猪链球菌高黏附性菌株筛选及其生物学特性

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猪链球菌(Streptococcus suis,SS)根据其英膜抗原(CPS)组分的不同,被分为35(1~34型,1/2型)种血清型,致病性血清型主要在1~9型,其中血清型2型(SS2)是致病力最强研究最多的猪链球菌。猪链球菌2型(Streptococcus suistype2,SS2)是引起人畜共患急性、热性传染病的致病菌之一,在世界各地均有流行,曾在我国两次较大规模爆发并引起人类感染死亡。近年来的研究主要集中在与致病性相关的毒力因子,如荚膜多糖(CPS)、溶菌酶释放蛋白(MRP)、胞外因子(EF)、溶血素(SLY)、纤连结合蛋白(FBPS),血清浑浊因子OFS,89KD毒力岛等。目前国内预防猪链球菌的疫苗有猪链球菌2型灭活疫苗和2型与C群二价灭活疫苗。但由于猪链球菌致病血清型较多,不同型之间交叉保护性未知或交叉保护性较差,难以有效控制猪链球菌病。此外,虽然国内有基于MRP和荚膜抗原的猪链球菌2型抗体的ELISA检测试剂盒,但非2型在猪群中的感染可能无法检测到,因此也无法了解2型以外猪源链球菌的感染状况。  本研究旨在:(1)筛选具有高黏附力和低致病性(或非致病性)的非2型猪链球菌作为疫苗候选菌株;(2)分析抗SAO和DnaJ蛋白多抗与不同血清型链球菌的交叉反应性;(3)建立基于SAO蛋白的间接ELISA体系,检测试验猪场健康猪群中猪链球菌抗体阳性率,并与已有的SS2检测试剂盒结果进行比较。  本实验在295份采集样品中分离获得66株非2型猪链球菌,通过细菌黏附试验筛选出8株黏附率显著高于HA9801强毒株(1.2%)的菌株(5%-27%)。经血清型鉴定,SS281菌株为血清4型,HN152菌株为31型,其余6株无法确定血清型。经测序分析,8株菌株与HA9801菌株16s rRNA基因序列同源性在97.3%~99.9%之间,进化树分析其中7株与HA9801菌株分属同一群。各菌株链长、生长特性和主要毒力因子(mrp/ep f/or f2/s ly/gapd h/fbps/ef)分布情况在菌株间存在差异。细胞毒性试验结果表明,8菌株细胞毒性均显著低于HA9801强毒株;小鼠毒力试验结果显示,HN152菌株致死率显著低于其他菌株(28%,感染剂量1.9×108 cfu/鼠)。  DnaK家族中的DnaJ蛋白是SS2重要的表面蛋白,也应该保守存在于其它血清型SS。SAO蛋白也普遍存在于各血清型猪链球菌表面,序列分析结果表明,本试验涉及的不同SS菌株之间dnaJ和sao基因之间的核苷酸同源性分别在87%-100%和94%-100%。应用实验室现有的SS2的DnaJ和SAO高免血清,通过全菌ELISA、Dot-ELISA及免疫印迹方法分析不同血清型的交叉反应性。结果表明,SS2 DnaJ多抗与SS2、SS4、SS5、SS7、SS9、SS31等血清型交叉反应性良好,而SAO多抗则只与SS2反应。用原核表达DnaJ和SAO蛋白作为包被抗原建立了间接ELISA检测体系,结果发现DnaJ与SS2全菌多抗及SS感染阳性血清反应性差,无法建立ELISA体系,而SAO蛋白作为包被抗原的间接ELISA检测体系成功优化。应用该ELISA检测体系和商品化SS2检测试剂盒对4个猪场的150份血清进行抗体检测,结果表明SAO-ELISA的猪链球菌抗体阳性率高达53%,而基于CPS2-ELISA的猪链球菌2型抗体阳性率也高达47%。如果商品化试剂盒的结果可靠,那么这些猪场的SS2血清阳性率很高,可能存在非2型链球菌的感染。  综合上述结果,虽然我们筛选到了黏附率相对较高的菌株,但是因为在108cfu接种水平对小鼠均有不同程度致病性(包括猪链球菌31型菌株HN152),难以作为弱毒疫苗候选株用于进一步研究。基于SAO蛋白的间接ELISA方法对于监测猪群中猪链球菌自然感染抗体水平或免疫抗体水平有一定的实用价值。
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