猪链球菌生物被膜形成的耐药机制

猪链球菌病(Streptococcus suis)是一种严重影响各国养猪业发展和人类健康的人兽共患传染病,可以引起败血症、关节炎、脑膜炎等多种疾病,造成巨大的经济损失.猪链球菌生物被膜的形成是导致其致病性和耐药性增加的主要原因.为了预防和治疗猪链球菌病以及解析其耐药的可能机制,深入了解和掌握猪链球菌生物被膜的形成和耐药...     

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（LD₅₀）,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LD₅₀分别为2.19×10⁸、1.76×10⁸、1.83×10⁸、1.01×10⁸、4.05×10⁸、1.19×10⁸和9.03×10⁷ CFU。二免7 d后,A1、A2、A3、A4、A6、A7免疫组IgG效价分别为1：1 600、1：1 600、1：3 200、1：6 400、1：3 200和1：6 400,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LD₅₀上升至3.81×10⁸ CFU,IgG效价下降至1：1 600,免疫保护率下降至40%,而A7菌株的LD₅₀上升至2.49×10⁸ CFU,IgG效价和免疫保护率稳定保持为1：6 400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。     

NeuA O-acetylesterase activity is specific for CMP-activated O-acetyl sialic acid in Streptococcus suis serotype 2

The two ubiquitously expressed sphingosine kinases (SphK) 1 and 2 are key regulators of the sphingolipid signaling pathway. Despite the formation of an identical messenger, i.e. sphingosine 1-phosphate (S1P), they exert strikingly different functions. Particularly, SphK2 is necessary for the phosphorylation of the sphingosine analog fingolimod (FTY720), which is protective in rodent stroke models. Using gene deficient mice lacking either SphK1 or SphK2, we investigated the role of the two lipid kinases in experimental stroke.We performed 2 h transient middle cerebral artery occlusion (tMCAO) and analyzed lesion size and neurological function after 24 h. Treatment groups received 1 mg/kg FTY720. Neutrophil infiltration, microglia activation, mRNA and protein expression of SphK1, SphK2 and the S1P₁ receptor after tMCAO were studied.Genetic deletion of SphK2 but not SphK1 increased ischemic lesion size and worsened neurological function after tMCAO. The protective effect of FTY720 was conserved in SphK1^−/− mice but not in SphK2^−/− mice.This suggests that SphK2 activity is an important endogenous protective mechanism in cerebral ischemia and corroborates that the protective effect of FTY720 is mediated via phospho-FTY720.     

敲除aceE基因对猪链球菌丙酮酸代谢的影响

【目的】探究缺失编码丙酮酸脱氢酶蛋白的aceE基因对猪链球菌生长特性、三羧酸循环和丙酮酸代谢的影响。【方法】通过测量菌液的OD600值,绘制野生型菌株与aceE基因缺失突变株的生长曲线;利用试剂盒测定三羧酸循环和丙酮酸代谢旁路中乙酰CoA、琥珀酸CoA、延胡索酸、草酰乙酸、丙酮酸、乳酸和ATP的含量,通过荧光定量qRT-PCR确定柠檬酸合酶基因、苹果酸脱氢酶基因、琥珀酸脱氢酶基因、异柠檬酸脱氢酶基因、丙酮酸脱羧酶基因、乳酸脱氢酶基因、乙醇脱氢酶基因和乙醛脱氢酶基因的表达水平。【结果】与野生株相比,菌株ΔaceE在平台期OD600值下降;添加1g/L乙酸盐能够显著提升菌株ΔaceE平台期OD600值。菌株ΔaceE的丙酮酸含量上升,ATP含量下降;三羧酸循环代谢中乙酰CoA、琥珀酸CoA、延胡索酸含量降低;柠檬酸合酶基因和苹果酸脱氢酶基因表达水平上升,琥珀酸脱氢酶基因和异柠檬酸脱氢酶基因表达水平下调;在丙酮酸代谢旁路中丙酮酸脱羧酶基因、乳酸脱氢酶基因、乙醇脱氢酶基因和乙醛脱氢酶基因表达水平上升。【结论】结果显示,菌株ΔaceE三羧酸循环活性降低,虽然能够通过PDH旁路将部分丙酮酸分解为乙...     

猪链球菌分子流行病学研究方法

猪链球菌（Streptococcus suis）是猪重要的细菌性病原,它可以导致猪的脑膜炎、败血症和关节炎等症状,给养猪业带来严重经济损失;同时该菌还可感染人,是一种人畜共患病原菌。应用分子流行病学方法,阐明猪链球菌病的流行病学特征,明确其毒力分型、时空分布、传播途径、传染源,确定传播的遗传决定因素等,将有助于猪链球菌病的防控。目前常用的分子流行病学方法主要有多位点序列分型、脉冲场凝胶电泳、全基因组测序和基于PCR的方法等。本文介绍了上述方法的原理以及在猪链球菌流行病学中的应用,并分析这几种方法的优缺点,从而为更好地揭示猪链球菌流行病学特征、制定猪链球菌病的防控策略提供参考。     

一株分离自流浪猫的猪链球菌9型的分子生物学鉴定北大核心CSCD

【目的】猪链球菌是一种能感染人和猪的人畜共患病病原,并且还可零星感染多种哺乳动物。本试验旨在调查流浪猫携带猪链球菌的情况。【方法】在流浪猫身上分离猪链球菌,经血清凝集实验和PCR检测,鉴定其血清型;经多序列位点分型分析,鉴定其ST型;将所分离的细菌与Gen Bank上已公布的猪链球菌构建16S rRNA的系统发育树,分析该菌株与其他猪链球菌的亲缘关系;药敏纸片法分析其耐药性;小鼠攻毒试验分析其毒力。【结果】本试验在流浪猫身上分离到一株猪链球菌,命名为m70,其血清型为9型。多序列位点分型显示,m70株属于一个新的ST型。与Gen Bank上已公布的猪链球菌16S rRNA进行系统发育树分析,结果显示m70属于一个单独的分支。m70与临床菌株的耐药情况相似,对四环素耐药,对红霉素中介耐药,对氨苄西林敏感。小鼠攻毒试验显示,感染10~8 CFU剂量m70的小鼠,死亡率达到60%–80%（3/5–4/5）,3次攻毒试验的平均LD（50）为5.1×107 CFU;而本实验室保存的猪链球菌强毒株HA9801感染小鼠的平均LD（50）为3.9×107 CFU,两者之间没有显著差异（P〈0.05）。【结论】从流浪猫身上分离得到的猪链球菌m70属于优势血清型,且毒力较强,提示一些流行血清型的猪链球菌强毒株具有从流浪猫传染人的潜在风险。     

乙酰基转移酶毒素SsGNAT影响猪链球菌的黏附能力

【目的】猪链球菌(Streptococcus suis)是一种重要的人畜共患病病原，本研究旨在鉴定猪链球菌乙酰基转移酶毒素类毒素-抗毒素系统，并对其毒素功能进行分析，探讨猪链球菌毒素-抗毒素系统在细菌感染过程中发挥的作用。【方法】前期预测猪链球菌血清型5型菌株HN105基因组中假定的Ⅱ型毒素-抗毒素系统。进一步鉴定毒素-抗毒素系统的活性并分析该毒素-抗毒素系统的遗传进化关系；运用Westernblotting揭示毒素在猪链球菌内的表达情况。同时以HN105为亲本株，构建毒素缺失株、抗毒素缺失株以及毒素-抗毒素缺失株，研究该系统对猪链球菌黏附能力、生物被膜形成能力、抗吞噬与胞内存活能力的影响。【结果】预测并鉴定出猪链球菌血清型5型菌株HN105基因组中DF184＿RS00980-DF184＿RS00985编码的乙酰基转移酶(Gcn5-related N-acetyltransferase,GNAT)毒素类毒素-抗毒素系统，根据保守结构域将该系统命名为SsMarR-SsGNAT。SsGNAT毒素在大肠杆菌(Escherichia coli)的周质间隙发挥毒性作用，且抗毒素可以中和毒素的毒性...     

猪链球菌和猪多杀性巴氏杆菌多重实时荧光PCR方法的建立

【背景】猪链球菌(Streptococcus suis,SS)和猪多杀性巴氏杆菌(Pasteurella multocida,Pm)都是能引起宿主致病的人畜共患病原菌,常出现混合感染,临床诊断上易与猪瘟、猪丹毒等混淆。【目的】快速、有效鉴别猪链球菌病和猪多杀性巴氏杆菌病,建立一种能同时检测2种病原的多重实时荧光定量PCR检测方法。【方法】基于猪链球菌的gdh基因和猪多杀性巴氏杆菌的plpE基因,设计2对特异引物及TaqMan探针,以细菌16S rRNA基因设计通用引物及探针,通过对反应条件优化,建立了一种能同时检测猪链球菌和猪多杀性巴氏杆菌的多重实时荧光定量PCR检测方法。【结果】该方法能够特异性地检测猪链球菌和猪多杀性巴氏杆菌,与细菌分离后的测序结果验证完全一致。此方法对重组质粒标准品的最低检出浓度分别为4.53×10²copies/μL和3.97×10²copies/μL。重复性试验结果显示,该方法的组内和组间变异系数均小于3%。【结论】本实验所建立的方法准确、简便、可靠,能够用于2种病原菌的同时检测,为猪链球菌病和猪多杀性巴氏杆菌病的防治提供了有效的检测工具,具有重要的流行病学意义和临床应用价值。     

2型猪链球菌脑膜炎小鼠模型的构建及其转录组学分析

【背景】2型猪链球菌(Streptococcus suis serotype 2, S. suis 2)可感染宿主引起严重的脑膜炎,对养猪业和人类公共卫生安全构成重大威胁。【目的】构建S. suis 2感染小鼠脑膜炎模型,并对其脑组织进行转录组学分析,为揭示S.suis2感染宿主后引起脑膜炎的分子机制和发现潜在的治疗靶点提供理论依据。【方法】采用S. suis 2感染小鼠,并对其脑组织进行病理组织学分析确认构建脑膜炎小鼠后,对其脑组织进行转录组学分析,对比S.suis2感染和未感染小鼠的差异表达基因,并对差异表达基因进行基因本体论(geneontology,GO)功能、京都基因和基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes, KEGG)通路富集和韦恩分析。【结果】脑病理组织学分析结果显示,S. suis 2感染的小鼠脑膜中有大量的炎症细胞浸润,并且血管周围出现“袖套”现象,并能从感染小鼠的组织器官中再分离出攻毒的S. suis 2菌株,结果证明构建了S. suis 2感染脑膜炎小鼠模型。转录组学分析结果表明,感染S.suis2与未感染的...     

核糖体蛋白SA介导猪链球菌2型毒力因子烯醇化酶损伤宿主细胞线粒体

【背景】正常生理状况下核糖体蛋白SA (ribosomal protein SA, RPSA)主要在细胞内表达,参与多种细胞功能。在发生感染性疾病时,RPSA往往会异位于胞膜,介导微生物的感染。【目的】全面揭示RPSA在猪链球菌2型(Streptococcus suis serotype 2, SS2)感染宿主过程中的作用。【方法】首先利用本课题组已有的脑脊液和血清蛋白组学数据库(SS2脑膜炎感染模型的仔猪和健康仔猪),借助生物信息学手段分别筛选脑脊液和血清中的差异表达蛋白(differentially expressed proteins, DEPs),并对其涉及的信号通路进行分析。通过体外烯醇化酶(enolase, ENO)刺激宿主细胞,检测宿主细胞线粒体膜电位、钙离子含量和活性氧(reactive oxygen species, ROS)等指标变化,揭示RPSA介导SS2-ENO对宿主细胞主要能量细胞器——线粒体功能的影响。【结果】生物信息学揭示SS2感染宿主后,RPSA和相关蛋白显著富集在代谢和糖酵解/糖异生等能量有关通路。SS2-ENO刺激导致宿主细胞线粒体膜电位下降、钙离子和ROS水平升高。封闭RPSA后缓解了ENO对线粒体膜电位、细胞活性氧和细胞内钙离子含量的影响。【结论】RPSA介导SS2毒力因子ENO损伤宿主细胞线粒体功能。本研究丰富了SS2感染时RPSA的作用机制,为SS2脑膜炎疾病的防治提供了理论基础。     

外源糖原调控猪链球菌基因表达的转录组分析

【背景】碳水化合物的利用与猪链球菌在宿主体内的定殖和致病性密切相关。感染期间,宿主细胞释放的糖原可能是猪链球菌重要的碳源。【目的】从转录组学角度解析猪链球菌全基因转录水平对外源糖原诱导的响应,特别是毒力基因。【方法】将猪链球菌2型强毒株分别用糖原和葡萄糖进行液体培养,通过高通量转录组测序,比较分析糖原对猪链球菌代谢通路和毒力基因差异表达的影响,并通过体外试验和攻毒试验进行验证。【结果】猪链球菌在糖原培养基中生长良好。转录组数据显示,糖原培养条件下的猪链球菌共有908个基因差异表达,基因组占比46.07%,其中501个基因上调表达,407个基因下调表达。富集分析结果表明,糖原影响了猪链球菌广泛的基础代谢过程,但糖酵解途径保持稳定。30个毒力基因的表达水平发生变化,重要的毒力因子SLY、ApuA、ArcABC等的基因转录水平大幅度升高(倍数>20)。糖原培养后的猪链球菌的溶血活性、黏附和侵入能力显著上升,对受试动物的毒力增强,证实猪链球菌能够响应糖原诱导,糖原能调控猪链球菌的致病性。【结论】外源糖原的利用显著影响了猪链球菌的基因表达谱,这种对碳源的响应是细菌对不断变化的生存环境的适应...     

广西、四川两地屠宰场猪链球菌致病特征分析

【目的】猪链球菌(Streptococcus suis)是猪的重要致病菌，同时也是一种人畜共患病原。屠宰场健康猪的猪链球菌感染率较高，血清型多而复杂，是人和猪的重要传染源。四川、广西两地都曾暴发猪链球菌疫情，大量生猪发病死亡的同时，也导致部分与病猪有密切接触的人群发病死亡。因此，对上述两地区屠宰场进行猪链球菌感染调查，明确其致病特征，具有重要公共卫生意义。【方法】本研究自2021-2022年采集广西、四川两地屠宰场健康猪扁桃体，分离鉴定猪链球菌并进行血清型分型，对分离株进行斑马鱼毒力、小鼠毒力试验，并对毒力株进行基因组测序，进行多序列位点分型(multilocus sequence typing, MLST)及毒力标志基因分析，探究其致病特征。【结果】广西57份健康猪扁桃体样品猪链球菌阳性率为84.21%(48/57)，分离鉴定出60株猪链球菌，其中分离率最高的是血清31型(16.67%, 10/60)，其次为9型(11.67%, 7/60)、4型(10.00%, 6/60)、12型(8.33%,5/60)等，2型菌株仅分离出1株，含2种及以上不同血清型猪链球菌的扁桃体占33.33%(...     

猪链球菌2型荚膜缺失株生物学特性及其免疫保护性

对前期构建的猪链球菌2型中国强致病株05ZYH33荚膜缺失株Δcps2B进行相关生物学特性及免疫保护性研究。通过比较野生株05Z33和荚膜缺失株Δcps2B生物学特性发现,Δcps2B株显微形态发生改变,失去与2型荚膜特异抗血清发生凝集反应的能力,突变株更易被全血清除,对上皮细胞HEP-2的粘附能力增强。动物保护性实验结果表明该荚膜缺失株Δcps2B具有良好的免疫保护作用。研究结果提示荚膜在细菌抵抗吞噬和细菌粘附过程中发挥重要作用。     

低浓度红霉素对猪链球菌蛋白表达、交叉耐药性与荚膜多糖的影响

【目的】探索低浓度红霉素对猪链球菌蛋白表达、交叉耐药性与荚膜多糖的影响,为进一步研究饲料中低浓度抗生素促生长剂对环境中微生物的影响奠定基础。【方法】猪链球菌接触低浓度红霉素后,利用蛋白质组学iTRAQ技术,筛选关键差异表达蛋白。同时测定猪链球菌的交叉耐药性和荚膜多糖含量。【结果】共鉴定到差异表达蛋白181个,占总鉴定蛋白的12%,猪链球菌通过改变自身蛋白质组的表达量,以适应红霉素的选择性压力。多数差异表达蛋白参与催化和代谢过程,属于膜蛋白,其中13个ATP结合盒转运蛋白、3个核糖体蛋白、DNA回旋酶上调表达,8个荚膜多糖蛋白、DNA聚合酶Ⅳ下调表达。接触低浓度红霉素后,猪链球菌对多种抗生素出现交叉耐药性,消除红霉素后,药物敏感性恢复。接触低浓度红霉素后,荚膜多糖含量也未发生大幅度变化。【结论】猪链球菌为适应低浓度红霉素的选择性压力,大量表达多重耐药的主动外排泵,增加核糖体蛋白的表达量,降低荚膜多糖蛋白的表达量。     

猪链球菌2型硫氧还蛋白还原酶介导细菌应激与致病作用

【背景】硫氧还蛋白还原酶（thioredoxin reductase,TRR）是硫氧还蛋白系统关键组成部分,对病原菌应对体内外氧化应激、调节细菌稳态和介导致病过程具有重要作用。【目的】探究硫氧还蛋白还原酶TRR在人畜共患猪链球菌2型感染过程中参与的生物学效应。【方法】同源重组法构建猪链球菌2型硫氧还蛋白还原酶trr基因缺失株（Δtrr）及回补株（cΔtrr）,通过细菌染色、点板计数、体外细胞和动物感染模型等试验比较分析trr基因对细菌形态、抗应激反应及致病过程的影响。【结果】缺失trr对猪链球菌2型形态与生长特性的影响不大,但可增强细菌抗热应激、氧化应激和酸应激能力,缺失株对上皮细胞黏附力下降,侵袭进入脑血管内皮细胞作用显著降低,易于被吞噬细胞吞噬清除,对小鼠模型致病效应显著减弱。【结论】猪链球菌2型TRR因子参与细菌应激反应,介导细菌黏附、侵袭等致病过程,是猪链球菌2型新的潜在毒力因子。     

肺炎链球菌荚膜多糖O-乙酰化修饰的研究进展

肺炎链球菌表面覆盖着一层荚膜,由多糖组成,是肺炎链球菌关键的毒力因子和重要的抗原,也是细菌分型的依据。强毒血清型的荚膜多糖被制成糖疫苗在抗感染方面发挥了巨大作用。荚膜多糖结构复杂,经常被O-乙酰化修饰,这些多变的化学修饰扮演着重要的生物学角色。本文对肺炎链球菌荚膜多糖O-乙酰化修饰的研究进展进行了介绍,包括荚膜多糖的遗传基础、合成途径和血清学特征,荚膜多糖的O-乙酰化修饰的化学结构及其相应的O-乙酰基转移酶,O-乙酰化修饰的化学鉴定和生物学功能。同时,我们也总结了多糖O-乙酰化修饰在肺炎链球菌微进化中的作用和对糖疫苗的影响,并对今后的研究进行了展望。本综述旨在为研究荚膜多糖的O-乙酰化修饰的致病机制奠定基础,也为糖疫苗的设计提供指导。     

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S...     

199株猪链球菌临床分离株血清型、毒力基因及多位点序列分型分析

【背景】猪链球菌（Streptococcus suis,SS）血清型、基因型众多,毒力因子复杂。【目的】了解SS临床分离株血清型、毒力基因分布、分子分型特征及其之间的相关性。【方法】针对199株SS临床分离株,应用PCR技术进行血清分型和毒力基因检测,采用多位点序列分型方法（multilocus sequence typing,MLST）进行基因分型,并分析SS血清型、毒力基因型和序列型（sequence type,ST型）的流行特点及其关联性。【结果】199株SS临床分离株分属于16种血清型（1、2、3、4、6、7、8、9、10、12、15、16、21、24、29和30型）,主要以2、4、3型为主,分别占26.13%（52/199）、14.57%（29/199）和12.06%（24/199）,未定型（NT）菌株占21.61%（43/199）。共鉴定出72种ST型,其中ST1、ST94、ST117、ST7、ST28和ST87为主要ST型,分别占12.56%（25/199）、11.56%（23/199）、9.56%（19/199）、9.04%（18/199）、6.03%（12/199）和3.01%（6/199）,另有24种新发现的ST型（ST1224—ST1227,ST1229—ST1235,ST1241—ST1242,ST1300—ST1310）;分为12个克隆群（cloning complexes,CC）和32个单个ST型。199株SS分离株中毒力基因fbps的检出率最高,为96.98%（193/199）;共有19种毒力基因型,其中66株（33.17%）epf-/mrp-/sly-/gapdh+/fbps+/orf2+型SS为优势毒力基因型。【结论】近年来SS的优势血清型为2、4和3型;ST型具有明显的遗传异质性,种内分化程度较高且与ST型存在一定交叉性;毒力基因分布情况存在差异,毒力基因型呈现多样化。本研究对SS临床分离株的流行特征进行探究,为猪SS病诊断、治疗和制定防控措施提供科学依据。     

浙江某市屠宰场猪链球菌血清型、耐药及致病特征

【目的】猪链球菌(Streptococcus suis)是猪的重要病原菌,同时也是人畜共患病原。猪的扁桃体是猪链球菌主要定殖部位之一,是易感猪和人的重要传染源。因此,对屠宰场健康猪进行猪链球菌流行病学调查,具有重要的公共卫生学意义。【方法】本研究自2020年至2021年,从浙江某市屠宰场采集健康猪扁桃体样品,分离鉴定猪链球菌,采用血清型特异性PCR法分型,通过耐药基因检测、药敏试验、斑马鱼毒力实验分析其耐药及致病特征。【结果】131份健康猪扁桃体样品猪链球菌阳性率为62.59%(82/131),共分离猪链球菌68株,其中16型分离率最高,占比16.18%(11/68),其次为31型(11.76%,8/68)、9型(7.35%,5/68)、3型(7.35%,5/68)等。含2种及以上血清型的扁桃体样品占15.85%(13/82)。药敏试验表明,分离株主要对林可酰胺类(100%,68/68)、大环内酯类(98.53%,67/68)、四环素类(100%,68/68)抗生素耐药,所有菌株均属于多药耐药。值得关注的是,有18株菌对青霉素耐药、3株菌对头孢噻肟耐药、2株菌对利福平耐药、11株菌对利...     

Comparative analysis of whole genome structure of Streptococcus suis using whole genome PCR scanning

An outbreak associated with Streptococcus suis infection in humans emerged in Sichuan province, China in 2005. The outbreak is atypical for the apparent large number of human cases, high fatality rate and geographical spread. To determine whether the bacterium has changed, we compared both human and animal isolates from the Sichuan outbreak with those collected previously within China and in other countries using whole genome PCR scanning (WGPScaning) comparative sequencing of several known virulence factor genes and multilocus sequence typing (MLST) analysis. WGPScanning analysis showed that all primer pairs yielded PCR products of the expected sizes in all four strains tested. The nucleotide sequences of all the detected virulence factor genes are identical in the four strains and MLST results showed that the four isolates studied and reference strain all belonged to the ST1 complex. No new genetic changes were found in the genome structure of the isolates from this Sichuan outbreak. Contributed equally to this work Supported by the National Key Technologies Research and Development Program (Grant No. 2005BA711A09) from the Ministry of Science and Technology of China