雷氏普罗威登斯菌(Providencia rettgeri)
物种名:雷氏普罗威登斯菌
拉丁学名:Providencia rettgeri
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;
摩根菌科Morganellaceae;普罗威登斯属Providencia。
雷氏普罗威登斯菌(Providencia rettgeri)是一种革兰氏阴性杆状细菌,属于摩根菌科普罗威登斯属成员。该菌广泛存在于环境以及动物肠道中,通常作为机会性病原菌,可在人类中引起尿路感染、血流感染等多种感染性疾病。近年来,随着临床感染病例增加及耐药菌株的出现,P. rettgeri逐渐受到医院感染监测领域的关注[1]。
1.1 生物学特性
1.1.1 培养特征
Providencia rettgeri为兼性厌氧菌,在普通培养基中可以生长,常用营养琼脂、血琼脂等培养基进行分离培养,适宜生长温度为35-37℃。在营养琼脂平板上培养后可形成圆形、光滑、湿润、半透明至灰白色菌落,部分菌株菌落可表现为轻微扩散生长特征。在血琼脂平板上,P. rettgeri通常形成光滑、灰白色菌落,多数菌株不产生明显溶血现象;在Endo琼脂等鉴别培养基上可形成无色或浅色菌落[1]。

图1 Providencia rettgeri 在不同培养基上的培养结果
A:羊血琼脂平板上的菌落形态[2];B:Endo琼脂平板上的菌落形态[3]。
1.1.2 形态学特征
Providencia rettgeri为革兰氏阴性菌,经革兰染色后菌体呈红色,属于短小杆状细菌。菌体大小约为(0.5-0.8) μm ×(1.0-3.0) μm,菌体两端钝圆,多数以单个或成对形式存在,不形成芽孢。该菌具有周生鞭毛,能够运动,部分菌株可产生菌毛结构,有助于细菌在不同环境中的附着和生存[1]。在光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)及透射电子显微镜(TEM)观察下,P. rettgeri 呈典型短杆状形态,部分细胞可表现为排列较松散的杆状结构[4]。

图2 Providencia rettgeri 细胞显微形态特征
A:光学显微镜照片;B:扫描电子显微镜(SEM)照片;C:透射电子显微镜(TEM)照片;D:能量过滤透射电子显微镜(EF-TEM)元素成像照片。
1.1.3 生化特征
Providencia rettgeri具有肠杆菌科细菌典型的生化代谢特征。该菌能够利用葡萄糖进行发酵并产生酸,通常不产生气体;由于缺乏乳糖发酵能力,在麦康凯琼脂等鉴别培养基上一般形成无色菌落。该菌氧化酶试验阴性,过氧化氢酶试验阳性,并具有苯丙氨酸脱氨酶活性[1]。
在常规生化鉴定中,P. rettgeri多表现为吲哚试验阳性,尿素酶试验阳性,硫化氢产生试验阴性,V-P试验阴性。由于不同菌株之间部分糖类利用能力存在差异,实际鉴定过程中通常结合API 20E、生化鉴定系统或分子方法进行种水平鉴定[5]。
1.1.4 分子生物学特征
Providencia rettgeri 的基因组主要由一条环状染色体组成,部分菌株可携带质粒等额外遗传元件。完整基因组测序显示,P. rettgeri染色体大小约为4.3 Mb,GC含量约为40.51%,包含3887个编码序列(CDSs)[6]。部分临床分离株携带可移动遗传元件,并含有与抗菌药物耐受相关的基因,如NDM-1金属β-内酰胺酶编码基因[7]。
1.2 分布、传播与致病性
1.2.1 分布与传播
Providencia rettgeri 广泛存在于自然环境中,可分布于土壤、水体、污水以及人和动物肠道环境中,是一种条件致病菌。该菌可通过受污染的环境、医疗器械以及人与人接触等途径传播。临床感染主要发生于医院环境,尤其常见于长期住院、留置导尿管及免疫功能低下患者,可引起泌尿系统、血液及伤口等感染[8]。
1.2.2 致病性
Providencia rettgeri 是一种条件致病菌,主要引起机会性感染。该菌可存在于人体肠道及环境中,在正常情况下通常不会导致疾病,但当宿主免疫功能降低或受到医疗因素影响时,可侵入机体并引发感染。其感染对象主要包括长期住院患者、老年患者、免疫功能低下患者以及接受侵入性医疗操作的人群,常见感染类型包括泌尿系统感染、菌血症、伤口感染和呼吸道感染等[8]。
Providencia rettgeri 的致病能力与多种细胞结构和功能特征有关。菌毛能够促进细菌黏附于宿主细胞或医疗器械表面,有利于细菌在感染部位定植;鞭毛可增强细菌运动能力,促进其在宿主环境中的扩散。作为革兰氏阴性菌,P. rettgeri 外膜中的脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)具有内毒素活性,可诱导宿主产生炎症反应[1]。此外,部分菌株能够形成生物膜,提高其在导尿管等医疗材料表面的存活能力,并增加感染治疗难度。
除局部感染外,P. rettgeri 还可进入血液循环,引起菌血症甚至败血症。近年来,部分携带耐药相关遗传元件的菌株被发现,其耐药特性进一步增加了临床治疗难度[7]。根据感染部位和临床表现,P. rettgeri 相关感染类型见表1。
表1 Providencia rettgeri 感染类型及相关疾病
| 感染类型 | 相关疾病 |
| 泌尿系统感染 | 导尿管相关尿路感染、复杂性尿路感染 |
| 血流感染 | 菌血症、败血症 |
| 皮肤及软组织感染 | 创面感染、术后感染 |
| 呼吸系统感染 | 医院获得性呼吸道感染 |
| 其他机会性感染 | 腹腔感染等 |
1.3 检测方法
(1)传统方法:Providencia rettgeri 的检测通常首先采用细菌培养、革兰氏染色及生化鉴定等传统方法。临床样本经培养后,可根据菌落形态、染色特征以及氧化酶、尿素酶、吲哚试验等生化反应进行初步鉴定[1]。由于 P. rettgeri 与其他肠杆菌科细菌在部分表型特征上存在相似性,实验室通常结合API 20E、VITEK等自动化鉴定系统进行进一步鉴定,以提高菌种鉴别的准确性。
(2)新型检测方法:随着分子检测技术的发展,基于核酸和蛋白质谱分析的方法逐渐应用于 P. rettgeri 的快速鉴定。其中,16S rRNA基因测序、PCR扩增以及基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)等方法能够提高菌种鉴定速度和准确性,适用于临床分离株的快速检测[8]。此外,全基因组测序技术还可用于菌株遗传特征分析,为菌种溯源和流行病学研究提供依据[6]。
1.4 典型案例
2014年,尼泊尔加德满都某医院报道了一例由多重耐药Providencia rettgeri引起的临床感染事件。研究人员从患者临床样本中分离获得一株产NDM-1金属β-内酰胺酶的P. rettgeri菌株,该菌株同时携带ArmA 16S rRNA甲基化酶相关耐药基因,对多种抗菌药物表现出耐受性。该病例提示,P. rettgeri不仅能够作为医院机会致病菌引起感染,其携带的耐药遗传元件还可能增加治疗困难,并促进耐药性的传播[7]。
2022年,美国阿肯色州报道了一株来源于临床尿液样本的碳青霉烯耐药Providencia rettgeri菌株(PROV_UAMS_01)。研究人员对该菌株进行了完整基因组测序,发现其具有约4.3 Mb的染色体基因组,并对其耐药相关遗传特征进行了分析。该研究为了解P. rettgeri在临床环境中的适应能力及传播风险提供了重要依据[6]。
1.5 防治对策
防控Providencia rettgeri感染的关键在于减少环境传播和加强医院感染管理。医疗机构应严格执行手卫生制度,加强医疗器械消毒,尤其是对导尿管等侵入性器械进行规范管理,减少由器械相关感染引起的传播风险。对于长期住院及免疫功能低下患者,应加强感染监测,及时发现并治疗感染病例[8]。
由于部分P. rettgeri菌株具有较强的耐药性,临床治疗前应进行药敏试验,根据检测结果合理选择抗菌药物,避免不规范用药导致耐药菌株进一步传播。同时,加强污水处理和环境消毒,减少医院及自然环境中该菌的传播[7]。
参考文献
[1]O’Hara C. M., Brenner F. W., Miller J. M. Classification, identification, and clinical significance of Proteus, Providencia, and Morganella. Clin Microbiol Rev, 2000, 13: 534–46.
[2]Library Public Health Image. https://www.publicdomainfiles.com/show_file.php?id=13546620612902.
[3]microbiologyinpictures. https://www.microbiologyinpictures.com/bacteriainphotos/providencia-rettgeri.html?utm_source=chatgpt.com.
[4]Salaskar Darshana A., Padwal Mahesh K., Gupta Alka, et al. Proteomic Perspective of Cadmium Tolerance in Providencia rettgeri Strain KDM3 and Its In-situ Bioremediation Potential in Rice Ecosystem. Frontiers in Microbiology, 2022, Volume 13 – 2022.
[5]Belmahi S., Saddari A., Zrouri H., et al. Wound infection with multidrug-resistant Providencia rettgeri: About a case report and littérature review. IDCases, 2024, 38: e02115.
[6]Udaondo Z., Abram K. Z., Gulley T., et al. Complete Genome Sequence of a Non-Carbapenemase-Producing Carbapenem-Resistant Providencia rettgeri Strain Isolated from a Clinical Urine Sample in Arkansas. Microbiol Resour Announc, 2022, 11: e0047422.
[7]Tada T., Miyoshi-Akiyama T., Dahal R. K., et al. NDM-1 Metallo-β-Lactamase and ArmA 16S rRNA methylase producing Providencia rettgeri clinical isolates in Nepal. BMC Infect Dis, 2014, 14: 56.
[8]Malviya Meenal, Kale-Pradhan Pramodini, Coyle Meredith, et al. Clinical and Drug Resistance Characteristics of Providencia Infections. Microorganisms, 2024, 12: 2085.
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