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为探究厩螫蝇在病原体传播中的作用,美国威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员对其携带细菌展开研究。结果发现厩螫蝇携带多种与疾病相关细菌。该研究对防控奶牛场疾病意义重大,推荐科研读者一读。
在奶牛养殖的世界里,厩螫蝇(Stomoxys spp.)可是个让养殖户们头疼不已的角色。这些小家伙数量众多,还是不折不扣的 “吸血鬼”,每天都要用那尖锐的口器扎进奶牛的皮肤,吸食它们的血液。可别小看了这些厩螫蝇,它们带来的麻烦可不止让奶牛感到不舒服这么简单。
奶牛因为被厩螫蝇叮咬,会产生严重的身体刺激和应激反应,这直接导致了生产力下降。小牛体重增长变慢,奶牛产奶量也大幅减少,养殖户们的收益受到了严重影响。而且,厩螫蝇繁殖能力超强,牛群提供的血液和粪便、青贮饲料等适宜的繁殖场所,让它们的数量很容易维持在高位,控制起来十分困难。
更让人担忧的是,厩螫蝇与牛粪密切接触,而牛粪可是粪便传播病原体的 “大仓库”。这就不得不让人怀疑,厩螫蝇会不会在细菌疾病传播中扮演着重要角色呢?像牛乳腺炎和肠炎的病原体,还有那些能让人类患上胃肠道感染的细菌,比如沙门氏菌(Salmonella)和肠出血性大肠杆菌(EHEC),会不会就藏在厩螫蝇身上,随着它们的活动到处传播呢?这些问题一直困扰着科研人员。
之前虽然有研究发现厩螫蝇身上存在大肠杆菌(E. coli)、沙门氏菌、葡萄球菌(Staphylococcus)等潜在细菌病原体,可对于厩螫蝇携带细菌的总体发生率,以及不同时间、地点的差异,我们知之甚少。对于厩螫蝇在疾病传播中的潜在作用,我们的了解也非常有限。就好比在黑暗中摸索,虽然知道有问题存在,却看不清方向。
为了揭开这些谜团,美国威斯康星大学麦迪逊分校(University of Wisconsin-Madison)的研究人员安德鲁?J?萨默(Andrew J. Sommer)、考特尼?L?德布洛伊斯(Courtney L. Deblois)等人在《Veterinary Research》期刊上发表了一篇名为 “Opportunistic pathogens are prevalent across the culturable exogenous and endogenous microbiota of stable flies captured at a dairy facility” 的论文。这篇论文就像是一盏明灯,为我们照亮了这个神秘的研究领域,得出了不少重要结论。研究发现,厩螫蝇身上携带了大量可培养的细菌,其中包括与牛乳腺炎和人类机会性感染相关的细菌类群 。这意味着厩螫蝇很可能在环境病原体的传播或扩散中发挥着作用,对奶牛场的疾病防控有着重要意义。
研究人员为了开展这项研究,用了不少关键技术方法。首先是野外采样,他们在美国威斯康星州阿灵顿的埃蒙斯?布莱恩?阿灵顿奶牛研究中心,用能吸引厩螫蝇的特制陷阱,在不同地方抓了不少厩螫蝇。接着,把抓到的厩螫蝇进行处理,分离出它们体内和体外的细菌样本。然后,通过细菌培养的方法,在不同的培养基上培养细菌。再对培养出的细菌进行 16S rRNA 测序和分析,确定细菌的种类。另外,还采用了一些选择性富集技术,专门去寻找像沙门氏菌和大肠杆菌 O157 这样的特定病原体。
下面我们来看看具体的研究结果。
1. 苍蝇样本池和匀浆平板培养
研究人员从美国威斯康星州的奶牛研究中心收集了 23 个厩螫蝇样本池(总共 230 只苍蝇),这些样本来自牛舍周围和小牛棚附近的陷阱。经过处理,得到了苍蝇体内和体外的细菌匀浆。
2. 临床相关细菌类群的发生率
对培养出的细菌进行 16S rRNA 基因测序分析,总共分析了 537 个细菌菌落。结果发现,革兰氏阴性菌中,有不少属于假单胞菌目(Pseudomonadales)和肠杆菌目(Enterobacterales),像肠杆菌属(Enterobacter)、大肠杆菌属(Escherichia)、克雷伯氏菌属(Klebsiella)等。革兰氏阳性菌中,大部分属于芽孢杆菌目(Bacillales),比如芽孢杆菌属(Bacillus)、葡萄球菌属(Staphylococcus)等。通过选择性富集培养,只在一个苍蝇体内样本池中发现了一株沙门氏菌,而且用免疫磁分离富集技术,在所有样本中都没有检测到大肠杆菌 O157。
研究人员还发现,不同样本类型(体内和体外)、陷阱位置(牛舍和小牛棚)、采样时间(早期和晚期)对大多数细菌属的检出频率并没有显著影响。不过,牛舍样本中葡萄球菌科(Staphylococcaceae)的发生率明显高于小牛棚样本,而且牛舍体内样本中葡萄球菌科的发生率也高于体外样本。
从这些研究结果中,我们能总结出不少重要信息。厩螫蝇身上确实携带了大量可培养的细菌,这些细菌和人类、动物的疾病都有关系,尤其是和牛乳腺炎相关的细菌。虽然研究发现不同因素对细菌携带率影响不大,但这可能和研究只在一个农场、苍蝇活动季节高峰期进行有关,也许更大的季节变化、农场间的差异会有不同结果。
在讨论部分,研究人员也提到了很多值得关注的点。厩螫蝇和其他一些喜欢在人类周围活动的苍蝇一样,很可能是微生物病原体的机械传播媒介。虽然研究结果可能低估了细菌的实际携带率,而且没有考虑到一些无法在标准培养基上培养的细菌,但这些发现依然很有价值。
比如说,葡萄球菌科细菌在厩螫蝇样本中比例很高,其中一些非金黄色葡萄球菌(NAS)和奶牛乳房健康关系密切,虽然它们在乳腺炎中的具体作用还不太清楚,但这个发现为后续研究指明了方向。革兰氏阴性菌中的肠杆菌科细菌也是牛乳腺炎的常见病原体,这也进一步证明了厩螫蝇携带的细菌可能会引发奶牛乳腺炎。
另外,研究中沙门氏菌和大肠杆菌 O157 的检出率很低,这可能和样本保存、苍蝇的生活史有关。其他一些以粪便为食的苍蝇,携带某些病原体的几率可能更高,这也说明不同种类苍蝇在病原体传播中的作用可能有很大差异。
总的来说,这项研究意义重大。它让我们第一次全面了解了厩螫蝇携带的可培养细菌,发现了它们和疾病相关细菌的联系,为进一步研究厩螫蝇在疾病传播中的作用打下了坚实基础。未来,我们还需要更多研究,看看管理方式、苍蝇生活史、地理条件等因素对厩螫蝇携带细菌的影响,这样才能更好地防控奶牛场的传染病,保障奶牛健康,提高养殖户的经济效益。