牛多殺性巴氏桿菌研究進展

1、牛多殺性巴氏桿菌研究進展,西南大學 彭遠義,內容提要,分類菌形和培養(yǎng)特性毒力因子多殺性巴氏桿菌導致的牛病微生物學診斷防治,1、分類,巴氏桿菌屬多殺性巴氏桿菌：多殺亞種、殺禽亞種、敗血亞種、殺虎亞種 多殺性巴氏桿菌是本屬中最重要的病原菌，具有廣泛的的疾病譜，可引起牛、家禽、豬、兔、綿羊、山羊、野生動物和人感染發(fā)病，主要表現(xiàn)為禽霍亂、豬萎縮性鼻炎、牛出血性敗血癥，牛羊地方性流行性肺炎等 。,分型：根據(jù)莢膜抗原和脂多糖的不

2、同，可將其分為5個血清群（A、B、D、E、F）和16個血清型（1-16），不同的血清群和血清型往往與特定疾病相關聯(lián) 。禽：以A群為主，D群 ，F(xiàn)群（火雞）豬： A、B、D群牛： A（呼吸道疾?。?、B、E（出血性敗血 癥）、F （纖維素性胸膜炎 ）,國內禽：A型為主；豬：A、B型為主，D型其次；牛：以往以B型為主，近年有A型的報道 ；羊：B型為主；兔：A型為主。,2、菌形和培養(yǎng)特性,普通鮮血瓊脂培養(yǎng)基、馬丁肉湯、腦心浸液

3、培養(yǎng)基上均可生長；菌落呈粘液型，無溶血現(xiàn)象；麥康凱培養(yǎng)基上不生長。菌體呈短桿狀，單個散在或短鏈排列，革蘭氏染色陰性，瑞氏染色呈典型兩極著色。,3、毒力因子,3.1 粘附素細菌感染的第一步是粘附在宿主細胞或細胞外基質蛋白上，粘附素介導的粘附作用是潛在的致病因素。 不同多殺性巴氏桿菌的粘附素能結合到不同的細胞類型、組織或器官上，反應了血清群的特異性宿主嗜性和致病性。,Ⅳ型菌毛：見于血清A、B、D型菌株，不同分離株之間存在基因變異。血

4、清A型Ⅳ型菌毛對宿主細胞的黏附作用還未見報道。39 kDa外膜蛋白：分離于血清A型—巴氏桿菌脂蛋白E（PlpE）作為一種黏附因子，能在小鼠和家禽上刺激交叉免疫保護。,3.2 FhaB—FhaB1 (PM0057), FhaB2 (PM0059)絲狀血凝素（pfhaB1 and pfhaB2）對宿主細胞的粘附起著關鍵的作用。信號標簽突變證明在小鼠敗血癥模型中牛多殺性巴氏桿菌菌株的4個黏附相關基因毒力致弱，這些基因包括兩個pfha

5、B1 和pfhaB2基因，一個pfhaC，一個tadD基因。 Tad基因編碼的蛋白能組裝形成Flp（菌毛低分子蛋白），F(xiàn)lp對生物膜的形成和定殖有重要作用 。,3.3 LPS純化的LPS可能引起廣泛的血管變化和死亡，但是產(chǎn)生低的免疫活性。LPS只有與蛋白復合時才具有免疫原性或保護性。LPS-蛋白復合物既能誘導體液免疫，也能誘導細胞免疫。,3.4 莢膜莢膜作為一種重要毒力因子在多殺性巴氏桿菌的發(fā)病機理上的重要性已被大家所重視

6、。然而，起初關注的焦點分別在引起禽霍亂和出血性敗血癥感染的莢膜血清A型和B型，關于牛巴氏桿菌莢膜在呼吸道疾病感染中的作用尚未見研究報道。 莢膜的存在和厚度，與巴氏桿菌抗吞噬能力有關。用莢膜免疫小鼠不能刺激保護反應。,3.5 外膜蛋白 OmpA：36 kDa，由兩個結構域組成。OmpA可以作為粘附素，介導巴氏桿菌與宿主細胞和細胞外基質分子的粘附。具有免疫原性，但OmpA特異性單克隆抗體不能保護小鼠抵抗多殺性巴氏桿菌的致死

7、性攻擊。,OmpH：孔蛋白H，巴氏桿菌重要的外膜蛋白，表面暴露并高度保守，有作為候選疫苗的潛力 。OmpH的表達受Fur（三價鐵吸收調節(jié)器）蛋白調節(jié)，同時也受糖和鐵濃度的影響。在生長環(huán)境中有葡萄糖存在時， OmpH基因在野生型的表達與突變體相比下降5倍。,3.6 鐵調節(jié)外膜蛋白（IROMPs）Choi-Kim等（1991）報道了3個鐵相關外膜蛋白，其分子量分別為76kDa、84 kDa、96 kDa，這些蛋白只在細菌生長受限

8、（限鐵培養(yǎng)基）或在宿主體內時才會表達。,3.7 胞外酶一些胞外酶如蛋白酶和脂肪酶可能是多殺性巴氏桿菌的毒力因子。蛋白酶可能幫組病原體抵抗宿主IgG的防御功能并減少調理作用。,研究證實通過臨床分離的來自不同種屬的多殺性巴氏桿菌都有脂肪酶的產(chǎn)生，該酶在多殺性巴氏桿菌感染的發(fā)病機制中的作用尚不清楚。大多數(shù)分離菌都表現(xiàn)出唾液酸酶（神經(jīng)氨酸酶）活性，促進病原體的繁殖，增強粘附能力。,4、多殺性巴氏桿菌導致的牛病,4.1 牛出血性敗血

9、癥主要由多殺性巴氏桿菌B型引起散發(fā)或地方性流行出血性敗血癥,4.2 牛呼吸系統(tǒng)疾病（BRDs ）病因：病毒、支原體、細菌、環(huán)境應激等多殺性巴氏桿菌A型是導致牛呼吸系統(tǒng)疾?。˙RDs，包括牛地方性流行性肺炎和斷奶、應激引起的船運熱 ）的主要病因之一,多殺性巴氏桿菌的存在與呼吸系統(tǒng)疾病的臨床癥狀和血清急性期蛋白（如纖維蛋白素原、結合珠蛋白、血清淀粉A、LPS結合蛋白以及α1-酸糖蛋白）濃度存在顯著關聯(lián)，提示多殺性巴氏桿菌在牛

10、呼吸系統(tǒng)疾病中起著非常重要的致病作用；其他病原包括支原體并沒有得出與呼吸系統(tǒng)疾病的明顯相關性，盡管支原體的分離率超過了90%，而多殺性巴氏桿菌的分離率為14%。,莢膜血清A型（A:3）多殺性巴氏桿菌是分離自牛呼吸系統(tǒng)疾病例中最常見的血清型。75%的多殺性巴氏桿菌分離株為吲哚陰性表型，有必要研究吲哚陰性型多殺性巴氏桿菌在小牛呼吸系統(tǒng)疾病中的致病作用。,多殺性巴氏桿菌與支原體可能有協(xié)同關系；也有報道共感染其它病原體，包括昏睡嗜血

11、桿菌、曼氏溶血桿菌、冠狀病毒、腺病毒、副流感病毒-3和牛呼吸道合胞病毒。,抗生素耐藥性評估常在菌與致病菌的差異：采用限制性內切酶分析(REA)、核糖分型、rRNA測序、隨機擴增多態(tài)性DNA(PCR指紋圖譜)、脈沖場凝膠電泳(PFGE)和多位點序列分析,臨床病癥潛伏期7-10天，而后到達癥狀典型期，20天。發(fā)病率在初始爆發(fā)之后出現(xiàn)16天的高峰期。其時間范圍可因持續(xù)引進新的動物到患病牛群中而延長。雖然疾病發(fā)生可持續(xù)整年，但在進入冬天

12、時達到高峰期。精神沉郁，食欲不振，咳嗽，鼻液以及發(fā)燒。,病理變化急性的纖維性化膿，亞急性的慢性纖維性化膿，纖維性到纖維性化膿，化膿以及纖維性壞死。,在感染4天后，出現(xiàn)嚴重的支氣管炎。同時，含有中央壞死和礦化碎片的中性粒細胞和巨噬細胞形成局灶性病變，而肺小葉間隔出現(xiàn)嚴重的水腫現(xiàn)象。在感染7天時，肺實質形成早期膿腫和肺小葉間隔形成血栓。在感染10天時，肺實質的膿腫成熟而且周圍的中性粒細胞層、巨噬細胞和纖維組織中有壞死現(xiàn)象。,

13、5、微生物學診斷,病原分離鑒定常規(guī)細菌學鑒定：培養(yǎng)特性和形態(tài)特征 、生化特性、致病性試驗、細菌16S rRNA基因序列分析 分子生物學鑒定：多殺性巴氏桿菌種特異性基因Kmt-1和莢膜血清型特異性基因hyaD-hyaC、bcbD、dcbF、ecbJ、fcbD,6、防治,疫苗：滅活疫苗、弱毒疫苗，不同血清型之間交叉保護力較低 基因工程疫苗（已發(fā)現(xiàn)有3種外膜蛋白可提供免疫保護：PlpE—給小鼠和雞提供異源保護；