少动鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas paucimobilis)
物种名:少动鞘氨醇单胞菌
拉丁学名:Sphingomonas paucimobilis
分类学地位:细菌界Bacteria;变形菌门Proteobacteria;
α-变形菌纲Alphaproteobacteria;鞘氨醇单胞菌目Sphingomonadales;
鞘氨醇单胞菌科Sphingomonadaceae;鞘氨醇单胞菌属Sphingomonas
少动鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas paucimobilis)是一种革兰氏阴性、严格需氧型杆菌,为鞘氨醇单胞菌属的代表种之一。该菌因细胞膜中含有鞘糖脂类物质,与典型革兰氏阴性菌具有不同的细胞包膜特征。S. paucimobilis广泛存在于自然环境中,同时可作为机会致病菌,在免疫功能降低或存在医疗相关危险因素的人群中引起感染[1]。
1.1 生物学特性
1.1.1 培养特征
少动鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas paucimobilis)为严格需氧菌,在普通培养基上能够生长,适宜生长温度为25-37 ℃。在营养琼脂、胰蛋白胨大豆琼脂(TSA)或血琼脂培养基上,该菌可形成圆形、光滑、湿润且具有光泽的菌落,菌落通常呈淡黄色或黄色,这与其产生类胡萝卜素样色素有关(图1A)[2]。在血琼脂培养基上培养时,该菌通常形成无明显溶血或弱溶血菌落,菌落边缘较规则(图1B)[1]。

图1 少动鞘氨醇单胞菌在培养基上的菌落形态
A:营养琼脂平板上的菌落形态[3];B:哥伦比亚马血琼脂平板上的菌落形态[4]。
1.1.2 形态学特征
少动鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas paucimobilis)为革兰氏阴性菌,菌体呈短杆状或杆状,大小约为0.4-0.8 μm×1.0-2.0 μm,多数以单个或成对形式存在,不形成芽孢。该菌细胞壁结构具有鞘氨醇单胞菌属的典型特点,其外膜缺少脂多糖(LPS),而含有鞘糖脂类物质,使其与多数革兰氏阴性菌存在差异。部分菌株具有运动性,可通过鞭毛运动,但运动能力较弱,因此命名为“paucimobilis”[1, 2]。在显微镜及电子显微镜观察下,菌体呈规则短杆状,表面较光滑,可观察到单个或成对排列的细胞形态(图2)[5]。

图2 少动鞘氨醇单胞菌显微形态[5]
A:革兰氏染色照片;B:扫描电子显微镜照片。
1.1.3 生化特征
少动鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas paucimobilis)属于非发酵型革兰氏阴性菌(non-fermenting Gram-negative bacterium,NFGNB)。菌株的生化试验结果显示,该菌氧化酶和过氧化氢酶反应均呈阳性,七叶苷水解试验阳性,而尿素酶、硫化氢产生、明胶液化及葡萄糖发酵试验均呈阴性。此外,该菌可利用葡萄糖、甘露糖、乳糖、麦芽糖、果糖等多种碳源,但不能利用葡萄糖酸盐、柠檬酸盐、丙二酸盐等作为代谢底物,表现出鞘氨醇单胞菌属典型的生化特征[5]。
1.1.4 分子生物学特征
少动鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas paucimobilis)AIMST S2菌株基因组为一条完整环状染色体,基因组大小约为4005 kb,GC含量为65.73%,共包含3612个蛋白质编码序列(CDS)、56个tRNA基因以及3个核糖体RNA操纵子。基因组分析显示,该菌含有多种与外源化合物降解、环境适应及物质代谢相关的功能基因,这些遗传特征可能与其环境适应能力有关[6]。
1.2 分布、传播与致病性
1.2.1 分布与传播
少动鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas paucimobilis)广泛存在于自然环境中,可从水体、土壤、植物表面以及医疗环境样品中分离获得。该菌在人类生活环境中分布较为广泛,医院环境中的污染水源、医疗器械及其他湿润环境均可能成为其传播来源。人类感染通常与环境暴露有关,可通过受污染的水、器械或环境表面进入机体,而人与人之间直接传播较少见[1]。
1.2 分布、传播与致病性
1.2.2 致病性
少动鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas paucimobilis)是一种条件致病菌,虽然其在自然环境中广泛存在,但在正常免疫功能人群中通常不会引起严重感染。当机体免疫防御能力下降,或存在长期住院、恶性肿瘤、糖尿病、慢性器官疾病以及接受侵入性医疗操作等情况时,该菌可进入人体并引起机会性感染。S. paucimobilis 感染可发生于多个部位,包括血液、呼吸系统、中枢神经系统、泌尿系统、腹腔以及皮肤软组织等,其中血流感染、菌血症和败血症是较常报道的临床表现[1]。
少动鞘氨醇单胞菌的致病过程与其环境适应能力、宿主体内定殖能力以及对医疗环境的耐受能力有关。该菌细胞外膜结构具有鞘糖脂类物质,而缺少典型革兰氏阴性菌中的脂多糖结构,这种特殊的细胞包膜组成可能影响其与宿主免疫系统之间的相互作用,并帮助其在不同环境中维持生存[2]。此外,部分临床分离株能够形成生物膜,使细菌更容易附着于医疗器械表面,并降低机体免疫清除能力,从而增加持续感染的风险。
作为一种少见但具有临床意义的机会致病菌,S. paucimobilis 已报道可导致多种感染类型,包括导管相关血流感染、肺炎、脑膜炎、腹膜炎、伤口感染以及尿路感染等。与传统医院感染菌相比,该菌感染病例较少,但由于其环境来源广泛、临床表现缺乏特异性,容易被忽视,部分患者可能因延误诊断而发展为严重全身性感染[1]。根据感染部位不同,可将少动鞘氨醇单胞菌相关疾病分为以下类型(表1)。
表1 少动鞘氨醇单胞菌感染类型及相关疾病
| 感染类型 | 相关疾病 |
| 血流感染 | 菌血症、败血症、导管相关血流感染 |
| 呼吸系统感染 | 肺炎、下呼吸道感染 |
| 中枢神经系统感染 | 脑膜炎 |
| 腹腔感染 | 腹膜炎、腹腔感染 |
| 泌尿系统感染 | 尿路感染 |
| 皮肤及软组织感染 | 创伤感染、软组织感染 |
1.3 检测方法
(1)传统检测方法:少动鞘氨醇单胞菌的传统检测主要依靠样本培养、菌落观察、革兰氏染色及生化实验进行初步鉴定。该菌在培养基上形成黄色或淡黄色菌落,结合其革兰氏阴性、氧化酶阳性、过氧化氢酶阳性以及非发酵等生化特点,可对菌株进行初步判断[5]。由于少动鞘氨醇单胞菌与其他非发酵革兰氏阴性杆菌在表型方面存在一定相似性,单纯依靠传统生化方法可能难以准确鉴定,需要结合分子方法进一步确认[1]。
(2)分子检测方法:16S rRNA基因序列分析是目前鉴定少动鞘氨醇单胞菌的重要分子方法。通过比较16S rRNA基因序列,可以确定菌株的系统分类位置,并区分其与其他鞘氨醇单胞菌属成员之间的关系[2]。此外,随着基因组测序技术的发展,全基因组测序也逐渐应用于该菌株的精准鉴定和遗传特征分析,可用于获得菌株基因组组成、功能基因及进化关系等信息[6]。
表2 少动鞘氨醇单胞菌常用检测方法
| 检测方法 | 主要用途 |
| 培养及形态观察 | 菌株分离及初步鉴定 |
| 生化鉴定 | 氧化酶、过氧化氢酶等表型分析 |
| 16S rRNA基因测序 | 菌种分类鉴定 |
1.4 典型案例
1995年至1996年,中国台湾某医院对少动鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas paucimobilis)医院感染病例进行了调查,共发现6名患者发生相关感染,同时从医院环境样本中分离获得该菌。感染类型包括血流感染、胆道感染、尿路感染、肺炎及伤口感染等。研究发现,部分患者感染与长期住院及侵入性医疗操作有关,提示少动鞘氨醇单胞菌可通过医院环境和医疗相关途径引起机会性感染[7]。
2010年,Lin等对少动鞘氨醇单胞菌菌血症病例进行了分析,共总结16例患者资料,并结合既往报道进行回顾研究。结果显示,多数患者存在恶性肿瘤、免疫抑制或其他基础疾病,部分病例与导管相关感染有关。研究表明,虽然少动鞘氨醇单胞菌感染发生率较低,但在高危患者中可导致严重菌血症甚至危及生命[8]。
1.5 防治对策
防控少动鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas paucimobilis)感染,关键是加强医院环境和医疗器械的卫生管理,减少该菌通过污染水源、医疗设备及侵入性操作进入患者体内。医疗机构应做好供水系统、诊疗环境及相关器械的消毒工作,对长期住院、免疫功能降低以及接受侵入性治疗的患者加强感染监测[1]。对于感染患者,应根据菌株药敏结果选择合适的抗菌药物进行治疗,必要时移除可能被污染的导管等医疗器械,以降低感染持续和复发风险[8]。
参考文献
[1]Ryan M. P., Adley C. C. Sphingomonas paucimobilis: a persistent Gram-negative nosocomial infectious organism . Journal of Hospital Infection, 2010, 75: 153–7.
[2]Yabuuchi E., Yano I., Oyaizu H., et al. Proposals of Sphingomonas paucimobilis gen. nov. and comb. nov., Sphingomonas parapaucimobilis sp. nov., Sphingomonas yanoikuyae sp. nov., Sphingomonas adhaesiva sp. nov., Sphingomonas capsulata comb. nov., and two genospecies of the genus Sphingomonas. Microbiol Immunol, 1990, 34: 99–119.
[3]Commons Wikimedia. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sphingomonas_paucimobilis_on_Nutrient_Agar.jpg.
[4]Commons Wikimedia. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sphingomonas_paucimobilis_on_Columbia_Horse_Blood_Agar.jpg.
[5]张欣, 于海跃, 张嘉炜 等 少动鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas paucimobilis)CL001的鉴定及基因组特征. 中国生物制品学杂志, 2026, 39: 788–97+806.
[6]Ravintheran S. K., Sivaprakasam S., Loke S., et al. Complete genome sequence of Sphingomonas paucimobilis AIMST S2, a xenobiotic-degrading bacterium. Sci Data, 2019, 6: 280.
[7]Hsueh P. R., Teng L. J., Yang P. C., et al. Nosocomial infections caused by Sphingomonas paucimobilis: clinical features and microbiological characteristics. Clin Infect Dis, 1998, 26: 676–81.
[8]Lin J. N., Lai C. H., Chen Y. H., et al. Sphingomonas paucimobilis bacteremia in humans: 16 case reports and a literature review. J Microbiol Immunol Infect, 2010, 43: 35–42.
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