李乾龍,王萬(wàn)雯,吳萌華,楊應(yīng)東,萬(wàn)潔,文建國(guó),殷蓓蓓,郝桂英
(1.西昌學(xué)院動(dòng)物科學(xué)院,四川西昌 615013;2.攀枝花市農(nóng)林科學(xué)研究院畜牧水產(chǎn)所,四川攀枝花 617061;3.西昌華寧生物科技有限公司,四川西昌 615000)
立克次體是一類以蜱為主要傳播媒介的病原微生物,是專性寄生于真核細(xì)胞內(nèi)的革蘭氏陰性原核生物,介于細(xì)菌與病毒之間,較接近于細(xì)菌,在蜱蟲體內(nèi)可經(jīng)卵垂直傳播給下一代,通過(guò)叮咬可水平傳播給宿主,引起多種人獸共患病[1]。在遺傳進(jìn)化史上,立克次體主要分為斑疹傷寒和斑點(diǎn)熱群立克次體[2]。目前我國(guó)流行的立克次體至少有10種[3],包括日本立克次體(Rickettsia japonica)、黑龍江立克次體(Rickettsia heilongjiangensis)、立克次體XY99(Rickettsiasp.XY99)、拉烏爾立克次體(Rickettsia raoultii)、西伯利亞立克次體BJ-90亞種(Rickettsia sibiricasubsp.BJ-90)等[4]。近幾年我國(guó)又發(fā)現(xiàn)了幾種新的蜱傳立克次體,如Candidutus Rickettsia jiaonani[5]、Rickettsia erhaii[6]等。隨著新的立克次體不斷被發(fā)現(xiàn),該病原逐漸受到了更多學(xué)者的重視。
我國(guó)已先后從黑龍江、新疆、內(nèi)蒙古、北京、福建、海南、廣東、云南、廣西、四川等?。▍^(qū)、市)的蜱中檢測(cè)到立克次體[7-8]。Yuan等[9]在我國(guó)云南、廣西、廣東等地檢測(cè)到新型立克次體GD01 株,總陽(yáng)性率為12.5%(71/569)。Zhang等[10]報(bào)道我國(guó)四川省蒼溪縣主要流行兩種立克次體,總體陽(yáng)性率為33.5%(63/188)。隨著調(diào)查研究深入,我國(guó)多地發(fā)現(xiàn)蜱攜帶立克次體,且其流行范圍廣,潛在危害大。
攀西地區(qū)位于四川省西南部,山場(chǎng)廣闊,河谷光熱資源豐富,這為動(dòng)植物的生長(zhǎng)發(fā)育提供了優(yōu)良環(huán)境,同時(shí)也給蜱類孳生提供了條件。本地區(qū)牛羊以放牧為主,因此增加了牛羊被蜱叮咬的概率和感染蜱傳病原的風(fēng)險(xiǎn)。目前關(guān)于攀西地區(qū)蜱的區(qū)系分布及蜱傳立克次體感染情況的調(diào)查研究報(bào)道較少。為了解攀西地區(qū)蜱傳立克次體的流行情況,對(duì)采集自攀西地區(qū)的蜱進(jìn)行種類鑒定和立克次體分子檢測(cè),以期為攀西地區(qū)蜱傳立克次體病的綜合防控提供依據(jù)。
2021 年6 月至2022 年3 月,在涼山彝族自治州和攀枝花市,隨機(jī)選擇牛羊,共采集其體表的蜱252 只,其中西昌市38 只(羊源10 只、牛源28 只)、鹽源縣23 只(牛源)、美姑縣30 只(羊源)、木里縣19 只(羊源)、會(huì)東縣21 只(羊源)、布拖縣7 只(羊源)、昭覺縣7 只(牛源)、普格縣7只(牛源)、米易縣40 只(羊源)、鹽邊縣60 只(羊源),編號(hào)標(biāo)記后保存于1.5 mL 離心管中待檢。
冷凍混合球磨儀(MM400),德國(guó)萊馳公司產(chǎn)品;電泳儀(JY600E),北京君意電泳儀科技有限公司產(chǎn)品;SDS-PAGE 凝膠成像系統(tǒng),美國(guó)伯樂(lè)GelDocXR+公司產(chǎn)品;銀制PCR 儀(Nexus GSX)、高速離心機(jī)(5810R)、冰箱(U725)、可調(diào)微量移液槍,均為德國(guó)艾本德公司產(chǎn)品;試劑主要有:2×EasyTaqPCR superMix、DL 2 000 DNA Maker、TBE(tris-硼酸電泳緩沖液)、核酸染料、生理鹽水等。
首先對(duì)蜱進(jìn)行觀察,根據(jù)鄧國(guó)藩等[11]主編的《中國(guó)經(jīng)濟(jì)昆蟲志.硬蜱科》進(jìn)行初步形態(tài)學(xué)鑒定;然后將蜱蟲洗凈放入1.5 mL 離心管中(如為成蜱可剪取一半),用干凈的剪刀將蜱蟲剪碎后加入200 μL 滅菌生理鹽水,再向離心管中加入4 粒鋼珠,研磨8 min 及以上;取出鋼珠后,按照血液/細(xì)胞/組織基因組DNA 提取試劑盒說(shuō)明書提取DNA 并置于-80 ℃冰箱保存。
根據(jù)已發(fā)表文獻(xiàn)[12]對(duì)蜱蟲16S rRNA 進(jìn)行擴(kuò)增,引物序列見表1。PCR 擴(kuò)增體系(25.0 μL):
2×EasyTaqPCR superMix 12.5 μL,ddH2O 9.5 μL,引物T16SP1和T16SP2各1.0 μL,模板1.0 μL。PCR 擴(kuò)增程序:95 ℃ 5 min;95 ℃ 45 s、50 ℃ 45 s、72 ℃ 45 s,共38 個(gè)循環(huán);72 ℃ 6 min。使用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè),所得到的陽(yáng)性樣本進(jìn)行切膠送生物公司測(cè)序,通過(guò)序列比對(duì)確定蜱種類。
表1 蜱種類鑒定引物信息
采用郭利萍[13]報(bào)道的引物,擴(kuò)增外膜蛋白A編碼基因(ompA);采用高悅等[2]報(bào)道的套式PCR引物,擴(kuò)增立克次體檸檬合成酶編碼基因(gltA)。以上引物均由上海杰李生物有限公司合成,引物序列見表2。
表2 立克次體引物名稱、序列及其目的條帶
PCR 擴(kuò)增體系(25.0 μL):2×EasyTaqPCR superMix 12.5 μL,ddH2O 9.5 μL,上、下游引物各1.0 μL,模板1.0 μL。
ompA基因擴(kuò)增程序:94 ℃ 5 min;94 ℃ 30 s、46 ℃ 30 s、72 ℃ 35 s,共35 個(gè)循環(huán);72 ℃ 6 min。
gltA基因第一輪擴(kuò)增程序:94 ℃ 5 min;94 ℃30 s、50 ℃ 30 s、72 ℃ 80 s,共35 個(gè)循環(huán);72 ℃5 min。第二輪擴(kuò)增程序:94 ℃ 5 min;94 ℃30 s、52 ℃ 30 s、72 ℃ 30 s,共35 個(gè)循環(huán);72 ℃5 min。
PCR 產(chǎn)物用1%瓊脂糖凝膠電泳,選取陽(yáng)性產(chǎn)物送至生工生物工程(成都)有限公司雙向測(cè)序。
將測(cè)序得到的立克次體gltA、ompA基因片段,經(jīng)拼接剪切后通過(guò)Blast 進(jìn)行同源性比對(duì),下載同源性較高的序列作為參考序列,同時(shí)下載不同種立克次體的同源基因序列,利用MEGA-X 通過(guò)Maximum Likelihood 法構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹,并設(shè)置自舉值為1 000。
立克次體感染情況用Excel 軟件分析。對(duì)不同地區(qū)、不同宿主的蜱攜帶立克次體陽(yáng)性率,利用SPSS 21.0 軟件進(jìn)行卡方檢驗(yàn)。當(dāng)P<0.05 時(shí),差異顯著即存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;P>0.05 時(shí),差異不顯著。
對(duì)252 只蜱蟲先進(jìn)行形態(tài)觀察鑒定,再通過(guò)PCR 擴(kuò)增16S rRNA 基因,經(jīng)過(guò)1%瓊脂糖凝膠電泳,發(fā)現(xiàn)電泳條帶與目的條帶(460 bp)基本一致(圖1)。陽(yáng)性樣本測(cè)序結(jié)果經(jīng)Blast 比對(duì),確定為微小扇頭蜱和褐黃血蜱。
PCR 擴(kuò)增結(jié)果經(jīng)1%瓊脂糖凝膠電泳后得到的目的條帶均與預(yù)期目的片段(ompA為510 bp,gltA為381 bp)大小一致(圖2),分別擴(kuò)增出74份ompA基因和11份gltA基因陽(yáng)性樣本。
圖1 蜱16S rRNA 基因片段PCR 擴(kuò)增電泳結(jié)果
圖2 立克次體ompA、gltA 基因PCR 擴(kuò)增電泳結(jié)果
2.2.1ompA基因序列分析及系統(tǒng)發(fā)育樹構(gòu)建共有29 個(gè)陽(yáng)性樣本ompA基因測(cè)序成功,進(jìn)行剪切后序列長(zhǎng)度約為486 bp。ompA基因片段序列同源性分析顯示:主要存在兩種斑點(diǎn)熱立克次體序列,樣本BTY227 序列與我國(guó)陜西省長(zhǎng)角血蜱體內(nèi)檢測(cè)到的敬信立克次體暫定種(Candidatus R.jingxinensis,MH932061)同源性為100%(483/483 bp),XCY98 與微小扇頭蜱中檢測(cè)到的立克次體共生菌(Rickettsia endosymbiontofRhipicephalus microplus,MN537556)同源性為100%(486/486 bp)。以Rickettsia akari為外群,基于ompA基因構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹(圖3)顯示:BTY227 與敬信立克次體暫定種聚為一支,親緣關(guān)系近;XCY98 與立克次體共生菌聚為一支,親緣關(guān)系近,且與馬賽立克次體、扇頭立克次體有較近的親緣關(guān)系。
圖3 基于ompA 基因序列構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹
2.2.2gltA基因擴(kuò)增結(jié)果分析及系統(tǒng)發(fā)育樹構(gòu)建共有11 份陽(yáng)性樣本gltA基因測(cè)序成功,序列長(zhǎng)度約為366 bp。gltA基因片段序列同源性分析顯示:主要存在兩種斑點(diǎn)熱立克次體序列,樣本BTY227與從我國(guó)南方微小扇頭蜱體內(nèi)分離的敬信立克次體暫定種(Candidatus R.jingxinensis,MW114883)同源性為100%(366/366 bp),MYY86 與從意大利血紅扇頭蜱體內(nèi)分離的馬賽立克次體(R.massiliae,KJ663741)同源性為99.73%(365/366 bp)。以Rickettsia bellii為外群,基于gltA基因構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹(圖4)顯示:BTY227 與敬信立克次體暫定種聚為一支,親緣關(guān)系近;MYY86 與馬賽立克次體聚為一支,有較近的親緣關(guān)系。
圖4 基于gltA 基因序列的系統(tǒng)發(fā)育樹
2.3.1 不同種類 從采集的252 份蜱樣品中,共檢出立克次體74 份,總體陽(yáng)性率為29.37%(74/252)。共檢出31 份敬信立克次體暫定種(Candidatus R.jingxinensis),其中西昌牛源9 份、米易羊源5 份、普格牛源2 份、會(huì)東牛源6 份、美姑牛源5 份、木里羊源1 份、布拖羊源3 份;檢出立克次體共生菌(Rickettsia endosymbiontofRhipicephalus microplus)2 份,均為西昌羊源;檢出馬賽立克次體(R.massiliae)1 份,為米易羊源。由此推斷,敬信立克次體暫定種為攀西地區(qū)立克次體優(yōu)勢(shì)種。
2.3.2 不同采集地 本次采集的蜱來(lái)自10 個(gè)縣市,不同采集地的蜱攜帶立克次體陽(yáng)性率不同。ompA基因檢測(cè)結(jié)果(表3)顯示:布拖陽(yáng)性率最高,為57.14%,其次為西昌55.26%,會(huì)東42.86%;經(jīng)卡方檢驗(yàn),10 個(gè)縣市中,排除未檢測(cè)到立克次體的鹽源、昭覺后,剩余8 個(gè)縣市的蜱攜帶立克次體陽(yáng)性率 差異顯著(P=0.023,<0.05)。gltA基因檢測(cè)結(jié)果(表3)顯示:同樣是布拖陽(yáng)性率最高,為28.57%,其次為普格14.29%、美姑13.33%;經(jīng)卡方檢驗(yàn),10 個(gè)縣市中,排除未檢出的縣市,不同縣市的蜱攜帶立克次體陽(yáng)性率差異不顯著(P=0.611)。單位:%
表3 不同縣市蜱攜帶立克次體檢測(cè)陽(yáng)性率統(tǒng)計(jì)
2.3.3 不同宿主 從總體來(lái)看,不同牛羊來(lái)源蜱攜帶的立克次體陽(yáng)性率相近,其中牛源蜱攜帶的立克次體陽(yáng)性率為29.55%,羊源蜱攜帶立克次體陽(yáng)性率為29.27%(表4)。經(jīng)卡方檢驗(yàn),牛、羊宿主蜱攜帶的立克次體陽(yáng)性率差異不顯著(P=1.000)。但在西昌市,蜱攜帶的立克次體情況與宿主有顯著差異(P=0.009),而在美姑縣,蜱攜帶立克次體情況與宿主無(wú)顯著差異(P=0.708)。
因蜱的發(fā)育經(jīng)歷了卵、幼蜱、若蜱、成蜱,因此通過(guò)形態(tài)學(xué)觀察需要鑒定人員具有豐富的經(jīng)驗(yàn),因此分子學(xué)鑒定更受廣大學(xué)者青睞。用于蜱分子生物學(xué)鑒定的基因主要有16S rRNA、COI、COII、ITS-1、ITS-2[12,14-15]。16S rRNA 基因序列高度保守,因此常作為蜱種類鑒定靶基因。攀西地區(qū)幅員遼闊,地理、氣候等特點(diǎn)適合蜱生活繁衍。而該地區(qū)蜱的區(qū)系分布調(diào)查仍處于空白。本檢測(cè)發(fā)現(xiàn),微小扇頭蜱為攀西地區(qū)的優(yōu)勢(shì)蜱種,并分布有褐黃血蜱。該結(jié)果與姚曉燕等[16]對(duì)我國(guó)微小扇頭蜱分布情況的總結(jié)相符。攀西地區(qū)位于川南,與云南省接壤且與其氣候特點(diǎn)類似,也屬于微小扇頭蜱生長(zhǎng)的中高適生區(qū)。
表4 不同宿主來(lái)源蜱攜帶的立克次體檢測(cè)陽(yáng)性率統(tǒng)計(jì)單位:%
目前針對(duì)蜱攜帶立克次體的檢測(cè)方法多樣,但用于流行病學(xué)調(diào)查的仍以分子生物學(xué)檢測(cè)方法為主,包括普通PCR、巢式PCR、實(shí)時(shí)熒光定量PCR 及自殺式PCR(suicide PCR)[17]。主要的靶基因有16S rRNA、檸檬合成酶基因(gltA)、外膜蛋白A 基因(ompA)、外膜蛋白B 基因(ompB)以及細(xì)胞表面抗原1(sca1)、細(xì)胞表面抗原4(sca4)、17 kDa 蛋白抗原等編碼基因。其中ompA與ompB對(duì)斑點(diǎn)熱群立克次體有較好的特異性及鑒別性,即不同斑點(diǎn)熱群立克次體,其ompA表現(xiàn)出種的特異性,對(duì)斑點(diǎn)熱群立克次體的基因型、亞型鑒定及分類具有重要意義,此外ompA基因還可以準(zhǔn)確把握斑點(diǎn)熱群立克次體的遺傳變異特征[18]。
唐天才[19]報(bào)道四川省石渠縣斑點(diǎn)熱立克次體總陽(yáng)性率為49.48%,盛悅[20]報(bào)道內(nèi)蒙古斑點(diǎn)熱群立克次體總陽(yáng)性率為37.7%。而本研究發(fā)現(xiàn),攀西地區(qū)蜱攜帶立克次體陽(yáng)性率為29.37%,低于上述兩個(gè)地區(qū)。攀西地區(qū)作為四川省的西部城市群,有發(fā)展農(nóng)牧業(yè)得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì),屬于典型的半農(nóng)牧地區(qū),相比純牧區(qū)的內(nèi)蒙古及石渠縣,其立克次體陽(yáng)性率的差異可能與蜱種類分布及氣候、海拔等自然條件不同有關(guān)。蜱蟲傳播需要借助宿主來(lái)完成,例如依靠鳥類遷徙、牲畜貿(mào)易等。攀西地區(qū)各地交通不便,蜱蟲傳播途徑受限,導(dǎo)致各地區(qū)蜱種類及數(shù)量有差異,進(jìn)而導(dǎo)致其攜帶的立克次體陽(yáng)性率不同。此外,采樣過(guò)程中經(jīng)咨詢牧民與養(yǎng)殖戶得知,不同地區(qū)不同養(yǎng)殖戶的驅(qū)蟲意識(shí)參差不齊,導(dǎo)致個(gè)別地區(qū)蜱蟲孳生,蜱攜帶的立克次體陽(yáng)性率較高。不同宿主蜱攜帶的立克次體陽(yáng)性率差異不顯著,這與該地區(qū)蜱蟲無(wú)差別叮咬有關(guān),而個(gè)別地區(qū)陽(yáng)性率差異顯著可能與牛羊養(yǎng)殖模式不同等因素有關(guān)。
本研究證實(shí),攀西地區(qū)存在3 種立克次體,其中敬信立克次體暫定種為優(yōu)勢(shì)種,其與Guo等[21]報(bào)道的陜西省長(zhǎng)角血蜱體內(nèi)敬信立克次體暫定種序列(MH932061)同源性高達(dá)100%;且系統(tǒng)發(fā)育樹顯示,兩個(gè)地區(qū)的立克次體處于同一分支。以上表明,敬信立克次體暫定種可能是國(guó)內(nèi)多個(gè)地區(qū)的立克次體優(yōu)勢(shì)種,需要重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)其流行的控制。馬賽立克次體與斑點(diǎn)熱感染有關(guān),首次于法國(guó)扇頭蜱屬體內(nèi)被發(fā)現(xiàn)[22]。Wei等[23]首次在國(guó)內(nèi)西北部的新疆伊犁縣圖蘭扇頭蜱體內(nèi)檢測(cè)到馬賽立克次體,其蜱攜帶率為3.50%(4/114);Guo等[24]在西北部塔克拉瑪干沙漠圖蘭扇頭蜱體內(nèi)檢測(cè)到馬賽立克次體,蜱攜帶率為1.71%(2/117)。本檢測(cè)發(fā)現(xiàn),微小扇頭蜱的立克次體攜帶率為0.40%(1/252),與上述結(jié)果基本相符,存在低攜帶率現(xiàn)象且都發(fā)現(xiàn)于扇頭蜱屬。綜上,攀西地區(qū)存在發(fā)生立克次體病的潛在威脅,應(yīng)重視蜱傳立克次體病預(yù)防。
目前攀西地區(qū)乃至涼山彝族自治州均缺乏系統(tǒng)的蜱種檢測(cè)及蜱傳立克次體的分析與研究。涼山州及周邊多為少數(shù)民族群居,天然放牧為主的飼養(yǎng)方式使得人們與自然及牲畜接觸增多,被蜱叮咬的概率較大,蜱傳立克次體病發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)較高。因此,當(dāng)?shù)貞?yīng)做好對(duì)牛、羊等家畜的驅(qū)蟲工作,避免在蜱蟲活動(dòng)高峰期放牧,采取相應(yīng)防護(hù)措施,防止被蜱蟲叮咬。各縣市應(yīng)設(shè)立哨點(diǎn)醫(yī)院,重點(diǎn)監(jiān)測(cè)、控制和治療蜱傳立克次體病,做好宣傳,提高群眾防范意識(shí),以保證公共衛(wèi)生安全及畜牧業(yè)有序發(fā)展。