高致病性大肠杆菌O121-B2-ST131引发水貂出血性肺炎的病原学确证及致病机制研究

本研究针对中国北方水貂养殖场频发的急性致死性出血性肺炎（HP）疫情，首次通过动物攻毒实验证实了肠外致病性大肠杆菌（ExPEC）O121-B2-ST131型菌株的病原学地位。研究人员通过分子特征分析、毒力基因检测和小鼠-水貂跨物种感染模型，揭示了该菌株的多重耐药性和携带focG/cnf1等关键毒力因子的致病机制，为水貂HP的防控提供了理论依据。

　　

近年来，水貂养殖业面临出血性肺炎（Hemorrhagic pneumonia, HP）的严重威胁，这种急性致死性疾病在中国北方养殖场呈现爆发趋势，病死率可达100%。传统认为铜绿假单胞菌和肺炎克雷伯菌是主要病原，但近期疫情中却频繁检出肠外致病性大肠杆菌（Extraintestinal pathogenic Escherichia coli, ExPEC），其病原学地位亟待验证。

吉林大学人兽共患病研究教育部重点实验室联合东北农业大学兽医医学院的研究团队，从哈尔滨某水貂养殖场爆发的HP病例中分离到一株代表性菌株L1。通过系统研究，首次依据科赫法则证实ExPEC O121-B2-ST131型菌株是水貂HP的直接病原体。该成果发表于《BMC Veterinary Research》，为这一重要动物疾病的防控提供了突破性证据。

研究采用以下关键技术：①细菌分离鉴定（包括生化试验和16S rDNA测序）；②分子特征分析（MLST分型、血清型鉴定和毒力基因PCR检测）；③抗生素敏感性测试（CLSI标准纸片扩散法）；④动物攻毒实验（BALB/c小鼠腹腔注射和水貂肌肉注射模型）；⑤组织病理学分析（H&E染色观察肺组织病变）。

研究结果：

1. 临床特征与病原分离：疫情中水貂出现鼻出血、呕血等典型HP症状，肺组织呈现大面积充血实变。从12例病例中均分离到纯培养的L1菌株，经生化鉴定和16S rDNA测序确认为大肠杆菌，排除其他常见病原体感染。

2. 分子特征解析：L1被鉴定为ExPEC，携带focG/afa/draB等黏附素基因、ibeA侵袭素基因和cnf1细胞毒素基因。MLST分型显示其属于全球流行的高危克隆ST131，血清型为O121，系统发育群为B2（与人类致病株亲缘性达99.87%）。

3. 耐药性与生物膜形成：L1对氨苄西林、泰乐菌素等9种抗生素耐药，但对头孢曲松、多粘菌素敏感。中等强度生物膜形成能力可能增强其环境适应性。

4. 跨物种致病性验证：小鼠实验中，10⁸ CFU剂量组24小时内全部死亡，呈现肺水肿等典型病变。水貂攻毒后72小时内出现与自然病例相同的出血性肺炎病理特征，肺组织H&E染色显示肺泡壁毛细血管充血、广泛炎性浸润。

讨论与意义：
该研究首次完整履行科赫法则，证实ExPEC ST131-O121菌株可通过毒力因子组合（如cnf1诱导细胞坏死）引发水貂HP。其与人类致病株的高度基因组相似性（ST131特异性基因100%同源）提示潜在的人兽共患风险。研究发现的多重耐药谱（特别是对β-内酰胺类和喹诺酮类耐药）为临床用药提供指导，而O121血清型在貂源菌株中的首次报道，拓展了对ExPEC宿主适应性的认知。

这项研究不仅解决了水貂HP病原学争议，还为建立针对性防控措施（如疫苗开发靶点筛选）奠定基础。鉴于ST131克隆群在医疗机构的流行现状，后续需关注养殖场-环境-人类的传播链监测，这对保障动物健康和公共卫生安全具有双重意义。