摘要
采集暴发事件中4例病例肛拭子样本,应用荧光PCR方法检测肛拭子及其增菌液中cpa基因与cpe基因。对肛拭子样本进行产气荚膜梭菌分离培养,对部分分离单菌落进行产气荚膜梭菌毒力基因检测和脉冲场凝胶电泳(PFGE)分子分型。
4例病例样本中均检测到cpa基因和cpe基因。从病例1样本中挑取并鉴定为产气荚膜梭菌的18个单菌落中获得1个cpe+菌落,构成比为5.56%(1/18);从病例2样本中挑取并鉴定为产气荚膜梭菌的6个单菌落中获得1个cpe+菌落,构成比为16.7%(1/6);病例3未分离到cpe+菌落,病例4未分离到产气荚膜梭菌。11株产气荚膜梭菌菌株包括A型和C型两种,包含5种PFGE带型,分离自病例1和病例2的cpe+阳性菌株PFGE带型一致。
产气荚膜梭菌(Clostridium perfringens,Cp)为厌氧革兰阳性粗大杆菌,可以产生芽
2021年12月北京市某区学校发生腹泻病例聚集事件,由于本次暴发事件获得样本少,因此实验室依靠深度挖掘病原特征辅助该事件判定,为产气荚膜梭菌食物中毒实验室检测策略的改进奠定基础。
8例病例集中出现腹痛、腹泻症状,在某医院就诊时被识别到病例发病时间和空间聚集性。病例均为男性,为同一所中学学生。疾病预防控制中心(以下简称疾控中心)对病例所在学校开展调查并进行病例搜索,病例定义为腹泻≥3次/d。经调查,8例病例居住在同一楼层4个宿舍,8人均无发热、呕吐症状,粪便性状均为稀便,腹泻次数4~12次/24 h。病例均长期在学校食堂就餐。首发病例和最后发病病例发病时间间隔为15 h。经过病例搜索,调查人员在该学校未发现其他腹泻病例。所有病例在医院就诊,被给予对症治疗后症状缓解。4例病例配合调查人员采集到肛拭子样本,样本保存于4 ℃运送培养基,2 h内转移至区疾控中心进行病原学检测。
CHEF MAPPERⅡ型脉冲场电泳仪(美国伯乐公司),VITEK 2 Compact 全自动细菌鉴定仪(法国梅里埃),ABI-ViiA7荧光聚合酶链式反应(Polymerase chain reaction, PCR)仪(美国赛默飞公司)。
核酸提取试剂盒(硕世公司,货号:SDKF60102),食源性致病菌(金黄色葡萄球菌、沙门菌、致泻大肠埃希菌、单核细胞增生李斯特菌、克罗诺杆菌属、小肠结肠炎耶尔森氏菌、弧菌属、志贺菌、蜡样芽胞杆菌、气单胞菌属、产气荚膜梭菌、弯曲菌属)核酸多重实时荧光PCR检测试剂盒(卓诚惠生公司,货号:A552L-25T),腹泻病毒(轮状病毒、诺如病毒)核酸检测试剂盒(美正公司,货号:DZ20003-3-48T),腹泻病毒(札如病毒、星状病毒、腺病毒)核酸检测试剂盒(美正公司,货号:DZ20012-3-48T),Premix Ex Ta
将肛拭子样本插入3 mL BHI液体培养基,混匀后取出200 μL未增菌状态BHI,用磁珠法提取核酸,并进行食源性致病菌多重荧光PCR检测和腹泻病毒荧光PCR检测,检测方法均参照相应试剂盒说明书。将插入肛拭子的BHI进行37 ℃ 18 h厌氧培养,取200 μL增菌后BHI提取核酸,与未增菌状态时提取的核酸共同进行产气荚膜梭菌cpe基因和cpa基因检测,扩增条件为95 ℃ 10 min,95 ℃ 15 s,60 ℃ 1 min,45个循环,Ct值≤40为阳性。
取未增菌时插入肛拭子的BHI 1 mL,以及厌氧增菌18 h后的BHI 1 mL分别加入空平皿,倾注20 mL高压后冷却至46 ℃ TSC培养基,37 ℃厌氧培养24 h。根据各平皿中可疑菌落数量,每个样本增菌前后所对应培养平皿中均挑取一定数量可疑产气荚膜梭菌单菌落进行生化鉴定和产气荚膜梭菌cpe、cpa、cpb、etx、iA、cpb2基因检测。
4例病例肛拭子未增菌状态下提取核酸检测产气荚膜梭菌cpa基因均为阳性,病例1、2、4检测cpe基因也为阳性;4例病例肛拭子厌氧增菌18 h后提取核酸检测产气荚膜梭菌cpa和cpe基因荧光PCR结果均为阳性,Ct值见
病例编号 | 荧光PCR Ct值 | Cp分离培养 | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
肛拭子未增菌 | 肛拭子厌氧增菌液 | 肛拭子未增菌 | 肛拭子厌氧增菌 | |||||||
cpe基因 | cpa基因 | cpe基因 | cpa基因 | 挑取可疑菌落数量 | 鉴定为Cp菌落数量 | cpe阳性菌落数量 | 挑取可疑菌落数量 | 鉴定为Cp菌落数量 | cpe阳性菌落数量 | |
1 | 32.11 | 31.32 | 31.23 | 22.29 | 20 | 18 | 1 | 20 | 17 | 0 |
2 | 33.14 | 33.07 | 33.20 | 32.15 | 8 | 6 | 1 | 5 | 0 | 0 |
3 | NA | 36.48 | 37.36 | 20.98 | 50 | 46 | 0 | 50 | 47 | 0 |
4 | 36.02 | 35.42 | 37.57 | 36.23 | 20 | 0 | 0 | 20 | 0 | 0 |
注: Cp为产气荚膜梭菌英文简称,NA为无扩增曲线
病例1肛拭子未增菌状态下分离并鉴定为产气荚膜梭菌的18个单菌落中,获得1个cpe+单菌落,构成比为5.56%(1/18);病例2肛拭子未增菌状态中分离并鉴定为产气荚膜梭菌的6个单菌落中,获得1个cpe+单菌落,构成比为16.7%(1/6);病例3肛拭子未增菌状态分离并鉴定为产气荚膜梭菌的46个单菌落中,未获得cpe+单菌落;病例4肛拭子未增菌状态未分离到产气荚膜梭菌(
从病例1、2、3中共选出11个单菌落(包含全部cpe+单菌落)进行cpb、etx、iA和cpb2基因检测,检测结果和菌株分型见
病例编号 | 菌株来源 | 菌株编号 | 毒力基因分布 | 分型 | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
cpe | cpa | cpb | etx | iA | cpb2 | ||||
1 | 肛拭子未增菌状态 | Cp1-1 | + | + | - | - | - | - | A |
Cp1-2 | - | + | + | - | - | - | C | ||
厌氧增菌18 h后 | Cp1-3 | - | + | + | - | - | - | C | |
Cp1-4 | - | + | + | - | - | - | C | ||
2 | 肛拭子未增菌状态 | Cp2-1 | + | + | - | - | - | - | A |
Cp2-2 | - | + | - | - | - | - | A | ||
Cp2-3 | - | + | - | - | - | - | A | ||
3 | 肛拭子未增菌状态 | Cp3-1 | - | + | - | - | - | - | A |
Cp3-2 | - | + | + | - | - | - | C | ||
厌氧增菌18 h后 | Cp3-3 | - | + | + | - | - | - | C | |
Cp3-4 | - | + | + | - | - | - | C |
11株产气荚膜梭菌共分5种PFGE带型,2株A型cpe+菌株(分离自病例1的Cp1-1和分离自病例2的Cp2-1)为P1带型;分离自病例1的另外3株C型菌(Cp1-2、Cp1-3、Cp1-4)为P2带型;分离自病例2的另外2株A型菌(Cp2-2、Cp2-3)为P3带型;分离自病例3的3株C型菌(Cp3-2、Cp3-3、Cp3-4)为P4带型,另1株分离自病例3的A型菌(Cp3-1)为P5带型,见

图1 11株产气荚膜梭菌菌株PFGE聚类图
Figure 1 PFGE clustering for 11 C. perfringens strains
产气荚膜梭菌在美国是排在第2位的导致食物中毒病原
本次暴发中仅采集到4例病例的肛拭子样本,所有产气荚膜梭菌都携带cpa基因,通过增菌前后cpa基因和cpe基因检测结果可以看出,肛拭子原液中产气荚膜梭菌及cpe+产气荚膜梭菌的载量均较低;而厌氧增菌后,病例1和病例3增菌液中cpa基因Ct值降低,即产气荚膜梭菌载量升高,但cpe基因Ct值均>30,即增菌液中cpe+菌株载量未能显著提升,继而造成增菌后不易分离到cpe+菌落,这可能与使用BHI厌氧增菌对cpe+菌株选择性不佳有关。增菌导致致病性菌株(产气荚膜梭菌cpe+菌株和副溶血性弧菌tdh+菌株)在菌群中构成下降这一特征的机制,以及在其他致病菌中是否同样存在值得继续关注。产气荚膜梭菌暴发事件中,应尽量使用未增菌样本进行细菌分离,进而提升cpe+菌株成功分离的概率。
进行PFGE分子分型的11株产气荚膜梭菌中共获得5种带型,均归属于A型(cpa+、cpb-、etx-、iA-)和C型(cpa+、cpb+、etx-、iA-)产气荚膜梭菌,该结果与A型和C型产气荚膜梭菌与人致病性相关的报道符
病例2和病例4在厌氧增菌后均未出现检测基因Ct值较增菌前显著下降,相反,病例4在增菌后cpa基因和cpe基因Ct值反而升高,说明病例4肛拭子样本中产气荚膜梭菌载量低且大多处于“非存活状态”。产气荚膜梭菌及肠毒素特征基因在原始样本或增菌液中的荧光PCR检测对辅助事件分析有一定价值,值得推广应用。
文献报道产气荚膜梭菌导致食物中毒通常与疑似中毒食品或腹泻病例粪便中该菌载量分别大于1
《产气荚膜梭菌食物中毒诊断标准及处理原则》中,该菌实验室诊断需要进行患者粪便或分离培养物的家兔肠袢试验测定肠毒
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