猪链球菌4型分离株生物学特性研究

为分析猪链球菌4型(Streptococcus suis type 4,SS4)分离株的病原生物学特性,试验对来自中国不同地区的10株猪链球菌4型进行了多位点序列分型,通过PCR方法对猪链球菌7个保守管家基因aroA、gki、dpr、mutS、recA、thrA、cpn60进行扩增,测序后将结果上传至MLST数据库查找序列型,然后制作聚类分析图来阐明菌株之间的亲缘关系;采用PCR方法对7种主要的毒力基因gdh、mrp、epf、sly、fbps、gapdh与orf2进行鉴定,通过毒力因子谱来分析猪链球菌4型毒力因子的分布;以纯化的10株细菌对BALB/c小鼠进行动物致病性试验,根据小鼠致死数量筛选出最强毒株,并进行新西兰兔致病性试验。结果显示,10株猪链球菌4型经多位点序列分型,6株为ST850型,3株为ST1006型,1株为ST94型;结合菌株分离地区分析发现,广东和江苏地区菌株有较高的同源性,江沪地区菌株出现分化现象,表现为遗传多样性;10株菌株均检测到了gdh、gapdh和orf2毒力基因,7株检测到sly基因,4株检测到fbps基因,根据毒力因子谱发现共有3个毒力基因型,gdh+sly+gapdh+orf2+型有6株,gdh+fbps+gapdh+orf2+型有3株,gdh+sly+fbps+gapdh+orf2+型仅有1株。动物致病性试验表明,10株细菌均能使BALB/c小鼠死亡,其中SH1510的半数致死量低至1×108 CFU,对小鼠的致病性最强,将纯化的SH1510菌液接种新西兰兔,可使新西兰兔出现典型的神经症状并死亡。以上结果为猪链球菌的遗传进化、毒力研究提供了新的数据,丰富了猪链球菌病的研究。

猪链球菌4型转录调控因子GalR的生物学特性

【目的】研究分析猪链球菌4型(Streptococcus suis serotype 4,SS4)强毒株SH1510转录调控因子GalR基因的缺失对细菌生物学特性的影响,为进一步研究GalR对半乳糖代谢途径的调控及其致病机理提供理论依据。【方法】利用同源重组双交换的方法构建了SS4强毒株SH1510转录调控因子GalR基因缺失株SH1510ΔGalR,通过GalR基因内部扩增引物I1/I2进行缺失株初步筛选,进一步通过PCR和Western blotting鉴定缺失株SH1510ΔGalR。对亲本株SH1510和缺失株SH1510ΔGalR进行革兰氏染色以比较形态差异;配置基础培养基,分别加入葡萄糖、蔗糖、D-半乳糖后培养细菌,绘制细菌生长曲线,比较细菌对不同糖的利用率;将亲本株和缺失株的菌液浓度分别调整为2.5×10^9、5×10^8、1×10^8、2×10^7 CFU/mL,对BALB/c小鼠进行腹腔注射以观察小鼠致死率并使用Reed-Muench法计算菌株LD50。将浓度为2×10^7 CFU/mL的亲本株和缺失株1﹕1等体积混合后腹腔注射BALB/c小鼠,24 h后取脑、脾、血在氯霉素抗性和无抗性THB平板上进行细菌计数,比较细菌在小鼠体内的定植能力;并以健康猪的全血模仿体内环境,将亲本株和缺失株分别加入含有SS4抗血清的健康猪全血中,37℃孵育2 h进行平板计数,比较细菌在全血中的存活能力。【结果】使用内部检测引物I1/I2做PCR,缺失株SH1510ΔGalR检测为阴性,进一步使用引物C1/C2、O1/C2、O2/C1、O1/O2鉴定缺失株SH1510ΔGalR,分别扩增出1056、2121、2094、3147 bp的片段,结果和预期相符。Western blotting鉴定结果表明亲本株SH1510可与粗制GalR多抗兔血清发生特异性结合,在37 kD处出现单一条带,但缺失株SH1510ΔGalR没有条带出现。PCR和Western blotting鉴定结果均表明缺失株SH1510ΔGalR已构建成功。亲本株和缺失株经革兰氏染色,光学显微镜下观察可见亲本株和缺失株均呈链状排列,长度相似,形态无显著差异。在葡萄糖和蔗糖作为唯一糖原的生长条件下,亲本株和缺失株的生长情况相仿,而当糖原为D-半乳糖时,缺失株的生长速率和OD600值明显低于亲本株。另外,从最高OD600值可以看出,猪链球菌SH1510对糖的利用率为葡萄糖>蔗糖>D-半乳糖。小鼠致病性试验中,亲本株和缺失株的LD50分别为1×10^8 CFU和1.62×10^8 CFU,缺失株对小鼠的致病性下降了1.62倍。体内竞争感染试验结果显示,缺失株在小鼠的脑、脾、血液中的细菌分离数均远低于亲本株,差异极显著(P<0.01)。全血存活试验表示,亲本株的存活率为35.2%,缺失株的存活率为27.3%,缺失株SH1510ΔGalR比亲本株SH1510在全血中的存活率显著下降(P<0.05)。【结论】GalR基因可促进猪链球菌4型对半乳糖的利用,同时对SH1510的毒力有直接或间接的调控作用。

猪链球菌4型GalR蛋白的生物信息学分析及原核表达

试验旨在了解猪链球菌4型(Streptococcus suis serotype 4,SS4)转录调控因子GalR蛋白生物学信息并对其进行原核表达。使用相关生物信息学分析网站对SS4 SH1510菌株GalR蛋白进行序列同源性和功能结构域检索,并对信号肽、跨膜区和等电点进行预测;同时,对SS4 SH1510菌株GalR基因进行扩增、原核表达、纯化,并用SDS-PAGE分析重组蛋白的可溶性,用Western blotting鉴定重组蛋白的反应原性。氨基酸序列比对显示,SH1510菌株GalR蛋白与变形链球菌、无乳链球菌、绿脓杆菌、马链球菌兽疫亚种、肺炎链球菌、口腔链球菌及李斯特菌的GalR家族蛋白的氨基酸序列分别具有57%、56%、55%、55%、52%、52%和49%的同源性;结构域检索发现GalR蛋白N-末端具有螺旋-转角-螺旋(helix-turn-helix,HTH)基序的小DNA结合结构域,C-末端具有Ⅰ型周质结合蛋白折叠的调节配体结合域,在这两个功能结构域的中间含有一个约18-氨基酸的连接子;GalR蛋白无信号肽,无跨膜区,等电点为5.10。SDS-PAGE分析显示,GalR蛋白绝大部分表达在上清,分子质量为56 ku;Western blotting鉴定结果显示,His单克隆抗体和粗制SS4多克隆抗体兔血清能特异性识别可溶性GalR蛋白。本研究对GalR蛋白进行了生物信息学分析并成功地表达和纯化了GalR蛋白,为进一步研究GalR蛋白在SS4中的作用奠定了基础。

2018年我国19株猪链球菌4型分离株的病原学特征及分析

【背景】近年来,猪链球菌4型(Streptococcus suis serotype 4,SS4)分离率逐渐上升,但是有关SS4的系统研究报道匮乏。【目的】研究19株SS4临床分离株的病原学特征。【方法】以2株猪链球菌2型(Streptococcus suis serotype 2,SS2)强毒株为参考菌株,对19株SS4分离株进行培养特性及形态学观察、生化试验、小鼠致病性试验、毒力基因检测、生物被膜形成能力测定和多位点序列分型。【结果】19株SS4的菌落直径均较2株SS2大,溶血特性和镜检形态与SS2相同;多数SS4菌株(68.4%,13/19)与2株SS2的生化反应结果完全相同,少数菌株(31.6%,6/19)对乳糖、棉子糖、菊糖、蕈糖的发酵结果不完全相同;均可致小鼠脑膜炎和死亡,毒力最强的7株SS4与2株SS2的LD50同处于10^(7)-10^(8) CFU/只数量级;均携带2-6种毒力基因,有5种毒力基因型,毒力基因型epf+mrp+sly+gapdh+fbps+orf2+占比最高(36.8%,7/19);均具有生物被膜形成能力,以成膜力弱(1+)为主(89.5%,17/19),在扫描电镜下可见网状膜结构;有3种ST型,优势ST型为ST94(89.5%,17/19),新发现2种ST型(ST1158和ST1224)。【结论】19株SS4分离株的培养及形态学特性均一,生化特性多样,毒力基因型和ST型组成复杂,普遍具有生物被膜形成能力,对小鼠具有强致病性。

猪链球菌4型疫苗用菌株的筛选

【背景】猪链球菌4型(Streptococcus suis serotype 4,SS4)分离率日益升高,对养殖业和公共卫生安全造成严重危害,目前尚无有效的SS4疫苗。【目的】筛选致病力强、抗原性好、遗传性状稳定的SS4疫苗菌种。【方法】以7株SS4分离株(代号为A1−A7)为受试菌株,通过累积法测定菌株半数致死量(LD_(50)),ELISA测定免疫小鼠血清中IgG效价,攻毒保护试验测定免疫保护率,并采集小鼠脏器观察病理组织学变化。再连续传代培养受试菌株,分别对第10、20、30代菌株进行致病性和抗原性试验。【结果】A1−A7菌株对小鼠的LD_(50)分别为2.19×10^(8)、1.76×10^(8)、1.83×10^(8)、1.01×10^(8)、4.05×10^(8)、1.19×10^(8)和9.03×10^(7) CFU。二免7 d后,A1、A2、A3、A4、A6、A7免疫组IgG效价分别为1:1600、1:1600、1:3200、1:6400、1:3200和1:6400,免疫保护率分别为30%、30%、50%、70%、60%和80%,而且A4、A7免疫组小鼠组织病变较其余4组轻微。体外传至30代后,A4菌株的LD_(50)上升至3.81×10^(8) CFU,IgG效价下降至1:1600,免疫保护率下降至40%,而A7菌株的LD_(50)上升至2.49×10^(8) CFU,IgG效价和免疫保护率稳定保持为1:6400和80%,而且A7免疫组小鼠的组织病变较A4免疫组轻微。【结论】A7菌株(原始编号为HBgu18-4)具有强致病力和良好的抗原性,而且遗传性状均一、稳定,可作为SS4制苗候选菌株。