奇异变形杆菌
一种致病菌
奇异变形杆菌(Proteus mirabilis)是变形杆菌属的一种主要病原菌,广泛存在于水、土壤腐败的有机物以及人和动物的肠道中。它是条件致病菌,多为继发感染,如慢性中耳炎、创伤感染等,也可引起膀胱炎、婴儿腹泻、食物中毒等。奇异变形杆菌和普通变形杆菌是仅次于大肠埃希菌的泌尿系统感染的主要病原菌,肾结石和膀胱结石的形成可能与变形杆菌感染有关。有的菌株可引起败血症、食物中毒、腹膜炎、脑膜炎等。奇异变形杆菌经常存在于人粪便中,常由肠源性引起尿路感染。在普遍使用广谱抗生素后,变形杆菌已成为重要的条件致病菌,有时引起人类的严重感染,包括医源性感染,每每造成死亡。
菌种特性
奇异变形杆菌的大小一般在(0.4~0.6)μm ×(1.0~3.0)μm之间,两端钝圆。在固体培养基上,奇异变形杆菌会呈现出特有的迁徙生长现象,形成波纹状的菌落。这种现象是由于细菌在营养丰富的情况下,通过分泌的多种酶分解琼脂中的多糖,释放出生长因子,促进了细菌的快速扩散。此外,奇异变形杆菌在血琼脂平板上可产生α溶血性贫血,表明其具有一定的毒力。
奇异变形杆菌的营养需求不高,可在普通的琼脂培养基上生长,但其最适生长温度为37°C,在营养丰富的培养基上生长更为旺盛。在SS琼脂平板上,奇异变形杆菌可形成圆形、扁薄的半透明菌落,而在血琼脂平板上则会形成迁徙生长的波纹状菌落。
奇异变形杆菌能够分解尿素,这是其重要的生化特征。此外,它还能够发酵多种糖类,但不产生吲哚,MR试验和VP试验均为阴性。奇异变形杆菌的生化鉴定可以通过多种生化试剂进行,例如氧化酶试验、糖发酵试验等。
变形杆菌属包括普通变形杆菌、奇异变形杆菌、莫根变形杆菌、雷极变形杆菌和无恒变形杆菌。变形杆菌呈明显的多形性,有球形和丝状形,为周鞭毛菌,运动活泼。在固体培养基上呈扩散生长,形成迁徒生长现象。若在培养基中加入0.1%苯酚或0.4%硼酸可以抑制其扩散生长,形成一般的单个菌落。在SS平板上可以形成圆形、扁薄、半透明的菌落,易与其它肠道致病菌混淆。培养物有特殊臭味,在血琼脂平板上有溶血性贫血现象。能迅速分解尿素。根据菌体抗原分群,再以鞭毛抗原分型。此属细菌X19、XK、X2的O抗原与某些立克次体的部分抗原有交叉,可替代立克次体抗原与患者血清作凝集反应,此反应称为外斐试验,用于某些立克次体病的辅助诊断。
病原学
奇异变形杆菌属肠道正常菌群,为条件性致病菌。在动物正常情况下,本菌无致病作用,动物不会发病,当肠道功能受到扰乱,或机体抵抗力下降时方可致病,故本病多在应激情况下发生。奇异变形杆菌在豚鼠类或鸡中不具致病性。这种细菌对抑制无关菌株的生长能力一直是科学上的好奇点,这导致了发现两株群体游动菌株相交处出现的宏观可见的减少细菌生长的线。这条线以其路虎第四代发现路易斯·迪恩斯的名字命名。
致病性
同株奇异变形杆菌存在多种不同的生长状态。通过环形接种、点种传代、革兰染色和鞭毛染色等方法观察同株奇异变形杆菌的形态学变化。同株奇异变形杆菌的生长速度、迁徙能力、生长形态及鞭毛形态发生变化。同株奇异变形杆菌存在不同的生长形态。人类正面临着内、外环境的挑战,微生态环境作为一种重要的内环境对人体健康影响巨大。生命活动的本质是生物与内外环境形成的生态系统的平衡过程,而疾病多由各种干扰宿主的因素过度作用导致生态失调引起。
奇异变形杆菌(Proteus mirabilis, PM)是一种重要的致病菌,它表现出群体游动和脲酶活性,导致人类90%的变形杆菌感染。尿液呈碱性可能是奇异变形杆菌的可能迹象。它可以通过特征性的群体游动和无法代谢乳糖(例如在MacConkey琼脂平板上)来在实验室中诊断。此外,奇异变形杆菌产生一种非常独特的鱼腥味。
检测方法
奇异变形杆菌主要污染动物性食品,特别是肉类,因此应加大对动物性食品中奇异变形杆菌的监测力度,保障消费者的食用安全。目前,有关奇异变形杆菌检测的通常采用传统的菌分离、生化反应进行鉴定,操作复杂,耗时较长,不适应日常食品卫生检测监督工作的需要。近年来发展起来的分子生物学方法如PCR、多重PCR、实时荧光PCR等广泛应用于食源性致病菌的检测,克服了传统检测方法的不足。
抗生素敏感性
奇异变形杆菌通常对大多数抗生素敏感,除了四环素呋喃妥因,但10-20%的奇异变形杆菌菌株也对头孢菌素和氨苄青霉素的第一代产生耐药性。这种杆状细菌具有产生高水平脲酶的能力,该酶将尿素水解为氨(NH3),使尿液呈碱性。如果不加治疗,增加的碱性可能导致结石的形成,包括草酸盐碳酸钙和/或磷灰石结石,这可能导致肾结石。细菌可以在结石中找到,并且这些潜伏在肾结石中的细菌可能在抗生素治疗后重新引发感染。一旦结石形成,随着时间的推移,它们可能变得足够大,以至于导致梗阻和肾功能衰竭。变形杆菌也可以导致伤口感染、败血症肺炎,主要发生在住院患者中。
群体游动特性
奇异变形杆菌可以利用尿素,产生硫化氢气体,并在生长培养基上形成透明膜。它具有运动性,具有周鞭毛,以其群体游动能力而闻名。它通常存在于人类消化系统中。群体游动是一种多细胞、有鞭毛的细菌可以进行的一种特殊的运动形式,以扩展它们的种群到新的位置。奇异变形杆菌的群体游动能力很重要,因为它与细菌的致病机制有关,而群体游动能力与细菌表达毒力因子的能力相关。
奇异变形杆菌在琼脂平板上具有非常特征性的靶心外观,这是由于细胞在营养和群体游动状态之间定期周期性循环。在液体培养中,奇异变形杆菌存在为大约2微米长的营养细胞,具有四到十根周鞭毛。在营养细胞中,鞭毛用于推动细胞向前。只有在细菌生长在固体表面时才会形成群体游动细胞,因此能够检测这些固体表面是一种必要的特征。据提出,奇异变形杆菌通过抑制其鞭毛旋转来感知固体表面,正是这种缺乏自由旋转的鞭毛让细菌知道它在固体表面上。当奇异变形杆菌遇到固体表面,并且满足了其他必要条件,细胞将经历分化过程成为群体游动细胞。这种分化过程包括细胞的拉长,比营养细胞长20到50倍,多核化,以及超过50倍的鞭毛表面密度。群体游动过程持续进行,作为细菌对环境刺激做出反应而经历这些变化的周期性循环、种群迁移和巩固。这个循环的重复是给予奇异变形杆菌在固体培养基上生长时其独特靶心图案的原因。这种图案可以用来区分奇异变形杆菌和其他种群游动细菌。每个环是在细菌处于巩固阶段并且细菌种群增加时形成的。
参考资料
鹅源奇异变形杆菌的分离鉴定及毒力基因检测.中国科学院微生物学通报.2024-03-10
奇异变形杆菌——Proteus mirabilis.清华大学实验动物中心.2024-03-10
目录
概述
菌种特性
病原学
致病性
检测方法
抗生素敏感性
群体游动特性
参考资料