杆状巴尔通氏体(Bartonella bacilliformis)
物种名:杆状巴尔通氏体
拉丁学名: Bartonella bacilliformis
分类学地位:细菌界 Bacteria;变形菌门 Proteobacteria;
α-变形菌纲 Alphaproteobacteria;巴尔通氏体目 Bartonellales;
巴尔通氏体科 Bartonellaceae;巴尔通氏体属 Bartonella
通氏体是一种革兰氏阴性菌,主要分布于南美洲的安第斯山脉地区,尤其是秘鲁和厄瓜多尔。它是一种条件致病菌,对人类有致病性,特别是对免疫力低下的人群。该菌在人体温度范围内都可繁殖,最适温度为35.0~37.0℃,pH值在6.5~7.5范围内均可生长,最适pH值为7.0,可在含盐量0‰~1‰的水生存,最适盐度为0.5‰。人类感染通常通过沙蝇叮咬而发生。
1.1 生物学特性
1.1.1 培养特征
杆状巴尔通氏体最适生长温度为35.0~37.0℃;在pH值6.5~7.5的范围内均可生长,最适pH值为7.0;在含盐量0‰~1‰的水中生存,但最适盐度为0.5‰;杆状巴尔通氏体对营养的要求十分苛刻,需要高营养的培养基,如含有动物或人血的琼脂。在血琼脂培养基上,杆状巴尔通氏体可以形成细小、透明或半透明,光滑湿润、中心凸起的菌落,不溶血(如图1)[1]。杆状巴尔通氏体的生长周期相对较长,可能需要几天到一周的时间才能在培养基上形成可见的菌落。
图1 在血琼脂培养基上生长的杆状巴尔通氏体
1.1.2 形态学特征
杆状巴尔通氏体是革兰氏阴性多形性杆菌。在血液或组织中呈球形或棒状,常3个菌体组成“V”和“Y”形,菌体小,约1-3×0.25-5μm。吉耶姆萨染色呈红紫色。透射电镜观察发现杆状巴尔通氏体菌株在透射电镜下为分散独立,细菌单个存在,细菌之间留有空隙[2]。
图2 杆状巴尔通氏体的电镜照片
1.1.3 生化特征
杆状巴尔通氏体能够发酵葡萄糖,产酸,但不一定产生气体。它可能对其他糖类的发酵能力有限,产触酶,不产氧化酶[2]。
1.1.4 分子生物学特征
杆状巴尔通氏体包含一个单一环状基因组,大小从1.45 Mbp到2.64 Mbp不等,平均大小约为1.9±0.5 Mbp[3]。根据已测序的巴尔通体菌的基因组,基因组大小与宿主特异性有一定的相关性,与啮齿动物感染相关的巴尔通体菌的基因组较大,只感染人的杆菌样巴尔通体菌的基因组最小。啮齿动物感染相关的巴尔通体菌较易产生基因水平转移,并表达较多与宿主适应性相关的基因,如四型分泌系统(Type IV secretionsystems,T4SSs)以及三聚体自转运粘附素(Trimeric autotransporter adhesins,TAAs)等[4]。
1.2 分布、传播与致病性
1.2.1 分布与传播
杆状巴尔通氏体主要分布在南美洲的安第斯山河谷地区,包括秘鲁、厄瓜多尔和哥伦比亚。其在水中可以长久存活,存在经水传播的可能。但主要通过白蛉(一种小型昆虫)叮咬传播给人类。白蛉是巴尔通氏体的主要传播媒介,它们在叮咬感染了巴尔通氏体的宿主(如啮齿动物)后再叮咬人类,从而将病原体传播给人类。
1.2 2 致病性
杆状巴尔通氏体是一种能够引起人类疾病的细菌,其致病性主要表现在两个阶段:奥罗亚热(Oroya fever)和秘鲁疣(verruga peruana)[5]。在奥罗亚热期,患者会出现急性发热、溶血性贫血、肌肉和关节疼痛、头痛、精神状态改变、黄疸等症状,严重时可导致昏迷甚至死亡。未经治疗的病死率可超过50%。在秘鲁疣期,患者皮肤上会出现血管瘤样结节,这些结节可能持续数月至数年。
1.3 检测方法
血液化验:通过血液涂片检查,可见红细胞急速下降,常在4~5天内由正常值降至1.0×1012/L,为正常色素巨细胞型贫血,可见有核红细胞,豪焦小体(Howell-Jolly小体),卡波环(Cabot环)和嗜碱性点彩,白细胞计数可有轻度增加并伴核左移,血液中含有大量病原体,涂片染色可显示90%红细胞被侵犯。
病原体培养:带菌者应作血液培养才能明确。对秘鲁疣可取组织标本作吉姆萨染色,发现病原体即可诊断。培养基应加5%脱纤维蛋白人血或10%新鲜兔血清和0.5%兔血红蛋白,最适温度为28℃,培养7~10天后可见小菌落加以鉴定。
血清免疫学检查:采用血清免疫学检查,如荧光抗体、间接血凝及酶联免疫试验等对流行病学调查及诊断也有帮助。
分子生物学方法:使用PCR技术为基础,应用克隆、测序及序列分析等分子生物学、生物信息学手段建立高敏感性、特异性巴尔通体检测方法,并对临床样本、鼠形宿主动物及潜在的传播媒介样本进行杆状巴尔通体病原的分离培养、PCR检测鉴定、PCR产物测序及序列分析等研究。
1.4 典型案例
杆状巴尔通氏体感染的典型病例表现为两个阶段:奥罗亚热(Oroya fever)和秘鲁疣。奥罗亚热期:这是急性血液疾病阶段,患者可能会出现寒战、高热、大汗、极度乏力、脸色苍白,并伴有严重的肌肉、关节疼痛和头痛[5]。严重者可能会出现谵妄、昏迷及周围循环衰竭等症状。未经治疗的病死率可超过50%,多发生于起病后10天至4周内。此阶段未经治疗的病死率常超过50%,经过抗菌药物治疗者,发热消退,血液中细菌减少乃至消灭,体力逐渐获得恢复。秘鲁疣期:在奥罗亚热期之后,或者在没有明显急性期的情况下,患者可能会进入这一阶段。皮肤上会出现许多疣状皮疹,这些皮疹可以是粟粒状、结节状或大块腐肉状,大小不一,通常出现在四肢两侧及颜面部。这些疣状皮疹可能会持续存在数月至数年。
1.5 防治对策
预防措施:预防的关键是用杀虫剂杀灭白蛉,这是杆状巴尔通氏体的主要传播媒介。个人防护措施包括使用蚊帐、防护剂等,以减少白蛉叮咬的机会[6]。
流行病学监测:了解和分析全球鼠传巴尔通体的流行特征,对控制和预防巴尔通体病的流行具有重要意义。
教育和意识提升:在流行区域,提高人们对巴尔通体病的认识,了解其传播方式和预防措施,是减少感染风险的重要环节
参考文献
[1] 王蒙.汉赛巴尔通体菌胞内感染的适应性机制初探[D].上海交通大学,2020.
[2] 俞丹,尹家祥.鼠形动物自然感染巴尔通体的研究进展[J].疾病监测,2018,33(01):15-19.
[3] Engel, P.,Salzburger, W.,Liesch, M. et al. Parallel evolution of a type IV secretion system in radiating lineages of the host-restricted bacterial pathogen Bartonella[J]. PLoS Genet, 2011, 7 (2): e1001296.
[4] Berglund, E. C.,Frank, A. C.,Calteau, A, et al. Run-off replication of host-adaptability genes is associated with gene transfer agents in the genome of mouse-infecting Bartonella grahamii[J]. PLoS Genet, 2009, 5 (7): e1000546.
[5] Gomes C, Ruiz J. Carrion’s Disease: the Sound of Silence[J]. Clin Microbiol Rev. 2017 Nov 29;31(1):e00056-17.
[6] Lozano-Sardaneta YN, Marina CF, Torres-Monzón JA, , et al. Molecular detection of Wolbachia and Bartonella as part of the microbiome of phlebotomine sand flies from Chiapas, Mexico[J]. Parasitol Res. 2023, 122(6): 1293-1301.