肠出血性大肠埃希菌O157噬菌体的生物学特性
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大肠杆菌噬菌体大肠杆菌噬菌体大肠杆菌噬菌体,是指寄生在大肠杆菌内的一种噬菌体,属于细胞病毒的一种。
噬菌体还有一个特点就是具有专一性,一种噬菌体只在一种细菌中生活,而不能在另一种细菌中生活,人噬菌体是一种大肠杆菌的温和噬菌体,它是遗传工程中极好的载体分子,就是担当把动物的基因搬运进大肠杆菌细胞的搬运工角色。
繁殖特点繁殖过程可以分为吸附、侵入、复制、合成与释放4步。
大肠杆菌噬菌体(1)吸附。
噬菌体以它的尾部末端高度特异性地吸附到敏感细胞表面上某一特定的位点,如细胞壁、鞭毛或纤毛。
(2)侵入。
(3)复制与合成。
指噬菌体DNA和蛋白质外壳的复制。
噬菌体DNA进入宿主细胞后,立即引起宿主的代谢改变,宿主细胞内的核酸不能按自身的遗传特性复制和合成蛋白质,而由噬菌体核酸所携带的遗传信息控制,借用宿主细胞的合成机构及酶等复制核酸,进而合成噬菌体的蛋白质。
核酸和蛋白质装配合成新的噬菌体。
(4)释放。
噬菌体粒子成熟后,噬菌体的水解酶水解宿主细胞而使宿主细胞裂解,噬菌体被释放出来。
病症肠出血性大肠杆菌引起的疾病症状包括腹部绞痛和腹泻,一些病例可能发展为血性腹泻(出血性大肠炎)。
还可能出现发烧和呕吐。
潜伏期3至8天,平均为3至4 天。
大多数病人10天内康复,但是有少数病人(特别是幼儿和老年人)的染病可能发展为威胁生命的疾病,例如溶血尿毒综合症(HUS)。
溶血尿毒综合症的特点是急性肾衰竭、溶血性贫血和血小板减少。
据估计,10%的肠出血性大肠杆菌感染者可发展为溶血尿毒综合症,病例死亡率为3%至5%。
总体来说,溶血尿毒综合症是幼儿急性肾衰竭的最通常原因。
25%的溶血尿毒综合症病人可发生神经并发症(例如癫痫发作、中风和昏迷),在大约50%的幸存者中发生通常是轻型的慢性肾病。
不同年龄组的肠出血性大肠杆菌感染的发病不尽相同,所报病例的最高发病率发生在15岁以下的儿童中(美利坚合众国每10万病例中占0.7)。
63%至85%的病例是由于通过食物感染病菌。
医学微生物学案例-答案医学微生物学案例噬菌体1958年某城市炼钢工人不慎大面积烧伤,并造成细菌性感染,经检测为铜绿假单胞菌(绿脓杆菌),使用了当时仅有的几种抗生素治疗,未取得明显疗效,后经某医学院分离出此菌,并找到该菌对应的特异性噬菌体,经该噬菌体治疗后取得明显疗效。
思考题:噬菌体治疗后获得明显疗效的相关机制及其此案例给予的启示。
答案:造成细菌性感染,经检测为铜绿假单胞菌(绿脓杆菌),使用了当时仅有的几种抗生素治疗,未取得明显疗效,因为细菌产生了抗药性,对抗生素敏感性下降了。
而最后找到该菌对应的特异性噬菌体,经该噬菌体治疗后取得明显疗效。
是因为噬菌体是感染细菌的病毒,而铜绿假单胞菌的特异性噬菌体只对铜绿假单胞菌具有裂解和杀死的功效,而铜绿假单胞菌的特异性噬菌体,通过吸附—传入—生物合成—成熟与释放的过程是最终的细菌死亡。
所以最后铜绿假单胞菌死亡,病情得到康复。
金黄色葡萄球菌2006年10月11日,XXX在课间餐后,有185名学生出现恶心、呕吐、腹痛、腹泻等症状,呕吐较明显,伴有低热、白细胞升高。
取呕吐物及剩余食物进行微生物学检查,镜下查见革兰阳性球菌,葡萄串状排列,普通培养基培养可见圆形、中等大小、金黄色菌落。
思考题:1,患者的初步诊断是何病?由何菌引起?2,如何防治?答案:食物中毒/急性胃肠炎金黄色葡萄球菌现恶心、呕吐、腹痛、腹泻等症状,呕吐较明明,伴有低热、白细胞降低都是金黄色葡萄球菌肠毒素对机体的损伤施展阐发。
防治:防留意个人卫生加强食物卫生监视管理避免耐药性产生避免医源性感染,医务人员手部充分消毒治:皮肤创伤及时处理、脓肿引流等药敏试验链球菌XXX,男,16岁,因发烧、浮肿、血尿入院。
自幼时常咽喉痛、发烧,曾因心脏杂音卧床一个月。
入院前3周又因咽痛发烧而打针青霉素很多天,症状消逝,入院前两日高热,血尿。
查体:T 39℃,血压稍高,眼睑及下肢浮肿。
实验室检查:ASO抗体800单位尿,RBC+++,尿蛋白+++。
第一讲O157:H7大肠杆菌和志贺样毒素(续)
徐建国
【期刊名称】《疾病监测》
【年(卷),期】1997(012)002
【摘要】@@ 二、ETEC、EPEC、EIEC和EAggEC的毒力因子和鉴定
rn1.ETEC:ETEC的主要特征是能分泌热稳定毒察(ST)、热不稳定毒素(LT);具有与致病性相关的菌毛,如CFAs(Colonization factor antigens).
【总页数】3页(P79,57-58)
【作者】徐建国
【作者单位】无
【正文语种】中文
【相关文献】
1.第一讲 O157:H7大肠杆菌和志贺样毒素 [J], 徐建国
2.第一讲 O157:H7大肠杆菌和志贺样毒素(续) [J], 徐建国
3.肠出血性大肠杆菌O157:H7志贺样毒素2B亚基的表达 [J], 丁益强;王长军;俞守义
4.肠出血性大肠杆菌O157∶H7志贺样毒素Ⅱ毒素亚单位Stx2A的表达与纯化[J], 马颖;毛旭虎;邹全明;张卫军
5.噬菌体鸡尾酒制剂对牛奶中产志贺毒素大肠杆菌O157:H7的抑制作用 [J], 季慕寅;李敏;张海燕;张爽;马勋;张炜
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大肠埃希菌1.概况:大肠埃希菌是肠道中重要的正常菌群,婴儿出生数小时后就进入肠道中并终生伴随,能为宿主提供一些营养作用的合成代谢产物,宿主免疫能力下降或细菌侵入肠道外组织或器官,即可成为条件致病菌,引起肠外感染,以化脓性感染和泌尿道感染最为常见,某些血清型大肠埃希菌具有致病性,能导致人类腹泻。
2.形态:中等大小的革兰阴性杆菌无芽孢,多数菌株有周身鞭毛,能运动;有菌毛包括普通菌毛和性菌毛3.体内分布:大肠杆菌在人和动物的肠道内,大多数于正常条件下是不致病的共栖菌,在特定条件下(如侵入肠外组织或器官)可致病。
但少数大肠杆菌与人和动物的大肠杆菌病密切相关,它们是病原性大肠杆菌,正常情况下极少存在于健康机体。
4.培养:兼性厌氧菌,营养要求不高,在普通的琼脂平板37℃培养24小时后,埃希菌形成圆形凸起灰白色S型菌落。
在液体培养基中均匀浑浊的生长。
5.生化反应:能发酵葡萄糖等多种糖类,产酸并产气,绝大多数菌株能发酵乳糖,可与沙门菌,志贺菌等区别。
吲哚、甲基红、V-P、枸橼酸盐试验(IMViC试验)为++--,IMViC试验为此结果,可判断为典型的大肠埃希菌,表明被检物已被粪便污染,有传播肠道传染病的危险6.抗原构造:大肠杆菌抗原主要有O、K和H三种,已确定的大肠杆菌菌体(O)抗原有173种,表面(K)抗原有80种,鞭毛(H)抗原有56种。
O抗原凝聚相对较慢,呈颗粒状。
H抗原刺激机体主要产生IgG类抗体,H抗原的凝集出现较快,呈絮状。
K抗原位于O抗原外层,为多糖,与细菌侵袭力有关。
7.生物学特性:本属细菌对干燥、腐败、日光等因素具有一定的抵抗力,在外界条件下可以生存数周或数月。
对化学消毒剂的抵抗力不强,一般常用消毒剂和消毒方法均能达到消毒目的。
通常情况下,对多种抗菌药物敏感。
但由于长期滥用抗生素,对常用抗生素耐药现象普遍,不仅影响该病防制效果,而且亦成为公共卫生关注的问题。
8.致病物质定植因子:又称黏附素(adhesin),可与黏膜表面细胞的特异性受体相结合而定植于黏膜,这是大肠杆菌引起的大多数疾病的先决条件。
大肠埃希菌1.概况:大肠埃希菌是肠道中重要的正常菌群,婴儿出生数小时后就进入肠道中并终生伴随,能为宿主提供一些营养作用的合成代谢产物,宿主免疫能力下降或细菌侵入肠道外组织或器官,即可成为条件致病菌,引起肠外感染,以化脓性感染和泌尿道感染最为常见,某些血清型大肠埃希菌具有致病性,能导致人类腹泻。
2。
形态:中等大小的革兰阴性杆菌无芽孢,多数菌株有周身鞭毛,能运动;有菌毛包括普通菌毛和性菌毛3.体内分布:大肠杆菌在人和动物的肠道内,大多数于正常条件下是不致病的共栖菌,在特定条件下(如侵入肠外组织或器官)可致病.但少数大肠杆菌与人和动物的大肠杆菌病密切相关,它们是病原性大肠杆菌,正常情况下极少存在于健康机体。
4.培养:兼性厌氧菌,营养要求不高,在普通的琼脂平板37℃培养24小时后,埃希菌形成圆形凸起灰白色S型菌落。
在液体培养基中均匀浑浊的生长。
5。
生化反应:能发酵葡萄糖等多种糖类,产酸并产气,绝大多数菌株能发酵乳糖,可与沙门菌,志贺菌等区别.吲哚、甲基红、V—P、枸橼酸盐试验(IMViC试验)为++——,IMViC试验为此结果,可判断为典型的大肠埃希菌,表明被检物已被粪便污染,有传播肠道传染病的危险6。
抗原构造:大肠杆菌抗原主要有O、K和H三种,已确定的大肠杆菌菌体(O)抗原有173种,表面(K)抗原有80种,鞭毛(H)抗原有56种。
O抗原凝聚相对较慢,呈颗粒状。
H抗原刺激机体主要产生IgG类抗体,H抗原的凝集出现较快,呈絮状。
K抗原位于O抗原外层,为多糖,与细菌侵袭力有关。
7.生物学特性:本属细菌对干燥、腐败、日光等因素具有一定的抵抗力,在外界条件下可以生存数周或数月。
对化学消毒剂的抵抗力不强,一般常用消毒剂和消毒方法均能达到消毒目的。
通常情况下,对多种抗菌药物敏感。
但由于长期滥用抗生素,对常用抗生素耐药现象普遍,不仅影响该病防制效果,而且亦成为公共卫生关注的问题。
8.致病物质定植因子:又称黏附素(adhesin),可与黏膜表面细胞的特异性受体相结合而定植于黏膜,这是大肠杆菌引起的大多数疾病的先决条件.外毒素:大肠杆菌可产生外毒素,最为人所知的是ETEC产生的由质粒编码的不耐热肠毒素 (LT)和耐热肠毒素(ST).LT有抗原性,分子量大,65℃经30min 即被灭活,可激活肠毛细血管上皮细胞的腺苷环化酶,增加环腺苷酸(cAMP)产生,使肠黏膜细胞分泌亢进,发生腹泻和脱水;ST无抗原性,分子量小,100℃加热30min而不失活,可激活回肠上皮细胞刷状缘绒毛上的颗粒性的鸟苷环化酶,增加环鸟苷酸(cGMP)产生,同样引起分泌性腹泻。
埃希氏大肠菌及检验一、定义:大肠埃希氏菌更习惯称为大肠杆菌,分类于肠杆菌科,归属于埃希氏菌属,并且大肠杆菌株ATCC 11775是该属的模式菌种。
大肠杆菌的不同菌株间DNA相关性为80%,而与同科的志贺氏菌属(除鲍氏志贺氏菌外)的DNA相关性可达80-87%。
与人类疾病有关的大肠杆菌,统称为致泻性大肠杆菌(此名称不易与致病性大肠杆菌相混淆),一般包括五种:即肠毒素性大肠杆菌(ETEC)、致病性大肠杆菌(EPEC)、出血性大肠杆菌(EHEC)、侵袭性大肠杆菌(EIEC)和粘附性大肠杆菌(EAEC)。
文献报道还有几种,象:凝集性大肠杆菌、即产VT毒素又具有侵袭性的大肠杆菌等,但目前尚未达成统一共识。
二、生物学特性:基本形态特征:此菌为两端钝圆的短小杆菌,一般大小约0.5μ-0.8μm*1.0μm-3.0μm,因生长条件不同,个别菌体可呈近似球状或长丝状。
此菌多单独存在或成双,但不呈长链状排列。
约有50%左右的菌株具有周生鞭毛而能运动,但多数菌体只有1-4根,一般不超过10根,故菌体动力弱;多数菌株生长有比鞭毛细、短、直且数量多的菌毛,有的菌株具有荚膜或微荚膜;不形成芽胞,对普通碱性染料着色良好,革兰氏染色阴性。
培养特征:由于此菌合成代谢能力强,在含无机盐、胺盐、葡萄糖的普通培养基上生长良好。
最适生长温度为37℃,在42-44℃条件下仍能生长,生长温度范围为15-46℃。
在普通营养琼脂上生长表现3种菌落形态:(1)光滑型:菌落边缘整齐,表面有光泽、湿润、光滑、呈灰色,在生理盐水中容易分散。
(2)粗糙型:菌落扁平、干涩、边缘不整齐,易在生理盐水中自凝。
(3)粘液型:常为含有荚膜的菌株。
此菌兼性厌氧,在有氧条件下生长良好,最适生长pH为6.8-8.0,所用培养基pH为7.0-7.5,若pH值低于6.0或高于8.0则生长缓慢。
生化反应与血清学反应大肠杆菌属于卫生学意义的大肠菌群和粪大肠菌群的范畴,因此,必须符合大肠菌群和粪大肠菌群的有关定义,在检测大肠菌群、粪大肠菌群的基础上,可以应用I(吲哚)、M(甲基红)、Vi(3羟基-2-丁酮)、C(柠檬酸)即IMViC 生化试验对大肠杆菌作进一步鉴定,其IMViC结果为++--或-+--。
全国肠出血性大肠杆菌O157:H7感染性腹泻应急处理预案一、前言肠出血性大肠杆菌(EHEC)O157:H7感染性腹泻是近年来新发现的危害严重的肠道传染病。
该病可引起腹泻、出血性肠炎,继发溶血性尿毒综合症(HUS)、血栓性血小板减少性紫癜(TTP)等。
HUS和TTP的病情凶险,病死率高。
自1982年美国首次发现该病以来,在世界上许多国家相继发生了暴发和流行,其流行已成为全球性的公共卫生问题之一。
近几年,我国已陆续有十多个省份在食品、家禽、家畜、昆虫、腹泻病患者中检出该致病菌,存在着疫情暴发、流行的潜在威胁。
为了有效控制肠出血性大肠杆菌O157:H7感染性腹泻的突发疫情,保障广大人民群众的生命与健康,维护社会稳定和经济发展,特制定本预案。
二、目的确保一旦发生疫情,及时采取有效措施,迅速控制和扑灭疫情。
三、预案启动条件凡发生肠出血性大肠杆菌O157:H7感染性腹泻暴发疫情,即启动本预案。
对于既往无疫情的地区发生首例肠出血性大肠杆菌O157:H7确诊病例时,可按照本预案执行。
有关暴发疫情判定和病人诊断标准,参照《全国肠出血性大肠杆菌O157:H7感染性腹泻监测方案(试行)》执行,即:1.疑似病例标准(1)有鲜血便、低烧或不发烧、痉挛性腹痛的腹泻病例;(2)腹泻若干天后继发少尿或无尿等表现的急性肾功能衰竭病例;(3)腹泻病人粪便标本O157抗原免疫胶体金方法检测阳性者。
符合以上条件之一者,即为疑似病例,其中(3)为新增标准。
2.确诊病例标准疑似病例或其他腹泻病患者,具有以下条件之一者即为确诊病例:(1)从粪便标本中检出产生志贺毒素的肠出血性大肠杆菌O157:H7;或恢复期血清O157脂多糖(LPS)IgG抗体呈4倍升高;或经蛋白印记试验证实血清标本有与O157 LPS、或肠出血性大肠杆菌溶血素、或志贺毒素分子量一致的特异性抗体;(2)在流行区内,经省级专家组确认,与确诊病例流行病学密切相关,并排除其它疾病的疑似病例,为临床符合病例;(3)腹泻病例的粪便中分离出不产生志贺毒素1或志贺毒素2及其变种的肠出血性大肠杆菌O157:H7,亦为确诊病例(不产毒)。
大肠埃希菌大肠埃希菌是人体不可缺少单细胞生物。
大肠埃希菌,俗名大肠杆菌(革兰氏阴性短杆菌),周身鞭毛,能运动,无芽。
是人和动物肠道中的正常栖居菌。
大肠埃希菌的致病物质之一是血浆凝固酶。
根据致病性的不同,致泻性大肠埃希菌被分为产肠毒素性大肠埃希菌、肠道侵袭性大肠埃希菌、肠道致病性大肠埃希菌、肠集聚性黏附性大肠埃希菌和肠出血性大肠埃希菌5种。
简介大肠埃希菌,俗名大肠杆菌(革兰氏阴性短杆菌),周身鞭毛,能运动,无芽。
是人和动物肠道中的正常栖居菌。
大肠埃希菌的致病物质之一是血浆凝固酶。
根据致病性的不同,致泻性大肠埃希菌被分为产肠毒素性大肠埃希菌、肠道侵袭性大肠埃希菌、肠道致病性大肠埃希菌、肠集聚性黏附性大肠埃希菌和肠出血性大肠埃希菌5种。
部分埃希菌菌株与婴儿腹泻有关,并可引起成人腹泻或食物中毒的暴发。
肠出血性大肠埃希菌O157:H7是导致1996年日本食物中毒暴发的罪魁祸首,它是出血性大肠埃希菌中的致病性血清型,主要侵犯小肠远端和结肠。
常见中毒食品为各类熟肉制品、冷荤、牛肉、生牛奶,其次为蛋及蛋制品、乳酪及蔬菜、水果、饮料等食品。
中毒原因主要是受污染的食品食用前未经彻底加热。
中毒多发生在3、9月。
中毒表现不同的致泻性大肠埃希菌引起的中毒,症状各不相同。
①产肠毒素性大肠埃希菌引起的中毒主要症状是水样腹泻、腹痛、恶心、低热。
每天腹泻可达8~12次。
②肠道侵袭性大肠埃希菌的中毒症状与志贺菌引起的痢疾相似,发热、剧烈腹痛、水样腹泻、粪便中有少量粘液和血。
③肠道致病性大肠埃希菌引起的中毒主要症状是发热、不适、呕吐、腹泻、粪便中有大量粘液但无血,有约20%患者有呼吸道症状,感染的症状通常比较严重。
④肠集聚性黏附性大肠埃希菌引起的中毒症状成年人表现为中度腹泻,病程1~2天。
婴幼儿多表现为2周以上的持续性腹泻。
⑤肠出血性大肠埃希菌引起的中毒,一般3~10天发病,常有突发性的腹部痉挛,有时类似于阑尾炎的疼痛。
有的病人只有轻度腹泻;有些病人由水样便,转为血性腹泻,腹泻次数有时可达10多次,低热或不发热;许多病人同时有呼吸道症状。
大肠杆菌的生物学特性•简介:大肠埃希氏菌习惯称为大肠杆菌,分类于肠杆菌科,归属于埃希氏菌属,并且大肠杆菌株ATCC 11775是该属的模式菌种。
附:肠杆菌科各属肠杆菌科有一些共同特性,比如都是革兰氏阴性小杆菌,好氧或兼性厌氧,没有芽孢。
大肠杆菌的不同菌株间DNA相关性为80%,而与同科的志贺氏菌属(除鲍氏志贺氏菌外)的DNA相关性可达80-87%。
大肠杆菌为人和动物肠道中的常居菌,一般多不致病,在一定条件下可引起肠道外感染。
•形态与染色大小0.4~0.7×1~3um,无芽胞,大多数菌株有动力。
有普通菌毛与性菌毛,有些菌株有多糖类包膜,革兰氏阴性杆菌。
附:有动力是什么意思?请看动力试验。
革兰氏阴性杆菌是什么意思?请看革兰氏染色介绍。
革兰氏染色法是细菌学中广泛使用的一种鉴别染色法,1884年由丹麦医师Gram 创立。
细菌先经碱性染料结晶染色,而经碘液媒染后,用酒精脱色,在一定条件下有的细菌此色不被脱去,有的可被脱去,因此可把细菌分为两大类,前者叫做革兰氏阳性菌(G+),后者为革兰氏阴性菌(G—)。
为观察方便,脱色后再用一种红色染料如碱性蕃红等进行复染。
阳性菌仍带紫色,阴性菌那么被染上红色。
有芽胞的杆菌和绝大多数和球菌,以及所有的放线菌和真菌都呈革兰氏正反应;弧菌,螺旋体和大多数致病性的无芽胞杆菌都呈现负反应。
革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌在化学组成和生理性质上有很多差别,染色反应不一样。
现在一般认为革兰氏阳性菌体内含有特殊的核蛋白质镁盐与多糖的复合物,它与碘和结晶紫的复合物结合很牢,不易脱色,阴性菌复合物结合程度底,吸附染料差,易脱色,这是染色反应的主要依据。
另外,阳性菌菌体等电点较阴性菌为低,在相同PH条件下进行染色,阳性菌吸附碱性染料很多,因此不易脱去,阴性菌那么相反。
所以染色时的条件要严格控制。
例如,在强碱的条件下进行染色,两类菌吸附碱性染料都多,都可呈正反应;PH很低时,那么可都呈负反应。
[文章编号] 1671-587Ⅹ(2012)01-0079-05
[收稿日期] 2011-07-13
[基金项目] 吉林省计划经济委员会科研基金资助课题(2009 633)[作者简介] 刘 悦(1978-)女,吉林省四平市人,在读医学硕士,主要从事噬菌体的生物学研究。[通信作者] 孙延波(Tel:0431-85619574,E-mail:sunyb@jlu.edu.cn)
肠出血性大肠埃希菌O157噬菌体的生物学特性刘 悦1,李菁华1,史红艳1,温剑平2,孙延波1
(1.吉林大学白求恩医学院病原生物学系,吉林长春130021;2.吉林大学白求恩医学院分子生物学系,吉林长春130021)
[摘
要] 目的:分离并鉴定肠出血性大肠埃希菌O157噬菌体,对其生物学特性进行研究,为开发抗肠出血
性大肠埃希菌O157的生物制剂提供实验依据。方法:以肠出血性大肠埃希菌O157为宿主菌,采用噬斑法从环境污水中分离出针对肠出血性大肠埃希菌O157的噬菌体。噬菌体经超滤浓缩后,电镜观察其大小和形态;将宿主菌和噬菌体以不同的比例混合,测定噬菌体的最佳感染复数并观察其一步生长曲线;利用SDS-PAGE分析噬菌体的结构蛋白和非结构蛋白;提取噬菌体基因组,进行酶切电泳分析。结果:电镜显示噬菌体的头部呈球形、直径40nm,噬菌体的尾部长约80nm。噬菌体的最佳感染复数为10-2
,即当宿主菌和噬菌体之间的比例为
1∶100时裂解效率最高。一步生长曲线示噬菌体在裂解宿主菌时,潜伏期约为10min,爆发期约为30min,裂
解量为130
。SDS-PAGE凝胶电泳呈现13种蛋白,相对分子质量为16 000~22 000。琼脂糖凝胶电泳显示噬菌体
基因组大小约23 000bp
。结论:成功分离并鉴定一株针对肠出血性大肠埃希菌O157的噬菌体,是一种裂解性
强、特异性高的毒性噬菌体,肠出血性大肠埃希菌O157噬菌体属于有尾病毒目,管尾噬菌体科。[关键词] 肠出血性大肠杆菌O157;噬菌体;最佳感染复数
[中图分类号] R342 [文献标志码]
A
Biological characteristics of enterohemorrhagic E.coliO157-specific bacteriophages isolated from raw sewage
LIU Yue1,LI Jing-hua1,SHI Hong-yan1,WEN Jian-ping2,SUN Yan-bo1(1.Department of Pathogenobiology,Norman Bethune College of Medicine,Jilin University,Changchun 130021,China;2.Department of Molecular Biology,Norman Bethune College of Medicine,Jilin University,Changchun 130021,China)
Abstract:Objective To isolate enterohemorrhagic E.coli O157phages from raw sewage and to investigate thebiological characteristics of isolated phages and to provide experimental basis for the development of a biologic agentagainst enterohemorrhagic E.coli O157.Methods Bacteriophages were isolated from raw sewage and wereidentified by plaque methods using enterohemorrhagic E.coli O157as host cells.After purification of phages withultrafitration,the size and morphology of phages were examined by electron microscope,and the multiplicity ofinfection and growth curve of phages were carried out by mean of host bacteria and phages mixture in differentportions.The structural and nonstructural proteins of phages were analyzed by SDS-PAGE electrophoresis.Theextracted genomes of phages were digested with restriction enzymes.Results The results of electron microscopeshowed that the head of phages exhibited a spherical form,40nm in diameter and these phages had a tail,about80nm in length.The multiplicity of infection of phages was 10-2,that was,when the ratio of host bacteria tophages being 1∶100,the most efficient lysis.The growth curve of phages revealed that the incubation was 10min,the outbreak of the time was 30min and the lysis amount was 130.SDS-PAGE analysis showed that 13kinds of
97第38卷 第1期2012年1月吉 林 大 学 学 报 (医 学 版)Journal of Jilin University(Medicine Edition)Vol.38No.1 Jan.2012proteins of phages were found and their relative molecular mass were 16 000-20 000.Electrophoresis of DNAshowed that the size of the genome of phages was 23 000bp.Conclusion A strain of bacteriophages againstenterohemorrhagic E.coli O157is isolated and characterized,and it is lytic and highly specific to E.coli O157.According to the biologic features,enterohemorrhagic E.coli O157phages are classified into Caudovirales,Siphoviridae.Key words:enterohemorrhagic Escherichia coli O157;bacterophages;multiplicity of infection
肠出血性大肠埃希菌(enterohemorrhagic E.coli,EHEC)所致的感染性腹泻和出血性肠炎是世界范围内的公共卫生问题,常见的血清型包括EHEC O157、O26和O111等。EHEC经污染的食物和水感染人,临床表现包括腹泻、出血性肠炎、溶血性尿毒综合征和血栓性血小板减少性紫癜[1]。2011年5月中旬以来,从德国开始爆发的EHEC感染疫情不断蔓延,截止2011年6月15日,已造成3 343人感染,37人死亡,823例发生溶血性尿毒综合征[2]。我国自1987年以来已在江苏、山东、北京等地发现了EHEC感染者,究其原因多与污染的食物有关[3]。目前EHEC感染尚无有效的治疗方法,有资料显示:利用肠道内的正常菌群,如双歧杆菌产生的乙酸盐可以拮抗EHEC O157在肠道内的生长[4],但无法应用在水源及食品的污染控制上。噬菌体是细菌的病毒,广泛存在于自然环境中。噬菌体对细菌裂解的特异性和高效性,再度引起人们的关注。目前,最新的研究包括肺炎链球菌噬菌体裂解酶的开发[5]和针对某种病原菌感染的噬菌体疗法[6]。由于噬菌体可在细菌性疾病(特别是耐药性细菌所致的感染)的治疗中发挥重要的作用,因此对噬菌体展开深入的研究具有重要的现实意义和潜在的应用价值。本实验通过噬斑法分离一株针对EHEC O157噬菌体,经纯化后对其生物学特性进行分析,为开展噬菌体作为抗菌生物制剂的研发提供实验依据。1 材料与方法1.1 菌株及主要试剂 EHEC O157由北京药品生物制品鉴定所惠赠,EHEC O157抗血清凝集反应阳性;营养琼脂、PEG8000、氯仿、平衡饱和酚和蛋白预染marker购自北京鼎国生物技术有限公司,DNase I、RNase A、蛋白酶K和考马斯亮蓝R-250购自Amresco公司,限制性内切酶EcoRⅠ、EcoRⅤ和HindⅢ购自TAKARA公司。1.2 EHEC O157噬菌体分离及纯化 取污水500mL,加入CaCl2至终浓度为1mmol·L
-1,
5 000r·min-1离心8min,滤过除菌。取上清液
300mL,加入LB液体培养基100mL和新鲜培养的EHEC O157菌悬液10mL
,37℃振荡培养16h,
10 000r·min-1离心5min,上清液用0.22μm滤膜过滤除菌,即得噬菌体原液。取10mL无菌试管加入0.3mL噬菌体原液和0.3mL新鲜培养的EHEC O157菌悬液,充分混合,室温放置15min,使噬菌体和宿主菌充分吸附。加入60℃左右融化的0.7%LB琼脂5mL
,均匀铺在固体营
养琼脂平板上,37℃培养10h,
观察噬斑生长情
况。噬斑形成后,挑取单个噬斑接种于新鲜培养的宿主菌中,37℃震荡培养6h,进行噬菌体扩增,
10 000r·min-1离心5min
,取上清液。单个噬
斑经过3~5次反复纯化后即得较纯化的噬菌体。1.3 噬菌体滴度测定
取纯化后的噬菌体原液进
行倍比稀释,每稀释度取0.1mL加入0.2mL宿主菌,制备噬菌斑,测定噬菌体滴度。噬菌体滴度(PFU·mL-1)=噬斑个数×稀释倍数×10。1.4 噬菌体的电镜观察 取噬菌体悬液10μL滴在有支持膜的铜网上,作用15min,用2%的磷钨酸(PTA,pH7.0)染色10min,