鼻疽诺卡氏菌（Nocardia farcinica）
物种名：鼻疽诺卡氏菌
拉丁学名：Nocardia farcinica
分类学地位： 细菌界Bacteria；放线菌门Actinomycetota； 放线菌纲Actinomycetes；分枝杆菌目Mycobacteriales； 诺卡氏菌科Nocardiaceae； 诺卡氏菌属Nocardia
鼻疽诺卡氏菌是一种革兰氏阳性杆菌，能导致原位及全身感染[1]。它是一种普遍存在于土壤和水环境中的细菌。感染鼻疽诺卡氏菌的常见症状包括鼻腔疼痛、鼻塞和流鼻血等。该菌感染主要引起慢性肺炎、肺脓肿、软组织纤维化、皮肤和皮下的急、慢性化脓性表现，少数可呈全身性感染。
1.1生物学特性
1.1.1培养特征
鼻疽诺卡氏菌的菌落由杆菌或球菌萌发伸长而形成。24小时后开始分枝，生长慢。在大部分培养基上有稀疏微灰色气生菌丝。3-5天后开始断裂成菌丝节段、杆菌和球菌[2, 3, 4]。在普通琼脂平板上培养3天后可见菌落，7-11天后菌落凸起，气生菌丝形成后，表面呈绒毛状。有分枝的长菌丝久存。形态Ⅲ群即诺卡菌（Nocardia）传统形态学分类中的一个形态群（morphological group III）。抗酸[4, 5]。在营养琼脂培养基上：气生菌丝薄，微白色，基丝呈微灰色；在无机盐葡糖琼脂上：菌落呈微灰色，少量气生菌丝在边缘；在明胶培养基上：颗粒状不规则小菌落，不液化；在马铃薯块上生长：气生菌丝在顶端，基丝呈黄色，皮革状[2, 3]。
图1 鼻疽诺卡氏菌在固体培养基上
1.1.2形态学特征
鼻疽诺卡氏菌的形态学特征包括革兰氏阳性杆菌，在显微镜下，该菌呈现为细长的杆菌，通常呈单个或成对排列，菌体大小为0.6 μm × （3-4） μm，无运动性[3, 4, 6]。细胞通常呈现为无色或浅染色，但在某些情况下，可能会显示出微黄色或淡橙色[3, 4]。有些菌种呈弱抗酸性，专性需氧，营养要求一般。
图2 鼻疽诺卡氏菌扫描电镜图片[17]
1.1.3生化特征
鼻疽诺卡氏菌可用以下化合物为唯一碳源：D-葡萄糖、D-果糖、麦芽糖、甘露糖、石蜡、醋酸钠、丁酸钠、苹果氢酸钠、丙酸钠、丙酮酸钠、琥珀酸钠[2, 3, 4]。硝酸盐还原不定。石蕊牛奶5天变碱性，无进一步变化。生长温度20-40℃；适温35℃。生长pH6-0，最适pH为7.5。不为5% NaCl所抑制，不为5个国际单位青霉素所抑制，对溶菌酶不敏感[3, 4, 7]。DNA内G + C含量为71%[2, 4]。
1.1.4分子生物学特征
鼻疽诺卡氏菌的毒力因子是指能够使其引起疾病的特定分子或机制。关于鼻疽诺卡氏菌的毒力因子，目前了解的情况相对有限，但以下是一些可能与其毒力相关的因素：
嗜酸性胞外聚合物（Acidic exopolysaccharides）：这些多糖物质可以帮助鼻疽诺卡氏菌在宿主组织中形成粘附物，从而促进其定植和侵袭[8, 9]。
细胞壁成分：鼻疽诺卡氏菌的细胞壁含有特殊的酸性酮糖聚合物，这些成分可能有助于其抵抗宿主防御机制，并与疾病的发展相关[2, 8]。
溶解酶（Lytic enzymes）：鼻疽诺卡氏菌可能产生一些溶解酶，如脂解酶（lipase）和蛋白酶（protease），这些酶可以降解宿主组织，促进病原体的侵袭和扩散。
毒素（Toxins）：目前对于鼻疽诺卡氏菌是否产生特定的毒素还存在争议，尚无确凿的证据证明其产生毒素直接导致疾病的发展。然而，一些研究表明，其可能产生一些代谢产物或分泌物，可能对宿主组织产生一定的毒性影响[7, 8, 9]。
1.2分布、传播与致病性
1.2.1分布与传播
鼻疽诺卡氏菌是一种广泛存在于自然环境中的细菌，主要分布在土壤、水体和植物表面等地方[10]。它可以在土壤中形成孢子或分枝菌丝，从而在环境中存活和扩散。人类和动物可以通过多种途径与鼻疽诺卡氏菌接触，导致感染和疾病的发生。以下是一些可能的传播途径：
呼吸道感染：人们可以通过吸入含有鼻疽诺卡氏菌的土壤或尘埃颗粒而感染。这种感染途径常见于农业工作者、养殖业从业人员或在土壤暴露环境下工作的人群[3, 7, 9]。
皮肤感染：直接接触感染源，如土壤、植物或动物皮肤，可能导致鼻疽诺卡氏菌通过皮肤伤口进入人体引发感染。
医疗设备感染：在医疗环境中，鼻疽诺卡氏菌可以通过污染的医疗设备（如呼吸机、导管或外科手术器械）传播给免疫系统较弱的患者[7, 8, 9]。
动物传播：一些动物，尤其是家畜和宠物，可能是鼻疽诺卡氏菌的携带者。人们可以通过与感染动物接触，或接触其排泄物和分泌物而感染[3, 7, 9]。
1.2.2致病性
鼻疽诺卡氏菌是一种致病性细菌，它可以引起一种称为鼻疽诺卡菌病（Nocardiosis）的感染疾病。鼻疽诺卡菌病通常发生在免疫系统受损的人群，如长期使用免疫抑制剂的患者、艾滋病患者或有其他基础疾病的人[11, 12]。鼻疽诺卡氏菌的致病性主要表现在以下方面：
组织侵袭：鼻疽诺卡氏菌通过其特殊的细胞壁成分和分泌物，能够侵入宿主的组织和器官。它可以通过直接接触感染源或通过呼吸道进入体内，然后在宿主皮肤、肺部、中枢神经系统等组织中定植和繁殖[4, 6, 7, 8]。
溶组织酶：鼻疽诺卡氏菌产生一些溶酶酶，如脂解酶和蛋白酶，这些酶能够降解宿主组织，破坏细胞结构，促进病原体的侵袭和扩散[6, 7, 8]。
免疫逃逸：鼻疽诺卡氏菌具有一定的免疫逃逸能力，可以干扰宿主的免疫反应，抵抗宿主的防御机制。这使得感染更加难以清除，增加了疾病的严重性和持续性[6, 7, 8]。
鼻疽诺卡菌病的症状和临床表现因感染部位和宿主免疫状态的不同而有所差异。常见的症状包括呼吸系统感染引起的咳嗽、胸痛，皮肤感染引起的脓疱和溃疡，以及中枢神经系统感染引起的脑膜炎和脑脓肿等[4, 6, 7, 8]。
1.3检测方法
环境样本中鼻疽诺卡氏菌的检测通常需要结合样品预处理、选择性培养、形态学观察、生化鉴定以及分子生物学检测等方法进行综合判定[3, 4, 5]。由于鼻疽诺卡氏菌在自然环境中常与大量杂菌共存，且生长速度较慢，因此环境样本的检测应特别重视前处理和选择性分离步骤[3, 5, 8]。
（1）环境样本采集与预处理：环境样本可采集自土壤、水体沉积物、污泥、动物活动区域表层土、植物表面附着物及养殖场环境样本等[3, 5, 8]。采集土壤样品时，一般取表层以下约2-10 cm的土壤，置于无菌采样袋中保存。检测前可称取1-5 g土样，加入9-45 mL无菌生理盐水或磷酸盐缓冲液（PBS）中振荡混匀20-30 min，静置后取上清液用于后续分离[5, 8, 13]。为减少杂菌污染，可对悬液进行适度脱污染处理，如使用十六烷基吡啶氯化物（cetylpyridinium chloride, CPC）或低浓度 NaOH 进行短时间处理，以提高诺卡菌的分离率。
（2）选择性培养与分离：预处理后的样本悬液可接种于血琼脂、营养琼脂、脑心浸液琼脂（BHI agar）及诺卡菌选择性培养基上进行培养。为抑制环境杂菌生长，可在培养基中适当加入抗菌药物，如环己酰亚胺、萘啶酸或多黏菌素类抑菌剂[3, 8]。培养条件一般为30-37℃需氧培养，培养时间通常为3-14 d，必要时可延长至2-3周。鼻疽诺卡氏菌在培养基上形成的菌落多表现为干燥、粗糙、粉笔样或绒毛样，颜色多为白色、灰白色或淡黄色[3, 4, 5]。
（3）形态学初筛：对疑似菌落可进行涂片染色和显微镜观察。经革兰氏染色后，鼻疽诺卡氏菌通常表现为革兰氏阳性、分枝、细长丝状或杆状结构；经改良抗酸染色（如Kinyoun染色）后，部分菌体可表现为弱抗酸性。在显微镜下观察到分枝菌丝样结构、菌丝断裂形成杆菌或球菌样节段时，可作为诺卡菌属初步判定依据。
（4）生化鉴定：对纯化后的疑似菌株可进一步进行生化试验鉴定，包括碳源利用试验、硝酸盐还原试验、尿素酶试验、酪蛋白/黄嘌呤/次黄嘌呤水解试验及溶菌酶耐受试验等。鼻疽诺卡氏菌在传统分类学中可根据其对不同碳源的利用能力、生长温度范围及酶学反应特征进行辅助鉴定。但由于诺卡菌属内不同种之间表型差异有限，仅依靠生化试验难以实现准确到种的鉴定，因此通常需要结合分子生物学方法进一步确认[4, 5]。
（5）分子生物学检测与鉴定：Bittar[14]等基于鼻疽诺卡氏菌特异性序列设计TaqMan qPCR引物与探针建立实时荧光定量PCR检测方法，详细引物见表1。qPCR反应程序为：95 ℃预变性30 s；随后40个循环：95 ℃ 5 s，60 ℃ 30 s。该方法特异性好，无其他诺卡氏菌及环境微生物交叉反应；检测灵敏度高，最低定量限低至10基因拷贝，可对临床与环境样本中的鼻疽诺卡氏菌进行稳定定量，与分离培养法结果具有良好一致性，可快速精准用于环境样本监测与临床样本早期诊断[14, 15]。
表1 鼻疽诺卡氏菌PCR引物
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名称 |
序列 |
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前向引物NFF1 |
5′-ACCGATCCGCCGTCAAATC-3′ |
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反向引物NFR1 |
5′-TCGGTCGTCCGGTGTGGA-3′ |
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探针NFP1 |
5′-CACATACCCCAACGCCAGCTGA-3′ |
1.4典型案例
韩国的一项病例研究报道了3例韩牛流产病例，从流产胎儿的肺组织和皱胃内容物中成功分离出鼻疽诺卡氏菌[16]。病理学检查显示，胎儿存在坏死性肉芽肿性间质性肺炎等病变，提示该菌可导致反刍动物严重感染并引起繁殖障碍。此外，鼻疽诺卡氏菌还曾被报道与牛乳房炎等动物感染有关，说明其在畜牧环境中具有一定的兽医公共卫生意义。
1.5防治对策
为了预防鼻疽诺卡式菌污染水资源，可以采取以下一系列措施，这些措施旨在减少细菌进入水源的机会，并确保水质的安全性。以下是详细的预防方案：
（1）监控和检测：设立监测系统：在关键水源地设立水质监测系统，定期检测水中微生物含量，特别是鼻疽诺卡式菌的存在。
（2）治理和清洁水源：确保工业、生活、医疗和农业等废水经过适当处理后再排放，避免将未处理的废水直接排入河流或地下水。对于已受污染的水源，使用物理、化学或生物方法进行清洁和消毒，以减少鼻疽诺卡式菌的数量。
（3）加强家畜饲养管理：加强畜舍的清洁和消毒工作，减少家畜与鼻疽诺卡式菌的接触机会。使用清洁饲料和水。确保家畜使用的饲料和水源未受污染，定期检查和更换水源。
（4）教育和宣传：加强对农场主、兽医和公众的教育和宣传，提高他们对鼻疽诺卡式菌及其传播途径的认识，鼓励大家共同参与水资源保护。
参考文献
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