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★ 圈養(yǎng)野生動物源產(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. 上海野生動物園，上海，201399；2. 上海市動物疫病預(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化關(guān)系和潛在的致病性。通過細(xì)菌基因組框架圖測序?qū)?0株產(chǎn)氣莢膜梭菌進行回顧性研究，對菌株MLST分型和致病性進行分析。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種可能來源于其他菌屬的毒力基因。研究發(fā)現(xiàn)，動物園的產(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，同時攜帶大量的毒力因子，對人和動物均存在較大的風(fēng)險。

論文速覽

2018—2022年通過對上海地區(qū)多個動物園圈養(yǎng)動物的糞便樣本中產(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)等動物的陽性率達71.11%，后陸續(xù)在黑天鵝(Cygnus atratus)、大羚羊(Oryx sp.)和羚牛(Budorcas taxicolor)等動物中發(fā)現(xiàn)了產(chǎn)氣莢膜梭菌感染的病例。為了評估產(chǎn)氣莢膜梭菌在動物園內(nèi)可能的傳播途徑和致病性，于2024年11月，選擇在上海野生動物園分離的10株產(chǎn)氣莢膜梭菌菌株進行細(xì)菌基因組框架圖測序，擬通過對菌株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)庫中均無匹配的ST型，獲得11個新的等位基因號和6個新的ST型。通過PubMLST數(shù)據(jù)庫官網(wǎng)的在線BURST分析和GrapeTree最小生成樹分析，發(fā)現(xiàn)90%的菌株處于ST21分支下，表明ST21可能為野生動物分離株中優(yōu)勢的ST型。

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

同VFDB數(shù)據(jù)庫比對，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，本研究通過細(xì)菌基因組框架圖測序?qū)σ吧鷦游镌串a(chǎn)氣莢膜梭菌進行了MLST分型和毒力基因分析，補充和完善了MLST數(shù)據(jù)庫中野生動物的相關(guān)數(shù)據(jù)，為野生動物源產(chǎn)氣莢膜梭菌的遺傳進化分析、暴發(fā)調(diào)查等研究提供參考。

● 基金項目：上海市東方英才計劃領(lǐng)軍項目（LJ2023079）

● 第一作者簡介：徐春忠（1970—），男，高級工程師；主要從事野生動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