從廢水中選擇性分離空腸彎曲桿菌的一種改良培養方法
2024-06-24 17:01:56
彎曲桿菌是引起食源性感染的主要細菌原因,是從環(huán)境來(lái)源(如湖泊、河流、海洋和污水)中分離出來(lái)的,這表明環(huán)境水是將彎曲桿菌傳播給人類(lèi)的可能載體。然而,分離與水傳播暴發(fā)有關(guān)的彎曲桿菌似乎具有挑戰性,這不僅是由于從環(huán)境和糞便樣本中分離出來(lái)的彎曲桿菌的可培養能力迅速喪失,也由于最初的感染和暴發(fā)調查之間的時(shí)間間隔。因此,采用基于培養的方法對水資源進(jìn)行定期監測系統可能會(huì )低估彎曲桿菌在環(huán)境中的流行率,這可能會(huì )誤導我們對環(huán)境源在人類(lèi)感染中所發(fā)揮的作用的理解和彎曲桿菌對食物鏈的污染的可能。為此推薦本篇文章與大家一起學(xué)習,希望能對大家有所幫助。
內容
1.摘要
空腸彎曲桿菌是世界范圍內主要的食源性致病菌之一,廣泛存在于多種食物、家畜、野生動(dòng)物和環(huán)境中。目前可用的基于培養的分離方法對廢水樣品不是很有效,因為在競爭細菌中空腸梭菌的數量很少。為了從廢水樣品中檢測和分離空腸彎曲桿菌,本研究使用五種不同的抗生素(如頭孢哌酮、萬(wàn)古霉素、甲氧芐氨嘧啶、多粘菌素B和利福平)評估了幾種不同的富集條件,空腸彎曲桿菌對此具有內在耐藥性。用qRT-PCR檢測Ct值測定各富集條件的選擇性和多重PCR檢測彎曲桿菌的種類(lèi)。此外,通過(guò)在Bolton和Preston 瓊脂平板上生長(cháng)來(lái)考察彎曲桿菌在不同培養基上選擇性富集后的分離效果。在Bolton選擇性補充劑中添加多粘菌素 B、利福平或兩者均可增強空腸彎曲桿菌的選擇性分離,16S rDNA測序結果顯示,腸球菌屬和銅綠假單胞菌是富集條件下的主要競爭細菌。雖然已知很難從重污染的樣品中分離出彎曲桿菌,但本研究很好地表明,抗生素選擇的處理可以提高從廢水中分離苛養型的彎曲桿菌的效率。
2. 結果與討論
空腸彎曲桿菌在不同抗生素補充劑下的生長(cháng):
Bolton選擇性補充劑(BN)由三種抗生素組成,包括頭孢哌酮、萬(wàn)古霉素和甲氧芐啶,在實(shí)驗中,BN作為基礎抗菌補充劑,在BN中添加多粘菌素B、利福平或兩者以增加抗生素選擇壓力。
在BN中加入多粘菌素B或利福平均不影響生長(cháng)。在12 h時(shí),同時(shí)添加利福平和多粘菌素B可略微降低OD600;然而,在四種不同的富集條件下,生長(cháng)沒(méi)有顯著(zhù)差異(圖1)。結果表明,空腸彎曲桿菌可以在天然耐藥的多種抗生素聯(lián)合存在的情況下生長(cháng)。
不同富集條件下qRT-PCR檢測彎曲桿菌的Ct值:
qRT-PCR檢測彎曲桿菌的Ct值隨抗菌富集程度的不同而變化。添加一種抗生素(即利福平或多粘菌素B)顯著(zhù)降低了Ct值,說(shuō)明彎曲桿菌的數量因選擇性富集而增加。此外,與其他富集條件相比,添加兩種抗生素的Ct值最低(圖2),表明抗生素選擇壓力的增加增強了原始污水樣品中彎曲桿菌的富集。
不同富集條件下彎曲桿菌的多重PCR檢測:
TABLE 1 | The number of positive detection of Campylobacter 16S rDNA,
C. jejuni, C. coli, and C. lari with multiplex PCR in four different enrichment conditions at 42?C.
多重PCR結果顯示,原發(fā)彎曲桿菌屬為空腸彎曲桿菌和大腸桿菌(表1)。與多粘菌素b相比,添加利福平檢測空腸彎曲桿菌和大腸桿菌的頻率更高。
增加抗生素選擇壓力來(lái)增強從原始污水中分離出的彎曲桿菌:
為了檢查瓊脂培養基對彎曲桿菌分離的影響,我們將富集培養物接種在彎曲桿菌的常見(jiàn)培養基 Bolton 和 Preston 瓊脂上。與qRT-PCR結果一致,添加利福平、多粘菌素B和兩種抗生素可顯著(zhù)提高彎曲桿菌的分離頻率,降低非彎曲桿菌的分離頻率(圖3)。其中,BNRP對彎曲桿菌的分離率最高,而BN沒(méi)有恢復任何彎曲桿菌。
雖然抗生素富集顯著(zhù)影響分離頻率,但 Bolton 和 Preston 瓊脂培養基在分離頻率上沒(méi)有任何差異。
為了鑒定在選擇性富集培養基上生長(cháng)的主要非彎曲桿菌群體,我們根據菌落形態(tài)隨機選擇了100個(gè)菌落,并進(jìn)行了16S rDNA擴增子測序。主要的非彎曲桿菌屬包括腸球菌、大腸桿菌、克雷伯氏菌、變形桿菌和假單胞菌(表2)。補充額外的抗生素,無(wú)論是單一的(即BNR和BNP)還是兩者(即BNPR),都抑制了其他細菌種群的生長(cháng),然而,在BNPR中仍然分離到腸球菌。重要的是,增加了抗生素的選擇壓力提高了從廢水中分離出彎曲桿菌的頻率。
討論:
研究發(fā)現增加抗生素選擇壓力和培養溫度是影響影響從嚴重污染廢水樣品中成功分離空腸衣原體的關(guān)鍵參數。此外,利福平似乎可以有效地提高基于PCR的定量方法中彎曲桿菌富集的選擇性,而利福平和多粘菌素B都需要抑制競爭性細菌的生長(cháng),并通過(guò)基于培養的方法提高對空腸彎曲桿菌分離的選擇性。