德爾卑沙門菌的研究進展

鄭慧娟，潘志明，焦新安

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德爾卑沙門菌的研究進展

鄭慧娟，潘志明，焦新安

德爾卑沙門菌是重要的人獸共患病原菌，可引起人食物中毒和敗血癥等癥狀，而且對牲畜的繁殖及健康帶來嚴重威脅。本文就德爾卑沙門菌的流行現狀、基因組學及致病機制等方面的研究進行總結，以期為該菌的防治提供指導。

德爾卑沙門菌；流行現狀；基因組學；致病機制

Funded by the National Key Research and Development Program Special Project (No.2016YFD0501607), Agroscientific Research in the Public Interest (No.201403054), the National Natural Science Foundation of China (Nos. 31320103907 and 31230070), the Research and Development Program of Jiangsu (BE2015343), the "six Talent Peaks Program" of Jiangsu Province (No.NY-028), the Yangzhou University Science and Technology Innovation Team, the Priority Academic Program Development of Jiangsu Higher Education Institutions (PAPD)

沙門菌是引起世界范圍內人類食源性疾病的首要因素[1]。絕大多數沙門菌對人和動物有致病性，具有重要的公共衛生意義[2]。近年來在豬肉生產鏈中德爾卑沙門菌的分離率逐漸趨于首位，其在健康人群的攜帶率也位于前列。本文綜述了德爾卑沙門菌在流行現狀、基因組學和致病機制等方面的研究進展，以期為德爾卑沙門菌的防治提供理論依據。

1 德爾卑沙門菌流行現狀

1.1 流行病學調查 生豬屠宰場及豬肉的流行病學研究發現，德爾卑沙門菌已成為優勢血清型之一[3-5]。德爾卑沙門菌是1923年Peckham在引起食物中毒的豬肉餅中首次分離到的[6]。它在1923-1944年間引起英格蘭和威爾士11起暴發性的食物中毒，1946年澳大利亞的一家醫院也暴發了由德爾卑沙門菌引起的嬰兒腹瀉，其中68個嬰兒發病，10例死亡[7]。美國每年約有上百萬人因食用沙門菌污染的食品而引起腸熱癥、胃腸炎和敗血癥等疾病[8]。德爾卑沙門菌主要在豬肉中分離到[9]，沙門菌污染的豬肉是導致人感染沙門菌的第二大來源，歐洲26個國家豬源沙門菌的主要血清型分別是鼠傷寒沙門菌、德爾卑沙門菌和腸炎沙門菌，而且德爾卑沙門菌分離率有超越鼠傷寒沙門菌的趨勢[10]。在2006-2007年間，歐盟對其25個成員國及挪威生豬屠宰場淋巴結樣品及13個成員國生豬屠宰場豬胴體擦拭樣品沙門菌的污染狀況進行流行病學分析，發現沙門菌污染率分別為10.3%和8.3%；淋巴結樣品沙門菌分離株血清型中，德爾卑沙門菌分離率為24.3%，位居第二；而胴體來源沙門菌2個主要血清型分別為鼠傷寒沙門菌占49.4%，德爾卑沙門菌占24.3%[11]。近年來，德爾卑沙門菌引起的沙門菌病逐漸上升[12]，這不僅對人的健康造成了嚴重的威脅，同時影響了經濟的發展，所以應該引起人們對德爾卑沙門菌的重視。

在我國德爾卑沙門菌也逐漸成為最優勢血清型。李昱辰等[13]和蔡銀強等[14]對江蘇省屠宰場及農貿市場豬肉樣品沙門菌的污染情況進行調查發現德爾卑沙門菌的分離率均占首位。1990年山東一家醫院內暴發了由德爾卑沙門菌引起的嬰幼兒腹瀉，其中有3名患者并發敗血癥[15]。2006年通過對武漢同濟醫院0～3歲孩子的3 746份門診腹瀉樣本沙門菌的分離鑒定發現，德爾卑沙門菌的分離率占首位[16]。從這些數據可以看出德爾卑沙門菌在國內食品中流行比較嚴重，尤其是豬肉樣品，而中國作為豬肉生產和消費大國，應加強對德爾卑沙門菌的監測。目前，發達國家正逐步建立食源性致病菌監測網和同源性分析網等來應對食源性疾病的暴發和新病原菌的出現，世界衛生組織(World Health Organization, WHO)于2000年建立了全球沙門菌監測網(World Health Organization Global Salmonella Survey, WHO GSS)[17]。

1.2 分子流行病學研究 多位點序列分型(Multilocus sequence typing, MLST)通過對細菌多個管家基因核酸序列的測定從而對細菌進行分型，此分型方法操作簡單，重復性好[18]，而且Sukhnanand等[19]研究發現沙門菌ST型與其血清型之間有很好的對應關系，可以對沙門菌血清型進行預測。通過查閱沙門菌MLST數據庫 (http://mlst.warwick.ac.uk/mlst/dbs/Senterica/Get

TableInfo_html)發現德爾卑沙門菌一共有13種ST型，分別為ST15、ST39、ST40、ST71、ST72、ST678、ST682、ST683、ST695、ST774、ST813、ST1326、ST1585，而ST40沙門菌大多分離于豬及豬肉中，與此同時引起了大量的人沙門菌病。而目前我國主要有ST40和ST71兩種ST型，其中以ST40為主，而ST71在近幾年才開始出現[13-14]。在國外德爾卑沙門菌ST型種類比較豐富，比如丹麥德爾卑沙門菌ST型有6種，分別為ST39、ST40、ST71、ST678、ST682、ST683[20]，在德國德爾卑沙門菌ST型有5種，ST39、ST40、ST71、ST682、ST774，其中ST39是分離率最高的一種ST型，而ST774是新發現的一種ST型[21]。從以上數據可以看出德爾卑沙門菌ST型比較豐富，但是由于管家基因相對比較保守，其在區分高度關聯的菌株時仍存在一定的局限性，無法區分各ST型之間的親緣關系，因此需要分辨力更高的分型方法。

2 德爾卑沙門菌基因組學研究

根據GenBank公布的序列，目前已有12株德爾卑沙門菌完成了基因組測序，這推動了德爾卑沙門菌基因組的研究，加深了對其致病機理的認識，為德爾卑沙門菌的防控研究奠定了基礎。德爾卑沙門菌主要在豬和豬肉上分離到，這是否說明德爾卑沙門菌對豬有宿主適應性還有待研究。Hayward等[22]對兩株豬源德爾卑沙門菌D1、D2進行全基因組測序,通過序列比對發現德爾卑沙門菌基因組中存在一個新的毒力島(SPI-23)，長37 Kb，42個開放閱讀框，除此之外德爾卑沙門菌的SPI-2, SPI-4與豬霍亂沙門菌SC-B67在基因組序列上完全一致，而SPI-18與傷寒沙門菌CT-18在基因組序列上完全一致。但是德爾卑沙門菌基因組中缺失10個毒力島(SPI-7, SPI-8, SPI-10, SPI-15, SPI-16, SPI-17, SPI-19, SPI-20, SPI-21, SPI-22)。

細菌質粒是獨立存在于細菌染色體DNA之外的遺傳物質，其具有可獨立復制和轉錄的能力，而且質粒攜帶的基因與宿主菌的表型密切相關[23]。耐藥質粒在選擇性壓力下可以發生水平轉移[24]。在德爾卑沙門菌基因組上存在IncL和ColE1兩個耐β-內酰胺類抗生素質粒[25-26]，Anne Bleicher等[27]研究發現了德爾卑沙門菌4個新質粒(pSD4.0, pSD4.6, pSD5.6, pSD107)，而且其基因組上存在的大質粒與小質粒間可以發生穩定的轉移。但是目前有關德爾卑沙門菌質粒的數據相對較少，還有許多未知問題有待研究。

3 德爾卑沙門菌致病機制研究

沙門菌的致病性與入侵非吞噬細胞的能力、在胞內存活的能力、以及在吞噬細胞內復制和增殖的能力有關[28]。通過德爾卑沙門菌感染小鼠模型發現其是低毒力菌株，口服低于2×108CFU(Colony Forming Units)對小鼠是不致死的，腹腔注射量為5×106CFU(Colony Forming Units)時死亡率為40%。德爾卑沙門菌不僅可在小鼠糞便和尿液中存在5個月之久，而且其在多個臟器內都可分離到，如心臟、脾臟，小腸、膀胱等[7]。德爾卑沙門菌也可引起豬的長程感染，并且在多個臟器內長期定植，如扁桃體、回盲淋巴結、脾臟、空腸、結腸、盲腸等，這可導致生豬屠宰時對豬肉的污染，所以其在豬肉中的分離率居高不下。細菌引起的免疫應答反應較弱，這也許是機體無法將其快速清除的一個原因[29]。德爾卑沙門菌SPI-23上的potR基因在德爾卑沙門菌對IPEC-J2細胞的黏附和侵襲有著重要的作用，缺失potR基因后，細菌對IPEC-J2細胞的黏附率和侵襲率顯著下降。當細菌侵襲豬的空腸上皮細胞時SPI-23上有9個基因的表達量會上調(potR,chlR,docB,genE,shaU,dumE,sadZ,tinY,talN)，由此可看出這些基因與德爾卑沙門菌的致病性密切相關[9]。德爾卑沙門菌感染豬時往往不會引起明顯的臨床癥狀，豬只是長程帶菌成為傳染源，危害整個群體，而且如果豬群感染其它高致病性病原菌時，其可引起繼發感染，導致豬的死亡率增加。由于這些低毒力菌株不會引起明顯的臨床癥狀，容易被忽視，所以對食品安全的威脅會更嚴重。

4 展 望

目前對德爾卑沙門菌的研究數據還較少，而且細菌在哺乳動物模型中的致病機制的相關信息有限，所以這給防治帶來一定的困難。慶幸的是，現在國內外已經對德爾卑沙門菌重視起來，全基因組數據也逐漸增多，相信在不久的將來，有關德爾卑沙門菌的致病機理、免疫應答以及分子流行病學等方面的研究會取得重大突破。

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Research progress onSalmonellaDerby

ZHENG Hui-juan, PAN Zhi-ming, JIAO Xin-an

(JiangsuKeyLaboratoryofZoonosis,JiangsuCo-innovationCenterforPreventionandControlofImportantAnimalInfectiousDiseasesandZoonoses,JiangsuYangzhou,China,JointInternationalResearchLaboratoryofAgricultureandAgri-productSafetyoftheMinistryofEducation,Yangzhou,Jiangsu,China,KeyLaboratoryofPreventionandControlofBiologicalHazardFactors(AnimalOrigin)forAgrifoodSafetyandQuality,MinistryofAgricultureofChina,YangzhouUniversity,Yangzhou, 225009China)

SalmonellaDerby is recognized as a major human food-borne pathogen causing food poisoning, septicaemia and other symptoms. Meanwhile, it can represent a severe threat to livestock breeding and health. The objective of this review is to summarize novel research progress on epidemic, genomics, pathogenic mechanism ofSalmonellaDerby for provide reference to related research.

SalmonellaDerby; epidemic; genomics; pathogenic mechanism

國家重點研發計劃課題(No.2016YFD0501607)；公益性行業(農業)科研專項(No.201403054)；國家自然科學基金(No.31320103907,No.31230070)；江蘇省重點研發項目(No.BE2015343)；江蘇省第九批"六大人才高峰"高層次人才項目(No.NY-028)；揚州大學科技創新團隊；江蘇省高校優勢學科建設工程項目聯合資助

潘志明，Email:zmpan@yzu.edu.cn

江蘇省人獸共患病學重點實驗室/江蘇省動物重要疫病與人獸共患病防控協同創新中心/農業與農產品安全國際合作聯合實驗室/農業部農產品質量安全生物性危害因子(動物源)控制重點實驗室

10.3969/j.issn.1002-2694.2017.07.013

R378.2

A

1002-2694(2017)07-0642-04

2016-04-14 編輯：張智芳