李旭妮,張寧寧,羅玉峰,馮 妍,朱良全,彭小兵,王 楠
(1.中國獸醫(yī)藥品監(jiān)察所,北京 100081;2.中國動(dòng)物疫病預(yù)防控制中心,北京 100125)
鼠鼻羅氏菌(Rothia nasimurium)為兼性厭氧的革蘭氏陽性球菌,屬于放線菌屬微球菌科,為條件致病菌[1]。該菌在首次報(bào)道時(shí)分離自鼠的鼻腔[2],并因此得名。近年來,研究人員相繼在狗[3]和鵝[4]的臨床病料中分離到鼠鼻羅氏菌。2021 年,Wang 等[5]也報(bào)道了山東省某地患病鴨感染該菌。目前關(guān)于鼠鼻羅氏菌的致病力以及耐藥分析研究很少,但該菌常常表現(xiàn)出多種常用抗生素高水平耐藥現(xiàn)象[4],這恰恰是值得研究者關(guān)注的問題。
本課題組于2020 年在東北地區(qū)某農(nóng)場的病鴨鼻拭子中分離得到一株細(xì)菌,將其命名為DB1 株,通過鑒定確定為鼠鼻羅氏菌。隨后,對分離得到的鼠鼻羅氏菌進(jìn)行耐藥性分析,并對相關(guān)耐藥基因進(jìn)行檢測,以期對由該菌引起感染的治療和預(yù)防起到一定指導(dǎo)作用。
1.1.1 病料來源及背景 2020 年東北地區(qū)某農(nóng)場送檢發(fā)病鴨多只。病鴨主要表現(xiàn)為散發(fā)性呼吸系統(tǒng)癥狀(流黏性鼻液、咳嗽、呼吸急促),進(jìn)食量減少,精神低沉。通過問詢畜主,得知該農(nóng)場飼養(yǎng)環(huán)境較差,且時(shí)處冬末春初,為保持圈舍環(huán)境溫度,常關(guān)閉門窗,舍內(nèi)通風(fēng)差。發(fā)病后,畜主投喂了青霉素和板藍(lán)根,但治療效果不佳。本課題組研究人員到場后,無菌采集發(fā)病鴨鼻拭子進(jìn)行細(xì)菌分離培養(yǎng)。
1.1.2 試劑及藥品 10×Buffer、ExTaq酶、dNTP、切膠回收試劑盒、大腸桿菌DH5α 感受態(tài)細(xì)胞,均購自寶生物工程(大連)有限公司;TSB液體培養(yǎng)基、TSA 培養(yǎng)基、細(xì)菌生化微量鑒定管,均購自杭州微生物試劑有限公司;DNA 提取試劑盒,購自上海生工生物工程技術(shù)服務(wù)有限公司;卡那霉素、慶大霉素、鏈霉素、紅霉素、氟苯尼考、多西環(huán)素、頭孢氨芐、恩諾沙星8 種抗菌藥物,均購自北京海洋醫(yī)藥化工生物科技有限公司。
1.1.3 試驗(yàn)動(dòng)物 20 日齡試驗(yàn)級法國番鴨12 只,雌雄各半,體質(zhì)量(1.5±0.2)kg,購自東北大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心。
將采集的鼻拭子放置于1 mL 無菌水中,浸泡0.5~2 h,離心收集沉淀;將收集樣品無菌接種TSA 固體培養(yǎng)基,置于37 ℃恒溫培養(yǎng)箱中連續(xù)培養(yǎng)24 h;挑取單個(gè)菌落接種在TSB 液體培養(yǎng)基中,繼續(xù)培養(yǎng)留用。
用接種環(huán)挑取上述培養(yǎng)基中的單個(gè)菌落,進(jìn)行革蘭氏染色,在油鏡下觀察細(xì)菌菌落形態(tài)特點(diǎn)。
將純化后的細(xì)菌培養(yǎng)物分別進(jìn)行葡萄糖、麥芽糖、阿拉伯糖、甲基β-D-吡喃葡萄糖苷、蔗糖、糖原、乳糖、蜜二糖、半乳糖醛酸苷酶、精氨酸二氫酶、堿性磷酸酶等一系列生化試驗(yàn),37 ℃培養(yǎng)24 h,觀察結(jié)果并記錄。試驗(yàn)結(jié)果參照《伯杰氏細(xì)菌鑒定手冊》進(jìn)行比對。
將12 只法國番鴨隨機(jī)分為2 組,每組6 只。一組為試驗(yàn)組,將菌液在37 ℃條件下培養(yǎng)18~24 h,取5 mL 菌液12 000 r/min 離心10 min,棄上清,在所得沉淀中加入生理鹽水稀釋至原菌液濃度;將所得樣品注射試驗(yàn)番鴨(3 mL/只),每隔6 h 觀察番鴨的臨床表現(xiàn),隔離觀察7 d。另一組為對照組,注射無菌生理鹽水(3 mL/只)。
用DNA 提取試劑盒提取菌液DNA。使用Primer 6.0 軟件設(shè)計(jì)16S rDNA 引物(上游引物序列:5'-ATCCGCTATTTACCCAGTGG-3';下游引物序列:5'-GCTGTAAACGAACTCGCCAC-3'),進(jìn)行PCR 擴(kuò)增。反應(yīng)體系:DNA 模板0.5 μL,10×Buffer 2.5 μL,dNTP 2.0 μL,ExTaq酶 0.2 μL,上游引物1.0 μL,下游引物1.0 μL,最后用dd H2O補(bǔ)充至25.0 μL。反應(yīng)條件:94 ℃ 5 min;94 ℃1 min,50 ℃ 45 s,72 ℃ 1 min,30 個(gè)循環(huán);72 ℃延伸10 min。取PCR 擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行核酸電泳檢測,隨后將得到的PCR 產(chǎn)物切膠回收,連接,轉(zhuǎn)化,提取質(zhì)粒,并將純化質(zhì)粒送往深圳華大基因股份有限公司進(jìn)行核苷酸序列測定。
為證實(shí)親緣關(guān)系,將16S rDNA 測序結(jié)果與從Amazona aestiva中分離的菌株核酸序列(GenBank登錄號KR059855.1)進(jìn)行Blast 分析比對,并從NCBI 網(wǎng)站中選取4 株全基因組序列作為分析對象,采用MEGA 5.05 軟件構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹。
選用獸醫(yī)臨床上較為常見的8 種獸用抗菌藥物,分別為卡那霉素、慶大霉素、鏈霉素、紅霉素、氟苯尼考、多西環(huán)素、頭孢氨芐、恩諾沙星。采用微量稀釋法進(jìn)行最小抑菌濃度(MIC 值)測定,結(jié)果參照美國臨床和實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(CLSI)公布的標(biāo)準(zhǔn)《動(dòng)物源性細(xì)菌抗菌藥物敏感性試驗(yàn)紙片法與稀釋法執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)(第四版)VET01-A4》[6],判定其耐藥情況。
采用常規(guī)PCR 檢測兩種耐藥基因(TME和OXA-23),耐藥基因引物及參考文獻(xiàn)見表1。PCR反應(yīng)體系:DNA 模板4.0 μL,10×Buffer 2.5 μL,dNTP 2.0 μL,ExTaq酶 0.3 μL,上游引物1.0 μL,下游引物1.0 μL,最后以ddH2O 補(bǔ)充至25.0 μL。反應(yīng)條件:94 ℃ 5 min;94 ℃ 1 min,50 ℃ 45 s,72 ℃ 1 min,30 個(gè)循環(huán);72 ℃延伸10 min。PCR擴(kuò)增完成后,擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳檢測。
表1 耐藥基因PCR 引物序列及終產(chǎn)物長度
如圖1 顯示,細(xì)菌在TSA 培養(yǎng)基上生長緩慢,24 h 后,在TSA 固體培養(yǎng)基上生長出淡灰色、圓形、光滑、隆起且邊緣整齊的菌落。挑取單個(gè)菌落進(jìn)行革蘭氏染色,置于油鏡下觀察,可以發(fā)現(xiàn)分離株為革蘭氏陽性球菌,單個(gè)或兩兩相連(圖2),將其命名為DB1 株。
生化試驗(yàn)結(jié)果(表2)顯示,分離菌株生化特性與鼠鼻羅氏菌基本一致,初步確定該菌為鼠鼻羅氏菌。
表2 菌株DB1 生化特性
12 只健康番鴨在隔離觀察7 d 無任何異常后,進(jìn)行動(dòng)物回歸試驗(yàn)。結(jié)果顯示:試驗(yàn)組番鴨在注射菌液4 d 后出現(xiàn)明顯癥狀,主要表現(xiàn)為采食量下降,精神萎靡,鼻腔有黏性分泌物流出,所有試驗(yàn)鴨均無死亡現(xiàn)象;對照組番鴨無任何異?,F(xiàn)象。采集發(fā)病鴨鼻腔黏性分泌物,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室分離培養(yǎng)、生化試驗(yàn)及16S rDNA 基因測序,結(jié)果從發(fā)病鴨鼻腔黏性分泌物中能夠再次分離到鼠鼻羅氏菌。
以提取的DNA 為模板,進(jìn)行16S rDNA 基因PCR 擴(kuò)增,擴(kuò)增產(chǎn)物通過10 g/L 瓊脂糖凝膠電泳檢測。結(jié)果(圖3)顯示,擴(kuò)增產(chǎn)物核苷酸序列大小約為1 500 bp。在GenBank 數(shù)據(jù)庫中經(jīng)Blast比對分析,結(jié)果顯示該菌株與鼠鼻羅氏菌相似度為99%。
使用MEGA 5.05 軟件,將分離菌株DB1 與GenBank 數(shù)據(jù)庫中鼠鼻羅氏菌其他代表性菌株構(gòu)建進(jìn)化樹。結(jié)果(圖4)顯示,分離菌株DB1 與鼠鼻羅氏菌NR025310.1 同在一個(gè)分支,表明該分離菌株為鼠鼻羅氏菌。
根據(jù)各種藥物的濃度測試范圍結(jié)果,分析MIC 結(jié)果,參照CLSI 臨床標(biāo)準(zhǔn),得出以下結(jié)果(表3):本試驗(yàn)分離的鼠鼻羅氏菌DB1 株對卡那霉素、慶大霉素、鏈霉素、紅霉素、氟苯尼考、恩諾沙星、頭孢氨芐均耐藥,僅對多西環(huán)素敏感。
表3 鼠鼻羅氏菌DB1 株肉湯稀釋法藥敏試驗(yàn)結(jié)果 單位:μg/mL
對分離菌株DB1 進(jìn)行β-內(nèi)酰胺類抗生素耐藥基因(TME和OXA-23)PCR 檢測,TME和OXA-23基因預(yù)期擴(kuò)增片段長度分別為535 和1 067 bp。結(jié)果(圖5)顯示,兩種耐藥基因擴(kuò)增均呈陰性。
鼠鼻羅氏菌屬于羅氏菌屬,為兼性厭氧的革蘭氏陽性菌,不形成孢子,無動(dòng)力,最早被歸類為放線菌科。2000 年由Collins 等[2]首次發(fā)現(xiàn)于鼠的鼻腔,并因此得名。2011 年李楠等[7]在空氣中分離到一株鼠鼻羅氏菌,并確定其為具有高水平多重耐藥表型的分離株。2014 年David 等[3]報(bào)道在狗感染部位分離到鼠鼻羅氏菌,表明其作為共生體或者機(jī)會(huì)性病原體在與葡萄球菌混合感染中產(chǎn)生致病性。2021 年趙巧雅等[8]在患病仔兔的肺臟中分離出一株鼠鼻羅氏菌。迄今為止,在我國東北地區(qū)幾乎沒有關(guān)于該菌株在禽類中的報(bào)道。
從本研究藥敏試驗(yàn)結(jié)果可知,分離菌株DB1對多種藥物耐藥,僅對多西環(huán)素敏感。β-內(nèi)酰胺類抗生素耐藥基因檢測結(jié)果為陰性,但分離菌株對該類藥物表現(xiàn)為耐藥,說明該菌產(chǎn)生耐藥性的原因并非耐藥基因,分析原因可能為日常飼養(yǎng)中該類藥物使用較為頻繁,從而導(dǎo)致耐藥性產(chǎn)生。近年來,抗生素濫用現(xiàn)象十分嚴(yán)重,細(xì)菌耐藥性已經(jīng)成為科學(xué)研究的熱點(diǎn)。多重耐藥菌株的產(chǎn)生,也使人們面臨著嚴(yán)峻考驗(yàn)[9]。到目前為止,世界上發(fā)現(xiàn)的高水平耐藥細(xì)菌數(shù)量呈現(xiàn)增長趨勢,如金黃色葡萄球菌[10]、銅綠假單胞菌[11]、鮑曼不動(dòng)桿菌[12]等,這些都是臨床上常見的病原菌,而有關(guān)高水平耐藥鼠鼻羅氏菌卻報(bào)道較少[13-14]。養(yǎng)殖人員在動(dòng)物患病時(shí),特別是疑似或確診為細(xì)菌性感染時(shí),應(yīng)及時(shí)開展藥物敏感性試驗(yàn),使用敏感性高的藥物進(jìn)行針對性治療,做到合理使用,避免抗生素濫用。
本研究從某農(nóng)場患病鴨的鼻拭子中分離到一株優(yōu)勢菌,通過分子生物學(xué)方法鑒定該菌為鼠鼻羅氏菌。從鴨鼻拭子中分離到鼠鼻羅氏菌在我國東北地區(qū)尚屬首次報(bào)道。致病性試驗(yàn)結(jié)果顯示,分離菌株對番鴨具有一定致病性。因此,養(yǎng)殖場在防控細(xì)菌性疾病時(shí),一方面要加強(qiáng)日常飼養(yǎng)管理,提高動(dòng)物機(jī)體免疫機(jī)能,保護(hù)易感動(dòng)物。另一方面,要落實(shí)落細(xì)清洗、消毒等生物安全防控措施,確保養(yǎng)殖場、圈舍內(nèi)清潔衛(wèi)生,切斷細(xì)菌性疾病的傳播途徑。此外,在高水平耐藥菌株跨物種傳播趨勢增強(qiáng)的大背景下,需高度重視病原微生物高水平耐藥給養(yǎng)殖業(yè)帶來的潛在威脅,貯備和建立有效的監(jiān)測及防控機(jī)制,從而保障畜牧業(yè)生產(chǎn)安全和公共衛(wèi)生安全。