海豚链球菌 (Streptococcus iniae)

An aquatic pathogen of global veterinary significance

Contents

Introduction1

Distribution2

Identification3

Prevention and therapy5

Pathophysiology4

Introduction

链球菌并非鱼类主要致病菌

19 世纪50 年代

1958 年 1976 年 20 世纪90 年代

链球菌属细菌对鱼类的危害凸显，海豚链球菌成为

全球重要的鱼类病原菌日本首次证实链球菌能够侵袭危害养殖鱼类虹鳟 (Hoshina et al.)

海豚链球菌开始被人们所认知 (Pier and Madin)

Introduction

到 2001 年，全球范围内海豚链球菌感染造成经济损失己超过 10 亿美元

仅 1997 年由海豚链球菌引起的美国水产养殖业损失估计在 1000 万美元，全球损失估计 1 亿美元

(Shoemaker et al., 2001)

近年来，陆续有关于海豚链球菌引起哺乳动物和人类的疾病报道 (Yuniarti, 2005; Lau et al., 2003, 2006)

全球至少 25 人感染海豚链球菌并表现临床病症，作为潜在的人畜共患病原引起各国的高度重视 (Agnew et al.,

2007)

Distribution

North America

Middle East

Asia-Pacific

Distribution

Dolphin, USA (Pier and Madin, 1976)Tilapia hybrids, USA (Perera et al., 1994)Human, Canada (Goh et al., 1998)Reef fish, Caribbean basin (Ferguson et al., 2000)

Tilapia and trout, Israel (Eldar et al., 1994)Rabbitfish, Bahrain (Yuasa et al., 1999)

Rabbitfish, Singapore (Foo et al., 1985)Tilapia, Taiwan (Eldar et al., 1994)Japanese flounder, Japan (Nguyen et al., 2002)Barramundi, Australia (Bromage et al., 2002)Human, Hong Kong, China (Lau et al., 2006)

North America

Middle East

Asia-Pacific

Distribution

目前有关鱼类海豚链球菌在不同地域间进行传播的方式尚不清楚，不知是通过海洋水流还是国家之间水产品的进出口

Israel America通过 80 年代美国进口的亲鱼产卵

通过进口以色列罗非鱼产品输入

首次报道养殖鱼类海豚链球菌病在以色列爆发海豚链球菌病之后

首次出现鱼类海豚链球菌感染的时间比美国首次发现海豚链球菌晚近十年

Distribution

红拟石首鱼沈智华， 2005罗非鱼甘西等， 2007李波等， 2008邓显文等， 2010 斑点叉尾鮰余晓丽等， 2008陈德芳， 2011

罗非鱼、海鲈、尖吻鲈周素明等， 2007,2012张旭丽等， 2009

大泷六线鱼冯春明， 2009

银鼓鱼罗璋等， 2012

牙鲆程爽， 2010

Distribution

Ayu Coho salmon Amago salmonRainbow trout

Tilapia Hybrid tilapias

Yellowtail

Parrot fish Red drum Chubb

Amazon freshwater dolphinFlying fox

Human

Lyretail grouperEuropean seabassHybrid striped bass

GruntBlack margateStriped piggy

SnapperSilver bream

Gilthead sea bream

Rabbitfish银鼓鱼

BarramundiBarramundi codGold spot cod

大泷六线鱼Japanese flounder

Puffer fish

Grey mulletChannel catfishLizard fish

海豚链球菌

Identification

海豚链球菌 (Streptococcus iniae) 隶属于： 芽孢杆菌纲 (Bacilli) 乳杆菌目 (Lactobacillales) 链球菌科 (Streptococcaceae) 链球菌属 (Streptococcus)

1976 年， Pier 和 Madin 首次从亚马逊淡水海豚中分离并定种

Identification

革兰氏阳性 有时老龄菌呈革兰氏阴性圆形或近圆形 直径： 0.2-0.8 μm

链状排列 链长短与菌株和培养基有关最适生长温度 37 ℃无鞭毛，不形成芽胞

Identification

免疫学检测

细菌生理生化自动鉴定系统

分子生物学检测细菌学检测

特异 PCR 技术16S DNAIctO 基因ITS 序列

以单克隆抗体为基础的间接免疫荧光抗体技术

Pathophysiology

Cause different disease states

depending on the type of hosts

蜂窝组织炎脑膜炎

脑膜炎和全眼球炎高发病率和死亡率

皮下脓肿Dolphins

Humans

Fish

Pier and Madin,1976; Pier et al., 1978;Bonar and Wagner, 2003

Weinstein et al., 1997; Lau et al.,2003; Facklam et al., 2005

Bromage and Owens, 2002

Pathophysiology

侵袭宿主细胞

对抗吞噬细胞

分泌细胞毒素

黏附并侵袭宿主细胞对宿主吞噬细胞具有亲和性

直接破坏上皮细胞进入血管并向其他组织扩散

防止被氧化杀灭，能在吞噬细胞中存活繁殖利用吞噬细胞的保护逃避宿主免疫系统从而进入深层组织、血液以及中枢神经系统

Pathophysiology

海豚链球菌是非条件致病菌，侵袭能力较强但并非所有的都是致病株，存在不致病的共生菌株

推测：存在一种或多种特异基因编码的毒力因子决定着海豚链球菌致病性

致病株与非致病株 PFGE图谱(Weinstein et al., 1997)

Pathophysiology

2001 年 Fuller et al.根据Weinstein et al. 的结果，比较了海豚链球菌致病菌株与共生菌株间致病力的差异

小鼠皮下感染模型抗吞噬细胞清除

细胞毒性和细胞内侵袭

证 明海豚链球菌的致病性与其独特的

基因图谱有关

两类菌株均具有良好的黏附和侵袭功能对吞噬细胞清除的抵抗和直接的细胞毒性才是致病关键

PathophysiologysimA, SiM protein

Ig, 免疫球蛋白Fibrinogen, 纤维蛋白原C5a peptidase, 肽酶C5a, 补体因子IL-8, 白细胞介素 -8SLS, 链球菌溶血素S

L, 淋巴细胞E, 红细胞N, 中性粒细胞CAMP Factor, 穿孔毒素CPS, 荚膜多糖EPS, 胞外多糖α–enolase, α–烯醇化酶fibrin clots, 纤维蛋白凝块

Pathophysiology

SiM 蛋白Baiano et al.(2008) 对海豚链球菌 (K288) 的 M蛋白进行研究，首次克隆出 simA(QMA0076) ，该基因长 1566

bp ，编码由 521个氨基酸组成，分子量为 57.5 kDa

的 SiM蛋白SiM蛋白能够结合纤维蛋白原和免疫球蛋白有利于细菌黏附上皮细胞和逃避吞噬细胞海豚链球菌重要的毒力因子，主要的致病因子

Pathophysiology

链球菌溶血素 S

海豚链球菌溶血素 S 与局部组织损害有关 (Fuller et al., 2002)

缺乏 SLS 产物，海豚链球菌毒性显著衰减； SLS 能够促进细胞黏附及侵袭能力，抵制吞噬细胞的吞噬，并且可以直接导致细胞以及组织的损伤。 (Locke et al., 2007)

Pathophysiology

肉汤培养致病株能产生荚膜多糖，共生菌株不产生 (Fuller et al., 2001)

共生菌株

致病菌株

荚膜操纵子图谱 (Locke et al., 2007)

荚 膜

荚膜与致病性可能密切相关

Pathophysiology

荚 膜 海豚链球菌荚膜可有效阻止宿主免疫分子结合的完成与激活；血清Ⅱ型由于荚膜表面抗原覆盖率更高，具有 更强的抗吞噬活性 (Barnes et al., 2003)

产生 CPS 是海豚链球菌避免被吞噬细胞吞噬最有效的方式之一 (Miller et al.,2005; Kanai et al.,2006; Locke et al.,2007)

CPS也能增强 SLS 的形成 (Locke et al., 2006)

荚膜有利于细菌侵袭宿主后迅速繁殖而致病

Pathophysiology

葡萄糖磷酸变位酶 葡萄糖磷酸变位酶与荚膜合成有关，它是由 pgmA 基因编码的 571个氨基酸的蛋白质

pgm 与海豚链球菌的毒力有重要的关系，在维持正常细胞壁形态、荚膜表达和对抗宿主先天性免疫清除机制上发挥着作用 (Buchanan et al., 2005)

α– 烯醇化酶通过激活纤溶酶原侵袭宿主进入组织 (Kim et al., 2007)

Pathophysiology

C5a 肽酶C5a肽酶是由 scpI 基因编码的 123kDa 的蛋白质通过水解嗜中性粒细胞化学诱导物补体因子C5a ，从而损伤宿主的抗侵袭能力

白细胞介素 -8 蛋白酶IL-8蛋白酶由 1631个氨基酸构成， cepI 基因编码

通过水解趋化因子 IL-8 ，增强对嗜中性粒细胞的抵抗，加重链球菌的感染

Prevention and therapy

1 药物治疗

免疫防治 2

3 改善环境

Prevention and therapy

The cumulative mortality of E.bruneus fed with different doses of

L.indica extract against S.iniae (Harikrishnan et al., 2011)

85%

40%

Primer p14 (5’GATCAAGTCC)

随机扩增多态性 DNA标记 (RAPD)技术来检测1989-1995 年以色列分离到的海豚链球菌能扩增出 750bp 的条

带1997 年以后的新型海豚链球菌则不再含有 (Barehraeh et al.,

2001)

Pathophysiology

两种血清型（ I 和Ⅱ）的发现源于以色列对疫苗的使用血清Ⅱ型血清 I型

核糖 (-)精氨酸双水解酶 (-)核糖 (+)精氨酸双水解酶

(+)生化指标

血清型

Prevention and therapy

Dermal infections in freshwater dolphins have

been successfully treated with antibiotics

The first animal responded to a 10-day course of

penicillin and tylocin (Pier and Madin, 1976; Pier et al., 1978)

The third was eventually successfully treated with

carbenicillin followed by erythromycin, but the

course was continued for 13 weeks and

recovery took over 18 months (Bonar and Wagner, 2003)

Prevention and therapy

以色列全球率先实行海豚链球菌疫苗应用计划， 1995-1997

年，以色列将疫苗成功的应用到虹蹲的养殖，海豚链球菌引起的病害死亡率从 50%降低到 5%

短期的疗效后， 1997 年大批海豚链球菌感染病害重新暴发，新分离株与之前海豚链球菌毒株生化特性存在差异，病理损伤上也表现出新变化

美国在 1999 年开始研制海豚链球菌灭活苗，并在罗非鱼免疫保护试验中取得了很好的保护效果；腹腔接种疫苗，相对保护率达到 93.2%

Prevention and therapy

广西水产研究所中山大学西南大学广东海洋大学

罗非鱼海豚链球菌灭活疫苗研制

中科院海洋研究所对牙坪源海豚链球菌 SIPH重组蛋白构建了亚单位疫苗，并申请了专利

华南农业大学 花鲈海豚链球菌灭活疫苗

Prevention and therapy

High virulence levels and increased numbers of bacteria

are often associated with an increase in water

temperature, generally greater than 17 ℃ Deteriorating water quality, especially increased levels

of ammonia, nitrate and nitrite, and dissolved oxygen

levels less than 4 mg/ml also promote rapid spread

and mortality

Increased fish density and other stresses are also

contributing factors