3種氣單胞菌耐藥性及致病性的研究進展

焦　雪，安俊花，張翔宇，張培軍，冷東澤，王建超，巴翠玉，李月紅

（1.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院水產(chǎn)實驗室，吉林 長春 130118；2.內(nèi)蒙古烏蘭察布市農(nóng)牧綜合行政執(zhí)法大隊，內(nèi)蒙古 烏蘭察布 012000；3.內(nèi)蒙古烏蘭察布市水產(chǎn)站，內(nèi)蒙古 烏蘭察布 012000；4.吉林省衛(wèi)生監(jiān)測檢測中心，吉林 長春 130118）

3種氣單胞菌耐藥性及致病性的研究進展

焦雪1，安俊花2，張翔宇3，張培軍4，冷東澤1，王建超1，巴翠玉1，李月紅1

（1.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院水產(chǎn)實驗室，吉林 長春 130118；2.內(nèi)蒙古烏蘭察布市農(nóng)牧綜合行政執(zhí)法大隊，內(nèi)蒙古 烏蘭察布 012000；3.內(nèi)蒙古烏蘭察布市水產(chǎn)站，內(nèi)蒙古 烏蘭察布 012000；4.吉林省衛(wèi)生監(jiān)測檢測中心，吉林 長春 130118）

氣單胞菌廣泛分布于水生生態(tài)系統(tǒng)中，不僅存在淡水流域的河流、沿海等地，還存在于自來水中，隸屬革蘭陰性菌，既可以感染魚類，也可以感染人畜，是一種人-魚-獸共患的條件性致病菌。本文著重以魚類感染嗜水氣單胞菌、溫和氣單胞菌、維氏氣單胞菌所表現(xiàn)的臨床癥狀為例，重點對這3種氣單胞菌的形態(tài)特征及抗生素的耐藥性、致病性進行討論，以期為氣單胞菌屬的預(yù)防、治療提供有利的參考和科學(xué)依據(jù)。

1　菌屬定義及形態(tài)特征

1.1嗜水氣單胞菌1890年，Zimmermann從飲用水中分離該菌；1891年，Sanarelli從受感染的青蛙中分離得到此菌；1901年，該菌正式被Chester修改為嗜水桿菌。其菌兩端鈍圓、無芽孢、不產(chǎn)生莢膜；大小為0.3～1.0 μm×1.0～3.5 μm。它為該屬的模式種：ATCC7966（DSM30187、NCDC359-60、NCTC8049），該菌DNA中G+Cmol%為57～63（Tm）。

1.2溫和氣單胞菌該菌于1987年在美國馬里蘭州自野生產(chǎn)卵的湖鰶中分離得到（在B.Austin等著的Bacterial Fish Pathogens：Disease of Farmed and Wild Fish’第3版中記述）。菌體呈短桿狀，以極端單鞭毛運動，兩端鈍圓，直徑0.3～1.0 μm，長度1.0～3.5 μm。其DNA中的G+Cmol%為58～60（Tm），模式株：ATCC43979（CIP7433），它易與嗜水氣單胞菌混淆，二者區(qū)別是嗜水氣單胞菌可分解七葉苷和水楊苷而溫和氣單胞菌不能。

1.3維氏氣單胞菌又叫維羅納氣單胞菌、凡隆氣單胞菌、維隆氣單胞菌。其形態(tài)特征是桿狀、散在、兩端鈍圓、無芽孢、大小在0.3～0.7 μm× 1.2～2.5 μm（個別菌體長絲狀）。模式菌株為ATCC35604（CDC 1169-83）。它有兩個變種：維氏氣單胞菌溫和生物型，G+C含量為58.6%；維羅納生物型，G+C含量為59.6%（Tm）。

2　抗生素的耐藥性

2.1β-內(nèi)酰胺類宋鐵英等［1］對40株嗜水氣單胞菌進行耐藥性檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)，菌株大多對青霉素耐藥；閻斌倫［2］通過瓊脂擴散法對3株維氏氣單胞菌進行藥敏檢測，結(jié)果顯示，菌株對青霉素、氨芐青霉素均耐藥。產(chǎn)生耐藥的原因很可能因為青霉素作用機制是破壞細(xì)胞壁中的黏肽，而革蘭陰性菌細(xì)胞壁中黏肽較少，所以不敏感，而近年來頻繁使用青霉素類藥物作為治療革蘭陰性菌的首選藥物導(dǎo)致對其產(chǎn)生不敏感性從而使其耐藥。

2.2喹諾酮類張路等［3］采用菌落計數(shù)法測定維氏氣單胞菌對加替沙星、鹽酸環(huán)丙沙星、鹽酸左氧氟沙星、諾氟沙星、依諾沙星5種喹諾酮類抗生素后效應(yīng)（PAE）值，結(jié)果表明，產(chǎn)生PAE最長的藥物為鹽酸左氧氟沙星，最短的藥物為諾氟沙星，且5種喹諾酮類藥物產(chǎn)生的PAE與藥物濃度具有明顯的依賴性，說明延長PAE后能提高減少喂藥次數(shù)、經(jīng)濟效益，達到治療擇優(yōu)的效果；方一風(fēng)等［4］從浙、蘇、皖等地水產(chǎn)動物中分離23株致病性嗜水氣單胞菌并根據(jù)美國臨床實驗室標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會藥敏判斷標(biāo)準(zhǔn)（2011版）測定并篩選喹諾酮類耐藥株，結(jié)果表明，所有菌株都存在5種以上藥物的耐藥性，其中55.6%對恩諾沙星耐藥并攜帶qnrS耐藥基因；譚愛萍［5］采用K-B紙片法測定了67株氣單胞菌對常用抗生素的耐藥性，結(jié)果表明，氣單胞菌對喹諾酮類藥物呈現(xiàn)中等耐藥，耐藥率介于19.40%～64.18%，其中19.40%（13/67）的菌株攜帶喹諾酮類耐藥（PMQR）基因，8.96%（6/67）攜帶qnrS1基因、5.97%（4/67）攜帶qnrS2基因、7.47%（5/67）攜帶aac（6’）-Ib-cr基因，13株P(guān)MQR基因陽性菌株均分別攜帶1～4個質(zhì)粒。通過研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)氣單胞菌對多種抗菌藥物存在多重耐藥現(xiàn)象，而且PMQR機制的存在預(yù)示著喹諾酮類耐藥性很可能會在水產(chǎn)臨床上更加快速而廣泛地傳播，應(yīng)引起重視。

2.3氨基糖苷類宋鐵英等［1］對40株嗜水氣單胞菌進行耐藥性檢測結(jié)果顯示，分別有22株和21株對鏈霉素和卡那霉素耐藥；有19株對丁胺卡那霉素中度敏感；5株全部耐藥；9株對慶大霉素中度敏感；6株全部耐藥。曲芬［6］從19株分離自肝病患者及腹瀉患者的耐藥氣單胞菌中檢測到4種氨基苷修飾酶（aac（3）2-I、aac（3）2-II、aac（6’）2-I和ant（3”）2-I）基因，王海娟在7株維氏氣單胞菌中檢測出耐藥基因aac（6’）-Ib和aac（3）-IIa，并表明aac（6’）-Ib和aac（3）-IIa的存在是導(dǎo)致魚源維氏氣單胞菌分離株對氨基糖苷類耐藥的主要原因。因此，在疾病防治中要合理用藥，不定期更換抗生素的使用類型，避免長期使用氨基糖苷類單一藥物使細(xì)菌在選擇壓力下產(chǎn)生耐藥性。

2.4四環(huán)素類王美珍［7］對3株嗜水氣單胞菌的MIC值測定結(jié)果表明，菌株對四環(huán)素類藥物存在交叉耐藥現(xiàn)象。趙敏［8］從四川地區(qū)42株維氏氣單胞菌中檢測到tetC、tetE、tetA、tetB、floR和qnrS基因，并在8株維氏氣單胞菌中同時檢測到Par C第87位和GyrA第83位氨基酸由Ser突變?yōu)镮le；耐藥菌株質(zhì)粒中存在qnrS和tetA基因。

2.5磺胺類藥物在泰國、巴基斯坦等養(yǎng)魚場中與I型整合子相關(guān)的Sul2基因普遍存在，說明攜帶Sul2基因是魚源分離菌株對磺胺類藥物耐藥的主要因素。耿昕穎［9］通過對52株維氏氣單胞菌進行微量肉湯稀釋法檢測，其中磺胺間甲氧嘧啶的耐藥率達到94.23%；Nawaz［10］利用多重PCR方法從鯰魚維氏氣單胞菌中檢測到四環(huán)素耐藥基因tetA和tetB基因，Alois［11］從鯉魚和錦鯉共獲得氣單胞菌121株，利用PCR方法對tet（A-E）基因、整合子基因和基因盒進行檢測，結(jié)果表明，在48株菌株中檢測出tet（A-E）基因，其中tetE占主要地位，在17株菌株中檢測出intl1基因，檢測出在I類整合子可變區(qū)含有4種基因盒。

3　致病性和致病因子

氣單胞菌最初并沒有引起研究者們及臨床學(xué)家注意的原因是該菌雖在自然界中廣泛分布，但它的毒力較低、不易辨別，而且在一般情況下不易致病。但近幾年，世界各地從多種臨床標(biāo)本中分離到純培養(yǎng)狀態(tài)的氣單胞菌并發(fā)現(xiàn)了一些特殊的毒力因子。其中嗜溫有動力氣單胞菌屬與魚類疾病息息相關(guān)。由于該菌也能引起人類、牲畜患病，因此也是人-魚-獸共患的條件性病原菌。氣單胞菌屬引起的細(xì)菌侵染，不僅影響了水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的經(jīng)濟基礎(chǔ)，它還可通過水產(chǎn)品和水生動物感染人畜，輕者導(dǎo)致人畜腹瀉，重者食物中毒甚至是敗血癥，嚴(yán)重影響人類以及牲畜健康［12］。因此，氣單胞菌作為一種嚴(yán)重的致病菌，已引起水產(chǎn)界、醫(yī)學(xué)界和獸醫(yī)學(xué)界的高度重視。

3.1致病性氣單胞菌不僅存在于淡水流域、湖泊及深海中，還可以通過飲水、皮膚創(chuàng)傷等途徑侵襲動物機體，并在體內(nèi)經(jīng)過不同途徑對機體的不同器官進行破壞，嚴(yán)重時可導(dǎo)致急性敗血癥，其中由嗜水氣單胞菌引起的魚類敗血癥的主要癥狀表現(xiàn)為上下頜、鰓蓋邊緣、眼眶充血；體表及腹部充血、出血；內(nèi)臟器官肝、脾及腸道出現(xiàn)不同程度糜爛并伴有腹水［13］。維氏氣單胞菌引起的敗血癥主要癥狀為病魚體表大面積出血，鰓絲泛白，肛門紅腫，腹腔有大量腹水，肝、脾、腎腫大，部分病魚腸道內(nèi)有黃色黏液［14］。溫和氣單胞菌所引起的敗血癥癥狀與兩者類似，有的是由于體質(zhì)較弱、導(dǎo)致病原菌侵入數(shù)量增多、毒力增強所致；病情嚴(yán)重的一些病魚會出現(xiàn)厭食，靜止不動或發(fā)生陣發(fā)性亂游，最后體衰而亡。

3.2致病因子導(dǎo)致嗜水氣單胞菌致病性的原因主要是由于毒力基因的表達，毒力基因又包括外毒素（Extracellartoxin）、S層蛋白（S-Lsyer）、胞外蛋白酶（Extracellar）、外膜蛋白（OMP）、菌毛（Pili）、鞭毛蛋白、脂肪酶、蛋白酶等。而毒力基因的表達又是由多種致病因子相互作用。包括粘附、侵襲、體內(nèi)增殖及產(chǎn)生毒素等一系列復(fù)雜的生理過程，Carrello在研究菌毛及外膜蛋白時發(fā)現(xiàn)，嗜水氣單胞菌的菌毛分為兩類，一類短而硬，與細(xì)菌的自凝作用有關(guān)，稱為S菌毛；另一類長而軟，與細(xì)菌的粘附作用及血凝作用有關(guān)，稱為L菌毛，它們能與宿主細(xì)胞膜受體中的糖殘基發(fā)生反應(yīng)，從而使細(xì)菌固著在宿主細(xì)胞上。故免疫功能正常的人也有可能被感染嗜水氣單胞菌，人感染嗜水氣單胞菌胃腸炎通常表現(xiàn)在3個方面；急性型，水樣腹瀉、痢疾樣黏液和血性腹瀉、慢性腹瀉［15-16］。哺乳動物如牛等感染嗜水氣單胞菌嚴(yán)重時以脾、肝和腎的危害最為嚴(yán)重。腎的病變以腎小球嚴(yán)重腫大和腎小管上皮細(xì)胞壞死為特征；脾主要表現(xiàn)為急性敗血型，紅髓充血、出血嚴(yán)重，白髓幾乎完全消失；肝呈現(xiàn)彌漫性壞死，組織結(jié)構(gòu)被破壞［17］。

溫和氣單胞菌致病株主要與溶血素、腸毒素、細(xì)胞毒素及胞外酶等多種重要致病因子有關(guān)。當(dāng)條件適宜時，該菌生長迅速，繁殖較快，其產(chǎn)生的毒素可引起機體復(fù)雜多樣的病理變化。國內(nèi)外學(xué)者通過對病人臨床資料分析發(fā)現(xiàn)，同時存在3種毒力基因的溫和氣單胞菌的分離株可導(dǎo)致人類腹瀉和水產(chǎn)動物敗血性疾病，單一毒力基因陽性的分離株的致病性較弱。并且發(fā)現(xiàn)在不同表型種及不同來源的菌株間，毒力基因種類存在一定差異［18］。2009-2010年5月，在中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院血液學(xué)研究所血液病醫(yī)院發(fā)現(xiàn)2例溫和氣單胞菌敗血癥伴下肢蜂窩織炎死亡，其臨床表現(xiàn)是均突發(fā)畏寒、寒戰(zhàn)，體溫最高達39℃～41℃，表現(xiàn)為反復(fù)高熱，伴發(fā)雙下肢蜂窩織炎，病情進展迅速并出現(xiàn)感染性休克，隨后治療無效死亡［19］；2015年4月，中國水產(chǎn)養(yǎng)殖網(wǎng)報道，廣東省珠海市斗門區(qū)白蕉鎮(zhèn)燈尖吻鱸冬棚養(yǎng)殖池塘在春節(jié)前后尖吻鱸相繼死亡，且水溫在25℃時死亡率增高，經(jīng)16S rDNA測序鑒定為為溫和氣單胞菌?？梢姕睾蜌鈫伟亩玖χ畯姡蕚€人應(yīng)提倡潔凈飲食意識；漁民應(yīng)提倡定期消毒、預(yù)防為主的意識，這樣才能從根本上杜絕此菌的廣泛傳播。

維氏氣單胞菌菌株是微生態(tài)環(huán)境中正常存在的，但維氏氣單胞菌其中的一部分則具有致病并侵染變溫動物，并且維氏氣單胞菌具有ó型分泌系統(tǒng)使毒素增多、細(xì)菌毒力增強［20］。故患維氏氣單胞菌疾病的幾率也比往年增多，引起研究者們廣泛關(guān)注，它能產(chǎn)生磷脂酶、絲氨酸蛋白酶、核酸酶和彈性蛋白酶等毒力因子，而且它所攜帶的氣溶素（aerolysin）、腸毒素（enterotoxin）和粘附因子（adherence factor）等可引起水產(chǎn)動物、人類甚至畜禽患嚴(yán)重的疾病，但不是所有菌株都產(chǎn)生這些毒力因子，其來源不同，毒力因子也不同。雖然在溫和氣單胞菌和維氏氣單胞菌毒力因子方面的研究還不如嗜水氣單胞菌比較明確，但隨著研究的不斷深入，對溫和氣單胞菌和維氏氣單胞菌毒力基因和致病機制的研究一定會越來越明確。

4　小結(jié)

由氣單胞菌所引起的感染在感染性疾病中已居顯著位置且對免疫力低下的魚類影響明顯。它的廣泛分布，不僅對水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅，還時時刻刻危害人畜的健康。近幾年，有關(guān)氣單胞菌的研究報道越來越多，已是水質(zhì)監(jiān)測中不能忽略的環(huán)節(jié)之一。本文著重從氣單胞菌的形態(tài)特征、對抗生素的耐藥性及致病性進行討論，為氣單胞菌屬的預(yù)防，提高臨床和實驗室研究者對氣單胞菌感染的認(rèn)識以及診治提供科學(xué)參考，也對氣單胞菌以后的研究提供理論依據(jù)。同時，如何對氣單胞菌更好的檢測、預(yù)防和治療也是今后所要研究的重點。

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Q938.8

A

0529-6005（2016）09-0069-03

2015-10-12

國家自然科學(xué)基金（30972191）；吉林省留學(xué)人員創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目（201523）；長春市農(nóng)業(yè)先進適用技術(shù)示范推廣項目（20130215）；農(nóng)業(yè)P9482項目（2014234）

焦雪（1992-），女，碩士生，從事動物疾病及免疫研究，E-mail：455261939@qq.com

李月紅，E-mail：liyhong@sina.com