类鼻疽伯克霍尔德氏菌(Burkholderia pseudomallei)
物种名:类鼻疽伯克霍尔德氏菌
拉丁学名:Burkholderia pseudomallei
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
类鼻疽伯克霍尔德氏菌是一种革兰氏阴性菌,存在于整个热带地区的土壤和水中,特别是东南亚和澳大利亚北部。其为腐生菌,可在土壤和水中长期存活,具有强大的环境适应性。对免疫力低下的人群,如糖尿病、长期服用免疫抑制剂的患者构成较大威胁。传播方式多样,可以通过皮肤接触、呼吸道吸入或消化道摄入而被感染,尤其是当皮肤有破损时接触被污染的土壤或水源[1]。
1.1生物学特性
1.1.1培养特征
类鼻疽伯克霍尔德氏菌为需氧菌,在血琼脂、巧克力琼脂和麦康凯琼脂上均可生长[2]。在37℃培养24-48 h后,菌落逐渐形成干燥、粗糙、起皱的外观;在麦康凯琼脂上通常表现为非乳糖发酵菌落,早期可为无色,随培养时间延长可出现粉红至紫红色调并伴皱褶感(图1)。

图1 在麦康凯琼脂上生长的类鼻疽伯克霍尔德氏菌菌落[2]
1.1.2形态学特征
类鼻疽伯克霍尔德氏菌为革兰氏阴性短杆菌,大小一般约为1.0-3.0 μm×0.5-1.0 μm,可见两端着色较深的“安全别针样”染色表现(图2)[1, 2]。菌体具运动性,不形成芽孢。形态学观察能够为初步识别提供线索,但仍需结合培养、生化鉴定和分子检测才能完成准确判定[2]。

图2 类鼻疽伯克霍尔德氏菌的革兰氏染色图(×1000)[2]
1.1.3生化特征
类鼻疽伯克霍尔德氏菌属于非发酵革兰氏阴性杆菌,常见特征包括氧化酶阳性、过氧化氢酶阳性,并具有一定运动性[2]。其生化鉴定的重点不在“广泛发酵多种糖”,而在于与其他非发酵菌、伯克霍尔德菌属近缘菌以及临床常见革兰氏阴性杆菌进行区分。
1.1.4分子生物学特征
类鼻疽伯克霍尔德氏菌的分子致病性与其胞内生存和免疫逃逸能力密切相关。该菌可侵入吞噬细胞,在胞内存活、复制并扩散,进而造成局部化脓、脓肿形成及全身播散[1, 3]。其关键毒力因子包括与侵袭和胞内存活相关的III型分泌系统(T3SS)和VI型分泌系统(T6SS),这些分子装置有助于其逃逸宿主防御并促进细胞间传播[3]。
1.2分布、传播与致病性
1.2.1分布与传播
类鼻疽伯克霍尔德氏菌主要流行于热带和亚热带地区,尤其是东南亚、澳大利亚北部及部分南亚、非洲和美洲热带地区[2]。其自然宿主环境主要是潮湿土壤和地表水。人类感染最常见的途径是破损皮肤接触受污染土壤或水体,也可因吸入含菌气溶胶或摄入受污染水源而感染。人与人传播较少见,因此其流行病学重点仍在环境暴露和高危职业或高危基础疾病人群。
1.2.2致病性
类鼻疽的临床表现复杂,可表现为局部皮肤软组织感染、肺炎、内脏脓肿、菌血症和败血症,甚至可累及中枢神经系统[4]。该病早期症状缺乏特异性,容易与普通肺部感染、脓毒症或结核等疾病混淆,从而延误诊断。即使在接受治疗的情况下,病例病死率仍可达到约10-50%;若未给予适当治疗,死亡风险可显著升高。
1.3检测方法
(1)传统培养与生化鉴定
类鼻疽伯克霍尔德氏菌(Burkholderia pseudomallei)的传统检测以病原体分离培养为主。临床标本(如血液、痰液、脓肿引流液)或环境标本接种于血琼脂、巧克力琼脂或麦康凯琼脂,置于37℃需氧培养24-48 h。在麦康凯琼脂上多表现为非乳糖发酵,常形成干燥、起皱的特征性菌落[2]。生化鉴定主要特征表现为氧化酶阳性、精氨酸双水解酶阳性,并能液化明胶,借此可与其他革兰氏阴性非发酵菌进行初步鉴别[5]。
(2)TaqMan探针法实时荧光定量PCR[6]
其适用范围为血液、脓液、尿液、痰液等临床样本,以及环境水体、土壤提取物。其中的扩增靶标为III型分泌系统(TTS1)orf2基因。
表1 类鼻疽伯克霍尔德氏菌PCR引物与探针序列
| 基因 | 名称 | 序列(5′→3′) |
| orf2 | 上游引物(Bp-TTS1-F) | CGTCTCTATACTGTCGAGCAATCG |
| 下游引物(Bp-TTS1-R) | CGTGCACACTGGTCAGC | |
| 探针(Bp-TTS1-P) | FAM-CCGGAATCTGGATCACCACCACTTTCC-BHQ1 |
反应体系(25 μL示例):2×TaqMan Universal PCR Master Mix 12.5 μL,上、下游引物(10 μM)各1.0 μL,探针(5 μM)0.5 μL,纯化的核酸模板5.0 μL,无核酸酶水补足至25 μL。
反应程序:50℃ 2 min(激活UNG酶以防污染);95℃ 10 min(预变性激活Taq酶);随后进行40个循环的扩增:95℃ 15 s,60℃ 1 min(退火并延伸,在此阶段采集荧光信号)。
结果判定:扩增曲线呈现典型的S型且Ct值≤38,结合阴阳性对照成立,即可判定为类鼻疽伯克霍尔德氏菌核酸阳性。
1.4典型案例
类鼻疽伯克霍尔德氏菌通常局限于东南亚、澳大利亚北部等热带和亚热带地区。然而,2021年美国疾病控制与预防中心(CDC)报告了一起罕见的美国本土类鼻疽暴发事件[7]。该事件跨越了佐治亚州、堪萨斯州、明尼苏达州和得克萨斯州,共导致4名无任何国际旅行史的患者感染。感染造成2人死亡(包括1名5岁儿童),另外2名幸存者也遗留了严重的神经系统及骨科后遗症。患者早期大多表现为非特异性的肺部感染、脑炎和败血症,因美国本土极少见此病,导致了初期诊断的严重延误。
经过广泛的流行病学追踪和环境采样,调查人员最终将感染源锁定在全美沃尔玛超市销售的一款进口香薰喷雾(名为“Better Homes & Gardens Lavender & Chamomile Essential Oil Infused Aromatherapy Room Spray with Gemstones”)上。类鼻疽伯克霍尔德氏菌具有极强的环境生存能力,能够在缺乏营养的水体中存活数月甚至数年。该香薰产品原产于类鼻疽高发区——印度,在生产制造过程中,掺入香薰瓶内的水分或内置的“天然宝石”受到了当地自然环境(水土)中该菌的污染。病原菌在密封的香薰瓶内长期存活。当患者在家中喷洒该香薰时,细菌伴随喷雾形成了含菌微小气溶胶,患者通过呼吸道将其吸入肺部;或通过手部破损微小创口直接接触了喷雾液体。这种暴露方式完美契合了该菌“呼吸道吸入”和“经皮接种”的两大核心传播途径。疾控中心利用全基因组测序(WGS)技术,证实从涉事香薰喷雾瓶内提取的类鼻疽伯克霍尔德氏菌株,与4名患者体内分离出的致病菌株基因组高度一致,且均属于南亚菌株谱系。
确定源头后,美国消费品安全委员会(CPSC)紧急召回了分布在全国的近4000瓶相关批次香薰喷雾,并指导消费者将其作为“生物危害品”进行双层密封后交由专业机构销毁。同时,CDC向全美医疗机构发布了最高级别的健康警报(HAN),成功切断了传播链[7, 8]。
1.5防治对策
类鼻疽尚无疫苗可用,目前主要采取常规卫生防疫措施以切断传播途径、保护易感人群。主要措施包括:加强类鼻疽相关知识的宣传教育工作,倡导良好个人卫生习惯,在户外活动尤其是接触疾病流行地区水源时,应注意做好个人防护;加强卫生检验检疫,及时发现传染源并切断传染链,阻断疾病的流行;药物预防,在某些特定情况下,采取药物预防,保护患有糖尿病、营养不良、长期服用免疫抑制剂等基础疾病的易感人群[4]。
参考文献
[1] Wiersinga WJ, Virk HS, Torres AG et al. Melioidosis. Nature Reviews Disease Primers, 2018, 4: 17107.
[2] Hemarajata P, Baghdadi JD, Hoffman R et al. Burkholderia pseudomallei: challenges for the clinical microbiology laboratory. Journal of Clinical Microbiology, 2016, 54: 2866-2873.
[3] Allwood EM, Devenish RJ, Prescott M et al. Strategies for intracellular survival of Burkholderia pseudomallei. Frontiers in Microbiology, 2011, 2: 170.
[4] Currie BJ, Fisher DA, Anstey NM et al. Melioidosis: acute and chronic disease, relapse and re-activation. Transactions of the Royal Society of Tropical Medicine and Hygiene, 2000, 94: 301-304.
[5] Gilad J, Schwartz D, Amsalem Y. Clinical features and laboratory diagnosis of infection with the potential bioterrorism agents Burkholderia mallei and Burkholderia pseudomallei. International Journal of Biomedical Science, 2007, 3: 144-152.
[6] Novak RT, Glass MB, Gee JE et al. Development and evaluation of a real-time PCR assay targeting the type III secretion system of Burkholderia pseudomallei. Journal of Clinical Microbiology, 2006, 44: 852-856.
[7] Gee JE, Bower WA, Kunkel A et al. Multistate outbreak of melioidosis associated with imported aromatherapy spray. The New England Journal of Medicine, 2022, 386: 861-868.
[8] Centers for Disease Control and Prevention. https://www.cdc.gov/melioidosis/index.html.
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