眼镜蛇中间克吕沃菌的分离鉴定及药敏试验
2017-01-04杜乐妍王海烽赵宝华何宏轩
杜乐妍,王海烽,时 晓,赵宝华,何宏轩*
(1.河北师范大学,河北石家庄 050024;2.北京市水生野生动植物救护中心,北京 102100;3.中国科学院动物研究所,北京 100101)
眼镜蛇中间克吕沃菌的分离鉴定及药敏试验
杜乐妍1,3,王海烽3,时 晓2,赵宝华1*,何宏轩3*
(1.河北师范大学,河北石家庄 050024;2.北京市水生野生动植物救护中心,北京 102100;3.中国科学院动物研究所,北京 100101)
为了研究北京市昌平区蛇场眼镜蛇的死亡原因,对眼镜蛇进行剖检、病理组织观察、病原菌的分离培养、生化鉴定、16 S rRNA PCR以及致病力试验,确定致病菌为中间克吕沃菌。药敏试验结果显示,该菌对阿米卡星、庆大霉素、亚胺培南、美洛培南、头孢他啶、头孢噻肟、头孢吡肟、氨曲南、阿莫西林/克拉维酸、哌拉西林/他唑巴坦、左氧沙星高度敏感,对氨苄西林、氨苄西林/舒巴坦、复方新诺明、氯霉素、四环素、哌拉西林耐药。试验结果可为眼镜蛇感染中间克吕沃菌的治疗提供依据。
眼镜蛇;中间克吕沃菌;分离鉴定;药敏试验
中间克吕沃菌为革兰阴性菌,属于肠杆菌科、克吕沃菌属[1]。1981年Farme等正式确立克吕沃菌属,包括抗坏血酸克吕沃菌(Kluyveraascorbata)、栖冷克吕沃菌(Kluyveracryocrescens)和克吕沃菌种群3(Kluyveraspp)[2],中间克吕沃菌属于克吕沃菌属种群3[3]。19世纪80年代早期,克吕沃菌被认为是人体内的正常菌群之一,不具有致病性[2]。然而,近年来关于克吕沃菌感染的病例越来越多,包括胃肠道感染[4-5]、尿路感染[6-7]、软组织感染[8-9]等,甚至败血症[10]以及其他的严重感染[1,7]。目前,已报道的感染案例主要以人为主,未见蛇感染该菌的报道。2014年10月,北京市昌平区蛇场眼镜蛇出现腹泻、行动迟缓、停食、消瘦以及死亡情况。通过对患病眼镜蛇进行病原菌的分离鉴定以及致病力试验,确定导致眼镜蛇死亡的致病菌,进行体外药敏试验,从而指导蛇场用药。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 试验用动物 5条患病眼镜蛇均来自北京市昌平区蛇场,其中1条已死亡;SD大鼠,购自北京华阜康生物科技股份有限公司。
1.1.2 主要试剂 营养琼脂培养基、肉汤培养基,北京陆桥技术有限责任公司产品;2×TaqPCR Master Mix,天根生化科技有限公司产品;DNA标准DL 2 000,宝生物工程(大连)有限公司产品;BD革兰阴性/阳性细菌鉴定/药敏板,上海碧迪医疗器械有限公司产品;药敏纸片,北京天坛药物生物技术开发公司产品。
1.2 方法
1.2.1 患病眼镜蛇的剖检及病理组织观察 对患病眼镜蛇进行剖检,观察并记录其内脏器官的病理变化。用100 mL/L福尔马林对患病眼镜蛇心脏、肝脏、肾脏等组织固定,制作病理切片观察。
1.2.2 病原菌的分离培养与形态学观察 无菌条件下,取患病眼镜蛇的咽拭、肛拭、心脏、肝脏、肾脏、肺组织接种于营养琼脂平板,37℃恒温培养18 h。对优势菌的单菌落划线培养,进行纯化,观察其形态,并进行革兰染色。
1.2.3 病原菌的生化鉴定 将病原菌的纯培养菌液稀释至麦氏浓度0.5~0.6,使用BD PhoenixTM-100全自动细菌鉴定仪,对分离菌进行生理生化鉴定。
1.2.4 病原菌的16 S rRNA鉴定 以纯化后的单菌落为模版,进行细菌16 S rRNA扩增,引物序列:27F:5′ -AGAGTTTGATCMTGGCTCAG-3′;1492R:5′-TACGGYTACCTTGTTACGACTT-3′。引物由北京六合华大基因科技有限公司合成。PCR产物用10 g/L琼脂糖凝胶电泳进行检测,PCR纯化产物送北京六合华大基因科技有限公司测序,将测序结果在NCBI上进行比对。将得到的序列用MEGA6进行分析,构建进化树。
1.2.5 病原菌药敏试验 使用Kirby-Bauer法[11],稀释菌液至麦氏浓度0.5,在MH平板均匀涂布,贴上19种药敏片,每块平板5片,37℃培养24 h,参照美国临床实验室标准化委员会(NCCLS)药敏标准判断结果。
1.2.6 SD大鼠致病力试验 将病原菌培养16 h后,调整菌液浓度至1.5×109CFU/mL。取SD大鼠6只,随机分成2组,其中试验组5只,对照组1只,试验组采取腹腔注射的方法进行攻毒,攻毒剂量为0.2 mL/10 g体重,对照组采取相同的方法注射同等剂量的灭菌生理盐水[12-13]。试验组和对照组分开饲养,观察记录大鼠的发病情况。
2 结果
2.1 患病眼镜蛇的病理变化
对患病眼镜蛇进行剖检,发现其肺部和心脏肿大,肝脏、肺、肾脏均出现不同程度的出血(图1A、图1B),其中肝脏病变最严重,同时,肠道、肺、肾脏、食管均有不同程度的出血或纤维素性渗出(图1C、图1D)。观察病理组织切片发现心肌增生,纤维蛋白渗出(图2A),肺出血、水肿,肺泡壁增厚(图2B),肝脏组织出现颗粒性坏死,淋巴细胞增加(图2C)。
A,D.肝脏;B,C.肺脏
A,D.Liver;B,C.Lung
图1 剖检病理变化
Fig.1 Pathological lesions in autopsy
A.心脏(600×);B.肺脏(600×);C.肝脏(600×)
A.Heart(600×); B.Lung(600×);C.Liver(600×)
图2 眼镜蛇病理组织切片图
Fig.2 Histopathological slice observation in cobra
2.2 病原菌的分离培养与形态学观察
分离得到1株优势菌株,在营养琼脂平板上为圆形、半透明、表面光滑的菌落。进行革兰染色,镜检结果为革兰阴性杆菌。
2.3 病原菌生化鉴定结果
使用BD PhoenixTM-100全自动细菌鉴定仪进行鉴定,可信度高于90%,给出结果(表1)。与BD鉴定仪细菌库标准菌株的生化鉴定结果相比,分离菌只有精氨酸-精氨酸-AMC、L-亮氨酸-AMC这两项结果不符。BD PhoenixTM-100细菌鉴定仪结果显示该菌为中间克吕沃菌的可信度为99%,可初步可将病原菌鉴定为中间克吕沃菌。
表1 病原菌的生化鉴定
Table 1 The biochemical identification of the pathogenic bacteria
项目Item分离菌Isolatedbacteria标准菌Standardbacteria精氨酸-精氨酸-AMCARARR-+苷氨酸-AMCGLYB-VL-精氨酸-AMCLARGH-VL-亮氨酸-AMCLLEUH-+L-脯氨酸-AMCLPROB--L-色氨酸-AMCLTRY--乙酸ACT-V柠檬酸盐CIT-VD-甘露醇DMNT+V丙二酸MLO-V顺芷酸TIG--GAMMA-L-谷氨酰-NALGGH--PNP-BD葡糖苷BDGLU++BETA-阿洛糖BALL-VDEDXTROSEDEX++D-半乳糖DGAL++D-蜜二糖DMLB++蔗糖DSUC-VL-阿拉伯糖LARA+V甲基-B-葡糖苷MBGU+VN-乙酰-氨基半乳糖NGA--鸟氨酸ORN+V七叶酸ESC++苷氨酸-脯氨酸-AMCGLPRB--戊二酰-苷氨酸-精氨酸-AMCGUGAH--L-谷氨酸-AMCLGTA-VL-苯丙氨酸-AMCLPHET--L-焦谷氨酸-AMCLPYR--赖氨酸-丙氨酸-AMCLYALD-V福寿草醇ADO--多黏菌素ECLST--ALPHA-酮戊二酸KGA-V多黏菌素BPXB--U-N-乙酰-BD-氨基葡糖NAG--赖氨酸-丙氨酸-AMCLYALD-VBIS(PNP)磷酸盐BPHO++BETA-龙胆二糖BGEN++D-果糖DFRU++D-葡糖酸DGUA++山梨醇DSBT--半乳糖醛酸GRA+VL-鼠李糖LRHA++麦芽酮糖MTU++N-乙酰-葡糖胺NGU++尿素URE--
注:“+”为阳性反应;“-”为阴性反应;“V”为可疑。
Note:"+" Positive;"-" Negative; "V" Ariable.
2.4 病原菌的16 S rRNA鉴定结果
病原菌的16 S rRNA基因PCR扩增凝胶电泳显示该菌扩增的基因片段约为1 466 bp左右(图3)。将测序结果在NCBI中进行比对,发现其与GenBank登录的多株中间克吕沃菌(KM222638,KT767953,KT767943,KT767942,KT767802)同源性均为99%,说明该菌为中间克吕沃菌。使用MEGA 6制作16 S rRNA基因序列进化树(图4),表明分离菌(Kluyveraintermedia cobra)与中间克吕沃菌亲缘关系最近,处于同一进化枝上。
M.DNA标准DL 2 000; 1.病原菌16 S rRNA PCR产物
M.DNA Marker DL 2 000;1.PCR products of 16 S rRNA of bacteria
图3 病原菌16 S rRNA PCR扩增电泳图
Fig.3 Electrophoresis of PCR products of 16 S rRNA of bacteria
图4 16 S rRNA基因序列进化树
2.5 病原菌药敏试验结果
分离的病原菌对阿米卡星、庆大霉素、亚胺培南、美洛培南、头孢他啶、头孢噻肟、头孢吡肟、氨曲南、阿莫西林/克拉维酸、哌拉西林/他唑巴坦、左氧沙星高度敏感;对头孢唑林、环丙沙星中度敏感;对氨苄西林、氨苄西林/舒巴坦、复方新诺明、氯霉素、四环素、哌拉西林耐药(表2)。
2.6 SD大鼠致病力试验
试验组大鼠接种菌液29 h后,表现为精神委靡,行动迟缓,食欲不振,呈腹式呼吸。接种36 h内,试验组大鼠全部死亡,对照组大鼠正常。对死亡大鼠进行剖检发现,其肠道水肿、出血(图5)。无菌条件下取死亡大鼠的肝脏、肺脏、脾脏、心脏和肠道接种于营养琼脂平板,分离得到病菌,用细菌16 S rRNA PCR鉴定为中间克吕沃菌。
3 讨论
随着国家对特种养殖业的扶持,眼镜蛇养殖业
得到迅速发展,在养殖过程中,疾病尤其是细菌性疾病是制约养殖业发展的重要因素之一。与其他人兽共患病的病原微生物相比,关于蛇类细菌性病原的研究较少,因此养殖场一旦暴发疾病,很容易造成蛇类大量死亡,给养殖户带来严重损失。韦平等[12]从患腐皮病的蛇中分离到变形杆菌、金黄色葡萄球菌以及铜绿假单胞菌等;王德青等[13]从患口腔炎的尖吻蝮中分离到金黄色葡萄球菌和绿脓杆菌;梁月梅等[14]从蛇中分离到奇异变形杆菌;苏接瑜等[15]从眼镜蛇中分离到缓慢葡萄球菌等。
目前,关于克吕沃菌感染的病例较少,已报告的感染病例主要以人为主。本试验从患病眼镜蛇中分离出中间克吕沃菌,致病力试验表明,该菌是导致眼镜蛇死亡的致病菌,这是首次从眼镜蛇中分离出中间克吕沃菌,丰富了蛇类病原菌样本库。
蛇病的防治是蛇类养殖的重要环节,其关键在于检测与用药。药敏试验结果显示,克吕沃菌分离株对阿米卡星、庆大霉素、亚胺培南、美洛培南等抗菌药物高度敏感,对氨苄西林、氨苄西林/舒巴坦、复方新诺明、氯霉素、四环素、哌拉西林耐药。根据药敏试验结果,可选用阿米卡星、庆大霉素等药物进行治疗。同时,养殖户在用药时要注意不要长期使用同一种药物,以免产生耐药性。
表2 病原菌药敏试验结果
Table 2 Antimicrobial sensitivity of pathogenic bacteria
药敏片名称Antimicrobialname药物含量/μgDrugcontent结果Result阿米卡星 Amikacin30S庆大霉素 Gentamicin10S亚胺培南 Imipenem10S美洛培南 Meropenem10S头孢唑林 Cefazolin30I头孢他啶 Ceftazidime30S头孢噻肟 Cefotaxime30S头孢吡肟 Cefepime30S氨曲南 Aztreonam30S氨苄西林 Ampicillin10R阿莫西林/克拉维酸Amoxicillin/Clavulanate20/10S氨苄西林/舒巴坦Ampicillin/Sulbactam10/10R哌拉西林/他唑巴坦Piperacillin/Tazobactam100/10S复方新诺明Trimethoprim/Sulfamethoxazole1.25/23.75R氯霉素 Chloramphenicol30R环丙沙星 Ciprofloxacin5I左氧沙星 Levofloxacin5S四环素 Tetracycline30R哌拉西林 Piperacillin100R
注:R.耐药;I.中度敏感;S.高度敏感。
Note:R.Resistance;I.Intermediate;S.Sensitive.
图5 SD大鼠剖检病理变化
值得注意的是,在之前的报道中,克吕沃菌只感染人,本试验从眼镜蛇中分离出克吕沃菌,表明克吕
沃菌极可能是一种人畜共患病的致病菌。因此,加强眼镜蛇养殖过程中的疾病防治和管理,不仅有利于养殖业的发展,还具有重要的公共卫生意义。
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Isolation,Identification and Antimicrobial Susceptibility Test ofKluyveraintermediain Cobra
DU Le-yan1,3,WANG Hai-feng3,SHI Xiao2,ZHAO Bao-hua1,HE Hong-xuan3
(1.HebeiNormalUniversity,Shijiazhuang,Hebei,050024,China;2.TheAquaticWildlifeRescueandConservationCenter,Beijing,102100,China;3.InstituteofZoology,ChineseAcademyofSciences,Beijing,100101,China)
This study focused on the bacterial pathogen that infected snakes.Kluyveraintermediawas isolated from sick cobra of snake farm in Changping district,Beijing,through postmortem,histopathological examination,pathogen isolation,biochemical identification,16 S rRNA PCR,and pathogenicity test.The result of antimicrobial susceptibility test showed thatKluyveraintermediawas highly sensitive to amikacin,gentamicin,gentamicin,meropenem,meropenem,cefotaxime,cefepime,cefepime,amoxicillin/clavulanate,piperacillin/tazobactam and levofloxacin; but resistant to ampicillin,ampicillin,chloramphenicol,trimethoprim/sulfamethoxazole,tetracycline and piperacillin,which provided useful information for treatment of cobra infection withKluyveraintermedia.
cobra;Kluyveraintermedia;isolation and identification;antimicrobical susceptibility test
2016-03-16
杜乐妍(1990-),女,河北石家庄人,硕士研究生,主要从事分子细菌学研究。*通讯作者
S858.9
A
1007-5038(2016)12-0073-05