宋内氏志贺氏菌(Shigella sonnei)

物种名:宋内氏志贺氏菌

拉丁学名:Shigella sonnei

分类学地位:细菌界Bacteria;假单胞菌门Pseudomonadota;

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

肠杆菌科Enterobacteriaceae;志贺氏菌属Shigella

宋内氏志贺氏菌(Shigella sonnei),是全球新出现的病原体,是低收入和中等收入国家志贺氏菌病的第二大常见传染性病原体,也是发达国家的主要病原体。感染该菌易出现腹泻、食物中毒等症状。

1.1生物学特性

1.1.1培养特征

宋内氏志贺氏菌的菌落相较于其他志贺氏菌属会呈现稍大、较不透明、粗糙扁平的形态。在MAC琼脂培养基上会形成浅粉红色,半透明、光滑、湿润、圆形、边缘整齐或不齐的菌落(图1A);在XLD琼脂培养基上会形成粉红色至无色,半透明、光滑、湿润、圆形、边缘较整齐的菌落(图1B)[1]。

图1 宋内氏志贺氏菌在各平板上培养情况

A:MAC琼脂培养基[2],B:XLD琼脂培养基[3]

1.1.2形态学特征

宋内氏志贺氏菌为革兰氏阴性小杆菌,细胞呈短杆状,大小为(0.5-1.0) μm×(2.0-4.0) μm,无芽孢,无荚膜,无鞭毛,有菌毛[1]。

1.1.3生化特征

志贺氏菌属的各菌运动能力、对各种糖和醇的利用能力都较差,一般在各种含糖培养基中不形成气体。宋内氏志贺氏菌可迟缓发酵乳糖;能分解葡萄糖,但产酸不产气。氧化酶、尿素酶、赖氨酸脱羧酶阴性[1]。

1.1.4分子生物学特征

宋内氏志贺氏菌临床分离株866的基因组包含一个大小为4.85 Mb的环状染色体,并携带一个约113 kb的多重耐药质粒p866[4]。该菌基因组中含有大量IS1元件,基于这些元件之间的间隔区长度多态性可建立PCR分型方法(IST),该方法在分析长期传播菌株的遗传关系时优于脉冲场凝胶电泳[5]。流行病学上成功的宋内氏志贺氏菌谱系(Lineage 3)携带较少的编码免疫原性组分的基因,但III型分泌系统等关键毒力基因高度保守;该谱系在斑马鱼模型中表现出更强的体内毒力,并在人中性粒细胞中展现出更高的吞噬杀伤耐受性,这些特征与其流行病学优势相关[6]。

1.2分布、传播与致病性

1.2.1分布与传播

宋内氏志贺氏菌在水中可存活长达6个月,在食物中可存活长达30天[7]。该菌的唯一天然宿主是人类[8-9],主要通过粪-口途径在人与人之间直接传播,或间接通过污染的食物、水源、物体表面以及苍蝇等媒介传播[8-9]。

1.2.2致病性

宋内氏志贺氏菌主要引起食物中毒,该菌随食物进入胃肠后侵入肠黏膜组织进行生长繁殖。感染该菌的主要症状为剧烈腹痛,呕吐,频繁水样腹泻、脓血和黏液便,还可引起毒血症,发热达40℃以上,意识障碍,严重者出现休克[10]。

宋内氏志贺氏菌的致病因子主要有3种:侵袭力、内毒素和Vero毒素。首先,侵袭力是通过菌毛使细菌黏附于肠黏膜上,并依靠位于大质粒上的基因,编码侵袭上皮细胞的蛋白IcsA,该蛋白可激活宋内氏志贺氏菌中的功能性分泌系统T3SS和T6SS,使细菌具有侵入肠上皮细胞的能力。其次,内毒素的释放会造成肠壁上皮细胞死亡和黏膜发炎与溃疡。最后,该菌还能产生对Vero细胞有毒性作用的毒素,称为Vero毒素(verotoxin, VT)[10]。

1.3检测方法

  1. 传统方法:根据宋内氏志贺氏菌的形态、染色、生化特征来进行鉴定。
  2. 免疫学方法:目前已有根据宋内氏志贺氏菌的单克隆抗体来制备胶体金免疫试纸条,用于快速检测宋内氏志贺氏菌[11]。
  3. 分子检测方法:Hsu等人[12]研究了采用PCR技术检测环境水样中低浓度宋内氏志贺氏菌的方法,以宋内氏志贺氏菌中多拷贝的插入序列IS1为靶标,自行设计特异性引物对IS1SS与IS1SR3(表1),扩增出369 bp的目的片段。研究以33株宋内氏志贺氏菌和72株非宋内氏志贺氏菌分离株验证特异性,结果显示仅宋内氏志贺氏菌(33/33)及1株痢疾志贺氏菌ATCC标准株出现阳性扩增,其余71株非目标菌均无扩增,表明该引物对宋内氏志贺氏菌具有高度特异性。在纯菌检测中,该方法的检测限低至1.2-11.5 CFU/反应;对13株宋内氏志贺氏菌进行的加标环境水样检测中,50 mL水样的检测限为1.7-24.7 CFU,而同期使用传统ipaH引物对的检测限为1.7×103 CFU/50 mL,前者灵敏度提高了约102-103倍。该过滤富集联合PCR的方法能有效克服环境水样中PCR抑制物的干扰,适用于低浓度宋内氏志贺氏菌的灵敏检测。

表1 宋内氏志贺氏菌PCR引物信息[12]

基因 名称 序列(5′→3′)
IS1 上游引物 ATGCGGGCAACTGCA
下游引物 CTGCGTATATCGCTTG
ipaH 上游引物 GTTCCTTGACCGCCCTTTCCGATACCGTC
下游引物

GCGCGTCAGCCACCCTCTGAGAGTAC

1.4典型案例

2006年,中国重庆市万州区某农村小学因自备井水受宋内氏志贺菌污染(井口无盖、周边有垃圾地、井水未经消毒),导致该校走读生因饮用生水而暴发细菌性痢疾疫情,共60名学生出现头痛、发热、腹痛、腹泻等症状(其中21例伴里急后重及粘液脓血便),实验室采用GN增菌法结合SS平板分离培养、生化鉴定及血清学凝集试验,从32份患者粪便/肛拭子中检出7株、从自备井水中检出1株宋内氏志贺菌,确认病原后停用自备井水并对管网冲洗消毒,所有患者经抗生素对症治疗后痊愈,无死亡[13]。

1.5防治对策

加强食品卫生管理,严格执行卫生制度,加强食品从业人员肠道带菌检查,不饮用生水,养成良好的卫生习惯。目前感染宋内氏志贺氏菌可用利福昔明、利福霉素和呋喃唑酮来进行治疗。

参考文献

[1] 路福平, 李玉. 微生物学实验技术 第2版. 北京: 中国轻工业出版社, 2020.

[2] Public Health Image Library (PHIL). https://phil.cdc.gov/Details.aspx?pid=17189.

[3] Public Health Image Library (PHIL). https://phil.cdc.gov/Details.aspx?pid=17191.

[4] Allué-Guardia A, Koenig SSK, Quirós P, et al. Closed genome and comparative phylogenetic analysis of the clinical multidrug resistant Shigella sonnei strain 866. Genome Biology and Evolution. 2018, 10: 2237-2250.

[5] Chiou CS, Wei HL, Wang YW et al. Usefulness of inter-IS1 spacer polymorphisms for subtyping of Shigella sonnei isolates. Journal of Clinical Microbiology. 2006, 44: 3928-3933.

[6] Miles SL, Santillo D, Painter H et al. Enhanced virulence and stress tolerance are signatures of epidemiologically successful Shigella sonnei. Nature Communications. 2025, 16: 9005.

[7] Leeds, Grenville and Lanark District Health Unit. https://healthunit.org/for-professionals/health-care-dental/communicable-disease-resources/reportable-disease-toolkit/shigellosis/

[8] AGES. https://www.ages.at/en/human/disease/pathogens-from-a-to-z/shigella

[9] AGES. https://www.ages.at/mensch/krankheit/krankheitserreger-von-a-bis-z/shigellen

[10] Shad AA, Shad WA. Shigella sonnei: virulence and antibiotic resistance. Archives of Microbiology, 2021, 203: 45-58.

[11] 徐锋, 武晓丽, 徐迪 等. 牛奶样品中志贺氏菌胶体金免疫试纸条检测方法的建立. 中国乳品工业, 2012, 40: 46-50.

[12] Hsu WB, Wang JH, Chen PC et al. Detecting low concentrations of Shigella sonnei in environmental water samples by PCR. FEMS Microbiology Letters, 2007, 270: 291-298.

[13] 杨茂瑜, 张洪琼, 郭敏 等. 一起饮用水受污染引起的宋内氏痢疾暴发. 中国卫生检验杂志, 2007, 17: 2365-2366.

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