【分享】鸡源O142型致病性大肠杆菌：引起黑腺胃与败血症的新病原菌株

共享精神

近年来，禽大肠杆菌病成为全球家禽业的一大难题，尤其在规模化养殖环境下，不同血清型的致病性大肠杆菌（APEC）感染事件屡见不鲜。

其中，较为罕见的O142血清型大肠杆菌近期在某肉种鸡场引发了一场严重的禽大肠杆菌病疫情，导致了显著的经济损失和关注。

本文将基于最近发表在《Infection, Genetics and Evolution》杂志的一篇重要研究（Wang et al., 2015），介绍此次疫情的分离鉴定情况、致病特性及重要病理变化，以增进对该菌株及其致病机制的理解。

— 1 —

疫情背景与临床表现

2013年6月以来，某肉种鸡场发生了以突然死亡为特征的疫情，死亡高峰期出现在雏鸡3~8日龄，每日死亡率最高达2.85%。

病死鸡只的典型病变表现为严重败血症，尤其是腺胃明显发黑、肝脏变为深绿色、心包膜混浊且附有纤维性渗出物（图1A）。


图1. APEC感染临床病例及接种APEC O142腺胃分离株的AA肉鸡病理变化。
（A）临床感染4d/9-1菌株死亡的Cobb肉鸡的黑色腺胃病变

研究人员对病死鸡只样品进行病毒分离未发现禽流感病毒、新城疫病毒或传染性支气管炎病毒，这提示本次疫情的病原可能为细菌感染。

— 2 —

病原菌分离与鉴定

研究从死亡雏鸡的腺胃、心脏血液、肝脏等器官成功分离出纯培养的革兰氏阴性杆菌，通过生化特性鉴定为大肠杆菌。

进一步的血清学鉴定证实本次疫情的主要致病菌为罕见的O142血清型致病性大肠杆菌（APEC）。

研究对分离菌株进行了详细的毒力基因检测发现：

大部分菌株具有广泛的毒力基因谱系，其中来自腺胃的4d/9-1 O142菌株特别携带了铁离子转运相关的FEOB基因，这是心血分离菌株所不具有的特征。

— 3 —

病原菌毒力与致病性试验

为了验证O142大肠杆菌的致病性，研究团队采用1日龄的SPF鸡和Arbor Acres（AA）商品肉鸡进行了人工感染试验：

以10^6 CFU剂量感染AA肉鸡和SPF鸡，结果发现腺胃来源菌株对SPF鸡与AA鸡均具有100%的致死性，然而只有AA肉鸡出现了与自然发病一致的典型黑腺胃病变，提示黑腺胃病变存在品种特异性。

以不同剂量的细菌攻毒，测定菌株的半数致死剂量（LD50）发现，腺胃菌株（LD50为10^3.9）比心血菌株（LD50为10^5.8）毒力高出约100倍（表 5）。

表5-接种4d/9-1腺胃或心血分离株后，1日龄AA肉鸡在15天内的死亡情况（通过气囊接种）。

— 4 —

病理损伤与组织病变特征

无论自然病例还是人工感染实验中死亡的鸡只，腺胃均表现出粘膜上皮坏死和粘液高分泌等明显病变（图1B, C, E, F）。


图1. APEC感染临床病例及接种APEC O142腺胃分离株的AA肉鸡病理变化。

（B）临床感染4d/9-1菌株死亡的Cobb肉鸡腺胃黏膜上皮坏死；（C）临床感染4d/9-1菌株死亡的Cobb肉鸡腺胃黏液分泌增多；（D）接种4d/9-1 APEC O142腺胃分离株死亡AA肉鸡的中度黑色腺胃病变；（E）接种4d/9-1 APEC O142腺胃分离株死亡AA肉鸡腺胃黏膜上皮坏死；（F）接种4d/9-1 APEC O142腺胃分离株死亡AA肉鸡腺胃黏液分泌增多；（G–I）对照组鸡只。标尺=20 ?m。

其他器官的病理变化还包括：

• 心脏：心肌炎及淋巴细胞浸润，特别是在心外膜附近明显（图2A, 2D）。
• 肝脏：明显肝包膜炎、纤维素性渗出物及脂肪变性（图2B, 2E）。
• 肺脏：肺水肿及明显的淋巴细胞浸润（图2C, 2F）。
  

图2. APEC感染临床病例及接种APEC O142腺胃分离株AA肉鸡的组织病理学病变。
（A）临床死亡Cobb肉鸡心包膜纤维素性渗出及心外膜附近淋巴细胞浸润；（B）临床死亡Cobb肉鸡肝脏纤维素性渗出；（C）临床死亡Cobb肉鸡肺组织轻度水肿；（D）接种4d/9-1 APEC O142腺胃分离株死亡AA肉鸡心包膜纤维素性渗出及心外膜附近淋巴细胞浸润；（E）接种4d/9-1 APEC O142腺胃分离株死亡AA肉鸡肝脏纤维素性渗出；（F）接种4d/9-1 APEC O142腺胃分离株死亡AA肉鸡肺组织中度水肿及淋巴细胞浸润；（G）对照鸡心脏；（H）对照鸡肝脏；（I）对照鸡肺脏。标尺=20 ?m。

这些组织病理变化与临床病例高度吻合，表明分离到的O142大肠杆菌是导致临床黑腺胃及败血症的直接病原菌。

— 5 —

菌株的定植能力分析

为深入理解致病性差异的原因，研究人员进一步分析了两种来源菌株在7日龄AA肉鸡不同组织中的定植能力（图3）。


图3. 体内定植试验结果。**P < 0.01；***P < 0.001。

结果发现：

腺胃来源菌株在肺、心血、肝、脾、肾及腺胃的定植量显著高于心血来源菌株，其中肺组织定植量差异约为10倍（P<0.01），其余组织差异达到100倍（P<0.001）。

— 6 —

菌株遗传特征分析（MLST分型）

通过多位点序列分型（MLST），研究发现即便是来自同一只鸡只的两个不同组织的菌株，其遗传背景也存在明显差异：

腺胃来源菌株为ST131型，心血来源菌株则属于ST2704型。

ST131型菌株被广泛报道为高耐药性菌株，尤其耐广谱头孢菌素类药物（CTX-M-15酶）。

本研究也通过药敏试验证实了腺胃菌株的耐药性。

— 7 —

总结与启示

本次研究首次明确了O142型大肠杆菌作为禽病病原菌的存在，并明确该菌株具有较强的致病性及显著的品种特异性病理特征。

研究结果不仅扩展了我们对禽大肠杆菌致病机制的认识，同时也为未来疫病防控提供了重要线索。

鉴于该菌株可能存在公共卫生风险，应当进一步加强监控与研究，以有效预防此类疾病在禽群中的传播。

原文地址：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1567134815000568?via%3Dihub

来源：poultry times，PT，文：原文 | 配图：原文