多個地區(qū)不同來源山夫登堡沙門菌分子分型研究

易勝杰，許學(xué)斌，李浩，梁蓓蓓，楊超杰，王建，邱少富，宋宏彬

多個地區(qū)不同來源山夫登堡沙門菌分子分型研究

易勝杰，許學(xué)斌，李浩，梁蓓蓓，楊超杰，王建，邱少富，宋宏彬

目的研究不同地區(qū)、不同來源山夫登堡沙門菌之間的傳播關(guān)系，并分析其耐藥情況。方法對分離的70株山夫登堡沙門菌采用K-B紙片擴散法分析其耐藥性，并通過脈沖場凝膠電泳（Pulsed Field Gel Electrophoresis，PFGE）分子分型技術(shù)進行山夫登堡沙門菌的聚類分析。結(jié)果70株山夫登堡沙門菌對于大多數(shù)抗生素耐藥性較低，但是對于磺胺異噁唑，耐藥和中介耐藥的菌株達到了60%以上。同時還出現(xiàn)了3株對頭孢噻呋耐藥的菌株。PFGE結(jié)果分析顯示70株山夫登堡沙門菌可分為42個不同的PFGE帶型。北京市、上海市、南京市的部分菌株，有人、食品和環(huán)境3種不同來源，表現(xiàn)出完全相同的PFGE帶型，親緣關(guān)系十分密切。結(jié)論山夫登堡沙門菌具有遺傳多態(tài)性，可能在環(huán)境、食品和人之間相互傳播，應(yīng)該加強監(jiān)測，防止其進一步擴散。

山夫登堡沙門氏菌；耐藥性；脈沖場凝膠電泳；分子分型

沙門菌是世界上食源性腹瀉最常見的病原菌之一。每年全球因沙門菌感染引起的腸胃炎有9380萬，且8000多萬是由于食源性感染引起，因此而死亡的人高達15萬[1]。在發(fā)達國家，包括歐洲和美國，沙門菌在食源性細(xì)菌感染中一直是引起疾病最多的細(xì)菌之一[2-3]。而在我國，每年僅因食源性非傷寒沙門菌感染人數(shù)就達到903.5萬[4]。山夫登堡沙門菌作為一種較為常見的沙門菌血清型，在國內(nèi)外都出現(xiàn)過人和動物感染病例以及污染食物和環(huán)境的報道[5-9]。我們通過對全國沙門菌的監(jiān)測，在2005—2011年從多個地區(qū)分離到了不同來源的70株山夫登堡沙門菌。為了探究這些沙門菌變異變遷的關(guān)系，以及它們在人、食物、環(huán)境之間相互傳播的特點，我們運用脈沖場凝膠電泳（pulsed field gel electrophoresis，PFGE）進行分型研究，并分析其耐藥情況。

1 對象與方法

1.1 菌株來源基于軍隊傳染病病原監(jiān)測平臺，從各軍區(qū)疾病預(yù)防控制中心及其哨點醫(yī)院收集腹瀉臨床標(biāo)本，分離獲得部分菌株。其他菌株來自上海市疾病預(yù)防控制中心對上海地區(qū)沙門菌的監(jiān)測。

1.2 主要試劑與儀器主要為營養(yǎng)瓊脂、亞硒酸鹽胱氨酸增菌液（selenite cystine broth，SC）、沙門-志賀（Salmonella Shigella,SS）瓊脂。藥物敏感紙片和MH瓊脂購自英國Oxoid公司和北京路橋公司，其他為Api 20E生化板條（法國生物梅里埃）、沙門血清型診斷血清（日本生研）、20 mg/ml蛋白酶K（德國默克Merck）、限制性內(nèi)切酶XbaI（日本TaKaRa）和PFGE瓊脂糖SeaKem Gold Agarose（美國Rock-land）、脈沖場電泳儀CHEFMapper PFGE system及其配套設(shè)備（美國Bio-Rad）、Bio-rad Quantity One凝膠成像系統(tǒng)（美國Bio-Rad）、臺式高速離心機（德國Eppendorf）、濁度儀（意大利Bio-Merieux）和Bio-Numerics 6.01分析軟件（比利時Applied-Maths）。

1.3 細(xì)菌分離鑒定及藥物敏感試驗樣品先由SC和SS瓊脂等選擇培養(yǎng)基進行初篩，然后通過生化板條和血清進行最終確認(rèn)。按WHO推薦的改良K-B法進行操作，并按照美國臨床實驗室標(biāo)準(zhǔn)化委員會制定的藥物敏感試驗抑菌環(huán)標(biāo)準(zhǔn)進行判讀[10]，選用14種抗生素包括四環(huán)素、氯霉素、環(huán)丙沙星、氧氟沙星、磺胺異噁唑、磺胺甲噁唑甲氧芐啶、甲氧芐氨嘧啶、奈啶酸、氨芐西林、阿莫西林克拉維酸鉀、頭孢噻呋、頭孢吡肟、頭孢噻肟、頭孢噻甲羧肟。大腸埃希菌ATCC 25922作為質(zhì)控菌。

1.4 PFGE實驗和分析PFGE實驗步驟嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)操作流程[11]。①膠塊制備：用棉簽刮取瓊脂平板上適量的新鮮菌落于細(xì)胞懸濁液，用濁度儀測菌液濁度至4.2。取該菌液400μl到1.5ml離心管，37℃孵育5min，加入20mg/m l的蛋白酶K 20μl及54℃預(yù)熱的含1%十二烷基磺酸鈉（sodium dodecyl sulfonate，SDS）的低熔點瓊脂糖SeaKem Gold Agarose 400μl，加入模塊，室溫下凝固。將膠塊置于蛋白酶K的細(xì)胞裂解液混合液，54℃水浴搖床中振蕩孵育2 h以上。然后用預(yù)熱的純水洗2次，TE緩沖液洗4次。②膠塊內(nèi)DNA酶切：從膠塊中切下2mm樣品，浸入200μl XbaI酶切體系中，37℃水浴作用3 h以上。③加樣及電泳：電泳條件為電壓6 V/cm，脈沖參數(shù)2.16～63.80 s，電泳溫度14℃，電泳時間20 h。使用沙門菌H9812作為對照。④電泳圖像獲?。河娩寤义V溶液染色30min后，純水脫色4 h以上，在凝膠成像系統(tǒng)中獲取電泳圖像。

1.5 統(tǒng)計學(xué)處理PFGE結(jié)果采用BioNumerics分析軟件中非加權(quán)組平均法進行聚類分析，條帶位置差異容許度選擇1.0%，優(yōu)化值選擇0.5%，使用Band based/Dice方法計算不同菌株電泳條帶的相似性系數(shù)。

2 結(jié)果

2.1 菌株分布70株山夫登堡沙門菌中，61株（87.1%）來自于上海市、6株（8.6%）南京市、3株（4.3%）北京市。其中54株（77.1%）分離于人糞便樣本，10株（14.3%）分離于各種食品，另外6株（8.6%）分離于環(huán)境水。菌株時間分布為2005—2011年，見圖1。2005年最少（2株），2008年最多（18株），其他年份分布較為平均。

圖1 70株山夫登堡沙門菌時間分布Figure 1 Temporal distribution of 70 Salmonella enterica serotype Senftenberg isolates

2.2 藥物敏感性（藥敏）結(jié)果分析70株山夫登堡沙門菌的藥敏結(jié)果見表1。藥敏結(jié)果顯示，70株山夫登堡沙門菌對不同抗生素的耐藥性表現(xiàn)出顯著的差異，菌株對于大多數(shù)抗生素的耐藥率和中介耐藥率都低于10%，但是對于磺胺異噁唑，耐藥和中介耐藥的菌株達到了60%以上。70株山夫登堡沙門菌對頭孢類和喹諾酮類藥物敏感性較高，但是也出現(xiàn)了3株對頭孢噻呋耐藥的菌株。

2.3 PFGE結(jié)果分析通過BioNumerics軟件分析可將70株山夫登堡沙門菌分為42個不同的PFGE帶型（圖2）。按照90%的相似度，這些PFGE帶型可以分為9個大小不一的聚類群，聚類A是最大的1個聚類群，包括19株山夫登堡沙門菌，其中1株分離于北京市，6株屬于南京市，其余都屬于上海市。值得注意的是，有2株菌分別分離自水源和食品，它們與8株人源山夫登堡沙門菌具有完全一致的PFGE帶型。聚類B中包括15株菌，其中4株從食品中分離而來。其他的聚類群包含的菌株數(shù)都較少，另外2株來自北京市的菌株形成了1個聚類，而2株2008年的上海市食源菌株與其他菌株的帶型差異較大。

3 討論

沙門菌在自然界中分布廣泛，可在人、動物、食品和環(huán)境中相互傳播，是引起食物中毒和感染性腹瀉最常見的致病菌之一[12]。山夫登堡沙門菌也可通過污染環(huán)境、食品等感染人和動物[5-8]，給公共衛(wèi)生安全帶來潛在威脅。而探究不同地區(qū)不同來源山夫登堡沙門菌間的親緣進化關(guān)系，對于非傷寒沙門菌的全面的監(jiān)測和防控十分重要。目前，PFGE技術(shù)已被成功地用于山夫登堡沙門菌的分子分型與親緣關(guān)系研究，并取得了較好的效果[6,13-14]。

表1 70株山夫登堡沙門菌藥敏實驗結(jié)果Table1 Antim icrobial susceptibility results of 70 Salmonella enterica serotype Senftenberg isolates

圖2 山夫登堡沙門菌脈沖場凝膠電泳聚類分析Figure 2 Cluster analysis of Salmonella enterica serotype Senftenberg by PFGE

本研究利用PFGE技術(shù)對我實驗室分離保存的70株山夫登堡沙門菌進行了分子分型，以探究不同地區(qū)不同來源山夫登堡沙門菌的變異變遷與傳播關(guān)系。PFGE結(jié)果顯示，70株山夫登堡沙門菌具有遺傳多態(tài)性，共分成了42個不同的PFGE帶型，表現(xiàn)出了較高的分辨率。按照90%的相似度，它們可以分為9個大小不一的聚類群，其中聚類A和聚類B分別包含19株和15株菌株，明顯多于其他聚類，是2種較為優(yōu)勢的PFGE帶型。

聚類A的菌株分離于北京市、上海市、南京市3個地區(qū)，PFGE帶型相似度在90%以上。根據(jù)1995年Tenover等[15]提出的菌株同源性判別標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)有1～3條帶的差別時，菌株為同一克隆，在流行病學(xué)上認(rèn)為它們密切相關(guān)，菌株間存在非常近的親緣關(guān)系。這表明聚類A可能是跨區(qū)域流行的1個山夫登堡沙門菌亞群。菌株的分離時間跨越了2006—2011中的5個年份，提示它們可能一直都是較為優(yōu)勢的山夫登堡亞群，已經(jīng)較好地適應(yīng)了環(huán)境。另外，1株水源和1株分離自食品的山夫登堡沙門菌與其他8株人源菌株表現(xiàn)出完全相同的PFGE帶型，這些菌株親緣關(guān)系十分密切，很可能是同源菌株在環(huán)境、食品和人中相互地播散。正是由于這種特性，導(dǎo)致它們更容易范圍性地播散，給公共衛(wèi)生安全帶來巨大威脅。目前已經(jīng)在國外出現(xiàn)過山夫登堡沙門菌大范圍的流行和暴發(fā)[16-17]，并且現(xiàn)在地區(qū)之間的聯(lián)系和交流越來越緊密，我們也應(yīng)該加強對山夫登堡沙門菌的監(jiān)測，警惕這支沙門菌亞群大范圍的播散。

而聚類B中的山夫登堡沙門菌都分離于上海市，表明聚類B更有可能為上海地區(qū)的一個流行亞群。聚類B中有4株菌從食品中分離而來，還有1株從污水中分離而來。3株食源、1株人源的菌株和污水分離來的菌株表現(xiàn)出完全相同的PFGE帶型。以上結(jié)果顯示，同一山夫登堡克隆可能在污水、食物和人中能相互傳播，這與聚類A中的分析結(jié)果一致。因此，通過對環(huán)境和食品中山夫登堡沙門菌的監(jiān)測有利于我們分析它們導(dǎo)致人感染事件發(fā)生的傳播途徑，指導(dǎo)我們開展正確的防治措施。

從耐藥情況上來看，70株山夫登堡沙門菌對多種抗生素表現(xiàn)出高敏感性，但是對磺胺異噁唑耐藥性很高，這可能與抗生素的使用和此類耐藥基因容易在群體中擴散有關(guān)。雖然這些菌株對頭孢和喹諾酮類藥物耐藥性不高，但是也出現(xiàn)了3株對頭孢噻呋耐藥的菌株。目前沙門菌感染首選藥物是復(fù)方磺胺、環(huán)丙沙星、頭孢噻肟等，本研究結(jié)果表明目前的治療方案較為合理有效。

本研究結(jié)果表明，加強不同地區(qū)和不同來源山夫登堡沙門菌的監(jiān)測有利于研究它們之間傳播和變異變遷的關(guān)系，指導(dǎo)我們做出正確的預(yù)防和控制措施。并且山夫登堡沙門菌還有流行暴發(fā)的潛在威脅，我們應(yīng)該做好該類病原體的監(jiān)測工作，防止山夫登堡沙門菌進一步擴散。

[1]Ma j owicz SE,Mu s to J,Scallan E,etal.The global bu r den of nontyphoidal Salmonella gastroenteritis［J］.C lin I nfect Di s,2010,50 (6):882-889.

[2]B a r ton B eh r ave s h C,J one s TF,Vugia D J,et al.Death s a ss ociated with bacte r ial pathogen s t r an s mitted commonly th r ough food:foodbo r ne di s ea s e s active s u r veillance netwo r k(FoodNet),1996-2005［J］.J I nfect Di s,2011,204(2):263-267.

[3]P i r e s SM,Vig r e H,Makela P,etal.U s ing outb r eak data fo r s ou r ce att r ibution of human s almonello s i s and campylobacte r io s i s in Eur ope［J］.Foodbo r ne P athog Di s,2010,7(11):1351-1361.

[4]毛雪丹，胡俊峰，劉秀梅.用文獻綜述法估計我國食源性非傷寒沙門氏菌病疾病負(fù)擔(dān)［J］.中華疾病控制雜志，2011,15(7):622-625..

[5]Hend r ik s en R S,J oen s en K G,L ukwe s a-Mu s yani C,etal.E x t r emecly d r ug-r e s i s tant Salmonellaenterica s e r ova r Senftenberg infection s in patient s in Zambia［J］.J C lin.Mic r obiol,2013,51(1):284-286.

[6]周曉紅，商曉春，帥慧群，等.89株山夫登堡沙門菌脈沖場凝膠電泳分子分型及耐藥性分析研究［J］.疾病監(jiān)測，2012，27(10): 764-767.

[7]王愛英.山夫登堡沙門菌引起的嬰幼兒腹瀉分析［J］.現(xiàn)代中西醫(yī)結(jié)合雜志，2010，19(16):2043.

[8]P ede rs en T B,O l s en J E,B i s gaa r d M.P e rs i s tence of Salmonella Senftenbe r g in poult r y p r oduction envi r onment s and inve s tigation of it s r e s i s tance to de s iccation［J］.Avian P athol,2008,37(4):421-427.

[9]Hu Q,C obu r n B,Deng W,etal.Salmonella enterica s e r ova r Senftenberg human clinical i s olate s lacking S PI-1［J］.J C lin Mic r obiol,2008,46(4):1330-1336.

[10]C linical and L abo r ato r y Standa r d s I n s titute.P e r fo r mance s tanda r d s fo r antimic r obial di s k s u s ceptibility te s t s app r oved s tanda r d-eleventhedition［E B/O L］.［2014-08-10］.http://antimic r obiano s.com.a r/ AT B/wp-content/upload s/2012/11/01-CL S I-M02-A11-2012.pdf.

[11]R ibotEM,Fai r MA,Gautom R,etal.Standa r dization of pul s ed-field gel elect r opho r e s i s p r otocol s fo r the s ubtyping of Escherichia coli O157:H7,Salmonella,and Shigella fo r P ul s eNet［J］.Foodbo r ne P athog Di s,2006,3(1):59-67.

[12]崔恩博，陳素明，張成龍，等.2009—2013年我國16省市社區(qū)獲得性細(xì)菌性腹瀉病原菌分布及臨床耐藥分析［J］.傳染病信息，2014，27(3):143-147.

[13]黃瑛，張新，曲梅，等.脈沖場凝膠電泳技術(shù)用于兩起山夫登堡沙門菌疫情溯源［J］.中國衛(wèi)生檢驗雜志，2013，23(6):1575-1576.

[14]B ouma r t Z,R oche SM,L alande F,et al.Hete r ogeneity of pe rs i stence of Salmonella enterica s e r otype Senftenberg s t r ain s could e x plain theeme r genceof thi ss e r otype in poult r y flock s［J］.PL oS O ne, 2012,7(4):e35782.

[15]Tenove r F C，A r beit R D，Goe r ing R V，etal.I nte r p r eting ch r omos omal DNA r e s t r iction patte r n s p r oduced by pul s ed field gel elect r opho r e s i s:c r ite r ia fo r bacte r ial s t r ain s typing［J］.J C lin Mic r obiol,1995,33(9):2233-2239．

[16]P ezzoli L,El s on R,L ittle C,etal.I nte r national outb r eak of Salmonella Senftenberg in 2007［J］.Eu r o Su r veill,2007,12(6):e070613-e070614.

[17]P ezzoli L,El s on R,L ittle CL,et al.P acked with Salmonella--inve s tigation of an inte r national outb r eak of Salmonella Senftenberg infection linked to contamination of p r epacked ba s il in 2007［J］. Foodbo r ne P athog,2008,5(5):661-668.

（2014-08-15收稿 2014-09-25修回）

（責(zé)任編委 王永怡 本文編輯 張云輝）

M olecular subtyping of Salmonella enterica serotype Senftenberg from different regions and sources

YISheng-jie,XU Xue-bin,LIHao,LIANG Bei-bei,YANG Chao-jie,WANG-Jian,QIU Shao-fu*,SONG Hong-bin*
College of Basic Medical Sciences,Central South University,Changsha 410078,China
*Corresponding author.QIU Shao-fu,E-mail:qiushf0613@hotmail.com;SONG Hong-bin,E-mail:hongbinsong@263.net

Objective To study the relationship among the Salmonella enterica serotype Senftenberg isolates recovered from different regionsand sourcesand analyze their antimicrobialsusceptibilities.Methods Antimicrobial susceptibilitiesof70 Senftenberg isolateswere performed by K-B disk diffusionmethod,and pulsed field gel electrophoresis（PFGE）molecular subtypingmethod was applied to analyze their genetic relationships.Results Seventy isolates displayed low resistant rates for most antibiotics,but for sulfafurazole,resistant and intermediate resistant isolates reached more than 60%.Additionally,3 isolates displayed resistance to ceftiofur.The results of PFGE analysis showed that 70 isolates could be divided into 42 different PFGE patterns.Some isolates from Shanghai,Beijing and Nanjing,which were isolated from human,food and environment respectively,showed the exactly same PFGE pattern.The results suggested that they had a close relationship.Conclusion Salmonella enterica serotype Senftenberg displays genetic polymorphism and may infect human by the contaminated environment and food.We should enhance surveillance and avoid further dissemination of this pathogen.

Salmonella enterica serotype Senftenberg;antimicrobial susceptibility;pulsed field gel electrophoresis;molecular subtyping

R378.22；R181.2

A

1007-8134(2014)05-0292-04

國家“十二五”科技重大專項（2012ZX10004215）；國家自然科學(xué)基金（81202252、81373053）

410078長沙，中南大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院（易勝杰）；100071北京，軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院疾病預(yù)防控制所（易勝杰、李浩、梁蓓蓓、楊超杰、王建、邱少富、宋宏彬）；200336，上海市疾病預(yù)防控制中心（許學(xué)斌）

邱少富，E-mail:qiushf0613@hotmail.com；宋宏彬，E-mail: hongbinsong@263.net