1.奇异变形杆菌(Proteus mirabilis)
物种名:奇异变形杆菌
拉丁学名:Proteus mirabilis
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Enterobacterales;
摩根菌科Morganellaceae;变形杆菌属Proteus
奇异变形杆菌是一种革兰氏阴性杆菌,广泛存在于土壤、污水及人和动物的肠道中。它是医院获得性感染(尤其是尿路感染、伤口感染)的常见病原菌,以其独特的“迁徙生长”现象和强尿素酶活性著称。
1.1生物学特性
1.1.1培养特征
奇异变形杆菌是一种革兰氏阴性杆菌,机体被感染后主要表现为尿路感染、菌血症、腹膜炎和脑膜炎等[1]。奇异变形杆菌是兼性厌氧菌,在普通营养琼脂和血琼脂上生长良好。特征性迁徙现象:在湿润琼脂表面呈同心圆状扩散生长(游走swarm),形成薄层菌膜(图1)。在麦康凯琼脂上形成无色菌落(不发酵乳糖),SS琼脂上中心呈黑色(产H₂S)。具有浓烈腐胺气味。

图1 血琼脂上变形杆菌的聚集[2]
1.1.2形态学特征
菌体为直或略弯的杆状,大小0.4-0.6 µm × 1.0-3.0 µm,两端钝圆,革兰阴性,无芽孢、无荚膜[3]。周鞭毛6-10根,运动极其活泼;扫描电镜下可见表面菌毛,介导黏附(图2)。

图2 奇异变形杆菌形态特征(革兰染色,光学显微镜下×1000)[4]
1.1.3生化特征
氧化酶阴性,接触酶阳性;苯丙氨酸脱氨酶、尿素酶、明胶酶、H₂S产生均阳性;吲哚阴性(与P. vulgaris区分要点);不发酵乳糖、蔗糖、甘露醇,可发酵葡萄糖产酸产气[5]。
1.1.4分子生物学特征
基因组大小约4.0-4.3 Mb,GC含量38-40%;16S rRNA基因与变形杆菌属模式株同源性≥99%,常用鉴定靶标为16S rRNA、zapA(丝氨酸蛋白酶基因)、ureC(尿素酶结构基因)及rpoB基因;MLST将全球流行株主要归于ST15、ST67、ST100等序列型[6]。毒力岛携带mrkD(Ⅲ型菌毛黏附素)、zapA、rsbA、pmfA等基因,可介导生物膜形成、结晶尿结石及宿主细胞侵袭。
1.2分布、传播与致病性
1.2.1分布与传播
奇异变形杆菌广泛分布于自然环境和人类及动物肠道中,可在土壤、水和污水等多种生态环境中生存。作为人和动物的正常肠道菌群之一,该菌在长期照护机构及医院环境中也常见存在,是医院内获得性感染的重要条件致病菌之一。主要传播途径包括粪-口途径和医源性接触传播,特别是经留置导尿管导致的尿路感染是最常见的医院内感染方式,也是除大肠埃希菌外检出频率最高的肠杆菌科细菌[7]。
1.2.2致病性
为医院获得性尿路感染(CAUTI)首要病原之一,尿素酶分解尿素产氨,使尿液碱化,诱导磷酸镁铵结晶形成“鹿角形”结石,引起导管阻塞、反复感染。免疫低下者可并发急性肾盂肾炎、败血症、肺炎、创面坏疽;急性肾盂肾炎病死率5-20%,新生儿或老年脓毒症可达30%。动物模型腹腔攻毒LD₅₀≈6.7×10⁸ CFU,提示该菌高剂量方可致死,但对免疫抑制宿主致病力显著增强[8]。
1.3检测方法
(1)膜过滤-倾注培养法(定量):适用于饮用水、源水、泳池水、污水等环境水样中奇异变形杆菌的定量检测,其原理为:水样经0.45 µm无菌滤膜负压过滤后将菌体截留于膜面,再将滤膜菌面朝上贴于SS琼脂(或麦康凯琼脂)平板,于36℃ ± 1℃培养18-24 h,计数无色(或淡黄)、光滑、边缘整齐的可疑菌落,结果以CFU/100 mL报出,最后挑取可疑菌落进行氧化酶、吲哚、尿素酶、明胶液化等生化确证试验,符合者判定为奇异变形杆菌[9]。
- 分子生物学方法:奇异变形杆菌检测以特异性UreR基因为靶标、FAM通道检测,使用指定上下游引物与FAM探针,20 µL反应体系含2 × Taq酶、对应引物、探针、DNA模板及去离子水,扩增程序为95℃预变性30 s、40个循环(95℃ 5 s、56℃ 10 s、72℃ 20 s)并在延伸阶段采集荧光。
表1 奇异变形杆菌实时荧光定量PCR引物与探针序列[10]
| 基因 | 名称 | 序列(5′→3′) | |
| UreR | 上游引物 | CCATCAGATTATGTCATTCAA | |
| 下游引物 | GAGGAAAATGCAATTTATCTTTA | ||
| 探针 | FAM‑CACACCCTACCCAACATTCATTTCA‑BHQ1 | ||
1.4典型案例
2020年6月,广西某高中南校区水源性腹泻暴发[11]。危害:南校区1800名学生中,先后312人出现急性腹泻、腹痛,无死亡。病原菌是否超标:校内4号自备水井与蓄水池检出奇异变形杆菌,其中4号水井菌落总数1.18 × 10⁴ CFU/mL、蓄水池2.1 × 10³ CFU/mL,均远高于《生活饮用水卫生标准》GB 5749-2006限值(菌落总数≤100 CFU/mL),判定“严重超标”。处置结果:当地卫健局对学校罚款5万元,并责令立即停用全部自备水源;校方48 h内完成管网排空、0.5%过氧乙酸循环消毒3次,连续7天检测阴性后恢复市政供水;对两名后勤责任人给予行政记过处分。
1.5防治对策
(1)透析、泳池、自来水系统定期监测细菌总数与奇异变形杆菌qPCR。
(2)对产尿素酶阳性菌株及时更换或酸化导尿管,减少结晶形成。
(3)医院供水系统采用0.2 µm过滤+UV或臭氧消毒,保持末端余氯0.3-0.5 mg/L。
1.6危害等级
奇异变形杆菌(Proteus mirabilis)在《人间传染的病原微生物名录》及WHO《Laboratory Biosafety Manual》中被归入Risk Group 2(危害程度第二类),对应实验室生物安全等级为BSL-2;动物感染实验需ABSL-2[7]。
参考文献
[1] 何敏敏, 厉世, 秦佳佳 等. 奇异变形杆菌和解脲支原体混合感染致孕妇感染性休克 1 例. 中国乡村医药,2025, 32: 43-44.
[2] Wikimedia Commons. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Proteus_swarming_on_blood_agar.jpg.
[3] 李秀彬, 陈萌莉, 杨东霞 等. 一起奇异变形杆菌食物中毒的病原学鉴定. 中国食品卫生杂志, 2002, 14: 2.
[4] Wikimedia Commons. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Proteus_mirabilis.jpg.
[5] Mobley HLT. Proteus mirabilis overview. In: Mobley HLT, Alteri CJ. Proteus mirabilis: methods and protocols. New York: Humana Press, 2019: 1-4.
[6] Chakkour M, Hammoud Z, Farhat S et al. Overview of Proteus mirabilis pathogenicity and virulence. Insights into the role of metals. Front Microbiol, 2024, 15: 1383618.
[7] O’Hara CM, Brenner FW, Miller JM. Classification, identification, and clinical significance of Proteus, Providencia, and Morganella. Clinical Microbiology Reviews, 2000, 13: 534-546.
[8] Schaffer JN, Pearson MM. Proteus mirabilis and urinary tract infections. Microbiology Spectrum, 2015, 3: UTI-0017-2013.
[9] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局. 乳及乳制品卫生微生物学检验方法. (SN/T 2552.8-2010). 2010.
[10] 重庆市市场监督管理局. 异变形杆菌和普通变形杆菌双重 Real-Time PCR 检测方法 (DB50/T 1195-2022). 2022.
[11] 王岩, 贾永华, 汪峰 等. 一起学校饮用水污染造成群体性腹泻的调查. 中国学校卫生,2018, 6: 940-941..
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