普通变形杆菌(Proteus vulgaris

物种名:普通变形杆菌

拉丁学名:Proteus vulgaris

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

γ-变形菌纲Gamma-proteobacteria;

肠杆菌目Enterobacteriales;

肠杆菌科Enterobacteriaceae;变形杆菌属Proteus

普通变形杆菌(Proteus vulgaris)是一种革兰氏阴性杆菌。它在自然界中广泛分布,特别是在水、土壤和动植物体内。普通变形杆菌是一种机会致病菌,可以引起多种感染,特别是在免疫系统较弱的人群中。

1.1生物学特性

1.1.1培养特征

普通变形杆菌在普通营养培养基、血平板及部分肠道选择培养基上均可生长。在适宜条件下,其菌落湿润、边缘不整齐,部分菌株可表现出明显的群游(swarming)现象,即细菌沿培养基表面扩展生长,这是变形杆菌属较为典型的培养学特征之一(图1)[1]

图1 普通变形杆菌菌落图[1]

1.1.2形态学特征

普通变形杆菌为革兰阴性杆菌,无芽孢,一般无荚膜,具周生鞭毛,运动能力较强。革兰染色后镜下多呈红色短杆状或中等长度杆状,两端钝圆,可单个散在分布,也可成对或短链状排列(图2)[1]

图2 普通变形杆菌显微镜革兰氏染色图[1]

1.1.3生化特征

普通变形杆菌的生化反应具有较强鉴别意义。该菌通常尿素酶阳性、苯丙氨酸脱氨酶阳性、运动阳性,多数菌株可产生硫化氢,且P. vulgaris常表现为吲哚阳性,这也是其与部分近缘菌种相区分的重要指标之一[8]

1.1.4分子生物学特征

(1)毒力因子

普通变形杆菌的致病性与鞭毛、菌毛、脂多糖、尿素酶、溶血素、胞外蛋白酶及生物膜形成能力等多种因素有关[10]。这些因素有助于细菌黏附宿主组织、逃避免疫清除并造成组织损伤。

(2)耐药机制

与普通变形杆菌相关的耐药机制主要包括外排泵系统、抗生素修饰酶和抗生素靶点改变等。这使得该菌对多种抗生素产生抗性,增加了治疗和防控的难度。

1.2分布、传播与致病性

1.2.1分布与传播

普通变形杆菌广泛存在于自然环境及肠道生态系统中,可见于污水、土壤、腐败有机物以及人和动物粪便污染环境。其传播可与受污染水源、食物、器械、环境表面及手接触有关;在医院环境中,也可通过污染器具、导尿相关操作或伤口处理过程进入易感宿主[10]

1.2.2致病性

普通变形杆菌属于条件致病菌,其致病性与宿主免疫状态、感染部位、菌株毒力及细菌负荷有关。在临床上,其较常见于尿路感染,尤其与复杂性尿路感染、导尿管相关感染等有关;在特定条件下,也可引起伤口感染、菌血症及其他部位感染。

其致病过程一般包括:细菌黏附宿主组织表面、借助鞭毛运动和菌毛定植、表达尿素酶和其他毒力因子、诱导炎症反应并造成组织损伤。当宿主年龄较小、年老体弱、伴有基础疾病或免疫功能下降时,发生感染及病情加重的风险更高[10]

1.3检测方法

(1)传统培养与生化鉴定

普通变形杆菌的常规检测主要依赖于细菌分离培养与生化反应。根据临床指征采集患者的尿液、伤口分泌物或血液等标本,接种于血琼脂及麦康凯琼脂平板上。在37℃需氧条件下培养18-24小时后,该菌在血平板上常表现出特征性的“群游(swarming)”现象,即细菌呈水波纹状向外同心圆扩散生长;而在麦康凯琼脂上,由于其不能发酵乳糖,通常形成无色透明的菌落[9, 13]

在生化鉴定方面,普通变形杆菌可产生硫化氢(H2S),尿素酶试验呈强阳性,且苯丙氨酸脱氨酶阳性。根据维基百科的资料指出,普通变形杆菌与同属的奇异变形杆菌(Proteus mirabilis)在临床生化鉴别上的一个关键核心区别在于:普通变形杆菌的吲哚试验为阳性(能将色氨酸分解为吲哚),而奇异变形杆菌为阴性;同时普通变形杆菌鸟氨酸脱羧酶呈阴性[13, 14]

  1. 分子生物学方法:可采用基于16S rRNA特定变异区、ureC靶标基因的TaqMan探针法实时荧光定量PCR进行特异性检测。该方法可对尿液、血液、无菌体液及拭子洗脱液样本实现快速高灵敏度检测,并能精准鉴别普通变形杆菌与奇异变形杆菌。研究者根据普通变形杆菌特异性基因序列设计特异性引物与探针,配置PCR反应体系后在实时荧光PCR仪上进行扩增。反应程序为:95℃预变性5分钟;随后进行40个循环,每个循环包括95℃变性15秒,60℃退火及延伸45秒,并在此阶段采集荧光信号。该方法种特异性强,临床适用性广,扩增曲线呈现典型S型且Ct值≤35,结合阴阳性对照成立,即可判定为普通变形杆菌核酸阳性[12]

表1 麦地那龙线虫qPCR引物序列

引物名称 序列
F 5′-TCCGGAATCGCTAGTAATCG-3′
R 5′-GTCGGGGTTACGGTCATC-3′
TaqMan探针 5′-FAM-ACCGCATGGTCTGAGACGAG-BHQ1-3′

1.4典型案例

普通变形杆菌是引起院内复杂性尿路感染(CAUTI)的经典条件致病菌。根据多项临床微生物学审查及维基百科的医学条目记载,长期留置导尿管的老年患者极易继发此类感染[9, 10, 13]

2022年,化立凡等兽医专家报道了某动物园内赤颈袋鼠群体发生的一种严重的牙周病。经病原学分离与鉴定,罪魁祸首被确认为普通变形杆菌[4]。在此案例中,发病机制为典型的“微创伤+环境条件致病菌入侵”。袋鼠在咀嚼较为粗硬的饲料及干草时,口腔黏膜及牙龈受到机械性摩擦产生了微小的创口。存在于饲料或环境饮水中的普通变形杆菌伺机通过这些受损的黏膜屏障侵入牙周组织。进入组织后,该菌利用其分泌的胞外蛋白酶(如金属蛋白酶)和溶血素,直接破坏宿主细胞的细胞膜,引发强烈的局部炎症反应。由于牙周袋内形成了适合其繁殖的微环境,细菌在此大量扩增,导致袋鼠牙龈严重红肿、化脓、组织坏死乃至牙槽骨吸收,最终形成了严重的牙周感染灶[4, 11]

1.5防治对策

(1)保持个人卫生,勤洗手,特别是在处理食物、上厕所和接触可能受污染的物品后。

(2)不吃变质、过期或未经煮熟的食物。在外就餐时,选择卫生条件良好的餐馆和营业区。

(3)确保饮用水源的安全,避免饮用未经消毒的水。

(4)保持良好的生活习惯,如规律作息、均衡饮食、适当锻炼等。

参考文献

[1] 侯忠余. 普通变形杆菌噬菌体的分离鉴定及其裂解酶的表达和纯化. 成都: 西南民族大学, 2023.

[2] 黄杰, 安佳星, 易弋 等. 罗非鱼致病性普通变形杆菌的分离鉴定. 畜牧与兽医, 2020, 52: 94-98.

[3] 尹红梅, 侯忠余, 王金丽 等. 普通变形杆菌噬菌体裂解酶Lys66的表达纯化及活性分析. 食品工业科技, 2024, 45: 109-115.

[4] 化立凡, 刘兆阳, 李天平 等. 普通变形杆菌致赤颈袋鼠牙周病的诊治. 现代畜牧兽医, 2022, 2: 61-66.

[5] 刘有华, 秦涛, 王倩楠 等. 泥鳅普通变形杆菌的分离、鉴定及药物敏感性分析. 江苏海洋大学学报(自然科学版), 2021, 30: 30-35.

[6] 李林俐, 朱来旭, 张雪 等. 扬子鳄源普通变形杆菌FliL基因缺失株的构建及其特性分析. 南京农业大学学报, 2022, 45: 729-735.

[7] 李林俐. 扬子鳄源普通变形杆菌毒力因子鉴定与FliL基因特性研究. 南京: 南京农业大学, 2020.

[8] Drzewiecka D. Significance and roles of Proteus spp. bacteria in natural environments. Microbial Ecology, 2016, 72: 741-758.

[9] O’Hara CM, Brenner FW, Miller JM. Classification, identification, and clinical significance of Proteus, Providencia, and Morganella. Clinical Microbiology Reviews, 2000, 13: 534-546.

[10] Armbruster CE, Mobley HLT. Pathogenesis of Proteus mirabilis infection. EcoSal Plus, 2012, 5: 1-38.

[11] Rozalski A, Sidorczyk Z, Kotelko K. Potential virulence factors of Proteus bacilli. Microbiology and Molecular Biology Reviews, 1997, 61: 65-89.

[12] Yang R et al. Establishment and application of a dual TaqMan real-time PCR method to detect and distinguish Proteus mirabilis and Proteus vulgaris. Journal of Microbiological Methods, 2020, 175: 105995.

[13] Wikipedia. https://en.wikipedia.org/wiki/Proteus_vulgaris.

[14] Gillespie S, Hawkey P. Principles and Practice of Clinical Bacteriology. Springer, 2006.

[15] 国家卫生健康委员会. 临床微生物培养、鉴定和药敏检测系统的性能验证(WS/T 807-2022). 2022.

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