雷氏普罗威登斯菌(Providencia rettgeri)
物种名:雷氏普罗威登斯菌
拉丁学名:Providencia rettgeri
分类学地位:细菌界Bacteria;变形菌门Proteobacteria;
γ-变形菌纲Gammaproteobacteria;肠杆菌目Enterobacterales;
摩根菌科Morganellaceae;普罗威登斯属Providencia。
雷氏普罗威登斯菌(Providencia rettgeri)是一种革兰氏阴性杆状细菌,属于摩根菌科普罗威登斯属成员。该菌广泛存在于环境以及动物肠道中,通常作为机会性病原菌,可在人类中引起尿路感染、血流感染等多种感染性疾病。近年来,随着临床感染病例增加及耐药菌株的出现,P. rettgeri逐渐受到医院感染监测领域的关注[1]。
1.1 生物学特性
1.1.1 培养特征
雷氏普罗威登斯菌为兼性厌氧菌,在普通培养基中可以生长,常用营养琼脂、血琼脂等培养基进行分离培养,适宜生长温度为35-37℃。在营养琼脂平板上培养后可形成圆形、光滑、湿润、半透明至灰白色菌落,部分菌株菌落可表现为轻微扩散生长特征。在血琼脂平板上,P. rettgeri通常形成光滑、灰白色菌落,多数菌株不产生明显溶血现象;在Endo琼脂等鉴别培养基上可形成无色或浅色菌落[1]。

图1 Providencia rettgeri在不同培养基上的培养结果
A:羊血琼脂平板上的菌落形态[2];B:Endo琼脂平板上的菌落形态[3]。
1.1.2 形态学特征
雷氏普罗威登斯菌为革兰氏阴性菌,经革兰染色后菌体呈红色,属于短小杆状细菌。菌体大小约为(0.5-0.8) μm × (1.0-3.0) μm,菌体两端钝圆,多数以单个或成对形式存在,不形成芽孢。该菌具有周生鞭毛,能够运动,部分菌株可产生菌毛结构,有助于细菌在不同环境中的附着和生存[1]。在光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)及透射电子显微镜(TEM)观察下,P. rettgeri呈典型短杆状形态,部分细胞可表现为排列较松散的杆状结构[4]。

图2 Providencia rettgeri细胞显微形态特征
A:光学显微镜照片;B:扫描电子显微镜(SEM)照片;C:透射电子显微镜(TEM)照片;D:能量过滤透射电子显微镜(EF-TEM)元素成像照片。
1.1.3 生化特征
雷氏普罗威登斯菌具有肠杆菌科细菌典型的生化代谢特征。该菌能够利用葡萄糖进行发酵并产生酸,通常不产生气体;由于缺乏乳糖发酵能力,在麦康凯琼脂等鉴别培养基上一般形成无色菌落。该菌氧化酶试验阴性,过氧化氢酶试验阳性,并具有苯丙氨酸脱氨酶活性[1]。
在常规生化鉴定中,P. rettgeri多表现为吲哚试验阳性,尿素酶试验阳性,硫化氢产生试验阴性,V-P试验阴性。由于不同菌株之间部分糖类利用能力存在差异,实际鉴定过程中通常结合API 20E、生化鉴定系统或分子方法进行种水平鉴定[5]。
1.1.4 分子生物学特征
雷氏普罗威登斯菌的基因组主要由一条环状染色体组成,部分菌株可携带质粒等额外遗传元件。完整基因组测序显示,P. rettgeri 染色体大小约为4.3 Mb,GC含量约为40.51%,包含3887个编码序列(CDSs)[6]。部分临床分离株携带可移动遗传元件,并含有与抗菌药物耐受相关的基因,如NDM-1金属β-内酰胺酶编码基因[7]。
1.2 分布、传播与致病性
1.2.1 分布与传播
雷氏普罗威登斯菌广泛存在于自然环境中,可分布于土壤、水体、污水以及人和动物肠道环境中,是一种条件致病菌。该菌可通过受污染的环境、医疗器械以及人与人接触等途径传播。临床感染主要发生于医院环境,尤其常见于长期住院、留置导尿管及免疫功能低下患者,可引起泌尿系统、血液及伤口等感染[8]。
1.2.2 致病性
雷氏普罗威登斯菌是一种条件致病菌,主要引起机会性感染。该菌可存在于人体肠道及环境中,在正常情况下通常不会导致疾病,但当宿主免疫功能降低或受到医疗因素影响时,可侵入机体并引发感染。其感染对象主要包括长期住院患者、老年患者、免疫功能低下患者以及接受侵入性医疗操作的人群,常见感染类型包括泌尿系统感染、菌血症、伤口感染和呼吸道感染等[8]。
雷氏普罗威登斯菌的致病能力与多种细胞结构和功能特征有关。菌毛能够促进细菌黏附于宿主细胞或医疗器械表面,有利于细菌在感染部位定植;鞭毛可增强细菌运动能力,促进其在宿主环境中的扩散。作为革兰氏阴性菌,P. rettgeri外膜中的脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)具有内毒素活性,可诱导宿主产生炎症反应[1]。此外,部分菌株能够形成生物膜,提高其在导尿管等医疗材料表面的存活能力,并增加感染治疗难度。
除局部感染外,P. rettgeri还可进入血液循环,引起菌血症甚至败血症。近年来,部分携带耐药相关遗传元件的菌株被发现,其耐药特性进一步增加了临床治疗难度[7]。根据感染部位和临床表现,P. rettgeri相关感染类型见表1。
表1 Providencia rettgeri感染类型及相关疾病
| 感染类型 | 相关疾病 |
| 泌尿系统感染 | 导尿管相关尿路感染、复杂性尿路感染 |
| 血流感染 | 菌血症、败血症 |
| 皮肤及软组织感染 | 创面感染、术后感染 |
| 呼吸系统感染 | 医院获得性呼吸道感染 |
| 其他机会性感染 | 腹腔感染等 |
1.3 检测方法
分子生物学检测方法:污水或染料废水中雷氏普罗威登斯菌可先培养分离,再用16S rRNA基因PCR鉴定。常用27F(5′-AGAGTTTGATCMTGGCTCAG-3’)与1492R(5′-TACGGYTACCTTGTTACGACTT-3’)扩增约1 500 bp,产物纯化后双向Sanger测序,并以参考菌株序列和系统发育树确认。染料废水菌株ODO即通过16S rRNA测序鉴定为雷氏普罗威登斯菌,并在24 h内实现94% ± 0.56%的脱色率。该PCR适于纯培养物的可靠种属确认,但原研究未报告未经培养水样的检测限,不能据此直接量化环境浓度[9]。
1.4 典型案例
尼日利亚研究人员从染料厂废水中分离菌株ODO,经16S rRNA基因测序鉴定为雷氏普罗威登斯菌。该菌以废水作为唯一碳氮源,在24 h内实现94% ± 0.56%的脱色率,最适条件为pH 7-8、30-35℃。研究未报告人群感染,说明受有机物污染的工业废水可富集该菌;若用于生物处理,应在受控反应器内运行并对出水活菌进行消毒控制[9]。
1.5 防治对策
防控雷氏普罗威登斯菌感染的关键在于减少环境传播和加强医院感染管理。医疗机构应严格执行手卫生制度,加强医疗器械消毒,尤其是对导尿管等侵入性器械进行规范管理,减少由器械相关感染引起的传播风险。对于长期住院及免疫功能低下患者,应加强感染监测,及时发现并治疗感染病例[8]。
由于部分P. rettgeri菌株具有较强的耐药性,临床治疗前应进行药敏试验,根据检测结果合理选择抗菌药物,避免不规范用药导致耐药菌株进一步传播。同时,加强污水处理和环境消毒,减少医院及自然环境中该菌的传播[7]。
参考文献
[1] O’Hara C. M., Brenner F. W., Miller J. M. Classification, identification, and clinical significance of Proteus, Providencia, and Morganella. Clin Microbiol Rev, 2000, 13: 534–46.
[2] Library Public Health Image. https://www.publicdomainfiles.com/show_file.php?id=13546620612902.
[3] microbiologyinpictures. https://www.microbiologyinpictures.com/bacteriainphotos/providencia-rettgeri.html?utm_source=chatgpt.com.
[4] Salaskar Darshana A., Padwal Mahesh K., Gupta Alka, et al. Proteomic Perspective of Cadmium Tolerance in Providencia rettgeri Strain KDM3 and Its In-situ Bioremediation Potential in Rice Ecosystem. Frontiers in Microbiology, 2022, Volume 13 – 2022.
[5] Belmahi S., Saddari A., Zrouri H., et al. Wound infection with multidrug-resistant Providencia rettgeri: About a case report and littérature review. IDCases, 2024, 38: e02115.
[6] Udaondo Z., Abram K. Z., Gulley T., et al. Complete Genome Sequence of a Non-Carbapenemase-Producing Carbapenem-Resistant Providencia rettgeri Strain Isolated from a Clinical Urine Sample in Arkansas. Microbiol Resour Announc, 2022, 11: e0047422.
[7] Tada T., Miyoshi-Akiyama T., Dahal R. K., et al. NDM-1 Metallo-β-Lactamase and ArmA 16S rRNA methylase producing Providencia rettgeri clinical isolates in Nepal. BMC Infect Dis, 2014, 14: 56.
[8] Malviya Meenal, Kale-Pradhan Pramodini, Coyle Meredith, et al. Clinical and Drug Resistance Characteristics of Providencia Infections. Microorganisms, 2024, 12: 2085.
[9] Osuntoki A, Awotula A, Olukanni O. Kinetics of the decolourization of a dyehouse effluent by Providencia rettgeri ODO. International Journal of Environmental Studies, 2013, 70: 515-526.
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