布氏杆菌

布氏杆菌Brucella目录一、布氏杆菌的分类分型二、种属特性形态与染色特性细胞结构与组成生长特性培养特性生化特性三、布氏杆菌的抵抗力四、抗原结构与致病力五、临床症状感染机制六、布氏杆菌的检测七、预防与控制布氏杆菌又名布鲁氏菌，是多种动物和人布氏杆菌病的病原。它能引起以流产和发热为特征的一种全世界广泛分布的人畜共患慢性细菌传染病,严重威胁着人和多种动物的生命健康。布氏杆菌可感染人类、多种家畜和野生动物,引起相似的临床症状与病理损伤,如发热、流产与不育、慢性关节炎及神经损害等,导致巨大的经济损失和严重的公共卫生问题。在世界许多国家,布氏杆菌对反刍动物和猪的感染都很严重,由于部分野生动物也感染了布氏杆菌,将对人和家畜构成一种潜在的危害。此病已经使世界各国遭受了巨大的经济损失，在拉丁美洲,该病每年造成至少6亿美元的损失,而20世纪90年代美国这一数字平均为1.5亿美元。更重要的是布鲁氏菌能引起人的感染发病，威胁着公众健康，被一些西方国家列为生物战剂之一。布鲁氏菌的分类分型自从1887年，Bruce从死于“马尔他热”的英国士兵脾脏中分离出羊种布鲁氏菌以后，在一百多年的时间里先后分离到近万株细菌。本属细菌以往分为羊、牛、猪三型，到1970年由于新的菌株被发现，故在国际细菌命名会上将布鲁氏菌分为6个种，19个生物型。1972年，又将猪种增加1个粗糙型而成为目前的6个种，20个生物型。根据致病性的不同和宿主特异性，布鲁氏菌的6种生物型分别是：1、羊布鲁氏菌（B.melitensis）2、牛布鲁氏菌（Ｂ.abortus）3、猪布鲁氏菌（Ｂ.suis）4、绵羊布鲁氏菌（Ｂ.ovis）5、犬布鲁氏菌（Ｂ.canis）6、沙林鼠布鲁氏菌（Ｂ.neotomae）20世纪90年代，人们陆续从海洋动物包括海豹、海豚、小鲸鱼、鲸鱼及水獭中分离到了第7种生物型的布鲁氏菌，并且证明从海洋动物中分离到的布鲁氏菌的致病性和分子特征与上述6种布鲁氏菌不同，是一种新的生物型的布鲁氏菌，虽然目前这种生物型布鲁氏菌还没有得到正式命名，但已经被普遍认可。一、形态及染色特性：布鲁氏菌是一群无动力、无芽孢、革兰氏阴性球杆菌或短杆菌，大小为（0.5~0.7）×（0.6~1.5）μm，细胞相当一致，并且容易被错认为球菌。在一般显微镜下观察时难以区分。涂片检查它们以典型的单个存在，但也成对或成簇出现。没有荚膜、鞭毛、不产生芽孢；然而，在流产布鲁氏菌、马耳他布鲁氏菌、猪布鲁氏菌中，电镜观察已看见外周的囊膜。布鲁氏菌可被碱性染料染色，姬母萨染色为红色，对阿尼林的染料吸附缓慢，但经赫兹罗夫斯基或其他鉴别染色法染色后，可表现出不同的染色反应。布鲁氏菌的种属特性细胞结构和组成布鲁氏菌拥有一种典型的革兰氏阴性菌细胞壁，主要的表面抗原位于脂多糖。在不同的平滑型布鲁氏菌种中发现A（流产型）和M（马尔他型）抗原。外膜含有其他主要表面抗原。肽聚糖层（3-5nm）比大肠杆菌更突出，胞浆边缘空间为3—30nm.细胞浆膜是一种典型的三层脂蛋白膜。细胞结构与组成布鲁氏菌DNA的G+C摩尔百分比为58%--59%.在DNA杂交试验中各种型菌株的DNA同源性一般大于90%以上。除猪种布鲁氏菌生物型3菌株只有一条3300kb的染色体外，其余布鲁氏菌都有2条环状DNA染色体，大的一条约2.1kb，具有细菌复制功能基因，小的一条约1.2kb，具有染色体复制功能基因。猪布鲁氏菌和马尔他布鲁氏菌的全基因组已经被测序。布鲁氏菌对宿主的亲和性、毒力、感染力的功能基因都位于DNA保守区，种间这些方面的差异仅仅只体现在基因序列的微小差异上，而不是有不同的独特基因片段控制。生长特性布鲁氏菌初代分离时对营养要求较高，培养基中常需加入血清、血液、肝汤、马铃薯浸液、葡萄糖或泛酸钙等。专性需氧，适温37℃，最适PH为6.6—7.4。流产布氏杆菌和绵羊布氏杆菌在初代分离时尚需5%--10%CO2。具有5%血清的富集培养基为流产布鲁氏菌2型和羊布鲁氏菌所必需。本菌在初次培养生长缓慢，常需5—10天甚至20—30天才能长出菌落，但实验室传代保存的菌株，通常培养8—72小时即可生长良好。生长特性当用斜发射光检查时，布鲁氏菌菌落呈现特征性的蓝色。通过是否存在脂多糖的多糖侧链可以决定菌落具有平滑或非平滑形态。这些形态变异是自发突变的结果，并且受特定的生长因子影响。平滑的菌落为白色，整个边缘凸起，并且具有奶油样坚固性。非平滑菌落具有中间的粗糙或黏液样形状。粗糙型菌落为暗黄色，透明并且易碎。它们很难在溶液中悬浮，并自发凝集。除了具有黏性的质地，黏液样菌落与粗糙型菌落相似。羊布氏杆菌培养特性在肝汤琼脂或胰蛋白胨琼脂上，菌落圆形、光滑、湿润、稍隆起，均质而中央有细微颗粒，最初无色透明，后渐浑浊。在马铃薯培养基上，菌落呈现棕黄色。在液体培养基中轻微浑浊，后形成粘稠沉淀，在液体培养基中不形成菌膜，但陈旧培养物有时可能形成菌环。生化特性很少发酵糖类。赤鲜醇能刺激其生长，而不需要氯化血红素（X因子）及辅酶Ⅰ（V因子）。过氧化氢酶反应阳性,但沙林鼠种和绵羊附睾种布鲁氏菌却是阴性。一般不能还原硝酸盐（绵羊附睾种除外），产生H2S和水解尿素的程度不稳定，不产生吲哚，不液化明胶，不凝固牛乳，有产生靛基质，MR和VP实验阴性，不利用柠檬酸盐，不能从O-硝基酸-β-D-半乳糖苷中释放O-硝基酸，不改变石蕊牛奶或使之成碱性抗原结构与致病力（1）抗原结构：布鲁氏菌的抗原成分是复杂的，目前还不可能搞清楚。光滑型布鲁氏菌具有M(马尔他型)抗原和A(流产型)抗原。Miles等(1936)，提取一种具有特异性的抗原物质，它是由磷脂(PL)、精氨酸一肽(AP)、含酪氨酸和色氨酸(S)组成的(PL、AP、S)。AP成分对动物有毒力，而且被认为是A和M抗原成分。还有报导采用超声波粉碎布鲁氏菌提取抗原，发现有两种抗原存在，一种为布鲁氏菌细胞壁上存在的抗原．另一种为糖脂多肽抗原(GLP)抗原结构唐浏英等报告，布鲁氏菌细胞表面蛋白(BCSP31)是一种从布鲁氏菌细胞表面提取的相对分子质量为31×103的蛋白质。这种蛋白质在布鲁氏菌的6个种中具有保守性，同时其表达又具有多态性。BCSP31对小白鼠预防接种能产生保护作用，是一种保护性抗原成分。抗原结构布鲁氏菌抗原在分子生物学水平上有25kDa外膜蛋白，36kDa外膜蛋白和omp31。25kDa存在于所有布鲁氏菌中，是布鲁氏菌主要外膜蛋白成分之一。36kDa主要存在于B.abortus中，是构成跨膜通道的膜孔蛋白。omp31主要存在于B.melitensis外膜蛋白中，在绵羊种和犬种中表达量相对也较高，分子量分布于31~34kDa。除这些主要外膜蛋白外，已鉴定出布鲁氏菌细胞蛋白、外周蛋白及一些膜蛋白中也有许多具有免疫原性蛋白。他们除能够引起宿主体液反应外,更多的与布鲁氏菌在巨噬细胞内存活和抗巨噬细胞杀伤能力有关。致病力（2）致病力：目前已经知道，布鲁氏菌对完整的粘膜和皮肤的侵袭作用与布鲁氏菌产生透明酯酸酶有关，细菌可以很快扩散到其它部位，引起一连串移行病。布鲁氏菌不产生外毒素，只产生内毒素，是存在于细胞壁的一种类脂多糖物质。布鲁氏菌属内毒素的生物学特点有致热性，有致死作用，有皮肤过敏反应。致病力据报导，小剂量的内毒素可刺激机体增加抗感染能力。现在看来，内毒素也不能完全解释布鲁氏菌的毒力，因为粗糙型菌和光滑型菌之间，主要区别是细胞壁表面的脂多糖存在与否。已经知道的绵羊附睾种和犬种布鲁氏菌是有毒力的菌，而且为粗糙型菌。布鲁氏菌可以经过完整的皮肤侵入人体，同样它可以经过眼结膜、消化道粘膜、阴道及生殖器粘膜侵入机体。但不同菌种对同一动物，同一菌种对不同动物的致病力不同。布鲁氏菌的这种致病力，一方面是与菌体本身的透明脂酸酶、菌体的其它酶系统、毒素等有关以外，还与宿主的状态等密切相关。致病力山羊和绵羊主要由羊种和绵羊附睾种布鲁氏菌引起，但亦存在牛种菌转移到羊种和猪种菌致使羊感染的报导，也有羊种转移到牛体的报导。人对各种布鲁氏菌均有易感性，从三种布鲁氏菌对人的致病性来说，以羊种菌为最强，猪种菌常有化脓的倾向，以牛种菌对人致病性最弱。布氏杆菌的抵抗力布氏杆菌对自然环境因素的抵抗力较强，在直射阳光下可存活4小时，但此菌对湿热的抵抗力不强，60℃加热30分钟或70℃加热5分钟即被杀死，煮沸立即死亡。对消毒剂的抵抗力也不强，2%石碳酸、来苏儿、火碱溶液或0.1%升汞，可于1小时内杀死本菌。5%新鲜石灰乳2小时或1%--2%福尔马林，3小时可将其杀死。0.5%洗必泰或0.01%度米芬、消毒净或新洁尔灭，5分钟内即可杀死本菌临床表现布鲁氏菌的主要临床表现与生殖道有关，一般情况下，动物不表现明显的全身性疾病。在雌性动物，流产是最普遍的表现，没有预兆的症状通常是明显的。对于公畜，附睾炎和睾丸炎是最普遍的症状，损伤通常是单侧的，但也可能是双侧的。公畜生殖道的感染导致生育降低，在一些情况下，导致不育。生殖道外症状表现在许多动物种类。感染猪布鲁氏菌的猪可能发展为关节炎，尤其在肢体的大关节或腰部脊椎。腰部脊椎的损伤导致在脊髓加压的组织坏死，并且导致后来的瘫痪。感染了犬布鲁氏菌的狗能够发生脑膜炎、骨髓炎和眼色素层炎。临床表现人的布鲁氏菌病主要是一种网状内皮系统疾病。可能出现一种温和的淋巴结病，脾肿大和肝肿大。在暴露后的2—3周，开始出现症状。临床症状是非特异的，并且包括间歇性发热和盗汗的寒战，疲劳、肌肉和关节痛、背痛，压抑和失眠是普遍的。感染的特异性临床表现包括关节炎、骨髓炎和心内膜炎。感染机制布鲁氏菌主要通过呼吸道、消化道、泌尿生殖道，以及损伤或未损伤的皮肤等多种途径传播，通过接触、吸入、食入带菌的物质而引起感染。布鲁氏菌在宿主体内数量的增长是由于它们有与其他细胞内寄生的致病菌一样具有逃避巨噬细胞杀伤作用的能力。巨噬细胞内的吞噬体能迅速酸化使布鲁氏菌在其内存活和复制，因此巨噬细胞内的吞噬体对布鲁氏菌有保护作用，最终使布鲁氏菌达到一定数量而向其他宿主细胞扩散。感染机制布鲁氏菌感染宿主细胞与其他细胞内寄生细菌一样需经过四步：黏附、侵入、定植、传播。布鲁氏菌进入宿主后，或者在细胞外环境游离，或者在噬菌细胞内定位到局部淋巴结。它们或者扩散并且感染其他细胞，或者被杀死并终止感染。优先定居于怀孕动物的生殖道，在妊娠子宫的未知因子，也就是尿囊内的液体因子，能够刺激布鲁氏菌的生长。赤藻糖醇是这些因子中的一种。随后感染扩散到胎儿，引起流产。流产的精确机制尚不清楚，但可能源于：1、由于现存的胎盘炎对于胎儿循环的影响2、内毒素的直接效应3、来自于胎儿组织的炎症反应的应激布氏杆菌的检测一、布病的常规检测方法由于布病在临床症状和病理解剖学变化方面没有明显的特征,本病又多以隐性感染为主,因此主要靠实验室综合诊断来检测病因。实验室诊断有细菌学、血清学和变态反应三种诊断法。1、细菌学方法细菌学操作复杂,首先要收集病料,制备特定及选择性培养基,然后进行接种培养,3d后才能鉴定结果,由于细菌学操作所需时间长,检测结果误差大,所以用血清学试验诊断布病在兽医临床上显得尤为重要。布氏杆菌的检测2、血清学常规检测法目前我国常用的血清学检测方法有:试管凝集试验(SAT)、虎红平板凝集试验(RBT)、缓冲平板凝集试验(BPAT)、补体结合试验(CF)、乳汁环状试验(MKT)等方法。但这些血清学方法有的特异性和灵敏性不高,有的操作繁琐。虎红平板凝集试验方法主要用于初筛,由于其特异性不高,受试验温度和凝集时间相对较短的影响,不易准确判定结果,故对虎红平板凝集试验阳性者,还必须经试管凝集试验或补体结合试验检测为阳性才能最终判定为阳性。试管凝集试验是我国布氏杆菌病诊断的法定方法,但是该法操作繁杂、费时,不适于现场采用。布氏杆菌的检测3、变态反应(DTH)法DTH试验操作简便,判断直观,标准易于掌握。但山羊的变态反应不如绵羊容易读取和判断结果,此种反应作为一种畜群试验方法很有价值。不易做早期诊断。一般用DTH结合补体结合试验诊断猪布病。布氏杆菌的检测二、酶联免疫吸附试验(ELISA)ELISA是近年来研制出的一种新型的快速检测技术,常用