JournalofHuazhonriculturalUniversitgAgyVol.30 No.4
Au.2011,494~499g
嗜水气单胞菌在欧洲鳗鲡体内的
免疫组织化学定位与病理观察
郭松林 冯建军 熊 静 关瑞章
集美大学水产学院/鳗鲡现代产业技术教育部工程研究中心,厦门361021
摘要 采用从鳗鲡分离的嗜水气单胞菌进行人工感染试验,以探讨感染后不同时期嗜水气单胞菌在欧洲鳗
鲡肝脏、肾脏和肠道内的定位和由此引起的组织病理学变化。将细菌分2次对鳗鲡进行肌肉注射。第1次采用
7
此后分别在注射后6、肾脏、肠道进行组2次以每尾鱼1×10cfu的剂量注射欧洲鳗鲡,24、48h采集鳗鲡的肝脏、374
/。第每克体质量1结果表明其半数致死量为5×10~10cfu的不同剂量注射以确定该菌的半数致死量,0cfug
织病理学和免疫组织化学定位研究。结果表明:鳗鲡早期无3个时期的临床症状和病理变化存在一定的差别,明显病理变化,而后期主要表现为败血症症状;鳗鲡肾脏组织的病理变化较其他脏器明显,主要表现为肾小管上皮细胞肿胀和肾小球坏死脱落;鳗鲡肝脏则主要表现为严重充血,肠道偶见肠粘膜脱落。免疫组织化学定位结果表明,感染细菌主要分布在鳗鲡肾脏内,肝脏和肠道也有感染细菌分布。
关键词 欧洲鳗鲡;嗜水气单胞菌;人工感染;病理变化;免疫组织化学定位
()中图分类号 Q959.6 文献标识码 A 文章编号 1000-2421201104-0494-06
也是鳗鲡的 嗜水气单胞菌为鱼类常见致病菌,
重要致病菌,在春夏交替时节能引起鳗鲡败血病、烂尾病等传染性很强的疾病,日本鳗和欧洲鳗均可发生,是引发福建省鳗鲡大面积细菌性败血症最主要的病原菌,每年都给鳗鲡养殖业带来较大的经济损失
[1]
2]3-4]
。关于该菌致病因子和致病性的报道较多[,病[
理学和免疫组织化学定位研究,找出其所致病鳗的组织病理变化以及其在这些脏器中的定位情况,从而为该细菌的鉴定和该菌引起疾病的诊断、治疗和流行病学研究提供参考。
。当鳗鲡生长环境温度过高时容易感染该
1 材料与方法
在对鳗鲡的致病性方面,可引起日本幼鳗败血腹水
]5]6、。近年来,病[欧洲鳗狂游症等[有些学者开始对
1.1 供试鳗鲡
其80尾欧洲鳗鲡购自福建省福清市一养鳗场,。试验前将欧洲鳗鲡置于试验室水簇箱内,水15g
簇箱规格1水深400cm×80cm×60cm,0cm。养试验期间水簇箱保持充气,每天投饵226℃之间,次,早晚各1次;换水2次,换水时间为投饵后3h,日换水量为40%。鳗鲡暂养1周后进行注射感染。,生化鉴定(为嗜水气单胞菌,针对该BioloGenⅢ)g菌的兔抗血清由笔者所在研究室制备。
1.2 细菌和血清
用于试验的细菌分离于发病欧洲鳗鲡的肝脏,殖用水为曝气后的自来水,室温养殖,水温在23~,中6另20尾平均体质量为5g0尾平均体质量为
7-9],鱼类致病原菌的组织病理和感染途径进行研究[
亦见有关免疫增强剂对嗜水气单胞菌的抗感染作用研究
[10]
的免疫组织化学定位和病理学相关研究的报道。笔者所在课题组从几批以败血症2002-2008年间,
为主要症状的发病欧洲鳗鲡肝脏、肾脏、腹水均分离到1株毒性很强的嗜水气单胞菌,人工感染试验表
6明,鳗鲡肌肉注射该菌每克体质量10cfu的剂量时
,但未见该菌对鳗鲡致病后其病原在鱼体内
即可导致其100%的死亡率。本研究通过健康鳗鲡人工感染该菌的肝脏分离株后,取对照组(生理盐水注射)和人工感染组鳗鲡的肝脏、肾脏和肠道进行病
收稿日期:2010-12-17
1.3 细菌半数致死量的测定
取6平均分为60尾体质量为5g左右的鳗鲡,
);国家公益性行业()基金项目:国家自然科学基金项目(农业)科研专项(31001136nhzx07-043yy:郭松林,博士,副教授.研究方向:鱼类病害与免疫防治.E-mailsl@mu.edu.cngj:通讯作者:关瑞章,博士,教授.研究方向:渔业水体生态与病害.E-mailrzuan@mu.edu.cngj
第4期
郭松林等:嗜水气单胞菌在欧洲鳗鲡体内的免疫组织化学定位与病理观察
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组,每组鳗鲡为1每组设2个平行对照,每个平1m0尾,in→70%乙醇1min→流水2min→米氏苏木精
行对照有鳗鲡5尾。其中1组为生理盐水注射对照染色15min→伊红染色1min→观察并拍照。用灭菌生理盐水配成1.28℃肉汤培养24h后,0×901234
/、、、经1和1倍稀释10cfumL菌液,01010100后分别注射5组鳗鲡。用一次性灭菌注射器于鳗鲡背部肌肉注射,对照组注射生理盐水,试验组注射嗜水气单胞菌液,剂量均为每尾鳗鲡0.05mL。每个试验浓度1个水族箱,每箱内放鳗鲡5尾。每只水组,5组为不同浓度细菌注射组。嗜水气单胞菌于
1.6 免疫组织化学染色和观察
”石蜡切片按本文“的方法制作,脱蜡后参考1.5]文献[进行免疫组织化学染色:复水后的石蜡12-13;组织切片用双蒸水漂洗2次,每次2m玻片置柠in)中9mL(29.41g+双蒸水900mL,H6.0]7℃水p14]
,;浴4以进行抗原修复[每0minPBST漂洗3次,)檬酸缓冲液[柠檬酸18mL(21.01g+柠檬酸钠82
族箱配有充气设备,防止试验鱼缺氧死亡,试验过程中,定时投饵、排污、换水,以消除人为管理因素引起试验鱼死亡。水温内试验鳗鲡的发病及死亡情况23~26℃,。期间观察并记录计算细菌对鳗鲡的10d半数致死量(法[11
]。LD50)。计算方法参考Reed-Muencha=计算公式如下:lgLD50比例,的死亡率(试验中b=-高于=algb+低于5010-1;c5=0%的死亡率%的死亡率-)5;b0%为稀释系数)/c(;高于a为距离50,
%本高于50%死亡率的最小稀释度的对数。1.4 人工感染和脏器材料的采集将照组和试验组20尾平均体质量为,每组15g的鳗鲡平均分为对液4h后,10尾。细菌于,用一次性灭菌注射器于鳗鲡背部肌肉注射1.0×218℃肉汤培养
用灭菌生理盐水配成08
cfu/m,L菌
对照
组注射生理盐水,每尾剂量均为4、48h后取试验组和对照组各,解剖后观察其内部各脏器的组织病理变化30.尾鳗鲡1mL。,观察其外注射6、
部症状。采集不同时间段各组鳗鲡的肝脏、肾脏和肠道,每个时间段采3尾鳗鲡,将脏器切成3mm×3mm×
1.5 m大小的组织块。
病理切片的制作和病理观察
(采集的脏器固定于液p
H7对各组织块进行脱水.2~7.4)中,浸泡214h0%磷酸缓冲液
后转移至、透明、包埋7、0切片%的乙醇溶。、病理学染色及观察。具体步聚如下:乙醇10mi80%乙醇10min→90%
水乙醇0min→无水乙醇n→95甲苯Ⅱ1∶二甲苯0min→=1Ⅱ%乙醇∶1二10m甲20min→10无水乙醇min→无水乙醇苯inⅢ→二甲苯Ⅲ1Ⅰ10min→Ⅰ1二0m0mi甲inn→无苯→二:
石蜡min=→1∶石蜡1(45℃Ⅲ20m)20inm→in包埋→石蜡→4~Ⅰ620μmin→石蜡Ⅱ20
乙醇Ⅰ5min→无Ⅰ1水5m乙in醇→二甲苯m切片Ⅱ1miⅡn→915m→石蜡组
织切片复水:二甲苯5in%→无水乙醇
次兔血清白蛋白将嗜水气单胞菌的兔抗血清稀释2min;加兔血清白蛋白于37℃封闭30min2;用倍作为一抗,加一抗于玻片上pH7.0)漂洗3次,每次2mi3n7℃;孵育3%H2O1h;PB7S0℃T
0
(Bin2于下孵育30m以消除内源性过氧化物酶活3
性;每次.0S)T漂洗的PBS3次,缓冲液将山2羊mi抗n兔;用0.01mol二/L抗(p
)稀H释50倍,加二抗于玻片上37I℃gG抗体(下孵育30min
;胺盐酸盐BST20漂洗(3次,每次2min;以3、3′二氨基联苯洗以终止反应DAB;以米氏苏木精作背景染色)作为发色剂染色8mi-n,双蒸水漂in后对玻片进行观察和拍照。20s
,流水22.1 结果与分析
细菌对鳗鲡的半数致死量不同浓度细菌肌肉注射鳗鲡后除每克体质量03cfu注射剂量外,其他各注射剂量组均引起了不同程度的死亡,生理盐水注射对照组未引起鳗鲡死
亡(表胞菌对鳗鲡的半数致死量为1)。据半数致死量的计算公式得到嗜水气单表5×104
cf/。Ta1ug
bl 不同浓度细菌肌肉注射鳗鲡后引起的鳗鲡死亡率
e1 Eel’smortalityaftertheinj
ection(i.m)ofdifferentconcentrationsofAeromonashydrophila细菌注射量/(鳗鲡死亡数
鳗鲡死亡率/Quantitycfu/g
)1o
f10
7
bacteriumNumber06
1ofdeadeelEel’smortalit%
y
105
1017010010
4370(生理盐水对照103
0300Salinecontrol
)0
002.2 鳗鲡感染后的解剖病理变化0
生理盐水注射对照组中无鳗鲡死亡,也未出现发病的临床病理症状。试验组鳗鲡注射6h后无明显病理变化,但见多数鳗鲡在水中快速游动,有的浮于水面,剖检时见肝脏充血,肾脏轻微肿大。注射后
P7P5m2123m10 496
华中农业大学学报
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其他鳗鲡均处于濒死状24h已有1尾鳗鲡死亡,态,可见注射部位溃烂、皮肤脱黏,剖检时见肝脏严重充血,腹部有胶冻状黄色液体流出,肾脏肿大明显。注射后4注射部位8h剩余3尾鳗鲡全部死亡,严重溃烂,皮肤黏液大面积脱落,下颌严重充血,剖检时见肝脏肿大,部分呈土黄色,腹部有腥臭的胶冻状黄色液体流出,肾脏严重肿大。试验组鳗鲡的注射部位均出现直径0.5~2.0cm大小的圆形或椭圆形溃烂区,溃烂区的皮肤和肌肉严重充血。另外,从对照组鳗鲡体内均未分离到感染菌。而从试验组鳗鲡的肝脏、肾脏和腹水中均再次分离到与感染菌生
化鉴定相同的菌株。
2.3 鳗鲡感染后肝脏、肾脏和肠道组织病理学变化
细菌感染4对照组鳗鲡各脏器中均未见8h后,。试验组鳗鲡的组织病理学症状(图1图2-A,-A)组织病理学症状相似。肝脏的病变表现为严重充血,肝细胞间有大量红细胞浸润,肝细胞间隙增大,。肾脏病变表现肝细胞核中可见空泡变性(图1-B)为肾小管间大量红细胞和淋巴细胞浸润,肾小管坏死、崩解,部分肾小管萎缩,上皮细胞严重萎缩、崩解;肾小球毛细血管萎缩,坏死,有的成为一个大空。未见鳗鲡肠道组织的病变。泡(图2-B)
;对照C图中 A.ontroloftheliverB.感染后48h的肝脏切片,
空头箭头示肝实质出血,大量红细胞浸润;实心箭头示肝细胞核呈,cateparenchmalhemorrhaealarenumberofredbloodcellinygg-空泡状48hafterinfection,liverbioslaninshortarrowsindipyp-
,,trolofthekidneshortarrowindicatesthenormalglomerulusy;solidarrowsindicatethenormalrenaltubularB.感染后48h肾脏病理切片,空头箭头示肾小球坏死崩解,实心箭头示肾小管萎缩
对照,空头箭头示正常肾小球,实心箭头示正常肾小管C A.on-
;filtrationsolidarrowsindicateheatoctenuclearvacuolar.py
Fi.1 Liverpatholoicalsectiongg
图1 肝脏病理切片
,thecollaseoflomerularnecrosissolidarrowsshowtubularatroh.pgpy
,48hafterinfectionandrenalbiosthefiureshortarrowsindicatepyg
Fi.2 Kidneatholoicalsectiongypg
图2 肾脏病理切片
;对照C图中空头箭头示呈阳性反应的细菌;实心箭头示肝细胞核空泡 A.ontroloftheliverB.细菌感染6h后肝脏组织化学切片,;图中空头箭头示呈阳性反应的细菌;实心箭头示肝细胞核呈heatoctenuclearvacuolizationC.细菌感染24h后肝脏组织化学切片,py;细菌感染4空头箭头示呈阳性反应的细菌;实心箭头示肝细胞核呈空泡状indicateheatoctenuclearvacuolarD.8h后的肝脏切片,pycatevacuolationoflivercellnucleus.
,;化Bacterialinfectionoftheliverafter6hgroufslicesshortarrowindicatesthediaramoffreeositivebacteriasolidarrowsindicatepogp-,;空泡状24hafterbacterialinfectionofthelivergroufslicesshortarrowindicatesthediaramoffreeositivebacteriasolidarrowspogp-
,;Bacterialinfectionoftheliverafter48hgroufslicesshortarrowindicatesthepositivereactionofthefreebacteriasolidarrowsindipo-
Fi.3 Immunohistochemistrfliversections(IHC)gyo
图3 肝脏组织化学切片
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郭松林等:嗜水气单胞菌在欧洲鳗鲡体内的免疫组织化学定位与病理观察
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2.4 感染后细菌在鳗鲡肝脏、肾脏和肠道的免疫组
化定位结果
对照组鳗鲡在3种脏器经免疫组织化学染色后
。肝血管和均无阳性结果(图3图4图5-A,-A,-A),血窦周围可见明显着色的细菌(图3肝内血管-B),周围的实质组织往往染色较明显(图3而远离-C)。血管的组织也有明显染色的细菌定居(图3-D)
研究发现,肾实质内寄生大量明显染色的细菌
,为细胞崩解后的游离抗原)肾小管管壁细胞坏死,其细胞核崩解,细胞呈空泡状,细胞表面携带大量抗。肾脏外周结缔组织也原,呈明显的褐色(图4-B)。肠道内肠绒毛上有大量明显染色的细菌(图4-C),常可观察到大量呈明显阳性的细菌(图5有时-C)可见部分肠绒毛溃烂和脱落,但肠肌层中出现的明显着色的溃疡点显示,肌层中有细菌侵蚀使肌。在某些切片中还可以看到肉出现病灶(图5-B)肠管的肌肉层和浆膜层阳性明显,浆膜层溃烂脱。落(图5-D)
和吞噬细胞,肾小球结构完全崩解,肾小管管腔内膜增生,使管腔变窄,少数管腔内可见淡褐色颗粒(疑
;对照C图中空头箭头示呈阳性反应的细菌;实心箭头示肾小管萎缩,上皮细 A.ontrolofthekidneB.细菌感染48h后的肾脏切片,y,;细菌感染4图中空头箭头示呈阳性反应的arrowsindicatetubularatrohcloudwellinfeithelialcellsC.8h后的肾脏结缔组织,pyysgop,细菌48hpostinfectionofrenaltissueositivestaininshortarrowindicatesthediaramoffreepositivebacteria.pgg--
,;胞混浊肿胀Bacterialinfectionofthekidnefter48hgroufslicesshortarrowindicatesthediaramoffreeositivebacteriasolidyapogp-
Fi.4 Immunohistochemistrfkidneections(IHC)gyoys
图4 肾脏组织化学切片
,;细菌感染2infectionafter6hgroufslicesshortarrowindicatesthemusclecaillariesshowedpositivereactionoffreebacteriaC.4hpop;细菌感染4图中空头箭头示呈阳性反应的细菌,实心箭头示肠道浆膜rowshowsositivereactionoffreebacteriaD.8h后的肠道切片,pindicatestheintestinalserosaloff.
;肠道对照C细菌感染6h后的肠道切片,空头箭头示示肌层毛细血管呈阳性反应的细菌I A.ontrolofthegutB.ntestinalbacterial,后的肠道切片,图中空头箭头示呈阳性反应的细菌24hafterthebacterialinfectionofintestinalbiostaininfiureintheshortarpysgg-,,层脱落Bacterialinfectionoftheintestinalrouf48hslicesshortarrowindicatesthediaramoffreeositivebacteriasolidarrowgpogp-
Fi.5 Immunohistochemistrfutsections(IHC)gyog
图5 肠道组织化学切片
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3 讨 论
久,也不适于在二甲苯中透明过久。前者会造成组织切片终身小球样黑变,后者会造成组织脱片,为进行免疫组织化学试验和观察造成很大困难。同时,温度对组织的包埋和切片结果有很大影响,建议在在6粘片后的石5℃下进行透蜡,20℃下进行切片,蜡切片在3以免引起7℃下过夜烘干后再脱蜡,脱片。
根据目前的研究,本试验所使用的这株嗜水气
单胞菌的致病力较强,经人工注射感染后,在短时间内即可在肝脏和肠道等多处组织中定居。据病理变化和免疫组织化学染色结果可推断其最主要侵袭和寄生脏器为肾脏。这与之前认为的主要寄生部位为
15]
,肝脏等其他研究结果有所不同[可能与菌株差异
有关,也可能是该人工感染方法与自然感染不同所致。
发病鳗鲡的肾脏病灶较其他器官明显,包括肾[1]小球坏死崩解,肾小管萎缩,上皮细胞混浊肿胀,有的上皮细胞核溶解,细胞呈空泡状。肾组织中大片[2]细胞坏死、消失,细胞间质增宽。与人们普遍认为嗜水气单胞菌为条件致病菌,但人工注射感染的结果[3]却发现其毒力较强的现象相符
[16-17]
为,该株嗜水气单胞菌在正常条件下没有一个合适。这就可解释
的侵染途径,而只能在环境条件较恶劣、鱼体因抵抗[4]力下降而发病。一旦该菌进入鱼体即可通过循环系统大量传播,快速繁殖,造成鳗鲡迅速发病死亡。
[5]试验中发病鳗鲡的肝脏病变较肾脏轻,只在血管、血窦及其周围实质组织中有细菌寄生。而病鳗[6]肠道内虽可发现明显着色的细菌,但并未发现其造[7]成明显的组织病变,其肠壁的肌肉内却发现有嗜水气单胞菌侵蚀,这些现象都与嗜水气单胞菌可通过血液循环系统大量繁殖而引起败血症密切相
关[
18-19]
。[8]免疫组织化学定位结果表明,在肝脏和肠道中
短时间内(主要定居在肝脏和肠道肌层的毛细血管周围6h)即发现有细菌定居,考虑到这些细菌(图3-
[9]毛细血管的血循环入侵所致,图5-B)
,因此极可能是细。
菌经肌肉注射后,通过试验组鳗鲡的注射部位均出现明显的溃烂,表
[10明使用传统注射方法进行攻毒试验有一定的缺陷。但用菌液浸泡法或与病鱼混养传染法可能会由于嗜水气单胞菌的侵袭力较弱而影响试验结果。有人认为人为地将鱼的皮肤划伤,去除黏液或者暴露伤口
后再浸浴可以获得很好的结果[
20]
。[11本次试验除了对这株细菌进行病理和定位方面
的研究外,还进行了免疫组织化学最佳条件的研究。[12
试验发现一般对人和其他哺乳动物适用的免疫组织化学方法并不一定适合水产动物。与其他动物相[13
比,水产动物的器官较小且组织疏松,不适于固定过
[14
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/FisherolleeoimeiUniversitAnuillaModernEnineerinesearchCenteroyCgfJygggRfIndustrialTechnoloheMinistrducation,JimeiUniversitXiamen361021,ChinagyoftyofEy,Abstract EelswereexerimentallnfectedwithAeromonashdrohilawhichwasisolatedfrompyiypEuroeaneel(Anuillaanuilla)inordertoevaluatethepatholoicalchanesanddistributionofthepgggg,bacteriaintheoransatdifferenttimeaftertheinfection.FirstweinectedAeromonashdrohilaintogjypGUOSonlin FENGJianun XIONGJin GUANRuizhangjgg---
,intotheeelmuscle.Wecollectedliverkidnendintestineofthemoribundeelsat6,24and48hafterya
,theinectionandwestudiedthepatholoicalsmtomsandimmunohistochemistristributionofthejgypydbloodpoisoninfeels.Kidnehowedmorepronouncedlesionsincludinecrosisinsinusoidsandpergoysgn-,itubularcaillariesinthekidneomaredwiththeotherorans.Liverlesionswereheraemiaandabipycpgyp-internaloranswaskidne.Thechallenedbacteriawerealsofoundinliverandintestineoftheeels.gyg
;;Keords Anuillaanuilla;Aeromonashdrohila;artificialinfectionatholoicalchanepggggypywimmunohistochemistrlocalizationy
(责任编辑:边书京)
oeneticdesuamationoftheplasmawasinintestine.Themostprimaristributionofthebacteriaingqydbacteria.Theresultindicatedthatclinicalsinsandpatholoicalfindinswereinaccordancewiththeggg
theeelmuscleinfivedosestodeterminetheLDfthisbacteria.TheresultshowedtheLDas5×50o50w
47
/’10cfuftheeelsbodeiht.Theneelswereinectedthebacteriainthedoseof1×10cfuperfishgoywgj
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