<<——【·前言·】——>>
Scombrotoxin鱼类中毒是世界上最常见的海鲜中毒原因。据估计,每年在美国发生3.5万起SFP疾病,导致162人住院。
这种疾病是由摄入细菌分解后含有组胺的鱼类引起的。来自鲣鱼科的鱼类含有较高水平的游离组氨酸,最常与SFP相关。
然而,其他非鲣鱼科的鱼类物种也含有较高水平的游离组氨酸,曾被牵连其中。在鱼类的收获、处理和分销过程中的温度滥用会促使腐败细菌生长。
这些腐败细菌具有组胺脱羧酶酶,它会将鱼肌肉中的游离组氨酸转化为组胺。SFP的症状可能类似于过敏反应,最常见的症状包括潮红、出汗、恶心、头痛和腹泻。
这种疾病通常较轻,通常不危及生命,并且由于目前采用的检测方法和低效的疾病报告系统,可能仍然存在着低报告率。
一、高组胺在微生物生长过程中的影响
产生组胺的细菌产生组胺脱羧酶酶,催化组氨酸转化为组胺。革兰氏阴性的肠道和海洋细菌是与鱼类相关的主要HPB。
它们根据组氨酸含量较高的培养基中的组胺产生量被分为高、低和非HPB。高组胺产生菌是指那些在温度高于15°C的金枪鱼鱼汤或含有2%组氨酸的胰蛋白胨培养基中。
经过24至48小时的孵育后,能够产生大于1,000ppm组胺的细菌。高HPB的示例包括摩根氏菌、空气发酵肠杆菌、海洋亮菌和植物克雷伯菌。
低组胺产生菌是指那些在相同条件下产生的组胺量少于500ppm的细菌。已经确定哈夫尼亚阿尔维和柠檬酸杆菌属为低HPB。
高HPB的组胺脱羧酶基因的DNA序列已经被充分研究,但低HPB中的基因序列尚未确定。此外,有人假设这些培养物产生的低组胺量可能不足以引起SFP。
HPB传统上是使用基于培养的方法进行检测的,主要是差异性尼文琼琐脑培养基。由于在HPB生长过程中产生组胺,它会导致pH值升高,从而导致pH指示剂染料的颜色变化。
使得阳性细菌菌落可视化。然而,假阳性反应很常见,主要是因为在微生物生长过程中形成了其他碱性化合物。此外,培养基的低pH值可能对某些HPB有抑制作用。
最近,已经开发了分子方法来检测HPB。这些方法主要是基于通过hdc基因检测HPB,比基于培养的方法更具特异性,假阳性较少,对HPB的抑制作用也较少。
由于传统的培养方法在检测HPB时存在一些问题,近年来已经开发了分子方法来更准确地检测这些细菌。
研究发现,除了M.morganii之外,其他高组胺产生细菌,如Photobacterium属,可能同样普遍存在,但无法在低pH值的培养基上生长。
因此,以前可能低估了Photobacterium属的存在和作用。该研究的目标是使用最新开发的分子方法来确定墨西哥湾鱼类中高组胺产生细菌的患病率。
并确定M.morganii和P.damselae分离株的最佳生长温度和盐浓,并研究在接种的产组胺鱼中的生长和组胺产生情况。
HPB可能在采摘、加工、分销或烹饪过程中的任何时候被引入到新鲜鱼类的可食部分。此外,HPB在捕获时存在于鱼的肠道、鳃和皮肤中。
新鲜鱼类的表面微生物群中约有1%是HPB,但随着鱼类变质,HPB在微生物群中所占比例增加。
因此,使用传统的微生物学方法,如广泛使用的Niven's琼脂培养基,来检测和分离这些细菌可能具有挑战性。
我们使用新开发的分子学方法对来自墨西哥湾的235份产组胺的鱼样品进行了高HPB的存在分析。
在经过30°C孵育48小时后分离的样品中,Photobacteriumdamselae是这些样品中检测到的最常见的高HPB。
其水平比M.morganii、E.aerogenes和R.planticola分别高出3.5倍、12倍和16倍。从历史上看,M.morganii被认为是鱼类中组胺形成的主要贡献者。
主要因为它经常在与SFP有关的鱼中发现,而且在鱼类中具有很高的盛行率。
在意大利和希腊的批发鱼市场上出售的新鲜黄鳍金枪鱼鱼片中,Photobacteriumdamselae是从中检出的最常见的高HPB。
同样,Kim等人报告说,在新鲜的太平洋鲭鱼中,M.morganii是被分离出的最多、最常见的高HPB。
与这些发现相反,我们的结果表明,在墨西哥湾的产组胺鱼类中,P.damselae比M.morganii更为普遍,有人认为P.damselae可能是新鲜和干鱼制品中组胺形成的主要贡献者。
有趣的是,只有62%的阳性样本产生了可培养的分离物。这表明在从鱼类中分离HPB和在选择一种HPB而不是另一种HPB时必须小心。
此外,必须考虑样本的来源,例如,使用低盐培养基,如平皿计数琼脂和含有0.5%NaCl的TSB,这些培养基经常用于临床样本的分离,并且在文献中已被引用用于HPB的分离。
可能会选择M.morganii。此外,这些培养基含有光糖,Photobacteriumspp.可以发酵并产生酸,这可能会抑制生长。
应使用pH更中性、含有2%盐并且不含可发酵碳水化合物的培养基来分离HPB,以提供更具代表性的生长条件。或者,可以使用多种具有不同配方的培养基类型。
二、海洋中P.damselae的存在和浓度变化
damselae是一种革兰氏阴性的中温海洋细菌,经常出现在河口和海洋环境中,包括沉积物和健康的水生动物。
Okuzumi等人在1994年首次将P.damselae描述为一种高盐耐受的强烈的HPB。后来发现这个物种是P.damselaesubsp.damselae的一个主观同义词。
它是鱼类和哺乳动物的机会性病原体。P.damselae是海洋鱼类的固有细菌,在采集和处理过程中可以引入到鱼组织中。此外,Photobacterium属细菌也是鱼类肠道的固有细菌。
M.morganii、E.aerogenes和R.planticola是肠道细菌,自然存在于温血动物的肠道。这些细菌存在于鱼类中可能是在加工过程中的环境污染的结果。
或者它们可能是天然微生物群的一小部分。本研究的数据支持后者。然而,在受控的采集和取样条件下进行进一步的研究将需要来明确确认新鲜鱼中这些细菌的来源。
damselae分为两个亚种,即P.damselaesubsp.piscida和P.damselaesubsp.damselae。P.damselaesubsp.piscida是鱼类发病的病原体。
而P.damselaesubsp.damselae则是各种宿主的机会性病原体,包括鱼类和哺乳动物,包括人类。在这项研究中检测和分离的P.damselae中,绝大多数属于亚种damselae。
我们通过RTi-PCR检测到的P.damselae只有67%被分离出来;然而,通过第二种常规PCR方法确认了它们的存在。
低回收率的原因可能是培养条件对P.damselae不利,使得其他竞争者可能已经过度生长,因此非选择性培养基难以恢复P.damselae。
为了比较墨西哥湾产生的史康鱼毒素的两种主要高组胺产生菌的生长特性,我们确定了它们在不同盐浓度和温度条件下的最大生长速率。
在含有0.5%盐的TSB培养基中,M.morganii和P.damselae的最适生长温度相似,分别为35°C和30至35°C。
墨西哥湾的水温在一年中可以在11至32°C范围内变化,在夏季月份可以达到30至32°C。与弧菌属类似,P.damselae在海洋环境中的存在和浓度可能是季节性的。
因为这些样品是在七月份获得的,当时平均水温为28°C。将史康鱼毒素形成的鱼迅速冷却至4.4°C,具体时间取决于收获条件,是控制SFP的主要策略。
P.damselae和M.morganii在10°C和5°C以上的温度下都不会生长。因此,目前美国食品和药物管理局的时间和温度指南足以控制本研究中的M.morganii和P.damselae物种。
M.morganii的最适生长所需的盐浓度低于P.damselae,分别为0至2%和1至3%。此外,P.damselae在TSB培养基中的生长在<0.5%盐的情况下较差。
但在含有盐浓度为1至6%的TSB中的最大生长速率高于M.morganii。这并不奇怪,因为Photobacterium属是嗜盐性的,需要钠离子来生长。
M.morganii可以通过低盐浓度或在40°C下生长来选择,而P.damselae则可以通过增加生长培养基的盐浓度来选择。
为了进一步比较斑马鱼素毒素形成鱼类中的生长和组氨酸产量,我们将M.morganii和P.damselae接种到金枪鱼、马希马希和西班牙鲭鱼中,并在30°C下孵育24小时。
所有接种的鱼中产生的组氨酸浓度均高于FDA规定的鱼类中组氨酸的人类健康危险指导水平500ppm。
在接种的金枪鱼中,M.morganii和P.damselae在30°C孵育24小时后的组氨酸形成并没有显著不同,但在接种的马希马希和西班牙鲭鱼中,P.damselae的组氨酸形成显著更高。
然而,金枪鱼中的盐浓度最低,这可能解释了组氨酸产生的差异不显著,因为在较高浓度下,P.damselae的生长速度显著更高,但在较低盐浓度下,生长速度的差异减小了。
除了游离组氨酸的量外,三种鱼类的喂养、季节、性别和成熟状态的差异也可能起到了作用。据报道,未经处理的金枪鱼肉含盐量约为0.2%,但盐冻金枪鱼含盐量约为1.5%。
但盐的浓度可以在0.2%至6%之间变化,本研究中获取的金枪鱼盐浓度高于先前报道的新鲜鱼类。
高组氨酸产生菌存在于产生斯康布罗毒素的鱼类中是公认的事实。传统上,这些细菌已经用差异Niven's琼脂培养基分离出来,而培养条件可以影响到分离出的HPB的类型。
应用基于分子的方法,这项研究表明,与SFP最常相关的HPB并不是墨西哥湾鱼类中检测到的HPB中最常见的,而是P.damselae是检测方法和培养条件下发现的最常见的HPB。
这项研究表明,除了基于培养的方法外,还需要基于分子的方法来确定HPB的普遍性和特性,确定HPB的普遍性和生长对于应用减少SFP发病率的缓解策略非常重要。
三、总结
最近在检测和计数产生组胺细菌方面的进展已经创造了强大的基于分子的工具,有助于更好地了解腐败细菌的存在和条件,从而增加了斯康布罗毒素鱼中毒的风险。
我们检测了来自墨西哥湾的235种产生斯康布罗毒素的鱼类中高HPB的存在。墨西哥湾鱼中最常见的HPB是Photobacteriumdamselaesubsp.Damselae。
其次是Morganellamorganii,Enterobacteraerogenes和Raoultellaplanticola。进一步研究了两种最常见的HPB的生长特性和组胺产生能力。
M.morganii和P.damselae在35°C和30到35°C以及0到2%和1到3%的NaCl下具有最佳的生长条件。
分别在30°C孵育24小时的条件下,P.damselae在鲯鳊鱼和西班牙鲭鱼中的接种中产生的组胺明显高于M.morganii。
但可能由于肌肉组成和盐含量的差异,在接种的金枪鱼中两种HPB之间的组胺产生没有显著差异。这项研究结果表明,P.damselae是墨西哥湾鱼中最常见的高HPB。
此外,之前使用传统的Niven方法报告的结果可能低估了P.damselae的普遍性。在检测和计数HPB时,应该使用基于分子的方法,以增强检测和计数的能力。
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