中国鼠疫菌某些生化特征及地理分布
祁美英, 熊浩明, 魏柏青, 李存香, 杨晓艳, 靳娟, 冯建萍, 金星, 魏荣杰, 代瑞霞
青海省地方病预防控制所,西宁 811602
代瑞霞,Email:drx200907@163.com
摘要

目的 探讨中国鼠疫菌株生化性状及地理分布特征。方法 采用常规方法,研究我国现有11种类型的鼠疫自然疫源地2 370株鼠疫菌酵解麦芽糖、鼠李糖、蜜二糖、阿胶糖、甘油及脱氮反应的变化。结果 根据测定结果,与地理分布生物群落联系起来,可将中国鼠疫自然疫源地鼠疫菌分为新的17个生化型:青藏高原青海田鼠鼠疫自然疫源地分离的鼠疫菌定名为川青高原型,新疆准噶尔盆地大沙鼠鼠疫疫源地鼠疫菌定名为准噶尔型,云南省玉龙县大绒鼠、齐氏姬鼠分离暂定名为玉龙型。青藏高原喜马拉雅旱獭鼠疫自然疫源地生化性状较为复杂,含5种类型生化型,其中藏南地区1983年后新增加了27个疫源县,本研究发现青藏高原型菌株不仅只分部在藏北高原,在藏南地区已有分布,且岗底斯山型菌株原来只分布在西南地区的仲巴、普兰,现已延伸到藏南地区。还发现一些鼠疫自然疫源地鼠疫菌生化特性有交串现象,如云南省家、野鼠鼠疫自然疫源地鼠疫菌,内蒙古高原长爪沙鼠、达乌尔黄鼠鼠疫自然疫源地。结论 中国鼠疫菌对糖酵解特性较稳定,鼠疫菌生化型在各疫源地呈明显的地区性分布,与主要宿主、地理气候条件、植被等密切相关,分为17个生化型。

关键词: 中国; 鼠疫菌; 生化特征; 地理分布
中图分类号:R378 文献标志码:A 文章编号:1002-2694(2015)02-0121-04
Biochemical characteristics and geographical distribution of Yersinia pestis in China
QI Mei-ying, XIONG Hao-ming, WEI Bai-qing, LI Cun-xiang, YANG Xiao-yan, JIN Juan, FENG Jian-ping, JIN Xing, WEI Rong-jie, DAI Rui-xia
Department of Plague Prevention and Control, Qinghai Institute for Endemic Diseases Prevention and Control, Xining 811602, China
Corresponding author: Dai Rui-xia, Email: drx200907@163.com
Abstract

The objective of this study was to discuss the biochemical characteristics and geographical distribution of Yersinia pestis in China. We chose 2 370 Yersinia pestis strains separated from 11 kinds of plague foci in China, and applied conventional methods to study the strains’ glycolysis reaction changes for L-maltose, L-rhamnose, Melibiose, L-arabinose, Glycerol as well as denitrification reaction. According to the results combined with biological community’s geographical distribution, Chinese plague foci were divided into 17 new biochemical phenotypes. We named the strains separated from Qinghai Microtus plague foci in Qinghai-Tibet Plateau as Sichuan-Qinghai Plateau type, strains from Rhombomys opimus plague natural foci in Xinjiang Junggar Basin, were named as Junggar type, strains separated from Eothnomys miletus, Apodemus chevrieri in Yulong County, Yunnan Province were named as Yulong type temporarily. The biochemical properties in Himalayan Marmot natural plague foci in Qinghai-Tibet Plateau was relatively complex and contained 5 kinds of biochemical phenotype. The southern district of Tibet newly added 27 endemic counties after the year of 1983. In this research, we found that Qinghai-Tibet Plateau type strains distributed not only in northern plateau but also in southern district, and Gangdise Mountain type only in Zhongba, Pulan in southwest previously and had now been extended to southern district. We also found that in some plague foci, strains’ biochemical characteristics had confounding phenomenon, such as strains in Mus musculus natural plague foci and Wild Rat plague foci in Yunnan Province, Meriones unguiculatus natural plague foci, Spermophlus dauricus natural plague foci in Inner Mongolia. So we got the conclusion that Chinese Yersinia pestis strains’ glycolysis reaction traits were stable, and the biochemical phenotype in each plague foci showed obvious regional distribution character which was closely related with the main host, geography, climate, vegetation and it was divided into 17 biochemical phenotypes.

Keyword: China; Yersinia pestis; biochemical characteristic; geographical distribution

鼠疫是一种流行在啮齿动物间通过跳蚤传播的自然疫源性疾病, 其病原体为鼠疫耶尔森氏菌(以下简称鼠疫菌)。鼠疫菌对糖、醇的酵解能力是鼠疫菌重要的生化特征之一, 同时也是鼠疫菌分型的重要指标之一。1983年纪树立等[1]根据我国鼠疫菌生物学特征, 将我国不同类型鼠疫自然疫源地分离的鼠疫菌株分为17个生态型, 可以认为这是30年前对鼠疫菌分型最科学的分型方法。本研究选择了6项鼠疫菌生化分型有关的主要指标, 探讨中国鼠疫自然疫源地2 370株鼠疫菌糖、醇类的酵解能力, 尤其是近30余年我国新发现的鼠疫自然疫源地分离的鼠疫菌糖、醇类的酵解能力。

1 材料与方法

1.1 实验菌株 我国现有12种类型的鼠疫自然疫源地。本研究采用的2 370株鼠疫菌, 分别来自1943年以来中国11块鼠疫自然疫源地不同时间、地区、宿主、媒介体内分离的鼠疫菌, 由青海省国家鼠疫菌保藏中心提供。特别说明的是内蒙古呼伦贝尔高原蒙古旱獭鼠疫自然疫源地是1911年发现的, 自1950年以后没有再从该疫源地分离到鼠疫菌, 故该疫源地的菌株不在本课题研究之列。

1.2 选择鼠疫菌生化分型有关的主要指标 鼠李糖、甘油、麦芽糖、阿胶糖、密二糖、脱氮。

1.3 培养基 麦芽糖、鼠李糖、阿胶糖、甘油、密二糖酵解培养基(糖醇含量0.5%)及硝酸盐还原培养基均按常规方法制作[2]。由青海省地方病预防控制所提供。

1.4 方法 被试菌于28 ℃普通琼脂培养24 h, 并用1%蛋白胨水制备成约7亿/mL的菌悬液, 分别接种于阿胶糖、鼠李糖、麦芽糖、密二糖、甘油、脱氮培养基中, 糖酵解培养基混匀后置37 ℃温箱中培养, 连续观察7 d, 然后在室温条件下观察7 d, 逐日观察发酵情况。硝酸盐还原培养基28 ℃温箱培养72 h后, 加指示剂观察结果, 以鼠疫菌141菌株、假结核菌(PTB5)为对照[2]

2 结 果

2.1 中国鼠疫菌生化特性 根据2370株鼠疫菌对阿胶糖、鼠李糖、麦芽糖、密二糖、甘油的酵解及脱氮反应测定结果, 与地理分布生物群落联系起来, 可将中国鼠疫菌分为新的17个生化型。其中2000年四川的石渠、青海的称多地区青海田鼠分离的鼠疫菌均发酵鼠李糖、密二糖、麦芽糖、甘油、不发酵阿胶糖, 脱氮反应为阴性, 定名为川青高原型。2005年新疆准噶尔盆地大沙鼠分离的鼠疫菌发酵麦芽糖、甘油、密二糖、阿胶糖, 不发酵鼠李糖, 脱氮测定阴性, 定名为准噶尔型。2006年云南省玉龙县大绒鼠、齐氏姬鼠分离5株鼠疫菌对甘油、麦芽糖酵解能力来看, 与云南省野鼠型鼠疫菌株截然不同, 而与青藏高原型接近, 但因菌株数量较少, 暂定名为玉龙型[3](为云南省地方病防治所提供)。2000年贵州省的兴义市和广西的隆林及西林县[4]从跳蚤、黄胸鼠及患者体内分离的鼠疫菌均发酵阿胶糖、麦芽糖, 不发酵甘油、鼠李糖、密二糖, 脱氮反应为阳性, 纳入滇闽居民区型。2007年四川德格县首次从旱獭体内分离到鼠疫菌, 生化试验结果显示, 发酵阿胶糖、麦芽糖、甘油、不发酵鼠李糖、密二糖、脱氮反应为阳性, 为青藏高原型。天山山地灰旱獭-长尾黄鼠鼠疫疫源地, 按照文献[1]分型方法, 该地的鼠疫菌被划分成北天山东段、北天山西段A和北天山西段B三种生态型, 我们的实验结果显示, 其鼠疫菌生化性状相同, 合并为北天山型。松辽平原A、B型的鼠疫菌生化性状相同, 合并成同一个型松辽平原型。试验还发现, 一些鼠疫自然疫源地鼠疫菌生化特性有交串现象, 如云南省家、野鼠鼠疫自然疫源地鼠疫菌, 内蒙古高原长爪沙鼠、达乌尔黄鼠鼠疫自然疫源地鼠疫菌。其余各生化型菌株生化性状与文献[1]报道结果一致。见表1

2.2 中国鼠疫菌生化型的地理分布特征 中国鼠疫自然疫源地鼠疫菌生化型具有明显地区分布的差异。17种生化型中, 青藏高原喜马拉雅旱獭分离的鼠疫菌生化性状较为复杂, 含5种类型生化型, 其中西藏藏南地区1983年后新增加了27个疫源县, 本研究发现青藏高原型菌株不仅只分布在藏北高原, 在藏南地区已有分布, 且岗底斯山型菌株原来只发布在西南地区的仲巴、普兰, 现已延伸到藏南地区。试验结果还显示, 有几个疫源地的一些菌株有相同的生化性状, 如青藏高原型与松辽平原型菌株生化特征相同, 锡林郭勒高原型与川青高原型菌株生化特征相同, 其余鼠疫菌生化型与文献[1]报道结果一致, 见表1

表1 中国鼠疫自然疫源地鼠疫菌生化性状及地区分布情况[株(﹪)] Tab.1 Biochemical characteristics and geographical distribution of Yersinia pestis in Chinese plague foci(amount, %)
3 讨 论

纪树立等早在20年前就证实鼠疫菌生物学特性具有重要的生态学和流行病学意义。它不仅可以用于鼠疫菌分型, 而且对确定疫源地结构、性质、追查其传染来源等方面也有重要价值。本文对2 370株鼠疫菌生化特征分析, 将中国鼠疫自然疫源地鼠疫菌分为新的17个生化型。各生化型鼠疫菌具有明显地区分布的差异, 与主要宿主、地理气候条件、植被等密切相关。在17种生化型中, 青藏高原喜马拉雅旱獭鼠疫自然疫源地生化性状较为复杂, 含5种类型生化型, 其中西藏藏南地区1983年后新增加了27个疫源县, 本研究发现青藏高原型菌株不仅只分布在藏北高原, 在藏南地区已有分布, 且岗底斯山型菌株原来只分布在西南地区的仲巴、普兰, 现已延伸到藏南地区。由于青藏高原地形复杂, 自然景观垂直成带十分明显, 景观特征的多样性使得地区间生态系差异较大, 草甸草原几乎占据整个青海及西藏东北的高原山地; 森林草甸草原出现于祁连山东部、甘南山地与玉树东南部; 高原草原在冈底斯山地较为突出; 昆仑山— 阿尔金山山地以干旱的高山草原为主, 鼠疫菌为了适应不同的自然境观, 生化表型发生变化也就不可避免。本研究还将青藏高原青海田鼠鼠疫自然疫源地分离的鼠疫菌定名为川青高原型, 新疆准噶尔盆地大沙鼠鼠疫疫源地鼠疫菌定名为准噶尔型, 云南省玉龙县大绒鼠、齐氏姬鼠分离鼠疫菌暂定名为玉龙型[3], 其余鼠疫菌生化型与文献[1]报道结果一致。本试验采用了6项生化分型指标, 基本上肯定了1983年分型的结果。这说明, 1983年分型所采用的主要指标, 是稳定可靠的, 因此, 在以后的工作中, 我们有必要利用中国丰富的鼠疫菌资源优势, 将鼠疫菌的生化表型与基因型、地理信息、宿主信息、媒介信息、环境信息等进行关联, 应用于鼠疫菌种分类鉴定, 应用于鼠疫疫情处置的传染源溯源等, 同时为分型标准的统一积累丰富的经验和大量的数据, 使鼠疫菌的分型工作进一步完善。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献
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