1.屎肠球菌(Enterococcus faecium

物种名:屎肠球菌

拉丁学名:Enterococcus faecium

分类学地位: 细菌界Bacteria;厚壁菌门Firmicutes;芽孢杆菌纲Bacilli; 乳杆菌目Lactobacillales;肠球菌科Enterococcaceae;肠球菌属 Enterococcus

屎肠球菌(Enterococcus faecium),隶属于肠球菌属,是人及动物肠道中正常菌群的一部分,具有维持肠道微生物平衡的作用。它具有耐受极端温度、高盐、高胆汁酸、低pH值和抗菌剂的能力,可以在食品基质中生存并产生发酵潜能。屎肠球菌通常被认为是益生菌,在食品和药品中都有应用。然而,屎肠球菌也可能引起感染,如心内膜炎、尿路感染等。对于免疫低下的人群,如长期住院者、严重肝肾疾病者、恶性疾病患者等,感染屎肠球菌的风险更高。此外,屎肠球菌对多种抗生素具有抗性,这使得治疗由其引起的感染更加困难。

1.1生物学特性

1.1.1培养特征

屎肠球菌在血平板经37℃培养18 h后,可见直径0.5~1 mm大小的圆形菌落,灰白色、不透明、表面光滑,无溶血现象。屎肠球菌抗逆性良好,可在10~45℃、p H4.5~9.6、6.5%NaCl溶液、40%胆汁盐环境中生长[1]

图1 屎肠球菌在血平板上的培养结果

1.1.2形态学特征

屎肠球菌属肠球菌属,是人及动物肠道中正常菌群的一部分,革兰氏染色阳性,不产生芽孢、亦无鞭毛,圆形或椭圆形,呈单个、成对或短链状排列,需氧型或兼性厌氧型菌[1]

图2 屎肠球菌显微照片

A-屎肠球菌革兰氏染色照片 B-屎肠球菌在扫描电镜下照片

1.1.3生化特征

屎肠球菌能分解精氨酸产氨,不分解鼠李糖、松三糖和山梨醇,能分解蔗糖、蜜二糖、乳糖、麦芽糖和棉籽糖;一般对庆大霉素、卡那霉素、多粘菌素和链霉素不敏感,对青霉素、红霉素、万古霉素和阿莫西林较为敏感[1]

屎肠球菌代谢产生的有机酸、双乙酰、过氧化氢、细菌素等抑菌物质,具有抑制病原菌与腐败菌、提高机体免疫力、改善畜禽产品品质的生理功效[2],其中细菌素的合成可能对产生菌在肠道上皮细胞的黏附定植产生积极效果[3],产生的乳酸、甲酸、丙酸、丁酸等有机酸能降低肠道内的pH,形成不利于病原菌生存的肠道环境。

1.1.4 分子生物学特征

(1)毒力因子

屎肠球菌的毒力因子主要包括聚集物质(AS)、胞浆蛋白和明胶酶。这些毒力因子参与细菌在宿主内的定殖、与其他菌种的竞争、增强对宿主防御机制的抵抗以及诱导机体炎症产生。此外,屎肠球菌还有一些其他毒力因子,如粪肠球菌的细胞壁成分,如胶原蛋白黏附素(ACE)和心内膜炎抗原A(EfaA),这些成分与感染性心内膜炎的发生有关。

当机体免疫细胞受到细菌毒力外界刺激时会分泌炎症因子及趋化因子如白细胞介素、肿瘤坏死因子、前列腺素等产生早期炎症反应,造成机体组织损伤,进而导致周围骨组织的丧失。

1.2分布、传播与致病性

1.2.1 分布与传播

屎肠球菌是一种人和动物肠道中的正常菌群,广泛分布于自然界,可在土壤、水、饲料和食品等物质中存活和繁殖。此外,屎肠球菌也可寄生于人体肠道内,在人体免疫力低下时易引起感染。

屎肠球菌的传播途径主要包括消化道传播、呼吸道传播和接触传播。消化道传播主要通过食物、水、粪便等物质传播,也可通过人与人之间的接触传播。呼吸道传播主要通过飞沫、气溶胶等途径传播。接触传播则可通过直接接触患者或接触被污染的物品表面而传播。

在医疗环境中,屎肠球菌可存在于医务人员的手、医疗器械和医院环境等表面,也可通过留置尿管、呼吸机等医疗设备传播。此外,屎肠球菌还可通过性传播和母婴传播等途径传播。

1.2.2 致病性

屎肠球菌的致病性与其产生的多种毒力因子有关,包括聚集物质、胞浆蛋白和明胶酶等。这些毒力因子可导致机体发生一系列病理生理变化,如炎症反应和组织损伤等。此外,屎肠球菌还可产生溶血素等毒力因子,破坏红细胞膜,引起溶血性贫血和组织坏死等。

屎肠球菌的致病机制还与其对抗生素的耐药性有关。屎肠球菌对多种抗生素具有抗性,这使得治疗由其引起的感染更加困难。此外,由于抗生素的广泛应用,导致肠道菌群失调和细菌耐药性增加,屎肠球菌的感染率也逐渐上升。

屎肠球菌主要引起泌尿道感染、伤口感染、败血症等感染性疾病。此外,屎肠球菌还可引起心内膜炎、脑膜炎等严重疾病。对于免疫功能低下的人群,如长期住院者、严重肝肾疾病者、恶性疾病患者等,感染屎肠球菌的风险更高。

因此,在医疗环境中,应采取有效的预防措施,如加强手卫生、注意呼吸道和消化道隔离、定期清洁和消毒医院环境和医疗器械等,以降低屎肠球菌的感染率。同时,对于感染屎肠球菌的患者,应及时采取有效的治疗措施,以防止病情恶化。

1.2.3 耐药性

屎肠球菌的细胞壁较厚,所以耐药性相对比较强,并且具有固有和获得性耐药基因[4]。由于屎肠球菌高度的基因组可塑性,较容易获得外源抗药性基因。屎肠球菌对于半合成青霉素、低水平氨基糖苷类抗生素、万古霉素、林可酰胺类、多黏菌素、链霉素等药物具有天然抗性[5]。有体内试验已经表明,在肠道益生菌之间、肠道益生菌与致病菌之间也存在耐药基因转移现象[6],所以要确保不存在可转移的抗生素耐药基因,并且更好的了解耐药机制,以预测和防止耐药基因的传播。

1.3检测方法

(1)滤膜法:通过过滤水样,使细菌在滤膜上生长,然后对滤膜进行培养,以检测屎肠球菌。

(2)酶底物法:利用屎肠球菌产生的特异性酶与底物反应,通过观察颜色变化或荧光变化来检测屎肠球菌。

(3)自动化检测法:利用自动化仪器进行屎肠球菌的快速检测,如全自动细菌鉴定系统等。

(4)免疫学方法:利用特异性抗体检测屎肠球菌抗原,如间接血凝试验、免疫荧光抗体技术等。

(5)分子生物学方法:利用基因探针、PCR技术等检测屎肠球菌的特异性基因片段,如DNA杂交技术、PCR扩增技术等。

1.4典型案例

1998年下半年在江苏某地区发生的人猪共患中毒性感染事件。当时与病猪有接触史的40位病人出现发烧、头疼、肌肉疼痛等症状,其中19人很快发展为中毒性休克综合征,危及生命。事后,从人和猪的血液中分离到的致病菌被确认为屎肠球菌。这种屎肠球菌对所有抗生素都耐药,除了万古霉素。进一步的研究发现,这种多重耐药的屎肠球菌能够分泌外毒素,这种外毒素在动物试验中可引起发热,导致肝细胞变性、混浊肿大及灶性坏死,并使脾脏有丝分裂增加,大肠杆菌内毒素致死性休克的敏感性增强。从发病机理看,外毒素可作为超抗原,大量过度激活人体T细胞,造成免疫功能失衡,加重感染休克的程度。

1.5防治对策

(1)控制污水排放:加强对污水排放的管理,确保排放的污水经过适当的处理,以减少屎肠球菌等有害微生物的含量。

(2)改善水质监测:加强水质监测,定期对水源进行检测,及时发现屎肠球菌等有害微生物的污染,并采取相应的措施进行治理。

(3)提高污水处理效率:优化污水处理工艺,提高污水处理效率,确保污水中的有害微生物得到有效去除。

(4)加强环境教育:提高公众对水污染和屎肠球菌的认识,加强环境教育,倡导大家保护水资源,减少污染。

(5)合理使用抗生素:减少不必要或滥用抗生素的行为,降低抗生素选择压力,从而减少屎肠球菌等耐药性微生物的出现。

参考文献

  1. 葛龙,李波.屎肠球菌在饲用微生态制剂中的研究与应用[J].饲料与畜牧,2013(6):57-59.

  1. 李晓清,何增国,王凡,等.一种微生态制剂、饲料添加剂及预混料[P].中国,发明专利,CN104388327B.2018-05-08.

  2. 张军,王祺,汤伟,等.细菌素对产生菌获得生存优势及其诱导合成条件的研究进展[J].微生物学通报,2020,47(3):923~932.

  3. 刘雨.泰安地区禽源粪肠球菌的分离鉴定及耐药性研究:[硕士学位论文][D].泰安:山东农业大学,2021.

  1. Klare I,Konstabel C,Badstübner D,et al.Occurrence and spread of antibiotic resistances in Enterococcus faecium[J].Int J Food Microbiol,2003,88(2):269~290.

  2. Broaders E,Gahan C G,Marchesi J R.Mobile genetic elements of the human gastrointestinal tract:potential for spread of antibiotic resistance genes[J].Gut microbes,2013,4(4):271~280.