霍尔马肠杆菌(Enterobacter hormaechei

物种名:霍尔马肠杆菌

拉丁学名: Enterobacter hormaechei

分类学地位:细菌界Bacteria;变形菌门Proteobacteria;

γ-变形菌纲Gammaproteobacteria;肠杆菌目Enterobacterales;

肠杆菌科Enterobacteriaceae;肠杆菌属Enterobacter

霍尔马肠杆菌(Enterobacter hormaechei)是肠杆菌属的一种革兰氏阴性兼性厌氧杆菌,属于Enterobacter cloacae复合群中的重要成员。该菌通常存在于环境中,也可作为人体中的机会致病菌,在免疫力降低或接受侵入性治疗的人群中引发感染,包括血流感染、呼吸道感染和尿路感染等。近年来,由于部分菌株表现出多重抗生素耐药特征,E. hormaechei逐渐成为临床感染控制和耐药性研究中的重要关注对象[1]

1.1 生物学特性

1.1.1 培养特征

Enterobacter hormaechei在常规培养条件下能够生长,属于兼性厌氧菌,最适生长温度通常为35–37℃。在LB琼脂培养基上培养后,该菌可形成圆形、边缘整齐、表面光滑且湿润的乳白色菌落(图1)。部分菌株由于产生胞外多糖,菌落可表现出一定的黏液性。该菌可在多种常用培养基中生长,并表现出肠杆菌科细菌典型的培养特征[2]

图1 Enterobacter hormaechei在LB琼脂培养基上的菌落形态[2]

1.1.2 形态学特征

Enterobacter hormaechei为革兰氏阴性菌,革兰染色后呈红色。菌体形态符合肠杆菌属典型特征,大小约为(0.6–1.2) μm ×(1.2–3.0) μm,菌体呈短杆状,两端较圆钝,通常单独存在或成对、短链状排列。该菌通常具有周生鞭毛,具有一定运动能力,不形成芽孢[3]。部分菌株能够产生荚膜或胞外多糖结构[4]。由于E. hormaechei属于Enterobacter cloacae复合群成员,与其他近缘菌种形态较为相似,通常需要结合生化及分子鉴定方法进行区分。

图2 Enterobacter hormaechei显微照片

A:革兰氏染色结果;B:扫描电子显微照片(SEM);C:透射电子显微照片(TEM)[4]

1.1.3生化特征

Enterobacter hormaechei具有较强的糖类代谢能力,能够发酵葡萄糖产生酸,并部分产生气体。该菌可利用麦芽糖、甘露醇、木糖、鼠李糖、阿拉伯糖、蔗糖等多种碳源,并具有柠檬酸盐利用能力。多数菌株V-P试验阳性,能够水解尿素,鸟氨酸脱羧酶试验通常呈阳性;而吲哚试验、硫化氢产生试验及明胶液化试验通常为阴性。不同菌株之间乳糖、山梨醇及甲基红试验结果可能存在差异,因此可结合多种生化反应进行鉴定[5]E. hormaechei属于Enterobacter cloacae复合群成员,部分临床菌株可表现出多重耐药性,对β-内酰胺类等抗生素产生耐药,药敏实验可用于评价其抗菌药物敏感性[6]

1.1.4 分子生物学特征

Enterobacter hormaechei基因组主要由一条环状染色体组成,部分菌株携带多个环状质粒。全基因组测序结果显示,该菌染色体大小约为4.85 Mb,GC含量约为55%,包含约4900个蛋白质编码基因。部分质粒可携带与环境适应、抗生素耐药等相关的功能基因,对菌株遗传变异和适应性具有重要作用。随着基因组测序技术的发展,通过全基因组分析能够进一步解析E. hormaechei的耐药基因、毒力相关基因及系统发育关系,为该菌的鉴定和致病机制研究提供分子基础[7]

1.2 分布、传播与致病性

1.2.1 分布与传播

Enterobacter hormaechei广泛存在于自然环境中,可从土壤、水体、植物以及动物相关环境中分离获得。该菌属于Enterobacter cloacae复合群的重要成员,也可在人和动物相关样本中检出,并逐渐成为重要的机会致病菌[1]。由于其具有较强的环境适应能力,E. hormaechei可通过污染环境、医疗器械以及人与环境接触等途径传播,并逐渐成为医院获得性感染的重要机会致病菌。临床研究显示,该菌可从血液、尿液、痰液等多种临床样本中分离,可引起血流感染、肺炎和尿路感染等疾病[6]

1.2.2 致病性

Enterobacter hormaechei属于Enterobacter cloacae复合群的重要成员,是一种典型的机会致病菌。该菌的致病能力主要与细菌自身毒力特征以及宿主免疫状态有关。正常情况下,人体的免疫防御系统能够限制其定殖和扩散,但当宿主免疫功能下降或机体防御屏障受到破坏时,E. hormaechei可通过黏附、定殖以及免疫逃逸等过程建立感染。与其他革兰氏阴性机会致病菌类似,E. hormaechei的致病过程并非由单一毒力因子决定,而是由多种细菌结构成分和功能系统共同参与形成。

E. hormaechei具有多种与致病相关的结构和功能因子,包括荚膜多糖、脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)、外膜蛋白、铁摄取系统以及生物膜形成能力等。其中,荚膜多糖是影响该菌毒力的重要结构之一。荚膜能够在菌体表面形成保护层,降低细菌被宿主吞噬细胞识别和清除的概率,提高细菌在宿主体内的存活能力。研究表明,荚膜多糖缺失会导致E. hormaechei毒力明显下降,说明荚膜结构在细菌感染过程中发挥重要作用[4]

脂多糖(LPS)是革兰氏阴性菌外膜的重要组成成分,其中脂质A结构具有较强的免疫刺激作用,可诱导宿主产生炎症反应,并参与感染过程中的免疫损伤。同时,E. hormaechei能够通过多种表面结构增强自身与宿主环境之间的相互作用,提高细菌在不利条件下的存活能力。除荚膜和脂多糖外,生物膜形成能力也是Enterobacter属细菌的重要致病特征之一。细菌通过产生胞外聚合物形成生物膜结构,使菌体能够更稳定地附着于生物或非生物表面,并增强其对环境压力的抵抗能力,从而促进感染持续存在[8]

此外,E. hormaechei具有较强的基因组适应能力,不同菌株之间携带的毒力相关基因组成可能存在差异,因此其致病能力也具有一定的菌株特异性[1]。部分菌株可同时具有多种促进定殖和感染的相关特征,使其能够在复杂宿主环境中保持较强的生存能力。总体而言,E. hormaechei的致病过程是多种毒力因素共同作用的结果,其中荚膜多糖、生物膜形成以及细胞表面结构相关因子在细菌定殖、免疫逃逸和感染发展过程中发挥重要作用。

1.3 检测方法

(1)传统检测方法:Enterobacter hormaechei的传统检测主要包括菌株培养、菌落观察、生化鉴定以及自动化微生物鉴定系统检测。由于E. hormaechei属于Enterobacter cloacae复合群(Enterobacter cloacae complex,ECC),其与近缘菌种具有较高的表型相似性,传统生化方法难以准确区分至种水平。目前临床常采用VITEK 2、Phoenix等自动化鉴定系统进行初步鉴定,但仍需结合分子方法进一步确认[1]

(2)新型检测方法:目前,分子检测技术已成为E. hormaechei准确鉴定的重要方法。其中,多重PCR技术可通过特异性引物扩增目标基因,实现对ECC成员的快速区分(图3),提高检测准确性。此外,多位点序列分析(multilocus sequence analysis,MLSA)通过分析hsp60、rpoB等保守基因序列,可有效区分E. hormaechei与其他近缘菌种[9]。近年来,基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱技术(MALDI-TOF MS)因具有快速、简便和高通量等特点,被广泛应用于Enterobacter属细菌鉴定,但对于ECC内部菌种仍需结合分子方法进行验证[10]

图3 多重PCR鉴定Enterobacter cloacae复合群成员结果[9]

1.4 典型案例

2024年,研究人员从纺织工业废水中分离获得了一株Enterobacter hormaechei MW584986,并对其环境适应能力进行了研究。结果表明,该菌株能够参与偶氮染料废水的脱色和降解过程,说明E. hormaechei不仅存在于临床环境中,也能够适应工业废水等复杂环境条件,具有一定的环境生存能力[11]

2022年,研究人员对医院污水消毒过程中肠杆菌科细菌的变化进行了研究,发现医院污水中存在多种具有耐药性的肠杆菌科细菌,部分菌株在消毒处理后仍具有存活能力,并携带与超广谱β-内酰胺酶(ESBL)产生相关的耐药特征。该研究表明,医院污水可能成为耐药肠杆菌科细菌进入环境的重要途径,加强污水消毒和耐药菌监测对于控制包括Enterobacter hormaechei在内的机会致病菌传播具有重要意义[12]

1.5 防治对策

针对Enterobacter hormaechei污染及传播风险,应加强环境监测、医疗感染控制以及抗菌药物管理。由于该菌能够存在于工业废水、医院污水等环境中,应加强对污水处理系统和相关水环境的微生物检测,完善消毒处理措施,降低环境中机会致病菌及耐药菌传播的风险[11, 12]

在医疗机构中,应严格执行手卫生、无菌操作和环境消毒制度,对分离出的E. hormaechei菌株进行准确鉴定和药敏检测,根据检测结果合理选择抗菌药物,避免抗生素滥用导致耐药性进一步增强[1]。对于多重耐药菌株感染患者,应采取必要的隔离和感染控制措施,减少菌株在医院环境中的传播。

参考文献

[1] Yeh Ting-Kuang, Lin Hsueh-Ju, Liu Po-Yu, et al. Antibiotic resistance in Enterobacter hormaechei . International Journal of Antimicrobial Agents, 2022, 60: 106650.

[2] Wang R., Zhan M., Wang Q., et al. Characterization and therapeutic evaluation of a novel phage S18-3 targeting poultry-derived Enterobacter hormaechei infection in mice . BMC Vet Res, 2026, 22.

[3] Dhara Bikram, Tarafder Entaj, Dai Dong-Qin, et al. Growth enhancement and rhizosphere colonization of Chilli (Capsicum annuum) by Enterobacter hormaechei . World Journal of Microbiology and Biotechnology, 2025, 42.

[4] St John A., Perault A. I., Giacometti S. I., et al. Capsular Polysaccharide Is Essential for the Virulence of the Antimicrobial-Resistant Pathogen Enterobacter hormaechei . mBio, 2023, 14: e0259022.

[5] O’Hara C M, Steigerwalt A G, Hill B C, et al. Enterobacter hormaechei, a new species of the family Enterobacteriaceae formerly known as enteric group 75 . Journal of Clinical Microbiology, 1989, 27: 2046–9.

[6] Gharban H. A. J. Molecular detection of Enterobacter hormaechei in bovine respiratory disease . Vet Med (Praha), 2024, 69: 403–12.

[7] Mugo-Kamiri L., Schäfer L., Wennmann J. T., et al. Whole-genome sequence of Enterobacter hormaechei, isolate jjbc recovered from the gut of Plutella xylostella feeding on cabbage . Microbiol Resour Announc, 2024, 13: e0033024.

[8] Davin-Regli A., Lavigne J. P., Pagès J. M. Enterobacter spp.: Update on Taxonomy, Clinical Aspects, and Emerging Antimicrobial Resistance . Clin Microbiol Rev, 2019, 32.

[9] Ji Y., Wang P., Xu T., et al. Development of a One-Step Multiplex PCR Assay for Differential Detection of Four species (Enterobacter cloacae, Enterobacter hormaechei, Enterobacter roggenkampii, and Enterobacter kobei) Belonging to Enterobacter cloacae Complex With Clinical Significance . Front Cell Infect Microbiol, 2021, 11: 677089.

[10] Godmer A., Benzerara Y., Normand A. C., et al. Revisiting Species Identification within the Enterobacter cloacae Complex by Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization-Time of Flight Mass Spectrometry . Microbiol Spectr, 2021, 9: e0066121.

[11] Echejiuba Jude Chinwendu, Ogugbue Chimezie Jason, Obuekwe Ifeyinwa Sarah. Decolorization and detoxification of synthetic azo dye wastewater by Enterobacter hormaechei MW584986 isolated from textile wastewater . Macedonian Journal of Ecology and Environment, 2024, 26: 39–51.

[12] Rolbiecki D., Korzeniewska E., Czatzkowska M., et al. The Impact of Chlorine Disinfection of Hospital Wastewater on Clonal Similarity and ESBL-Production in Selected Bacteria of the Family Enterobacteriaceae . Int J Environ Res Public Health, 2022, 19.

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