1.脓肿分枝杆菌(Mycobacterium abscessus)
物种名:脓肿分枝杆菌
拉丁学名:Mycobacterium abscessus
分类学地位: 细菌界 Bacteria;放线菌门Actinobacteria;
放线菌纲Actinobacteria;分枝杆菌目Mycobacteriales;
分枝杆菌科Mycobacteriaceae;分枝杆菌属Mycobacterium
脓肿分枝杆菌(Mycobacterium abscessus)是一种非结核分枝杆菌,属于放线菌目、分枝杆菌科、分枝杆菌属。这种细菌通常存在于土壤、灰尘和水中,与引起结核病和麻风病的细菌有密切关系。脓肿分枝杆菌是一种日益公认的人类病原体,可导致多种临床表现,尤其在患有呼吸系统疾病的患者群体中患病率正在增加。
脓肿分枝杆菌具有两种主要类型:粗糙型和光滑型。这两种类型在表面脂质方面存在差异,这可能会影响机体对它们的免疫反应。光滑型虽然能在斑马鱼中增殖到高水平,但其引发的炎症和组织损伤水平较低,这反映了在人类患者中观察到的肺功能下降率较低的现象。
脓肿分枝杆菌是一种高度耐药的细菌,这使得它难以治疗。机体在免疫力低下时更容易感染这种细菌,并且感染后难以治愈。脓肿分枝杆菌感染的诊断通常依赖于体温、X线片、痰培养以及炎症指标化验等方法。治疗方法通常包括使用抗生素和其他药物,但由于其耐药性,治疗过程可能非常漫长且复杂。
1.1生物学特性
1.1.1培养特征
脓肿分枝杆菌(属于NTM中的一类快生长分枝杆菌,在固体培养基上培养,快生长分枝杆菌在3~5 d内即肉眼可见菌落生长,多数在7 d内生长旺盛[1]。如图1分别为脓肿分枝杆菌在血平板(A)、巧克力平板(B)、营养琼脂平板(C)培养第5天的示意图。
图1 脓肿分枝杆菌平板培养(A)脓肿分枝杆菌在巧克力平板培养第5天(B)脓肿分枝杆菌在血平板培养第5天(C)脓肿分枝杆菌在营养琼脂平板培养第5天
1.1.2形态学特征
M. abscessus 表现出光滑(S)或粗糙(R)形态型。S变体被认为是定植形式,可以转变为 R 变体,R 变体本身与动物和人类宿主的毒力增加有关。这种 S-to-R 转变通常是由参与细胞壁糖肽脂(GPL)合成和/或转运的基因中的插入缺失引起的。GPL 的存在 (在 S 中)或丢失(在 R 中)伴随着重要的生理差异。虽然 S 变体更亲水性,能够增加滑动运动和生物膜形成,但聚集性 R 变体具有产生大型细菌蛇形索的高倾向。S 和 R 变体可以被视为同一分离株的两个代表,它们可以在宿主中共存,并在宿主免疫下以不同的方式进化,从而导致不同的病理生理特征[1]如图2所示。
图2 脓肿分枝杆菌的光滑(S)和粗糙(R)形态型
1.1.3生化特征
脓肿分枝杆菌对多种抗生素具有耐药性,在感染宿主细胞后,能够在细胞内生存并繁殖,这与其独特的代谢途径和抗生素抵抗机制有关。它能够在细胞内环境中进行代谢活动,从而获取所需的能量和营养物质。此外,脓肿分枝杆菌还具有一些特殊的酶和蛋白质,这些物质在其感染过程中起着关键作用。
1.1.4 分子生物学特征
从MALDI-TOF-MS谱图(图3)中可以观察到MBT、Fe-MBT与c MBT、Fe-c MBT的分子离子峰,表明两者均具有与Fe3+的结合能力。MBT的脂肪链长度变化范围为C10-17,其中高丰度同系物链长为C10-13、C15、C17,详见图3A。从图3B中可以看到,c MBT脂肪链长度大约从C4-8不等,高丰度组分的链长为C5-8。
图3 脓肿分枝杆菌MALDI-TOF-MS谱图
1.2分布、传播与致病性
1.2.1 分布与传播
脓肿分枝杆菌是一种非结核性分枝杆菌,是一种革兰氏阴性菌,广泛存在于自然界和动物体内,特别是人体皮肤和呼吸道。主要通过皮肤伤口、呼吸道、消化道等途径传播。
1.2.2 致病性
脓肿分枝杆菌可侵犯人体不同部位,如颈部淋巴结,骨,关节,肺部感染,皮肤和软组织感染,播散性感染(肿瘤患者或患有艾滋病毒的人群)等。主要是引起呼吸系统疾病,症状类似结核。
1.3检测方法
(1)抗酸染色或荧光染色:脓肿分枝杆菌抗酸染色或荧光染色阳性,结合结核DNA检测,如果抗酸染色或荧光染色阳性,结核DNA阴性。可初步判断为非结核分枝杆菌感染。脓肿分枝杆菌抗酸染色或荧光染色阳性,结合MPB64抗原胶体金法检测,若样本 MPB64抗原检测阴性,可初步判断为非结核分枝杆菌感染。但无法鉴定到脓肿分枝杆菌种。也无法区分死菌与活菌。
(2)飞行时间质谱技术:目前质谱仪鉴定的前提是细菌培养到单个菌落,才能进行检测,且仅能鉴定到脓肿分枝杆菌种,无法鉴定到其亚种。
(3)分子诊断技术:包括16S rRNA基因测序技术,mNGS(宏基因组二代测序技术)与tNGS(靶向基因测序技术)等[3-5]。
1.4典型案例
2014年初,在亚特兰大医院的一家儿童医院,发现了5例伴有或不伴有颌骨肿胀的亚急性下颌下和颈部淋巴结炎的儿童,这些儿童均在牙科诊所接受过牙髓切开术,淋巴结活检病理标本及微生物培养显示肉芽肿性炎症伴或不伴脓肿分枝杆菌,在牙髓切开术中使用市政用水进行钻孔和冲洗。每天工作结束时对 水路管道进行消毒,每1至2年更换一次,未定期进行水质监测。牙椅水路微生物检测到脓肿分枝杆菌的平均水平是91333CFU/ml(是最高建议水平的180 倍)。供水系统中检出了其他类型的分枝杆菌,数量在<10至100CFU/ml之间, 低于规定的500CFU/ml,且在临床标本中未分离到,不具备致病性[2]。
1.5防治对策
1.5.1源头控制
(1)禁止排放有毒有害物质:不得向水体排放油类、酸性液体、碱性液体或者剧毒废液。不得向水体排放、倾倒工业废渣、城镇垃圾和其他废弃物。含病原体的污水应当经过消毒处理,符合国家有关标准后,方可排放。
(2)工业污染防治:在重点企业推进清洁生产,降低排放强度,减少工业污染,缓解环境压力。加强对工业废水排放的监管,确保废水处理设施正常运行,废水达标排放。
1.5.2水体管理
(1)雨水管理:管理雨水,防止雨水在流动过程中吸收有害污染物,然后排入雨水渠、溪流和河流。通过沙滤、电凝、反渗透和高级氧化等过程处理和管理雨水,减少其中的污染。
(2)水体周边环境保护:禁止在江河、湖泊、运河、渠道、水库最高水位线以下的滩地和岸坡堆放、存贮固体废弃物和其他污染物。在水体附近种植树木和其他植物,防止化学物质在下雨时被冲走进入水体。
1.5.3污水处理
(1)废水处理:建设和完善城镇污水处理厂和收集管网,提高污水处理率。废水处理设施通过化学、物理或生物过程去除废水中的污染物,确保出水水质达标。
(2)消毒处理:含病原体的污水必须经过消毒处理,以杀灭或去除其中的脓肿分枝杆菌等病原微生物。
1.5.4公众教育和参与
(1)增强环境保护意识:公众应当增强环境保护意识,采取低碳、节俭的生活方式,减少水污染物的产生和排放。
(2)倡导节水减污:提倡节约用水,减少不必要的用水浪费。鼓励使用节水器具和设备,如节水马桶、节水淋浴头等。
(3)垃圾分类和回收:鼓励公众进行垃圾分类和回收,减少塑料等废弃物对水体的污染。
1.5.5法律法规和监管
(1)制定和执行相关法规:国家和地方政府应制定和执行严格的水污染防治法律法规,明确排放标准和处罚措施。
(2)加强监管和执法:加大对水体污染的监管力度,对违法排污行为进行严厉打击和处罚。
参考文献
- 中华医学会结核病学分会,《中华结核和呼吸杂志》编辑委员会.非结核分枝杆菌病诊断与治疗专家共识.中华结核和呼吸杂志,2012,35(8):572 580.
- 聂文娟. 非结核分枝杆菌的菌种鉴定、药敏试验和耐药机制的研究[D].北京市结核病胸部肿瘤研究所,2015.
- 郝红芬,张宏丽.脓肿分枝杆菌肺病抗感染药物治疗研究进展[J].医学理论与实践, 2021,34(12):2021-2023+2017.
- 刘盛盛,唐神结.《非结核分枝杆菌病诊断与治疗指南(2020年版)》解读[J].结核与肺部疾病杂志,2021,2(02):108-115.
- 周庭银《临床微生物学诊断与图解》(上海科学技术出版社,2012年第3版)。