屎肠球菌研究进展
【摘要】屎肠球菌(Enterococcus Faecium) 属肠球菌属, 是人及动物肠道中正常菌群的一部分,在一定条件下可以致病,由于其耐药性强,目前对于屎肠球菌的治疗还没有什么很好的特效药。在饲料应用上,屎肠球菌作为应用广泛的一类益生菌,进入宿主可产生多种益生功效。本文主要对屎肠球菌的生理特征,致病性,耐药性,功能特性及其在仔猪上的应用进行了综述。
【关键词】屎肠球菌 肠球菌 耐药性 功能 免疫 仔猪 应用
1. 生理特征
屎肠球菌属肠球菌属,是人及动物肠道中正常菌群的一部分,肠球菌为圆形或椭圆形、呈链状排列的革兰阳性球菌,无芽胞,无鞭毛。生长温度为30℃~40℃,适宜pH 为5.0~7.5。最适生长温度为35~38℃。屎肠球菌是兼性厌氧的乳酸菌,和大多数的乳酸菌一样,其耐酸性耐高温性等抗逆性能差。
2. 致病性
1998 年7月下旬至9月初, 江苏南通及其周围地区发生成批生猪发病, 数以千计病猪死亡;与病猪密切接触者也多人发病, 病原菌为肠球菌。 经中国药品生物制品检定所鉴定为屎肠球菌。40例患者中男36例、女4例。按临床表现分为轻症型7例, 脑膜炎型19例。中毒性休克综合征型14例。
屎肠球菌属于人体正常肠道菌群。通常认为其毒力较弱, 较少引起人体感染, 只有抵抗力差或者儿童较容易感染,然而近年来,其感染所致发病率有逐年上升的趋势。
屎肠球菌对大多数抗生素耐药, 故临床治疗有一定的困难,其感染后的病死率高达22% ~ 73% 。研究屎肠球菌耐药基因及毒力基因,探讨耐药机制及致病机制以寻找有效的治疗方法是预防和控制屎肠球菌感染最有效的方法。吴利先试验表明屎肠球菌临床感染株hyl 基因阳性率明显高于非临床感染菌株, 从而认为hyl 基因可能是屎肠球菌致病的毒力基因之一[3]。hyl 是一种侵袭性酶, 属于胞外酶, 它也是一种蛋白水解酶, 能特异性地分解细胞外基质成分透明质酸以协助细菌在组织内播散。hyl 可以通过破坏结缔组织间质中的透明质酸, 分解结缔组织的蛋白多糖, 使细菌容易在组织中穿过而协助病原菌扩散。 [2][1]
3. 耐药性
屎肠球菌是医院感染中常见的病原菌, 随着经验性治疗和广谱抗菌药物的大量应用, 尤其是临床上抗菌药物的滥用导致了耐药菌株的不断增多。胡晓卫等试验表明屎肠球菌对高水平庆大霉素和链霉素的耐药率分别是95. 5% 和60%[4]。
黄海霞等通过对519 株屎肠球菌药敏试验结果显示, 屎肠球菌对青霉素类的青霉素和氨苄西林以及喹诺酮类的左氧氟沙星耐药率均> 90. 0%,四环素和呋喃妥因的耐药率也分别达到了38. 3% 和55. 7%,只有糖肽类的万古霉素和替考拉宁的耐药率比较低分别为6. 2% 和3. 2% [5]。随着万古霉素的广泛应用, 耐万古霉素肠球菌不断增加, 使临床的治疗面临诸多困难。
屎肠球菌对抗菌药物的耐药机制非常复杂, 其本身具有很强的天然耐药性, 几乎所有的屎肠球菌都对头孢菌素类、克林霉素、磺胺类、氨基糖苷类(高水平除外) 抗菌药物天然耐药[7]。所以,一旦发现屎肠球菌感染患者,应根据所做药敏试验选择适当的药物,以有效地治疗感染, 减少或延缓屎肠球菌耐药菌株的产生与传播。
4. 功能特性
4.1 抑制病原微生物
屎肠球菌可以有效抑制肠道病原菌,维护宿主肠道健康。除此之外,肠球菌对其他病原微生物如衣原体、寄生虫等也有抑制作用。Pollmann 等研究比较屎肠球菌对减少衣原体自然感染率和母猪衣原体脱落的功效,将感染衣原体母猪所产仔猪分成对照组和益生菌组,测定不同年龄段衣原体频率,结果显示,对照组85% 的仔猪衣原体呈阳性,而益生菌组仅为60% ,并且感染时间推迟。
4.2增强免疫功能
屎肠球菌在肠道的粘附力较强,而粘附力的强弱是保证有效的竞争排斥病原菌的定植,并发挥其生物功能的前提。屎肠球菌的定植会影响肠相关淋巴细胞功能和全身免疫系统,有利于争强动物免疫能力。文静等试验饲料中添加了屎肠球菌的处理组与对照组相比,仔猪血清中白蛋白、IgA 和IgG 水平含量分别提高了28. 06% (P<0.05) 、16. 48% (P<0.05) 和25. 43% (P<0.05) ;补体 C3和C4水平分别提高了37. 84%(P<0.05) 、25. 00% (P<0.05) ,溶菌酶活性提高了76. [8][6]
08% (P<0.05) 。表明在饲粮中添加屎肠球菌显著提高了仔猪特异性和非特异性免疫功能[9]。
5. 仔猪上的应用
屎肠球菌是一种益生菌,对维持动物肠道菌群生态平衡起到重要作用,特别是在幼龄动物的肠道保健和疾病的防疫和治疗上有突出的表现。
5.1 对仔猪生产性能的影响
有实验表明在仔猪日粮中添加屎肠球菌显著提高断奶后28d 仔猪的体重。文静等选择120 头平均体重19. 7 kg 左右的杜长金仔猪(公母各半) ,分为对照组和试验组2个处理,对照组仅饲喂基础日粮,试验组在基础日粮中添加0. 1%的屎肠球菌制剂,试验结果显示:与对照组相比,试验组仔猪日增重提高11. 46% (P<0.05) ,料肉比下降了6.20%(P<0.05) 。以上结果表明,饲粮中添加屎肠球菌显著改善了仔猪的生长性能[9]。张振斌等试验表明,肠球菌组显著提高断奶后两周仔猪的采食量,有提高仔猪日增重的趋势。
5.2 对断奶仔猪腹泻率的影响
现代化集约饲养条件下,仔猪腹泻是困扰养猪业的最大问题之一。益生素在预防仔猪腹泻方面发挥了较明显的作用, 在日粮中添加益生素能显著降低断奶后仔猪的腹泻率。Strompfova 等给仔猪日粮中添加屎肠球菌EK13, 研究表明, 屎肠球菌EK13 可以显著提高血清总蛋白、钙、血红蛋白、红细胞浓度及颗粒细胞吞噬指数, 显著降低仔猪粪便中大肠杆菌的数量,有效的减少仔猪的腹泻率[10]。张振斌等试验结果表明, 断奶应激使仔猪胃和空肠内容物pH 值升高, 直肠粪便中大肠杆菌数量增加, 乳酸杆菌数量减少, 而且空肠内容物pH 值和直肠粪便中大肠杆菌数量是反映仔猪腹泻的敏感指标。
5.3 对仔猪免疫功能的影响
肠道菌群不仅影响散布于消化道淋巴组织中免疫细胞的机能,还可以影响全身的免疫系统。还有一些研究表明,不同菌群效应可激活免疫系统。另外,肠道菌群对营养抗原类物质的免疫耐受具有诱导和维持作用[12]。大量试验表明添加屎肠球菌可以不同程度的提高血清IgG 和IgA 的水平。陈代文等在断奶仔猪日粮中添加0.15%益生菌进行对照试验,结果显示,试验组血清中IgG 水平提高了10.40%,淋巴细胞转化率提高了6.61%。 [13][11]
5.4 屎肠球菌对肥育猪母猪的影响
肥育猪和母猪胃酸一般较仔猪pH 低,约在1~3,鉴于屎肠球菌的耐酸范围,在pH 小于3的情况下,通过胃后活菌的数量会减少很多,存活下来的活菌数量不是很多。针对于包被型的屎肠球菌,其受胃酸的影响较小,通过胃后活菌的数量会较多,因此在使用上没有太大的影响。到目前国内外鲜有对屎肠球菌在肥育猪和母猪上的使用报道,屎肠球菌代谢过程中产生乳酸的量较多,可以在肥育猪上使用,测其生长性能及饲料转化效率。在母猪上的使用,可以减少粪便中大肠杆菌和沙门氏菌的含量,在保证母猪体内微生态平衡的情况下,保持保育舍中的微生态平衡,减少环境中有害菌的含量,保证乳猪生活在一有害菌少的环境中,减少摄入体内有害菌的量。鉴于屎肠球菌的良好的抑菌性能,同时可以减少哺乳母猪乳房炎及其它炎症的发生率。
6 小结
6.1 医学上
屎肠球菌对抗生素的耐药性给治疗带来很大的困难, 应密切监视标本检出肠球菌的情况、耐药特点和药敏结果。对于及时了解肠球菌的感染情况和临床合理使用抗菌药物, 从而有效地预防和控制肠球菌在医院的感染有着极其重要的意义, 减少滥用抗生素对病人造成的危害。
6.2 畜牧也应用上
屎肠球菌能对动物产生益生功效,尤其是幼龄动物,提高它们的生产性能和改善健康状况,这已经得到众多试验的验证。但是关于肠球菌的作用机制并不十分明确,还需要做进一步的研究。
【参考文献】
[1]华文久, 耿民新, 邱国璜, 黄书明, 章幼奕, 翁心华, 尹有宽, 卢洪洲. 接触病猪引起屎肠球菌感染暴发流行40 例临床报告. 南通医学院学报,1999.9(4):493.
[2]黄源春, 姚芬, 钱元恕, 蔡应木, 黄文祥, 华德兴, 焦晓阳. 屎肠球菌透明质酸酶基因致病意义的研究. 中国感染与化疗杂志,2009.9(1):56-59.
[3]吴利先, 黄文祥. 屎肠球菌耐万古霉素的分子生物学机制及毒力因子[J].国际流行病学传染病学杂志, 2006.33(2):132-135.
[4]黄海霞, 吴庆, 陈栎江, 吴莲凤. 屎肠球菌的临床分布及耐药性分析中华医院感染学杂志,2009.19(8):1011-1012.
[5]常纪, 王成英, 杜静, 付宝庆. 屎肠球菌58 株耐药性分析黑龙江医药科学,2007.30.(1) :44-45.
[6]郭玲娇, 狄云香, 李秀丽. 耐万古霉素屎肠球菌耐药基因的研究. 中华医院感染学杂志,2011.21(9): 1747-1478.
[7]张媛, 张鹏, 吴尚为. 耐万古霉素肠球菌耐药机制及实验室检测的研究进展. 中华医院感染学杂志,2007, 17(9):1178-1180.
[8] POLLMANN M,NORDHOFF M,POSPISCHIL A,et al.Effects of a probiotic strain of Enterococcus faecium on the rate of natural chlamydia infection inswine[J].Infection and Immunity,2005,73 (7):4346-4353.
[9]文静, 孙建安, 周绪霞, 李卫芬. 屎肠球菌对仔猪生长性能, 免疫和抗氧化功能的影响. 浙江农业学报,2011.23(1) :70-73.
[10]STROMPFOVA V ,MARCINAKOV A M, SIMONOV AM,et al.Enterococcus faecium EK13 -anenterocin a-producing strain with probiotic character and its effect in piglets[J].Clinical Microbiology,2006.12: 242 -248.
[11]张振斌. 超早期断奶应激对仔猪胃肠内容物PH 值和微生物区系的影响. 养猪,1998(3): 14-15.
[12]容庭, 何前, 陈庄, 王刚. 屎肠球菌及其在仔猪生产上的研究现状. 饲料工业,2008.29(22):55-57.
[13]陈代文, 张克英, 王万祥. 酸化剂、益生素和寡糖对断奶仔猪粪中微生物菌群和免疫功能的影响及其互作效应研究. 动物营养学报,2006,18(3):172-178
屎肠球菌研究进展
【摘要】屎肠球菌(Enterococcus Faecium) 属肠球菌属, 是人及动物肠道中正常菌群的一部分,在一定条件下可以致病,由于其耐药性强,目前对于屎肠球菌的治疗还没有什么很好的特效药。在饲料应用上,屎肠球菌作为应用广泛的一类益生菌,进入宿主可产生多种益生功效。本文主要对屎肠球菌的生理特征,致病性,耐药性,功能特性及其在仔猪上的应用进行了综述。
【关键词】屎肠球菌 肠球菌 耐药性 功能 免疫 仔猪 应用
1. 生理特征
屎肠球菌属肠球菌属,是人及动物肠道中正常菌群的一部分,肠球菌为圆形或椭圆形、呈链状排列的革兰阳性球菌,无芽胞,无鞭毛。生长温度为30℃~40℃,适宜pH 为5.0~7.5。最适生长温度为35~38℃。屎肠球菌是兼性厌氧的乳酸菌,和大多数的乳酸菌一样,其耐酸性耐高温性等抗逆性能差。
2. 致病性
1998 年7月下旬至9月初, 江苏南通及其周围地区发生成批生猪发病, 数以千计病猪死亡;与病猪密切接触者也多人发病, 病原菌为肠球菌。 经中国药品生物制品检定所鉴定为屎肠球菌。40例患者中男36例、女4例。按临床表现分为轻症型7例, 脑膜炎型19例。中毒性休克综合征型14例。
屎肠球菌属于人体正常肠道菌群。通常认为其毒力较弱, 较少引起人体感染, 只有抵抗力差或者儿童较容易感染,然而近年来,其感染所致发病率有逐年上升的趋势。
屎肠球菌对大多数抗生素耐药, 故临床治疗有一定的困难,其感染后的病死率高达22% ~ 73% 。研究屎肠球菌耐药基因及毒力基因,探讨耐药机制及致病机制以寻找有效的治疗方法是预防和控制屎肠球菌感染最有效的方法。吴利先试验表明屎肠球菌临床感染株hyl 基因阳性率明显高于非临床感染菌株, 从而认为hyl 基因可能是屎肠球菌致病的毒力基因之一[3]。hyl 是一种侵袭性酶, 属于胞外酶, 它也是一种蛋白水解酶, 能特异性地分解细胞外基质成分透明质酸以协助细菌在组织内播散。hyl 可以通过破坏结缔组织间质中的透明质酸, 分解结缔组织的蛋白多糖, 使细菌容易在组织中穿过而协助病原菌扩散。 [2][1]
3. 耐药性
屎肠球菌是医院感染中常见的病原菌, 随着经验性治疗和广谱抗菌药物的大量应用, 尤其是临床上抗菌药物的滥用导致了耐药菌株的不断增多。胡晓卫等试验表明屎肠球菌对高水平庆大霉素和链霉素的耐药率分别是95. 5% 和60%[4]。
黄海霞等通过对519 株屎肠球菌药敏试验结果显示, 屎肠球菌对青霉素类的青霉素和氨苄西林以及喹诺酮类的左氧氟沙星耐药率均> 90. 0%,四环素和呋喃妥因的耐药率也分别达到了38. 3% 和55. 7%,只有糖肽类的万古霉素和替考拉宁的耐药率比较低分别为6. 2% 和3. 2% [5]。随着万古霉素的广泛应用, 耐万古霉素肠球菌不断增加, 使临床的治疗面临诸多困难。
屎肠球菌对抗菌药物的耐药机制非常复杂, 其本身具有很强的天然耐药性, 几乎所有的屎肠球菌都对头孢菌素类、克林霉素、磺胺类、氨基糖苷类(高水平除外) 抗菌药物天然耐药[7]。所以,一旦发现屎肠球菌感染患者,应根据所做药敏试验选择适当的药物,以有效地治疗感染, 减少或延缓屎肠球菌耐药菌株的产生与传播。
4. 功能特性
4.1 抑制病原微生物
屎肠球菌可以有效抑制肠道病原菌,维护宿主肠道健康。除此之外,肠球菌对其他病原微生物如衣原体、寄生虫等也有抑制作用。Pollmann 等研究比较屎肠球菌对减少衣原体自然感染率和母猪衣原体脱落的功效,将感染衣原体母猪所产仔猪分成对照组和益生菌组,测定不同年龄段衣原体频率,结果显示,对照组85% 的仔猪衣原体呈阳性,而益生菌组仅为60% ,并且感染时间推迟。
4.2增强免疫功能
屎肠球菌在肠道的粘附力较强,而粘附力的强弱是保证有效的竞争排斥病原菌的定植,并发挥其生物功能的前提。屎肠球菌的定植会影响肠相关淋巴细胞功能和全身免疫系统,有利于争强动物免疫能力。文静等试验饲料中添加了屎肠球菌的处理组与对照组相比,仔猪血清中白蛋白、IgA 和IgG 水平含量分别提高了28. 06% (P<0.05) 、16. 48% (P<0.05) 和25. 43% (P<0.05) ;补体 C3和C4水平分别提高了37. 84%(P<0.05) 、25. 00% (P<0.05) ,溶菌酶活性提高了76. [8][6]
08% (P<0.05) 。表明在饲粮中添加屎肠球菌显著提高了仔猪特异性和非特异性免疫功能[9]。
5. 仔猪上的应用
屎肠球菌是一种益生菌,对维持动物肠道菌群生态平衡起到重要作用,特别是在幼龄动物的肠道保健和疾病的防疫和治疗上有突出的表现。
5.1 对仔猪生产性能的影响
有实验表明在仔猪日粮中添加屎肠球菌显著提高断奶后28d 仔猪的体重。文静等选择120 头平均体重19. 7 kg 左右的杜长金仔猪(公母各半) ,分为对照组和试验组2个处理,对照组仅饲喂基础日粮,试验组在基础日粮中添加0. 1%的屎肠球菌制剂,试验结果显示:与对照组相比,试验组仔猪日增重提高11. 46% (P<0.05) ,料肉比下降了6.20%(P<0.05) 。以上结果表明,饲粮中添加屎肠球菌显著改善了仔猪的生长性能[9]。张振斌等试验表明,肠球菌组显著提高断奶后两周仔猪的采食量,有提高仔猪日增重的趋势。
5.2 对断奶仔猪腹泻率的影响
现代化集约饲养条件下,仔猪腹泻是困扰养猪业的最大问题之一。益生素在预防仔猪腹泻方面发挥了较明显的作用, 在日粮中添加益生素能显著降低断奶后仔猪的腹泻率。Strompfova 等给仔猪日粮中添加屎肠球菌EK13, 研究表明, 屎肠球菌EK13 可以显著提高血清总蛋白、钙、血红蛋白、红细胞浓度及颗粒细胞吞噬指数, 显著降低仔猪粪便中大肠杆菌的数量,有效的减少仔猪的腹泻率[10]。张振斌等试验结果表明, 断奶应激使仔猪胃和空肠内容物pH 值升高, 直肠粪便中大肠杆菌数量增加, 乳酸杆菌数量减少, 而且空肠内容物pH 值和直肠粪便中大肠杆菌数量是反映仔猪腹泻的敏感指标。
5.3 对仔猪免疫功能的影响
肠道菌群不仅影响散布于消化道淋巴组织中免疫细胞的机能,还可以影响全身的免疫系统。还有一些研究表明,不同菌群效应可激活免疫系统。另外,肠道菌群对营养抗原类物质的免疫耐受具有诱导和维持作用[12]。大量试验表明添加屎肠球菌可以不同程度的提高血清IgG 和IgA 的水平。陈代文等在断奶仔猪日粮中添加0.15%益生菌进行对照试验,结果显示,试验组血清中IgG 水平提高了10.40%,淋巴细胞转化率提高了6.61%。 [13][11]
5.4 屎肠球菌对肥育猪母猪的影响
肥育猪和母猪胃酸一般较仔猪pH 低,约在1~3,鉴于屎肠球菌的耐酸范围,在pH 小于3的情况下,通过胃后活菌的数量会减少很多,存活下来的活菌数量不是很多。针对于包被型的屎肠球菌,其受胃酸的影响较小,通过胃后活菌的数量会较多,因此在使用上没有太大的影响。到目前国内外鲜有对屎肠球菌在肥育猪和母猪上的使用报道,屎肠球菌代谢过程中产生乳酸的量较多,可以在肥育猪上使用,测其生长性能及饲料转化效率。在母猪上的使用,可以减少粪便中大肠杆菌和沙门氏菌的含量,在保证母猪体内微生态平衡的情况下,保持保育舍中的微生态平衡,减少环境中有害菌的含量,保证乳猪生活在一有害菌少的环境中,减少摄入体内有害菌的量。鉴于屎肠球菌的良好的抑菌性能,同时可以减少哺乳母猪乳房炎及其它炎症的发生率。
6 小结
6.1 医学上
屎肠球菌对抗生素的耐药性给治疗带来很大的困难, 应密切监视标本检出肠球菌的情况、耐药特点和药敏结果。对于及时了解肠球菌的感染情况和临床合理使用抗菌药物, 从而有效地预防和控制肠球菌在医院的感染有着极其重要的意义, 减少滥用抗生素对病人造成的危害。
6.2 畜牧也应用上
屎肠球菌能对动物产生益生功效,尤其是幼龄动物,提高它们的生产性能和改善健康状况,这已经得到众多试验的验证。但是关于肠球菌的作用机制并不十分明确,还需要做进一步的研究。
【参考文献】
[1]华文久, 耿民新, 邱国璜, 黄书明, 章幼奕, 翁心华, 尹有宽, 卢洪洲. 接触病猪引起屎肠球菌感染暴发流行40 例临床报告. 南通医学院学报,1999.9(4):493.
[2]黄源春, 姚芬, 钱元恕, 蔡应木, 黄文祥, 华德兴, 焦晓阳. 屎肠球菌透明质酸酶基因致病意义的研究. 中国感染与化疗杂志,2009.9(1):56-59.
[3]吴利先, 黄文祥. 屎肠球菌耐万古霉素的分子生物学机制及毒力因子[J].国际流行病学传染病学杂志, 2006.33(2):132-135.
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[5]常纪, 王成英, 杜静, 付宝庆. 屎肠球菌58 株耐药性分析黑龙江医药科学,2007.30.(1) :44-45.
[6]郭玲娇, 狄云香, 李秀丽. 耐万古霉素屎肠球菌耐药基因的研究. 中华医院感染学杂志,2011.21(9): 1747-1478.
[7]张媛, 张鹏, 吴尚为. 耐万古霉素肠球菌耐药机制及实验室检测的研究进展. 中华医院感染学杂志,2007, 17(9):1178-1180.
[8] POLLMANN M,NORDHOFF M,POSPISCHIL A,et al.Effects of a probiotic strain of Enterococcus faecium on the rate of natural chlamydia infection inswine[J].Infection and Immunity,2005,73 (7):4346-4353.
[9]文静, 孙建安, 周绪霞, 李卫芬. 屎肠球菌对仔猪生长性能, 免疫和抗氧化功能的影响. 浙江农业学报,2011.23(1) :70-73.
[10]STROMPFOVA V ,MARCINAKOV A M, SIMONOV AM,et al.Enterococcus faecium EK13 -anenterocin a-producing strain with probiotic character and its effect in piglets[J].Clinical Microbiology,2006.12: 242 -248.
[11]张振斌. 超早期断奶应激对仔猪胃肠内容物PH 值和微生物区系的影响. 养猪,1998(3): 14-15.
[12]容庭, 何前, 陈庄, 王刚. 屎肠球菌及其在仔猪生产上的研究现状. 饲料工业,2008.29(22):55-57.
[13]陈代文, 张克英, 王万祥. 酸化剂、益生素和寡糖对断奶仔猪粪中微生物菌群和免疫功能的影响及其互作效应研究. 动物营养学报,2006,18(3):172-178