فیلوژنی جدایههای اشریشیاکلی مؤثر در موارد کلیباسیلوز
و سلولیت طیور گوشتی درشهربابک بهروش Multiplex PCR
اکبر اسدی*1، تقی زهرایی صالحی 2،رضا قنبرپور3 ،نوید اسدی4
1- دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهربابک، ایران
2- گروه میکروبیولوژی دانشکده دامپزشکی دانشگاه تهران،ایران
3- گرو0 میکروبیولوژی وایمنی شناسی دانشکده دامپزشکی شهید باهنر ،کرمان،ایران
4- گروه دامپزشکی دانشگاه شهید باهنر ،کرمان،ایران
چکیده
سابقه و هدف: عفونتهای ناشی از اشریشیاکلی در طیور انتشار جهانی دارد. سروتیپهای O1، O2، O8، O35 و O78، اشریشیاکلی در ایجاد بیماری کلیباسیلوز نقش دارند. ژنهایی مانند F17، SFa، pap، aFa، fimH، CrL، iuc، bla، yja و chu به عنوان فاکتور حدت اشریشیا بهشمار میروند. هدف از مطالعه حاضر تعیین فیلوژنی جدایههای اشریشیاکلی دخیل در موارد کلیباسیلوز و سلولیت طیور گوشتی در شهربابک (استان کرمان) بهروش Multiplex PCR بود.
مواد و روشها: از 117 نمونه اشریشیاکلی (83 نمونه کلیباسیلوزی و34 نمونه سلولیتی) جدا گردید. این نمونهها به روشهای بیوشیمیایی مورد بررسی و تأیید قرار گرفتند.
یافته ها: جدایههای مربوط به موارد کلیباسیلوز متعلقبه گروههای فیلوژنی، گروه A (27/54 درصد)، گروه B1 (22/7درصد)، گروه B2 (03/6 درصد) و گروه D (53/32 درصد) بودند. موارد سلولیت جدا شده متعلقبه سه گروه اصلی فیلوژنی A (88/55 درصد)، گروهB1 (88/5 درصد) و گروه D (24/38 درصد) تعلق داشتند.
نتیجه گیری: آنالیز آماری ارتباط ویژهای بین حضور ژن حدت crL و گروههای فیلوژنی A و D را در جدایههای حاصل از کلیباسیلوز نشان داد (05/0>P). نتایج مطالعه نشان داد که جدایههای هر دو بیماری در جوجههای گوشتی میتواند در گروههای فیلوژنی مختلف (بهطور عمده A) تقسیمبندی شود. همچنین پروفایل ژنهای حدت در اشریشیاکلی جدا شده از موارد سلولیت با پروفایل موارد کلیباسیلوز در این منطقه کامل متفاوت بود.
واژه های کلیدی: گروه فیلوژنی، اشریشیاکلی، کلیباسیلوز، سلولیت، ژن حدت
مقدمه
سروتیپهای O1، O2، O8، O35 و O78 در بروز بیماری کلیباسیلوز و ایجاد عفونتهای تنفسی و سیستمیک نقش دارند. بیماریهایی مثل عفونت کیسه زرده، کلی گرانولوما، سلولیت، سینوویت و پریتونیت و آنتریت بهوسیله اشریشیاکلی ایجاد میشود. فاکتورهای حدتی مانند: SUL، yja، chu، bla، Flo، tet، sFa، aFa، FimH، PaP، crl، cat، aer و Stx با شدت بیماری و میزان تلفات رابطه مستقیمی دارند. ژن aFa و فیمبریه S و P بهترتیب به اپرونهای aFa، sFa و PaP E مربوط بوده و در چسبندگی باکتری به سلول میزبان و همولیز باکتری نقش دارند. آئروباکتین محصول ژن iucD بوده و باکتری را قادر میسازد تا در جذب آهن با سلول میزبان به رقابت بپردازد (3،4).
اشریشیاکلی به اکثر آنتیبیوتیکها مانند کلرامفنیکل، کلرتتراسایکلین، نئومایسین، جنتامایسین، استرپتومایسین، پلیمیکسین B ، انروفلوکساسین و تریمتوپریم حساس بوده، ولی مصرف بیرویه دارو باعث بروز مقاومت دارویی میشود. در ارزیابی تکامل ژنتیکی اشریشیاکلی، بررسی فیلوژنتیکی اهمیت زیادی دارد که با روش PCR چندگانه و آنزیم الکتروفورزیس صورت میگیرد، بهطوریکه تعدادی از محققین احتمال میدهند برخی ژنهای اشریشیاکلی پتانسیل زئونوتیک بودن دارند (6،5). برای بررسیهای فیلوژنیکی از حضور ژنهایی مثل chuA، yjaA و همچنین قطعهای از DNA تحت عنوان TSPE4.c استفاده میگردد. ارتباط فیلوژنیکی سویه ECOR (مجموعه سویههای رفرانس اشریشیاکلی) نشان میدهد که سویههای اشریشیا در چهار گروه فیلوژنی A، D، B1، B2 قرار میگیرند .بهمنظور افزایش دقت گروهبندی فیلوژنی برخی محققین پیشنهاد دادند که هفت تحت گروه فیلوژنی به نامهای 1-A، 2-A، 1-B1، 1-B2، 2-B2، 1-D، 2-D در اشریشیاکلی تعریف شود (7). بیشتر فراوانی سویههای APEC در گروه فیلوژنی A قرار دارند که این فراوانی توسط تعداد زیادی از محققین به اثبات رسیده (8).
تاکنون هیچگونه مطالعه جامعی در ارتباط با اهمیت عفونتهای ناشی از باکتری اشریشیاکلی در طیور صنعتی شهرستان شهربابک صورت نگرفته، لذا هدف از تحقیق حاضر بررسی برخی از ژنهای حدت و توزیع فراوانی گروهها و تحت گروههای فیلوژنی سویههای اشریشیاکلی، موارد کلیباسیلوز و سلولیت در طیور گوشتی منطقه بود.
مواد و روشها
جمعآوری وکشت نمونهها
در یک فاصله زمانی 6 ماهه در سال 97 از 15 مرغداری موجود در سطح شهرستان شهربابک تعداد 150 نمونه جمعآوری و از لاشههای غیر گندیده و سالم تعداد 117 نمونه اشریشیاکلی (83 نمونه مبتلا به کلیباسیلوز و 34 نمونه مبتلا به بیماری سلولیت) جدا گردید. بعد از تقسیمبندی نمونهها، از کبد و قلب هر پرنده در محیط مککانکی بهروش خطی کشت داده شد. بعد از طی 24 ساعت در انکوباتور 37 درجه سانتیگراد کلنیها رشد نموده و مورد ارزیابی قرار گرفت.
در صورتیکه در محیط مککانکی کلنی صورتی رنگ مشاهده میگردید تشخیص اولیه، اشریشیاکلی بود که جهت تأیید تشخیص یک کلنی خالص برداشته و در محیطهای TSI، SIM، MR- VP و اوره کشت داده شد. برای تعیین فرمول Imvic از محیط MRVP نیز استفاده گردید. برای ذخیره باکتری از محیط لوریابرتانی LB استفاده گردید. یک سیسی ازاین محیط داخل میکروتیوبهای 2000 میکرولیتری ریخته و از کلنی تأیید شده داخل این میکروتیوبها کشت داده شده و بعد از 24 ساعت که باکتری در حرارت 37 درجه رشد نمود، یک سیسی گلیسرول 30 درصد به آنها اضافه و ورتکس نموده و تا زمان استفاده در حرارت 20- درجه نگهداری شد.
تأیید نمونههای اشریشیاکلی و استخراج DNA
نمونههای فریز شده را از فریزر خارج و پس از ذوب در دمای اتاق در محیط جامد لوریابرتانی کشت داده، سپس از کلنی رشد نموده به میکروتیوبهای حاوی 25 میکرولیتر سود 5/0 نرمال اضافه نموده، 20- 30 دقیقه بعد 25 میکرولیتر تریس 1 مولار اضافه و در نهایت با افزودن 450 میکرولیتر آب مقطر استریل، حجم محلول را به 500 میکرولیتر رسانده که بهعنوان DNA استخراج شده در آزمایشهای بعدی مورد استفاده قرار گرفت. جهت تعیین فیلوتایپینگ نمونهها آزمایش PCR صورت گرفت برای این منظور ژنهای chuA، yjaA و قطعه TSPE4 طبق روش پیشنهادی Clermont و همکاران در سال 2000 مورد آزمایش قرار گرفتند. در این آزمایش از سویه استاندارد 62 ECOR بهعنوان کنترل مثبت استفاده گردید (جدول 1). برای تهیه محلول اصلی آزمایش PCR چندگانه مواد: 1- آب مقطر 2- لودینگ بافر 3- mgcl2 4- dNTP 5- Taq DNA Polymerase 6- DNA 7- سه زوج پرایمر در میکروتیوبهای عاری از DNAase با یکدیگر مخلوط گردیدند.
جدول 1- پرایمرها و سویههای استاندارد به کار رفته در PCR فیلوژنی
منابع |
اندازه قطعات (bp) |
توالی(5'-3') |
پرایمر |
ژن |
17 23 23 |
279 |
GAC GAA CCA ACG GTC AGG AT |
chuA.1 |
chuA |
TCG CCA GTA CCA AAG ACA |
chuA.2 |
|||
211 |
TGA AGT GTC AGG AGA CGC TG |
yajA.1 |
yajA |
|
ATG GAG AAT GCG TTC CTC AAC |
yajA.2 |
|||
152 |
GAG TAA TGT CGG GGC ATT CA |
TSPE4C2.1 |
TSP |
|
CGC GCC AAC AAA GTA TTA CG |
TSPE4C2.2 |
آزمایش PCR جهت تعیین فیلوتایپینگ جدایهها و الکتروفورزو آنالیز محصولات PCR
محصولات PCR در ژل آگارز 2 درصد الکتروفورز گردیده و سپس جهت بررسی حضور باندهای مورد نظر ژلهای الکتروفورز شده با دستگاه UV مورد بررسی قرار گرفتند و براساس تشکیل باند در جایگاههای خاص، بهحضور و عدم حضور ژنهای مذکور در سویه پی برده و در پایان به کمک نرمافزار آماری SPSS اطلاعات بهدست آمده مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. جهت تجزیه و تحلیل دادهها از آزمون مربع کای و رگرسیون لجستیک استفاده گردید.
نتایج
الف: مرحله جداسازی و تأیید تشخیص اشریشیاکلی: برای جداسازی اشریشیاکلی از محیط مککانکی استفاده، که کلنی صورتی رنگ میشود. برای تأیید تشخیص از محیطهای TSI، SIM و اوره و برای تعیین فرمول IMVIC (سیمون سیترات، وژپرسکوئر، متیل رد، اندول) از محیط MRVP استفاده گردید. در محیط TSI به علت تولید اسید و گاز وقتی معرف فنلرد اضافه گردید زردرنگ میشود. در محیط اوره بهعلت اینکه این باکتری آنزیم اورهآز ندارد هیچگونه تغییررنگی مشاهده نگردید. در محیط SIM عدم تولید گاز H2S داریم. در محیط MRVP متیلرد آن مثبت ولی VP زمانیکه معرف باریت اضافه شد منفی بود. و فرمول Imvic بهصورت -- ++ است.
ب: نتایج PCR در ارتباط با گروههای فیلوژنی: مطابق با جدول 2 و شکل 1 گروههای مختلف فیلوژنی به این صورت تعریف میشوند که حضور باند 179 نشاندهنده گروه فیلوژنی D-1، حضور باند 151 گروه 1-B1، حضور باند 211 گروه A-2، حضور باندهای 279 و 211 همزمان گروه 1-B2، حضور همزمان باندهای 279 و 151 گروه D-2، حضور همزمان باندهای 279، 211 و 151 گروه 2-B2، حضور دو باند 211 و 151 گروه 2-B1 و عدم حضور هر سه باند نشان دهنده گروه فیلوژنی A-1 است.
بهطور کلی آنالیز فیلوژنی 117 جدایه اشریشیاکلی از موارد پاتولوژیک طیور گوشتی نشان میدهد که این جدایهها در 4 گروه فیلوژنی قرار گرفتند، 64 جدایه (7/54 درصد) در گروه A، 40 جدایه (2/34 درصد) در گروه D، 8 جدایه (8/6 درصد) در گروه B1 و 5 جدایه (3/4 درصد) در گروه B2 قرار داشته و 40 جدایه از این 117 جدایه دارای الگوی ژنی crl.fimH.papc SFa / Foc بوده و اکثر این جدایهها (5/67 درصد) متعلقبه گروه فیلوژنی A بودند (جدول 3). از مجموع 83 جدایه کلی باسیلوزی 27/54 درصد متعلقبه گروه فیلوژی A،03/6 متعلقبه گروه B2، 53/32 درصد متعلقبه گروه D و 22/7 درصد متعلقبه گروه B1 بودند و از مجموع 34 جدایه سلولیتی مورد مطالعه 88/55 درصد متعلقبه گروه فیلوژنی A، 24/38 درصد متعلقبه گروه D، 88/5 درصد متعلق-به گروه B1 هستند و هیچکدام در گروه B2 قرار نداشتند.
در مورد تحت گروههای فیلوژنی از 117 مورد اشریشیاکلی مورد مطالعه 8/41 درصد در تحت گروه A0، 8/6 درصد در تحت گروه A1، 6/13 درصد در تحت گروه B1، 7/3 درصد در تحت گروه B2-2، 9/0 درصد درتحت گروه 3-B2، 7/24 درصد در تحت گروه D1، 5/8 درصد در تحت گروه فیلوژنی D2 قرار داشتند. (از مجموع 83 جدایه مورد کلیباسیلوزی 3/38 درصد در تحت گروه فیلوژنی A0، 2/7 درصد در تحت گروه A1، 16 درصد در تحت گروه B1، 8/4 درصد در تحت گروه 2-B2،2/1 درصد در تحت گروه 3-B2،3/31 درصد در تحت گروه D1 و 2/1 درصد در تحت گروه فیلوژنی D2 قرار داشتند.
در مورد 34 جدایه سلولیت مورد مطالعه تحت گروه فیلوژنی A0 با 50 درصد بیشترین و تحت گروه فیلوژنی B1 با 9/5 درصد کمترین مورد را داشتند ضمن آنکه هیچ موردی در تحت گروه 2-B2 و 3-B2 دیده نشده است.