偶然分枝杆菌(Mycolicibacterium fortuitum

物种名:偶然分枝杆菌/偶发分枝杆菌

拉丁学名:Mycolicibacterium fortuitum

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; 分枝杆菌科Mycobacteriaceae;分枝杆菌属Mycobacterium

偶然分枝杆菌属于快速生长非结核分枝杆菌,广泛存在于自然环境中,包括土壤、水体、自来水系统及医院供水管道[1]。该菌通常属于条件致病菌,可引起皮肤软组织感染、术后伤口感染、导管相关感染以及肺部感染,在免疫功能低下患者及接受侵入性操作的人群中感染风险较高。

1.1生物学特性

1.1.1培养特征

偶然分枝杆菌在Middlebrook 7H10培养基或Löwenstein-Jensen培养基上培养3-5 d即可形成菌落,菌落呈乳白色至淡黄色,表面光滑或稍粗糙,边缘整齐,部分菌株可形成皱褶状菌落[2]

图1 偶然分枝杆菌在LJ培养基上培养形态[2]

1.1.2形态学特征

偶然分枝杆菌为革兰阳性弱染色杆菌,长约1-4 μm,宽0.2-0.6 μm,不形成芽孢,无荚膜,无鞭毛,不具运动性。菌体细胞壁富含分枝菌酸,具有明显抗酸性,因此抗酸染色呈红色[2]

图2 Ziehl-Neelsen法对偶然分枝杆菌细胞进行耐酸染色,细胞呈红色[2]

1.1.3生化特征

偶然分枝杆菌在42℃ Löwenstein-Jensen培养基上不生长;硝酸盐还原试验阳性;3天芳基硫酸酯酶阳性;触酶(68℃)阳性;不利用柠檬酸盐;碳源利用方面,可氧化分解D-甘露醇、水杨苷产酸,但不能利用肌醇、D-山梨醇来产酸[3]

1.1.4分子生物学特征

偶然分枝杆菌基因组大小约6.3 Mb,GC含量约66%[4]

1.2分布、传播与致病性

1.2.1分布与传播

偶然分枝杆菌广泛分布于世界各地自然环境,尤其在水环境中检出率较高,包括自来水、医院供水系统、游泳池、温泉及医疗设备。传播方式主要为环境暴露,不发生人与人之间直接传播。创伤污染、医疗美容、导管植入及外科手术均可成为重要感染途径[5]

1.2.2致病性

偶然分枝杆菌属于机会致病菌,其主要毒力因素包括生物膜形成能力、分枝菌酸细胞壁、糖脂及脂阿拉伯甘露聚糖LAM等。菌体能够抵抗宿主吞噬细胞杀菌作用,在巨噬细胞内短暂存活,并形成持续性感染。临床主要引起皮肤软组织感染、骨关节感染、导管感染及肺部感染[5]

图3 女性腿部出现的偶然分枝杆菌病变[5]

1.3检测方法

(1)培养鉴定法:临床标本接种于Löwenstein-Jensen培养基或Middlebrook 7H10、7H11培养基,在30-37℃培养3-5 d即可形成乳白色至淡黄色菌落,生长速度明显快于结核分枝杆菌。菌体采用Ziehl-Neelsen抗酸染色,镜下可见细长红色抗酸杆菌[2]。该方法操作简单、成本较低,是临床初筛的重要手段,但不能准确区分不同快速生长分枝杆菌。

(2)DNA微阵列分析[6]:使用MYCODirect 1.7 DNA/DNA杂交试剂盒(低成本/高密度阵列,由德国柏林Chipron GmbH公司生产)对提取的DNA进行扩增和杂交,以检测分枝杆菌感染。该试剂盒基于对rRNA基因内部转录间隔区(根据菌种不同,片段长度为225-265 bp)(引物混合物A)和插入序列(IS6110)元件的126 bp片段(引物混合物B)的PCR扩增。上述两个PCR产物的DNA靶标与根据分枝杆菌菌种数据库条目设计的菌种特异性固定化DNA探针杂交。每个微阵列芯片包含八个相同的微阵列,位于可单独寻址的矩形反应室中。形成的阵列为8×8图案,其中捕获探针以重复形式固定(垂直),功能对照呈三个角度。

(3)MALDI-TOF MS:近年来,基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)已广泛用于快速鉴定偶发分枝杆菌。使用无菌接种针从血琼脂平板上挑取适量纯化的细菌菌落,均匀接种于靶板上。加入1 μL 70%甲酸溶液,室温干燥。随后加入1 μL基质溶液。室温干燥后,使用VITEK-MS系统和体外诊断知识库V3.2,对菌落进行MALDI-TOF MS检测[7-9]

(4)分子检测方法:半巢式PCR方法以16S-23S rRNA内转录间隔区(ITS)为靶标,通过两轮扩增实现对偶然分枝杆菌的高特异性检测。第一轮扩增使用正向引物和反向引物,在包含10 pM引物、0.2 mM dNTP、1U Taq酶、5 μM TMAC及模板DNA的25 μL反应体系中,经94℃预变性5分钟后进行25个循环(94℃ 1分钟,60℃ 1分钟,72℃ 1分钟),最后72℃延伸10分钟,预期产物为222 bp;第二轮扩增取5 μL第一轮产物作为模板,使用相同的正向引物和新的反向引物VRFi(5′-AGTGAGGCAACAACACGCCG-3’),在相同反应体系下进行35个循环(94℃ 30秒,60℃ 1分钟,72℃ 30秒),最终产物为153 bp。两轮产物的片段大小差异便于通过2%琼脂糖凝胶电泳进行区分,该方法灵敏度可达10 pg的DNA模板[10]

表1 偶然分枝杆菌半巢式PCR引物序列

名称 引物序列(5′→3′)
正向引物 CCGTGAGGAACCGGTTGCCT
反向引物 CCACACGATTCTGCGTCGTA
VRFi(第二轮反向引物) AGTGAGGCAACAACACGCCG

1.4典型案例

2000年,加利福尼亚州北部一家美甲沙龙在使用受污染的旋涡式足浴盆后,发生了大规模的偶然分枝杆菌感染暴发,导致毛囊感染,且从用于足部护理的足浴盆中分离出了该菌株[5]

1.5防治对策

(1)加强医院供水系统及医疗器械消毒。

(2)规范美容及侵入性医疗操作。

(3)感染患者依据药敏试验合理联合应用阿米卡星、喹诺酮类、亚胺培南、多西环素等抗菌药物。

(4)加强医院感染监测,避免暴发流行。

(5)采用分子生物学方法及时发现污染源并实施控制。

参考文献

[1] Thomson RM, Tolson CE, Carter R et al. Heterogeneity of clinical and environmental isolates of Mycobacterium fortuitum using repetitive element sequence-based PCR: municipal water an unlikely source of community-acquired infections. Epidemiology and Infection, 2014, 142: 2057-64.

[2] Krajewska-Wedzina M, Czujkowska A, Kozinska et al. Mycolicibacterium fortuitum (Mycobacterium fortuitum) complex infection in a captive Soccoro dove (Zenaida graysoni). Medycyna Weterynaryjna , 2024, 80: 543-546.

[3] Schinsky MF, Morey RE, Steigerwalt AG et al. Taxonomic variation in the Mycobacterium fortuitum third biovariant complex: description of Mycobacterium boenickei sp. nov., Mycobacterium houstonense sp. nov., Mycobacterium neworleansense sp. nov. and Mycobacterium brisbanense sp. nov. and recognition of Mycobacterium porcinum from human clinical isolates. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 2004, 54: 1653-1667.

[4] Xu A, Pan N, Zhang B et al. Genomic analysis of a clinical Mycolicibacterium houstonense isolate reveals dual escalation in adaptability and virulence. BMC Microbiology, 2025, 26: 1-12.

[5] Winthrop K L, Abrams M, Yakrus M et al. An Outbreak of Mycobacterial Furunculosis Associated with Footbaths at a Nail Salon. New England Journal of Medicine, 2002, 346: 1366-1371.

[6] Gaballah A, Ghazal A, Almiry R et al. Simultaneous detection of Mycobacterium tuberculosis and atypical mycobacteria by DNA-microarray in Egypt. Medical Principles and Practice, 2022, 31: 246-253.

[7] Akkerman OW, van der Werf TS, de Boer M et al. Comparison of 14 molecular assays for detection of Mycobacterium tuberculosis complex in bronchoalveolar lavage fluid. Journal of Clinical Microbiology, 2013, 51: 3505-11.

[8] Fukushima M, Kakinuma K, Hayashi H et al. Detection and identification of Mycobacterium species isolates by DNA microarray. Journal of Clinical Microbiology, 2003, 41: 2605-15.

[9] Tobler NE, Pfunder M, Herzog K et al. Rapid detection and species identification of Mycobacterium spp. using real-time PCR and DNA-microarray. Journal of Microbiological Methods, 2006, 66:116-24.

[10] Indian Patents. https://allindianpatents.com/patents/232658-a-seminested-polymerase-chain-reaction-pcr-method-for-rapid-detection-and-specific-identification-of-mycobacterium-fortuitum.html

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