奶牛乳房炎金黄色葡萄球菌免疫逃避机制研究进展

奶牛乳房炎是奶牛养殖业最常见的疾病之一,严重影响奶牛泌乳量和奶品质,增加奶牛淘汰率。饲养条件、环境因素及病原菌等都可诱发奶牛乳房炎,其中金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)导致的奶牛乳房炎最难治愈。金黄色葡萄球菌是一种具有高致病性、高耐药性且能通过自身分泌的酶、毒力因子介导免疫逃避作用的致病菌,其在宿主体内长期存活可导致长期慢性奶牛乳房炎的发生。笔者首先从奶牛乳腺免疫防御方面揭示奶牛乳腺在金黄色葡萄球菌入侵时所产生的一系列免疫防御手段;其次从金黄色葡萄球菌依靠自身表达的毒力因子、生物膜、表面蛋白及进化过程中产生小菌落变种、持留菌等不断增强其致病性和高耐药性方面进行阐述,揭示金黄色葡萄球菌高致病性和高耐药性的原因,以及金黄色葡萄球菌导致的奶牛乳房炎难以治愈的原因;最后进一步阐明金黄色葡萄球菌是如何在宿主强大的免疫防御作用下存活,以及通过荚膜多糖和纤维连接蛋白在乳腺定植并逃避吞噬,分泌中性粒细胞丝氨酸蛋白酶抑制蛋白、葡萄球菌蛋白A、产生细胞外囊泡等毒力因子逃避机体的免疫吞噬作用,揭示金黄色葡萄球菌具有高度环境适应力及众多免疫逃避手段。笔者从以上三方面对金黄色葡萄球菌逃避乳腺天然免疫的机制及相关研究进行综述,为维护奶牛健康、预防奶牛乳房炎疾病发生、抵御病原入侵机体等方面的机制研究提供依据。

金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌对奶牛中性粒细胞炎性因子分泌的影响

[目的]探究金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌对奶牛外周血中性粒细胞(PMNs)活力以及炎性因子分泌的影响。[方法]以体外培养的奶牛外周血PMNs为研究对象,用姬姆萨和台盼蓝染色对分离培养的奶牛PMNs进行形态鉴定和细胞活率检测,确定奶牛外周血PMNs的最佳作用时间。构建金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌诱导的奶牛外周血PMNs感染模型,测定奶牛外周血PMNs对两种细菌的杀伤能力;利用CCK-8法测定奶牛PMNs活力,用ELISA法检测细胞中炎性因子肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-1β(IL-1β)、IL-8和IL-10含量。[结果]体外分离培养的奶牛外周血PMNs纯度达99%,其存活率随培养时间延长逐渐降低,24 h内存活率达85%以上。金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌对数生长期分别为4~7和4~8 h,二者感染奶牛PMNs后,当MOI为10时,2、4、6 h时金黄色葡萄球菌存活率极显著高于表皮葡萄球菌(P<0.01)。与对照组相比,金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌感染PMNs不同时间点细胞中TNF-α、IL-8含量均极显著或显著升高(P<0.01;P<0.05);感染3、6、12、24 h时细胞中IL-10含量极显著或显著升高(P<0.01;P<0.05);感染6、9、12、24 h时细胞中IL-1β含量极显著或显著升高(P<0.01;P<0.05)。与金黄色葡萄球菌组相比,感染3 h时表皮葡萄球菌组细胞中TNF-α含量极显著降低(P<0.01),IL-10、IL-8含量极显著或显著升高(P<0.01;P<0.05);感染6 h时表皮葡萄球菌组细胞中TNF-α、IL-1β含量极显著降低(P<0.01);感染9 h时细胞中TNF-α、IL-8含量极显著或显著升高(P<0.01;P<0.05)。[结论]金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌均能逃避奶牛外周血PMNs的吞噬和杀伤作用,二者感染后细胞活力显著降低,能通过调控PMNs中炎性因子的分泌介导先天免疫应答反应,试验结果为靶向PMNs筛选金黄色葡萄球菌性的奶牛乳房炎抗性相关的候选因子研究奠定基础。