期不合理的使用,致使病原菌的耐藥性越來越強(qiáng)。 本試驗(yàn)采集甘肅省民勤縣某雞場7 日齡病死肉雞肝臟、脾臟、心臟進(jìn)行病原菌分離培養(yǎng)、形態(tài)觀察、16S rDNA 分子鑒定,確認(rèn)引起肉仔雞腹瀉、死亡的病原菌,之后通過復(fù)方中草藥及常用抗生素的藥敏實(shí)驗(yàn)分析抑菌效果,對此次病情的預(yù)防控制和科學(xué)用藥及復(fù)方中藥應(yīng)用于肉雞生產(chǎn)提供參考依據(jù)。
1.1 實(shí)驗(yàn)材料
1.1.1 病料來源 2019 年6 ~8 月,甘肅省民勤縣勤峰灘某肉雞飼養(yǎng)場前期幼雞出現(xiàn)腹瀉、精神萎靡、厭食并出現(xiàn)死亡癥狀,無菌采集10 只患病雞心臟、肝臟、脾臟帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行病原菌的分離培養(yǎng)及檢測。
1.1.2 主要試劑及儀器 普通瓊脂培養(yǎng)基、血平板培養(yǎng)基,購自北京索萊寶科技有限公司。 DNA 提取試劑盒、膠回收試劑盒,購自美國紐英倫生物技術(shù)(NEB);DL 2000 Marker,購自寶生物(Takara)工程(大連)有限公司;濃度為1 g/mL 復(fù)方中草藥制劑由蘭州威特森生物科技有限公司自主研發(fā),主要成分為女貞子、板藍(lán)根、當(dāng)歸、柴胡、丹參、黃芪;其他化學(xué)試劑均購自美國SIGMA 生物科技有限公司。 實(shí)驗(yàn)所用主要儀器PCR 儀、電泳儀、凝膠成像儀(Bio-Rad);離心機(jī)(德國赫默);水浴鍋、電熱恒溫培養(yǎng)箱(上海,一恒);恒溫培養(yǎng)搖床(上海,南榮);超凈工作臺(蘇州,安泰)。
1.2 實(shí)驗(yàn)方法
1.2.1 細(xì)菌的形態(tài)學(xué)觀察 將無菌采集患病雞心、肝、脾分別劃線接種于普通瓊脂培養(yǎng)基37 ℃恒溫培養(yǎng)24 h。 挑取典型優(yōu)勢菌落繼續(xù)接種培養(yǎng),37 ℃培養(yǎng)24 h,挑取優(yōu)勢菌落進(jìn)行涂片,將鏡檢結(jié)果為革蘭氏陰性短桿菌進(jìn)一步劃線純化,以備后續(xù)實(shí)驗(yàn)。
1.2.2 16S rDNA 分子鑒定 制備分離純化后的細(xì)菌菌液,根據(jù)細(xì)菌基因組DNA 提取試劑盒說明書提取DNA。 以細(xì)菌16S rDNA 通用引物擴(kuò)增提取DNA,預(yù)期擴(kuò)增長度1400 bp 左右。 反應(yīng)體系50 μL:DNA 模板5 μL、Mix 25 μL、通用引物27F(5′-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG - 3′)和1492R(5′ -GGTTACCTTGTTACGACTT-3′)各2 μL、無菌雙蒸水補(bǔ)足至50 μL。 反應(yīng)條件:94 ℃預(yù)變性2 min,98 ℃變性10 s,56 ℃退火30 s,72 ℃延伸90 s,共進(jìn)行31 個(gè)循環(huán),最后70 ℃延伸10 min。 擴(kuò)增產(chǎn)物用1.5%的瓊脂糖凝膠電泳進(jìn)行檢測。
根據(jù)PCR 產(chǎn)物純化試劑盒說明書將所得產(chǎn)物純化,純化產(chǎn)物送至武漢金開瑞生物工程有限公司進(jìn)行測序。 將所得測序結(jié)果與GenBank 數(shù)據(jù)庫進(jìn)行同源性分析,分別選取其中同源性較高菌株的16S rDNA 序列,使用Mega 7. 0 軟件基于鄰接法(NeighborJoining,NJ 法) 構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹, Bootstraps重復(fù)檢驗(yàn)1000 次,以確定各菌株在分類學(xué)上的定位。
1.2.3 菌液及藥敏紙片的制備 利用平板計(jì)數(shù)法將菌液濃度調(diào)至1.0 ×106CFU/mL。 無菌采用二倍稀釋法,將原濃度的復(fù)方中草藥制劑依次稀釋至最低濃度為31.25 mg/mL。 10 片滅菌6 mm 小紙片依次平鋪與無菌培養(yǎng)皿,每紙片滴加30 μL 中草藥制劑,密封培養(yǎng)皿,烘干4 ℃保存。
1.2.4 體外抑菌 將調(diào)制后菌液200 μL 均勻涂抹于普通瓊脂培養(yǎng)基,取4 片不同濃度中草藥藥敏紙片置于上述涂有菌液培養(yǎng)基,倒置37 ℃恒溫24 h,測定抑菌圈直徑。 判定標(biāo)準(zhǔn):抑菌圈直徑≥20 mm 為高敏,15 mm≤抑菌圈直徑<20 mm 為中敏,10 mm≤抑菌圈直徑<15 mm 為低敏,10 mm 以下的為不敏感[8]。 同時(shí)用10 種常用抗生素藥敏紙片做對照,藥敏試驗(yàn)采用Kirby -bauer 瓊脂擴(kuò)散法并參照參考文獻(xiàn)[9]進(jìn)行。
2.1 菌株的分離與鏡檢 經(jīng)分離純化培養(yǎng),在10 只病雞心、肝、脾臟中分離得到三株病原菌,依次編號G1、G2、G3。 如圖1 所示,在血瓊脂平板上,G1 為灰白色、不透明菌落,未見明顯溶血環(huán)。 G2、G3 菌落呈針尖大小“露珠狀”,圓形,微隆起,光滑濕潤、半透明,邊緣整齊。 革蘭氏鏡檢發(fā)現(xiàn)三株菌均為革蘭氏陰性短桿菌,G1 菌珠多以單個(gè)存在,無芽孢、是兩端鈍圓的短桿菌。 G2、G3 菌兩端鈍圓,短桿狀,單個(gè)、成對或成叢排列。 通過鏡檢得知G1菌與大腸桿菌的形態(tài)特征相似;G2、G3 與沙門氏菌的形態(tài)特征相似。
圖1 分離菌株菌落形態(tài)與革蘭染色圖Fig 1 Colony morphology and Gram staining ofisolated strains
2.2 16S rDNA 基因序列及系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系
2.2.1 PCR 結(jié)果 PCR 結(jié)果如圖2 所示,測序結(jié)果顯示G1 擴(kuò)增長度1406 bp,G2 擴(kuò)增長度1386 bp,G3 擴(kuò)增長度1394 bp,各菌株序列均與預(yù)期擴(kuò)增長度結(jié)果一致。
圖2 16S rDNA PCR 擴(kuò)增電泳圖Fig 2 16S rDNA PCR electrophoresis
2.2.2 同源性比較和進(jìn)化樹 將PCR 測序結(jié)果提交至GenBank 數(shù)據(jù)庫進(jìn)行BLAST 同源性搜索,發(fā)現(xiàn)G1 菌株與GenBank 已登錄的大腸桿菌基因序列同源性高達(dá)98%以上,G2、G3 與沙門氏菌菌株同源性達(dá)99%以上。 分別選取同源性最高菌株的16S rDNA 序列,使用Mega 7.0 軟件基于鄰接法構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹。 圖3 可得,所有菌株形成2 個(gè)主要分支,分離菌G1 與GenBank 已登錄的大腸桿菌Nbrc 102203 聚為一支,置信度為100。 圖4 可得,G2 與GenBank 已登錄的腸沙門氏菌亞種小腸漿液白痢株S09629 序列聚為一支,置信度為100。 從圖5 可得,G3 與GenBank 已登錄的沙門氏菌腸桿菌亞種甲型副傷寒腸桿菌GZ9A00052 序列聚為一支,置信度為98。
圖3 基于16S rDNA 序列構(gòu)建的大腸桿菌種群鄰接法系統(tǒng)進(jìn)化樹Fig 3 Phylogenetic tree ofE. colipopulation adjacency method based on 16S rDNA sequence
圖4 基于16S rDNA 序列構(gòu)建的沙門氏菌種群鄰接法系統(tǒng)進(jìn)化樹Fig 4 Phylogenetic tree ofSalmonellapopulation based on 16S rDNA sequence construction
圖5 基于16S rDNA 序列構(gòu)建的沙門氏菌種群鄰接法系統(tǒng)進(jìn)化樹Fig 5 Phylogenetic tree ofSalmonellapopulation based on 16S rDNA sequence construction
2.3 抑菌結(jié)果
2.3.1 復(fù)方中草藥制劑 由表1 可知,復(fù)方中草藥制劑抑菌效果與其濃度呈正相關(guān)。 其最小抑菌濃度(MIC)為62.5 mg/mL。 濃度為1 g/mL 時(shí)三株菌均為高度敏感,抑菌效果最好。
表1 復(fù)方中草藥制劑抑菌試驗(yàn)Tab 1 Antibacterial test of compound Chinese herbal medicine preparations
2.3.2 抗生素 由圖6 可知,此次分離雞大腸桿菌對慶大霉素、阿米卡星2 種藥物敏感,對頭孢曲松、鏈霉素、氨芐西林、氟苯尼考、環(huán)丙沙星、頭孢噻肟和恩諾沙星7 種藥物耐藥;而雞白痢沙門氏菌對鏈霉素、氟苯尼考、頭孢噻肟3 種藥物敏感,對慶大霉素、氨芐西林、環(huán)丙沙星、四環(huán)素、恩諾沙星5 種藥物表現(xiàn)耐藥;雞副傷寒沙門氏菌對頭孢曲松、鏈霉素、頭孢噻肟3 種藥物敏感,對慶大霉素、氨芐西林、環(huán)丙沙星、四環(huán)素、恩諾沙星5 種藥物耐藥。
圖6 分離株藥敏試驗(yàn)結(jié)果Fig 6 Isolate drug sensitivity test results
禽大腸桿菌病和沙門氏菌病混合感染的情況越來越嚴(yán)重,在衛(wèi)生狀況差、消毒不徹底、空氣流通不足、雞群抵抗力下降時(shí)極易發(fā)生[10]。 大腸桿菌為條件性致病菌,當(dāng)動(dòng)物機(jī)體抵抗力下降時(shí),大腸桿菌與宿主的生態(tài)平衡被打破,形成生態(tài)失調(diào),細(xì)菌的致病性便會表現(xiàn)出來,引起感染肉雞腹瀉、嘔吐、出血性結(jié)腸炎等疾?。?1]。 大腸桿菌與沙門氏菌既可單獨(dú)感染肉雞,也可與其他病原菌混合感染致發(fā)病,實(shí)際生產(chǎn)中,大腸桿菌和沙門氏菌混合感染的病例尤為突出。 安慧慧等[12]在固原區(qū)檢測出引起雞輸卵管炎癥的病原菌為大腸桿菌。 李蘊(yùn)玉等[13]從采集的秦皇島地區(qū)患病死亡育成雞38 份肝臟病料組織中分離鑒定出20 株大腸桿菌。 宋欣媛等[14]在昆明地區(qū)發(fā)病雞的肝臟和脾臟病料中分離出沙門氏菌。 陳培培等[15]在即墨地區(qū)從病樣中分離出大腸桿菌和沙門氏菌。 李志紅[16]在寧夏某商品蛋雞養(yǎng)殖場病料中分離鑒定出兩株雞白痢沙門氏菌。 宋海霞等[17]在河南省地區(qū)腹瀉雞群中檢測出主要致病菌為雞大腸桿菌和沙門氏菌。 上述結(jié)果與本試驗(yàn)結(jié)果基本一致。
大腸桿菌和沙門氏菌都易產(chǎn)生對抗生素的耐受性,而且多重耐藥現(xiàn)象嚴(yán)重,尤其是大腸桿菌和沙門氏菌混合感染的病例[18]。 混合感染時(shí),雞的死亡率較高,用藥難度較大,其發(fā)病率、死亡率顯著增高。 兩種細(xì)菌血清型種類較多,不同地區(qū)差別較大;不同菌株之間不產(chǎn)生交叉保護(hù)作用,極易產(chǎn)生耐藥性[19]。 中草藥具有毒副作用小、促進(jìn)生長、促進(jìn)動(dòng)物新陳代謝、無耐藥性、提高飼料報(bào)酬、預(yù)防疾病等優(yōu)點(diǎn)[20]。 關(guān)于雞大腸桿菌和沙門氏菌分離鑒定及抗生素藥敏實(shí)驗(yàn)的文獻(xiàn)報(bào)道較多,但以復(fù)方中藥代替抗生素做體外抑菌實(shí)驗(yàn)報(bào)道少見。 尹姣姣等[21]在晉中地區(qū)分離出雞致病性大腸桿菌做藥敏試驗(yàn),結(jié)果顯示耐藥率極高。 宋健等[22]分離出雞白痢沙門氏菌對環(huán)丙沙星、恩諾沙星高度敏感。 其結(jié)果與本實(shí)驗(yàn)不一致可能是地理和養(yǎng)殖環(huán)境所不同造成,此結(jié)果也提示肉雞生產(chǎn)中要合理使用抗菌藥物,避免經(jīng)驗(yàn)用藥。 中草藥中的生物活性物質(zhì)能夠促進(jìn)動(dòng)物健康生長,使畜禽機(jī)體內(nèi)環(huán)境保持平衡狀態(tài)[23]。 女貞子所含的路類及苯芒醇巧類等具有補(bǔ)肝補(bǔ)腎、清虛熱的作用;板藍(lán)根當(dāng)中所含有的黃酬類和三瞄皂巧類具有清熱解毒的作用;當(dāng)歸中含有的當(dāng)歸多糖和揮發(fā)油具有補(bǔ)血活血、潤燥滑腸作用;柴胡中所含的皂苷能抑制各種炎癥因子引起的踝關(guān)節(jié)腫脹和結(jié)締組織增生性炎癥[24]。 本試驗(yàn)復(fù)方中藥抑菌實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,將1 g/mL 復(fù)方中草藥制劑濃度稀釋至62.5 mg/mL(MIC)時(shí)依然對3 株菌均有抑菌作用。 劉永波等[25]以云南10 種中草藥水煎劑對豬源大腸桿菌進(jìn)行體外抑菌實(shí)驗(yàn),結(jié)果顯示中藥材水煎液對豬源大腸桿菌皆有不同程度的體外抑菌效果。 林炎權(quán)等[26]對四種中草藥對致病菌的抑菌作用測試結(jié)果顯示,在藥液pH 值調(diào)至中性后,五倍子和石榴皮能有效抑殺四種弧菌。 綜上結(jié)果所述,中草藥對致病菌有抑制作用。
根據(jù)大腸桿菌與沙門氏菌的流行特點(diǎn),要有效控制和預(yù)防疾病的發(fā)生,除改善環(huán)境衛(wèi)生條件外,還需提高機(jī)體的抵抗力,從而有效抵御病原的侵襲。 由于人們對抗生素的濫用,導(dǎo)致常見病原菌對很多藥物產(chǎn)生了耐藥性,因此,治療效果十分不明顯。 本試驗(yàn)結(jié)果顯示大腸桿菌和沙門氏菌耐藥性極高,復(fù)方中藥抑菌效果較好。 故雞場發(fā)生此類型病情時(shí)應(yīng)根據(jù)藥敏試驗(yàn)結(jié)果指導(dǎo)科學(xué)用藥,才能獲得良好的治療效果。
本實(shí)驗(yàn)條件下,研究發(fā)現(xiàn)常用抗生素的殺菌效果并不理想,復(fù)方中草藥制劑殺菌效果良好。 建議生產(chǎn)中應(yīng)采用藥敏試驗(yàn),根據(jù)其結(jié)果選擇敏感藥物,且應(yīng)注意交替用藥,以收到良好的治療效果。可以考慮在生產(chǎn)中使用復(fù)方中草藥制劑代替部分常用抗生素。