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★ 圈養(yǎng)野生動(dòng)物源產(chǎn)氣莢膜梭菌分離株的MLST分型及毒力基因分析

徐春忠1，徐  鋒2，王  建2*

（1. 上海野生動(dòng)物園，上海，201399；2. 上海市動(dòng)物疫病預(yù)防控制中心，上海，201103）

論文摘要

為了解上海地區(qū)動(dòng)物園流行的產(chǎn)氣莢膜梭菌(Clostridium perfringens)的ST型，探討其可能的遺傳進(jìn)化關(guān)系和潛在的致病性。通過(guò)細(xì)菌基因組框架圖測(cè)序?qū)?0株產(chǎn)氣莢膜梭菌進(jìn)行回顧性研究，對(duì)菌株MLST分型和致病性進(jìn)行分析。結(jié)果顯示，10株菌均為A型產(chǎn)氣莢膜梭菌，分屬于6個(gè)新的ST型，并攜帶有大量的毒力基因，包括plc(α毒素)、pfoA(θ毒素)等16種主要的毒力因子，以及hlyⅢ、hlyB等22種可能來(lái)源于其他菌屬的毒力基因。研究發(fā)現(xiàn)，動(dòng)物園的產(chǎn)氣莢膜梭菌以A型為主，但存在遺傳多樣性、宿主多樣性等特點(diǎn)，同時(shí)攜帶大量的毒力因子，對(duì)人和動(dòng)物均存在較大的風(fēng)險(xiǎn)。

論文速覽

2018—2022年通過(guò)對(duì)上海地區(qū)多個(gè)動(dòng)物園圈養(yǎng)動(dòng)物的糞便樣本中產(chǎn)氣莢膜梭菌的病原學(xué)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)東北虎(Panthera tigris altaica)、白虎(Panthera tigris tigris (white))、獵豹(Acinonyx jubatus)、非洲獅(Panthera leo)等動(dòng)物的陽(yáng)性率達(dá)71.11%，后陸續(xù)在黑天鵝(Cygnus atratus)、大羚羊(Oryx sp.)和羚牛(Budorcas taxicolor)等動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)了產(chǎn)氣莢膜梭菌感染的病例。為了評(píng)估產(chǎn)氣莢膜梭菌在動(dòng)物園內(nèi)可能的傳播途徑和致病性，于2024年11月，選擇在上海野生動(dòng)物園分離的10株產(chǎn)氣莢膜梭菌菌株進(jìn)行細(xì)菌基因組框架圖測(cè)序，擬通過(guò)對(duì)菌株ST型和毒力基因的分析，為產(chǎn)氣莢膜梭菌感染的治療和防控提供科學(xué)依據(jù)。

研究結(jié)果：

10株產(chǎn)氣莢膜梭菌在PubMLST數(shù)據(jù)庫(kù)中均無(wú)匹配的ST型，獲得11個(gè)新的等位基因號(hào)和6個(gè)新的ST型。通過(guò)PubMLST數(shù)據(jù)庫(kù)官網(wǎng)的在線BURST分析和GrapeTree最小生成樹(shù)分析，發(fā)現(xiàn)90%的菌株處于ST21分支下，表明ST21可能為野生動(dòng)物分離株中優(yōu)勢(shì)的ST型。

● 基于在線GrapeTree軟件構(gòu)建的動(dòng)物源產(chǎn)氣莢膜梭菌的MLST最小生成樹(shù)

同VFDB數(shù)據(jù)庫(kù)比對(duì)，發(fā)現(xiàn)10株產(chǎn)氣莢膜梭菌普遍攜帶16種主要毒力基因，其中分型相關(guān)的外毒素基因僅存在plc基因(α毒素)，未發(fā)現(xiàn)β毒素、ε毒素、ι毒素等相關(guān)的毒力基因，與A型產(chǎn)氣莢膜梭菌的鑒定結(jié)果相符。

綜上，本研究通過(guò)細(xì)菌基因組框架圖測(cè)序?qū)σ吧鷦?dòng)物源產(chǎn)氣莢膜梭菌進(jìn)行了MLST分型和毒力基因分析，補(bǔ)充和完善了MLST數(shù)據(jù)庫(kù)中野生動(dòng)物的相關(guān)數(shù)據(jù)，為野生動(dòng)物源產(chǎn)氣莢膜梭菌的遺傳進(jìn)化分析、暴發(fā)調(diào)查等研究提供參考。

● 基金項(xiàng)目：上海市東方英才計(jì)劃領(lǐng)軍項(xiàng)目（LJ2023079）

● 第一作者簡(jiǎn)介：徐春忠（1970—），男，高級(jí)工程師；主要從事野生動(dòng)物疾病防控與診治工作。E-mail：xucz70@126.com

● *通信作者：王建，E-mail：jianwhlj@163.com