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  微生物与感染  2021, Vol. 16 Issue (4): 242-489      DOI: 10.3969/j.issn.1673-6184.2021.04.003
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Contents            PDF            Abstract             Full text             Fig/Tab
新生儿及产妇感染单核细胞增生李斯特菌分离株的血清型、耐药性及分子特征研究
王双杰 1 , 岑贞娇 1 , 吕素玲 2 , 曾尚娟 1 , 阮佳玲 1 , 李颖丰 1     
1. 广西壮族自治区妇幼保健院检验科, 广西壮族自治区 南宁 530002;
2. 广西壮族自治区疾病预防控制中心, 广西壮族自治区 南宁 530028
摘要:为探讨广西南宁地区新生儿及产妇感染的单核细胞增生李斯特菌(Listeria monocytogenes, Lm)的血清型、药物敏感性及其分子流行病学特征,本研究回顾性收集2015—2017年广西壮族自治区妇幼保健院新生儿科及产科送检标本中分离的Lm,对其进行体外药物敏感性检测、血清学分型以及多位点序列分型(multilocus sequence typing, MLST)分析菌株间的同源性;同时分析患儿及其母亲的临床特征及危险因素。结果显示,广西南宁地区新生儿感染Lm发病率较低,2015—2017年发病率为0.091‰;所有分离的Lm分属4b(83.3%)和1/2a(16.7%)2个血清型;药物敏感性试验结果显示,Lm对青霉素、氨苄西林、复方新诺明及美罗培南均100%敏感,暂未发现耐药菌株;MLST分型共获得2个序列型(sequence types,ST),以ST-1型(83.3%)为主。其中分离自同一新生儿患者(Case 2)外周血(Lm2)、耳拭子(Lm3)及其母亲羊水(Lm4)、宫颈分泌物(Lm5)的4株菌具有相同的血清型、药物敏感性表型以及MLST分型。感染Lm的患儿主要表现为发热、肺炎、发绀、败血症及脑膜炎;而产妇感染则具有非特异性的临床特征。结果提示,广西南宁地区存在的Lm菌株为致病性较强的4b、1/2a血清型菌株;Lm可通过母婴垂直传播引起新生儿感染。因此,临床医师应重视孕产妇及新生儿Lm病原学检查、早期诊断和及时合理地使用抗生素预防、治疗,从而减少Lm引起的母婴感染。
关键词新生儿    产妇    单核细胞增生李斯特菌    血清型    耐药    多位点序列分型    
Study of serotype distribution, antimicrobial resistance patterns and molecular epidemiology of Listeria monocytogenes isolates from neonatal and maternal in Nanning, Guangxi Province
WANG Shuangjie 1 , CEN Zhenjiao 1 , LÜ Suling 2 , ZENG Shangjuan 1 , RUAN Jialing 1 , LI Yingfeng 1     
1. Department of Laboratory Medicine, The Maternal and Child Health Hospital in Guangxi Zhuang Autonomous Region, Nanning 530021, Guangxi Zhuang Autonomous Region, China;
2. Guangxi Zhuang Autonomous Region Center for Disease Prevention Control, Nanning 530028, Guangxi Zhuang Autonomous Region, China
Abstract: In order to investigate the genotyping, molecular epidemiological characteristics in neonatal and maternal infection and sources of specimens as well as antimicrobial susceptibility of Listeria monocytogenes(Lm) in neonatal and maternal in Nanning, Guangxi Province. The Listeria monocytogenes isolated from the department of neonatology and obstetrics of Maternal and Child Health Hospital of Guangxi zhuang Autonomous Region from 2015 to 2017 were retrospectively reviewed, in vitro susceptibility testing and serological typing were carried out by a kit, and multilocus sequencing (MLST) for analysis of strains. And the clinical characteristics and risk factors analysis of perinatal listeriosis were analyzed.The results showed that the lower incidence of neonatal Lm infection was 0.091 ‰ between 2015 to 2017 in Nanning of Guangxi. The isolated Lm belonged to two stronger pathogenic strains serotypes [4b (83.3%) and 1/2a (16.7%)]. Drug susceptibility test showed that Listeria monocytogenes were 100% sensitive to penicillin, ampicillin, trimethoprim/sulfamethoxazole and meropenem, and no resistant strains have been found. The genotyping obtains two sequence types (ST) by MLST, mainly ST-1 type (83.3%). Four strains of bacteria were isolated from a newborn patient(Case 2) of peripheral blood(Lm2), ear swab(Lm3) and amniotic fluid(Lm4) and cervical secretion(Lm5) of her mother, which were confirmed to be the same clone by antibiotic sensitivity test, serotype and MLST. The Listeria monocytogenes infections in pregnant women and their newborn infants may be derived from the same clone via vertical transmission.All the neonates in the reported cases had symptoms, including fever, pneumonia, Bluish-colored skin, Sepsis and Meningitis.All the pregnant women in the reported cases had atypical and nonspecific clinical symptoms.Clinical attention should be paid to the pathogen examination of Listeria monocytogenes in maternal and neonatal infections, early diagnosis, prevention and reduction of maternal-infant infection caused by Listeria monocytogenes by timely and reasonable antibiotic treatment.
Keywords: Newborn    Maternal    Listeria monocytogenes    Serotype    Drug tolerance    Multilocus sequence typing    

单核细胞增生李斯特菌(Listeria monocytogenesLm)可引起人畜共患李斯特菌病[1],尤其是在孕产妇、新生儿、老年人和免疫功能低下者中可引起严重的侵袭性疾病,死亡率高达20%~30%[2-4]Lm为兼性胞内寄生菌,广泛存在于自然界,如水、土壤、腐败植物等。Lm能在0~45 ℃环境中生长,具有较强的耐干冷环境特性,易污染食品加工环境,导致食物污染引起人、畜感染,已成为重要的威胁食品安全的食源性致病菌[5-6]Lm可引起孕产妇宫内感染导致流产、早产及死胎[7],其主要通过胎盘垂直传播或吸入污染的羊水引起新生儿严重感染。目前,国内关于孕产妇感染Lm导致新生儿感染的病例不断被报道,提示孕产妇及新生儿Lm感染正在增加,且致死率升高[8-9]。当前针对新生儿Lm感染的发病率、临床分离株分子流行病学特点及临床特征的研究尚缺乏,本研究回顾性收集分析2015—2017年广西壮族自治区妇幼保健院从新生儿科及产科送检的血液、羊水、宫颈分泌物及耳拭子标本中分离的Lm毒株资料,对分离株进行体外抗生素药物敏感试验、血清学分型及多位点序列分型(multilocus sequence typing,MLST)后做进一步分析,拟从药物敏感性、血清型和基因遗传背景角度为Lm的临床诊治提供更多的流行病学信息。

1 材料与方法 1.1 菌株来源

临床分离菌株:分别从新生儿科患儿送检的血液、耳拭子标本,以及从产科送检的患儿母亲血液、宫颈分泌物、羊水标本中分离培养Lm。在哥伦比亚血琼脂平板上挑取呈现β-溶血环的菌落单克隆置于菌种保存管中,储存在-80 ℃低温冰箱备用。

1.2 实验菌株的鉴定及体外药物敏感性试验

菌株鉴定:使用革兰阳性菌鉴定卡片GP鉴定卡(法国生物梅里埃公司),严格按照厂家操作说明对所分离菌进行鉴定。

体外药物敏感性试验:采用Lm微量肉汤稀释法药敏试剂盒(上海星佰生物技术有限公司),严格按照厂家操作说明对所分离的Lm进行药敏试验:挑取数个新鲜菌落,用灭菌生理盐水制成0.5麦氏单位的菌悬液后,吸取菌悬液60 μL,加至营养肉汤培养液中(12 mL)。按说明书要求,加入600 μL无菌马血清,完全混匀。用微量移液器吸取稀释菌液100 μL,加至除阴性对照孔外的微量药敏板中,阴性对照孔加入100 μL无菌营养肉汤培养液。放入恒温培养箱中35 ℃培养20~24 h。根据美国临床和实验室标准化协会(Clinical and Laboratory Standards Institute, CLSI)关于Lm抗微生物药物敏感性试验的要求,选择青霉素、氨苄西林、复方新诺明及美罗培南等药物进行测试。药敏试验结果判断参照不常见菌和苛氧菌药物敏感性试验解释标准[10]执行。

1.3 血清学分型

Lm的血清型由O抗原和H抗原共同决定。参照Lm诊断血清使用说明书,O抗原检测采用玻片凝集法,H抗原检测采用试管凝集法。所用试剂盒来自日本生研(Denka Seiken公司,日本)。结果判断参照中华人民共和国出入境检验检疫行业标准《单核细胞增生李斯特菌血清分型方法》[11]

1.4 Lm的MLST检测 1.4.1 Lm总DNA提取

采用lysis buffer for microorganism to direct PCR试剂盒(大连TaKaRa公司,Code No.9164)提取菌株DNA,同时采用NanoDrop 2000微量紫外分光光度计(Thermo Scientific公司,美国)测定DNA浓度并于-20 ℃保存备用。

1.4.2 Lm的MLST分析

将所分离的Lm进行MLST分析。查阅相关文献[12]可知,所使用的Lm的7对管家基因分别为abcZbglAcatdapEdatldhlhkA;引物序列均摘自Institut Pasteur在线数据库(http://bigsdb.pasteur.fr/index.html),具体如表 1所示。

表 1 Lm的MLST分型中7对管家基因引物序列 Tab. 1 The genes and primers of 7 housekeeping genes of Listeria monocytogenes used for MLST
管家基因 引物序列(5′-3′) 扩增产物(bp)
abcZ Fwd 5′-TCGCTGCTGCCACTTTTATCCA-3′ 537
Rev 5′-CTCAAGGTCGCCGTTTAGAG-3′
bglA Fwd 5′-GCCGACTTTTTATGGGGTGGAG-3′ 399
Rev 5′-CCGATTAAATACGGTGCGGACATA-3′
cat Fwd 5′-ATTGGCGCATTTTGATAGAGA-3′ 486
Rev 5′-CAGATTGACGATTCCTGCTTTTG-3′
dapE Fwd 5′-CGACTAATGGGCATGAAGAACAAG-3′ 462
Rev 5′-CATCGAACTATGGGCATTTTTACC-3′
dat Fwd 5′-GAAAGAGAAGATGCCACAGTTGA-3′ 471
Rev 5′-CTGCGTCCATAATACACCATCTTT-3′
ldh Fwd 5′-GTATGATTGACATAGATAAAGA-3′ 453
Rev 5′-CTATAAATGTCGTTCATACCAT-3′
lhkA Fwd 5′-AGAATGCCAACGACGAAACC-3′ 480
Rev 5′-CTGGGAAACATCAGCAATAAAC-3′
1.4.3 聚合酶链反应(polymerase chain reaction,PCR)扩增产物分析

采用50 μL PCR体系:6 μL DNA模板,正、反向引物各2 μL,25 μL Taq PCR MasterMix [天根生化科技(北京)有限公司],15 μL H2O。PCR扩增条件:94 ℃预变性4 min;94 ℃变性30 s,52 ℃(bglA为45 ℃)退火30 s,72 ℃延伸2 min,35个循环;72 ℃终末延伸10 min。PCR产物经电泳验证后,送至广州艾基生物技术有限公司测序。使用Chormas软件查看编辑DNA峰形图,评估测序结果质量。将所得到的Lm 7对管家基因测序结果提交至Lm MLST数据库(http://bigsdb.pasteur.fr/listeria/listeria.html)中进行分析,确定各个管家基因的等位基因数值,与已公布的Lm 7对管家基因的等位基因进行比较,进而确定Lm临床分离株的序列分型(sequence type,ST)。

2 结果 2.1 临床感染Lm情况分析

从2015年1月—2017年12月广西妇幼保健院新生儿科及产科送检的血液、羊水、宫颈分泌物及耳拭子标本中共分离培养出6株Lm,分别命名为Lm1~Lm6。其中Lm1、Lm2及Lm6从新生儿血标本中分离获得,Lm3和Lm4分别从患儿母亲(病例2)羊水及宫颈分泌物标本中分离获得,Lm5从新生儿(病例2)耳拭子标本中分离获得(表 2)。期间共计32 864例活产儿纳入本研究,新生儿Lm发病率为0.091‰(3/32 864),2例患儿最终放弃治疗死亡,死亡率高达66.7%(2/3)。其中血培养检出Lm的2例患儿(病例1及病例2),均因宫内感染导致胎儿窘迫,行剖宫产娩出,为早产(< 32周)低出生体重儿(出生体重<2 500 g),出生后均出现呼吸困难、气促、呼吸不规则,可见三凹征,两肺呼吸音粗;1例患儿(病例6)顺产娩出,出生后出现呼吸困难、气促、呻吟、少许红色血性痰、指端凉以及心率、血氧下降等重度窒息症状(见表 2)。

表 2 侵袭性Lm感染患儿及其母亲的流行病学特征 Tab. 2 Epidemiological characteristics of invasive Lm infection in neonates and their mothers
特征 病例编号
病例1
(Lm1)
病例2
(Lm2)
病例3
(Lm3)
病例4
(Lm4)
病例5
(Lm5)
病例6
(Lm6)
性别
标本类型 PB PB AM CX EA PB
出生体重(g) 2 020 1 520 \ \ \ 2 700
胎龄(wk) 32 31 \ \ \ 37
生产方式 剖宫产 剖宫产 \ \ \ 顺产
Apgar评分 8-10-10 8-9-9 \ \ \ 2-2-4
早发型/晚发型 早发型 早发型 \ \ \ 早发型
患儿临床特征
(发热/发绀/易激怒/败血症/肺炎/脑膜炎) 发热、发绀、败血症、肺炎、脑膜炎 发热、发绀、败血症、肺炎、脑膜炎 \ \ \ 发热、发绀、败血症、肺炎、脑膜炎
患儿母亲临床特征
(呼吸系统症状/绒毛膜羊膜炎/宫内感染/胎膜早破/腹痛/不洁净饮食史) 呼吸系统症状、宫内感染、胎膜早破、不洁净饮食史 呼吸系统症状、宫内感染、胎膜早破、不洁净饮食史 \ \ \ 呼吸系统症状、宫内感染、胎膜早破、不洁净饮食史
ST型 ST-1 ST-1 ST-1 ST-1 ST-1 ST-20
血清型 4b 4b 4b 4b 4b 1/2a
结局 痊愈 死亡 痊愈 痊愈 死亡 死亡
PB:外周血;AM:羊水;CX:宫颈分泌物;EA:耳拭子;\:无。

患儿的母亲主要表现为呼吸系统症状、全身酸痛、乏力、急性发热等似流感样轻度症状,同时伴有胎膜早破、先兆早产、胎儿窘迫等宫内感染症状,流行病学调查显示均存在不洁净饮食史,近期食用过易被Lm污染的食物如冰淇淋、生冷食物、凉拌菜及蔬菜沙拉等,这些均增加了感染的风险(见表 2)。

2.2 分离株药物敏感性试验及血清学分型

Lm药物敏感性试验结果显示,分离株对CLSI M45推荐检测的4种抗菌药物均100%敏感。最低抑菌浓度(minimum inhibitory concentration,MIC)分别为青霉素0.5 μg/mL、氨苄西林0.25 μg/mL、复方新诺明0.015/0.3 μg/mL及美罗培南0.125 μg/mL。

血清凝集试验检测发现,Lm分离株分属2个血清型,分别为4b(5株)和1/2a(1株)。其中4b是分离率最高的血清型,占83.3%(5/6);其次是1/2a,占16.7%(1/6)(见表 2)。

2.3 MLST分型结果

按照Institut Pasteur MLST官网(http://bigsdb.pasteur.fr/)提供的特异性引物序列合成引物,经过特定的PCR体系扩增后,得到Lm的7对管家基因abcZbglAcatdapEdatldhlhkA的特异性PCR产物,经1.5%琼脂糖凝胶电泳可见各个管家基因清晰特异的目的条带,且阴性无污染,无明显二聚体。

Lm分离株的7个管家基因等位基因数值提交至MLST数据库以获取对应的ST值。ST结果显示,临床所分离的Lm分为2个不同的ST型,对照数据库中的序列分型结果均能找到相同等位基因数值排列,即均为已知的ST型(见表 2)。Lm的MLST分析定义7个管家基因的等位基因型中,拥有5个以上相同等位基因型的菌株组成一个克隆复合物(clonal complex,CC)[13]。在确定ST的基础上应用Institut Pasteur MLST数据库对分离的菌株进行同源性分析,结果显示,所分离的6株Lm可分为2个ST型(ST-1和ST-20),ST-1属于CC1克隆复合物,ST-20属于CC20克隆复合物。

3 讨论

李斯特菌病具有低致病率和高致死性的特点。据统计,国外新生儿李斯特菌病发病率为0.52‰[14],死亡率达20%~30%[15]。孕产妇感染Lm致流产及早产的发生率为2.4‰~5.5‰,与种族、饮食习惯及社会经济状况等有关[16-18]。目前,国内同类研究报道较少,本研究针对新生儿Lm感染的发病率及临床分离株的血清型、耐药性及分子特征进行研究,同时分析总结患儿及其母亲的临床特征。结果显示,广西南宁地区新生儿李斯特菌病发病率为0.091‰(3/32 864),低于国外水平,可能与我国以熟食为主的饮食习惯有较大关系。本研究统计发现该地区新生儿感染Lm的死亡率高达66.7%(2/3),远高于其他地区水平。其中3例(病例1、病例2及病例6)患儿均为败血症且于出生后24 h内发病(早发型感染,即出生后6 d内发病),患儿母亲均有宫内感染指征,提示大多数早发型感染在子宫内即发病。这3例早发型感染患儿(患儿出生后不久均出现呼吸困难、气促、发绀)均发生严重的败血症合并化脓性脑膜炎,最终1例(病例1)患儿治愈出院,2例(病例2及病例6)患儿因感染严重而放弃治疗。国内外因孕产妇感染Lm导致新生儿败血症及化脓性脑膜炎死亡的病例不断有报道[19],且有上升趋势。李斯特菌病多为散发病例,且潜伏期较长,大多数情况下呈隐性感染,无明显特异性症状[20]。本研究中3例患儿母亲的临床症状均不典型,具体表现为呼吸道感染(似流感样)、产前发热、宫内感染、胎膜早破及C反应蛋白显著持续升高等),疾病预防控制中心(简称“疾控中心”)流行病学调查显示均有不良饮食因素如凉食及生食蔬菜、水果史,增加了感染Lm的风险。以上资料提示临床医师面对孕晚期产妇出现急性发热、腹痛、羊水浑浊及轻度流感样等症状时,应重视排查其感染Lm的可能性,从而进行病原学检查,做到早期诊断与及时治疗,可降低新生儿感染发生。

Lm通常对青霉素、氨苄西林、复方新诺明及美罗培南等抗生素敏感。本研究结果显示,所有分离的Lm对上述4种抗生素的敏感率均为100%,暂未发现该地区有耐药菌株。需要特别注意该菌对头孢菌素天然耐药,而临床针对感染Lm孕产妇的标准治疗方案多为头孢菌素。本研究中1例患儿(病例6)胎龄37周,Apgar评分2-2-4,出生体重2 700 g,C反应蛋白66.22 mg/L,在当地医院未明确病原菌前经验性使用头孢他啶抗感染,转至广西壮族自治区妇幼保健院后,病情严重,予美罗培南+氨苄西林舒巴坦抗感染,但最终因病情危重放弃治疗。

Lm目前可分为13个血清型,而引起人类感染的90%血清型[21-22]为1/2a、1/2b和4b,均具有较强的致病性。其中1/2a和1/2b血清型主要引起Lm散发感染,4b血清型主要引起Lm大范围暴发流行[23-24]。本研究结果中新生儿及产妇Lm血清型以4b型为主,占83.3%,血清型1/2b型占16.7%,与国内外相关研究一致[25-27]。结果提示该地区存在可引起暴发流行的血清型别,须加强食源性疾病监测,警惕大范围暴发流行的可能。

MLST是一种基于核酸序列测定的分型方法,可对病原菌生物进化进行分析及对耐药菌株进行追踪[28]。本研究对来源于新生儿血培养及患儿母亲分泌物的6株Lm进行MLST检测分析,ST分型结果显示,临床所分离的6株Lm可分为2个ST型(ST-1和ST-20),ST-1属于CC1克隆复合物,ST-20属于CC20克隆复合物。同源性分析结果表明广西南宁地区新生儿Lm感染的主要流行菌株为ST-1(83.3%)。在本研究中,分析来自同一新生儿患者(病例2)外周血(Lm2)、耳拭子(Lm3)及其母亲羊水(Lm4)、宫颈分泌物(Lm5)的4株菌,发现其具有相同的药物敏感表型、血清型以及MLST分型,提示新生儿早发型Lm感染源于宫内感染,由母婴垂直传播引起或在分娩过程中新生儿受到产道的病原菌感染。

Lm感染的孕妇在围生期可有轻微自限性流感样症状、发热、腹痛、呕吐、腹泻、先兆早产等不同表现;新生儿则可表现出发热、气促、皮疹、反应差、呼吸异常、惊厥等,但临床表现缺乏特异性。因此,应高度重视具有高危因素的孕产妇及新生儿,警惕宫内感染的可能,及时给予适当的干预。在未明确病原菌前,临床经验性用药方案多为头孢菌素类抗生素,但须注意Lm对头孢菌素天然耐药。本研究纳入病例数较少,主要原因为目前该地区产Lm感染率较低,但研究内容仍可在一定程度上为临床诊治提供数据支持。实验室检出Lm后,应主动联系临床,并告知疾控中心食源性疾病监测工作组,及时对孕期妇女、新生儿家属进行食品安全宣传教育及流行病学调查,降低妊娠期感染率,减少新生儿李斯特菌病,杜绝Lm感染暴发的可能。

综上所述,临床医师积极采集孕产妇的血液、羊水及宫颈分泌物进行Lm检测,可对部分病例做出早期诊断;胎儿出生时可对血液、脑脊液、胎盘、羊水、皮肤拭子或婴儿的胎粪等标本进行Lm筛查培养,为临床医师明确病因、早期诊断、及时精准治疗、降低病死率提供帮助。

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文章信息

王双杰, 岑贞娇, 吕素玲, 曾尚娟, 阮佳玲, 李颖丰
WANG Shuangjie, CEN Zhenjiao, LÜ Suling, ZENG Shangjuan, RUAN Jialing, LI Yingfeng
新生儿及产妇感染单核细胞增生李斯特菌分离株的血清型、耐药性及分子特征研究
Study of serotype distribution, antimicrobial resistance patterns and molecular epidemiology of Listeria monocytogenes isolates from neonatal and maternal in Nanning, Guangxi Province
微生物与感染, 2021, 16(4): 242-489.
Journal of Microbes and Infections, 2021, 16(4): 242-489.
通信作者
李颖丰
E-mail:lyf1517@126.com
基金项目
广西壮族自治区卫生健康委员会自筹经费科研课题(Z20180091), 广西壮族自治区妇幼保健院2018年"育苗计划"青年项目(GXWCH-YMJH-2018007)

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