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产NDM-1细菌是一类新型细菌,几乎对所有抗生素都有耐药性,给人类健康带来极大威胁。自2008年首次被发现以来,从人类病原菌群、正常菌群甚至环境微生物中均发现了该类细菌。但是,目前在动物体内检出产 NDM-1细菌的报道很少。本研究从猪的病例中成功分离到2株产 NDM-1大肠埃希氏菌并对其仔猪感染特性、跨种感染特性、耐药质粒的转移特性等进行了系统研究,为评估猪源产 NDM-1大肠埃希氏菌在猪群内部的扩散能力及发生跨种传播的潜在风险提供了参考依据。同时,对于猪源产 NDM-1细菌的防制、公共卫生和保障动物源性食品安全具有重要意义。 1.猪源产NDM-1大肠埃希菌的分离鉴定。通过细菌的培养特性、形态学观察、生化鉴定、耐药表型和分子生物学鉴定,从2个不同猪群的感染病例中分离出2株产NDM-1大肠埃希菌。革兰氏染色镜检结果表明2个分离菌株均为能运动、无芽孢的革兰氏阴性短杆菌。药敏试验结果显示,2个分离株均对链霉素、氯霉素和多粘菌素高度敏感,对大观霉素、四环素和呋喃唑酮中度敏感,对阿莫西林等其他15种抗生素均耐药。最小抑菌浓度试验表明,2株菌对厄他培南、美罗培南等碳青霉烯类抗生素具有很强的耐药特性。同时,2个分离株均能在含有1 mg/mL厄他培南的TSA平板上生长。生化鉴定结果表明该2个分离株均符合大肠埃希菌的生化特征。全自动微生物鉴定仪的鉴定结果表明2个分离株均为大肠埃希菌,可信度均在99.9%以上。基于uid基因的PCR鉴定结果也表明均为大肠埃希菌。16S rRNA基因的序列分析结果表明2个分离菌株与 NCBI中已发布的大肠埃希菌16S rRNA基因的同源性均在99%以上,在系统发育进化树中与韩国光州鸡源大肠埃希菌 Chicken11株(GenBank登录号:JX041515.1)亲缘关系最近。2株细菌均能扩增到281 bp的特异性blaNDM-1基因片段,其与NCBI已公布人源大肠埃希菌 blaNDM-1基因(GenBank登录号:KT593873.1)的同源性在99%以上。这些试验结果表明,2个分离株均为产 NDM-1大肠埃希菌,将其分别命名为E120413株、E131225株。 2.产NDM-1大肠埃希菌的仔猪感染特性研究。通过仔猪感染试验研究了猪源产NDM-1大肠埃希菌E120413株在猪群中的交互传播、致病力和体内分布特性。仔猪粪便样本的细菌学检测结果表明,E120413株细菌能从接种仔猪快速传染给未接种的同居组仔猪;接种组仔猪粪便样本检测到 E120413株细菌的持续时间最短为7 w,最长超过11 w;同居组的持续时间介于7~9 w之间。仔猪血液样本的检测结果表明,E120413株细菌能快速突破仔猪的免疫防御进入血液循环形成菌血症;接种组和同居组仔猪菌血症的持续时间为第2~10天和第4~10天,并在第7天达到最高活菌浓度3.7×105和4.3×105 CFU?mL-1。仔猪组织样本的检测结果表明,从感染仔猪的脑、心、肝等7种组织中均能分离到该菌,且能在十二指肠长期存在(≥11 w)。但仔猪的临床症状与病理学检查结果表明,该菌仅能引起感染猪的体温升高和轻微的局部炎症反应,并不能导致猪的明显临床症状和严重病例变化。这些试验结果表明,产NDM-1大肠埃希菌E120413株对猪具有较强的传播扩散能力和持续感染能力,但其致病力较弱。 3.产NDM-1大肠埃希菌的跨种感染特性研究。通过动物感染试验研究了猪源产NDM-1大肠埃希菌E120413株对豚鼠、小鼠和雏鸡的的跨种感染特性。按照1.10×109 CFU/只的剂量通过口服途径分别接种豚鼠、小鼠和雏鸡,并与未接种对照组动物混合饲养。试验结果表明,接种组和同居组豚鼠分别介于2~16 d和4~10 d;接种组和同居组小鼠粪便样本中能检测到 E120413株的时间分别介于2~26 d和4~18 d;接种组雏鸡介于2~6 d,同居组雏鸡只在接种4 d能检测到。在整个试验过程中,均未从3种动物的血液和内脏器官中检测到 E120413株细菌。临床症状观察结果表明,接种组和同居组实验动物的精神状态和食欲情况均正常,均没有发生腹泻、呕吐、呼吸困难和死亡等症状。病理组织学结果表明,通过与空白对照组健康试验动物对比,接种组和同居组小鼠、雏鸡各组织脏器结构完整、细胞排列规则,无出血、坏死等病理变化;接种组和同居组豚鼠的肝脏、肾脏有轻微淤血,接种组豚鼠的胃粘膜有轻微出血;其余组织脏器无明显病理变化。这些试验结果表明,E120413株对豚鼠、小鼠和雏鸡的感染能力均弱于对猪的感染能力,其持续感染能力强弱依次为:猪>小鼠>豚鼠>鸡。 4.猪源产 NDM-1大肠埃希菌耐药质粒的转移特性研究。以猪源产 NDM-1大肠埃希菌 E120413株和 E131225株为供体菌,猪源多杀性巴氏杆菌 PM-23株、链球菌 Z1株、马链球菌兽疫亚种 M1株、马链球菌兽疫亚种 M2株、棒状杆菌 LY-1株、沙门氏菌 C78-1株、支气管败血波氏杆菌 HH0809株,以及大肠埃希菌J53株、人源耐苯唑西林金黄色葡萄球菌AY01株共9株细菌为受体菌进行接合转移试验,结果表明 E120413株和 E131225株细菌均能把自身携带的blaNDM-1质粒接合转移到9株受体菌中;E120413株对9株受体菌的接合转移频率介于1.10×10-5–3.0×10-4之间;E131225株对9种受体菌的接合转移频率介于1.8×10-6–1.96×10-4之间;两株供体菌均与大肠埃希菌 J53株的接合转移频率最高。这些试验结果表明,E120413株和E131225株可以把blaNDM-1基因转移到不同种属猪源/人源细菌中导致新的产NDM-1细菌产生。