郝力力,陽愛國,袁東波,郭莉,侯巍,莫茜,尹杰,張朝輝,徐林,余勁,王瀟,何能杰,李銳
(1.西南民族大學 生命科學與技術學院,四川 成都 610041; 2.四川省動物疫病預防控制中心,四川 成都 610041;3.甘孜州動物疫病預防控制中心,四川 甘孜 626000; 4.河南普愛飼料股份有限公司,河南 商水 466100;5.成都杰鑫瑪生物科技有限公司,四川 成都 610041; 6.浙江省農(nóng)業(yè)科學院 農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量標準研究所,浙江 杭州 310021)
四川省甘孜州是全世界包蟲病高發(fā)地區(qū),包蟲病不僅嚴重危害當?shù)鼐用窠】?,而且導致很多包蟲病患者所在家庭因病返貧,嚴重制約了當?shù)厣鐣?jīng)濟的發(fā)展。細粒棘球絳蟲屬于圓葉目,犬科動物(家犬、流浪犬、狼、狐)是終末宿主和唯一傳染源[1-2]。成蟲在犬科動物小腸內(nèi)發(fā)育成熟,排出蟲卵,蟲卵內(nèi)含六鉤蚴,對人和其他中間宿主(牛、羊)具有感染力。值得注意的是,細粒棘球絳蟲的蟲卵對外界不良環(huán)境抵抗力很強,尤其耐受低溫:-80 ℃ 7 d方能徹底滅活,7 ℃可存活200 d以上,21 ℃可存活50 d[3-4]。甘孜州大部分地區(qū)屬亞寒帶高原氣候,全年氣溫偏低,日照長,晝夜溫差大,非常適合環(huán)境中細粒棘球絳蟲蟲卵的長期存活。此外,甘孜州全州總計18個縣,牧業(yè)縣占比高,牧民家家養(yǎng)犬,陽性犬只的糞便極易污染牧場、地表水源以及周邊居住環(huán)境,導致人畜容易從環(huán)境中攝入蟲卵而感染包蟲病。因此,鑒于上述情況,迫切需要一種高效的消毒劑,對環(huán)境中的蟲卵進行抑制殺滅,降低人畜攝入蟲卵的風險,保障當?shù)鼐用竦慕】怠?/p>
普境安(Stalosan F)是由丹麥Stormollen公司研發(fā)的一款干粉生物安全衛(wèi)生產(chǎn)品,對各種病原微生物均有較好的殺滅抑制效果。該產(chǎn)品采用特殊的加工工藝,將所有成分加工到接近納米級微粒再進行結合,最終產(chǎn)品呈超微粒狀態(tài)。普境安可采用專門的噴灑設備,按照所需覆蓋面積來計算所用劑量,均勻覆蓋于物體表面,可強力吸附環(huán)境中的病原體,從而徹底破壞微生物的生存環(huán)境,達到抑制、殺滅病原微生物的目的[5]。普境安對人畜無任何副作用,已上市50多年,對雞球蟲、豬蛔蟲等寄生蟲蟲卵、蒼蠅蟲卵、真菌(曲霉菌、黃曲霉菌等)、細菌(大腸埃希菌、金黃色葡萄球菌、沙門氏菌等)和病毒(禽流感、藍耳病、犬細小病毒和豬細小病毒等)均有較好的控制效果[6]。因此,本實驗擬就普境安對細粒棘球絳蟲蟲卵的抑制、殺滅效果展開初步研究,確定普境安能否有效地殺滅細粒棘球絳蟲蟲卵或者減低蟲卵的活力,從而為提高包蟲病流行地區(qū)公共衛(wèi)生水平、保障當?shù)鼐用窠】堤峁┘夹g支撐。
主要儀器設備和試劑。臺式高速離心機(eppendorf 5402型)、ABI7500熒光PCR儀、Nanodrop 2000、TransScript Green Two-Step qRT-PCR SuperMix(北京全式金公司)、Trizol(Invitrogen),引物和探針由華大基因合成。
犬糞樣本的采集。于2017年9月,在石渠縣采集驅(qū)蟲后3 d內(nèi)的新鮮家犬糞便30份,每份150 g左右,4 ℃冷藏保存。
陽性犬糞的篩選。將30份犬糞每份均充分混勻,每份取100 mg按照Trizol說明書提取總RNA備用。針對細粒棘球絳蟲ND1基因,設計合成以下引物和探針(MGB):Pf: 5′-TGTACTGGTTGG GGTGGTTACAA-3′;Pr:5′-GCCTCAAACCTAACAG ATCCAAAA-3′;Probe: 5′-CACATCGAACAGACCT T-3′。采用上述引物和探針,建立如下PCR反應體系:上下游引物各3 μL(終濃度600 nmol·L-1)、探針1 μL(終濃度400 nmol·L-1)、PCR Mix 12.5 μL、RNA 3~4 μL(10 ng)、ddH2O補齊至25 μL。于ABI7500熒光PCR儀上運行反應,選取Ct值小于20的犬糞樣本備用。
普境安對蟲卵最佳作用效果對應劑量和處理時間的確定。選取Ct值小于20的犬糞樣本1份,將普境安分為50、80和100 g·m-23個劑量組,處理時間分別為4、8、12和24 h,同時設置1個空白對照組(未用普境安處理),總計4個實驗組(圖1)。每組取犬糞6 g,均勻平攤于90 mm無菌平皿內(nèi),按照對應劑量將普境安均勻覆蓋于犬糞上,溫箱內(nèi)18 ℃下放置。在4個時間點,每組分別取大約1 g犬糞提取總RNA,按照上述反應體系進行檢測,做3個復孔,確定Ct值。
采用SPSS 19.0對不同處理組和空白對照組的Ct值進行卡方分析,判定是否存在顯著差異。
結果如表1所示,對照組在4、8、12和24 h Ct值變化區(qū)間為18.32~19.45,無明顯變化;和對照組相比,50 g·m-2劑量組4個時間段Ct值無明顯變化;80 g·m-2劑量組在12和24 h有明顯變化,其中作用24 h后差異顯著(P<0.05);100 g·m-2劑量組在作用8、12和24 h后Ct值有明顯變化,其中作用12和24 h后差異極顯著(P<0.01)。
表1 不同普境安處理組作用不同時間后對應的Ct值
注:*、**分別表示與對照相比差異達到顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)水平。
普境安對寄生蟲蟲卵的抑制機理主要為以下2方面:1)其納米級成分(硅酸鹽成分)可滲透至蟲卵內(nèi)部,改變其內(nèi)部的pH值,從而干擾DNA的復制,切斷了幼蟲的發(fā)育過程;2)普境安顆粒改變了蟲卵表面的通透性,造成了內(nèi)部水分的流失,蟲卵脫水死亡,達到了抑制和殺滅的作用。Permin等[6]將普境安處理過的雞蛔蟲、雞異刺線蟲和封閉毛細線蟲的蟲卵接種雞后,和未處理組相比,雞體內(nèi)成蟲數(shù)量明顯減少,說明普境安對蟲卵有亞致死作用,能夠一定程度上抑制蟲卵發(fā)育為感染性幼蟲。Ralph等[7]發(fā)現(xiàn),采用50 g·m-2劑量作用于未孢子化的堆型艾美耳球蟲卵囊48 h后,和對照組相比,孢子化率下降了50%。
本實驗中發(fā)現(xiàn),100 g·m-2作用24 h后,犬糞中細粒棘球絳蟲蟲卵ND1基因轉(zhuǎn)錄水平顯著降低,表明對蟲卵活力有顯著的抑制作用。甘孜州18個縣均為包蟲病流行區(qū)域,前期相關調(diào)查發(fā)現(xiàn),土壤、犬被毛上均檢出蟲卵[7],因此,采用普境安對定居點周邊土壤、草場以及人活動的廣場等重點區(qū)域進行消毒,是降低人畜感染包蟲的有效措施。細粒棘球絳蟲的蟲卵與球蟲、蛔蟲蟲卵(需要在外界環(huán)境中進行發(fā)育:球蟲孢子化,蛔蟲蟲卵進一步分裂,有明顯的形態(tài)變化)不同,排出到外界環(huán)境中時就已經(jīng)發(fā)育成熟,形態(tài)上不再有明顯變化,因此,無法直接從形態(tài)上判定普境安對蟲卵的抑制效果。在后續(xù)研究中,可從犬糞中分離富集細粒棘球絳蟲蟲卵,按照不同劑量/時間組合作用后,接種中間宿主綿羊,依據(jù)綿羊體內(nèi)臟器上包囊個數(shù)及發(fā)育程度來進一步確定普境安最佳劑量/作用時間組合。由于細粒棘球絳蟲蟲卵對人和家畜有感染性,因此,對綿羊的攻蟲實驗至少需要在BSL-2實驗室進行,這也是目前未能開展動物實驗的主要原因。
由于普境安的特殊作用機制,即使長期使用,病原微生物也不會產(chǎn)生抗藥性;和其他消毒劑不同,普境安即使在有機物存在的條件下,也能充分發(fā)揮作用,而且可以進行帶畜消毒,對人畜無害(吸入、食入、皮膚接觸及眼部接觸均無害),不會產(chǎn)生生態(tài)破壞,非常適合包蟲病流行地區(qū)使用。到目前為止,普境安對細粒棘球絳蟲蟲卵殺滅抑制效果國內(nèi)尚無相關報道,本實驗進行了前期研究,以期為包蟲病的防控提供行之有效的技術措施。