中欧小反刍动物中分离出的金黄色葡萄球菌厌氧亚种(Staphylococcus aureus subsp. anaerobius)的存在及遗传变异性研究:填补认知空白,助力疫病防控

【字体: 时间:2025年04月19日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为探究德国和奥地利小反刍动物中金黄色葡萄球菌厌氧亚种(SAAN)的情况,研究人员对相关样本进行分析。结果发现 SAAN 在德国和奥地利首次被报道,其分离株遗传多样性低。该研究为了解 SAAN 传播和防控提供依据。

  在广袤的畜牧业领域,小反刍动物(如绵羊和山羊)的健康状况一直备受关注。有一种神秘的病菌 —— 金黄色葡萄球菌厌氧亚种(Staphylococcus aureus subsp. anaerobius,简称 SAAN),正悄然威胁着它们的生命。SAAN 能引发莫雷尔病(Morel’s Disease,MD),导致小反刍动物出现脓肿症状。这种疾病在许多非洲和中东国家早已出现,自 2000 年起,在欧洲也逐渐增多。奇怪的是,此前德国和奥地利一直没有 SAAN 在绵羊和山羊中出现的报道。而且,SAAN 的生化鉴定存在诸多困难,它在有氧条件下难以生长,常用的商业鉴定试剂盒数据库中也没有厌氧葡萄球菌的信息。同时,其传播途径尚不明确,给防控工作带来极大挑战。此外,SAAN 的潜在人畜共患病风险也一直悬而未决,这一系列问题促使科研人员开展深入研究。
来自德国汉诺威兽医大学、波兰华沙生命科学大学、奥地利健康与食品安全局等多个研究机构的研究人员携手合作,针对这些问题展开了研究。他们的研究成果发表在《Scientific Reports》上,为我们揭开了 SAAN 的神秘面纱,对防控该病菌、保障小反刍动物健康以及评估人畜共患病风险具有重要意义。
研究人员为开展此项研究,运用了多种关键技术方法。首先,他们从德国、奥地利和波兰的 17 个小反刍动物农场采集样本,其中包括德国 12 个农场的 35 只绵羊和 10 只山羊、奥地利 3 个羊群的样本以及波兰 2 个奶山羊场的样本 。接着,采用经典的细菌培养方法分离 SAAN,通过在不同条件下培养,观察菌落生长情况并进行鉴定。然后,利用全基因组测序技术,对分离出的菌株进行深入分析。最后,运用生物信息学分析手段,筛选毒力基因、抗菌耐药基因,并进行系统发育分析,以探究菌株间的关系。
下面来详细看看研究结果:
  • 系统发育分析:研究人员通过对 52 个 SAAN 核心基因组进行比较,结合其他国际菌株数据,发现大多数德国分离株(n=34)在 Cluster1 中,它们的等位基因差异(AD)≤6 ,亲缘关系密切。然而,同样属于 ST4581 的波兰山羊分离株和奥地利绵羊分离株却分别处于不同的簇。此外,还鉴定出了 ST3756 菌株的第五个簇。而且,研究发现 SAAN 的序列类型与宿主物种并无关联。
  • 基因型特征:毒力相关基因:所有分离株都携带一系列与金黄色葡萄球菌毒力相关的基因。这些基因涉及黏附过程,比如 cna(编码胶原蛋白结合蛋白)、eap(细胞外黏附蛋白)等;还有参与免疫逃避的基因,像 adsA(腺苷合酶 A)、与荚膜相关的基因等;以及合成生物膜的相关基因。不过,部分基因可能由于发生突变而成为假基因,影响其功能。
  • 基因型特征:抗菌耐药基因:SAAN 中与抗菌耐药相关的基因或基因修饰较少。研究人员发现了与磷霉素耐药相关的点突变,如 glpTA100V、murAE291D和 murAT396N ,还检测到了赋予四环素耐药性的 mepA 和 tet (38) 基因,以及与林可霉素耐药相关的 lmrS 基因 。
综合上述研究结果,该研究首次证实了 SAAN 在德国和奥地利小反刍动物中的存在。尽管之前德国的种羊可能已将 SAAN 传播到波兰的山羊群,但此次研究明确了其在这两个国家的分布情况。同时,研究表明 SAAN 在不同国家的分离株之间存在一定的亲缘关系,但国际间菌株传播的情况还需更多研究。此外,SAAN 分离株的遗传多样性较低,这为开发通用疫苗提供了可能。虽然目前 SAAN 感染人类的情况极为罕见,但不能排除其潜在的人畜共患病风险。不过,该研究也存在一定局限性,样本采集采用的是便利抽样法,不能代表德国 SAAN 的流行情况,而且关于 SAAN 引入的信息多来自农民的报告,缺乏监测数据。
总体而言,这项研究填补了我们对 SAAN 认知的空白,为后续深入研究 SAAN 的传播机制、开发防控策略以及评估人畜共患病风险奠定了坚实基础。未来,科研人员还需进一步扩大样本范围,加强监测,深入探究 SAAN 的生物学特性,从而更好地保障小反刍动物的健康和畜牧业的可持续发展。
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