豬場主要致病菌毒力基因研究進展

勾肖晶，閆藝婷，劉 靜，賀會麗，黃亞明，楊激輝，劉興友

（河南科技學院動物科學學院，河南新鄉453003）

豬場主要致病菌毒力基因研究進展

勾肖晶，閆藝婷，劉 靜，賀會麗，黃亞明，楊激輝，劉興友

（河南科技學院動物科學學院，河南新鄉453003）

豬細菌性疾病是一類由致病性細菌引起的豬傳染性疾病。豬場中常見的致病性細菌有致病性大腸桿菌、沙門菌、巴氏桿菌、鏈球菌、副豬嗜血桿菌等。豬細菌性疾病的發生與豬場致病菌的毒力因子密切相關。因此，了解豬場主要致病菌的毒力因子基因及其在疾病檢測中的應用，對有效監測豬細菌性疾病具有重要意義。

1 豬場主要致病菌毒力基因

大腸桿菌是引起仔豬腹瀉的主要病原之一。產腸毒素大腸桿菌是新生和斷奶仔豬腹瀉的主要病原菌。其毒力基因有菌毛蛋白基因F4（K88）、F5（K99）、F6（987P）、F18、F41、腸毒素編碼基因LT和STa、STb。腸致病性大腸桿菌根據pEAF的有無分為典型和非典型腸致病性大腸桿菌，主要通過LEE毒力島上的eae基因引起特征性的特異性粘附擦拭損傷［1］。產志賀樣毒素大腸桿菌可以引起人類和動物疾病。志賀毒素的變異體Stx2e基因主要引起豬水腫病（通常具有F18菌毛）［2］。腸聚集性大腸桿菌具有編碼EAST1的ast A基因，該毒素在產腸毒素大腸桿菌、產志賀樣毒素大腸桿菌中也有出現［3］。彌散粘附性大腸桿菌粘附因子AIDA主要由aah和aid A基因編碼，并且在豬源大腸桿菌中被廣泛檢測到，尤其是在產志賀樣毒素大腸桿菌中。

沙門菌是一類對人和畜禽健康危害嚴重的致病菌。豬霍亂和鼠傷寒沙門菌是引起2～4月齡仔豬副傷寒的主要病原菌［4］。沙門菌具有染色體和質粒毒力基因。染色體毒力基因包括位于SPI1上的inv、hil、org、spt、spa、sip、iag、iac、prg、sic等與細菌侵襲力有關的毒力基因，位于SPI2上的ssa、ssr、ssc、sse等在吞噬細胞核上皮細胞內復制的相關基因，位于SPI3上的mgt CB等基因，位于SPI4上的Sii E等基因，位于SPI5上的sop、sig、pip等編碼參與腸黏膜液體分泌和炎癥反應相關蛋白的基因。質粒毒力基因包括spv基因、菌毛操縱子Pef基因等。spv基因主要含有5個相關基因spv A、spv B、spv C、spv D、spv R，與細菌血清抗性、粘附與定居有關［5］。Pef基因主要含有4個相關基因Pef A、Pef B、Pef C、Pef D，在感染階段調節細菌對腸上皮細胞的粘附［6］。

多殺性巴氏桿菌是豬上呼吸道的一種共棲菌。莢膜A和D型可引起豬進行性萎縮性鼻炎和豬肺疫，對養豬業造成了很大的經濟損失。其重要的莢膜合成和毒力相關基因包括：莢膜生物合成位點基因（hya D-hya C、bcb D、dcb F、ecb J、fcb D）、粘附有關基因（ptfA、fim A、hsf-1、hsf-2、pfh A）、毒素基因（tox A）、鐵相關蛋白基因（exb B、ton B、hgb A、fur）、唾液酸酶編碼基因（nan B、nan H）、外膜蛋白相關基因（OmpA、OmpH、oma87、plpB）等。莢膜是多殺性巴氏桿菌重要的毒力因子。hya D-hya C、bcb D、dcb F、ecb J、fcb D分別是莢膜A、B、D、E、F型的高度特異性基因；黏附有關基因編碼菌毛等粘附因子，是Pm在宿主體內定居的先決條件；tox A基因編碼皮膚壞死毒素，是引起豬傳染性萎縮性鼻炎的重要毒力因子；nan B、nan H編碼唾液酸酶，可通過減弱宿主防御能力而增強細菌毒力；鐵相關蛋白基因和外膜蛋白相關基因編碼鐵調節蛋白、外膜蛋白H、外膜蛋白A等，在致病菌感染和致病過程中起重要作用［7］。

副豬嗜血桿菌是一種引起豬格拉斯病的革蘭陰性菌，其毒力因子主要包括外膜蛋白、脂多糖、鐵吸收相關基因和轉鐵蛋白、三聚轉運蛋白、胞外酶與胞內酶、細胞膨脹毒素和溶血素等［8］。外膜蛋白P2基因（OmpP2）和外膜蛋白P5基因（OmpP5）是副豬嗜血桿菌的潛在毒力因子基因；脂多糖中類脂A和內部核心寡糖的相關合成基因ops X、rfa F和waa Q基因高度保守，在致病性中發揮著重要作用；fur基因和鐵吸收有關，fur基因缺失則菌體不能存活；轉鐵蛋白基因包括轉鐵結合蛋白A基因（TbpA）和轉鐵結合蛋白B基因（TbpB），轉鐵蛋白為細菌生長提供鐵離子且高度保守；毒力相關型三聚轉運蛋白基因（vta A）是副豬嗜血桿菌的潛在毒力因子基因，根據轉運蛋白域的差異可以將之分為3組，基因測序比對發現第3組vta A在毒力株和非毒力株中高度保守，而第1組和第2組vta A只能在毒力株中檢測到；神經氨酸酶是一種胞外酶，與細菌的宿主細胞內生長活性有關；細胞膨脹毒素（CDT）是由CdtA、CdtB和CdtC3個亞基組成的不耐熱細胞毒素蛋白，與對宿主細胞的粘附與入侵有關；溶血素不是副豬嗜血桿菌的主要毒力因子，副豬嗜血桿菌陽性的豬也可能檢測不出溶血素操縱子hhd BA基因。

豬鏈球菌是一種重要的豬源致病菌，尤其在仔豬和幼齡育肥豬中多發。其毒力因子包括莢膜多糖（CPS）、細胞外蛋白因子（EF，epf基因編碼）、溶菌酶釋放蛋白（MPR，mrp基因編碼）、溶血素（SLY，sly基因編碼）、纖連蛋白結合蛋白（FBP，fbp基因編碼）、谷氨酸脫氫酶（GDH，gdh基因編碼）、精氨酸脫亞胺酶（ArcA，arc A基因編碼）、甘油醛-3-磷酸脫氫酶（gapdh基因編碼）、BAY046蛋白（bay046基因編碼）和透明質酸酶（hyl基因編碼）等［9］。莢膜多糖決定豬鏈球菌的侵襲力，具有抗免疫細胞吞噬作用；細胞外蛋白因子是一種分泌型蛋白，其在鏈球菌2型致病中的作用還不清楚；溶菌酶釋放蛋白具有粘附和誘導上皮細胞凋亡的功能；溶血素不僅能溶解豬紅細胞，還具有細胞毒性作用；精氨酸脫氨酶不僅存在于2型菌株中，在其他型中也有發現；透明質酸酶使鏈球菌易于在組織中擴散，從而增強致病菌的致病力。

豬傳染性胸膜肺炎由革蘭陰性菌胸膜肺炎放線桿菌引起，在世界各地廣泛流行，對養豬業造成了很大的經濟損失。其毒力因子主要包括4型菌毛、莢膜多糖、外膜蛋白、轉鐵結合蛋白、溶血外毒素、蛋白酶、滲透因子、尿素酶等［10］。4型菌毛主要亞單位基因是apf A，其存在App12個血清型中且高度保守；莢膜多糖生物合成基因主要包括Cps A、Cps B、Cps C，其血清型差異決定該菌致病力；外膜蛋白相關基因包括Om l A、Pal A、Apa A，與細菌粘附作用有關；轉鐵結合蛋白由TbpB基因編碼，具有攝取營養物質作用；溶血外毒素基因包括ApxⅠ、ApxⅡ、ApxⅢ、ApxⅣ，通過溶解紅細胞而致病；蛋白酶具有逃逸宿主防御機制作用；滲透因子具有增加血管壁通透性作用；尿素酶在App致病過程中起重要作用并可促進App繁殖。

2 展望

目前規模化豬場細菌病暴發頻繁，不僅給畜牧業造成嚴重經濟損失，而且還威脅人民的健康和帶來公共安全問題。而其致病性的重要原因之一就是因為眾多毒力因子的存在，它們可通過增強對宿主腸黏膜上皮細胞的粘附與侵襲作用（如大腸桿菌粘附素），對宿主細胞產生毒性作用（如多殺性巴氏桿菌皮膚壞死毒素，胸膜肺炎放線桿菌溶血外毒素，豬葡萄球菌脫落毒素等）等作用直接導致細菌的致病性。這些毒力因子大多都是該菌所特有的。許多學者根據這些特異性的基因設計合適的引物，擴增它的高度保守區，從而達到檢測豬舍病原菌的目的。因此，對這些毒力因子基因進行深入系統地研究，對建立快速、敏感和特異的監測方法，及時掌握豬舍清潔狀況，建立有效的預警機制具有重要意義。

［1］Zuzana Sramkova Zajacova，Lucie Konstantinova，Pavel Alexa. Detection of virulence factors of Escherichia coli focused on prev?alence of EAST1 toxin in stool of diarrheic and non-diarrheic piglets and presence of adhesion involving virulence factors in astA positive strains［J］.Veterinary Microbiology，2012，154（3）：369-375.

［2］Wang S，Zhang S，Liu Z，et al.Molecular Characterization of En?terohemorrhagic E.coli O157 Isolat-ed from Animal Fecal and Food Samples in Eastern China［J］.ScientificWorld Journal，2014：946394.

［3］Myeong Ju Chae，Jae Keun Cho，Young Ju Lee.Virulence Genes of Escherichia coli Isolates from P-igletswith Diarrhea in Korea［J］. Journalof Animal and Veterinary Advances，2012，11（1）：9-12.

［4］Bolton D J，Lvory C，McDowell D.A study of Salmonella in pigs from birth to carcass：Serotypes，ge-notypes，antibiotic resistance and virulence profiles［J］.International journal of food microbiolo?gy，2013，160（3）：298-303.

［5］曹恬雪，蔣文燦，何文成，等.沙門菌毒力因子的研究進展［J］.中國預防獸醫學報，2014，36（4）：331-334.

［6］韓妍，梁文，李博，等.沙門菌致病相關毒力因子概述［J］.中國抗生素雜志，2013，38（5）：s2-s7.

［7］Rajkhowa S，Shakuntala I，Pegu SR，etal.Detection of Pasteurel?lamultocida isolates from local pigs of India by polymerase chain reaction and their antibiogram［J］.TropAnim Health Prod，2012，44：1497-1503.

［8］馬廣鵬.副豬嗜血桿菌毒力因子研究進展［J］.動物醫學進展，2013，34（2）：83-88.

［9］Maneerat K，Yongkiettrakul S，Tongtawe P，et al.Virulence Genes and Genetic Diversity of Streptococcus suis S-erotype 2 Isolates from Thailand［J］.Transboundary and Emerging Diseases，2013，60（2）：67-79.

［10］Koen Chiers，Tine De Waele，Frank Pasmans，et al.Virulence factors of Actinobacillus pleuropneumoniae involved in coloniza?tion，persistence and induction of lesions in its porcine host［J］. veterinary Research，2010，41（5）：65.

S852.65+1

A

0529-6005（2015）12-0071-02

2014-12-21

河南省生豬產業技術體系（S2012-06-02）

勾肖晶（1989-），女，碩士，研究方向為畜禽智能化清潔生產，E-mail：gouxiaojing89@sohu.com

劉興友，E-mail：lxy63@hist.edu.cn