竹鼠肺炎克雷伯氏菌的分離鑒定*

馬 磊,顏其貴,2,萬 莉,張 琦,楊 映,謝智勇

2.四川農業(yè)大學動物疫病與人類健康四川省重點實驗室

肺炎克雷伯氏菌(K.peneumoniae)屬于腸桿菌科腸道桿菌屬,廣泛存在于人和動物腸道、呼吸道以及水、土壤、農產品和林產品中。正常情況下,本菌不會引起動物發(fā)病,但是當機體抵抗力下降或本菌大量增殖時,就會引起動物發(fā)病甚至暴發(fā)性流行[1],肺炎克雷伯氏菌被列為條件致病菌,是目前公認的導致動物和人類發(fā)病的克雷伯氏菌[2-3]。其可引起支氣管炎、肺炎,泌尿系統(tǒng)和創(chuàng)傷感染,甚至敗血癥、腦膜炎、腹膜炎[3]等。近年來,雖然中國養(yǎng)殖業(yè),尤其是經(jīng)濟動物養(yǎng)殖業(yè)得到了迅猛發(fā)展,但由于養(yǎng)殖戶的管理水平、養(yǎng)殖場的硬件和軟件設施不能進行規(guī)范化管理等原因,已經(jīng)有多起由該菌引起的人畜感染的報道,且已日益被關注[4]。

1 材料與方法

2010年10月四川省某竹鼠人工養(yǎng)殖場竹鼠陸續(xù)死亡情況,病情無大小、性別差異。典型癥狀為突然起病,有寒戰(zhàn)和咳嗽,甚至出現(xiàn)意識障礙伴躁動不安等嚴重癥狀。剖檢后發(fā)現(xiàn)腹腔有大量膠胨樣積液,腸道嚴重臌氣,肺臟有實變和充血,肝臟腫大,腎臟有出血點。累積剖檢瀕死病鼠23只。

酵母浸出物、胰蛋白胨等試劑購自Sigma公司;兔血無菌采自健康家兔;藥敏試紙(批號：090801)及微量生化反應管(批號：20090714)購自杭州微生物試劑有限公司。2×Taq PCR Master Mix、DNA分子量標準、凝膠回收試劑盒等購自北京天根生化科技有限公司;其余試劑均為國產分析純。健康昆明小白鼠購于四川大學華西實驗動物中心 ,共60只 ,規(guī)格 19～21g/只。

引物采用擴增細菌16SrDNA的通用引物[5],上、下游引物序列分別為：5′-AGAGT TTGATCCTGGCTCAG-3′和 5′-ACGGCTACCT TGTTACGAC T T-3′。引物由上海英駿生物技術有限公司合成。

無菌條件下分別用接種環(huán)醮取肝、肺和腸道內部分別接種LB固體和液體培養(yǎng)基、麥康凱培養(yǎng)基,37℃恒溫箱培養(yǎng)18～24h,同時進行厭氧培養(yǎng),對分離到的細菌進行純化培養(yǎng),挑取單個菌落進行革蘭氏染色鏡檢,用5%的兔鮮血平板鑒定溶血性。

將分離純化的細菌接種于細菌理化特性鑒定用培養(yǎng)基中,進行氧化酶、接觸酶、吲哚、糖(醇及苷)類代謝等較系統(tǒng)的理化特性測定,具體方法參照《常見細菌系統(tǒng)鑒定手冊》[6]。

將分離到的細菌純化后,參照文獻[7]中試驗規(guī)范進行藥敏試驗,并對照杭州微生物試劑有限公司的藥敏試驗判斷標準來判定結果。

在培養(yǎng)平板上無菌挑取單個菌落直接加入到反應體系中進行菌落PCR擴增,反應體系(50μ L)：2×Taq PCR Master Mix 20μ L,引物各 1.5μ L,超純水 27μ L;反應條件：95℃預變性 10min,95℃循環(huán)變性30s,53℃退火復性30s,72℃延伸1min30s,進行30個循環(huán),72℃終延伸 8min,最后4℃保存,反應結束后產物經(jīng)1%瓊脂糖凝膠電泳,用瓊脂凝膠回收試劑盒將PCR產物回收后,送上海英駿生物技術有限公司測序。

在預試驗的基礎上,用菌落計數(shù)法調整菌懸液濃度至 3.6×109、3.6×108、3.6×107、3.6×106、3.6×105CFU/mL共5個稀釋度;采用無菌操作技術,以0.2mL/只的劑量對小白鼠進行腹腔注射,對照組以0.2mL/只的劑量腹腔注射無菌生理鹽水,每組5只,健康小白鼠暫養(yǎng)3d觀察健康后進行致病性試驗;在接種后每隔6h觀察一次,連續(xù)觀察14d,記錄實驗動物的臨床表現(xiàn),對死亡實驗動物進行剖解,觀察并記錄各組織器官的病變;從死亡小白鼠肺臟和腸道中再次分離細菌,并進行鑒定;依改良寇氏法求出半致死劑量(LD50)[8]。

2 結 果

2.1 細菌分離鏡檢 剖檢的病鼠肺和腸道中均有大量細菌,經(jīng)分離純化后獲得一株優(yōu)勢菌。該菌株生長的營養(yǎng)要求不高,兼性厭氧,在LB固體培養(yǎng)基形成灰白色黏液狀圓形大菌落,用接種環(huán)挑之有絲狀;麥康凱培養(yǎng)基上長成紅色菌落;兔血平板上無溶血現(xiàn)象。革蘭氏染色鏡檢,該菌為短粗、卵圓形G-桿菌,有莢膜,單個或雙個存在。

2.2 生化鑒定 該菌為兼性厭氧發(fā)酵型無運動能力的G-桿菌,其理化特性見表1。

2.3 藥敏試驗 表2為藥敏試驗結果,該菌對供試的頭孢美唑等藥物高度敏感,對丁胺卡那霉素等藥物中度敏感,對潔霉素等藥物耐藥。

表1 分離菌的生理生化特征Table 1 Biochemical and physiological characteristics of the strain

2.4 分子生物學鑒定結果 將該株菌進行純化培養(yǎng)后,挑取少量單個菌落進行16SrDNA-PCR擴增(50μ L體系),其產物經(jīng)1%瓊脂凝膠電泳后結果如圖1所示,該菌株擴增出的16SrDNA的片斷大小約1 500bp。測序后經(jīng)BLAST分析測序結果表明：該菌株16SrDNA基因部分序列與肺炎克雷伯氏菌(GenBank中的序列注冊號：GU339298)的同源性最高,達99%。

2.5 致病性檢測 該菌株對小白鼠的致病性結果見表3。發(fā)病小白鼠出現(xiàn)呼吸困難、腹腔有膠胨樣積液,腸道嚴重臌氣,肺臟有實變和充血,腎臟有出血點等癥狀,與自然發(fā)病竹鼠癥狀一致;對照組正常。從死亡小鼠肺臟中再次分離到的菌株經(jīng)鑒定與試驗菌株一致。該菌株對小白鼠的LD50為4.5×107CFU/只。

圖1 16S rDNA-PCR擴增結果Fig.1 PCR amplif ication of 16S rDNA

3 討 論

本試驗通過對發(fā)病竹鼠進行細菌分離,根據(jù)培養(yǎng)特性、理化特征和16SrDNA序列分析,判定分離得到的菌株為肺炎克雷伯氏菌。參照相關文獻[9-12],選擇其敏感實驗動物小白鼠對分離菌株進行致病性試驗,確定分離得到菌株為此次竹鼠發(fā)病的主要病原菌。該菌能引起竹鼠肺炎、腹膜炎和腸道臌氣等癥狀,其 LD50為4.5×107CFU/只。

表2 藥敏試驗結果Table 2 Drug sensitivity test of the strain

肺炎克雷伯氏菌分布廣泛,最先從大葉性肺炎病人的肺組織中分離到,當機體免疫力降低或長期服用抗生素導致菌群失調時易引起感染,若治療不當則死亡率極高。目前,在人類感染中肺炎克雷伯氏菌是除大腸桿菌外的醫(yī)源性感染最重要條件致病菌;在動物感染中各種家畜家禽、野生動物及水生動物都可感染[3,13],并且是實驗動物質量檢測中常被檢出的病原菌[14-15],其已成為倍受關注的人獸共患病病原。到目前為止,還沒有從竹鼠病變組織中分離到該致病菌的報道。

藥敏試驗結果表明,此次得到的該株肺炎克雷伯氏菌對頭孢美唑等高度敏感,對丁胺卡那霉素等中度敏感,對潔霉素等耐藥。建議臨床上選用高敏藥物或中敏藥物加大劑量進行治療用,避免濫用抗生素而引起的病原菌對大量藥物產生耐藥性。廣譜抗菌素的大量使用導致機體正常菌群的失調,會增加肺炎克雷伯氏菌的易感性,故要慎重用藥。據(jù)相關資料顯示,各種降低免疫功能的慢性病、腎上腺皮質激素和其他免疫抑制劑的應用和某些創(chuàng)傷性診療技術也會增加肺炎克雷伯氏菌的易感性,是生產過程中不能忽視的問題。本次試驗為竹鼠健康養(yǎng)殖生產和對預防肺炎克雷伯氏菌病提供一定的參考價值。

表3 菌株對小白鼠的致病性(死亡數(shù)/試驗數(shù))Table 3 Pathogenicity of the strain to mouse(Death no./test no.)

[1]侯相山,王洪水.豬肺炎克雷伯氏菌感染的診斷與防治[J].中國獸醫(yī)雜志,2007,43(7)：74-74.

[2]Brisse S and Duijkeren E.Identification and antimicrobial susceptibility of 100 Klebsiella animal clinical isolates[J].Veterinary microbiology,2005,105(3-4)：307-312.

[3]賈艷,韓文瑜,楊洋,等.肺炎克雷伯氏菌致病機制研究進展[C].第六屆理事會第二次會議暨教學專業(yè)委員會會議論文集,2006：105-108.

[4]高建新,盧兆蕓,涂俊凌,等.嬰幼兒配方乳粉中檢出肺炎克雷伯氏菌肺炎亞種的報告[J].中國人獸共患病學報,2009,25(006)：611-612.

[5]G reisen K,Loeffelholz M,Purohit A,et al.PCR primers and probes for the 16S rRNA gene of most species of pathogenic bacteria,including bacteria found in cerebrospinal fluid[J].Journal of clinical microbiology,1994,32(2)：335.

[6]東秀珠,蔡妙英.常見細菌系統(tǒng)鑒定手冊[M].北京：科學出版社,2001：66-92.

[7]倪語星,王金良,徐英春.抗微生物藥物敏感性試驗規(guī)范[S].上海：上海科學技術出版社,2002.

[8]郗寧,韓儉,吳玲.蘭州市不同毒力基因型志賀菌致病力研究[J].中國人獸共患病學報,2009,25(003)：273-275.

[9]張成林,陳永林.克雷伯氏菌對大熊貓的致病性探討[J].中國獸醫(yī)科技,1997,27(4)：40-41.

[10]彭廣能,熊焰.大熊貓肺炎克雷伯氏菌的研究現(xiàn)狀[J].四川畜牧獸醫(yī),2000,27(B07)：86-87.

[11]周玉龍,李國軍,李陽,等.奶牛肺炎克雷伯氏菌的分離與鑒定[J].中國奶牛,2007(6)：36-38.

[12]王印,熊焰,徐志文.梅花鹿肺炎克雷伯氏菌的分離鑒定[J].中國獸醫(yī)雜志,2009(4)：70-71.

[13]賈艷,雷連成,何禮洋,等.豬源肺炎克雷伯菌的分離與鑒定[J].吉林農業(yè)大學學報,2007,29(2)：196-199.

[14]Matsuda Y.Recent trends in the number of laboratory animals used in Japan[J].Alternatives to laboratory animals,2004,32：299-301.

[15]Pritchett-Corning KR,Cosentino J,Clifford CB.Contemporary prevalence of infectious agents in laboratory mice and rats[J].Laboratory animals,2008,11：l-9.