新疆奶牛子宫内膜炎大肠杆菌进化分群及耐药特性研究

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河南农业科学ꎬ2018ꎬ47(7):116 ̄123JournalofHenanAgriculturalSciencesdoi:10.15933/j.cnki.1004 ̄3268.2018.07.019

收稿日期:2018-01-19基金项目:兵团中青年科技创新领军人才计划项目(2016BC001)ꎻ国家十三五重点研发计划项目子课题(2016YFD0500900)ꎻ新疆自治区研究生科研创新项目(XJGRI2016040)ꎻ乌鲁木齐市科技局渝乌科技合作项目(Y161220001)作者简介:马 帅(1993-)ꎬ男ꎬ河南遂平人ꎬ在读硕士研究生ꎬ研究方向:病原分子生物学ꎮE-mail:1756260789@qq.com∗通讯作者:孟庆玲(1969-)ꎬ女ꎬ江苏徐州人ꎬ教授ꎬ博士ꎬ主要从事畜禽病原分子生物学研究ꎮE-mail:xjmqlqj@sina.com

新疆奶牛子宫内膜炎大肠杆菌进化分群及耐药特性研究

马 帅1ꎬ乔 军1ꎬ孟庆玲1∗ꎬ伍晔晖1ꎬ王熙凤1ꎬ郭 晶1ꎬ蔡扩军2ꎬ王登峰3ꎬ才学鹏4(1.石河子大学动物科技学院ꎬ新疆石河子832003ꎻ2.乌鲁木齐市动物疾病控制与诊断中心ꎬ新疆乌鲁木齐830063ꎻ3.新疆畜牧科学院兽医研究所ꎬ新疆乌鲁木齐830000ꎻ4.中国农业科学院兰州兽医研究所ꎬ甘肃兰州730046)

摘要:为了探究新疆地区奶牛子宫内膜炎大肠杆菌进化分群及耐药特性ꎬ对新疆奶牛子宫内膜炎临床样品进行大肠杆菌的分离ꎬ采用PCR技术对大肠杆菌分离株进行种系分群、耐药基因检测ꎬ测定分离株对抗菌药物的敏感性ꎬ并对产ESBLs菌株携带质粒进行了分析ꎮ结果显示ꎬ从奶牛临床样品中成功分离到210株大肠杆菌ꎻ种群分析表明ꎬB1群(48.1%)分布最多ꎬ其次分别是A群(28.6%)、C群(12.9%)、E群(6.7%)、D群(3.8%)ꎮ210株分离株对16种抗菌药物呈现出不同

程度的耐药性ꎬ其中对红霉素的耐药率最高ꎬ为95.2%ꎬ其次是氨苄西林(83.3%)、庆大霉素(73.8%)、头孢氨苄(71.9%)ꎬ而对诺氟沙星耐药率最低ꎬ为6.2%ꎬ然后是复方新诺明(6.7%)、

氯霉素(10.0%)、多西环素(10.5%)ꎮ所有的分离株对不同的抗菌药物耐药ꎬ其中多重耐药性主要集中在4~10耐ꎬ且耐药表型与基因型基本一致ꎮ对产ESBLs菌株携带质粒分析表明ꎬ同一质粒可以携带多种耐药基因ꎬ这些质粒可介导菌株的多重耐药ꎮ提示新疆地区奶牛子宫内膜炎大肠杆菌流行株已经对多种临床常用药物产生了较严重的耐药性ꎬ且分离株的耐药性与耐药质粒的转移密切相关ꎮ关键词:奶牛ꎻ子宫内膜炎ꎻ大肠杆菌ꎻ系统进化分群ꎻ耐药性ꎻ质粒中图分类号:S852.61 文献标志码:A 文章编号:1004-3268(2018)07-0116-08

PhylogeneticGroupingandDrugResistanceofEscherichiacolifromXinjiangCowswithEndometritis

MAShuai1ꎬQIAOJun1ꎬMENGQingling1∗ꎬWUYehui1ꎬWANGXifeng1ꎬGUOJing1ꎬCAIKuojun2ꎬWANGDengfeng3ꎬCAIXuepeng4

(1.CollegeofAnimalScienceandTechnologyꎬShiheziUniversityꎬShihezi832003ꎬChinaꎻ2.AnimalDiseaseControlandDiagnosisCenterinUrumqiꎬUrumqi830063ꎬChinaꎻ3.InstituteofVeterinaryMedicineꎬXinjiangAcademyofAnimalScienceꎬUrumqi830000ꎬChinaꎻ4.LanzhouVeterinaryResearchInstituteꎬChineseAcademyofAgriculturalSciencesꎬLanzhou730046ꎬChina)

Abstract:InordertoinvestigatethephylogeneticgroupinganddrugresistanceofEscherichiacolifromXinjiangcowswithendometritisꎬtheE.colistrainswereisolatedfromclinicalsamplesꎬthePCRwasusedtodetectthephylogeneticgroupingandresistancegenesofE.colistrainsꎬandthesusceptibilitytoantimi ̄crobialagentsandtheESBLsplasmidsweretestedandanalyzed.Atotalof210E.colistrainswereisola ̄tedfromdairycowsamples.ThephylogeneticgroupinganalysesshowedthattheproportionsofgroupB1ꎬAꎬCꎬEꎬDwere48.1%ꎬ28.6%ꎬ12.9%ꎬ6.7%and3.8%ꎬrespectively.Theresistanceanalysesshowed

第7期马 帅等:新疆奶牛子宫内膜炎大肠杆菌进化分群及耐药特性研究that210E.colistrainspossesseddifferentdegreeresistanceto16antibacterialsꎬofwhichthehighestrateoferythromycinwas95.2%ꎬfollowedbyampicillin83.3%ꎬgentamicin73.8%ꎬcephalexin71.9%ꎬthelowestratewasnorfloxacin6.2%ꎬfollowedbycotrimoxazole6.7%ꎬchloramphenicol10.0%ꎬanddoxy ̄cycline10.5%.Themultidrugresistancerangewasmostly4—10kindsꎬandthedrugresistancepheno ̄typewasbasicallyconsistentwiththegenotype.TheESBLsplasmidanalysesshowedthataplasmidcouldcarrymultipledrug ̄resistantgenesꎬwhichcouldmediatethemulti ̄drugresistanceofstrains.TheresultssignifiedthattheepidemicstrainsofE.coliinXinjiangcowendometritishaddevelopedsevereresistanceagainstdrugsusedinclinicalpracticeandthedrugresistanceoftheisolateswascloselyrelatedtothetransferofdrug ̄resistantplasmid.Keywords:CowꎻEndometritisꎻEscherichiacoliꎻPhylogeneticgroupingꎻResistanceꎻPlasmid

奶牛子宫内膜炎是奶牛饲养过程中常见的产科病ꎬ主要由于奶牛产后子宫内膜受损后受外来微生物的入侵ꎬ致使奶牛子宫黏膜发生炎症ꎬ可降低奶牛繁殖率ꎬ影响奶牛生产性能[1 ̄2]ꎮ该病在奶牛场普遍存在ꎬ因地理位置和饲养模式的不同ꎬ不同奶牛场子宫内膜炎的发病率也存在较大的差异ꎬ我国奶牛子宫内膜炎的发病率为20%~50%[3]ꎮ病原学调查发现ꎬ大肠杆菌是引起奶牛子宫疾病最常见的病原菌之一[4]ꎮSheldon等[5]认为ꎬ从产后奶牛子宫中分离的大肠杆菌主要集中在A群和B1群ꎬ而A群和B1群的大肠杆菌是与宿主共生的大肠杆菌ꎮ目前ꎬ防治奶牛子宫内膜炎的主要方法是大量使用抗菌药物ꎮ然而ꎬ随着抗菌药物的大量使用ꎬ大肠杆菌极易产生耐药性ꎬ甚至成为人和动物体内耐药决定因子的“贮藏库”ꎮ同时ꎬ耐药性大肠杆菌可以通过可移动元件中的转座子、质粒等将耐药基因进行水平转移ꎬ导致耐药性广泛扩散[6]ꎮ奶牛子宫内膜炎严重制约着奶牛业的发展ꎬ新疆作为我国重要的奶牛养殖基地之一ꎬ受到了严重威胁ꎮ为了探究新疆地区奶牛子宫内膜炎大肠杆菌分离株的系统分群和耐药特性ꎬ本研究对其进行系统进化分群、耐药特性及携带质粒分析ꎬ以了解新疆地区奶牛子宫内膜炎大肠杆菌的耐药水平及多重耐药质粒的传播ꎬ为临床合理用药提供科学依据ꎮ1 材料和方法1.1 临床样品采集2016年9月至2017年8月从新疆石河子、奎屯、塔城、乌鲁木齐等地区规模化奶牛场采集患有临床型子宫内膜炎奶牛子宫分泌物样品ꎮ样品采集时用干净温水清洗奶牛外阴后用75%乙醇棉球擦拭干净ꎬ使用直肠检查法触压子宫壁ꎬ弃除最初流出阴道内的子宫黏液ꎬ收集中间或后面流出的黏液于灭菌离心管中ꎬ放入冰盒带回实验室进行细菌分离培养ꎮ1.2 试剂与菌株16种药敏纸片和头孢他啶/克拉维酸(CZVꎬ30/10μg)、头孢噻肟/克拉维酸(CXVꎬ30/10μg)均购于杭州微生物试剂有限公司ꎻ伊红美蓝、麦康凯、MH药敏试验培养基和LB营养琼脂培养基购于北

京奥博星生物技术有限公司ꎻDNAMarker、PCR反应试剂、pMD19-T购于宝生物工程(大连)有限公司ꎻ细菌基因组DNA提取试剂盒购于天根生化科技(北京)有限公司ꎻ受体菌株E.coliDH5α由石河子

大学动物科技学院寄生虫实验室提供ꎻ大肠杆菌质控菌ATCC25922购自中国兽医药品监察所ꎮ1.3 大肠杆菌分离鉴定

用灭菌接种环沾取少量样品接种到液体LB中ꎬ在水平摇床培养8hꎻ然后在伊红美蓝培养基上划线培养ꎬ置于37℃细菌培养箱12~16hꎻ挑取平板上呈现紫黑色且有金属光泽的单菌落ꎬ划线于麦康凯培养基上ꎬ置于37℃细菌培养箱12~16hꎻ挑取平板上的单菌落ꎬ参照文献[7]中16SrDNA测序法进行扩增和测序比对ꎮ采用引物16S-F:5′-GCGGACGGGTGAGTAATGT-3′ꎻ16S-R:5′-

TCATCCTCTCAGACCAGCTA-3′ꎬ引物由北京六合

华大基因科技股份有限公司合成ꎮPCR反应条件:94℃预变性5minꎻ94℃变性30sꎬ59℃退火30sꎬ

72℃延伸30sꎬ32个循环ꎻ72℃延伸10minꎮ1.4 大肠杆菌系统进化分群

按照TIANGEN公司基因组DNA提取试剂盒的操作步骤提取分离菌株的基因组DNAꎮ设计并合成的相关引物(表1)与四重PCR反应条件及判定标准均参照文献[8]:首先使用四重PCR方法检测chuA、yjaA、TspE4.C2和arpA4种基因的存在和缺