脓肿分枝杆菌(Mycobacterium abscessus)
物种名:脓肿分枝杆菌
拉丁学名:Mycobacterium abscessus
分类学地位: 细菌界Bacteria;放线菌门Actinomycetota;
放线菌纲Actinomycetes;分枝杆菌目Mycobacteriales;
分枝杆菌科Mycobacteriaceae;分枝杆菌属Mycobacteroides
脓肿分枝杆菌(Mycobacterium abscessus)是一种非结核分枝杆菌,存在于土壤、灰尘和水中,与引起结核病和麻风病的细菌有密切关系。脓肿分枝杆菌是一种日益公认的人类病原体,可导致多种临床表现,如颈部淋巴结,骨,关节,肺部感染,皮肤和软组织感染,播散性感染等。主要是引起呼吸系统疾病,症状类似结核。尤其在患有呼吸系统疾病的患者群体中患病率正在增加。治疗方法通常包括使用抗生素和其他药物,但由于其耐药性,治疗过程可能非常漫长且复杂。
1.1生物学特性
1.1.1培养特征
脓肿分枝杆菌属于NTM中的一类快生长分枝杆菌,在固体培养基上培养,快生长分枝杆菌在3-5 d内即肉眼可见菌落生长,多数在7 d内生长旺盛[1]。如图1分别为脓肿分枝杆菌在血平板(A)、巧克力平板(B)、营养琼脂平板(C)培养第5天的示意图。

图1 脓肿分枝杆菌平板培养
A:脓肿分枝杆菌在巧克力平板培养第5天,B:脓肿分枝杆菌在血平板培养第5天
C:脓肿分枝杆菌在营养琼脂平板培养第5天
1.1.2形态学特征
脓肿分枝杆菌表现出光滑(S)或粗糙(R)两形态型。S变体被认为是定植形式,可以转变为R变体,R变体本身与动物和人类宿主的毒力增加有关。这种S-to-R转变通常是由参与细胞壁糖肽脂(GPLs)合成和/或转运的基因中的插入缺失引起的。GPLs的存在(在S中)或丢失(在R中)伴随着重要的生理差异。虽然S变体更亲水性,能够增加滑动运动和生物膜形成,但聚集性R变体具有产生大型细菌蛇形索的高倾向。S和R变体可以被视为同一分离株的两个代表,它们可以在宿主中共存,并在宿主免疫下以不同的方式进化,从而导致不同的病理生理特征[2]如图2所示。

图2 脓肿分枝杆菌的光滑(S)和粗糙(R)形态型
1.1.3生化特征
脓肿分枝杆菌具备多种耐药相关酶系与毒力酶活性,且生物膜组分特征明确。该菌可产生内源性β-内酰胺酶,水解头孢菌素、碳青霉烯及青霉素类药物;表达氨基糖苷乙酰转移酶,修饰并灭活氨基糖苷类抗生素;同时含有ADP-核糖基转移酶,介导利福平耐药。其编码的磷脂酶C可破坏真核细胞膜,增强侵袭能力。该菌生物膜基质主要由胞外DNA、脂质、蛋白质及碳水化合物构成[3]。
1.2分布、传播与致病性
1.2.1分布与传播
脓肿分枝杆菌是一种非结核性分枝杆菌,是一种革兰氏阴性菌,广泛存在于自然界和动物体内,特别是人体皮肤和呼吸道。主要通过皮肤伤口、呼吸道、消化道等途径传播。
1.2.2致病性
脓肿分枝杆菌可侵犯人体不同部位,如颈部淋巴结,骨,关节,肺部感染,皮肤和软组织感染,播散性感染(肿瘤患者或患有艾滋病毒的人群)等。主要是引起呼吸系统疾病,症状类似结核。
1.3检测方法
(1)抗酸染色或荧光染色:脓肿分枝杆菌抗酸染色或荧光染色阳性,结合结核DNA检测,如果抗酸染色或荧光染色阳性,结核DNA阴性。可初步判断为非结核分枝杆菌感染。脓肿分枝杆菌抗酸染色或荧光染色阳性,结合MPB64抗原胶体金法检测,若样本MPB64抗原检测阴性,可初步判断为非结核分枝杆菌感染。但无法鉴定到脓肿分枝杆菌种。也无法区分死菌与活菌。
(2)飞行时间质谱技术:目前质谱仪鉴定的前提是细菌培养到单个菌落,才能进行检测,且仅能鉴定到脓肿分枝杆菌种,无法鉴定到其亚种。
(3)分子诊断技术:脓肿分枝杆菌的分子检测主要采用实时荧光定量PCR。其基本步骤包括:先从痰液、支气管灌洗液或培养菌落中提取DNA,再加入特异性引物、探针和PCR反应体系进行扩增,最后依据Ct值和荧光信号判定结果。该方法具有灵敏度高、特异性强和检测速度快等优点,可用于脓肿分枝杆菌复合群的快速鉴定及亚种区分[4-6]。
已有研究建立了针对脓肿分枝杆菌复合群的特异性实时PCR体系,其中常用靶标包括MAB2830和MAB2248。代表性引物如:MAB2830-F(5′-CCTCATCGAGGACGGTCAGA-3’)、MAB2830-R(5′-CACGAATCCGGGCAGCAATA-3’),以及MAB2248-F(5′-GTGACCGGTCTCGATCAGTT-3’)、MAB2248-R(5′-CATTGTCTGGCGTCAATGGC-3’),可用于区分脓肿分枝杆菌不同亚种[1]。此外,还可联合检测erm(41)和rrl等耐药相关基因,以辅助判断大环内酯类药物耐药性[4]。
1.4典型案例
脓肿分枝杆菌是一种广泛存在于土壤和水环境中的快速生长型非结核分枝杆菌,其在医疗相关水系统中的污染可导致聚集性暴发。2015年,美国佐治亚州亚特兰大地区曾报道一起儿童牙科诊所相关脓肿分枝杆菌感染事件。患儿在接受牙髓切开术后出现颌下和颈部淋巴结炎,病理检查提示肉芽肿性炎症,部分病例培养分离到脓肿分枝杆菌。流行病学调查显示,牙椅水路系统维护和监测不足,提示受污染供水系统是本次暴发的重要感染来源[7, 8]。
此外,脓肿分枝杆菌也可在医院供水系统中长期存在并成为院内感染来源。研究者曾从市政供水中分离到与临床病例基因型相近的脓肿分枝杆菌,提示自来水可能是人类感染的重要环境来源之一[9]。2022年,美国宾夕法尼亚州一所儿童机构又报告了一起与受污染用水相关的脓肿分枝杆菌暴发事件,表明该菌在医疗和照护场所中的水环境污染具有持续的公共卫生意义[10]。这些案例说明,加强供水系统监测、规范医疗用水管理和减少设备水路污染,是预防脓肿分枝杆菌相关感染的重要措施。
1.5防治对策
脓肿分枝杆菌的防治应坚持“早期诊断、规范治疗和环境控制并重”的原则。临床上应尽早结合培养、分子生物学检测及药敏试验明确病原,并根据菌种及耐药情况制定个体化治疗方案。由于脓肿分枝杆菌天然耐药性较强,治疗通常需联合使用多种抗菌药物,必要时配合病灶清创、引流或切除等外科处理。
在公共卫生和医院感染防控方面,应特别重视水环境管理。脓肿分枝杆菌可在供水系统、生物被膜及医疗设备水路中长期存活,因此应加强医疗用水监测,避免在侵入性操作中直接使用未经处理的自来水,并定期对牙椅水路、加温冷却装置及相关供水系统进行清洗消毒和维护。对高风险患者,尤其是免疫功能低下者和慢性肺病患者,应尽量减少受污染水源暴露,以降低感染风险。
参考文献
[1] 中华医学会结核病学分会, 《中华结核和呼吸杂志》编辑委员会. 非结核分枝杆菌病诊断与治疗专家共识. 中华结核和呼吸杂志, 2012, 35: 572-580.
[2] 聂文娟. 非结核分枝杆菌的菌种鉴定、药敏试验和耐药机制的研究. 北京市结核病胸部肿瘤研究所, 2014.
[3] Paula López-Roa, Jaime Esteban, María-Carmen Muñoz-Egea. Updated Review on the Mechanisms of Pathogenicity in Mycobacterium abscessus, a Rapidly Growing Emerging Pathogen. Microorganisms, 2023, 11: 90.
[4] Kehrmann J, Kurt N, Rueger K et al. A molecular-beacon-based multiplex real-time PCR assay to distinguish Mycobacterium abscessus subspecies and determine macrolide susceptibility. Journal of Clinical Microbiology, 2021, 59: e0045521.
[5] Kim K, Kim BJ, Shim TS et al. Development of a peptide nucleic acid-based multiprobe real-time PCR assay targeting the hsp65 gene for differentiation among Mycobacterium abscessus strains. Journal of Clinical Microbiology, 2015, 53: 1403-1405.
[6] Kim KJ, Hong SH, Kim BJ et al. Separation of Mycobacterium abscessus into subspecies or genotype level by direct application of peptide nucleic acid multi-probe real-time PCR method into sputum samples. BMC Infectious Diseases, 2015, 15: 307.
[7] Peralta G, Tobin-D’Angelo M, Parham A et al. Notes from the field: Mycobacterium abscessus infections among patients of a pediatric dentistry practice-Georgia, 2015. MMWR Morbidity and Mortality Weekly Report, 2016, 65: 355-356.
[8] Hatzenbuehler LA, Tobin-D’Angelo M, Drenzek C et al. Pediatric dental clinic-associated outbreak of Mycobacterium abscessus infection. Journal of the Pediatric Infectious Diseases Society, 2017, 6: e116-e122.
[9] Thomson R, Tolson C, Sidjabat H et al. Mycobacterium abscessus isolated from municipal water-a potential source of human infection. BMC Infectious Diseases, 2013, 13: 241.
[10] Sinkevitch JN, Paoline J, Smee A et al. Notes from the field: Mycobacterium abscessus outbreak related to contaminated water among ventilator-dependent residents of a pediatric facility-Pennsylvania, 2022. MMWR Morbidity and Mortality Weekly Report, 2023, 72: 1151-1152.
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