鸟分枝杆菌(Mycobacterium avium)
物种名:鸟分枝杆菌/鸟分枝杆菌复合群
拉丁学名:Mycobacterium avium
分类学地位:细菌界Bacteria;放线菌门Actinomycetota; 放线菌纲Actinobacteria;棒杆菌目Corynebacteriales; 分枝杆菌科Mycobacteriaceae;分枝杆菌属Mycobacterium
鸟分枝杆菌(Mycobacterium avium)是非结核分枝杆菌中重要的一种,广泛存在于自然界,可感染鸟类、哺乳动物及人类。其致病性与宿主免疫状态密切相关,尤其在免疫缺陷人群中可导致严重疾病。可表现为慢性咳嗽、咳痰、低热、乏力、消瘦,影像上可见结节、支气管扩张、空洞等表现,而淋巴结炎常见于儿童,主要表现为颈部淋巴结慢性肿大。
1.1生物学特性
1.1.1培养特征
鸟分枝杆菌在Lowenstein-Jensen培养基上生长缓慢,需要4-8周可见乳白色或淡黄色菌落,表面光滑或略粗糙,具有一定的黏性[1]。

图1 从左到右为对照组、结核分枝杆菌、鸟分枝杆菌和戈登分枝杆菌的罗氏培养基斜管[2]
1.1.2形态学特征
鸟分枝杆菌为革兰氏阳性、不形成芽孢的抗酸性杆菌,在显微镜下呈直杆或弯杆状,单个或成群排列。细胞壁富含分枝杆菌酸,使其在抗酸染色下呈红色杆
状,对酸、碱、干燥及多种消毒剂具有较强抵抗力[3]。
图2 小鼠肝巨噬细胞吞噬体内鸟分枝杆菌的薄切片电子显微照片(×80640)[4]
1.1.3生化特征
鸟分枝杆菌属于专性需氧菌。对外界环境有较强抵抗力,可在土壤、水体、动物粪便中长期存活。最适生长温度约为37-42℃[5]。鸟分枝杆菌普遍对多种抗生素表现出天然耐药性,其原因包括:(1)细胞壁屏障作用:细胞壁中分枝菌酸含量高,阻碍药物进入;(2)外排泵系统:MmpL等外排泵蛋白可主动排出药物;(3)靶点修饰:例如对大环内酯类药物的耐药与23S rRNA基因突变相关。(4)生物被膜形成:在环境中形成生物被膜,可增强耐药性和持久存活。
1.1.4分子生物学特征
鸟分枝杆菌基因组大小约4.8-5.6 Mb,G+C含量约为69%-70%。编码基因大约4500-5500个[6],其中包括许多与脂质代谢、细胞壁合成和抗药性相关的基因。
1.2分布、传播与致病性
1.2.1分布与传播
鸟分枝杆菌的生态分布广泛,既存在于野生鸟类和家禽体内,也能在土壤、水体及灰尘中检测到。鸟类之间主要经粪便污染饲料和饮水传播。而人类感染途径包括吸入含菌气溶胶、饮用受污染水源和食物。在医院环境中,水管系统亦可成为潜在传播源[7]。
1.2.2致病性
鸟分枝杆菌,广泛存在于自然环境中,既能引起鸟类及家畜的慢性疾病,也可导致人类尤其是免疫缺陷人群的严重感染,而其广泛的天然耐药性又给治疗带来挑战。
人类感染鸟分枝杆菌致病主要为肺部感染,表现为慢性支气管扩张样症状,咳嗽、咯痰、咯血。儿童感染时常见表现为淋巴结炎,播散性感染见于HIV/AIDS患者,症状包括持续发热、体重下降、贫血和肝脾肿大[8]。
动物比如鸟类感染鸟分枝杆菌可引起慢性消耗性疾病,常见肝脾肠道结节。猪和牛感染后淋巴结肿大,屠宰检验时易与结核病混淆[9]。
1.3检测方法
- 传统方法:膜过滤富集为最优方法,水样经0.45 μm滤膜过滤后,滤膜洗脱研磨;自来水样本用0.005%氯化十六烷基吡啶(CPC)室温去污染30分钟,无需添加硫代硫酸钠中和余氯。接种于Middlebrook 7H10、7H11固体培养基与罗氏斜面上,分别在32℃、35℃及35℃ CO₂条件下培养,每周观察,3周判定结果;配合抗酸染色确认菌体,结合菌落形态与生长特征完成鉴定,全程不依赖分子手段[10]。
- 分子生物学方法:Chern等[11]研究建立靶向鸟分枝杆菌16S rRNA基因的TaqMan荧光定量PCR检测方法,适用于饮用水生物膜样本。先采用滤膜过滤富集生物膜样本,经玻璃珠破碎法提取DNA;以TaqMan探针法进行qPCR扩增,反应体系含内标质控以排除抑制干扰,扩增条件为50℃ 2 min、95℃ 10 min,40个循环的95℃ 15 s与60℃ 1 min。该方法特异性100%,可稳定检出约1000个靶细胞,结合标准曲线实现绝对定量,快速检测饮用水生物膜中的鸟分枝杆菌。
表1 鸟分枝杆菌TaqMan荧光定量PCR引物与探针序列
| 引物名称 | 引物序列(5’→3’) |
| 正向引物F | GGGTGAGTAACACGTGTGCAA |
| 反向引物R | CCAGAAGACATGCGTCGTGA |
| 探针P | TGCACTTCCGGATAAGCCTGGGAAA |
1.4典型案例
1997年,加拿大温尼伯有五位健康人使用被鸟分枝杆菌复合群污染的热水浴缸后出现呼吸道症状,胸片、痰液和肺活检中分离出鸟分枝杆菌;水样中亦有检出。类似在气雾中引发鸟分枝杆菌相关的肺部刺激或感染[12]。
在美国宾夕法尼亚州费城郊区开展的一项研究中,研究人员从多数鸟分枝杆菌肺病患者家庭的厨房和浴室管道生物被膜样本中分离到鸟分枝杆菌。对患者呼吸道分离株与家庭管道分离株进行VNTR分型和全基因组测序比较发现,21例鸟分枝杆菌病患者中有11例(52.4%)的呼吸道分离株与其家庭管道分离株基因型一致,提示家庭供水和管道系统可能是鸟分枝杆菌感染的重要环境来源之一[13]。
1.5防治对策
防止鸟分枝杆菌感染需要加强养殖环境卫生,减少粪便和水源污染。医院应注意供水系统清洁,避免气溶胶传播。高危人群应尽量避免接触可能被污染的水源或鸟类[14]。
参考文献
[1] Wright EL, Zywno-Van Ginkel S, Rastogi N et al. Monoclonal infection involving Mycobacterium avium presenting with three distinct colony morphotypes. Journal of Clinical Microbiology, 1996, 34: 2475-2478.
[2] Häggström M. Slant tubes of Löwenstein-Jensen medium with control, M. tuberculosis, M. avium and M. gordonae. Wikimedia Commons, 2023-09-28.
[3] Inderlied CB, Kemper CA, Bermudez LE. The Mycobacterium avium complex. Clinical Microbiology Reviews, 1993, 6: 266-310.
[4] Rulong S, Aguas AP, da Silva PP, Silva MT. Intramacrophagic Mycobacterium avium bacilli are coated by a multiple lamellar structure: freeze fracture analysis of infected mouse liver. Infection and Immunity, 1991, 59: 3895-3902.
[5] Guenette S, Williams MD, Falkinham JO 3rd. Growth temperature, trehalose, and susceptibility to heat in Mycobacterium avium. Pathogens, 2020, 9: 657.
[6] Turenne CY, Wallace R Jr, Behr MA. Mycobacterium avium in the postgenomic era. Clinical Microbiology Reviews, 2007, 20: 205-229.
[7] Falkinham JO. Pathogenic mycobacteria in water: a guide to public health consequences, monitoring and management. Geneva: World Health Organization, 2004: 26-38.
[8] Kazda J, Pavlik I, Falkinham JO 3rd et al. The ecology of mycobacteria: impact on animal’s and human’s health. Springer, 2010.
[9] Thorel MF, Huchzermeyer H, Weiss R et al. Mycobacterium avium infections in animals. Literature review. Veterinary Research, 1997, 28: 439-447.
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[11] Chern E C, King D, Haughland R et al. Evaluation of quantitative polymerase chain reaction assays targeting Mycobacterium avium, M. intracellulare, and M. avium subspecies paratuberculosis in drinking water biofilms. Journal of Water and Health, 2015, 13: 131-139.
[12] Embil J, Warren P, Yakrus M et al. Pulmonary illness associated with exposure to Mycobacterium avium complex in hot tub water: hypersensitivity pneumonitis or infection? Chest, 1997, 111: 813-816.
[13] Thomson R, Tolson C, Huyck H et al. Mycobacterium avium in community and household water, suburban Philadelphia, Pennsylvania, USA, 2010-2012. Emerging Infectious Diseases, 2019, 25: 473-481.
[14] Mijs W, de Haas P, Rossau R et al. Molecular evidence to support a proposal to reserve the designation Mycobacterium avium subsp. avium for bird-type isolates and M. avium subsp. hominissuis’ for the human/porcine type of M. avium. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 2002, 52: 1505-1518.
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