王 慧,王開功,張雙翔,周碧君,文 明,程振濤,龍沖沖,尹 鑫,羅 意
(1.貴州大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院,貴州貴陽550025;2.貴州省動(dòng)物疫病研究室,貴州貴陽550025)
山羊傳染性胸膜肺炎(Contagious caprine plneuropneumonia,CCPP)是由綿羊肺炎支原體(Mycoplasma ovipneumoniae,Mo)及絲狀支原體山羊亞種(Mycoplasma mycoides subsp.capri,Mmc)等絲狀支原體簇致病支原體所引起的山羊的高度接觸性傳染病,為國家二類傳染病,臨床癥狀為高熱、咳嗽、肺和胸膜發(fā)生漿液性和纖維蛋白性炎癥,病死率較高[1-5]。自1947年我國首次在甘肅發(fā)現(xiàn)山羊患此病后,在我國內(nèi)蒙古、寧夏、新疆、遼寧、河北、四川、重慶、廣西、貴州、湖南等多個(gè)地區(qū)均有山羊傳染性胸膜肺炎的報(bào)道[6-9],對我國養(yǎng)羊業(yè)造成了巨大的沖擊。
立秋以后,貴州省某規(guī)模化山羊養(yǎng)殖場所飼山羊不斷暴發(fā)臨床表現(xiàn)為咳嗽、消瘦、高熱、臥地不起等類似山羊傳染性胸膜肺炎的疾病,造成了大量山羊死亡,妊娠母羊并發(fā)流產(chǎn),流產(chǎn)率高達(dá)20%~25%,影響了當(dāng)?shù)氐男竽两?jīng)濟(jì)發(fā)展。為確診病因,對臨床病死母羊以分子生物學(xué)方法進(jìn)行病原檢測,最終確診為CCPP,并對流產(chǎn)情況進(jìn)行分析,現(xiàn)將病例診斷情況介紹如下,以期為預(yù)防控制疫病流行暴發(fā)提供技術(shù)支持。
1.1.1 病料 采自貴州省某規(guī)?;窖蝠B(yǎng)殖場臨床表現(xiàn)疑似CCPP癥狀并發(fā)流產(chǎn)死亡3只母山羊病變肺組織與子宮。
1.1.2 試劑 DNA提取試劑及PCR擴(kuò)增試劑購自北京天根生化科技有限公司;分子克隆試劑購自大連TaKaRa公司;Mmc PG3株與Mo Y98株16S rRNA基因部分序列克隆質(zhì)粒,由貴州省動(dòng)物疫病研究室制備保存;山羊流產(chǎn)衣原體疫苗購自中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蘭州獸醫(yī)研究所。
1.2.1 引物設(shè)計(jì)合成 參考文獻(xiàn)[10]設(shè)計(jì)擴(kuò)增CCPP主要病原Mmc 16SrRNA部分序列的特異性 引 物 Ps/Pa(Ps:5′-GGGAGGCAGCAGTAGGGAAT-3′, Pa: 5′-CAGCGTCAATAACAAGCCAGTAAG-3′,預(yù)計(jì)產(chǎn)物長度412bp)與 Mo 16S rRNA 部 分 序 列 的 特 異 性 引 物 Ms/Ma(Ms:5′-AAACTATGTGCCAGCAGCGTAAG-3′,Ma:5′-CACCATCTGTCATCTCGTTAGCC-3′,預(yù)計(jì)產(chǎn)物長度534bp);并參考GenBank中公布的山羊流產(chǎn)衣原體OmpA基因序列設(shè)計(jì)特異性引物P1/P2(P1:5′-ATGAAAAAA CTCTTGAAATCG-3′,P2:5′-TTAGAATCTGAATTGAGCA-3′,預(yù) 期 產(chǎn)物大小1 170bp)。引物由上海捷瑞生物工程有限公司合成。
1.2.2 CCPP病原核酸檢測 取3只病死母羊肺組織無菌研磨成組織勻漿液,以10 000r/min離心10min后取上清液,采用SDS-Protein K法提取病料組織基因組DNA。用引物Ps/Pa與Ms/Ma以所提DNA為模板進(jìn)行雙重PCR擴(kuò)增:于50μL反應(yīng)體系中加入10×buffer 5μL,Mg2+(25mmol/L)3μL,dNTP(10mmol/L)1μL,Taq酶(2.5U/μL)1μL,引 物 Ps/Pa(10 μmol/ L)及 Ms/Ma(10μmol/L)各1μL,DNA模板1μL,ddH2O補(bǔ)足。94℃預(yù)變性4min;94℃變性40s,54℃退火40s,72℃延伸1.5min,共34個(gè)循環(huán);72℃延伸10min。以10g/L瓊脂糖凝膠電泳檢測擴(kuò)增結(jié)果。
1.2.3 山羊流產(chǎn)衣原體核酸檢測 取3只病死母羊子宮組織無菌研磨成組織勻漿液,以10 000r/min離心10min后取上清液,采用SDS-Protein K法提取病料組織基因組DNA。用引物P1/P2以所提DNA為模板進(jìn)行PCR擴(kuò)增:于50μL反應(yīng)體系中加入10×buffer(含 Mg2+)5μL,dNTP(10mmol/L)1μL,Taq酶(2.5U/μL)1μL,引物P1/P2(10μmol/L)各1μL,DNA模板2μL,ddH2O補(bǔ)足。94℃預(yù)變性5min;94℃變性40s,53℃退火40s,72℃延伸1min,共34個(gè)循環(huán);72℃延伸10min。以10g/L瓊脂糖凝膠電泳檢測擴(kuò)增結(jié)果。
1.2.4 目的基因克隆測序 取擴(kuò)增產(chǎn)物按文獻(xiàn)[11]進(jìn)行目的基因純化回收并T載體克隆,重組質(zhì)粒經(jīng)PCR與雙酶切鑒定初步判為陽性者送測序公司進(jìn)行序列測定。
1.2.5 序列比對分析 以生物軟件將測定序列結(jié)果與CCPP病原山羊支原體山羊肺炎亞種(M.capricocumsubsp.capripreumoniae,Mccp)、絲狀支原體絲狀亞種LC型(M.mycoides subsp.mycoides LC,Mmm LC)、絲狀支原體山羊亞種(M.mycoides subsp.capri,Mmc)及綿羊肺炎支原體(M.ovipneumoniae,Mo)16SrRNA 基因進(jìn)行同源性分析;為進(jìn)一步分析病例所伴流產(chǎn)率高的原因,將測定序列結(jié)果與感染生殖道、易引起流產(chǎn)的解脲支原體(U.urealyticum,Uu)、狗生殖道尿原體(U.canigenitalium,Uca)、人型支原體 (M.hominis,Mho)、腐敗支原體(M.putrefaciens,Mpu)、眼無膽支原體(A.oculi,Aoc)、相異尿原體(U.diversum,Ud)、貍貓尿原體(U.felinum,Uf)和雞口尿原體(U.gallorale,Ug)的16SrRNA 序列比對并構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)生樹,進(jìn)行進(jìn)化關(guān)系分析,參比序列見表1。
表1 參比序列Table 1 The GenBank accession No of reference sequences
用引物Ps/Pa與Ms/Ma以從3只病死母羊肺組織提取的基因組DNA為模板進(jìn)行Mmc和16S rRNA雙重PCR擴(kuò)增,結(jié)果見圖1。由圖1可知,從3只病死母羊肺組織所提基因組DNA中未擴(kuò)增到Mmc 16SrRNA基因412bp片段,均擴(kuò)增到Mo 16SrRNA基因534bp片段,表明病死母羊已患CCPP,初步判定為Mo感染所致。
用引物P1/P2以從3只病死母羊子宮組織提取的基因組DNA為模板進(jìn)行山羊流產(chǎn)衣原體OmpA基因PCR擴(kuò)增,結(jié)果見圖2。由圖2可知,從3只病死母羊子宮組織所提基因組DNA中均未擴(kuò)增到山羊流產(chǎn)衣原體OmpA基因1 170bp片段,表明病死流產(chǎn)母羊未感染山羊流產(chǎn)衣原體。
對2.1擴(kuò)增出的基因片段進(jìn)行回收純化,克隆到T載體后進(jìn)行序列測定,測定結(jié)果為3個(gè)樣品序列相同。將序列測定結(jié)果與所有致山羊患CCPP支原體Mccp、Mmm、Mmc及 Mo的16SrRNA進(jìn)行同源性分析,結(jié)果見圖3。由圖3可知,所測序列(貴州,GZ)與 Mo同源性高達(dá)99.6%,而與其他3種絲狀支原體簇成員同源性皆低于70%,表明本次造成母羊患CCPP病原確診為Mo。
將序列測定結(jié)果與感染生殖道、易引起流產(chǎn)的支原體及尿原體16SrRNA構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)生樹,進(jìn)行進(jìn)化關(guān)系分析,結(jié)果見圖4。由圖4可知,本次致病的病原與感染人、犬、貓、雞生殖道的尿原體進(jìn)化關(guān)系較遠(yuǎn),而與感染山羊的Aoc與Mpu有一定進(jìn)化相似處,與Mho 16SrRNA基因分子進(jìn)化關(guān)系較近,系統(tǒng)發(fā)生樹顯示二者處于同一分支。
圖1 雙重PCR擴(kuò)增結(jié)果Fig.1 The result of duplex-PCR
圖2 山羊流產(chǎn)衣原體OmpA基因PCR擴(kuò)增結(jié)果Fig.2 The amplification of OmpA gene of Chlamydia
圖3 與CCPP所有致病支原體同源性比較Fig.3 Comparison of homologies with other mycoplasma
圖4 與生殖道支原體及尿原體進(jìn)化關(guān)系分析Fig.4 Phylogenetic trees based on mycoplasma and ureaplasma
本試驗(yàn)采用分子生物學(xué)試驗(yàn)對臨床表現(xiàn)咳嗽、消瘦、流產(chǎn)等癥狀病死母羊進(jìn)行了病因確定性診斷,結(jié)果3只病死母羊病變肺組織中Mo核酸檢測均為陽性,子宮組織中山羊流產(chǎn)衣原體核酸檢測均為陰性。以分子克隆方法對目的基因進(jìn)行克隆并將測定序列與引起CCPP以主要支原體16SrRNA序列進(jìn)行同源性分析,表明致山羊表現(xiàn)上述臨床癥狀的病原為Mo,而未發(fā)現(xiàn)病死母羊感染山羊流產(chǎn)衣原體。
16SrRNA是原核生物核糖體30S亞基中一個(gè)古老而穩(wěn)定的組分,不會(huì)發(fā)生不同生物間水平轉(zhuǎn)移,其基因序列由保守區(qū)和可變區(qū)兩部分組成,保守區(qū)與變異區(qū)共存的獨(dú)特分子進(jìn)化格局使16SrRNA基因序列成為微生物鑒定分類中的重要科學(xué)指標(biāo),已得到多數(shù)人認(rèn)可[10-13]。本試驗(yàn)將序列測定結(jié)果與CCPP致病支原體16SrRNA序列進(jìn)行同源性比較分析,結(jié)果所測序列與Mo標(biāo)準(zhǔn)Y98株的同源性為99.6%,而與絲狀支原體的同源性均低于70.0%,進(jìn)一步證實(shí)引起母羊患CCPP的病原為Mo。繼萬一元等[14]在貴州省羅甸等地分離到 Mmc后,本試驗(yàn)于貴州省患CCPP山羊組織病料中檢測到Mo,為貴州省養(yǎng)羊業(yè)對CCPP所造成的山羊疾病進(jìn)行重新的認(rèn)識(shí)與定位提供了資料,并且為合理制定預(yù)防措施及根據(jù)本地毒株流行情況進(jìn)行疫苗免疫提供了科學(xué)依據(jù)。
目前,暫無研究報(bào)道致CCPP的病原支原體可致山羊患繁殖障礙疾病,而本次試驗(yàn)所檢測的病死母羊臨床表現(xiàn)除CCPP癥狀外,還伴隨流產(chǎn)發(fā)生。為深入探究CCPP與山羊流產(chǎn)與臨床表現(xiàn)上有何聯(lián)系,本試驗(yàn)將獲得的Mo 16SrRNA序列片段與感染生殖道、易引起流產(chǎn)的支原體及尿原體16S rRNA序列比對并構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)生樹進(jìn)行進(jìn)化關(guān)系分析,結(jié)果Mo與Mho處于同一分支,分子進(jìn)化有共同特征。研究表明[15-17],Mho可引起女性泌尿生殖道疾病,感染Mho后女性常表現(xiàn)不孕癥及流產(chǎn),系統(tǒng)發(fā)生樹分析Mo與Mho進(jìn)化關(guān)系最近,其是否也可感染生殖道從而引起山羊發(fā)生流產(chǎn),有待于進(jìn)一步研究。
[1] 蔡寶祥.家畜傳染病學(xué)[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2001:233-261.
[2] Thiaucourt F,Bolske G.Contagious caprine pleuropneumonia and other pulmonary mycoplasmases of sheep and goats[J].Review Science Technique Office International des Epizooties,1996,15(4):1397-1414.
[3] Hutcheon D.Contagious pleuropneumonia in goats at cope colony[J].South Africa Vet J,1889,29:399-404.
[4] 農(nóng)業(yè)部畜牧獸醫(yī)司.中國動(dòng)物疾病志[M].北京:科學(xué)出版社,1993.
[5] 馬保華,趙曉娥.新建羊場突發(fā)傳染性胸膜肺炎的控制[J].動(dòng)物醫(yī)學(xué)進(jìn)展,2000,21(4):77-79.
[6] 李希友,呂桂霞.山羊傳染性胸膜肺炎的診斷與治療試驗(yàn)[J].畜牧獸醫(yī)雜志,2005,24(5):129-131.
[7] 宋勤業(yè),張英杰,劉月琴,等.18種抗菌藥物對綿羊肺炎支原體和絲狀支原體分離株的抗菌活性[J].動(dòng)物醫(yī)學(xué)進(jìn)展,2011,32(6):14-18.
[8] 李 劼,楊增岐,剡根強(qiáng),等.新疆石河子地區(qū)綿羊支原體肺炎流行病學(xué)調(diào)查[J].動(dòng)物醫(yī)學(xué)進(jìn)展,2005,26(12):109-110.
[9] 宋竹青,邱昌慶,周繼章,等.奶牛流產(chǎn)鸚鵡熱衣原體ompA基因的克隆與原核表達(dá)[J].中國人獸共患病學(xué)報(bào),2010,26(2):140-143.
[10] 張雙翔,周碧君,程振濤,等.山羊傳染性胸膜肺炎病原快速診斷方法的建立[J].生物技術(shù)通報(bào),2012,(3):95-99.
[11] 薩姆布魯克J,弗里奇E F,曼尼阿蒂斯T.分子克隆實(shí)驗(yàn)指南[M].金冬燕,黎孟楓,等,譯.北京:科學(xué)出版社,2002:34-57.
[12] DeSantis T Z,Hugenholtz P,Keller K,et al.NAST:a multiple sequence alignment server for comparative analysis of 16SrRNA genes[J].Oxford Univ Press,2006,34(2):394-399.
[13] Ohnishi A,Abe S,Nashirozawa S,et al.Development of a 16SrRNA gene primer and PCR-restriction fragment length polymorphism method for rapid detection of members of the genus megasphaera and species-l level identification[J].Appl Environ Microbiol,2011,77(15):5533-5535.
[14] 萬一元,龍 鰲,萬晴姣,等.貴州山羊傳染性胸膜肺炎病原的分離鑒定[J].中國草食動(dòng)物,2001,3(4):44-46.
[15] 杜振元,張玉芝.不孕婦女中支原體屬和脲支原體屬的檢出率及其耐藥性分析[J].中華醫(yī)院感染學(xué)雜志,2010,20(13):1990-1991.
[16] Kilic D,Basar M M,Kaygusuz S,et.al.Prevalence and treatment of Chlamydia trachomatis,Ureaplasma urealyticum,and Mycoplasma hominis in patients with non-gonococcal urethritis[J].Jpn J Infect Dis,2004,57:17-20.
[17] Keane F E,Thomas B J,Gliroy C B,et al.The association of Chlamydia trachomatis and Mycoplasma genitalium with non-gonococcal urethritis:observations on heterosexual men and their female partners[J].Int J Std AIDS,2000,11:435-439.