1.洋葱伯克霍尔德菌(Burkholderia cepacia)
物种名:洋葱伯克霍尔德菌
拉丁学名:Burkholderia cepacian
分类学地位: 细菌界Bacteria;假单胞菌门Pseudomonadota;
γ‐变形菌纲Gammaproteobacteria;伯克氏菌目Burkholderiales;
伯克氏菌科 Burkholderiaceae;伯克霍尔德菌属Burkholderia
洋葱伯克霍尔德菌是一种革兰氏阴性细菌,广泛存在于水、土壤、植物和人体中。该菌最初由植物病理学家Burkholder在1949年发现,可以引起洋葱茎腐烂[1],因此被称为洋葱假单胞菌。后来在1992年,yabuuchi等将其归为一个新属,即伯克霍尔德菌属。该属已确认的有25个种,除洋葱伯克霍尔德菌外,其他菌在临床标本中并不常见。
1.1生物学特性
1.1.1 培养特征
洋葱伯克霍尔德菌的最适生长温度为25-30℃,最适pH值为6.5-7.5。在牛奶培养基上生长良好,能分解牛奶中的蛋白质。在TSA(胰蛋白胨大豆琼脂)上,菌落呈现亮淡黄色,隆起,边缘整齐至不规则。在血平板上,菌落呈现淡黄色,湿润、凸起、浑浊,不溶血。在麦康凯平板上,菌落为乳糖不发酵菌落,细小而清晰,延长培养48 h后中心呈粉红色。在BCSA琼脂(含多粘菌素B、庆大霉素的琼脂)上,菌落呈现红色圆形,表面光滑,周围培养基变红。在麦康凯琼脂(含多粘菌素B、庆大霉素的麦康凯琼脂)上,菌落呈现浅黄褐色圆形,表面光滑,周围培养基不变色。
图1 洋葱伯克霍尔德菌在血平板上的培养特征
1.1.2 形态学特征
洋葱伯克霍尔德菌是一种革兰氏阴性无芽孢杆菌,具有多根极端鞭毛,直径约0.5 μm,长度约0.6~1.0 μm。革兰氏染色呈阴性。在扫描电镜下观察,细胞呈现短杆状,细胞外无鞘膜,但有时可观察到菌体表面呈膜状结构。该菌的氧化酶和卵磷脂酶试验呈阳性,而硝酸盐还原试验呈阴性。
图2 洋葱伯克霍尔德菌的细胞形态特征
A-洋葱伯克霍尔德菌的革兰氏染色照片 B-洋葱伯克霍尔德菌在扫描电镜下照片
1.1.3 生化特征
洋葱伯克霍尔德菌能够利用多种碳源和氮源,如葡萄糖、果糖、蔗糖等。该菌能产生大量的氧化酶和过氧化氢酶,对苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸等氨基酸也有较好的分解能力[2]。此外,洋葱伯克霍尔德菌还能够产生一些对植物和动物具有毒性的代谢产物,如吩嗪、喹啉等。
1.1.4 分子生物学特征
(1)毒力因子:洋葱伯克霍尔德菌可分泌多种毒素和毒力因子,这些毒力因子有助于细菌黏附、营养获取和宿主免疫逃逸,从而引起多种疾病。主要毒素包括:外毒素、内毒素、溶血素等。
(2)基因组特征:洋葱伯克霍尔德菌的基因组相对较大,包含多个质粒和转座子等可移动遗传元件。这些元件有助于细菌适应不同的环境,并可与其他细菌进行基因交流。
(3)耐药性:洋葱伯克霍尔德菌对多种抗生素具有耐药性,包括氨苄西林、头孢菌素、碳青霉烯类抗生素等。其耐药机制主要包括产生β-内酰胺酶、外膜孔蛋白缺失或外排泵表达增强等。
(4)生物被膜形成:洋葱伯克霍尔德菌可在生物材料和医疗设备上形成生物被膜,这有助于细菌逃避抗生素和宿主免疫系统的清除作用。生物被膜的形成与细菌间的协同作用、细胞间的信息交流等有关。
1.2分布、传播与致病性
1.2.1 分布与传播
洋葱伯克霍尔德菌主要分布在土壤、水源和植物中,在水中容易存活[3],可通过风、水、昆虫等途径传播,可以从污染的消毒液及污染的仪器中分离。该菌在植物上可引起叶片枯斑、坏死和根腐等症状,在人身上可引起肺部感染、败血症和脓肿等疾病。
1.2.2 致病性
洋葱伯克霍尔德菌的致病机制与其产生的多种毒力因子有关,如细胞毒素、溶血素、蛋白酶等。这些毒力因子能够破坏细胞膜、干扰细胞代谢、诱导细胞凋亡等,从而引起感染和疾病。
人类感染洋葱伯克霍尔德菌主要通过呼吸道吸入或接触污染水源和土壤。该菌可引起急性或慢性肺部感染、败血症等严重疾病,尤其是对于免疫系统较弱的人群更具危害性,患有囊性肺纤维化和慢性肉芽肿肺疾病的患者感染该菌会出现洋葱综合征[4],死亡率增加。还可 引起菌血症(特别是内源性导管患者)、尿道感染、脓毒性关节炎、腹膜炎和呼吸道感染等。治疗洋葱伯克霍尔德菌感染较为困难,因为该菌具有多重耐药性。
1.3 检测方法
(1)传统方法:在血琼脂平板上培养,观察菌落的颜色、大小、形态等特征。
(2)药敏实验:洋葱伯克霍尔德菌对某些抗菌药物天然耐药或固有耐药,因此药敏试验非常重要。推荐的药敏试验包括头孢他啶、美罗培南、米诺环素和复方新诺明等。
(3)分子生物学法:氧化酶试验阳性,分解葡萄糖、甘露醇和麦芽糖。
1.4 典型案例
2019年在土耳其伊斯坦布尔某三级护理中心ICU,发生了由洋葱伯克霍尔德菌污染洗必泰漱口水引起的医院感染暴发,共有6名患者受到影响。
2009年,美国国家航空航天局的空间站上,洋葱伯克霍尔德菌被发现在饮水机和饮用水中定居,尽管宇航员经常使用强力清洗液清洗自动售货机,但细菌仍留在设备上。
美国沃尔玛超市紧急召回已售的约3900瓶香薰喷雾剂,原因是检测机构在这批香薰喷雾剂中检测出了伯克霍尔德氏菌,其中包括洋葱伯克霍尔德菌,该细菌会导致类鼻疽病,并有4人因此感染,其中2人死亡。
1.5 防治对策
(1)严格控制水处理系统的微生物污染:采用高效的水消毒方法,如使用强氧化剂如臭氧或过氧乙酸进行消毒,以杀灭水中的洋葱伯克霍尔德菌。需要注意的是,这些方法可能存在一定的副作用,如对人体健康或环境造成影响,因此在实际应用中需要权衡利弊。
(2)定期清洗和消毒水处理系统:使用专业的多用途消毒剂,如Oxytech生物膜清洗剂,定期对管道系统进行清洗消毒,以去除生物膜和各类微生物,包括洋葱伯克霍尔德菌。这种消毒剂应具有无色无味、生态无毒的特性,以确保不会对环境和人体健康造成危害。
(3)加强水质监测和预警:通过定期监测水质,及时发现洋葱伯克霍尔德菌等污染物的存在,以便采取相应的措施进行处理。同时,建立完善的预警系统,及时预警并应对可能的水污染事件。