Characterization of Clostridium botulinum spores and its toxin in honey

بوتوليسم يكي از بيماري‌هاي جدي فلج کننده است که در اثر سم باکتري کلستريديوم بوتولينوم در مواد غذايي ايجاد مي‌شود. تعداد 7 سروتيپ مشخص از نوروتوكسين بوتولينوم شناسايي گرديده است كه در ميان آن‌ها اصلي‌ترين تيپ‌هاي شايع در انسان شامل تيپ‌هاي A، B و E مي‌باشد. بوتوليسم نوزادان در نتيجه تجمع ميكروارگانيسم‌ها در روده و توليد سم مي‌باشد كه در اثر حضور اسپور باكتري در نوزادان زير يك سال سن ايجاد مي‌گردد. عسل يكي از مهمترين غذاهايي است كه در ايجاد بوتوليسم نوزادان نقش دارد. در اين مطالعه تعداد صد نمونه از مراكز فروش عسل در شيراز جمع آوري گرديد و با استفاده از روش واكنش زنجيره‌اي پليمراز چند تايي مورد ارزيابي قرار گرفت. بدين منظور از سه جفت پرايمر طراحي و بهينه شده براي شناسايي قطعي گونه‌هاي A، B و E در نمونه‌ها استفاده گرديد. نمونه‌هاي مثبت مورد آزمايش تكميلي قرار گرفتند كه ضمن قطعي نمودن وجود ژن توليد كننده سم، سم باكتري با استفاده از آزمون حياتي موش آزمايش گرديد. نتايج نشان دادند که 2% از نمونه‌ها آلوده به تيپ B باكتري مي‌باشند كه در نهايت پس از انجام توالي‌يابي مشخص گرديد كه حامل ژن توليد كننده نوروتوكسين B نيز بوده‌اند. مرگ موش‌ها در گروه‌هاي آزمايشي در آزمون حياتي موش قطعي گرديد. عسل‌هاي جمع آوري شده نشان دهنده آلودگي به اسپور باكتري بوده است و بنابراين مي‌تواند در ايجاد بوتوليسم نوزادان نقش داشته باشد. هر چند كه آزمون حياتي موش به عنوان يك روش استاندارد توصيف شده است، روش‌هاي مولكولي، ساده، سريع و مطمئن براي شناسايي تيپ‌هاي مختلف باکتري يا سموم آن‌ها بوده و قابل توصيه در آزمايشگاه‌هاي بهداشت مواد غذايي مي‌باشد.

Botulism is a serious paralytic disease caused by Clostridium botulinum toxin in foods. There are seven recognized serotypes of botulinum neurotoxins among which the principal prevalent types in humans include A, B and E. Infant botulism results from intestinal colonization and toxin production by C. botulinum spores in babies less than 1 year old. Honey is the most important food discriminated as the cause of infant botulism. In this study, a total of 100 honey samples were collected from retail markets in Shiraz, Iran and analysed for the presence of C. botulinum using a multiplex PCR assay. Three pairs of primers were designed and optimized to identify A, B and E strains in the specimens. Positive samples were further examined to find out whether they carried the toxin gene; toxin products were also checked by mouse bioassay. The results showed that out of 100 honey samples tested, 2% were found positive for type B which carried the neurotoxin B gene confirmed by sequencing. All the injected mice died, whereas no symptoms were observed in the control groups. The honey collected from Shiraz retail markets was contaminated with the spore of the bacteria and can thus potentially cause infant botulism. Bioassay is described as a standard method; however, molecular based techniques also easily, quickly and reliably detect C. botulinum, its toxins and spores in food stuffs and is strongly advised for use in the food microbial lab.