鼻疽伯克霍尔德菌(Burkholderia mallei)

物种名:鼻疽伯克霍尔德菌

拉丁学名:Burkholderia mallei

分类学地位:细菌界Bacteria;假单胞菌门 Pseudomonadota;

β-变形菌纲Betaproteobacteria;伯克氏菌目Burkholderiales;

伯克霍尔德菌科Burkholderiaceae;伯克霍尔德菌属Burkholderia

鼻疽伯克霍尔德菌是鼻疽(glanders)的病原体,主要感染马、驴、骡等奇蹄动物,人为偶发宿主。WOAH指出,该病在北美、澳大利亚和欧洲大部分地区已被清除,但在亚洲、非洲、中东和南美部分地区仍持续报告;其传播可经污染饲水、气溶胶、受损皮肤及黏膜接触完成。基因组研究显示,该菌由环境适应性更强的近缘菌演化而来,现已成为高度宿主适应性的哺乳动物病原体。

1.1生物学特性

1.1.1培养特征

该菌在常规培养基上生长较慢,37℃培养后通常需24-72 h方可形成可见菌落。Kinoshita等比较多种分离培养基后发现,B. mallei在5%马血琼脂上的生长与其新建立的BM选择培养基相当,但在非无菌标本中极易被伴生菌覆盖,因此实验室分离时宜结合含甘油或选择性培养基使用[1]。血平板上菌落多呈灰白至半透明、光滑、湿润外观(图1)[1, 2]

图1 鼻疽伯克霍尔德菌在营养琼脂培养基上的培养结果[2]

1.1.2形态学特征

鼻疽伯克霍尔德菌为革兰阴性短杆至球杆样细菌,不运动、无芽孢。Abnaroodheleh等对分离株观察到,其显微镜下可见弯曲短杆或球杆样形态,营养琼脂上多形成圆形、光滑、半透明菌落[2]。从进化层面看,该菌在基因组缩减和插入序列扩增后形成了明显的宿主适应性表型,这也是其与类鼻疽伯克霍尔德菌的重要差异之一[3]

图2 狨猴的肝脏组织感染鼻疽伯克霍尔德菌的显微照片[4]

1.1.3生化特征

生化表型上,该菌通常表现为不运动、吲哚阴性,糖利用能力弱或不利用,且在部分常规鉴定体系中不易被准确确认。Abnaroodheleh等报道其分离株在TSI、SIM和Simmons citrate等试验中表现为不发酵糖、无动力和柠檬酸盐利用阴性[2]。同时,DeShazer等证实其荚膜多糖是关键毒力因子,荚膜缺失突变株在仓鼠和小鼠模型中显著减毒,提示传统表型鉴定需与毒力和分子证据结合解读[5]

1.1.4分子生物学特征

(1)毒力岛和毒力基因

基因组测序表明,鼻疽伯克霍尔德菌具有两条染色体,含大量插入序列和简单重复序列,并保留荚膜、脂多糖、分泌系统及多种调控因子等毒力相关基因簇。这些结构变异被认为与其由环境祖先向专性哺乳动物病原体演化的过程密切相关[3]

(2)分泌系统

III型分泌系统(T3SS)是鼻疽伯克霍尔德菌致病的重要分子装置。Ulrich和DeShazer构建的T3SS缺陷株在细胞感染和动物模型中均明显减毒,证明该系统对其致病性是必需的。因此,分泌系统相关基因可视为分子致病机制研究中的核心靶点[6]

(3)调控机制

该菌的毒力表达并非恒定不变。Nierman等在基因组与体内表达分析中提示,多处简单重复序列和插入序列介导的可变区可能通过基因重排、相位变异和表面结构改变影响免疫逃逸与宿主适应,这也是其慢性感染和持续存在的重要分子基础之一。

1.2分布、传播与致病性

1.2.1分布与传播

鼻疽伯克霍尔德菌的自然宿主和主要储存库是马属动物。WOAH资料显示,该病已在北美、澳大利亚和欧洲大部分地区被清除,但在亚洲、非洲、中东和南美部分地区仍持续报告。传播以摄入被污染的水料为主,也可经咳嗽或喷嚏形成的气溶胶、受损皮肤及黏膜接触传播[7]

1.2.2致病性

鼻疽病的人体感染可表现为急性型和慢性型,临床谱系从局限性皮肤脓肿、鼻部病变到重症肺炎和败血症不等。

急性型患者常以发热、胸痛、呼吸困难、肺炎、脓肿或败血症起病,进展迅速。Luz等报道的巴西病例中,73岁患者因发热和严重肺炎住院,随后通过胸腔引流液培养、PCR和基因组测序证实为B. mallei感染[8]。这提示对有马属动物接触史的重症肺部感染患者,应尽早考虑鼻疽的可能。

慢性型患者可表现为长期低热、反复化脓性病灶、淋巴管炎及多器官播散,病程迁延且易被误诊。由于该菌具有胞内存活和免疫逃逸能力,若诊断延迟,可出现持续性炎症损伤和全身播散[3,4]

1.3检测方法

(1)病原学检测:培养分离仍是确证基础,但该菌在常规培养基上生长缓慢,且在污染标本中易被其他细菌或真菌覆盖。Kinoshita等的研究表明,5%马血琼脂、含甘油培养基及BM等选择培养基均可用于分离,通常在37℃培养48-72 h后再挑取可疑菌落做镜检和后续鉴定[1]。因此,病原学检测适合与分子方法联合用于确诊。

(2)分子生物学检测:PCR,尤其是实时荧光PCR,应作为优先推荐的快速确证方法。Tomaso等建立的fliP靶向5’核酸酶实时PCR可检出全部19株B. mallei,而对27株B.pseudomallei及其他Burkholderia和临床相关菌株均无扩增信号;其检测线性范围为240pg至70fgDNA/反应,检出限约60fg。在临床实践中,对胸腔引流液、脓液、组织和纯培养物开展qPCR,可明显缩短鼻疽的确诊时间[8, 9]

表1 鼻疽伯克霍尔德菌PCR引物序列[8]

名称 序列
Bma-flip-f 5′- CCCATTGGCCCTATCGAAG -3′
Bma-flip-r 5′- GCCCGACGAGCACCTGATT -3′

1.4典型案例

巴西2024年报道了一例具有代表性的人鼻疽病例:患者为73岁男性,因发热和严重肺炎住院,其流行病学调查显示自养马曾接触鼻疽阳性马匹。研究者在胸腔引流液培养中获得生长缓慢的菌落,随后通过针对特异位点的PCR和基因组测序确认为B.mallei,并鉴定到一个新的基因型[8]。该病例说明,在存在马属动物暴露史的肺炎、脓胸或败血症患者中,培养结合PCR是最关键的诊断路径。

1.5防治对策

(1)加强马属动物检疫、追踪和阳性动物处置,阻断主要传染源。

(2)对兽医、饲养人员和实验室人员强化个人防护,避免直接接触病畜分泌物、脓液和污染器具。

(3)对疑似病例尽快采集标本开展PCR和培养检测,必要时在具备条件的实验室内完成确证。

(4)对污染环境、器具、圈舍和运输设施实施规范消毒,减少间接传播。

(5)加强饲养场污水、粪便和尸体无害化处理,避免污染周边土壤和水体。

(6)对疫点周边饮水、饲料和动物流动开展持续监测,降低再次暴发风险。

参考文献

[1] Kinoshita Y, Cloutier AK, Rozak DA et al. A novel selective medium for the isolation of Burkholderia mallei from equine specimens. BMC Veterinary Research, 2019, 15: 133.

[2] Abnaroodheleh F, Mosavari N, Pourbakhsh SA et al. Identification of Burkholderia mallei isolates with polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism. Archives of the Razi Institute, 2023, 78: 1305-1312.

[3] Nierman WC, DeShazer D, Kim HS et al. Structural flexibility in the Burkholderia mallei genome. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2004, 101: 14246-14251.

[4] Jelesijevic T, Zimmerman SM, Harvey SB et al. Use of the common marmoset to study Burkholderia mallei infection. PLoS ONE, 2015, 10: e0124181.

[5] DeShazer D, Waag DM, Fritz D L et al. Identification of a Burkholderia mallei polysaccharide gene cluster by subtractive hybridization and demonstration that the encoded capsule is an essential virulence determinant. Microbial Pathogenesis, 2001, 30: 253-269.

[6] Ulrich RL, DeShazer D. Type III secretion: a virulence factor delivery system essential for the pathogenicity of Burkholderia mallei. Infection and Immunity, 2004, 72: 1150-1154.

[7] World Organisation for Animal Health (WOAH). Infection with Burkholderia mallei (Glanders). Terrestrial Animal Health Code, Chapter 12.10. 2024.

[8] Luz KG, Bezerra FRO, Sicolo MA et al. Clinical and molecular characterization of human Burkholderia mallei infection, Brazil. Emerging Infectious Diseases, 2024, 30: 2400-2403.

[9] Tomaso H, Scholz HC, Al Dahouk S et al. Development of a 5′-nuclease real-time PCR assay targeting fliP for the rapid identification of Burkholderia mallei in clinical samples. Clinical Chemistry, 2006, 52: 307-310.

文章目录