中国七种水生动物源无乳链球菌的分子特征及其对斑马鱼的致病性

为了解中国水生动物源无乳链球菌的分子流行特征,揭示其传播和流行规律,本实验对分离得到并鉴定的10株7种水生动物源无乳链球菌通过分子血清型、多位点序列分型(MLST)分型、毒力基因型和前噬菌体分型等方法进行分子分型;其次,通过斑马鱼评价7种水生动物源无乳链球菌的致病性。分子血清型分析结果表明,10株无乳链球菌可分为3种血清型,即Ⅰa、Ⅰb和Ⅲ型;MLST分型结果表明,Ⅰa型无乳链球菌均为ST7型,Ⅰb无乳链球菌均是ST261型,只有Ⅲ型无乳链球菌是ST739型。进一步分型结果表明,10株无乳链球菌可分为3种毒力基因型和4种前噬菌体基因型。根据4种分型结果可知,10株水生动物源无乳链球菌可分为4种类型,其中虎纹蛙源无乳链球菌具有独立的分子血清型、MLST型、毒力基因型和前噬菌体基因型,即Ⅲ-ST739-V1-P3;罗非鱼源无乳链球菌的基因型有3种,即Ⅰa-ST7-V2-P1、Ⅰa-ST7-V2-P2和Ⅰa-ST7-V3-P4;红尾皇冠鱼、鳙和罗非鱼源无乳链球菌的基因型相同:Ⅰa-ST7-V2-P2;卵形鲳鲹、宝石鲈和罗非鱼源无乳链球菌具有相同的基因型:Ⅰa-ST7-V2-P1;鲮和罗非鱼源无乳链球菌的基因型相同,即Ⅰb-ST261-V3-P4。致病性研究表明,7种水生动物源无乳链球菌对斑马鱼均有强致病性。研究表明,两栖类虎纹蛙源无乳链球菌和鱼源无乳链球菌的基因型明显不同,它们之间遗传变异较大,因此,无乳链球菌在两栖类和鱼类之间相互传播的可能性较小。鱼源无乳链球菌有3种基因型,且这3种基因型均在罗非鱼中流行,这表明无乳链球菌在鱼类中相互传播的可能性较大,尤其是在罗非鱼与其他鱼类之间。     

中国南方地区罗非鱼无乳链球菌的分子流行病学研究

从广东省以及海南省等地区养殖的患病罗非鱼体内分离、收集到多株致病菌,经生化分析和分子生物学鉴定,均为无乳链球菌。对这些菌株分别进行了耐药谱测定、分子分型试验以及分子血清型分析。药敏试验结果表明,2007—2010年分离到的无乳链球菌耐药谱基本相似;多位点可变数目串联重复序列分析(MLVA)试验中,选择5个高变异指数的可变数目重复位点(VNTR)进行分子分型,结果表明,所有鱼源无乳链球菌菌株为同一MLVA型,而作为对照的牛源无乳链球菌则明显不同;为了对这些菌株进一步分型,分别进行了分子血清型和表面蛋白抗原基因的检测,结果表明,鱼源无乳链球菌的分子血清型均为Ⅰa型,表面蛋白抗原均为alpha-C蛋白。这进一步说明了不同年份和不同地区的鱼源无乳链球菌在基因水平上为同一分子类型,具有相同的起源或传染源。同时也说明,我国南方地区罗非鱼无乳链球菌在这几年中未发生明显的遗传变异。这些结果为罗非鱼无乳链球菌病疫苗研制,疫病监测及药物防治的研究提供理论依据。     

我国罗非鱼源新型无乳链球菌的分离、鉴定及其分子特征

2014年海南省文昌市多个养殖场的罗非鱼出现暴发性疾病,患病罗非鱼表现出体色发黑、打转游动、眼球突出或混浊等典型的链球菌病症状。从患病罗非鱼的肝、肾、脾、眼球和脑等组织中分离到19株病原菌,即TC-1、TC-2、BL1441~BL1448和WT1451~WT1459。通过形态观察、生理生化特征和16S r RNA基因序列分析等方法对病原菌进行鉴定,结果表明,这些病原菌均为无乳链球菌。溶血试验结果表明,TC-1、TC-2和BL1441~BL1448菌株为β-溶血性无乳链球菌,而WT1451~WT1459菌株为不溶血无乳链球菌。进一步通过MLST、分子血清型和毒力相关基因检测等技术对这些分离菌株进行遗传特征分析,结果表明TC-1、TC-2和BL1441~BL1448菌株是常见的Ia-ST7型,其毒力基因型为bac+-bca+-bib A+-cfb+-hyl B+-iag A+-fbs B+-lmb–-scp B–-cyl E+-gbs20186–。而WT1451~WT1459菌株则是Ib-ST261型,其毒力基因型为bac–-bca–-bib A+-cfb+-hyl B+-iag A+-fbs B+-lmb–-scp B–-cyl E–-gbs20186+。将分离菌株BL1441和WT1451分别对罗非鱼进行攻毒试验,结果表明,WT1451菌株是强毒株,当其攻毒剂量为4.5×103CFU/m L时,罗非鱼累积死亡率可达85%。本研究将为我国罗非鱼无乳链球菌的流行病学、疫苗研制以及疾病防控等研究奠定基础。     

温度对尼罗罗非鱼无乳链球菌毒力的影响

为了解温度对鱼源无乳链球菌毒力的影响机制,本实验研究了温度对无乳链球菌毒力相关参数(生长、粘附、入侵、毒力基因表达以及对罗非鱼致死率)的影响。结果发现,不同培养温度下(25~40 ℃)无乳链球菌的生长速度不同,37 ℃为其最适生长温度,25 ℃时生长速度最慢;25~34 ℃内无乳链球菌粘附在惰性基质上的菌体对应的吸光值(OD_590nm)之间无显著差异(P>0.05),37 ℃时显著增加,40 ℃时又急剧下降;罗非鱼在人工感染无乳链球菌后各时间点(6、12、24和48 h),鱼体脑组织中菌量随注射菌体培养温度的增加呈先上升后下降的趋势,且与不同培养温度下的无乳链球菌对罗非鱼的致死率呈正相关;无乳链球菌毒力基因的表达也与培养温度相关,hly和cfb基因的表达量随菌体培养温度的升高先增加后降低,分别在34和37 ℃处达到峰值,不同培养温度下无乳链球菌sip基因表达的变化幅度较小,而scpB基因的表达则随培养温度增加而下降;无乳链球菌对罗非鱼的致死率随其培养温度的升高呈先升高后降低趋势,低温(25和28 ℃)培养条件下的菌体对罗非鱼致死率较低(<20%),37 ℃时致死率最高66.67%±6.67%。以上结果表明温度参与无乳链球菌生长、粘附、转移、入侵和部分毒力基因表达的调控,它们共同影响无乳链球菌对罗非鱼的毒力。     

无乳链球菌和海豚链球菌早期预警分子检测

为提高罗非鱼链球菌病发前的早期预警,根据海豚链球菌的16S rRNA基因的部分序列和无乳链球菌的Sip基因特异性序列,分别合成特异性检测引物,经过对反应体系和反应条件的优化,建立检测较低含量的无乳链球菌和海豚链球菌的分子技术.试验结果显示,所建立的双重PCR可扩增出870 bp无乳链球菌和614 bp海豚链球菌的特异性...     

基于毒力基因的罗非鱼无乳链球菌三重PCR检测方法的建立及应用

无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)作为罗非鱼主要病原,传染力强、致死率高,部分鱼从发病到死亡无明显病症,难以确定鱼体是否携带该病原菌,建立适用于生产一线的无乳链球菌检测技术势在必行。根据GenBank中无乳链球菌透明质酸酶基因(hylB)、青霉素结合蛋白基因(pon A)和CAMP因子基因(cfb)的保守序列,设计3对特异性引物,对多重PCR的反应条件和体系进行优化,建立基于毒力基因的罗非鱼无乳链球菌三重PCR检测方法,并运用该方法检测来自广东省不同地区的罗非鱼组织样品。构建的三重PCR检测方法仅在无乳链球菌中扩增出3条特异性条带,而在罗非鱼和常见的水产病原菌菌株中均未扩增出任何条带,表现出良好的特异性;以无乳链球菌基因组DNA浓度7.24×10~(–5)~5.65 ng/μl为模板进行扩增,该三重PCR能检测到的最低模板浓度为1.81×10~(–3) ng/μl,表现出较高的灵敏度;运用该方法检测188个罗非鱼组织样品,其阳性检出率与常规细菌分离鉴定阳性率一致,以常规细菌分离鉴定为标准,对该三重PCR检测方法进行评价,其诊断敏感性(Dse)和诊断特异性(Dsp)均为100%。结果表明,构建的三重PCR检测方法不仅显著提高了检测的准确度和灵敏度,还可在同一反应中同时检测3种无乳链球菌毒力基因,为无公害水产品中无乳链球菌的快速检疫、水产养殖病害早期预警提供了一种快速、精准和高效的检测技术。     

罗非鱼无乳链球菌的分子鉴定

对罗非鱼致病菌株TL60829NA及其人工感染后分离菌株TL60829NA1、TL60829NA2应用原核生物16S rRNA基因通用引物进行分子分类学鉴定.对这些菌株进行16srRNA基因的克隆、序列分析,核酸序列同源性分析表明,TL60829NA及其人工感染后分离菌株TL60829NA1、TL60829NA2为同一种细菌.其中,TL60829NA2与GenBank登陆号为DQ303183的无乳链球菌(Streptococcus agalaciate)菌株ATCC13813序列同源性最高(99.8%).同时,通过与常引起罗非鱼链球菌病的S.agalaciate、S.iniae代表菌株16srRNA基因构建的发育进化树表明,该菌株及其人工感染后分离菌株与S.agalaciate代表菌株构成一个进化分枝,而4株S.iniae代表菌株的16srRNA基因则构成另一个分枝.本研究证实了从发病罗非鱼肝脏组织中分离到的致病性链球菌为无乳链球菌.     

自然感染无乳链球菌罗非鱼的比较病理学及毒力基因谱分析

在自然感染无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)的罗非鱼(Oreochromis niloticus)成鱼、稚鱼和自然携带无乳链球菌的罗非鱼体内分别获得14株、4株和2株无乳链球菌。临床和组织病理学分析显示,罗非鱼成鱼出现无规则游动,脑、眼眶、鳃和鳍条充血,眼球突出、白浊,内脏器官肿大、充血,以肾小管玻璃样变性、脑膜炎和心外膜炎等组织病理学变化为特征;罗非鱼稚鱼体表无明显症状,但部分内脏器官呈现肿大、充血现象,以脾脏血管区出血、肾小管上皮细胞变性、脑组织炎症反应较轻为其主要组织病理学特征。此外,罗非鱼胃固有层内及稚鱼肝脏组织中有大量的嗜酸性粒细胞浸润,可观察到无乳链球菌在成鱼的脑、心脏以及稚鱼肝脏中增殖;自然携带无乳链球菌的罗非鱼临床症状和组织学病变均不明显。PCR检测发现,各无乳链球菌毒力基因谱相同,但自然感染无乳链球菌的罗非鱼成鱼、稚鱼和自然携带无乳链球菌的罗非鱼的病理学损伤差异显著。     

无乳链球菌感染尼罗罗非鱼的脑膜炎模型

目的：脑膜炎是罗非鱼无乳链球菌病的特征性临床症状,建立罗非鱼无乳链球菌脑膜炎模型,并制定相应的临床症状及组织病理学评分系统,对研究罗非鱼无乳链球菌病的致病机制具有十分重要的意义。方法：将健康罗非鱼43尾,随机分为4组：对照组(n=10)和试验组(n=33)。3组试验组根据不同感染剂量分为：10₆cfu组(n=11)、10₇cfu组(n=11)、10₈cfu组(n=11)。试验组分别将10₆、10₇、10₈CFU的无乳链球菌菌液腹腔注射罗非鱼复制脑膜炎模型。对感染罗非鱼的临床症状、剖检病变、脑组织(端脑、中脑、小脑、延脑)病理学进行判定,并结合细菌学检测,按照拟定的评分系统评价各组脑膜炎的造模效果,确定最佳造模方案。结果：各试验攻毒组罗非鱼感染后2天均出现不同程度死亡,未见明显神经症状。感染3天后鱼体开始出现异常活动的神经症状及突眼、角膜混浊等病理变化。病理组织学观察可见：蛛网膜下腔和脑软膜上有大量炎性渗出和染成蓝紫色微细颗粒的细菌团块,脑膜充血、水肿、疏松、增厚,有大量的中性白细胞等炎性细胞浸润;脑实质基质疏松水肿,呈海绵状;脑组织炎性细胞浸润,胶质细胞增生等软脑膜炎、脑膜脑炎症状。比较各组得分发现,10₇CFU组的无乳链球菌攻毒罗非鱼造模效果最好：临床症状显著而组内罗非鱼差异性最小,组织病理学观察患病罗非鱼病情和缓适中、利于观察研究。结论：使用10₇CFU无乳链球菌腹腔攻毒罗非鱼可在第3天成功构建脑膜炎模型,造模率为100%。     

中草药联用对罗非鱼无乳链球菌作用的研究

本文利用BIOLOG自动微生物鉴定系统对所分离保存的罗非鱼致病菌株进行生化鉴定,确定为无乳链球菌(Streptococcus agalactiae),进而测定虎杖、五倍子、地榆、黄连、大黄、白头翁、黄芩等14种中草药单用及联用复方对该致病菌株的抑菌效果。结果表明,从14种中草药中筛选出6种中草药(中草药A、中草药B、中草药C、中草药D、中草药E、中草药F)对无乳链球菌有良好的抑制作用;随后考察此6种中草药组合成双联用、三联用及四联用复方的抑菌效果,其中双联用中的2种复方具有显著协同作用,4种复方具有协同作用;三联用中的8种复方具有显著协同作用,3种复方具有协同作用;四连用中的1种复方具有显著协同作用,1种复方具有协同作用。     

黄河裸裂尻鱼无乳链球菌的分离鉴定与多位点序列分型

2015年10月四川省雅安市某养殖场的黄河裸裂尻鱼(Schizopygopsis pylzovi Kessler)暴发传染病,临床表现为神经症状,眼球、下颌和鳃盖等出血或无明显临床表现而突然死亡,内脏涂片见革兰氏阳性球菌。从病鱼的肝、脾和肾组织中分离到2株病原菌(ZYW151011,ZYW151012),通过人工感染、无乳链球菌种属特异性cfb基因(GBS-specific gene cfb,CAMP factor)的PCR检测和16S r RNA基因序列分析等方法对病原菌进行鉴定,发现2株病原菌均为无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)。2株病原菌16S r RNA序列(Gen Bank登录号:KU308396和KU308397)与Gen Bank中无乳链球菌16S r RNA序列同源性达99.8%。药敏试验结果表明,2株病原菌对头孢类和喹诺酮类药物敏感,而对强力霉素、氟苯尼考和阿莫西林等耐药。进一步通过荚膜多糖血清分型和多位点序列分型技术对病原菌进行分子特征分析,结果表明2株病原菌荚膜多糖血清型均为致病性Ia型;2株病原菌多位点序列分型均被鉴定为新的序列型ZST-1,与序列型为ST-261的亲缘关系最近,此新型ZST-1在gln A位点发生变异,提交序列到MLST数据库获得新的等位基因编号81(登录ID:BIGSdb_20151110 081850_13025_35759)。     

罗非鱼无乳链球菌巢式PCR检测方法的建立

根据无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)cfb基因序列,设计、合成2对引物,优化扩增条件,建立了快速高灵敏度鉴别无乳链球菌的巢式PCR方法。结果显示:使用该方法对罗非鱼(Oreochromis mossambicus)血液样品进行检测,可检测到活菌浓度为8.7×104CFU/m L的无乳链球菌。对采自广西地区受无乳链球菌感染的19份罗非鱼样品进行检测,18份可获得目的片段,扩增到的序列均为无乳链球菌cfb基因序列,检测准确度达到94.7%。     

Isolation and molecular characterization of streptococcal species recovered from clinical infections in farmed Nile tilapia (Oreochromis niloticus) in the Philippines

Streptococcosis cause severe losses for global tilapia farming, especially in developing countries. The aim of this study was to identify and characterize streptococci recovered from Nile tilapia farmed in the Philippines. Moribund and apparently healthy fish were sampled from grow-out cages, ponds and hatcheries. Clinical signs observed included exophthalmia, eye opacity, ascites, lethargy, erratic swimming and haemorrhages. Results showed that both Streptococcus iniae and Streptococcus agalactiae were associated with disease in these sites. Consistent with global reports, including those from South-East Asia, S. agalactiae was more widespread than S. iniae. Molecular serotyping of the S. agalactiae isolates identified the serotype Ia and serotype Ib. Histopathological findings were meningitis, meningoencephalitis and septicaemia. Identical virulence profiles were found for all strains of S. iniae, while S. agalactiae strains were separated into virulence profile I and profile II. All strains were susceptible to the tested antibiotics and resistant to oxolinic acid. Only S. agalactiae serotype Ib showed resistance to sulphamethoxazole–trimethoprim. This is the first study from the Philippines to characterize the streptococci involved in disease outbreaks in tilapia aquaculture. Outputs from this study will promote the development of efficacious disease control strategies in tilapia farming for the Philippines and South-East Asia.     

罗非鱼无乳链球菌LrrG-Sip融合蛋白免疫原性研究

为探究无乳链球菌LrrG(Leucine-rich repeat protein from GBS)和表面免疫原性蛋白Sip(surface immunogenic protein)串联表达的LrrG-Sip重组融合蛋白的免疫原性,该研究将原核表达的LrrG-Sip重组融合蛋白分别以0.5μg·g~(-1)(R1组)、1.0μg·g~(-1)(R2组)和1.5μg·g-1(R3组)每尾200μL腹腔注射免疫尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus),同时以Sip蛋白(S组)、LrrG蛋白(L组)以及PBS(P组)作为对照。2周后对所有免疫鱼体进行无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)人工攻毒,攻毒剂量为其半致死浓度(LD_(50):4.0×108CFU·mL~(-1))。结果显示LrrG-Sip重组融合蛋白R1组对尼罗罗非鱼的相对免疫保护率最高,达89.14%;且免疫后第14和第28天,该组鱼体血清抗体OD_(450nm)值分别达0.63和0.64,均显著高于单一蛋白对照组(S和L组)和PBS组(P0.05);R1组鱼体血清过氧化物酶(POD)和碱性磷酸酶(AKP)活性在上述2个时间点也显著高于其他组(P0.05);但溶菌酶(LZM)和总超氧化物歧化酶(T-SOD)活性与其他组之间差异不显著(P0.05)。初步表明LrrG-Sip重组融合蛋白具有良好的免疫原性,其免疫原性明显优于单个蛋白,且能有效减少免疫剂量。     

一株能抑制罗非鱼源无乳链球菌的反硝化芽孢杆菌的筛选鉴定

从尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)肠道内容物中分离筛选出具有反硝化能力并拮抗无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)的芽孢杆菌好氧菌株,并对其中拮抗性最强的1株芽孢杆菌进行形态学、生理生化特性、16S rRNA基因序列鉴定,进一步研究其最适生长条件、水解淀粉和蛋白的能力,并进行菌株药物敏感试验及安全性检测。经鉴定,筛选出的菌株(命名为NY 5)为蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)。在反硝化性能检测培养基中接种1%的NY5菌液后,对50 mg/L的亚硝酸盐氮12 h去除效率达到100%;对本实验室保存的21株不同来源的无乳链球菌均有拮抗作用,平均抑菌圈直径为(26.67±3.00)mm。NY 5在温度为25~40℃、盐度为0~40、pH为5~9的环境中生长较好。同时NY 5还具有水解酪蛋白和淀粉的功能。NY 5菌株对多数抗生素敏感,对少数检测抗生素(青霉素G、麦迪霉素、头孢唑啉等)耐药。在水体中NY5菌液浓度为2.0×10~7 CFU/mL,以及在注射200μL2.0×10~6 CFU/mL浓度NY 5菌液的条件下,体重为(6.0±1.1)g的罗非鱼均未出现死亡及其他异常现象。综合上述结果,证明筛选出的NY 5菌株为蜡样芽孢杆菌。     

罗非鱼无乳链球菌LrrG-Sip融合基因原核表达载体的构建及表达

LrrG和表面免疫原性蛋白（Sip）是无乳链球菌（Streptococcus agalactiae）的2种表面蛋白,具有良好的免疫原性。为获得罗非鱼无乳链球菌表面蛋白LrrG和Sip蛋白的融合蛋白,该试验采用基因拼接技术中的双酶切法分2步逐个将Sip和LrrG基因插入pColdⅡ载体中,构建原核表达载体pColdⅡ-LrrG-Sip。将成功构建的融合基因原核表达载体转化感受态细胞BL21（DE3）,进行诱导表达条件的优化。结果显示,15℃、IPTG 0.5 mmol·L-1诱导9 h,目的蛋白呈可溶状态的表达量最高。Western Blot检测结果显示LrrG-Sip融合蛋白大小与预测一致（162kDa）,说明成功构建了融合基因,为罗非鱼源无乳链球菌亚单位疫苗的研制奠定了基础。     

海南无乳链球菌的毒力基因与耐药特性分析

无乳链球菌可感染人与其他动物,是一种重要的致病菌。为探明海南地区无乳链球菌的毒力基因携带率及耐药情况,以2017年间实验室所采集鉴定的18株无乳链球菌(人源4株,鱼源14株)为样本,利用PCR技术和抗菌药物药敏纸片进行毒力基因、耐药基因的扩增和药物敏感性的检测,结果发现,常见毒力基因阳性检出率较高,其中有11种毒力基因均100%携带,另外3种基因阳性率也超过66.7%;耐药基因扩增结果显示,除四环素类和氨基糖苷类耐药基因均呈阴性以外,其余耐药基因阳性检出率较高(44.4%～100%);而药敏检测显示,无乳链球菌对β-内酰胺类、大环内酯类、林可胺类抗生素耐药性高,而对于氨基糖苷类、喹诺酮类、四环素类抗生素敏感性高。总体上,药敏情况和耐药基因的检测结果一致。研究结果发现,分离得到的不同来源的无乳链球菌中毒力基因检出频率高,耐药性强,需要引起高度重视,试验结果将为无乳链球菌的防治提供重要的参考。     

Efficacy of an experimentally inactivated Streptococcus agalactiae vaccine in Nile tilapia (Oreochromis niloticus) reared in Brazil

Tilapia aquaculture is one of the fastest‐growing segments of fish production in Brazil. Nile tilapia (Oreochromis niloticus) is largely cultivated in the state of Parana, where Streptococcus agalactiae is the cause of severe disease outbreaks. The objective of this paper was to evaluate an inactivated S. agalactiae vaccine in tilapia for the control of streptococcal disease outbreaks. Tilapia, weighing approximately 20 g each, were intraperitoneally (i.p.) inoculated with 0.1 mL of the vaccine at a dose of 2.0 × 10⁸ colony‐forming unit (CFU) mL^?1. One group of tilapia (treatment 1) received one vaccine dose, and the other group of tilapia (treatment 2) received two doses, with an interval of 21 days. The control group was i.p. inoculated with 0.1 mL tryptic soy broth fish^?1. Immunized and control tilapia were i.p. challenged with 0.1 mL of 3.0 × 10⁷ CFU mL^?1 at 30 days post vaccination. The fish were monitored daily for disease signs and for mortality for 16 days post challenge. A statistically significant difference (P=0.0045) was found between the mortality of treatments 1 and 2. The value of relative per cent of survival of 83.6% and 96.4%, respectively, indicate that this vaccine was efficient in Nile tilapia.