مطالعه مولکولی عوامل حدت جدایه‌های پاستورلا مولتوسیدای مربوط به طیور و بررسی کشندگی جدایه‌های حاد در جنین و نیمچه ماکیان

نشریه علمی میکروبیولوژی دامپزشکی

مقاله 3، دوره 15، شماره 1 - شماره پیاپی 38، شهریور 1398، صفحه 21-37   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی (اصیل)

نویسندگان

رحیم قدیمی پور^{* 1}؛ مسعود قربانپور²؛ داریوش غریبی³؛ منصور میاحی⁴؛ احمد رضا جباری⁵

¹بخش تحقیق و توسعه، موسسه تحقیقات واکسن و سرم‌سازی رازی شعبه شمال‌غرب کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، مرند

²گروه پاتوبیولوژی، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه شهید چمران اهواز

³دانشیار گروه پاتوبیولوژی، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه شهید چمران اهواز

⁴گروه علوم درمانگاهی، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه شهید چمران اهواز

⁵بخش تحقیق و تولید واکسن‌های هوازی، موسسه تحقیقات واکسن و سرم‌سازی رازی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج

چکیده

مطالعه حاضر با هدف تایید مولکولی، تعیین تیپ کپسولی و بررسی 12 عامل مهم حدت شامل ompH، oma87، sodA، sodC، hgbA، hgbB، exBD-tonB، nanB، nanH، ptfA، pfhAوtoxA 18 جدایه طیوری پاستورلا مولتوسیدا از مناطق مختلف ایران به همراه یک سویه از ارگانیسم که از موارد همه­گیری­ پاستورلوز در مناطق شمالی کشور جداسازی شده بود، و نیز بررسی کشندگی جدایه­های حاد در جنین و نیمچه ماکیان طراحی گردید. برای تایید مولکولی جدایه­های مورد آزمایش از پرایمرهای اختصاصی ژن kmt1 و برای تعیین­ تیپ کپسولی و شناسایی عوامل حدت آن­ها از روش PCR چندگانه و پرایمرهای اختصاصی ژن­های مسئول بیوسنتز کپسول و ژن­های کدکننده عوامل حدت ارگانیسم بهره برده­شد. تمام جدایه­ها از نظر مولکولی تایید شدند ولی از نظر تیپ کپسولی، 16 جدایه (8/88 درصد) به همراه سویه جداشده از موارد همه­گیری­ پاستورلوز متعلق به تیپ A بوده و دو جدایه (1/11درصد) غیرقابل تیپ­بندی بودند. آزمایش شناسایی عوامل حدت نشان­داد که 100 درصد جدایه­ها دارای شش ژن­ حدت sodC، hgbA، hgbB، nanB، nanHو ptfAمی­باشند. ژن­های oma87، exBD-tonB، ompH، sodAو pfhAنیز به­ ترتیب در 4/94، 4/94، 3/83، 6/66 و 7/27 درصد از جدایه­ها حضور داشتند درحالی­که هیچ­کدام از آن­ها حامل ژن ­toxAنبودند. جهت تعیین میزان کشندگی 50 درصد جدایه­ها برای جنین ماکیان (Chicken embryo lethal dose 50) (CELD₅₀) و نیز محاسبه دوز­ کشندگی 50 درصد آن­ها در ماکیان (Lethal dose 50) (LD₅₀)، رقت­های مختلف پنج جدایه حاد واجد اکثر ژن‌های حدت و نیز سویه جداشده از موارد همه­گیری­ پاستورلوز به ترتیب به تخم­مرغ­های جنین­دار و نیمچه­های تخم­گذار تلقیح گردیدند. بر اساس نتایج محاسبه CELD₅₀، با اینکه هر شش جدایه قادر به تلف نمودن جنین ماکیان بودند ولی سویه جداشده از موارد همه­گیری­ پاستورلوز به­عنوان حادترین جدایه مشخص گردید. نتایج آزمایش تعیین LD₅₀ نشان داد که هیچ­کدام از پنج جدایه حاد قادر به تلف نمودن پرندگان تحت­آزمایش نبودند در حالی­که میزان LD₅₀ سویه جداشده از موارد همه­گیری­ پاستورلوز 10¹×5 واحد تشکیل­دهنده­ پرگنه به ازای هر پرنده (cfu/case) محاسبه گردید و این سویه به عنوان حادترین جدایه تحت بررسی شناسایی شد. یافته­های پژوهش جاری نشان داد با اینکه جدایه­های پاستورلا مولتوسیدای طیور ایران حاوی اغلب ژن­های حدت بوده و حادترین آن­ها قادر به تلف­نمودن جنین­ ماکیان نیز بودند ولی هیچ­کدام از این جدایه­ها توانایی عفونی­سازی نیمچه ماکیان را نداشته و حدت سویه­های جداشده از پرندگان مبتلا به شکل فوق­حاد بیماری در طی همه­گیری­ها، به مراتب بالاتر می­باشد. داده­های مطالعه حاضر می­تواند در طراحی واکسن­های جدید و کارآمدی که قادر به ایجاد محافظت قابل­قبول در جمعیت­های دامی باشند، مفید واقع گردد.

کلیدواژه‌ها

پاستورلا مولتوسیدا؛ پاستورلوز طیور؛ عوامل حدت؛ CELD50؛ LD50

مراجع

 

1-   Blehert, D.S., Jefferson, K.L., Heisey, D.M. et al. (2008). Using amplified fragment length polymorphism analysis to differentiate isolates of Pasteurella multocida serotype 1. Journal of Wildlife Diseases 44: 209-225.

2-   Boerlin, P., Siegrist, H.H., Burnens, A.P. et al. (2000). Molecular identification and epidemiological tracing of Pasteurella multocida meningitis in a baby. Journal of Clinical Microbiology 38: 1235-1237.

3-   Bosch, M., Garrido, M.E., Llagostera, M. et al. (2002). Characterization of the Pasteurella multocida hgbA gene encoding a hemoglobin-binding protein. Infection and Immunity 70: 5955-5964.

4-   Boyce, J.D., Adler, B. (2006). How does Pasteurella multocida respond to the host environment? Current Opinion in Microbiology 9: 117-122.

5-   Boyce, J.D., Harper, M., St Michael, F., John, M., Aubry, A., Parnas, H., Logan, S.M., Wilkie, I.W., Ford, M., Cox, A.D., Adler, B. (2009). Identification of novel glycosyltransferases required for assembly of the Pasteurella multocida A:1 lipopolysaccharide and their involvement in virulence. Infection and Immunity 77: 1532-1542.

6-   Brook, I. (2009). Management of human and animal bite wound infection: an overview. Current Infectious Disease Reports 11: 389–395.

7-   Confer, A.W., Ayalew, S. (2013). The OmpA family of proteins: roles in bacterial pathogenesis and immunity. Veterinary Microbiology 163: 207–222.

8-   Danesh Lari, S., Tahamtan, Y., Hayati, M., Kargar, M. (2010). Rapid and simultaneous identity of virulence factors and capsular typing of Pasteurella multocida isolated from sheep and goats by multiplex PCR. Journal of Microbial world 3:162-168. (in Persian).

9-   Dziva, F., Muhairwa, A.P., Bisgaard, M., Christensen, H. (2008). Diagnostic and typing options for investigating disease associated with Pasteurella multocida. Veterinary Microbiology 128: 1-22.

10-              Ezzi, A., Moradi Bidhendi, S., Jabbari, A.R. (2007). Survey on pneumonic pasteurellosis in slaughtered sheep and goats at Ziaran abattoir. Archives of Razi Institute 62: 235-239.

11-              Fukuchi, T., Morisawa, Y. (2009). A case of cat-scratch-induced Pasteurella multocida infection presenting with disseminated intravascular coagulation and acute renal failure. Journal of Japanese Association for Infectious Diseases83: 557–560.

12-              Furian, T.Q., Borges, K.A., Rocha, S.L.S., Rodrigues, E.E., Nascimento, V.P. do, Salle, C.T.P., Moraes, H.L. de S. (2013). Detection of virulence-associated genes of Pasteurella multocida isolated from cases of fowl cholera by multiplex-PCR. Pesquisa Veterinaria Brasileira 33: 177-182.

13-   Furian, T.Q., Borges, K.A., Pilatti, R.M., Almeida, C., Nascimento, V.P. do, Salle, C.T.P., Moraes, H.L. de S. (2014). Identification of the capsule type of Pasteurella Multocida isolates from cases of fowl cholera by multiplex PCR and comparison with phenotypic methods. Brazilian Journal of Poultry Science 16: 31-36.

14-    Guler, L., Gunduz, K.,Sarisahin, A.S. (2013). Capsular typing and antimicrobial susceptibility of Pasteurella multocida isolated from different hosts. KafkasÜniversites Veteriner Fakültesi Dergisi 19: 843-849.

15-  Gyles, C.L., Prescott, J.F., Songer, J.G., Thoen, C.O. (2010). Pathogenesis of Bacterial Infections in Animals. 4^th Ed., Blackwell Publishing, pp: 325-346.

16-   Hablolvarid, M.H., MoazeniJula, G., jabbari, A.R. (2009). Experimintal study of peracute fowl cholera due to Pasteurella multocida vaccinal strain (serotype A:1) in chickens. Archives of Razi Institute 64: 57-60.

17-              Hey, P., Gow, P., Torresi, J., Testro, A. (2012). Cirrhosis, cellulitis and cats: a ‘purrfect’ combination for life-threatening spontaneous bacterial peritonitis from Pasteurella multocida. British Medical Journal Case Reports, doi: 10.1136/bcr-2012-007397.

18- Jabbari, A.R., MoazeniJula, G.R. (2005). Fowl cholera: Evaluation of a trivalent Pasteurella multocida vaccine consisted of serotypes 1, 3 and 4. Archives of Razi Institute 59: 103-111.

19-              Jabbari, A.R., Esmaelzadeh, M., MoazeniJula, G.R. (2006). Polymerase chain reaction typing of Pasteurella multocida capsules isolated in Iran. Iranian Journal of Veterinary Research, University of Shiraz 7: 50-55.

20-   Katsuda, K., Kohmoto, M., Kawashima, K. et al. (2003). Molecular typing of Mannheimia (Pasteurella) haemolytica serotype A:1 isolates from cattle in Japan. Epidemiology and Infection 131: 939–946.

21-  Khamesipour, F., Momtaz, H., Azhdary Mamoreh, M. (2014). Occurrence of virulence factors and antimicrobial resistance in Pasteurella multocida strains isolated from slaughter cattle in Iran. Frontiers in Microbiology 5: Article 536, www.frontiersin.org, doi: 10.3389/fmicb.2014.00536.

22-              Kuhnert, P., Christensen, H. (2008). Pasteurellaceae: Biology, Genomics and Molecular Aspects. Norfolk, Caister Academic Press, pp: 11-13.

23-Kumar, B., Chaturvedi, V.K., Somrajan, S.R., Kumar, P., Sreedevi, R., Kumar, S. et al. (2011). Comparative immune response of purified native OmpH protein derived from Pasteurella multocida P52 and oil adjuvant vaccine against hemorrhagicsepticemia in mice. Indian Journal of Animal Sciences 81: 1193–1196.

24-  Lax, A.J., Pullinger, G.D., Baldwin, M.R., Harmey, D., Grigoriadis, A.E., Lakey, J.H. (2004). The Pasteurella multocida toxin interacts with signalling pathways to perturb cell growth and differentiation. International Journal of Medical Microbiology 293: 505-512.

25-  Markey, B.K., Leonard, F.C., Archambault, M., Cullinane, A., Maguire, D. (2013). Clinical Veterinary Microbiology. 2^nd Ed., Edinburgh, The CV Mosby Company, pp: 307-317.

26-   Mohamed, M.A., Mohamed, M.W., Ahmed, A.I., Ibrahim, A.A., Ahmed, M.S. (2012). Pasteurella multocida in backyard chickens in upper Egypt: Incidence with polymerase chain reaction analysis for capsule type, virulence in chicken embryos and antimicrobial resistance. Veterinaria Italiana 48: 77-86.

27-    Nascimento, V.P., Gama, N.M.S.Q., Canal, C.W. (2009). Corizainfecciosa das galinhas, pasteureloses e outrasinfecçõesbacterianasrelacionadas. pp: 503-530. In: Berchieri Júnior, A., Silva, E.N., Di Fábio, J., Sesti, L. and Zuanaze, M.A.F. (Ed.), Doenças das Aves, 2^nd Ed., FACTA, Campinas.

28-    Orth, J.H., Aktories, K., Kubatzky, K.F. (2007). Modulation of host cell gene expression through activation of STAT transcription factors by Pasteurella multocida toxin. Journal of Biological Chemistry282: 3050-3057.

29-  Ramachandranpillai, R., Govindapillai, K.N., Mini, M., Joseph, L., Saseendranath Raghavan, M. (2012). Immunopotency of novel oil adjuvant vaccines employing Pasteurella multocida biofilm and capsule enhanced organisms in ducklings. Turkish Journal of Veterinary and Animal Sciences 36: 367-372.

30-  Reed, L.J., Muench, H.A. (1938). Simple method of estimating fifty percent endpoints. American Journal of Hygiene 27: 493-497.

31-   Saif, Y.M. (2008). Diseases of Poultry. Wiley-Blackwell, Ames.

32-  Shayegh, J., Atashpaz, S., Hejazi, M.S. (2008). Virulence genes profile and typing of ovine Pasteurella multocida. Asian Journal of Animal and Veterinary Advances (AJAVA) 3: 206-213.

33- Shivachandra, S.B., Kumar, A.A., Gautam, R., Singh, V.P., Saxena, M.K., Srivastava, S.K. (2006). Identification of avian strains of Pasteurella multocida in India by conventional and PCR assays. The Veterinary Journal 172: 561-564.

34-Shivachandra, S.B., Kumar, A.A., Chaudhuri, P. (2008). Molecular characterization of avian strains of Pasteurella multocida serogroup A:1 based on amplification of repetitive regions by PCR. Comparative Immunology, Microbiology and Infectious Diseases 31: 47–62.

35-  Sotoodehnia, A., Ataei, S., MoazeniJula, G.R., Jabbari, A.R., Tabatabaei, M. (2004). Virulence of avian serotype A:1 Pasteurella multocida for chickens and mice. Archives of Razi Institute 58: 91-96.

36- Tahamtan, Y., Hayati, M., Namavari, M.M. (2014). Isolation and identification of Pasteurella multocida by PCR from sheep and goats in Fars province, Iran. Archives of Razi Institute 69: 89-93.

37- Tang, X., Zhao, Z., Hu, J., Wu, B., Cai, X., He, Q., Chen, H. (2009). Isolation, antimicrobial resistance and virulence genes of Pasteurella multocida strains from swine in China. Journal of Clinical Microbiology 47: 951-958.

38- Townsend, K.M., Frost, A.J., Lee, C.W., Papadimitriou, J.M., Dawkins, H.J.S. (1998). Development of PCR assays for species and type-specific identification of Pasteurella multocida isolates. Journal of Clinical Microbiology 36: 1096-1100.

39- Townsend, K.M., Boyce, J.D., Chung, J.Y. et al. (2001). Genetic organization of Pasteurella multocida cap loci and development of amultiplex capsular PCR typing system. Journal of Clinical Microbiology 39: 924–929.

40- Wilkie, I.W., Grimes, S.E., O’Boyle, D., Frost, A.J. (2000). The virulence and protective efficacy for chickens of Pasteurella multocida administered by different routes. Veterinary Microbiology 72: 157-168.