陕西省市售鸡肉中金黄色葡萄球菌的毒力基因及其药敏检测*
2012-08-21徐本锦张伟松杨保伟席美丽夏效东孟江洪李新平
徐本锦,张伟松,王 新,杨保伟,席美丽,夏效东,孟江洪,李新平
2.西北农林科技大学食品科学与工程学院,杨凌 712100
金黄色葡萄球菌是引起细菌性食物中毒的一种重要病原菌,有些菌株能产生多种外毒素(肠毒素、剥脱毒素、中毒休克毒素-1和杀白细胞素等),能够导致食物中毒或感染[1]。近年来,随着抗生素的广泛使用及滥用,耐甲氧西林金黄色葡萄球菌在动物源性食品中的检测率不断提高[2-3],这已成为公共关注的社会问题。
已有报道[3-4]市售鸡肉中携带“超耐药菌”MRSA(methicillin-resistantStaphylococcusaureus),而鸡肉在我国是第二大肉类消费品,鸡肉食品从加工、运输到销售的过程中很容易被金黄色葡萄球菌污染。目前,有关陕西省市售鸡肉中金黄色葡萄球菌的耐药性、毒素基因和MRSA的资料尚不多。本研究对陕西省市售鸡肉样本中分离的122株金黄色葡萄球菌进行药敏实验、毒素基因检测和MRSA流行分析,为我国鸡肉食品的安全评估提供理论依据,并为临床用药提供理论指导。
1 材料与方法
1.1 培养基和主要试剂 LB营养琼脂,MH琼脂,购自陆桥技术责任有限公司;Taq DNA聚合酶、d NTPs、100 bp DNA marker、DL2000 DNA marker、引物,购自大连宝生物公司;琼脂糖(Agarose)购自Sigma公司;四环素、庆大霉素、头孢西丁、头孢哌酮、阿米卡星、万古霉素、苯唑西林、甲氧苄啶/磺胺甲恶唑、氯霉素、环丙沙星、红霉素,阿莫西林/克拉维酸14种抗生素购自sigma公司;氯化钠购自西安化学试剂厂。
1.2 菌株与标准菌株 从陕西省524份市售鸡肉样本中分离鉴定的金黄色葡萄球菌122株,由本实验室保存;药敏试验所用标准菌株ATCC29213和ATCC25923由本实验室保存。
1.3 基因组DNA的提取 用棉签蘸取经纯化培养的细菌于LB琼脂上进行活化,用棉签将活化培养的细菌置于装有500μL蒸馏水的1.5 m L离心管中,混匀。加热煮沸20min后,13 000rpm离心10 min,取上清液,于-20℃冰箱中保存备用。
1.4 PCR扩增及引物设计 按照Zhang[5]等的报道执行mec A基因的引物合成和扩增条件,通过PCR扩增鉴定耐甲氧西林金黄色葡萄球菌。按照王琴[6]等的报道执行pvl基因的引物合成和扩增条件。按照Peles[7]等的报道执行ses和tsst-1基因的引物合成和扩增条件。按照Noguchi等[8]的报道执行剥落毒素基因(eta和etb)的引物合成和扩增条件。以上引物均由大连宝生物公司合成,引物序列及片段长度见表1。
1.5 电泳PCR产物进行琼脂糖凝胶电泳,凝胶浓度为1%,利用标准大小的DNA Marker,观察电泳完成后的凝胶,并记录PCR扩增的结果。
1.6 药敏性检测 参照CLSI[9]推荐的琼脂稀释法执行14种抗生素的药敏试验。
2 结 果
2.1mec A基因和毒素基因检测 本研究对122株金黄色葡萄球菌进行mec A基因和毒素基因检测,结果见图1。4.92%(6/122)的菌株携带有mec A基因。59.84%(73/122)的菌株携带有毒素基因,其中携带两种以上毒素基因的检测率为23.77%(29/122)。pvl基因的检出率为25.41%(31/122),肠 毒 素 基 因 的 检 出 率 为 51.64% (63/122),其中含有传统肠毒素基因(sea-see)的检测率为17.21%(21/122),仅含有新型肠毒素基因(segsej)的检测率为34.43%(42/122),肠毒素基因中sej的检出率最高,达37.70%(46/122),其次是seh,为13.11%(16/122),sea、seb、sec和sed基因的检出率 分 别为 6.56% (8/122)、3.28% (4/122)、5.74%(7/122)和1.64%(2/122),所有鸡肉分离菌株中均未检测到see、seg、sei、ets和tsst-1基因。共检测到20种毒素基因型,其中最多基因型为sej(21.31%;26/122),其次是pvl(8.20%;10/122)。
表1 PCR扩增引物Tab.1 Oligonucleotide primers used in PCR
图1 122株金黄色葡萄球菌ets、tsst-1、pvl和ses毒素基因检测结果Fig.1 PCR detection of ets,tsst-1,pvl and ses genes from 122 S.aureus isolates
2.2 耐药性检测 对122株金黄色葡萄球菌进行药敏试验,结果见表2。菌株对红霉素的耐药率最高(87.70%),耐药率较高的依次为甲氧苄啶/磺胺甲恶唑(81.97%)、四环素(67.21%)、阿米卡星(59.02%)、环 丙 沙 星 (53.28%)、苯 唑 西 林(52.46%)和阿莫西林/克拉维酸(40.16%),对氨苄西林、氯霉素、庆大霉素、头孢西丁和头孢哌酮的耐药率分别为32.79%、27.05%、20.49%、13.11%和2.46%,所有菌株均对万古霉素敏感。
表2 122株鸡肉样本金黄色葡萄球菌药敏结果Tab.2 Antimicrobial resistances among 122 S.aureus strains isolated from retail chicken
又对所有菌株的多重耐药状况进行了统计,结果见图2。122株金黄色葡萄球菌100.00%存在耐药,其中3.28% (4/122)的株菌对1种抗生素耐药,8.20% (10/122 )的株 菌 对2种 抗 生 素 耐 药,13.11%(16/122)的株菌对3种抗生素耐药,22.95% (28/122 )的 株 菌 对4种 抗 生 素 耐 药,14.75% (18/122)的 株 菌 对 5 种 抗 生 素 耐 药,6.56%(8/122)的株菌对6种抗生素耐药,31.15%(38/122)的株菌对7种或7种以上抗生素耐药,共产生72种耐药谱(未列出),多重耐药(≥3种抗生素)率达88.52%(108/122)。
图2 市售鸡肉样本中122株金黄色葡萄球菌的多重耐药状况Fig.2 Multidrug resistance(MDR)observation among 122 S.aureus isolates from retail chicken
3 讨 论
目 前,国 内 外 很 多 研 究 人 员[2,10-11]已 经 对 金 黄色葡萄球菌各类毒素基因(肠毒素基因,剥脱毒素基因以及中毒休克症毒素基因等)的流行与分布进行了报道,但其结果差异很大。本研究分离菌株携带毒素基因 (59.84%)与中国的报道[10](63.00%)基本一致,而与美国[2](84.9%)和韩国[11](29.6%)的报道差别较大,说明不同国家和地区以及不同来源的食源性金黄色葡萄球菌,其毒素基因的流行情况存在一定的差异,但这些毒素基因携带率均较高,因此,应加强食品中金黄色葡萄球菌毒素基因的检测,防止食物中毒事件的发生。
已有研究报道[1,12]食物中毒分离株携带较多的新型肠毒素基因,说明新型肠毒素基因的存在可能与食物中毒有关。本研究分离菌株也携带较多(34.43%)的新型肠毒素基因,表明陕西省鸡肉存在一定的安全隐患,因此,应加强鸡肉食品中新型肠毒素基因的检测。研究表明,全球95%的金黄色葡萄球食物中毒事件由经典肠毒素引起[13],本研究分离菌株携带经典肠毒素基因也较多(17.21%),这进一步说明市售鸡肉存在一定的安全隐患,提示我们应加强鸡肉中金黄色葡萄球菌的检测,防止其肠毒素进入食物链。
杀 白 细 胞 素 (panton-valentine leukocidin,PVL)是金黄色葡萄球菌产生的外毒素,是重要的致病因子,能在儿童和成人患者中造成严重的坏死性肺炎和皮肤损害[14]。本研究分离菌株携带pvl基因 (25.41%)与国内王凤玲等[15](29.7%)和张静等[16](19.30%)报道的基本一致,而与国外 Gillet等[14](4.5%)和 Udo等[17](9%)报道的差别较大,提示鸡肉食品中pvl毒素基因的流行可能具有地域性,应加强鸡肉食品中金黄色葡萄球菌pvl基因的检测。
近年来,食源性金黄色葡萄球菌呈现出多重耐药[2,10]的特点,尤其是食源性耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(methicillin resistantstaphylococcusanreusMRSA)的出现[17],使得食源性金黄色葡萄球菌的耐药性问题成为公共关注的热点问题,然而,关于我国鸡肉源金黄色葡萄球菌耐药特征的报道并不多,,本研究结果显示,鸡肉源金黄色葡萄球菌对红霉素的耐药率最高(87.70%),其次为甲氧苄啶/磺胺甲恶唑(81.97%)和四环素(67.21%),这一结果与 Pu等[2]和刘冬香等[18]等报道的食源性金黄色葡萄球菌的耐药情况存在一定的差异,如刘冬香等[18]报道中国动物源性食品中金黄色葡萄球菌耐药率依次为四环素(42.5%)、红霉素 (41.6%)和环丙沙星(2.7%)。而Pu等[2]报道美国零售肉中的金黄色葡萄球菌耐药率依次为四环素(67%)、红霉素(30%)、环丙沙星(13%)和庆大霉素(3%),说明不同国家和地区以及不同来源的食源性金黄色葡萄球菌,其耐药情况存在一定的差异,因此,应加强监管鸡肉生产过程中抗生素的使用,避免耐药菌株的产生。
自20世纪60年代耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)被发现以来,MRSA的出现呈上升趋势[19],本研究共检测到6株(4.92%)MRSA 菌株,且所有MRSA菌株不仅对多种抗生素耐药,而且还携带种类和数目较多的毒素基因,现已有食源性MRSA感染的报道[17],因此,应加强鸡肉食品中MRSA菌株的检测,防止其进入到食物链中。
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