埃及果蝠产气荚膜梭菌的分离鉴定、毒素基因分型及系统发育分析:公共卫生与流行病学意义

《Scientific Reports》:Isolation, toxin gene profiling, and phylogenetic analysis of Clostridium perfringens in Egyptian fruit bats: public health and epidemiological implications

【字体: 时间:2025年11月19日 来源:Scientific Reports 3.9

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  本研究针对人兽共患病风险,首次在埃及开展果蝠产气荚膜梭菌(Clostridium perfringens)携带情况调查。通过分离培养、毒素基因分型(cpa/cpb/cpe/cpb2等)及系统发育分析,发现31%的样本携带产气荚膜梭菌,优势型别为毒素型C(83.9%),且菌株与家畜及环境源菌株高度同源。结果揭示蝙蝠可作为产气荚膜梭菌的潜在储存库,为“一体化健康”监测提供关键依据。

  
近年来,新发人兽共患病频发引发全球关注,而人类活动导致的环境变化正加剧野生动物与人类的接触,其中蝙蝠因其特殊的生物学特性(如长距离迁徙、群居习性)被视为重要病原储存库。尽管蝙蝠作为病毒宿主的研究较多,但其携带的细菌性病原体(尤其是食源性病原体)的潜在风险尚未明确。在埃及,埃及果蝠(Rousettus aegyptiacus)因广泛分布于尼罗河谷、常栖息于农田周边,其与人类环境的交互风险尤为突出。产气荚膜梭菌(Clostridium perfringens)作为一种重要的革兰阳性厌氧芽孢杆菌,可产生多种毒素(如α、β、ε毒素及肠毒素CPE等),引发人和动物的坏死性肠炎、食物中毒等严重疾病。然而,蝙蝠是否携带产气荚膜梭菌及其毒素基因特征,此前在埃及尚无系统研究。
为填补这一空白,Toka A. Allam等人首次对埃及果蝠开展产气荚膜梭菌的检测与分子特征分析。研究团队通过雾网捕获50只果蝠,采集其粪便拭子与内脏器官样本(共100份),进行细菌分离培养、革兰染色与生化鉴定,并通过多重PCR对主要毒素基因(cpa、cpb、etx、ia、netB、cpe)及单重PCR对cpb2基因进行分型,进一步对部分cpb2基因序列进行系统发育分析。
研究结果显示,产气荚膜梭菌总体检出率为31%(31/100),其中内脏器官与粪便拭子的检出率分别为30%和32%。所有菌株均携带cpa基因(100%),cpb、cpe和cpb2基因的检出率分别为83.9%、64.5%和64.5%,而ia、etx、netB基因未检出。毒素分型表明,毒素型C(携带cpa+cpb)为优势型别(83.9%),其次为型F(cpa+cpe,12.9%)和型A(仅cpa,3.2%)。值得注意的是,35.5%的菌株同时携带cpe和cpb2基因,提示其潜在协同致病性。系统发育分析显示,蝙蝠源cpb2基因序列与埃及本土家畜(如羔羊、鸡)及环境源菌株高度同源,表明蝙蝠与家畜可能因生态位重叠存在基因交流。
主要技术方法
研究通过雾网捕获野生埃及果蝠,采集其粪便拭子与内脏器官样本,经厌氧培养与选择性培养基(TSC琼脂)分离细菌,通过形态学、生化试验及PCR毒素基因分型(涵盖cpa、cpb、cpe、cpb2等7种基因)确认菌株特征,并针对cpb2基因进行测序与系统发育分析(基于最大似然法构建进化树)。
研究结果
产气荚膜梭菌在不同样本类型中的检出情况
内脏器官与粪便拭子的产气荚膜梭菌检出率相近(30% vs 32%),表明该菌可同时定植于蝙蝠肠道与组织内,提示其可能通过粪便排泄或组织降解污染环境。
产气荚膜梭菌分离株的毒素基因分布
cpa基因存在于所有菌株,cpb和cpe基因高频出现(>60%),且35.5%菌株同时携带cpe与cpb2基因,这种共存可能由质粒介导的基因水平转移导致,增强菌株致病潜力。
产气荚膜梭菌分离株的毒素分型分布
毒素型C(致坏死性肠炎的主要型别)占绝对优势(83.9%),型F(与人类食物中毒相关)和型A(携带cpb2时可能增强毒力)的检出提示蝙蝠可作为多重致病型菌株的储存库。
系统发育分析
cpb2基因进化树显示蝙蝠源菌株与埃及家畜、环境源菌株聚类紧密,支持蝙蝠通过共享栖息地或食物资源参与病原传播链的假设。
本研究首次证实埃及果蝠携带高毒力产气荚膜梭菌(尤其是毒素型C和F),其基因特征与家畜、环境源菌株高度相似,凸显蝙蝠在人兽共患病传播中的潜在作用。结果呼吁将野生动物监测纳入“一体化健康”(One Health)框架,以应对食源性病原体跨物种传播风险。论文发表于《Scientific Reports》,为中东地区蝙蝠源细菌性病原研究提供了关键基线数据。
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