1.卡他莫拉菌（Moraxella catarrhalis）
物种名：卡他莫拉菌
分类学地位：细菌界Bacteria；变形菌门Proteobacteria；变形菌纲Gammaproteobacteri；假单胞菌目Pseudomonadales；莫拉氏菌科Moraxellaceae；莫拉克斯氏菌属Moraxella；
卡他莫拉菌是一种挑剔的、非运动的、革兰氏阴性、需氧、氧化酶阳性的双球菌，可引起呼吸系统、中耳、眼睛、中枢神经系统和人类关节的感染。它通过使用三聚体自转运蛋白粘附素粘附在宿主细胞上来引起宿主细胞的感染。。
1.1生物学特性
1.1.2培养特征
在37°C下需氧孵育24小时后，可以在血液和巧克力琼脂平板上培养。培养物显示直径约1毫米的灰白色半球菌落。这些菌落很脆弱，很容易碎裂，并且似乎有一个蜡质表面。 需氧菌，氧化酶试验阳性的革兰氏阴性双球菌。在血平板培养48h后，灰白色、不透明、无溶血的菌落，用接种环拉菌时菌落象个球铺在琼脂表面。
1.1.1形态学特征
卡他莫拉菌为革兰阴性双球菌，多呈肾形，成对排列(短轴相对)，无鞭毛，无芽抱，有菌毛和英膜。从菌体形态上不易与奈瑟菌相鉴别，但在标本中卡他莫拉菌呈散在分布，而奈瑟菌呈聚集状。卡他莫拉菌是专性需氧菌，对营养要求不高，在普通琼脂上18~20C即可生长。24小时培养菌落直1mm左右，48小时菌落直径1~3mm。菌落不透明、凸起、光滑或呈亚光，颜色乳白、粉红或褐色，有些菌株的菌落较坚硬，但易碎，用接种环推菌落可使整个菌落移动，从培养基上刮下的菌落在盐水中易乳化。
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图1 卡他莫拉菌显微照片
左图为卡他莫拉菌在扫描电镜下照片 右图卡他莫拉菌革兰氏染色照片
图2 卡他莫拉菌在血平板上的培养结果
1.1.3生化特征
卡他莫拉菌通过使用三聚体自转运蛋白粘附素（trimeric autotransporter adhesins）粘附在宿主细胞上，从而引发宿主细胞的感染。卡他莫拉菌能够产生多种酶，如氧化酶、触酶和DNA酶。这些酶可能与其在宿主体内的生存和繁殖有关。卡他莫拉菌是一种需氧菌，需要氧气来进行呼吸作用。此外，它还需要特定的营养物质来维持其生长和繁殖。卡他莫拉菌对多种抗生素敏感，包括β-内酰胺类抗生素（如青霉素和头孢菌素）以及大环内酯类抗生素等。然而，随着抗生素的广泛使用，卡他莫拉菌的耐药性也在逐渐增强。
1.1.4 分子生物学特征
（1）抗生素耐药性
自从发现卡他分枝杆菌的β-内酰胺酶阳性菌株以来，该物种对β-内酰胺类药物的耐药性以远高于其他细菌物种的速度增加。超过90%的已知分离株为β-内酰胺酶阳性[1]。这种结构的起源尚不清楚，因为它似乎是该物种非常独特的，以两种形式存在：BRO-1 和 BRO-2。与其他革兰氏阴性菌不同，该酶是脂质化和膜相关的。这可能是从革兰氏阳性细菌中发现的类似酶进化而来的。这方面的证据是，与基因组的其他部分相比，BRO区域具有独特的G+C含量[2]。BRO-1 表达菌株似乎比 BRO-2 菌株具有更大的抗生素耐药性。这不是由酶活性的差异引起的，而是由表达的差异引起的
（2）外膜蛋白[3]
CopB：CopB 是一种表达的表面蛋白，被认为参与从宿主乳铁蛋白或转铁蛋白分子中获取铁。研究表明，CopB在低铁条件下更容易表达，并且CopB在重负荷下会与人乳铁蛋白分子结合[4, 5]。在既往感染患者的血清中发现了抗 CopB 抗体，并已研究增强清除率的潜在方法。尽管卡他分枝杆菌严格来说是一种人类病原体，因此结果尚无定论，但动物模型显示大鼠 CopB 敲除感染的清除率增加 。
uspA1 和 uspA2 是一种与细胞粘附到人上皮细胞相关的二聚体蛋白。研究表明，该蛋白质的分离株对细胞外纤连蛋白（整合物的一种成分）和玻连蛋白具有高亲和力。还观察到uspA2对血清的杀菌特性具有一定程度的抵抗力。同样在小鼠中，基因敲除菌株对人类血清的毒性极为敏感，而uspA1和野生型菌株则不受影响。这些蛋白质也是可能接种疫苗的极好候选者，因为它们在毒力菌株中是同质的，并且因为它们是非法的免疫反应。同样，小鼠模型在用uspA1或uspA2免疫的小鼠中显示出更好的清除率[6, 7]
卡他分枝杆菌有两种主要机制，使其能够从宿主中获取铁，这也可能在保护生物体免受血清抗菌特性的影响方面发挥作用。这些是转铁蛋白结合蛋白和乳铁蛋白结合蛋白。当铁变得稀缺时，它们通常以更高的频率表达，并且由于它们从宿主那里窃取铁，因此可能非常具有破坏性。
在第一种机制中，转铁蛋白结合蛋白两个亚基 TbpA 和 TbpB 参与结合转铁蛋白以获取细菌细胞的铁。对这些蛋白质的研究发现，TbpA可以独立于TbpA结合转铁蛋白和游离铁，但反之则不然[8]。此外，在血清中，TbpB 通过 Ig 分泌而不是 TbpA 分泌来破坏免疫反应。这种反应似乎是针对病原体的补体激活[9]。
乳铁蛋白结合蛋白也由两个亚基组成，LbpA 和 LbpB，它们已被克隆和研究。它们被证明可以结合乳铁蛋白分子以衍生铁。同样，B亚基似乎执行了结合的实际功能，并且还吸引了强烈的免疫反应。这也可能是潜在疫苗的候选者[9]。
1.2分布、传播与致病性
1.2.1 分布与传播
卡他莫拉菌是一种革兰阴性双球菌，寄居于人类的上呼吸道。在正常情况下，这种细菌并不会导致疾病，是上呼吸道正常菌群成员。然而，当人体的免疫力降低，或长期使用某些药物，如抗生素和激素，可能会使细菌进入下呼吸道，引发感染。卡他莫拉菌可以通过多种方式传播，包括呼吸道飞沫传播和接触传播。在医疗机构中，这种细菌也可以通过人与人之间的接触传播，特别是对于那些需要长期住院或使用呼吸机的患者。卡他莫拉菌的分布广泛，不仅存在于人类身上，也存在于动物和环境中[10]。
1.2.2 致病性
卡他莫拉菌在 20 世纪 70 年代之前一直被认为是非病原菌,但直至 1972年, VERGER 和 RIOR 在经过对痰液细菌定量研究后首次确认其为一种可致呼吸道感染的病原菌。卡他分枝杆菌表现出一种内毒素，与奈瑟菌属中发现的许多内毒素相似，后者在疾病过程中起作用。一些卡他分枝杆菌菌株表现出菌毛或菌毛，这有助于细胞粘附在呼吸道上皮细胞上。此外，细胞表达特定的蛋白质，允许吸收作为受体的铁。当机体免疫力低下时， 可单独或与其他细菌共同引起黠膜卡他性炎症、急性咽喉炎、支气管炎、肺炎、急性中耳炎或脑膜炎等，是引起上呼吸道感染的第3位常见病原菌，仅次于流感嗜血杆菌和肺炎链球菌。其致病物质主要是内毒素[10]。
1.3检测方法
（1）细菌培养：取患者的痰液、血液等进行培养，以明确病原菌的种类。细菌培养是确诊卡他莫拉菌感染的金标准。
（2）血常规检查：通过血常规检查可以观察白细胞和中性粒细胞数的变化。一般情况下，卡他莫拉菌感染会导致白细胞和中性粒细胞数明显增高。
（3）分子生物学方法：实时荧光PCR检测：建立基于SYBR GreenⅠ染料法的卡他莫拉菌实时荧光PCR检测方法[11]。
图9 金黄色葡萄球菌pvl基因的荧光定量扩增结果[32]
1.4典型案例
（1）2010年，某市发生了一起因饮用水污染导致的群体性腹泻事件。经过对该市饮用水源的检测，发现水中存在卡他莫拉菌，并且该菌对多种抗生素耐药。因此，可以确定该市饮用水源的污染是导致腹泻事件的原因。
（2）2013年，某地区爆发了由卡他莫拉菌引起的肺炎疫情。经过调查发现，该地区的水源受到了严重污染，且水质监测结果提示可能存在卡他莫拉菌。因此，可以确定该地区水源的污染是导致肺炎疫情爆发的原因。
1.5防治对策
（1）注射疫苗：可以注射卡他莫拉菌疫苗，在体内形成抗体，预防感染。
（2）避免接触感染源：避免接触可能存在卡他莫拉菌的环境，如养殖牛、养殖猪等，以降低感染风险。
（3）注意饮食卫生：注意饮食清洁，避免食用被污染的食物或饮用生水，以免导致感染。
（4）个人卫生习惯：保持良好的个人卫生习惯，勤洗手，尤其是在接触食物和水之前、使用厕所后以及与动物接触后。使用肥皂和清水洗手，并搓手至少20秒。
（5）增强免疫力：保持充足的休息和锻炼，增强个人体质和免疫力，有助于降低感染风险。
（6）医疗防护措施：在医疗环境中，应采取必要的防护措施，如佩戴口罩、勤洗手等，以降低感染风险。
参考文献
[1]Felmingham D, Washington J. Trends in the antimicrobial susceptibility of bacterial respiratory tract pathogens–findings of the Alexander Project 1992-1996[J]. J Chemother, 1999,11 Suppl 1:5-21.
[2]Wallace R J, Nash D R, Steingrube V A. Antibiotic susceptibilities and drug resistance in Moraxella (Branhamella) catarrhalis[J]. Am J Med, 1990,88(5A):46S-50S.
[3]Bootsma H J, Aerts P C, Posthuma G, et al. Moraxella (Branhamella) catarrhalis BRO beta-lactamase: a lipoprotein of gram-positive origin?[J]. J Bacteriol, 1999,181(16):5090-5093.
[4]Aebi C, Stone B, Beucher M, et al. Expression of the CopB outer membrane protein by Moraxella catarrhalis is regulated by iron and affects iron acquisition from transferrin and lactoferrin[J]. Infect Immun, 1996,64(6):2024-2030.
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[6]Helminen M E, Maciver I, Latimer J L, et al. A large, antigenically conserved protein on the surface of Moraxella catarrhalis is a target for protective antibodies[J]. J Infect Dis, 1994,170(4):867-872.
[7]Aebi C, Lafontaine E R, Cope L D, et al. Phenotypic effect of isogenic uspA1 and uspA2 mutations on Moraxella catarrhalis 035E[J]. Infect Immun, 1998,66(7):3113-3119.
[8]Luke N R, Campagnari A A. Construction and characterization of Moraxella catarrhalis mutants defective in expression of transferrin receptors[J]. Infect Immun, 1999,67(11):5815-5819.
[9]Myers L E, Yang Y P, Du RP, et al. The transferrin binding protein B of Moraxella catarrhalis elicits bactericidal antibodies and is a potential vaccine antigen[J]. Infect Immun, 1998,66(9):4183-4192.
[10]贾文祥. 医学微生物学[M]. 人民卫生出版社, 2010.
[11]侯昊, 程雨洁, 朱辉煌, 等. 卡他莫拉菌实时荧光PCR检测方法的建立[J]. 生物技术, 2022,32(06):693-698.