马红球菌(Prescottella equi

物种名:马红球菌

拉丁学名:Prescottella equi

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;

诺卡菌科Nocardiaceae;普雷斯科特氏菌属Prescottella

马红球菌(Prescottella equi)是红球菌属中唯一的动物致病种。该菌主要引起幼驹化脓性支气管肺炎,患病幼驹常表现为慢性进行性呼吸困难、咳嗽、发热及生长发育迟缓,病理特征为肺内多发性脓肿形成,呈结核样病变。此外,该菌亦可感染猪、牛及羊等动物,引起淋巴结炎或肺部病变。在人类中,马红球菌主要作为机会致病菌感染免疫功能低下人群,导致以肺炎和肺脓肿为主的感染。

1.1生物学特性

1.1.1培养特征

偏性需氧,10-40℃生长,最适温度28-30℃。在固体培养基上形成边缘整齐、光滑闪光的灰红至橙红色菌落。在马铃薯或牛乳琼脂形成色素更为明显。在血琼脂产生大量粘质,不溶血。常规的培养基为TSA平板,培养后菌落形态为乳白色,粘液、湿润、有光泽,随着时间的生长呈鲑粉色[1]

图1 马红球菌在血平板上的培养结果

1.1.2形态学特征

马红球菌产生橙黄、橙红色素,菌体呈多形态的革兰阳性杆菌[2]。在葡萄糖酵母膏琼脂上呈丝状但迅即断裂为杆状、球形或多形体。不产生芽胞,无气中菌丝体和分生孢子,无运动性。

1.1.3生化特征

生化反应不活泼,不能发酵任何糖、醇类,触酶呈阳性反应。不产生毒素。氧化酶阴性,不产生靛基质,不液化明胶。分解尿素,还原硝酸盐[3, 4]

1.2分布、传播与致病性

1.2.1分布与传播

马红球菌是红球菌属中唯一的动物致病种,主要来源于土壤,通过吸入和食入感染。它存在于畜粪、地表土、水、瘤胃及肠内[5-7],特别是在肥沃的中性土壤(pH7.3)和马粪中能长期存活,并在温、湿季节大量繁殖。目前马红球菌病传播途径还未明确,普遍认为马红球菌病主要由带有马红球菌的粉尘进入呼吸道进行感染[8-9]

1.2.2致病性

马红球菌通常不会感染人类,但食用不熟的猪、牛、羊肉,特别是食用各种烤肉串常使人致病,并可引起艾滋病、血液病和肾移植等免疫功能受损患者的肺部感染。马红球菌感染又称幼驹传染性支气管肺炎(foal infectious bronchopneumonia)。以1-6月龄幼驹发生化脓性支气管炎为特征。可经消化道和呼吸道感染。病驹在发病初期精神沉郁,食欲减退,时有咳嗽,随后出现稽留高温,结膜潮红,贫血,随着病情的发展,发生化脓性肺炎,呼吸迫促,鼻腔流脓液性分泌物,以后转为脓性。有的病驹关节肿大,最后卧地不起,多因脓毒败血症而死。本菌还可引起猪的化脓性肺炎和淋巴结炎,牛和绵羊的化脓性肺炎。本菌还可能与人淋巴瘤以及脓用免疫抑制剂患者有关[10, 11]

1.3检测方法

马红球菌的检测通常包括样本采集、病原提取、实验检测和结果判定四个主要步骤。首先,根据检测目的采集病驹鼻腔拭子、气管冲洗液、肺组织、粪便或环境样本(如土壤、尘埃等);随后对样本进行预处理,并提取其中的细菌或细菌DNA;再根据不同检测方法进行分析,如采用PCR进行病原核酸扩增检测,或采用ELISA进行血清抗体检测;最后结合扩增结果、血清学反应及临床症状,对样本是否存在马红球菌感染进行综合判定。

  1. 分子生物学法:通过聚合酶链式反应(PCR)方法来检测马红球菌。Bell等选择了16S rRNA基因中两个特定区域作为物种特异性引物,这些引物能够区分马红球菌与其他相关细菌种类。PCR引物是根据马红球菌的16S rRNA基因序列设计的,并且与Rhodococcus属以及其他相关属的细菌序列存在差异[12]

表1 马红球菌16S rRNA基因引物序列

名称 序列
F 5′-GGTCTAATACCGGATATGAGCTCCTGTC-3′
R 5′-CGCAAGCTTGGGGTTGAGCCCCAA-3′
  1. 血清学检测:确诊马红球菌病也可以使用ELISA的方法对病驹致病性R.equi血清抗体水平检测。

1.4典型案例

(1)幼驹环境暴露相关病例:土壤和粉尘污染导致的肺部感染

马红球菌病最典型的病例发生于1-6月龄幼驹,其发病与牧场环境中土壤、马粪及粉尘中的病原污染密切相关。已有研究表明,马红球菌广泛存在于马场土壤、马粪及空气尘埃中,在温暖、干燥、多尘环境下更容易形成带菌气溶胶,被幼驹吸入后可进入肺部并引发感染。在自然条件下,幼驹通常通过吸入被污染的粉尘颗粒而感染,病原可在肺泡巨噬细胞内存活和增殖,最终形成化脓性支气管肺炎和肺内多发性脓肿。

临床上,患病幼驹初期常仅表现为精神沉郁、食欲减退和轻微咳嗽,随后逐渐出现持续性发热、呼吸急促、鼻腔脓性分泌物和生长迟缓等症状[11]。部分病例可伴发肠炎、腹腔脓肿或关节炎,严重时可发展为败血症并死亡[3, 11]。该类病例提示,马红球菌病并非单纯的个体散发感染,而是与马场环境污染水平、气候条件和饲养管理方式密切相关,因此环境卫生控制、尘埃减少和高危幼驹监测是防控本病的重要措施。

(2)人感染病例:免疫功能低下患者的机会性肺部感染

尽管马红球菌通常不引起健康人群感染,但在人类中,它可作为一种机会致病菌感染免疫功能低下个体。文献报道显示,马红球菌人感染病例多见于艾滋病患者、血液系统疾病患者、器官移植受者以及长期接受免疫抑制治疗者[10]。在人类病例中,最常见的临床表现为慢性肺炎、肺脓肿和空洞性肺部病变,影像学表现有时类似结核病,容易造成误诊[10]

Verville等回顾分析了12例人类马红球菌感染病例,结果显示多数患者存在明确的免疫功能低下背景,且主要表现为肺部感染,部分病例还可出现菌血症或播散性感染[10]。这些病例提示,人类感染通常并非由单一“食物”或“直接接触动物”引起,而更可能与环境暴露(如含菌尘埃、土壤、畜牧环境)和宿主免疫状态下降共同作用有关[3, 10]。因此,马红球菌在人群中的流行病学意义主要体现在其作为一种环境来源的人兽共患机会致病菌,尤其应引起免疫抑制人群的重视。

1.5防治对策

  1. 确保水源地远离可能含有马红球菌的污染源,如畜牧场、农田等。
  2. 加强对畜牧场的管理,确保动物粪便和废水得到妥善处理,防止其污染水源。
  3. 在水处理过程中,采用有效的过滤和消毒方法,以去除或杀灭水中的马红球菌。

参考文献

[1] Takai S, Ohashi Y et al. Virulence plasmids in clinical isolates of Rhodococcus equi from sick foals in the Netherlands. Letters in Applied Microbiology, 2022, 75: 1.

[2] Kristine VB, Marco P, Ulrike B et al. Rhodococcus equi virulence-associated protein A is required for diversion of phagosome biogenesis but not for cytotoxicity. Infection and Immunity, 2010, 77: 5676-5681.

[3] Prescott JF. Rhodococcus equi: an animal and human pathogen. Clinical Microbiology Reviews, 1991, 4: 20-34.

[4] Bern D, Lämmler C. Biochemical and serological characteristics of Rhodococcus equi isolates from animals and humans. Zentralblatt für Veterinärmedizin B, 1994, 41: 161-165.

[5] Danielle D, Witten PE, Buck CL. Evaluating dermal bone as a novel source of endocrine information in ninespine and threespine stickleback fish. Integrative Organismal Biology, 2023, 5: obad007.

[6] Kuskie KR, Smith JL, Wang N et al. Effects of location for collection of air samples on a farm and time of day of sample collection on airborne concentrations of virulent Rhodococcus equi at two horse breeding farms. American Journal of Veterinary Research, 2011, 72: 73-79.

[7] Takai S, Chaffin MK, Cohen ND et al. Prevalence of virulent Rhodococcus equi in soil from five R. equi-endemic horse-breeding farms and restriction fragment length polymorphisms of virulence plasmids in isolates from soil and infected foals in Texas. Journal of Veterinary Diagnostic Investigation, 2001, 13: 489-494.

[8] Chaffin MK, Cohen ND, Martens RJ et al. Foal-related risk factors associated with development of Rhodococcus equi pneumonia on farms with endemic infection. Journal of the American Veterinary Medical Association, 2003, 223: 1791-1799.

[9] Muscatello G, Gilkerson JR, Browning GF. Detection of virulent Rhodococcus equi in exhaled air samples from naturally infected foals. Journal of Clinical Microbiology, 2009, 47: 734-737.

[10] Verville TD, Huycke MM, Greenfield RA et al. Rhodococcus equi infections of humans: 12 cases and a review of the literature. Medicine (Baltimore), 1994, 73: 119-132.

[11] Muscatello G. Rhodococcus equi pneumonia in the foal-Part 1: Pathogenesis and epidemiology. The Veterinary Journal, 2012, 192: 20-26.

[12] Bell KS, Philp JC, Christofi N et al. Identification of Rhodococcus equi using the polymerase chain reaction. Letters in Applied Microbiology, 1996, 23: 72-74.

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