A、C型魏氏梭菌的毒力测定
孔庆娟
(长治职业技术学院,山西长治,046000)
摘 要:作者对从山西省各地患病动物病料中分离得到的A、C型魏氏梭菌菌株在不同温度、不同培养时间下进行了毒力测定,证明在35℃培养7h时,A、C型魏氏梭菌菌株产毒能力最强。此结果为今后制备A、C型魏氏梭菌疫苗奠定了基础,提供了试验依据。
关键词:A、C型魏氏梭菌;毒力;测定
Abstract: The authors tested the toxicity of Clostridium perfringens strains A and C isolated from diseased animal materials in Shanxi Province at different temperatures and cultivating time.Results proved that when cultivated at 35℃ for 7 h, Clostridium perfringens A and C strains have the strongest production ability. This result laid the foundation for the preparation of Clostridium perfringens A and C vaccines in the future and provided experimental basis.
Key words: Clostridium perfringens strains A and C;toxicity;test
魏氏梭菌(Bacillus welchii),又叫产气荚膜杆菌(Clostridium perfringens),是1892年英国人Welchii和Nuttad从一具人的腐败尸体产生气泡的血管中最先分离得到,并以Welchii的姓命名 [1]。第一次世界大战爆发时,受伤的战士因为感染魏氏梭菌,导致发病率、死亡率都很高。魏氏梭菌引起的疾病占外伤比例达12%,由此引发的伤口感染夺去了15万军人的生命[2~4]。随着医学进步,血清疗法的出现,现在该菌对人的危害已大大降低。
世界各地对魏氏梭菌引起动物疾病均有报道。该菌广泛分布在自然界,常存在于土壤[5,6]、饲料、乳汁、粪便、污水以及人和动物肠道中[7]。Hagan等[8]指出,土壤是A型魏氏梭菌的自然生活空间。A型魏氏梭菌主要引起兔梭菌性下痢、人畜气性坏疽等,并且它可产生外毒素,主要有α毒素,又称卵磷脂C,它具有增加血管通透性、溶血活性、致死性和血小板凝聚等特性。C型魏氏梭菌则可引起多种动物的猝死症,还可引起仔猪红痢和人的坏死性肠炎,C型菌主要产生的外毒素是α、β外毒素。
魏氏梭菌属厌氧梭状芽孢菌,革兰氏染色阳性,但在陈旧培养物中,往往呈革兰氏阴性。本菌最突出的生化特性就是对石蕊牛乳培养基的“暴烈发酵”,可用于快速诊断。
材料与方法
1 试验材料
1.1 试验动物
山西医科大学试验动物中心购得的体重约16~20g的昆明系普通级小白鼠。
1.2 试验菌株
D6-A,J18-C由本试验前期研究人员从山西省各地患病动物病料中,经细菌的分离纯化、生化试验、病死鹿肠内毒素检查、血清学鉴定得到。
1.3 标准菌株
A型产气荚膜杆菌A31-4,C型魏氏梭菌C59-2,均购自中国兽药监察所。
1.4 试验试剂
北京奥博星生物技术责任有限公司生产的营养琼脂和营养肉汤
血液-葡萄糖-琼脂平板 按文献[9]配制
石蕊牛乳培养基 按文献[10,11]配制
革兰氏染色液 按文献[12]配制
胃蛋白酶(Pepsin 1:3000)
浓盐酸(36%~38%)
肉肝胃酶消化汤 按文献[9]配制
1.5 其他溶液
生理盐水
1.6 主要仪器和设备
高速冷冻离心机
超净工作台
电热恒温培养箱
厌氧培养箱
光学显微镜
电热恒温水浴箱
电子天平
蒸气消毒锅
2 试验方法
2.1 试验菌株的选育及毒力测定
2.1.1 菌种的复壮
将A、C型魏氏梭菌D6-A株和J18-C株冻存菌种取出,迅速解冻,无菌操作分别接种于厌氧肉肝胃酶消化汤(已在水浴中煮沸10min,排氧)中,37℃恒温培养箱中厌氧培养18~20h(重复一次),此培养液为复壮2代的产物,用于以下镜检观察及毒力测定的试验中。
2.1.2菌株的镜检观察
挑取2.1.1中复壮2代后的培养液,将其接种于5%血液-葡萄糖-琼脂平板培养基上,将恒温培养箱调至37℃,厌氧培养24h,之后将其置于25℃有氧环境中1h,革兰氏染色,镜检,观察记录结果,看是否与A、C型魏氏梭菌标准菌株的菌落特性及革兰氏染色一致。
2.1.3 A、C型魏氏梭菌毒力测定
2.1.3.1 毒素的分离
制备40管厌氧肉肝胃酶消化汤培养基,置于水浴中煮沸10min,将氧气排尽,之后迅速冷却至37℃左右,将2.1.1中复壮2代的菌种D6-A和J18-C按1%量分别接种于40管厌氧肉肝胃酶消化汤培养基内,分别在33℃、35℃、37℃、39℃下分别进行厌氧培养6h、7h、8h、9h、10h后,4℃3000r/min离心20min,吸取上清液即为毒素液,用于小白鼠MLD的测定。
2.1.3.2 各培养条件下小白鼠MLD的测定
将上述分离得到的毒素液作以下处理,A型魏氏梭菌D6-A毒素含量分为0.2ml,0.1ml,0.05ml,0.025ml和0.01ml五个剂量组,C型魏氏梭菌J18-C毒素含量分为0.1ml,0.01ml,0.001ml和0.0001ml四个剂量组,同时设立对照组(注射灭菌生理盐水),每只小白鼠尾静脉注射0.2ml(备注:如果注射剂量不足0.2ml则用明胶缓冲液补足),每组一个重复,观察72h,记录结果。根据死亡情况分别确定A、C型魏氏梭菌对小白鼠的最小致死量(MLD)。
结 果
1毒力测定结果
1.1显微镜观察结果
1.1.1 镜检结果
A、C型魏氏梭菌为革兰氏阳性菌,单个或成双排列,少有链状,菌体粗大正直、两端钝圆。偶尔可在位于菌体中央或近端处见到芽胞,并膨大于菌体。与标准菌株一致。
1.1.2 培养特性和菌落形态
A、C型魏氏梭菌在普通营养琼脂培养基上可生长,但长势不佳。在血液-葡萄糖-琼脂培养基上生长状况良好,呈边缘整齐、表面光滑、隆起的圆形菌落,整个菌落呈灰白色,直径大约1~4mm。因产生外毒素使菌落周围有双溶血环,内环透明,完全溶血;外环不透明,不完全溶血。有氧环境下25℃放置1h后,菌落由灰白色变为灰绿色或草绿色。在厌气肉肝胃酶消化汤中培养后,可见培养管内有大量气体产生,并且伴随有臭味产生,液面布满白色泡沫。
1.2不同温度、不同时间下毒力测定的结果
D6-A株和J18-C株在厌氧肉肝胃酶消化汤培养基中分别于33℃、35℃、37℃、39℃下厌氧培养,各温度分别培养6h、7h、8h、9h、10h后,将毒素分离,测定小白鼠的MLD,结果如下表1~10所示。由表可知在33℃、35℃时,培养6、7h二株产毒能力较强,在35℃培养7h时,二株产毒能力最强。D6-A株对小白鼠的MLD为0.025ml,J18-C株对小白鼠的MLD为0.001ml。
表1 D6-A培养6h产毒活性的测定
温度 |
剂量(ml) |
对照 |
MLD (ml) |
||||
0.2 |
0.1 |
0.05 |
0.025 |
0.01 |
|||
33℃ |
2/2 |
2/2 |
2/2 |
0/2 |
0/2 |
0/2 |
0.05 |
35℃ |
2/2 |
2/2 |
2/2 |
1/2 |
0/2 |
0/2 |
0.05 |
37℃ |
2/2 |
2/2 |
1/2 |
0/2 |
0/2 |
0/2 |
0.1 |
39℃ |
2/2 |
1/2 |
0/2 |
0/2 |
0/2 |
0/2 |
0.2 |
表2 D6-A培养7h产毒活性的测定
温度 |
剂量(ml) |
对照 |
MLD (ml) |
||||
0.2 |
0.1 |
0.05 |
0.025 |
0.01 |
|||
33℃ |
2/2 |
2/2 |
2/2 |
1/2 |
0/2 |
0/2 |
0.05 |
35℃ |
2/2 |
2/2 |
2/2 |
2/2 |
0/2 |
0/2 |
0.025 |
37℃ |
2/2 |
2/2 |
2/2 |
0/2 |
0/2 |
0/2 |
0.05 |
39℃ |
2/2 |
2/2 |
0/2 |
0/2 |
0/2 |
0/2 |
0.1 |
表3 D6-A培养8h产毒活性的测定
温度 |
剂量(ml) |
对照 |
MLD (ml) |
||||
0.2 |
0.1 |
0.05 |
0.025 |
0.01 |
|||
33℃ |
2/2 |
2/2 |
1/2 |
0/2 |
0/2 |
0/2 |
0.1 |
35℃ |
2/2 |
2/2 |
2/2 |
0/2 |
0/2 |
0/2 |
0.05 |
37℃ |
2/2 |
2/2 |
1/2 |
0/2 |
0/2 |
0/2 |
0.1 |
39℃ |
1/2 |
1/2 |
0/2 |
0/2 |
0/2 |
0/2 |
- |
表4 D6-A培养9h产毒活性的测定
温度 |
剂量(ml) |
对照 |
MLD (ml) |
||||
0.2 |
0.1 |
0.05 |
0.025 |
0.01 |
|||
33℃ |
2/2 |
2/2 |
0/2 |
0/2 |
0/2 |
0/2 |
0.1 |
35℃ |
2/2 |
2/2 |
1/2 |
1/2 |
0/2 |
0/2 |
0.1 |
37℃ |
2/2 |
2/2 |
0/2 |
0/2 |
0/2 |
0/2 |
0.1 |
39℃ |
1/2 |
0/2 |
0/2 |
0/2 |
0/2 |
0/2 |
- |
表5 D6-A培养10h产毒活性的测定
温度 |
剂量(ml) |
对照 |
MLD (ml) |
||||
0.2 |
0.1 |
0.05 |
0.025 |
0.01 |
|||
33℃ |
2/2 |
1/2 |
0/2 |
0/2 |
0/2<
|