稳定伯克霍尔德菌(Burkholderia stabilis)
物种名:稳定伯克霍尔德菌
拉丁学名:Burkholderia stabilis
分类学地位:细菌界Bacteria;假单胞菌门Pseudomonadota;
β-变形菌纲Betaproteobacteria;伯克霍尔德菌目Burkholderiales;
伯克霍尔德菌科Burkholderiaceae;伯克霍尔德菌属Burkholderia;
稳定伯克霍尔德菌(Burkholderia stabilis)隶属于伯克霍尔德菌属,是洋葱伯克霍尔德菌复合群内独立物种,原分类为洋葱伯克霍尔德菌基因变种IV,为革兰氏阴性条件致病菌。菌株分离来源涵盖自然水土、医院潮湿器械环境及临床标本,可长期存活于水性医用耗材,对庆大霉素、多粘菌素等抗菌药物具备天然耐受能力。该菌主要危害囊性纤维化患者与免疫受损人群,可造成呼吸道定植、血液感染等病症,是医院感染防控中极具挑战性的公共卫生致病菌[1]。
1.1生物学特性
1.1.1培养特征
该菌种仅在28℃室温环境与37℃恒温孵育条件下可完成正常生长增殖,置于5℃低温环境或42℃高温环境培养时完全丧失繁殖能力,无可见菌落形成。该菌株能够在麦康凯琼脂、洋葱伯克霍尔德菌选择性琼脂(BCSA)、西蒙氏枸橼酸盐琼脂、含西曲溴铵的培养基中生长,所有受试菌株均不产生水溶性色素,在酪氨酸琼脂上无黑色素样色素生成,接种金氏B培养基培养后不产生荧光物质[1]。
1.1.2形态学特征
稳定伯克霍尔德菌为革兰阴性、具有运动能力的杆状细菌,标准菌株细胞呈直杆或微弯短杆状,长1.0-2.0 μm、宽0.6-0.9 μm,镜下菌体多呈单个或成对分散排列。该菌不形成芽孢,胞内含有聚-β-羟基丁酸(PHB)作为碳源储备物质[1]。

图1 洋葱伯克霍尔德复合群(Bcc)革兰染色镜检图[2]
1.1.3生化特征
稳定伯克霍尔德菌β-半乳糖苷酶(ONPG)试验阴性、无法氧化蔗糖、同时无法在42℃下完成增殖,氧化酶生化反应呈弱阳性,触酶试验为阳性,菌株代谢过程中不合成吲哚、硫化氢、3-酮乳糖,无七叶苷、淀粉、DNA酶水解相关生化活性;可水解吐温20、吐温80与酪氨酸,能液化明胶(仅少数菌株为阴性),精氨酸双水解酶阴性,赖氨酸脱羧酶、鸟氨酸脱羧酶在特定专用培养体系下均为阳性;可利用葡萄糖、乳糖、木糖、甘露醇等多种糖类进行产酸代谢,不产生气体,不能利用棉子糖、鼠李糖产酸,硝酸盐还原代谢能力存在明显菌株差异。该菌株对庆大霉素、多粘菌素两类抗菌药物耐受,采用API Rapid NE生化鉴定系统检测时,该菌种典型生化图谱为0046577、0056577两类[1]。
1.1.4分子生物学特征
稳定伯克霍尔德菌模式菌株ATCC BAA-67完整基因组由3条环状染色体构成,基因组总长度为8527947 bp,三条染色体碱基长度依次为3886092 bp、3318880 bp、1322975 bp,各染色体GC含量分别为66.3%、66.9%、65.5%,整体平均GC值为66.4%,基因组结构特征与洋葱伯克霍尔德复合群其余测序菌株相近。经NCBI原核基因组注释流程预测,该菌株基因组共编码7425个蛋白编码基因,包含6套rRNA操纵子与68个tRNA基因,一号染色体携带3套完整rRNA操纵子与1套因转座酶基因插入导致23S rRNA断裂的操纵子,二号、三号染色体各携带1套完整rRNA操纵子。三号复制子被认定为毒力相关复制子,该复制子丢失会造成菌株在多种感染模型中毒力显著下降[3]。
1.2分布、传播与致病性
1.2.1分布与传播
稳定伯克霍尔德菌在全球广泛分布,土壤、浅层淡水是其自然贮存宿主,各类非无菌水性医用、家用清洁产品是其高频人工污染载体,多国均暴发过相关聚集性感染。该菌的核心传播媒介为无醇清洁湿巾、超声耦合剂等含水制品,污染可发生于产品生产阶段,依托商品流通实现跨区域扩散。菌体通过破损皮肤、创面、静脉留置管路及各类侵入性超声操作侵入人体,恶性肿瘤、免疫缺陷、长期留置血管通路人群为易感高危群体,感染可引发菌血症、皮肤创面持续性定植[4]。
1.2.2致病性
稳定伯克霍尔德菌为环境来源条件致病菌,整体毒力显著低于复合群内高致病菌种,仅侵袭免疫低下的住院患者,常通过被污染的医用洗手手套诱发创面感染、导管相关血流感染。该菌缺失缆状菌毛等核心强毒力因子,不编码损伤宿主的强效毒素,致病过程依靠黏附素、血凝素完成人体黏膜与医用器械表面定植,再通过Ⅱ、Ⅵ型分泌系统释放效应分子,诱导机体轻度局部炎症。多重药物外排泵赋予菌株耐受消毒环境的能力,使其能长期存活于潮湿医用耗材,同时基因组具备可塑性,可通过基因片段丢失、质粒缺失、菌落形态转换等变异提升定植持续性,感染多局限于局部,极少发生全身性重症侵袭[5]。
1.3检测方法
(1)多相鉴定法:采用“表型初筛+基因组确证”的分层鉴定策略,先通过MALDI-TOF质谱快速完成菌种初筛,鉴定分值大于2.0判定为高置信结果,再结合VITEK 2革兰阴性生化卡检测生化指标,以42℃无生长、无β-半乳糖苷酶活性、不能氧化蔗糖作为稳定伯克霍尔德菌标志性判定依据,同时辅以细胞脂肪酸气相色谱分析与参考菌株比对。但VITEK 2标准孵育时长仅16 h,而伯克霍尔德菌相关生化反应最长需7天才能充分显现,极易产生假阴性结果,因此表型手段仅能用于初步筛查,无法独立完成精准定种。该方法以全基因组测序作为鉴定金标准,联合Illumina短读长与PacBio长读长完成基因组混合组装,通过平均核苷酸一致性(ANI)与数字DNA-DNA杂交(dDDH)的结果完成物种界定,提取7个管家基因开展多位点序列分型(MLST),对照伯克霍尔德菌复合群公共数据库完成分型匹配[5]。
(2)分子生物学方法:建立两套SYBR Green荧光定量PCR检测体系,依托16S rRNA与dehp2双靶标实现水环境等样本中稳定伯克霍尔德菌的定量筛查,可区分伯克霍尔德菌狭义类群与副伯克霍尔德菌。研究设计五对简并qPCR引物,包含通用、类群特异性引物,可对单一菌株、混合菌液完成定量,线性检测范围达6个数量级,最低检出单拷贝级靶标核酸。通过ΔCt差值计算两类菌相对丰度,适配水体、土壤环境样本,无需测序即可快速筛查致病性B. stabilis,特异性优于单一基因检测手段[6]。
表1 稳定伯克霍尔德菌荧光定量PCR检测引物序列
| 引物名称 | 碱基序列(5′→3′) |
| 16S-F1 | GGTAATACGTAGGGTGCRAGCGTT |
| 16S-R1 | CACMAATGCAGTTCCCAGGTTRAG |
| 16S-F2 | GGAGGAATACCGATGGCGAAGG |
| 16S-R2 | TTACTAAGGAAATGAATCCCCAACAAC |
| 16S-F3 | ACAAGCGGTGGATGATGTGGAT |
| 16S-R3 | TGTGTTAYGGCTCCCTTTCGG |
| dehp2-F6 | RCAYTCGCCGATGACGRS |
| dehp2-R6 | GGARAAGAAGCTCTTGCTGATRT |
| dehp2-F7 | RCMTGGGGCTGGCGCATT |
| dehp2-R7 | GTCCGGRTTSGCGATCACGAC |
1.4典型案例
2002年7-10月土耳其梅尔辛大学医院ICU暴发稳定伯克霍尔德菌血流感染聚集疫情,共7名重症患者检出该菌,全部病例均接受机械通气、留置血管导管,属于水环境暴露高危人群。院方环境溯源显示,呼吸机湿化罐蒸馏水、支气管肺泡灌洗用水、支气管镜冲洗液、老旧蒸馏水机水体均分离出稳定伯克霍尔德菌,证实医院循环供水系统是该菌天然储存环境,菌株可在含水器械、储水容器内长期存活增殖。分子分型(RAPD)结果显示,1例患者血液分离株与支气管镜冲洗液菌株基因型完全匹配,直接证明水体污染是该患者感染源头,其余患者菌株与供水环境菌株分型不同,推测存在其他隐性水源传播途径。院方更换全新蒸馏水机、全部储水容器并统一使用灭菌蒸馏水供给呼吸机后,水体污染源彻底清除,未再新增稳定伯克霍尔德菌感染病例。所有感染者虽采用体外敏感的亚胺培南、环丙沙星治疗,仍全部在检出菌株1-8日内死亡,凸显水源污染引发的稳定伯克霍尔德菌血流感染致死风险极高[7]。
1.5防治对策
(1)常态化开展院内感染防控专项宣教,完善环境卫生消杀管理体系。医疗机构面向超声科、急诊科、重症科室全体医护人员开展稳定伯克霍尔德菌防控培训,明确非无菌水性医用耗材的使用风险,定期对超声操作台、设备手柄、水槽等高频接触环境表面执行中高水平消毒,持续优化病区环境卫生管理。
(2)规范医用耗材管理与侵入操作流程。侵入性操作仅使用一次性无菌超声凝胶,所有水性耗材入库前微生物抽检,检出污染批次立即封存召回。开展超声引导穿刺、置管操作前,需彻底擦除体表全部凝胶残留后再行皮肤消毒,超声探头、操作台等设备每次使用后实施高水平消杀,避免菌株经破损组织侵入人体,减少血流感染发生。
(3)完善病例筛查溯源与感染隔离管控机制,及时处置聚集性感染事件。临床检出多例同源稳定伯克霍尔德菌血流感染时,第一时间上报公共卫生部门,采集患者、耗材、环境菌株开展全基因组测序溯源。确诊感染患者落实接触隔离措施,暴发期间暂停病区新患者收治并开展全域环境采样,待环境微生物检测转阴后恢复常规诊疗,阻断院内交叉传播链条[8]。
参考文献
[1] Vandamme P, Mahenthiralingam E, Holmes B et al. Identification and Population Structure of Burkholderia stabilis sp. nov. (formerly Burkholderia cepacia Genomovar IV). Journal of Clinical Microbiology, 2000, 38: 1042-1047.
[2] Hamahata A, Mitsusada S, Iwata T et al. Liver cirrhosis complicated by spontaneous bacterial peritonitis caused by the Burkholderia cepacia complex. Internal Medicine, 2021, 60: 3435-3440.
[3] Bugrysheva JV, Cherney B, Sue D et al. Complete Genome Sequences for Three Chromosomes of the Burkholderia stabilis Type Strain (ATCC BAA-67). Genome Announcements, 2016, 4.
[4] Carroll A, Stretch R, Blackman D et al. Burkholderia stabilis infections associated with contamination of non-sterile alcohol-free skin cleansing wipes, United Kingdom, 2018 to 2026. Eurosurveillance, 2026, 31: 2600145.
[5] Seth-Smith HMB, Casanova C, Sommerstein R et al. Phenotypic and Genomic Analyses of Burkholderia stabilis Clinical Contamination, Switzerland. Emerging infectious diseases, 2019, 25.
[6] Su X, Shi Y, Li R et al. Application of qPCR assays based on haloacids transporter gene dehp2 for discrimination of Burkholderia and Paraburkholderia. BMC Microbiol, 2019, 19: 36.
[7] Otağ F, Ersöz G, Şalcıoğlu M et al. Nosocomial bloodstream infections with Burkholderia stabilis. Journal of Hospital Infection, 2005, 59: 46-52.
[8] Hudson MJ, Park SC, Mathers A et al. Outbreak of Burkholderia stabilis infections associated with contaminated nonsterile, multiuse ultrasound gel-10 states, May-September 2021. Morbidity and Mortality Weekly Report, 2022, 71: 1517-1521.
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