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文檔簡介
1、軍團(tuán)菌是革蘭氏陰性桿菌,是軍團(tuán)菌病的病原菌。自1979年正式命名以來,軍團(tuán)菌屬已發(fā)現(xiàn)58個(gè)種,70多個(gè)血清型,20多個(gè)種可以引起人類疾病,其中嗜肺軍團(tuán)菌引起的病例約占臨床病例的90%。軍團(tuán)菌廣泛分布于各種水環(huán)境中,包括江、河、湖泊、池塘、溫泉、地下水等自然水環(huán)境和空調(diào)冷卻塔、自來水、空氣加濕器、人工噴泉等人工水環(huán)境。
由于軍團(tuán)菌病不能在人與人之間傳播,只能由環(huán)境傳播到人類,因此加強(qiáng)軍團(tuán)菌環(huán)境菌株的研究,對于軍團(tuán)菌病的溯源,研究
2、臨床菌株與環(huán)境菌株之間的關(guān)系等都有重要意義。目前對軍團(tuán)菌的研究主要集中于臨床菌株和人工環(huán)境菌株,很少有研究關(guān)注自然水環(huán)境菌株。然而,對軍團(tuán)菌在其自然棲息地分布及遺傳多態(tài)性的研究同樣具有重要意義:首先,在我國缺少全國性的軍團(tuán)菌病監(jiān)控系統(tǒng),軍團(tuán)菌病的流行病資料非常匱乏,通過對自然水環(huán)境中的軍團(tuán)菌進(jìn)行研究,可以了解自然水環(huán)境中軍團(tuán)菌的組成分布,對于預(yù)防和控制軍團(tuán)菌病的暴發(fā)流行有重要意義。其次,隨著城市工業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn),自然水環(huán)境會(huì)越來越多地受
3、到人類活動(dòng)的影響,從而增加了自然水環(huán)境中軍團(tuán)菌作為潛在傳染源的幾率,了解自然水環(huán)境中軍團(tuán)菌的分布情況有助于軍團(tuán)菌病的預(yù)防和控制。第三,對自然水環(huán)境中嗜肺軍團(tuán)菌的種群結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系進(jìn)行研究,有助于我們了解嗜肺軍團(tuán)菌的進(jìn)化過程,為制定軍團(tuán)菌病的防治措施提供幫助。鑒于以上原因,我們在31個(gè)省、自治區(qū)、直轄市的31個(gè)城市的湖泊以及流經(jīng)城市的主要江河等自然水環(huán)境中采集了水樣,進(jìn)行了軍團(tuán)菌的分離與鑒定。并對其中140株嗜肺軍團(tuán)菌進(jìn)行了SBT分型
4、,分析了其種群結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系及基因的重組,并與來自于人工環(huán)境中的菌株進(jìn)行了比較。希望通過本研究,能夠了解我國城市自然水環(huán)境中軍團(tuán)菌的組成及軍團(tuán)菌在各個(gè)城市中的分布,并對我國自然水環(huán)境中嗜肺軍團(tuán)菌的群體遺傳學(xué)結(jié)構(gòu)有一個(gè)初步了解,為我國城市中軍團(tuán)菌病的預(yù)防和控制提供有益信息。
2010年7月至2014年9月,在我國31個(gè)城市采集自然水樣,每個(gè)城市選取5-8個(gè)采樣點(diǎn),每個(gè)采樣點(diǎn)在不同的區(qū)域采集1-5份水樣,共采集水樣550份。采
5、用離心濃縮(Centrifugation enrichment,CE)、膜過濾濃縮(Filtration enrichment,F(xiàn)E)和熱富集濃縮(Heat enrichment,HE)三種方法對水樣進(jìn)行濃縮處理后,進(jìn)行分離培養(yǎng),疑似菌株通過mip基因測序和16S rRNA測序進(jìn)行鑒定。經(jīng)熱富集濃縮后,550份水樣中有171份分離出了軍團(tuán)菌,而離心濃縮和膜過濾濃縮處理的水樣中,分別有74份和54份培養(yǎng)出了軍團(tuán)菌。熱富集濃縮處理方法的培養(yǎng)
6、陽性率顯著高于離心濃縮和膜過濾濃縮處理水樣的培養(yǎng)陽性率(31.1% vs.13.1%,p<0.001;31.1% vs.9.8%,p<0.001,卡方檢驗(yàn))。三種水樣處理方法對四種軍團(tuán)菌(嗜肺軍團(tuán)菌、長灘軍團(tuán)菌、菲氏軍團(tuán)菌和吉斯特軍團(tuán)菌)的分離率產(chǎn)生了影響,且差異顯著(Fisher精確檢驗(yàn),P<0.05)。溫度會(huì)對分離陽性率產(chǎn)生影響,經(jīng)spearman相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn),分離陽性率與水樣溫度之間呈正相關(guān)(ρ=0.929,P=0.003)。<
7、br> 去除冗余菌株后,共獲得404株軍團(tuán)菌,分屬于23個(gè)軍團(tuán)菌種,其中嗜肺軍團(tuán)菌146株,占36.1%,是最常見的軍團(tuán)菌。在非嗜肺軍團(tuán)菌中,長灘軍團(tuán)菌、菲氏軍團(tuán)菌和戈?duì)柭妶F(tuán)菌最常見,分別占15.3%、12.6%和12.4%。在采集水樣的31個(gè)城市中,29個(gè)城市的水樣分離到了軍團(tuán)菌,嗜肺軍團(tuán)菌最常見,在25個(gè)城市的自然水環(huán)境中均有發(fā)現(xiàn),長灘軍團(tuán)菌、菲氏軍團(tuán)菌和戈?duì)柭妶F(tuán)菌分別在21,22和20個(gè)城市的自然水環(huán)境中存在,且軍團(tuán)菌的種類
8、在各個(gè)城市間的分布存在著差異。在239份陽性水標(biāo)本中,75份同時(shí)存在兩種以上(含兩種)的不同軍團(tuán)菌,其中31份水標(biāo)本存在三種以上(含三種)不同的軍團(tuán)菌,8份標(biāo)本同時(shí)分離出了4種不同的軍團(tuán)菌。我們的結(jié)果顯示在中國的自然水環(huán)境中,軍團(tuán)菌普遍存在且具有高度的多態(tài)性。
我們同時(shí)對其中的140株嗜肺軍團(tuán)菌進(jìn)行了序列分型(sequence-based typing,SBT)。140株嗜肺軍團(tuán)菌可分為84個(gè)序列型(STs),多樣性指數(shù)(th
9、e index ofdiversity,IOD)為0.988(95% CI:0.983-0.992),84個(gè)序列型中有31個(gè)序列型與EWGLI的SBT數(shù)據(jù)庫中已有序列型相同,53個(gè)為首次發(fā)現(xiàn)的新序列型,同時(shí)還發(fā)現(xiàn)11個(gè)新的等位基因。在84個(gè)序列T型中ST1417,ST1923和ST1968分別有6株嗜肺軍團(tuán)菌,ST1923和ST1968僅在海南發(fā)現(xiàn),而ST1417的6株嗜肺軍團(tuán)菌分別分離自6個(gè)不同的城市。20個(gè)序列型包含兩株以上的嗜肺軍
10、團(tuán)菌,另外61個(gè)序列型僅含有1株嗜肺軍團(tuán)菌。
對140株嗜肺軍團(tuán)菌進(jìn)行的種群結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)了10個(gè)克隆復(fù)合體(clonalcomplexes,CCs)和47個(gè)singletons,其中CCI為中國自然水環(huán)境中的優(yōu)勢克隆復(fù)合體,包括分別屬于10個(gè)序列型來自于9個(gè)城市的21株嗜肺軍團(tuán)菌,占所有菌株的15%,經(jīng)過查詢EWGLI的SBT數(shù)據(jù)庫,CCI中10個(gè)序列型中有兩個(gè)(ST239和ST1439)為致病序列型,提示CCI菌株可能會(huì)引起
11、疾病。而中國人工環(huán)境中最常見的ST1-克隆復(fù)合體在自然水環(huán)境中并不是很常見,僅在5個(gè)城市分離的7株嗜肺軍團(tuán)菌屬于該克隆復(fù)合體。另外,10株攜帶完整lag-1基因的菌株不在任何一個(gè)克隆復(fù)合體內(nèi),提示在自然水環(huán)境中,高致病力菌株并不占優(yōu)勢。在本研究的140株自然水環(huán)境嗜肺軍團(tuán)菌中,雖然未發(fā)現(xiàn)基因內(nèi)重組事件,但發(fā)現(xiàn)了12個(gè)基因間重組事件:在所有的84個(gè)序列型中,74個(gè)序列型發(fā)生了基因間重組,而且其中有17個(gè)序列型發(fā)生了兩次重組事件。
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