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        北京市鼠形動物感染巴爾通體的調查

        2021-07-16 07:57:20竇相峰呂燕寧孫玉蘭王小梅李仁清陳麗娟王全意
        中國人獸共患病學報 2021年6期
        關鍵詞:姬鼠陽性率北京市

        李 夫,竇相峰,呂燕寧,孫玉蘭,王小梅,李仁清,陳麗娟,王全意

        巴爾通體(Bartonella)屬于革蘭氏陰性菌,能感染宿主的紅細胞和內(nèi)皮細胞[1]。巴爾通體種類較多,目前已發(fā)現(xiàn)36個種及亞種,至少有17個種或亞種對人和動物致病[2]。巴爾通體感染導致的疾病譜較廣,可引起人發(fā)熱、貓抓病、卡里翁病、桿菌性血管瘤病和感染性心內(nèi)膜炎等[3-5]。巴爾通體病常因臨床表現(xiàn)復雜,癥狀不特異而發(fā)生誤診、漏診[6]。巴爾通體宿主廣泛,可感染多種類型的哺乳動物,鼠類作為巴爾通體的主要宿主,在其存儲和傳播中發(fā)揮重要作用[7-9]。人類可因與攜帶巴爾通體的鼠類接觸、或被鼠咬傷或是傷口被其排泄物污染而感染,也可能由攜帶巴爾通體的媒介生物如蚤類和蜱等叮咬而感染[10]。

        北京市周邊生態(tài)環(huán)境良好,鼠形動物種類豐富。近年來,隨著人與野外自然環(huán)境接觸頻率的增加,部分鼠傳疾病呈增多趨勢[11-12]。由于巴爾通體感染導致的疾病尚無疫苗可預防,因此對動物宿主和媒介的防制仍為主要防控措施之一。目前,尚未有文獻全面報道北京市鼠形動物感染巴爾通體狀況,為此,本研究調查北京市16個區(qū)鼠形動物巴爾通體感染狀況和遺傳特征,為制定本地相關疾病的防控措施提供依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 樣本采集 2019年3—10月在北京市16個區(qū)采用夾夜法捕獲鼠形動物,通過記錄捕獲樣本的體長、尾長、前后足長和毛色等形態(tài)特征,根據(jù)鼠科動物檢索記錄表進行鼠種鑒定[13]。生物安全柜中無菌操作取動物樣本的肝、脾臟,并置于圓形凍存盒中,-70 ℃保存。

        1.2 核酸提取 剪取黃豆粒大小的肝、脾臟,使用Qiagen Tissue Lyser II破碎儀進行組織破碎,并按DNeasy Blood & Tissue Kit(Qiagen,德國)商品化試劑盒的說明書進行核酸提取,提取的核酸置于-70 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

        1.3 PCR擴增和測序 使用文獻報道的巴爾通體gltA特異引物[14],上游引物:BhCS.781p(5′-GGGGACCAGCTCATGGTGG-3′)和下游引物:BhCS.1137n(5′-AATGCAAAAAGAACAGTAAACA-3′)進行PCR擴增。擴增體系:2 × AmpliTaq Gold 360 Master Mix(ThermoFisher公司)12.5 μL,上、下游引物(10 μmol/L)各1 μL,模板5 μL,去離子水補足至25 μL;反應條件:94 ℃預變性3 min;94 ℃變性30 s,56 ℃退火30 s,72 ℃延伸30 s,35個循環(huán);72 ℃延伸10 min。PCR產(chǎn)物經(jīng)Qiagen QIAxcel電泳儀檢測,選擇片段大小在379 bp附近的特異性條帶送生工生物有限公司,采用Sanger測序法,在ABI3730平臺進行DNA序列測定。

        1.4 序列比對和分析 測得的序列使用SeqMan軟件進行手工校正和拼接,并提交美國國立生物技術信息中心(NCBI)網(wǎng)站進行Blast比對。使用MEGA 6軟件進行序列處理和比對,采用鄰接法(Neighbor-jointing,NJ)構建基于Kimura-2-Parameter(K2P)模型的系統(tǒng)發(fā)育樹,自展值設為1 000次。

        1.5 統(tǒng)計學分析 使用SPSS 19.0軟件進行統(tǒng)計學分析,不同特征間的鼠形動物陽性率的比較采用χ2檢驗,兩兩比較的P值采用Boferroni法進行校正,P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

        2 結 果

        2.1 樣本采集情況 在北京市16個區(qū)的居室及周邊環(huán)境、山地、林地和農(nóng)田4種生境中,共捕獲鼠形動物樣本448只,其中褐家鼠233只、小家鼠92只,主要采集于居民區(qū)及周邊環(huán)境;社鼠53只、中華姬鼠30只、黑線姬鼠25只、巖松鼠6只、倉鼠4只、棕背鼠平3只和鼩鼱2只,主要采集于山地、林地和農(nóng)田(表1)。

        2.2 樣本檢測情況 共檢出46份巴爾通體陽性樣本,總陽性率為10.3%;除巖松鼠,倉鼠和棕背鼠平外,各鼠種均有陽性檢出;城區(qū)中,海淀區(qū)(15.0%)和石景山區(qū)(28.6%)有陽性檢出,其余各區(qū)均為陰性;近郊區(qū)中,順義區(qū)(3.1%)和門頭溝區(qū)(34.2%)有陽性檢出,其余各區(qū)均為陰性;遠郊區(qū)中,除平谷區(qū)外均有陽性檢出,陽性率均 >25.0%(表1)。

        表1 北京市鼠形動物樣本采集及檢測情況Tab.1 Information on the collection and detection of murine-like animal samples in Beijing

        2.3 不同特征鼠形動物巴爾通體感染情況 對不同鼠種之間的巴爾通體陽性率進行比較,結果顯示不同鼠種間的陽性率差異具有統(tǒng)計學意義(χ2=114.980,P<0.001);其中,社鼠(41.5%)、黑線姬鼠(36.0%)和中華姬鼠(30.0%)的陽性率顯著高于褐家鼠(0.4%)與小家鼠(4.3%)的陽性率,而社鼠、黑線姬鼠和中華姬鼠的陽性率差異無統(tǒng)計學意義,褐家鼠和小家鼠之間的陽性率差異無統(tǒng)計學意義。對不同采樣區(qū)域之間的巴爾通體陽性率進行比較,結果顯示不同采樣區(qū)域之間的陽性率差異具有統(tǒng)計學意義(χ2=22.133,P<0.001);其中,遠郊區(qū)的陽性率(21.7%)顯著高于近郊區(qū)(6.5%)和城區(qū)(5.9%)的陽性率,但近郊區(qū)和城區(qū)之間的陽性率差異無統(tǒng)計學意義。對不同生境之間樣本的巴爾通體陽性率進行比較,結果顯示不同生境樣本的陽性率差異具有統(tǒng)計學意義(χ2=96.466,P<0.001);其中,山地(33.3%)和林地(31.5%)的陽性率顯著高于居室和周圍環(huán)境的陽性率(1.7%),但山地和林地間的陽性率差異無統(tǒng)計學意義,此外,農(nóng)田(8.8%)的陽性率顯著低于山地的陽性率(表2)。

        表2 不同特征鼠形動物巴爾通體感染情況Tab.2 Bartonella infections according to different characteristics of murine-like animals

        特征樣本數(shù)陽性數(shù)(%)χ2值P值 近郊區(qū)21414 (6.5) 遠郊區(qū)11525 (21.7)采樣生境96.466<0.001 山地6321 (33.3) 林地5417 (31.5) 農(nóng)田343 (8.8) 居室及周圍環(huán)境2975 (1.7)

        2.4 系統(tǒng)發(fā)育樹分析 PCR陽性擴增產(chǎn)物經(jīng)測序,共獲得40條符合質量的序列,與GenBank中獲取的國內(nèi)外33條不同種屬的巴爾通體gltA基因序列進行比對,截齊后的片段對應Bartonellahenselae(L38987.1)gltA基因的堿基位置為823~1085,并基于該部分序列構建系統(tǒng)發(fā)育樹。如圖1所示,40份樣本位于進化樹上的8個不同分支;其中,25份樣本與巴爾通體(Bartonellaspp.)未定種位于同一個分支;樣本MTG4、MTG11和HD1與分離自美國社田鼠的B.grahamii(KT327033.1)親緣關系最近,序列相似性大于98%;樣本MTG3、MY3、MY6和MY7與B.rattimassiliensis(AY515125.1)親緣關系最近,相似性大于96%;MTG19和MY32與B.queenslandensis(EU111798.1)親緣關系最近,相似性大于97%;HD6與B.taylorii(AF191502.1)親緣關系最近,相似性為92%;YQ7與B.elizabethae(KT327032.1)親緣關系最近,相似性為96%;HD4、MTG5和YQ1與B.japonica(AB242289.1)親緣關系最近,相似性大于99%;YQ31與B.phoceensis(AY515126.1)親緣關系最近,相似性為99%。

        系統(tǒng)發(fā)育樹上各分支上方數(shù)字為bootstrap值圖1 基于巴爾通體gltA部分序列構建的系統(tǒng)發(fā)育樹Fig.1 Phylogenetic tree constructed on the basis of partial sequences of Bartonella gltA

        3 討 論

        本研究首次在北京市全市范圍內(nèi)對鼠傳巴爾通體的感染情況進行調查,結果顯示,鼠形動物巴爾通體的總感染率為10.3%,與我國福建、海南等地報道的感染率接近[15-16]。我國各地鼠類的巴爾通體感染率差異較大,其中,黑龍江和內(nèi)蒙古等地的感染率可高達13.8%~57.7%和56.4%,這與當?shù)貧夂?、生態(tài)環(huán)境和嚙齒動物種群分布有關[17-18]。北京市地形以山地和平原為主,周邊遠郊區(qū)域多為山地,城區(qū)和近郊區(qū)多為平原,生態(tài)環(huán)境、鼠形動物種群密度和種類分布差異較大。本研究結果顯示,遠郊區(qū)的陽性率(21.7%)顯著高于近郊區(qū)(6.5%)和城區(qū)(5.9%)的陽性率,但近郊區(qū)和城區(qū)之間的陽性率差異無統(tǒng)計學意義。由于巴爾通體宿主具有多樣性,山地、林地等環(huán)境的生態(tài)系統(tǒng)復雜,動物種群豐富,而遠郊區(qū)樣本多采集于山地、林地,因此,陽性率高于城區(qū)或近郊區(qū)的農(nóng)田或居室及周圍環(huán)境。不同鼠種間,社鼠和姬鼠陽性率(30.0%~41.5%)顯著高于褐家鼠、小家鼠的陽性率(0.4%~4.3%),但姬鼠之間和家鼠之間陽性率差異無統(tǒng)計學意義,這主要與北京市遠郊區(qū)山地、林地的優(yōu)勢鼠種為社鼠和姬鼠,而城區(qū)和近郊區(qū)的居室及周邊環(huán)境的優(yōu)勢鼠種為褐家鼠、小家鼠有關。系統(tǒng)進化樹分析結果顯示,本次檢測到的巴爾通體位于進化樹上的8個不同分支,其中,25份樣本與巴爾通體(Bartonellaspp.)未定種位于同一個分支,而其他樣本則分別與7個不同種巴爾通體聚為一個分支,同時,多個鼠種均可檢出不同種的巴爾通體,表明北京市鼠形動物感染巴爾通體具有多樣性特征。本次調查檢測到的巴爾通體中,B.grahamii和B.elizabethae被認為與人類疾病相關,可導致發(fā)熱、心內(nèi)膜炎和菌血癥等[19],表明本地鼠形動物至少攜帶2種對人致病的巴爾通體。鼠類是多種傳染病病原體的宿主[20-21],隨著本地農(nóng)業(yè)、旅游和商業(yè)開發(fā)等的發(fā)展,對周邊自然環(huán)境的改造可能會改變鼠類原有生態(tài)環(huán)境,造成鼠類遷徙、流竄;同時,人與自然環(huán)境的接觸頻率增加,使得人類感染的概率增加。因此,有效的鼠類控制措施,特別是對遠郊區(qū)縣的動物宿主和傳播媒介的控制,將有助于減少本地人群感染巴爾通體的風險。

        利益沖突:無

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