宁夏地区牛源金黄色葡萄球菌分子流行病学特征及遗传进化分析

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金黄色葡萄球菌是一类常见的人畜共患病原菌,广泛的分布于自然界中。大约20%的人和动物都会长期携带金黄色葡萄球菌,可引起各种各样的疾病,包括菌血症,骨髓炎,感染性心内膜炎和牛乳腺炎等,严重时甚至会威胁患者或患畜生命。奶牛养殖业是宁夏地区的重要产业,由金黄色葡萄球菌感染导致的奶牛乳腺炎疾病给奶牛养殖业带来了巨大的经济损失。本研究从宁夏地区多个规模化养殖厂采集奶牛乳腺炎样品,调查宁夏地区牛源金黄色葡萄球菌的流行特征,同时选取宁夏地区牛源金黄色葡萄球菌的代表菌株进行全基因组测序分析,分析菌株间的遗传进化特征,为宁夏地区牛源金黄色葡萄球菌感染的防控提供科学依据。本研究在2015-2016年从宁夏地区不同规模的奶牛养殖场采集奶牛临床型和隐性型乳腺炎乳样,采用显色培养基初筛和多重PCR鉴定等方法进行金黄色葡萄球菌的分离鉴定,再应用微量肉汤稀释法测定15种抗菌药物对金黄色葡萄球菌分离株的MIC值。结果显示,共分离鉴定出125株(26.8%,125/466)金黄色葡萄球菌,其中MRSA9株(7.2%,9/125);受试菌株除了对阿米卡星、利奈唑胺、万古霉素和达托霉素全部敏感外,对其余的11种抗菌药物均产生了不同程度的耐药。所有MRSA菌株对头孢噻呋、氨苄西林、苯唑西林、庆大霉素、红霉素和克林霉素的耐药率均为100%。运用PCR方法对125株金葡菌进行19种耐药基因和20种毒力基因的检测,结果显示,受试菌株携带耐药基因的情况复杂,norA、gyrA、grlA、ermC和bLaZ等耐药基因的检出率较高;毒力基因检测结果显示,新型肠毒素基因的检出率(52.8%,66/125)高于经典型肠毒素的检出率(20%,25/125),占比最高的肠毒素基因型组合为selm+selu+sei+selo+seln,与目前流行的肠毒素基因型组合seg+sei+selm+seln+selo+selu非常相似,两株CC30 MSSA和两株CC59 MRSA携带PVL基因,而一株CC 239 MRSA和三株CC5 MSSA携带TSST-1基因。采用MLST、spa和agr分型方法对宁夏地区的125株金葡菌进行分型分析,同时采用PFGE、SCCmec和dru分型方法对9株MRSA菌株进行分型分析。结果显示,ST50和ST97是宁夏地区的流行克隆型,本研究分离出2种新的ST型(ST4053和ST4066),其中ST4053(27.2%,34/125)分离率较高;共有16种spa型被检出,其中t224是本地区的流行克隆型;agr分型主要为agr-II型(44%,55/125)金葡菌。分型结果显示,宁夏地区牛源MRSA菌株的流行克隆为SCCmecⅢ-dt11v-ST239-t037 型。根据spa分型结果选取宁夏地区16株金葡菌进行全基因组测序分析,结果显示,宁夏地区牛源金黄色葡萄球菌基因组序列相似度较高,且部分菌株携带多种耐药基因,同一CC型的菌株有较近的进化关系。综上所述,本研究通过对宁夏地区牛源金黄色葡萄球菌进行耐药性、分子分型及全基因组测序分析,揭示了金黄色葡萄球菌在宁夏地区奶牛场的耐药情况和分子流行病学特征,为金葡菌感染的防控及合理用药提供理论依据。
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