粪肠球菌
芽孢杆菌纲乳杆菌目的细菌
粪肠球菌(E. faecalis),又名粪链球菌,是革兰氏阳性、过氧化氢阴性的球菌,曾是链球菌属的一部分,现属于肠球菌。粪肠球菌是人和动物肠道内主要的正常菌群之一,能产生天然抗生素,促进机体健康。同时,它还能产生细菌素等抑菌物质,降低肠道内病原菌的生长,改善肠道微环境。此外,粪肠球菌还具有抑制肠道内产脲酶细菌、腐败菌繁殖的能力,减少肠道尿素酶和内毒素含量,使血液中氨和内毒素含量下降。 作为益生菌,粪肠球菌在医学和食品工程领域具有广泛应用。例如,Symbioflor1和EF-2001等益生菌菌株,具有无特定基因与抗药性和致病性相关的特点。然而,粪肠球菌也是一种 opportunistic pathogen(机会致病菌),特别是在医院环境中,由于其高水平的抗药性,使其具有致病性。 粪肠球菌经常出现在重新感染的、经过根管治疗的牙齿中,占重新感染病例的30%至90%。与原发性感染相比,重新感染的根管治疗牙齿中粪肠球菌的 prevalence 值高约九倍。
简介
细菌分类学上,肠球菌早期并不存在,现今的一些菌种本归属于链球菌属。肠球菌在分类学上已经过多次变迁。1930年,肠球菌被归入D群链球菌。1984年,DNA-DNA杂交和16SrRNA测序表明屎链球菌(S.faecium)和粪链球菌(S.faecalis)与其他链球菌显著不同。同年,Schle-ifer等提出肠球菌应从链球菌中脱离出来,形成一个新的肠球菌属(Enterococcus)。到目前为止,以16SrRNA测序和DNA-DNA杂交作为分类基础,该属已增加到28种之多。不久之后,可能还会重新分类。
粪肠球菌属于动物肠道内的正常菌群,一般认为粪肠球菌对动物或人的机体无害,是一种共生细菌。近年研究已证实,部分粪肠球菌在长期进化中出现毒力基因,可引起广泛的感染。而且由于抗生素的长期和大量不规范使用,粪肠球菌获得性耐药性不断上升,治疗粪肠球菌感染日益困难。
生物学特性
形态与染色
革兰阳性球菌,单个、成双或短链排列的卵圆形球菌,无芽孢、无荚膜
菌形圆或椭圆,可顺链的方向延长,直径0.5-1.0微米,大多数成双或短链状排列,通常不运动。在丰富培养基菌落大而光滑,直径1-2毫米,全缘,罕见色素。
培养特性
在血琼脂平板上35℃培养18-24h,形成较小、灰白色、湿润、凸起、有α或γ溶血环的菌落。在麦康凯琼脂平板上形成较小、干燥、粉红色菌落。在脑心浸液肉汤中均匀浑浊生长。
生化反应
触酶试验阴性,分解甘露醇,不分解阿拉伯糖,胆汁七叶试验阳性,在含65%NaCl的肉汤中生长,多数菌株PYR试验阳性,对杆菌肽耐药。
鉴别要点
1.本菌特征
革兰阳性球菌,触酶试验阴性,在65%NaCl中生长,胆汁七叶苷试验阳性,45℃中生长。
2.与链球菌属和乳球菌属的鉴别
肠球菌能在pH9.6的肉汤和45℃环境中生长,胆汁七叶苷和盐耐受试验阳性,而链球菌属和乳球菌属则相反。
3.与屎肠球菌、鸟肠球菌的鉴别
粪肠球菌不分解L-阿拉伯糖,分解山梨觅醇。屎肠球菌能分解Ⅰ-阿拉伯糖,不分解山梨醇。鸟肠球菌分解L-阿拉伯糖、山梨醇。
4.与铅黄肠球菌、鹑鸡肠球菌的鉴别
粪肠球菌不分解鼠李糖,亚酸盐试定验阳性,铅黄肠球菌、鹑鸡肠球菌则相反。铅黄肠球菌与鹑鸡肠球菌的区别,铅黄肠球菌产黄色素鹑鸡肠球菌则不产。
培养
其营养要求低,在普通营养琼脂上也可生长。能在10℃或45℃ pH 9.6或含6.5%NaCl肉汤培养基中生长,并能耐65℃ 30分钟。它可利用精氨酸为能源,发酵山梨醇,不发酵阿拉伯糖。在简单的培养基上生长不需叶酸
DNA-DNA杂交结果显示,肠球菌与链球菌属同源程度低,故有学者建议另立肠球菌属,与人类有关者为粪肠球菌(E. faecalis)和屎肠球菌(E. faecium)。
主要分类
细菌生物分类学上,肠球菌属早期并不存在,现今的一些菌种本归属于链球菌属,1989年,依据Facklam和Collins的分类,肠球菌属内包括十二个种及一个变异株,它们是:
粪肠球菌(E. faecalis)屎肠球菌(E. faecium)
鸟肠球菌(E.avium) 酪黄肠球菌(E.casseliflavus)
坚忍肠球菌(E.durans) 鸡肠球菌(E.galinarum)
芒地肠球菌(E.mundii) 恶臭肠球菌(E.maladoratum)
希拉肠球菌(E.hirae) 孤立肠球菌(E.solitarius)
棉子糖肠球菌(E.raffinosus) 假鸟肠球菌(E.pseudoavium)
粪肠球变异株(E.faecalis var)。
粪肠球菌为该属中最常见的即为代表种。该属通常指粪便来的可以用氮钠分离鉴定的一群革兰氏阳性球菌。由于肠球菌的菌种均含有Lancefield的D群抗原,亦称D群粪肠球菌或D群肠球菌。肠球菌的DNA G+C含量33%-39%mol。
分布
肠球菌普遍存在于自然界,一般栖居在各种温血和变温动物的腔肠,甚至昆虫体内,也是健康人体的上呼吸道,口腔或肠道的常居菌。在人类粪便中的数量仅次于大肠菌群,每克成人的粪便中约含2×10个。粪肠球菌广泛分布在畜、禽养殖场所和畜、禽产品生产加工的环境中,存在于人和动物上呼吸道消化道、生殖道内。
益生作用
《饲料添加剂品种目录(2013)》将粪肠球菌规定为可以添加到饲料中的菌种,其在动物肠道内可形成生物薄膜附着于动物肠道粘膜上,并且发育、生长和繁殖。粪肠球菌能够将饲料中的纤维变软,提高饲料的转化率。有学者研究发现,在玉米秸秆青贮饲料中添加粪肠球菌和纤维素酶,能使青贮饲料的色泽、气味和质地等发生明显的改善,干物质消失率提高8%,氨态氮与总氮质量比降低33%,丁酸质量分数降低82%,同时使中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量分别降低10%和7%,明显提高了饲料品质。粪肠球菌能够产生多种抗菌物质,这些抗菌物质对沙门氏菌、大肠杆菌金黄色葡萄球菌等致病菌具有良好的抑制作用。研究表明,粪肠球菌能够产生伏尔加霉素,可以有效抑制单核细胞增生李斯特氏菌和金黄色葡萄球菌和腐败微生物生长繁殖。
微生物作用
饲用微生物中的作用
①粪肠球菌制备成微生物制剂可直接投喂养殖动物,有利于改善肠道内微生态平衡,防治动物肠道菌丛区系紊乱。 ②分解蛋白质为小肽、合成B族维生素等功效。③粪肠球菌也能增强巨嗜细胞的活性,促进动物的免疫反应,提高抗体水平。④粪肠球菌在动物肠道内可形成生物薄膜附着于动物肠道粘膜上,并且发育、生长和繁殖,可形成乳酸菌屏障,抵御外来病菌病毒及霉菌毒素等的副影响,而芽孢杆菌和酵母菌等都是过路菌,没有这个功能。 ⑤粪肠球菌能把部分蛋白质分解成胺和氨基酸,把大部分的糖类无氮浸出物转化为L型DL-乳酸,可以对钙质合成L-乳酸钙,促进养殖动物对钙质的吸收。⑥粪肠球菌还能够将饲料中的纤维变软,提高饲料的转化率。⑦粪肠球菌粪肠球菌能够产生多种抗菌物质,这些抗菌物质对动物体内常见的致病菌具有良好的抑制作用。
物种价值
《饲料添加剂品种目录(2013)》将粪肠球菌规定为可以添加到饲料中的菌种。粪肠球菌具有保护屏障功效。粪肠球菌可在肠道上皮细胞上形成生物膜,保护肠上皮细胞免受有害物质侵袭。粪肠球菌具有营养功效,刘艳(2008)研究表明,粪肠球菌菌体含多种小肽,能促进氨基酸及残基的吸收,提高组织蛋白的合成。粪肠球菌可产生抑菌物质,如细菌素。细菌素通过特异性吸附在敏感细胞表面受体,如形成离子通道引起离子渗漏,影响ATP的合成和特定物质的运输,最终抑制蛋白质脱氧核糖核酸等大分子物质的合成致使细胞死亡,从而起到抑菌杀菌作用。粪肠球菌产生的其中一类细菌素具有特异性,其抗菌谱窄,能够防止病原菌接触肠黏膜细胞。粪肠球菌还可产生具有广谱抗菌特性的细菌素,对假单孢菌、沙门菌及志贺氏菌属有较好的抑制作用。研究证实,粪肠球菌能够有效抑制单核细胞增生李斯特氏菌金黄色葡萄球菌生长,其原因是粪肠球菌代谢产生伏尔加霉素。给保育猪中饲喂粪肠球菌,发现其粪便中大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的数量减少。
危害
粪肠球菌可引起医源感染,最常见为尿道感染(大部分与尿道器械操作、导尿等有关)。其次为腹部和盆腔等部位的创伤和外科术后感染。
参考资料
目录
概述
简介
生物学特性
形态与染色
培养特性
生化反应
鉴别要点
培养
主要分类
分布
益生作用
微生物作用
物种价值
危害
参考资料