段笑笑 邴啟政 張嚴(yán)琦 王 媛 劉 倩 馬 帥 李 彥
(青島市動物疫病預(yù)防控制中心, 山東青島 266000)
副豬嗜血桿菌(Haemophihlsparasuis, HPS)為巴氏桿菌屬短小桿菌,革蘭氏染色陰性,存在于健康豬上呼吸道,特別是鼻黏膜和扁桃體區(qū)域[1]。菌株移行到肺部則引起肺炎,從而引發(fā)全身性疾病,特征性臨床癥狀為纖維素性漿膜炎、關(guān)節(jié)炎、腦膜炎等,被稱為Glasser's 病[2]。副豬嗜血桿菌病在斷奶前后和保育期仔豬中多發(fā),尤其與藍(lán)耳病、圓環(huán)病毒2 型混合感染時,發(fā)病率與死亡率都較高,是給我國養(yǎng)豬業(yè)中造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失的豬疫病之一。
副豬嗜血桿菌分離較困難,死亡病例中較難分離,一般采用具有典型臨床癥狀、瀕臨死亡、未用抗生素治療的病豬,無菌采集其關(guān)節(jié)液、心包液、胸腔積液等,并將這些液體平板劃線于TSA 培養(yǎng)基上,37℃,5%CO2培養(yǎng)24~48 h,連續(xù)純化培養(yǎng),挑取針尖大小,透明光滑的菌落進(jìn)行鏡檢、生化鑒定、PCR 和測序等對致病菌進(jìn)行鑒定,最終確定分離菌株是否為HPS。
1.1.1 病料及菌種來源
試驗(yàn)病料來源于青島某養(yǎng)豬場一份疑似HPS 感染的病豬關(guān)節(jié)液。
1.1.2 藥品與試劑盒
TSA、TSB 培養(yǎng)基購自北京銀杏林科技開發(fā)有限公司;胎牛血清購自浙江天杭生物科技有限公司;NAD、細(xì)菌生化鑒定管、藥敏紙片購自青島海博生物技術(shù)有限公司;dNTP、PCR Buffer(Mg2+)、Taq DNA 聚合酶、DL-2000 均購自TaKaRa 生物公司。
1.1.3 主要培養(yǎng)基
TSA 培養(yǎng)基的配制:稱取TSA 培養(yǎng)基40 g ,溶解于1 000 mL 蒸餾水中,121℃滅菌20 min,冷卻至60℃左右,加入含0.005%的NAD 和5%胎牛血清,傾倒平皿至凝固,4℃保存?zhèn)溆谩?/p>
TSB 培養(yǎng)基的配制:稱取TSB 培養(yǎng)基30 g,溶解于1 000 mL 蒸餾水中,121℃滅菌20 min,冷卻至60℃左右,加入0.005%的NAD 和5%胎牛血清,4℃保存?zhèn)溆谩?/p>
1.1.4 其他緩沖液及試劑
滅菌生理鹽水:稱取0.9 g NaCl 溶解于100 mL 蒸餾水中,121℃滅菌15 min,4℃保存?zhèn)溆谩?/p>
1.1.5 主要儀器設(shè)備
HZQ-FX 全溫振蕩器,購自哈爾濱市東聯(lián)電子技術(shù)開發(fā)有限公司;DXP-9082 型電熱恒溫培養(yǎng)箱,購自上海精密實(shí)驗(yàn)設(shè)備儀器公司;1010-2 型干燥箱,購自上海實(shí)驗(yàn)儀器總廠;DELTA320 電子pH 計(jì),購自梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;MDF382E 超低溫冰箱,購自SANYO 公司;島津SHIMADZU 紫外可見分光光度計(jì)UV-2550,購自日本島津公司;立式壓力蒸汽滅菌器,購自上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠;S&B FAZ14 電子天平,購自上海海康電子儀器廠;Nikon 顯微鏡,購自尼康儀器(上海)有限公司;SW-CJ 型超凈工作臺,購自濟(jì)南潔凈康凈化設(shè)備廠。
1.2.1 細(xì)菌分離培養(yǎng)
從具有典型漿膜炎、腹膜炎、心包炎的病豬體內(nèi),無菌采集關(guān)節(jié)液,接種于TSA 平板,并置于37℃,5%CO2培養(yǎng)箱中,連續(xù)純化培養(yǎng)。最后挑取單菌落,與生理鹽水混勻后,進(jìn)行革蘭氏染色,觀察分離菌株形態(tài)。
1.2.2 生化鑒定
在超凈工作臺中,用接種環(huán)挑取針尖大小,光滑透明的單菌落接種于TSB 液體培養(yǎng)基中,180 r/min 震蕩培養(yǎng)12~16 h,吸取菌液依次加入到以下生化鑒定管中:葡萄糖、乳糖、麥芽糖、甘露糖、半乳糖、阿拉伯糖、氧化酶、接觸酶、吲哚、硝酸鹽還原、尿素酶,37℃恒溫箱中培養(yǎng),記錄生化試驗(yàn)變色情況。
1.2.3 PCR 擴(kuò)增反應(yīng)
1.2.3.1 引物設(shè)計(jì)
上游引物:5'-GGC TTC GTC ACC CTC TGT-3'
下游引物:5'-GTG ATG AGG AAG GGT GGTGT-3'
1.2.3.2 細(xì)菌DNA 提取
菌液直接煮沸法:取經(jīng)鏡檢無雜菌污染的HPS 菌液1 mL,于10 000 rpm/min 離心5 min,將上清倒掉,用雙蒸水溶解沉淀物,100℃煮沸15 min,12 000 rpm/min 離心5 min,收集上清,-20℃保存?zhèn)溆谩?/p>
菌落直接PCR:將HPS 菌落直接加入PCR 反應(yīng)管中,預(yù)變性溫度為97℃,時間7 min。
1.2.3.3 擴(kuò)增基因組DNA反應(yīng)體系和擴(kuò)增條件如下。如表1、表2。
表1 反應(yīng)體系
表2 反應(yīng)條件
經(jīng)1.0%瓊脂糖凝膠電泳分離,通過凝膠成像系統(tǒng)觀察擴(kuò)增結(jié)果。
1.2.4 產(chǎn)物序列分析
將產(chǎn)物、引物直接送至華大基因進(jìn)行測序分析。
1.2.5 HPS 生長曲線測定
在無菌條件下,用少量TSB 培養(yǎng)基洗下固體培養(yǎng)基上的菌苔,用移液槍吸入100 mL 的TSB 培養(yǎng)基中,37℃180 r/min 震蕩培養(yǎng),16 h 后,吸取20 μL 加入到全自動微生物生長系統(tǒng)反應(yīng)板中,加入TSB 培養(yǎng)基400 μL,連續(xù)震蕩培養(yǎng),每隔2 h 測定600 nm 處吸光光度值,繪制HPS 生長曲線。
1.2.6 豚鼠致病性、藥物敏感性分析
將15 只豚鼠隨機(jī)分為3 組,分別為試驗(yàn)組一、試驗(yàn)組二、對照組,每組5 只。分別注射1 mL 1.0×108CFU/mL 的HPS、1 mL 1.0×109CFU/m LHPS 和l mL TSB,觀察7 d。將死亡豚鼠進(jìn)行剖檢觀察,作細(xì)菌分離、PCR 檢測。7 天后處死剩余的豚鼠,觀察豚鼠的臨床病理變化,分離細(xì)菌。
選用直徑90 mm 的平皿,密集劃線接種菌種,無菌放置7 個藥敏紙片,倒置37℃溫箱培養(yǎng)24 h,取出測量觀察結(jié)果。
關(guān)節(jié)液在TSA 培養(yǎng)基上,經(jīng)過連續(xù)分離純化,挑取具有針尖大小,表面光滑濕潤、無色透明的菌落(見圖1),與生理鹽水混勻涂片,進(jìn)行革蘭氏染色。鑒定結(jié)果為革蘭氏陰性,短桿狀(見圖2)。
圖1 菌落形態(tài)
在超凈工作臺中,用接種環(huán)挑取針尖大小,光滑透明的單菌落接種于TSB 液體培養(yǎng)基中,180 r/min 震蕩培養(yǎng)12~16 h,吸取菌液依次加入到生化鑒定管中,試驗(yàn)結(jié)果均與HPS 標(biāo)準(zhǔn)菌株的特征相符合,菌液生化鑒定結(jié)果與接觸酶、硝酸鹽還原試驗(yàn)為陽性,與氧化酶、尿素酶試驗(yàn)為陰性(表3)。
圖2 革蘭氏染色陰性(10×100)
經(jīng)過PCR 擴(kuò)增,其產(chǎn)物為822 bp 大小的片段,與預(yù)擴(kuò)增目的片段大小一致。電泳結(jié)果見圖3 所示,1 為分離株16S rRNA 擴(kuò)增結(jié)果。
圖3 PCR 擴(kuò)增結(jié)果
通過與NCBI Blast 比較,該分離株序列與已發(fā)表的副豬嗜血桿菌16S rRNA 序列同源性最高,為99%,證明分離株均為副豬嗜血桿菌。
表3 HPS 生化鑒定結(jié)果
根據(jù)OD600測定情況,將副豬嗜血桿菌生長曲線繪制見圖4。
圖4 副豬嗜血桿菌生長曲線
HPS 生長曲線說明,接種后4 h 左右,菌液OD600值逐漸上升,在14 h 左右達(dá)到最大值,此后隨著時間的延長,OD600值基本不變。
試驗(yàn)組一5 只豚鼠均未發(fā)生死亡,但精神萎靡;試驗(yàn)組二攻毒后第1 d 死亡2 只豚鼠,第2 d 死亡3 只豚鼠,剖檢可以觀察到肺臟有明顯的出血點(diǎn),但是無其他特征性的病變,可分離到HPS;對照組無任何癥狀。一周后解剖存活的豚鼠,結(jié)果顯示,對照組無任何病變;試驗(yàn)組一的豚鼠肺臟有彌漫性出血點(diǎn)、實(shí)變、腫脹,肝臟出現(xiàn)腫脹和充血,但未見漿膜炎癥狀。
藥敏試驗(yàn)結(jié)果顯示,副豬嗜血桿菌對頭孢曲松高敏感,對阿奇霉素低敏感,對其他藥物敏感。具體見表4。
HPS 的分離一般選用瀕臨死亡的未用抗生素治療的病料,死亡病料中一般很難分離。分離從具有典型病變的肝臟、肺臟、心包液、關(guān)節(jié)液等部位進(jìn)行。從鼻腔、支氣管等部位分離的HPS 為常在菌,與致病性無關(guān)。本研究分離的菌株在細(xì)菌形態(tài)、生化鑒定、PCR 等都符合HPS 的標(biāo)準(zhǔn),可確定為HPS。
表4 藥物敏感性試驗(yàn)結(jié)果
采用PCR 方法鑒定副豬嗜血桿菌,可以有效區(qū)別臨床癥狀與副豬嗜血桿菌病相似的豬傳染性胸膜肺炎、支原體肺炎、豬鏈球菌病等。并且與傳統(tǒng)的細(xì)菌分離和生化鑒定等方法相比較,PCR 具有準(zhǔn)確、靈敏、快速等優(yōu)點(diǎn)。但有研究發(fā)現(xiàn),HPS 與巴氏桿菌屬某些細(xì)菌有高度同源性,PCR 方法不排除會出現(xiàn)假陽性。因此,鑒定時還要結(jié)合細(xì)菌分離、生化鑒定等傳統(tǒng)方法,避免假陽性的出現(xiàn)。
本試驗(yàn)采用全自動微生物生長分析系統(tǒng)測定HPS 的生長情況,試驗(yàn)數(shù)據(jù)反映出HPS 連續(xù)培養(yǎng)中,4 h 后進(jìn)入對數(shù)生長期,14 h 進(jìn)入生長平臺期,此時菌體數(shù)目較大。該試驗(yàn)結(jié)果為滅活疫苗的研制中滅活時間的選取提供了依據(jù)。但不足的是,該試驗(yàn)未能對HPS 在不同時期的活菌數(shù)進(jìn)行測定,希望其他研究人員可以開展此項(xiàng)工作,對HPS 的生長特性深入了解。