鸭源鸡杆菌相关致病因子研究进展

鸭源鸡杆菌(Gallibacterium anatis.G.anatis)属巴氏杆菌科,鸡杆菌属,是构成鸡上呼吸道和下生殖道正常菌群的一部分。然而,越来越多的研究表明,G.anatis能够引起鸡广泛的病理损害,尤其是对生殖系统损伤引起鸡输卵管炎及输卵管囊肿等,从而导致产蛋率下降、产蛋高峰延迟、病死率上升、动物福利降低。目前,作为新近确认的条件性致病菌,其致病机理及其相关致病因子成为研究热点。本文旨在对G.anatis的RTX样毒素(GtxA)、菌毛、荚膜、金属蛋白酶等致病因子研究进展作一综述。     

鸭源鸡杆菌对鸡原代输卵管上皮细胞作用

为研究鸭源鸡杆菌对鸡原代输卵管上皮细胞的作用,分别以细菌黏附、侵袭试验及借助姬姆萨染色及扫描电镜观察2株不同来源的鸭源鸡杆菌对输卵管上皮细胞的黏附和侵袭特性。黏附计数表明鸭源鸡杆菌Yu-PDS-RZ-1-SLG能高水平黏附输卵管上皮细胞,而菌株F149T对输卵管上皮细胞有较低的黏附。庆大霉素保护试验结果显示2株菌对输卵管上皮细胞均无可见侵袭力。姬姆萨染色及扫描电镜试验进一步证明输卵管上皮细胞表面有细菌黏附,而内部未见有侵袭的细菌,但Yu-PDS-RZ-1-SLG株接种细胞90min后,细胞逐渐破碎脱落,而菌株F149T则未见明显细胞损伤。菌株经胰蛋白酶处理后,细菌的黏附率显著降低,表明细菌的表面蛋白参与黏附。ELISA法检测鸭源鸡杆菌感染输卵管上皮细胞后炎性细胞因子的变化,结果表明感染组的IL-6、TNF-α、IFN-γ的含量均高于对照组,且Yu-PDS-RZ-1-SLG感染的细胞所分泌的各细胞因子均高于F149T,提示炎性细胞因子的分泌可能改变局部的微环境,促进细菌在输卵管细胞表面增殖,是造成输卵管上皮细胞损伤的机制之一。     

45株鸡卡氏杆菌的分离鉴定

通过形态学检查、鉴别培养、Vitek-32全自动细菌鉴定系统、PCR鉴定和序列分析等方法,对101只鸡的10种组织脏器进行细菌分离和鉴定。最终鉴定出45株鸡卡氏杆菌,其中43株分离自输卵管炎产蛋病鸡,2株分离自具有呼吸道病史的产蛋鸡,而从SPF鸡、公鸡及马立克病患鸡体内未能分出卡氏杆菌;分离的卡氏杆菌对庆大霉素、链霉素、氨苄西林、青霉素、强力霉素、诺氟沙星及磺胺类药物等都具有不同程度的耐药性。试验结果表明,卡氏杆菌与产蛋鸡的输卵管炎具有相关性,鸡卡氏杆菌的抗生素耐药现象较普遍,为预防该病原在我国的流行提供了依据。     

与鸡传染性支气管炎病毒混合感染状况下鸭源鸡杆菌在鸡体内的分布

为研究鸭源鸡杆菌(Gallibacterium anatis)在鸡体内的动态分布及鸡传染性支气管炎病毒(Infectious bronchitis virus,IBV)对其的影响,将鸭源鸡杆菌和鸡传染性支气管炎病毒分别或同时人工接种SPF蛋鸡,分别于接种后12、24、48、72、96 h对鸡进行剖检,无菌采集鸡的10种组织样品(上腭裂、气管、肺脏、心脏、脾脏、卵巢、肾脏、肝脏、十二指肠和输卵管),利用SYBR Green I定量PCR(Quantitative PCR,qPCR)方法检测鸭源鸡杆菌组、混合感染组在不同时间点、不同器官中的鸭源鸡杆菌DNA含量.结果显示:鸭源鸡杆菌单独感染时,12 h时即可侵袭到气管、心脏、脾脏、卵巢和肾脏,24 h时便可感染肝脏、十二指肠和输卵管,48 h时可传播到肺脏,72 h时感染上腭裂.混合感染组结果表明,鸭源鸡杆菌12h到达卵巢,24 h时即可出现在所有器官.混合感染组各器官的总体qPCR检出率为37.1％,显著高于鸭源鸡杆菌组的25.3％.鸭源鸡杆菌组和混合感染组qPCR检测结果均显示,鸭源鸡杆菌DNA在气管中的检出率最高,在卵巢中达到最高含量.鸭源鸡杆菌能够造成试验鸡的全身感染,该菌主要对鸡的呼吸系统和生殖系统有致病性,气管和卵巢是其主要的致病器官;2种病原同时接种加重了全身感染,IBV促进了鸭源鸡杆菌在鸡体内的传播,尤其促进了其在十二指肠中的增殖,增强了鸭源鸡杆菌对消化系统的致病性,导致鸡腹泻的发生.     

鸭源鸡杆菌平板凝集检测方法的建立与应用

为建立一种方便、快捷的鸭源鸡杆菌血清抗体诊断方法,通过用鸭源鸡杆菌YT-1株制备抗原,然后免疫健康家兔制备阴阳性血清,建立了鸭源鸡杆菌平板凝集检测方法,并进行特异性试验,确定抗原最佳工作浓度,同时用该方法进行临床样品检测.结果显示:鸭源鸡杆菌染色抗原与鸡源阳性血清产生明显凝集,而与鸡源阴性血清以及鸡大肠杆菌、鸡沙门氏菌...     

1株鸭源鸡杆菌的分离与鉴定

从湖北新洲某鸡场的10日龄患病蛋鸡的腺胃里分离并鉴定1株细菌,同时对病鸡腺胃进行病理组织学观察。结果表明,该菌为革兰阴性菌,生化反应特性是对甘露醇、β-半乳糖苷酶、葡萄糖、蔗糖、α-葡萄糖、海藻糖、肌醇、山梨醇等反应阳性,对麦芽糖、吲哚、L-阿拉伯糖、D-阿拉伯糖、鼠李糖等反应阴性。通过16S rRNA核苷酸序列分析鉴定为鸭源鸡杆菌。病鸡腺胃增厚,黏膜面乳头明显,镜下黏膜上皮异常增生。分离菌的药敏试验表明,该菌株对多粘霉素E、复方新诺明、呋喃妥因、利福平、复方阿莫西林、庆大霉素、安普霉素等敏感,而对红霉素、链霉素、阿莫西林、四环素等具有耐药,说明该株菌在鸡群中存在已久,产生了耐药性较强。     

SPF蛋鸡人工感染鸡杆菌的病理形态学观察

采用鸡杆菌自然病例分离纯化的鸡杆菌人工感染开产前(105日龄)和开产后(163日龄)的SPF蛋鸡,运用组织学的方法对鸡杆菌自然病例和试验病例进行比较病理学观察。结果表明,自然病例和试验病例均可引起蛋鸡产蛋高峰推迟,产蛋量下降,且多产畸形蛋;病变主要在呼吸道和生殖道,主要表现为呼吸道和生殖道黏膜层严重充血、水肿、浆液性及炎性渗出等反应。但是试验病例未出现自然病例中常见的腹膜炎和输卵管炎症状。输卵管的病变主要在膨大部和子宫部,这种特征性病变可作为该病病理诊断的重要指征之一。这表明鸡杆菌单因子感染可引起SPF开产蛋鸡生产性能明显降低以及呼吸道和生殖道的病理变化。     

鸭源鸡杆菌gtxA突变株构建及其生物特性分析

为了了解毒素GtxA对鸭源鸡杆菌(Gallibacterium anatis,G.anatis)生物学特性及致病性的影响,利用自然转化和正向筛选法构建了1株G.anatis gtxA缺失突变株,初步探究突变株的生物学特性。与亲本菌株比较,突变株溶血活性消失,菌落形态及生长速率并未出现显著改变,其对小鼠的致病力下降。外毒素GtxA参与G.anatis致病过程并扮演一定角色;G.anatis gtxA基因突变株的构建及其生物学特性探究为更好的了解其致病机理和研发出更为高效安全疫苗建立了理论基础。     

鸭源鸡杆菌双重PCR检测方法的初步建立

为建立鸭源鸡杆菌(G.anatis)双重PCR检测方法,并对鸡杆菌分离株进行种类鉴定,本研究根据GenBank中G.anatis12656-12株的gtxA基因序列设计一对PCR引物,合成扩增rpoB基因的引物作为内参基因,建立了G.anatis双重PCR检测方法.检测结果显示:以G.anatis Yu-PDS-RZ-1-SLG株DNA为模板进行的双重PCR检测能够扩增出两条目的片段;其它16株细菌包括副鸡禽杆菌、多杀性巴氏杆菌、大肠杆菌、沙门氏菌、福氏志贺菌和奇异变形杆菌均只扩增出了一条目的片段;该方法可以检测到浓度为6.5×102 cfu/mL的G.anatis;34株鸡杆菌分离株均扩增出了两条预期大小的目的片段.此外,序列分析结果表明,10株鸡杆菌河南分离株的rpoB基因序列与鸭源鸡杆菌种参考株(CCUG15563)的同源性最高(97.5％～99.0％),属于鸭源鸡杆菌种.本研究建立的G.anatis双重PCR检测方法,可用于含gtxA基因鸡杆菌菌株的鉴定及临床病原学诊断.     

Bacterial determinants of importance in the virulence of Gallibacterium anatis in poultry

Gallibacterium anatis, a member of the Pasteurellaceae family, constitute a part of the normal micro-flora of the upper respiratory tract and the lower genital tract in chickens. However, increasing evidence indicate that G. anatis is also associated with a wide range of pathological changes, particularly in the reproductive organs, which leads to decreased egg production, lowered animal welfare and increased mortality. As a recently defined opportunistic pathogen limited focus has been placed on the pathogenesis and putative virulence factors permitting G. anatis to cause disease. One of the most studied virulence determinants is a large RTX-like toxin (GtxA), which has been demonstrated to induce a strong leukotoxic effect on avian macrophages. A number of fimbria of different sizes and shapes has been described. Particularly fimbriae belonging to the F17-like family appears to be common in a diverse selection of G. anatis strains. Mutants lacking the FlfA fimbria were severely attenuated in experimentally infected chickens. Additional characteristics including the ability to express capsular material possibly involved in serum resistance; secretion of metalloproteases capable of degrading immunoglobulins, and hemagglutinins, which may promote biofilm formation are all factors likely linked to the virulence of G. anatis. A major advantage for the study of how G. anatis interact with its host is the ability to perform biologically relevant experimental infections where natural routes of exposure allows reproduction of lesions observed during spontaneous infections. This review summarizes the current understanding of the G. anatis pathogenesis and discusses the contribution of the established and putative virulence factors described for this bacterium to date.     

不同培养条件对鸭源鸡杆菌生物被膜形成的影响

采用体外定量法检测20株鸭源鸡杆菌的被膜形成能力,并对被膜形成能力较强的1株鸭源鸡杆菌在不同环境（培养时间、培养基质、营养条件）下产生生物被膜（BF）的差异进行了研究。结果显示,大部分鸭源鸡杆菌均具有不同程度形成被膜的能力,其中3株被膜形成能力中等,2株形成能力较强;鸭源鸡杆菌在银染法、试管法和微量板定量检测法中形成BF的最佳培养时间分别是24、60、24h。其生长周期为8h开始起始黏附、20h大量黏附阶段、24h时形成了完整的生物被膜、32h生物被膜老化散播,之后起始新一轮的被膜周期。葡萄糖、蔗糖及NaCl的加入均在一定程度上抑制了被膜的形成,且随着加入量增加NaCl对被膜形成抑制更显著,而低质量浓度的MgSO4在一定程度上促进BF的形成。扫描电镜观察发现,生物被膜内鸭源鸡杆菌聚集成团状、相互黏连形成致密的三维立体结构。     

一株鸭源鸡杆菌的分离鉴定及药敏试验

为确诊贵州省六盘水市某蛋鸡养殖场乌蒙凤鸡发病的原因,无菌采集病鸡的心脏、肝脏、脾脏组织进行细菌分离培养,对分离菌进行革兰氏染色镜检、生化试验、16S rRNA基因鉴定及序列分析,并进行药敏试验。结果:分离菌在鲜血琼脂培养基上生长出表面光滑、呈β溶血的灰白色小菌落;菌体形态为两端钝圆的革兰氏阴性短小杆菌;能发酵葡萄糖、乳糖、蔗糖、甘露醇,过氧化氢酶、磷酸酶、氧化酶试验呈阳性; 16S rRNA基因与鸭源鸡杆菌参考菌株的核苷酸同源性高达98.2%～99.6%,且与参考菌株GQ423347.1聚为1支;分离菌株对羧苄西林、氧氟沙星高度敏感,对环丙沙星、多粘菌素B中度敏感。结论:分离菌株鉴定为鸭源鸡杆菌,确诊鸡发病原因为鸭源鸡杆菌感染。     

鸭源鸡杆菌对SPF雏鸡的感染特性研究

为研究鸭源鸡杆菌的流行病学特性,本研究采用从自然病例分离得到的鸭源鸡杆菌人工感染4日龄SPF雏鸡,通过形态学、PCR、荧光定量PCR和组织学等方法分别对感染后SPF雏鸡的组织脏器进行了细菌分离、检测和鉴定,用ELISA对其血清抗体水平进行检测.结果表明,人工感染鸡无临床症状,组织学检查感染鸡的肝脏、气管和肺脏组织均有损伤.人工感染后第3d和同居感染第2d鸡体内可分离出鸭源鸡杆菌,人工感染后第96d仍能够分离到鸡杆菌.ELISA方法证实人工感染后47 d和同居后32 d出现抗体高峰,持续2～3周,人工感染组和同居组抗体水平均高于对照组(p＜0.05);荧光定量PCR检测病料结果显示人工感染组和同居组的气管组织中细菌含量最高.本研究表明雏鸡在4日龄即可感染鸭源鸡杆菌,并能通过同居传播,长期带菌、排菌;感染后抗体产生缓慢、持续期短.本研究为鸭源鸡杆菌的流行病学、致病机理研究及防治措施的制定等提供了参考依据.     

Histopathologic findings in chickens experimentally infected with Gallibacterium anatis by nasal instillation

Histologic findings in chickens experimentally infected by nasal instillation with reference strains of Gallibacterium anatis are described. No clinical signs were observed in experimentally infected birds; however, sequential histologic examinations of trachea, lung, air sacs, and liver revealed lesions in all infected chickens. Our observations suggest that the reference strains of G. anatis used in this experiment are capable of causing primary infection in chickens. Despite that the experimental birds were inoculated by intranasal route, lesions were detected in the liver, suggesting a probable bacteremia. Because several degrees of severity were established in histopathologic lesions, probable variations in virulence, among the experimental strains, also are discussed.     

我国部分地区蛋鸡群鸭源鸡杆菌血清流行病学调查

为了解鸭源鸡杆菌(Gallibacterium anatis)在我国部分地区鸡群中的感染状况,本实验采用G.anatis微量凝集试验对我国河南、山东和山西等不同地区的1 314份鸡血清样品进行了G.anatis感染的血清流行病学调查,对G.anatis的感染率、感染品种、日龄等进行分析。结果表明:我国河南、山东和山西等地鸡群均存在G.anatis感染,其中G.anatis血清Ⅰ型抗体阳性率为11.95%,G.anatis血清Ⅱ型抗体阳性率为23.29%,G.anatis血清Ⅳ型抗体阳性率为9.82%。不同省份的鸡群感染G.anatis的血清阳性率存在一定差异,河南、山东和山西的血清阳性率分别为23.12%、25.27%和52.94%。对河南地区不同品种和日龄鸡的调查表明,均存在不同程度的感染,但血清阳性率有显著差异,表现为罗曼鸡的血清阳性率比海兰鸡高,开产前蛋鸡的血清阳性率低于开产后的血清阳性率。     

鸡传染性喉气管炎病毒、鸡毒支原体、鸭源鸡杆菌混合感染病例的病原学诊断

为确诊贵州省六盘水市某养殖场蛋鸡群发病死亡的原因,采集病料进行新城疫病毒、鸡传染性喉气管炎病毒、鸡毒支原体、滑液囊支原体核酸检测,以及细菌分离培养、鉴定和药敏试验。结果:(1)鸡传染性喉气管炎PCR试验扩增出大小为537 bp目的基因条带,鸡毒支原体PCR试验扩增出大小为636 bp目的基因条带,呈阳性;其余病毒核酸检测均呈阴性。(2)分离菌在血液琼脂培养基上生长呈白色半透明状、可溶血的小菌落,经革兰氏染色镜检为革兰氏阴性杆菌,分子生物学鉴定为鸭源鸡杆菌;对硫酸安普霉素、氟本尼考、延胡索酸泰妙菌素高度敏感,对硫酸粘菌素、盐酸多西环素、替米考星中度敏感,对酒石酸泰乐菌素低度敏感,对盐酸大观霉素、盐酸林可霉素、磺胺间甲氧嘧啶、阿莫西林耐药。结论:确诊病例为鸡毒支原体、鸡传染性喉气管炎病毒、鸭源鸡杆菌混合感染。     

GtxA from Gallibacterium anatis, a cytolytic RTX-toxin with a novel domain organisation

Gallibacterium anatis is a pathogen in chickens and other avian species where it is a significant cause of salpingitis and peritonitis. We found that bacterial cells and cell-free, filter-sterilised culture supernatant from the haemolytic G. anatis biovar haemolytica were highly cytotoxic towards avian-derived macrophage-like cells (HD11). We obtained the genome sequence of G. anatis 12656-12 and used a rational approach to identify a gene predicted to encode a 2026 amino acid RTX-toxin, which we named GtxA (Gallibacterium toxin). The construction of a gtxA knock-out mutant showed gtxA to be responsible for G. anatis’ haemolytic and leukotoxic activity. In addition, Escherichia coli expressing gtxA and an adjacent acyltransferase, gtxC, became cytolytic. GtxA was expressed during in vitro growth and was localised in the extracellular protein fraction in a growth phase dependent manner. GtxA had an unusual modular structure; the C-terminal 1000 amino acids of GtxA were homologous to the classical pore-forming RTX-toxins in other members of Pasteurellaceae. In contrast, the N-terminal approximately 950 amino acids had few significant matches in sequence databases. Expression of truncated GtxA proteins demonstrated that the C-terminal RTX-domain had a lower haemolytic activity than the full-length toxin, indicating that the N-terminal domain was required for maximal haemolytic activity. Cytotoxicity towards HD11 cells was not detected with the C-terminal alone, suggesting that the N-terminal domain plays a critical role for the leukotoxicity.     

外膜蛋白W与鸭源鸡杆菌抗渗透应激相关

为了解外膜蛋白W（outer membrane protein W,OmpW）在鸭源鸡杆菌抗渗透应激中的作用,分析了鸭源鸡杆菌RZ及其ompW基因缺失株ΔompW在渗透应激环境中的生存能力和生长性能差异;并通过SDS-PAGE及Western blot分析了两者外膜蛋白在不同盐度下的表达差异,并用实时定量PCR分析了OmpW mRNA的表达。结果显示：相对于鸭源鸡杆菌RZ,ΔompW在高渗透环境中（3% NaCl）的生存率较低（95.17% vs 83.50%,P<0.05）,且其生长性能受渗透应激影响更大;在高盐BHI中培养时,鸭源鸡杆菌RZ OmpW的表达被上调,且OmpW mRNA的表达被上调至正常盐度（0.5%）时的1.19倍（P>0.05）。本研究表明OmpW与鸭源鸡杆菌抗渗透应激有关。     

鸭源鸡杆菌致病力与生物被膜形成能力及耐药性的相关性分析研究

为探究鸭源鸡杆菌的致病力与生物被膜形成能力及耐药性的相关性,分别对20株鸭源鸡杆菌进行动物致病性试验、生物被膜形成能力的测定和药敏试验。动物致病性试验显示有80%的菌株能引起小鼠死亡,出现肝脏、脾脏肿大和输卵管出血等病变,且其中部分菌株(YZ-11-XZ、LH-BJT-11-SLG、Huang-1-SLG)导致迅速的高死亡,48h内死亡率100%;生物被膜检测试验结果显示大部分鸭源鸡杆菌均具有不同程度形成被膜的能力,其中3株菌(SHANXY-1-GZ、Huang-1-SLG、ZZ-HL-1-SLG)具有中等被膜形成能力,2株菌(YZ-11-XZ、F149T)具有较强的生物被膜形成能力;药敏试验结果表明,除标准株F149T对多种抗生素都敏感外,其余菌株耐药率均在38.10%⁷6.19%之间不等。其中LH-BJT-6-XZQ株耐药率为80.95%,其次是XX-HJ-6-QG(76.19%)、ZZ-XC-7-QG(76.19%)、SX-YC-7-QG(71.42%)、ZZ-XY-1-QG(66.67%)、Huang-1-SLG(66.67%)、XX-HJ-6-SLG(61.90%)、ZZ-HL-1-SLG(61.90%)。分析发现,鸭源鸡杆菌对受试动物的致病力与生物被膜形成能力及其耐药性之间缺乏明显的相关性,但具有生物被膜形成及耐药2种特性会增强鸭源鸡杆菌的耐药性和传播性,给动物的疾病控制造成更大的威胁。该研究为鸭源鸡杆菌致病机制的研究提供一定的参考依据。     

The rarely reported tet(31) tetracycline resistance determinant is common in Gallibacterium anatis

The present investigation was undertaken to identify and characterize the tetracycline resistance determinant in 22 Gallibacterium anatis strains for which no determinant was identified using primers specific for tet(A, B, C, D, E, G, H, K, L, M, O). A recent study found tet(B) to be the most prevalent tetracycline resistance determinant in a larger collection of G. anatis field strains from Mexico and Denmark. However, in 41% of the tetracycline resistant strains no determinant could be assigned. Here we demonstrate that tet(31) is a common determinant in G. anatis originating from chickens from very different production systems and localities. In addition, tet(31) was identified in strains isolated over a 30-year period. This is the first report on tet(31) since its original identification in Aeromonas salmonicida.