強鑫華,王若南,鄭書發(fā),陳曉,陳瑜
(1.浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院檢驗科,杭州 310003;2.湖州市第一人民醫(yī)院檢驗科,浙江湖州313000)
副溶血弧菌(Vibrioparahaemolyticus)是一種革蘭陰性嗜鹽桿菌,是常見的導(dǎo)致食物中毒的病原菌,在海水和海產(chǎn)品中分布極廣。該菌感染后可引起腹瀉、嘔吐、全身痙攣、循環(huán)衰竭,甚至死亡[1]。由該菌引起的食源性疾病在全球范圍內(nèi)均有報道[2]。本研究對湖州地區(qū)腸道門診來源的副溶血弧菌進行毒力基因、遺傳標志物基因及血清分型和抗菌藥物耐藥性試驗,以了解本地區(qū)副溶血弧菌的流行特征,為臨床治療和疾病防控提供科學(xué)依據(jù)。
1.1菌株來源 收集2017年1月—2020年12月浙江省湖州市第一人民醫(yī)院及其轄區(qū)(縣)南潯區(qū)人民醫(yī)院、德清縣人民醫(yī)院、安吉縣人民醫(yī)院和長興縣人民醫(yī)院腸道門診就診的腹瀉患者分離的副溶血弧菌,采用甘油肉湯凍存于浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院微生物室-80 ℃冰箱,共計181株。
1.2儀器與試劑 Vitek 2 Compact微生物鑒定儀(法國生物梅里埃公司),Biofuge Primo R離心機(德國DB公司),HB-100熱裂解儀(中國博日公司),DNA Engine PCR擴增儀、Mini-Protean 3電泳儀水平(美國Bio-Rad公司),凝膠成像系統(tǒng)GDEQ(日本SONY公司),100 bp DNA marker、dNTP、10×buffer、Taq DNA聚合酶(日本TaKaRa公司),副溶血弧菌血清型O、K兩種血清試劑(日本株式會社),藥敏紙片(英國Oxoid公司)。
1.3菌種鑒定 菌株分離培養(yǎng)依據(jù)《浙江省食源性致病菌監(jiān)測工作手冊》進行,細菌菌種鑒定采用Vitek 2 Compact微生物鑒定儀鑒定到種。
1.4血清分型 采用副溶血弧菌血清型O、K兩種血清試劑對181株副溶血弧菌進行血清分型。
1.5毒力基因檢測 采用熱裂解法提取細菌DNA。挑取火柴頭大小菌落溶于500 μL滅菌水中,振蕩10 s,100 ℃金屬浴10 min,13 000 r/min 4 ℃離心10 min,上清液即為DNA模板。單重PCR進行tdh、trh、tlh、toxRS/new、orf8基因檢測,多重PCR進行T3SS1、T3SS2α、T3SS2β基因檢測。所有引物由上海生工生物公司合成,引物設(shè)計依據(jù)參考文獻[3-4],引物序列及大小見表1。反應(yīng)體系共25 μL,包括上、下游引物(濃度為10 μmol/L)各0.5 μL,DNA模板3 μL,Taq酶12.5 μL,10×buffer 2.5 μL,用滅菌水補足至25 μL。單重擴增程序為:94 ℃預(yù)變性5 min;94 ℃ 45 s,55 ℃ 60 s,72 ℃ 1 min,30個循環(huán);72 ℃終延伸10 min。多重PCR擴增程序:94 ℃預(yù)變性5 min;94 ℃ 45 s,60 ℃ 45 s,72 ℃ 1 min,30個循環(huán);72 ℃終延伸10 min。取5 μL擴增產(chǎn)物進行20 g/L瓊脂糖凝膠電泳,觀察是否有對應(yīng)長度的擴增條帶。
表1 副溶血弧菌PCR檢測目的基因引物序列[3-4]
1.6藥敏試驗 采用K-B法進行藥敏試驗,選取8類20種抗菌藥物進行藥敏試驗,以大腸埃希菌ATCC 25922為質(zhì)控菌株,結(jié)果判讀依據(jù)美國臨床與實驗室標準委員會(CLSI) M45(2015版)。
1.7統(tǒng)計學(xué)分析 采用WHONET 5.6進行藥敏結(jié)果統(tǒng)計,采用Excel進行季節(jié)、年齡數(shù)據(jù)統(tǒng)計。
2.1不同季節(jié)及年齡檢出率 副溶血弧菌感染有明顯的季節(jié)分布,6月份12株,7月份(48株)開始升高,8月份(54株)達到高峰,之后慢慢減少,秋季(9月—11月)、冬季(12月—次年2月)檢出很少,只有零星病例檢出,檢出呈明顯的集中分布。按照副溶血弧菌感染的患者年齡,分9個年齡段進行分類統(tǒng)計,以>20歲且≤30歲組、>30歲且≤40歲組以及>50歲且≤60歲組檢出較多,分別為43例、40例、38例,≤20歲和>60歲人群檢出很少。
2.2血清分型結(jié)果 181株副溶血弧菌中,O型血清有O2、O3、O4、O5、O7、O8、O10、OUT,主要以03為主,占69.6%(126/181);其次為O4,占19.9%(36/181)。K型血清有K3、K6、K8、K63、KUT,主要以K6為主,占55.8%(101/181)。流行菌株以O(shè)3∶K6型占比最高,為53.6%(97/181);其次為O3∶KUT型,占15.5%(28/181)。
2.3毒力基因檢測結(jié)果 181株副溶血弧菌均攜帶tlh,164株攜帶tdh,1株攜帶trh,179株攜帶T3SS1,167株攜帶T3SS2α基因,未檢測到攜帶T3SS2β基因,未檢出同時攜帶tdh和trh基因的菌株。部分菌株毒力基因PCR產(chǎn)物凝膠電泳條帶見圖1、圖2、圖3。
注:M,100 bp DNA marker;1~2、5~7,trh基因陰性、tdh基因陽性菌株;3,tdh、trh基因均陰性菌株;4,tdh陰性、trh基因陽性菌株。圖1 部分菌株tdh、trh基因PCR產(chǎn)物凝膠電泳分析
注:M,100 bp DNA marker;1~3、5~7,陽性基因條帶,分別為VP1670、VP1686、VP1689、VP1694;4,T3SS1陰性菌株。圖2 部分菌株T3SS1基因PCR產(chǎn)物凝膠電泳分析
注:M,100 bp DNA marker;1~7,T3SS2α基因陽性菌株VP1362、VP1339、VP1335基因陽性。圖3 部分菌株T3SS2α基因PCR產(chǎn)物凝膠電泳分析
2.4遺傳標志物基因檢測結(jié)果 181株副溶血弧菌中,142株攜帶toxRS/new基因,119株攜帶orf8基因,其中116株攜帶以上2種標志基因,37株未攜帶以上2種基因,部分菌株遺傳標志物基因PCR產(chǎn)物凝膠電泳條帶見圖4、圖5。
注:M,2 000 bp DNA marker;1~4、6~7,該基因陽性菌菌株;5,該基因陰性菌株。圖4 部分菌株toxRS/new基因PCR產(chǎn)物凝膠電泳分析
注:M,2 000 bp DNA marker;1、3、5~7,該基因陰性菌株;2、4,該基因陽性菌株。圖5 部分菌株orf8基因PCR產(chǎn)物凝膠電泳分析
2.5溶血素及遺傳標志基因、血清型分布 將181株副溶血弧菌的溶血素基因及遺傳標志物基因、血清分型進行整理統(tǒng)計,大流行菌株(tdh+、trh-、toxRS/new+和orf8+/-的菌株)占所有菌株的71.8%(130/181);非大流行菌株指除了大流行菌株以外的菌株,占所有菌株的28.2%(51/181)。見表2。
表2 副溶血弧菌溶血素及遺傳標志基因分布特點
2.6藥敏試驗結(jié)果 181株副溶血弧菌對氨芐西林(AMP)、哌拉西林(PRL)、阿米卡星(AK)、慶大霉素(CN)、頭孢呋辛(CXM)耐藥性相對較高,分別為100%、25.44%、20.12%、11.83%、10.06%,對哌拉西林/他唑巴坦(TZP)、亞胺培南(IPM)、美羅培南(MEM)、環(huán)丙沙星(CIP)、左氧氟沙星(LEV)、四環(huán)素(TE)、氯霉素(C)均100%敏感,見表3。
表3 181株副溶血弧菌對抗菌藥物的藥敏結(jié)果(%)
副溶血弧菌是一種嗜鹽細菌,常寄居在貝殼類、蝦、蟹等水產(chǎn)內(nèi),是重要的食源性腹瀉疾病的病原菌。有報道,東南沿海副溶血弧菌是急性腹瀉感染患者中第二常見的病原菌[5]。近幾年,水產(chǎn)品被副溶血弧菌污染,是導(dǎo)致該菌感染的一個重要因素。吳曉芳等[6]近期的報道表明,湖州地區(qū)副溶血弧菌檢出率為5.31%,位居第二。從本研究可以看出,湖州三縣兩區(qū)均有副溶血弧菌引起的腸道感染發(fā)生。從月份分布來看,該菌有的感染存在明顯的季節(jié)分布,每年的4月份開始出現(xiàn)感染病例,7、8月份達到高峰,秋冬季節(jié)又開始變?yōu)榱阈歉腥静±?。分析原因,與該菌最適生長溫度在20 ℃以上,在15 ℃以下時生長會受到抑制的生存環(huán)境要求有關(guān)。從感染的年齡段分布來,主要集中在20~40歲的青壯年身上,因為處于該年齡段的人,大多都是生活節(jié)奏快、應(yīng)酬多、飲食不固定的生活習(xí)慣,從而導(dǎo)致食源性感染癥狀頻發(fā),副溶血弧菌感染率也居高。
副溶血弧菌對人體細胞的致病過程主要包括粘附、侵襲、繁殖、產(chǎn)生毒素等,其中目前已經(jīng)公認的毒力因子包括:由tdh基因編碼的耐熱直接溶血素(TDH)、由trh基因編碼的相關(guān)溶血素(TRH)以及Ⅲ型分泌系統(tǒng)(T3SS)[7]。其中,TDH是一種細胞毒素,具有溶血活性、細胞毒性和腸毒素活性。TRH與TDH類似,可以引起紅細胞溶解以及產(chǎn)生致死腸毒素。T3SS存在于副溶血弧菌毒力島上,是一種除TDH和TRH外的潛在毒力因子,其中T3SS1具有細胞毒性,T3SS2具有腸毒性。本研究發(fā)現(xiàn),湖州地區(qū)食源性腹瀉患者分離的181株副溶血弧菌,164株攜帶tdh,1株攜帶trh,179株攜帶T3SS1,167株攜帶T3SS2α基因,未檢測到攜帶T3SS2β基因,表明分離的副溶血弧菌普遍攜帶毒力基因,致病性強。而作為遺傳標志物基因的toxRS/new、orf8,142株攜帶toxRS/new基因,119株攜orf8基因。其中,116株攜帶以上2種標志基因,37株未攜帶以上2種基因。另外,擁有tdh+、trh-、toxRS/new+和orf8+/-的大流行菌株,占所有菌株的71.8%;非大流行菌株占所有菌株的28.2%,說明湖州地區(qū)副溶血弧菌是以大流行菌株為主。
副溶血弧菌目前已知的血清型有13種O抗原和71種K抗原,約有75種血清型與人類腹瀉有關(guān)。引起湖州地區(qū)食源性腹瀉的副溶血弧菌血清型多樣,主要以O(shè)3:K6為主,占53.6%(97/181)。這與煙臺[8]、寧波[9]等地報道一致,而與天津(O1:K3為主)[10]報道不一致,說明各地流行的血清型存在差異。
在抗菌藥物方面,副溶血弧菌對于許多抗菌藥物目前還沒出現(xiàn)耐藥菌株,本研究可以看出,湖州地區(qū)分離的副溶血性弧菌對AMP表現(xiàn)出全耐藥,其次為PRL、AK。查閱文獻,發(fā)現(xiàn)目前中國的大流行株在耐藥譜方面差異無統(tǒng)計學(xué)意義,對AMP表現(xiàn)為全耐藥,其次為對CXM等頭孢菌素和AK等氨基糖苷類抗菌藥物部分耐藥,對其他大部分常用抗菌藥物如MEM、TE、LEV等敏感,其中未發(fā)現(xiàn)多耐藥菌株[11]。這與本地區(qū)的耐藥譜基本相同。
本研究可以看出湖州地區(qū)引發(fā)食源性腹瀉的副溶血弧菌有地域性特征,而且存在明顯的季節(jié)分布特色和年齡段分布特色,毒力基因主要攜帶tdh、trh、T3SS1、T3SS2α,流行菌株以大流行菌株為主,血清型以O(shè)3:K6為主,對AMP 100%耐藥,對多數(shù)抗菌藥物敏感,臨床應(yīng)根據(jù)湖州地區(qū)副溶血弧菌的特征譜進行治療。