极小韦永氏球菌（Veillonella parvula）
极小韦永氏球菌（Veillonella parvula），隶属于革兰氏阴性厌氧性微小球菌属，是从肠道中分离到的一种细菌性厌氧菌。它缺乏酵解糖类和多元醇的能力，在动物和人的自然腔道中大量存在，是分布于口腔、咽部、呼吸道、消化道的正常菌群。它严格厌氧，寄生在人和动物的口腔、肠道和呼吸道中。产生内毒素，因此在各种混合感染中起作用。常从软组织脓肿及血液中检出。
分类学地位：真菌界Fungus；小韦荣氏球菌Veillonella parvula。
1.1生物学特性
1.1.1培养特征
极小韦永氏球菌的最适生长温度为37℃，最适生长pH 7.5。采集无口腔疾病个体的唾液样品，每个稀释样品以 200 µL 涂布在韦荣氏球菌琼脂基础上，然后在厌氧培养罐中于 37°C 条件下厌氧培养 48 h，同时放入厌氧产气袋（80% N2和 20% CO2，v/v）和氧气指示剂。48 h 后，观察培养基上生长的能力及形态，直径约 0.5-2.0 毫米，规则且形状略呈圆顶状，边缘完整光滑，灰白色，不透明，在含有碱性品红的选择性培养基韦荣氏球菌琼脂基础上培养时，培养基脱色。将单菌落用三次划线法划线培养 [1]。
图1极小韦荣氏球菌平板划线照片 [2]
1.1.2形态学特征
该菌接种到韦永氏球菌液体培养基于 37℃条件下厌氧培养 48 h，用韦荣氏球菌液体培养稀释至 OD600= 0.8，备用。将经灭菌的直径为6 mm的玻璃片放到2 mL离心管中，加入l mL上述准备好的菌液，在4℃下过夜放置，第二天在 8000 r/min下离心5min后，去除上清液。用PBS缓冲液洗涤3次，用1 mL2.5 %戊二醛固定液在4℃下固定细胞6 h，并以8000r/min g离心5 min，再次用PBS缓冲液洗涤以去除固定剂。然后通过不同浓度的乙醇(10%、30%、50%、70%、80%、90%和100%）对细胞进行脱水处理20 min，其中100%乙醇需要处理3次。处理完后，用滤纸包裹玻璃样品，放在样品仓中干燥2h。要快速操作好上述操作，以尽量减少水分蒸发从而导致形变。之后用双面导电胶将玻片贴在样品台上，在真空喷涂仪里喷金。最后，用场发射扫描电子显微镜观察细菌的形态。
V. parvula 成双或者成链排列，成椭圆形[2]。
a 
.
c.
1.1.3生化特征
韦永氏球菌属的成员是非发酵的，它们无法使用碳水化合物或氨基酸，不发酵无法葡萄糖或任何其他碳水化合物（除了有一个种发酵果糖外）或氨基酸，但它们会积极发酵发酵丙酮酸、乳酸、苹果酸、富马酸和草酰乙酸。胰蛋白酶-葡萄糖-酵母提取物肉汤中的主要代谢终产物是乙酸和丙酸。能代谢乳酸产生丙酸、CO2和H2。一些物种产生一种缺乏卟啉的非典型过氧化氢酶。大多数菌株产生气体，如H2S。
能利用短链有机酸，尤其是乳酸作为能量来源，在肠道中代谢产生乙酸和丙酸等短链脂肪酸。SCFAs 不仅为宿主提供能量，而且还是调控一些过程的信号分子，已被证实可减轻部分肠道病原菌的感染。作为一种存在于人类和动物肠道内的乳酸利用菌，韦荣氏球菌能缓解肠炎和重建肠道厌氧菌群，是一种潜在的益生菌[4]。
1.1.4 分子生物学特征
（1）肠道中的韦永氏菌群
V. parvula 上清菌液处理小鼠结直肠癌细胞 HT-29，结果表明韦荣氏球菌分泌的 Gro EL 蛋白，能激活结直肠癌细胞的 PI3K/AKT 通路，信号通路能够促进细胞生存，从而促进结直肠癌细胞的活力[ ]。因此，韦荣氏球菌是肠道中潜在的益生菌。
研究发现Veillonella parvula是细胞因子和TLR2 / 6信号转导的有效诱导。链球菌与韦永氏菌的组合似乎可以抵消IL-12p70的产生，同时增强IL-8，IL-6，IL-10和TNF-α的反应。
（2）生物膜
口腔生物膜是一个多物种的社区，敌对双方共存，以保持社区成员的生态平衡。 在早期的口腔生物膜形成的各个阶段中，Veillonella作为早期定居物种可以与许多细菌形成聚集，包括最初的定居者戈登链球菌和牙周病原体Fusobacter nucleatum。 除了为许多微生物提供结合位点外，Veillonella还能为牙周病原体的生存和生长提供营养。 这些发现表明，Veillonella在口腔生物膜的发育和人类口腔生态学中起着重要的“架桥”作用。
有研究表明，口腔中韦荣氏菌与链球菌一起在牙周表面形成生物膜，这种类型的生物膜在龋齿、牙龈炎和牙周炎等重要口腔疾病的发展和发病机制中发挥着重要作用。许多关于细菌感染都是通过抗生素进行治。另外，胞外聚合物基质也是细菌对抗生素的耐受性提高的原因之一。生物膜含有大量处于静止期的细胞，这些细胞对许多依赖细菌细胞代谢的抗细菌药物活性的敏感性较低。对于处于固定相的生物膜中的细菌细胞，至少有 1%对抗生素产生耐受性。有研究表明，一些抗生素（万古霉素）随着生物膜生长的时长，杀伤效率显著降低。这表明较老的生物膜对这些抗生素有较高的耐受性。
1.2分布、传播与致病性
1.2.1 分布与传播
韦荣氏球菌和链球菌的数量与复发性口腔炎的恢复和进展密切相关：口腔菌群之间的不平衡，显著降低了韦荣氏球菌和链球菌的数量，韦永氏球菌和链球菌 Streptococcus vestibularis 的显著降低是口腔中是潜在的致病因素，口腔炎上的口腔细菌变化可能与韦荣氏球菌定殖后的生物膜生成以及随后的链球菌整合有关。口腔中的细菌生物膜是引起口腔龋齿的重要原因 [22]。口腔生物膜是一个多物种的社区，敌对双方共存，以保持社区成员的生态平衡。 在早期的口腔生物膜形成的各个阶段中，Veillonella作为早期定居物种可以与许多细菌形成聚集，包括最初的定居者戈登链球菌和牙周病原体Fusobacter nucleatum。 除了为许多微生物提供结合位点外，Veillonella还能为牙周病原体的生存和生长提供营养。 这些发现表明，Veillonella在口腔生物膜的发育和人类口腔生态学中起着重要的“架桥”作用。
Veillonella和链球菌在生态系统（如口腔和结肠）中发生代谢相互作用并经常共生，共存可能部分取决于它们在代谢中的相互作用的潜力。链球菌属参与糖的发酵，产生乳酸作为其主要发酵终产物。反过来，Veillonella也以利用乳酸作为碳和能源的能力而闻名。
全世界龋齿的患病率仍然很高。 当牙齿暴露于产酸微生物通过碳水化合物代谢产生的酸（如乳酸）环境下时，就会引发龋齿。 Veillonella是主要的口腔微生物之一，由于它们具有将乳酸转化为弱酸并从NO3产生NO2的能力，而NO2可以抑制链球菌的生长和代谢。因此，Veillonella被认为对预防龋齿有好处。但是Veillonella代谢乳酸的能力受口腔环境因素（即pH和乳酸）的调节。
1.2.2 致病性
Veillonella是牙周炎的重要病原体，是舌苔中的本土口腔细菌，而且Veillonella附着在舌头上的能力很高，已被确定为硫化氢（H2S）的主要生产者，H2S是口腔恶臭的主要成分之一。并且在1份报告中，它是慢性上颌窦炎中最常见的厌氧性病原体。
Veillonella的存在与疾病缓解或疾病稳定相关。这些特定的细菌属可能是免疫检查点抑制剂的生物标志物。在单抗治疗的患者中，或许它们可能成为晚期胃癌的特异性生物标志物。
原发性硬化性胆管炎(PSC)是一种罕见的、以肝内外胆管受损为主要特征的原发疾病，易导致胆管炎症和肝纤维化的发生而原发性硬化性胆管炎。PSC患者肠道菌群某些菌群丰富度也会产生相应变化。特别是韦荣球菌(Veillonella)、肠球菌(Enterococcus)和链球菌(Streptococcus)，其丰度显著升高。Veillonella可以通过肠道淋巴细胞进入肝脏。
在NAFLD和NASH中有几项研究确定，随着纤维化的进展，微生物群结构和功能恶化。晚期纤维化和NASH与碳水化合物和脂质代谢的变化有关，因为他们观察到相应功能的细菌含量增加。酒精性肝炎患者或肝脏疾病患者中Veillonella和Enterococcus丰度显著增加，而Veillonella parvula的丰度与白蛋白和血小板计数呈负相关。事实上，在所有3项肝硬化研究中，患者体内的几种Veillonella species的丰度都发生了改变。
与对照组相比，肺癌患者的口腔菌群增加，特别是Streptococcus和Veillonella。口腔菌群的增加与PI3K和ERK上调有关。在体外实验中，气道上皮细胞暴露于Veillonella，Prevotella和Streptococcus也会导致ERK和PI3K通路上调(Tsay et al，2018)。PI3K通路被认为是肺癌发生的早期事件，因此共生微生物群失调会上调该通路促进肺癌发生。
图3 极小韦荣氏球菌致慢性牙周炎照片 [5]
1.3检测方法
（1）传统方法：在无菌条件下接种到培养基中进行增菌、分离纯化、进行溶血实验和革兰染色镜检。
（2）快速检测法：包括测试片法和试剂盒法。最常用的是美国3M Petrifilm测试片，以纸片、膜等为载体，将培养基附着其上，可观测微生物的生长及显色情况。
（3）常使用表型特征以及通过比较 16S r RNA、dna K、rpo B、glt A 等这些看家基因的核苷酸序列差异来进鉴定不同种的韦永氏球菌[2 ]。针对 rop B基因设计的引物序列为 ： Veill-rpo BF ：5’-GTAACAAAGGTGTCGTTTCTCG-3’和Veill-rpo BR：5’-GCACCRTCAAATACAGGT GTAGC-3’，韦荣氏球菌的PCR扩增目的基因长度约为700bp。针对不同种属的韦荣氏球菌分别设计了反向引物作为种特异性引物，其中极小韦永氏球菌V. parvula ：5’-CGTAACATCTTCCGAAACTT TC-3’, PCR 扩增目的基因长度约为 311bp。
（4）分子生物学法：常用的有质粒指纹图谱分析、聚合酶链式反应技术、核酸探针、环介导等温扩增技术等。这些方法具有快速、高效的优点，目前PCR是检测韦永氏球菌的核心技术。
图4 使用通用引物和特异引物得到的 PCR 反应产物基因扩增结果
A，引物对 27F 和 1492R；B，引物对 Veill-rpo BF 和 Veill-rpo BR；M，DNA marker 2000（N
ovagen）；泳道 1，用无菌去离子水代替菌液的对照组，用于检测 PCR 的环境质量控制；泳
道 2，阴性对照，大肠杆菌 ATCC 25922；泳道 3-6，韦荣氏球菌。
图 5 韦荣氏球菌种间 rpo B 部分序列的相似程度
图6 韦永氏球菌属的鉴别特征[ ]
1.4典型案例
通过1200m长的城市污水管网中试实验系统研究了污水管网内微生物种群的多样性分布和群落结构的分布特征,分析管网中功能性菌群的组成变化,并探讨微生物菌群对污水管网中有机物的转化作用,以及管网环境与基质条件对微生物菌群的影响。结果表明, 在城市污水管网600~800m处微生物群落的组成发生了变化。各群落的优势菌属分别由明串珠菌属(Trichococcus)、韦永氏球菌属(Veillonella)、脱硫弧菌属(Desulfovibrio)、Dechloromona和产甲烷八叠球菌属(Methanosarcina)向黄杆菌属(Flavobacterium),厌氧绳菌属(Anaerolinea)、脱硫线菌属(Desulfonema)、Alicycliphilus和广古菌门的菌属(Euryarchaeota)转变[6]。
1.5防治对策
（1）使用安全的饮用水和食物原料，改善卫生习惯，避免造成韦永氏菌的污染。
（2）医院应加强全体医务人员对防治韦永氏球菌的认识，并进行相关知识培训和指导, 掌握感染该菌的消毒、隔离、防护以及合理使用抗生素等预防和控制方法。
（3）青霉素已被建议作为韦永氏菌属病原体感染的治疗选择。
（4）国家和政府应出台相应的水生态管理法，严格管控工业废水、污水的排放，防治对水环境造成污染，致病微生物大量繁殖。
参考文献
[1] 钟晨瑜，蔡珂丹. 2021. 短链脂肪酸在慢性肾脏病中作用及机制的研究进展.中国病理生理杂志，10(10)：1900-1904.
[2]李俊丽. 韦荣氏球菌特性及其抑制肠出血性大肠杆菌感染研究.西北农林科技大学,2023.
[3]阳莉.病原生物与免疫学[M].中国医药科技出版社,2013.
[4] 2022. Circadian alignment of early onset caloric restriction promotes longevity in male C57BL/6J mice. Science, (Jun.10 TN.6598):376.
[5]叶群芳,王高峰,周敏.病原生物与免疫学[M].华中科技大学出版社,2019.
[6] 2008. Veillonella rogosae sp. nov., an anaerobic, Gram-negative coccus isolated from dental plaque. Int J Syst Evol Micr,58(3):581-584.