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为解决埃塞俄比亚巴赫达尔及周边地区奶牛乳腺炎葡萄球菌的相关问题,研究人员开展了对其毒力基因(virulence genes)和抗菌耐药性(AMR)的研究。结果发现 S. chromogenes 是优势菌株,所有菌株均耐药且携带多个毒力基因。该研究对防控奶牛乳腺炎意义重大。
在奶牛养殖领域,乳腺炎是一个让养殖户们头疼不已的问题。它就像一个隐藏在牛群中的 “小偷”,悄无声息地偷走奶牛的健康和养殖户的收益。奶牛一旦患上乳腺炎,不仅牛奶产量会大幅下降,质量也大打折扣,还会增加养殖成本。在众多引发奶牛乳腺炎的 “元凶” 中,葡萄球菌属(Staphylococcus species)是最为常见且难缠的病原体之一。尤其在像埃塞俄比亚这样的中低收入国家,人们对葡萄球菌属引发的临床和亚临床乳腺炎的了解还非常有限,在巴赫达尔及周边地区,更是缺乏对葡萄球菌属毒力和耐药性遗传决定因素的全面数据。这就好比在黑暗中摸索,没有准确的地图,很难制定出有效的治疗和预防策略。
为了打破这一困境,来自埃塞俄比亚巴赫达尔大学(Bahir Dar University)、巴赫达尔动物疾病监测调查诊断实验室(Bahir Dar Animal Disease Surveillance Investigations and Diagnostic Laboratory)等机构的研究人员挺身而出,开展了一项针对从乳腺炎奶牛中分离出的葡萄球菌属的毒力基因(virulence genes)和抗菌耐药性(antimicrobial resistance,AMR)模式的研究。他们的研究成果发表在《BMC Microbiology》杂志上,为奶牛乳腺炎的防治带来了新的曙光。
研究人员主要采用了以下几种关键技术方法:一是通过横断面研究设计,从 2023 年 3 月至 12 月,对 21 个农场的 150 头泌乳奶牛进行采样,收集了 600 份牛奶样本,运用加利福尼亚乳腺炎检测(California mastitis test,CMT)和体格检查筛选样本;二是利用细菌培养、革兰氏染色和生化鉴定等方法对葡萄球菌属进行分离和鉴定;三是采用单重聚合酶链反应(polymerase chain reaction,PCR)检测毒力基因;四是通过 Kary–Bauer 纸片扩散法测定分离菌的抗菌耐药性。
下面来看看具体的研究结果:
- 葡萄球菌属的流行情况:研究人员通过临床检查和 CMT 方法对 600 个奶牛乳头区进行检查,发现 19.83%(119/600)的乳头区为乳腺炎阳性样本。在这些阳性样本中,80 个样本经细菌学证实含有葡萄球菌属,其中 S. chromogenes 最为常见(19%),S. intermedius 最少(5%)。同时,奶牛临床乳腺炎发病率为 16%,亚临床乳腺炎发病率为 32.7%,总发病率达 48.7%,这意味着近一半的奶牛受到了乳腺炎的影响。
- 毒力基因的检测:在 60 株葡萄球菌属分离株中检测到 7 种毒素基因,包括 Coa、icaD、Hlb、Hla、sea、seb 和 mecA。不同菌株携带的毒力基因数量和种类有所不同,S. hyicus 含有全部 7 种毒素基因,S. hemolyticus 和 S. aureus 含有 6 种。Coa 基因最为常见(35%),其次是 seb(33.33%),mecA 和 icaD 的检出率均为 31.67%。此外,研究还发现一些毒力基因在不同类型的菌株中分布存在差异,比如 Coa 基因在凝固酶阳性葡萄球菌中更为常见,而 icaD 基因在亚临床分离株中更为普遍。同时,研究中未检测到 Panton-Valentine Leukocidin(PVL)、Toxic Shock Syndrome Toxin 1(TSST-1)、mecC 和 Enterotoxin C(seC)等毒力基因。
- 抗菌耐药性概况:研究评估了葡萄球菌属分离株对 10 种抗菌药物的耐药性,发现所有分离的葡萄球菌属均对青霉素(penicillin)耐药(100%),许多菌株对四环素(tetracycline)、甲氧苄啶(trimethoprim)等也表现出较高的耐药性。不过,诺氟沙星(norfloxacin)、庆大霉素(gentamicin)、环丙沙星(ciprofloxacin)和克林霉素(clindamycin)对某些菌株仍然有效。例如,S. intermedius 对这些药物高度敏感。此外,研究还发现多个葡萄球菌属物种存在多药耐药(multidrug-resistant,MDR)情况,部分菌株甚至对多达 7 类抗菌药物耐药。在对红霉素耐药的菌株中,不同表型的耐药情况也有所不同,部分菌株表现出诱导型克林霉素耐药。
综合研究结果和讨论部分,这项研究具有重要意义。一方面,明确了该地区奶牛乳腺炎葡萄球菌属的主要种类和毒力基因特征,发现 S. chromogenes 是优势分离株,且所有分离的葡萄球菌属均携带两个或更多与致病能力相关的基因,近三分之一的菌株携带 mecA 基因,这使得细菌对甲氧西林(methicillin)耐药,凸显了耐甲氧西林葡萄球菌(MRSA)对动物和人类健康的潜在威胁。另一方面,研究揭示了葡萄球菌属的抗菌耐药情况,所有菌株均对青霉素耐药且多药耐药,这严重限制了治疗选择,加大了疾病控制的难度。因此,该研究为奶牛乳腺炎的防控提供了关键信息,有助于制定更有针对性的治疗和预防策略,对保障奶牛健康和提高乳制品质量具有重要的现实意义。