孫虎芝,盧國民,任慧英
(青島農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院,山東 青島266109)
奶牛乳房炎是一種奶牛的多發(fā)病和常見病,是由多種致病微生物引起的局部病變,在奶牛養(yǎng)殖業(yè)中造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。因此,加強(qiáng)對奶牛乳房炎的預(yù)防、診斷和治療顯得尤為重要。據(jù)報(bào)道,引起奶牛乳房炎的致病微生物共有100多種,分為接觸類傳染病原菌和環(huán)境病原菌兩大類[1]。接觸類病原菌包括無乳鏈球菌、停乳鏈球菌、金黃色葡萄球菌和沙門菌等;環(huán)境病原菌主要為大腸桿菌、酵母,以及皰疹病毒和口蹄疫病毒等[2]。細(xì)菌性病原常見金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、無乳鏈球菌、停乳鏈球菌、乳房鏈球菌;化膿隱秘桿菌是一種小的,多形態(tài)的革蘭陽性的條件致病桿菌[3],可引起夏季牧場干奶期奶牛的“夏季乳房炎”,而且會在蠅的協(xié)助下發(fā)生“牛-牛傳播”。此外,克雷伯氏菌菌屬、產(chǎn)氣桿菌屬、大腸埃希菌屬等細(xì)菌也可以引起發(fā)病。針對奶牛乳房炎的致病菌如何快速診斷尤為重要,這對及時治療奶牛乳房炎起著關(guān)鍵作用。
由于奶牛乳房炎病原繁多,不同的微生物需要不同診斷方法,因此診斷方法多種多樣。采用傳統(tǒng)的細(xì)菌鑒定方法需要進(jìn)行細(xì)菌的分離培養(yǎng)、形態(tài)檢查及生化鑒定,鑒定程序繁瑣且耗時長。PCR診斷技術(shù)快速,但是由于奶牛乳房炎的病原種類多,無法根據(jù)臨床癥狀判斷疑似病原,針對單一病原的PCR診斷方法存在很大的盲目性。
瑞典國家獸醫(yī)研究所研制的鑒別培養(yǎng)基組合平板SELMA及SELMAPLUS,可用于臨床奶牛乳房炎的快速診斷,并可對金黃色葡萄球菌進(jìn)行耐藥性檢測。本文對SELMA系列平板進(jìn)行介紹。
SELMA平板有3個不同的檢測區(qū)域,SELMA PLUS平板有4個不同的檢測區(qū)域。每個區(qū)域含有不同的鑒別培養(yǎng)基,極大地方便了細(xì)菌性奶牛乳房炎的安全快速診斷。相應(yīng)區(qū)域的平板背面進(jìn)行了數(shù)字標(biāo)記。在SELMA平板上,“1”為牛血液瓊脂,含有七葉苷,所有的需氧性細(xì)菌可在此生長;“2”為麥康凱培養(yǎng)基,只有革蘭陰性菌方可生長;“3”為甘露醇鹽瓊脂,葡萄球菌屬及腸球菌屬的細(xì)菌可在此生長。在上面生長的黃色菌落還可以用于檢測葡萄球菌是否產(chǎn)生青霉素酶。在SELMA PLUS平板上,“1”及“2”同SELMA平板,“3”為PGUA瓊脂(PGUA為4-硝基苯吡喃葡萄糖苷,為β-D-葡萄糖苷酶的底物),用于鑒定大腸桿菌,“4”為甘露醇鹽瓊脂,同SLEMA平板上的“3”。
SELMA和SELMA PLUS選擇性培養(yǎng)基的成品均達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量檢測和產(chǎn)品品質(zhì)保證的標(biāo)準(zhǔn),用于奶牛乳房炎病原的培養(yǎng)及分類。大多數(shù)情況下,臨床上急性的奶牛乳房炎由單一的細(xì)菌菌株引起,分離培養(yǎng)得到的菌落性狀一致。從亞臨床感染的奶牛乳房炎、黏膜、皮膚和傷口等處的樣本往往可同時分離到多種細(xì)菌,這種情況下,SELMA系列的平板顯然不適合進(jìn)行細(xì)菌的培養(yǎng)和分類,因?yàn)镾EMLA系列的平板上每種培養(yǎng)基僅占平板的1/3或1/4,這么小的區(qū)域很難區(qū)分單個菌落,而單個菌落的特征是鑒定細(xì)菌的重要依據(jù),因此對于非牛奶樣本,推薦使用單獨(dú)的牛血液瓊脂平板進(jìn)行分離培養(yǎng)。
3.1 分離培養(yǎng) SELMA系列平板的蓋子內(nèi)側(cè)容易凝結(jié)冷凝水,使用前應(yīng)輕輕打開平板。輕輕晃動裝奶樣的試管,用10μL取菌環(huán)取樣后在每個區(qū)域上分別進(jìn)行劃線分離,按照數(shù)字的順序接種,首先在牛血液瓊脂上進(jìn)行。為便于正確診斷,每個平板只接種一個奶樣。接種后應(yīng)盡快將平板進(jìn)行37℃倒置培養(yǎng)18~48 h。培養(yǎng)18~24 h之后進(jìn)行第一次觀察,如果沒有細(xì)菌生長,應(yīng)繼續(xù)培養(yǎng)24 h,以檢查是否存在緩慢生長的細(xì)菌。
3.2 生長觀察 檢查平板上細(xì)菌的生長狀況時,在反射光下可觀察到細(xì)小的菌落,用半透明的光線可觀察細(xì)菌的溶血性。如果牛血液瓊脂上沒有細(xì)菌生長或者有少量生長,說明奶樣中細(xì)菌量極少,沒有必要進(jìn)行進(jìn)一步的細(xì)菌學(xué)檢測。
3.3 不同細(xì)菌的鑒別 所有的有氧細(xì)菌能夠在牛血液瓊脂上生長。鏈球菌只在牛血液瓊脂上生長。葡萄球菌和腸球菌在牛血液瓊脂和甘露醇鹽瓊脂上生長。革蘭陰性菌在牛血液瓊脂、麥康凱培養(yǎng)基和PGUA瓊脂上生長。甘露醇鹽瓊脂用于區(qū)別金黃色葡萄球菌和凝固酶陰性葡萄球菌;麥康凱培養(yǎng)基用于鑒別革蘭陰性菌;PGUA瓊脂用于區(qū)分大腸桿菌和克雷伯氏菌屬的細(xì)菌。
3.3.1 革蘭陽性菌 (1)葡萄球菌屬:葡萄球菌屬的細(xì)菌可分為金黃色葡萄球菌(為凝固酶陽性)和凝固酶陰性葡萄球菌,均可在牛血液瓊脂和甘露醇鹽瓊脂上生長。金黃色葡萄球菌的典型特點(diǎn)是在牛血液瓊脂上形成雙層溶血環(huán),而凝固酶陰性葡萄球菌沒有此現(xiàn)象。圍繞金黃色葡萄球菌菌落內(nèi)層的溶血環(huán)透明,外層溶血環(huán)不透明。在甘露醇鹽瓊脂上,金黃色葡萄球菌因?yàn)槟芾酶事洞迹势渚渲車呐囵B(yǎng)基變成黃色,而凝固酶陰性葡萄球菌菌落周圍通常沒有這種顏色變化。葡萄球菌屬的細(xì)菌易產(chǎn)生青霉素酶導(dǎo)致出現(xiàn)耐藥性。青霉素酶又稱β-內(nèi)酰胺酶,可水解β-內(nèi)酰胺類抗生素,包括青霉素G;氨基青霉素類,如氨芐西林、阿莫西林、匹氨西林;羧基青霉素類,如羧芐西林、替卡西林等;及脲基青霉素類,如呋芐西林、美洛西林等。因此,在SELMA系列平板上分離到葡萄球菌的基礎(chǔ)上,進(jìn)行青霉素酶試驗(yàn)可直接評價細(xì)菌的耐藥性,為臨床治療奶牛乳房炎提供依據(jù)。金黃色葡萄球菌和凝固酶陰性葡萄球菌均應(yīng)進(jìn)行青霉素酶產(chǎn)生試驗(yàn),方法如下。
當(dāng)觀察到甘露醇鹽瓊脂上菌落周圍的瓊脂變黃后,將頭孢噻吩藥敏紙片貼放于黃色的菌落上。將平板置37℃孵育15~20min,如果紙片顏色由粉紅色變?yōu)樯罴t色則說明該菌株產(chǎn)生青霉素酶。藥敏紙片顏色觀察最好從平板背面進(jìn)行。有的時候,紙片的顏色變化不完整,只有菌落貼到紙片上的位置才會出現(xiàn)小紅點(diǎn)。需要注意的是,青霉素酶試驗(yàn)只能在僅含有一種菌落的情況下采用。該試驗(yàn)不能在牛血液瓊脂上進(jìn)行,也不能在葡萄球菌屬以外的細(xì)菌菌落上進(jìn)行,因?yàn)槠渌鷮俚募?xì)菌也會使甘露醇鹽瓊脂變黃。
如果甘露醇鹽瓊脂上的菌落沒有變黃,即為凝固酶陰性葡萄球菌,那么青霉素酶的產(chǎn)生試驗(yàn)需要在載玻片上做。將頭孢噻吩藥敏紙片放于載玻片上,用微量的無菌蒸餾水或生理鹽水濕潤,然后用接種環(huán)從牛血液瓊脂上挑取菌落涂抹到藥敏紙片上,放在37℃的環(huán)境下孵育,在15~30min內(nèi)觀察紙片的顏色變化,紙片從粉紅色變?yōu)樯罴t色說明細(xì)菌產(chǎn)生青霉素酶,重要的是孵育的全過程需要在濕潤的條件下進(jìn)行,因此通常將其放在空的培養(yǎng)皿里。
(2)鏈球菌屬:大多數(shù)情況下,所有的鏈球菌都能夠在18~24 h內(nèi)在牛血液瓊脂上形成可見菌落。β-溶血性鏈球菌,例如無乳鏈球菌,常在菌落周圍形成透明的溶血環(huán)[5]。α-溶血性鏈球菌,例如停乳鏈球菌,在菌落周圍形成草綠色的溶血環(huán)。乳房鏈球菌也可以形成草綠色溶血環(huán),故不能與其他鏈球菌區(qū)分開來。腸球菌有時可以在甘露醇鹽瓊脂上形成小的菌落并且使培養(yǎng)基變黃。但是,鏈球菌的菌落普遍比較細(xì)小,從形態(tài)上容易與腸球菌區(qū)別。
(3)化膿隱秘桿菌:化膿隱秘桿菌經(jīng)過18~24 h的培養(yǎng),在反射光下勉強(qiáng)可見針尖大小的菌落。在半透明條件下可能會觀察到微弱的不透明溶血環(huán)。繼續(xù)培養(yǎng)24 h后,菌落更易于觀察,小的溶血環(huán)更加清晰。
3.3.2 革蘭陰性菌 大腸菌群在培養(yǎng)4~6 h后就可在牛血液瓊脂和麥康凱培養(yǎng)基形成小菌落。只有大腸桿菌和克雷伯氏菌屬的細(xì)菌會在麥康凱培養(yǎng)基上形成紫紅色的菌落。溶血性大腸桿菌在牛血液瓊脂上產(chǎn)生透明的溶血環(huán)。克雷伯氏菌屬的細(xì)菌比大腸桿菌的菌落更黏稠,當(dāng)用接種環(huán)挑取菌落時,常產(chǎn)生菌落的拉絲現(xiàn)象。
大腸桿菌和克雷伯氏菌屬的細(xì)菌在SELMA PLUS平板上很容易區(qū)分。大腸桿菌在PGUA瓊脂上會使菌落周圍的瓊脂變成黃綠色。當(dāng)PGUA瓊脂上有大量的大腸桿菌生長時,整個PGUA瓊脂都變?yōu)辄S綠色,少量大腸桿菌生長時,只有菌落周圍才變色。在PGUA瓊脂上生長的克雷伯氏菌屬的細(xì)菌則不會引起培養(yǎng)基的顏色變化。
假單胞菌屬在牛血液瓊脂、麥康凱培養(yǎng)基和PGUA瓊脂上可形成具有典型焦糖味的灰綠色發(fā)光的菌落,這一點(diǎn)與其他細(xì)菌相比具有典型的鑒別意義。奇異變形桿菌常在牛血液瓊脂上進(jìn)行彌漫生長,而在其他的區(qū)域上則可見單個菌落,且不引起培養(yǎng)基顏色變化。
3.3.3 其他細(xì)菌 除上述的細(xì)菌外,尚有多種細(xì)菌可引起奶牛乳房炎,例如芽孢桿菌屬和腸桿菌科的某些菌種。芽孢桿菌的菌落相對較大而且邊緣不整齊,通常具有溶血作用,有時可能會在甘露醇鹽瓊脂上生長。酵母通常在牛血液瓊脂上生長,但有時經(jīng)過48 h培養(yǎng)之后也會在甘露醇鹽瓊脂上生長。牛棒狀桿菌通常被認(rèn)為是不致病的,常從乳房炎樣本中分離到。經(jīng)過48 h培養(yǎng)后會在牛血液瓊脂上形成不溶血、干燥的白色菌落。
各種奶牛乳房炎病原的鑒別見表1。
表1 各種奶牛乳房炎病原的鑒別
SELMA系列平板由瑞典國家獸醫(yī)研究所研制。SELMA和SELMA PLUS平板倒置冷藏的保存期為2個月。青霉素酶試驗(yàn)所用的頭孢噻吩紙片的保存期為1年。如果無法通過SELMA系列平板判定檢測結(jié)果,應(yīng)將平板或牛奶樣本送往獸醫(yī)細(xì)菌學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行進(jìn)一步的檢測。對分離到的細(xì)菌進(jìn)行藥敏試驗(yàn),可有效指導(dǎo)臨床用藥。SELMA系列平板方便了奶牛乳房炎的快速、便捷的準(zhǔn)確診斷。
[1]甘露.奶牛乳房炎病原菌PCR快速鑒定及牛源地衣芽孢桿菌感染小鼠乳房炎模型的研究[D].蕪湖:安徽師范大學(xué),2012.
[2]劇慧棟.奶牛乳房炎主要致病菌的相關(guān)研究[D].石家莊:河北師范大學(xué),2012.
[3]趙敬翠,李杰,劉耀川,等.化膿隱秘桿菌的特性及化膿隱秘桿菌病的防治[J].黑龍江畜牧獸醫(yī),2009,11:92-93.
[4]陳海兒,陳群英,張慧萍.無乳鏈球菌213株標(biāo)本分布及耐藥性分析[J].中國藥物與臨床,2013,02:252-254.
[5]Bengt Ekberg.SELMA,SELMA PLUS[EB/OL].http://www.sva.se/en/Service-and-products/Substrate production/SELMA-and-SELMA-PLUS,2011-09-15/2013-11-22.