奇异变形杆菌(Proteus mirabilis

奇异变形杆菌(Proteus mirabilis),属于革兰氏阴性杆菌。变形杆菌广泛存在于水、土壤腐败的有机物以及人和动物的肠道中,为条件致病菌,多为继发感染,如慢性中耳炎、创伤感染等,也可引起膀胱炎、婴儿腹泻、食物中毒等。变形杆菌属包括普通变形杆菌、奇异变形杆菌、莫根变形杆菌、雷极变形杆菌和无恒变形杆菌。其中以普通变形杆菌和奇异变形杆菌与临床关系较密切,奇异变形杆菌和普通变形杆菌是仅次于大肠埃希菌的泌尿系统感染的主要病原菌,肾结石和膀胱结石的形成可能与变形杆菌感染有关,有的菌株可引起败血症、食物中毒、腹膜炎、脑膜炎等。

6.1生物学特性

6.1.1培养特征

在固体培养基上呈扩散生长,形成迁徒生长现象。若在培养基中加入0.1%石碳酸或0.4%硼酸可以抑制其扩散生长,形成一般的单个菌落。在SS平板上可以形成圆形、扁薄、半透明的菌落,易与其它肠道致病菌混淆。培养物有特殊臭味,在血琼脂平板上有溶血现象。能迅速分解尿素。

培养基配制配制不同硼酸浓度(0.1% 、0.2%和0.4%)的LB培养基(分别称取1 g、2 g 和 4 g 3个浓度的硼酸、10 g 氯化钠、10 g 胰蛋白脉、5 g 酵母提取物、15 g 琼脂粉至锥形瓶中,加蒸馏水定容至1 L,调pH 至7.0)。配制不同琼脂浓度( 1.5% 、2.5%和3.5%)的LB培养基(分别称取15 g.25 g和 35 g3个浓度琼脂粉、10 g 氯化钠、10 g胰蛋白豚、5 g酵母提取物至锥形瓶中,加蒸馏水定容至1L,调pH至7.0)。根据文献4配制LSW培养基(20 g 琼脂粉、0.4 g氯化钠、10 g 胰蛋白胀、5 g酵母提取物和5 ml甘油,加蒸馏水定容至1L,调pH至7.O)。高压灭菌冷却至56℃,倒平板,待凝固后4℃保存。

不同硼酸浓度的LB平板涂布法培养培养约24 h后,含0.1%硼酸LB培养基上形成大小适中、光滑、圆形的白色单个菌落,边缘清晰,未见迁徙现象;含0.2%硼酸LB培养基上可见数量较少的单个细小菌落,含0.4%硼酸LB培养基上未见菌落形成。继续培养约36 h后,含0.2%硼酸LB培养基上形成与0.1 %硼酸LB平板形态相同的单个菌落,含0.4%硼酸LB培养基上开始形成细小单个菌落,此时含0.1%硼酸LB培养基上菌落边缘出现模糊,发生迁徙现象,但仍能分辨单个菌落。继续培养约50 h后,含0.4%硼酸LB培养基也形成与0.1%硼酸LB平板形态相同的单个菌落,但菌落较小。此时,含0.2%硼酸LB培养基上菌落边缘也开始模糊,发生迁徙现象(图 2)。

图1奇异变形杆菌显微镜照片

图2 不同硼酸浓度的LB平板涂布法培养

6.1.2形态学特征

变形杆菌呈明显的多形性,有球形和丝状形,为周鞭毛菌,运动活泼。上生长良好,经2~3d培养后,菌落为圆形凸起、呈β-溶血。其形态呈圆形、扁平、无色、湿润半透明状(图3A);革兰氏染色可见形态不一的革兰氏阴性菌,主要是两端钝圆的长杆菌和短杆菌(图3B)[1]

图3奇异变形杆菌涂布培养照片

a .

c.

6.1.3生化特征

变形杆菌生化鉴定结果显示,菌株半固体琼脂、赖氨酸脱羧酶肉汤、硫化氢、尿素酶、MR-VP、甘露醇、山梨醇、蜜二醇、棉子糖试验阳性,赖氨酸脱羧酶肉汤、西蒙氏枸橼酸钠、蛋白胨水、肌醇、核糖醇试验阴性[1]

图4生化鉴定结果

奇异变形杆菌对β-内酰胺类、氨基糖苷类、氟喹诺酮类、四环素类等多种药物产生耐药性,从不同宿主分离的菌株其耐药性也存在一定的差异性,其主要原因可能与动物来源、生存的环境及抗生素使用情况有关[2]

6.2分布、传播与致病性

6.2.1 分布与传播

奇异变形杆菌广泛存在于水源、土壤和粪便中。作为肠道正常菌群之一,当人机体免疫力下降时也常会引发泌尿系统的感染,是仅次于大肠埃希菌的常见泌尿系统感染致病菌。奇异变形杆菌还可以引起中耳炎、创面感染,继而引发脑膜炎、腹膜炎等疾病。奇异变形杆菌中主要来源于尿液,占比47%,其次是痰液(12%)、阴道分泌物(8%)、脓液(8%)、尿道分泌物(6%)、耳拭子(6%)。科室分布以泌尿科为主,占24%,其次是老年病科,占14%,其中男性43例,女性57例,患者年龄以70岁以上的老年人居多(46%)[3]。很可能是通过粪口途径或环境传播

6.2.2 致病性

同株奇异变形杆菌存在多种不同的生长状态。通过环形接种、点种传代、革兰染色和鞭毛染色等方法观察同株奇异变形杆菌的形态学变化。同株奇异变形杆菌的生长速度、迁徙能力、生长形态及鞭毛形态发生变化。同株奇异变形杆菌存在不同的生长形态。 人类正面临着内、外环境的挑战,微生态环境作为一种重要的内环境对人体健康影响巨大。生命活动的本质是生物与内外环境形成的生态系统的平衡过程,而疾病多由各种干扰宿主的因素过度作用导致生态失调引起。奇异变形杆菌(Proteusmirabilis,PM)是一种重要的致病菌。

本菌属肠道正常菌群,为条件性致病菌。在动物正常情况下,本菌无致病作用,动物不会发病,当肠道功能受到扰乱,或机体抵抗力下降时方可致病,故本病多在应激情况下发生[4]

6.3检测方法

(1)奇异变形杆菌主要污染动物性食品,特别是肉类,因此应加大对动物性食品中奇异变形杆菌的监测力度,保障消费者的食用安全。有关奇异变形杆菌检测的通常采用传统的菌分离、生化反应进行鉴定,操作复杂,耗时较长,不适应日常食品卫生检测监督工作的需要。分子生物学方法如PCR、多重PCR 、实时荧光PCR等广泛应用于食源性致病菌的检测,克服了传统检测方法的不足。

(2)16s r RNA PCR鉴定及测序根据细菌基因组DNA提取试剂盒的说明书提取细菌DNA。以此为模板扩增细菌的16S r RNA序列,引物由生工生物工程(上海)股份有限公司设计合成。F:5′-AGAGTTTGATCMTGGCTCAG-3′;R:5′-GGTTACCTTGTTACGACTT-3’。PCR扩增反应总体系为20μL,反应体系:98℃预变性10 s,95℃变性30 s、51℃退火30 s、扩展30 s、35 cycle,72℃扩展2 min,4℃停止反应。PCR产物经1%琼脂糖凝胶电泳鉴定后,送生工生物工程(上海)股份有限公司进行测序,结果与Gen Bank数据库中登录基因序列进行同源性比对分析。

图5 16s r RNA PCR扩增结果M.DNA分子量标准[1]

6.4典型案例

女,49岁,由88年7月吃香蕉后引起腹泻,大便呈糊状,并伴有腹痛,每天大便次数为2-4次,特续一个多月,临床诊断为慢性肠炎,曾用过痢特灵,氯霉素,庆大霉素,卡那霉素治疗;效果不佳.后要求作大便培养及药敏试验.经分离培养,鉴定为奇异变形杆菌.通过药敏试验,提示丁胺卡那霉素敏感,使用该药三天后,病人腹泻仃止,大便恢复正常。

2018年1月9日,深圳检验检疫局从一名入境旅客中确诊1例奇异变形杆菌病例。该旅客为一名中年男性,1月4日从福田口岸入境,入境时步伐不稳,行动缓慢,工作人员立即将其带入医学排查室作进一步排查。经查,旅客自述已腹泻两日,并伴有肌肉痛、关节痛、身体乏力等症状,尚未就医,4周内无其他国家旅行史。检验检疫工作人员采集了肛拭子样本送医学实验室检测,并对医学排查室进行卫生消毒处理。得知检测结果后,工作人员已致电该旅客,告知其相关情况并嘱其尽快就医。

6.5防治对策

(1)为预防动物感染奇异变形杆菌,动物必须养在严格排除的房间,对免疫缺陷小鼠是必要的。

(2)奇异变形杆菌对动物设施常用的多数消毒剂都敏感。任何化学的或机械的消毒剂都可以用来清除环境中的奇异变形杆菌。许多从人体分离的奇异变形杆菌对喹诺酮类(恩诺沙星是常用的兽药的一种)和甲氧苄氨嘧啶/ 磺胺类药物敏感。不建议治疗。用抗菌剂治疗动物可以治疗临床症状,但很难解决带菌状态,抗生素治疗也不能清除垫料和笼盒表面的细菌。所以, 治疗只建议用来减轻临床症状或做净化前的额外保证措施。要想得到无奇异变形杆菌的动物, 动物应通过胚胎移植或子宫切除到无奇异变形杆菌的母体内进行净化。

(2)医院应加强全体医务人员对防治奇异变形杆菌的认识,并进行相关知识培训和指导, 掌握感染该菌的消毒、隔离、防护以及合理使用抗生素等预防和控制方法。

(3)国家和政府应出台相应的水生态管理法,严格管控工业废水、污水的排放,防治对水环境造成污染,致病微生物大量繁殖。

参考文献

[1]杨琦,周静,杨少毓等.1株樱桃谷鸭奇异变形杆菌的分离与鉴定.山东畜牧兽医,2023,44(12):10-13+16.

[2石建存,刘冬,张召兴等.仔貉腹泻性奇异变形杆菌分离鉴定、致病性及耐药性检测.家畜生态学报,2023,44(09):72-77.

[3] 石翯,楼正青.奇异变形杆菌的临床分布以及耐药性分析.中国卫生检验杂志,2023,33(06):692-694.

[4] 韩盛兰主编,鹿病防治手册,金盾出版社,2007.6,第201页。

[5] 徐传和,朱洪权,郑连荣,等.奇异变形杆菌培养及其药敏结果分析.2008,(12).

[6].Key biological processes and essential genes for Proteus mirabilis biofilm development inhibition by protocatechuic acid.International Journal of Food Microbiology,2024,412110570-.

[7] Determining the cytotoxicity of the Minimum Inhibitory Concentration (MIC) of silver and zinc oxide nanoparticles in ESBL and carbapenemase producing Proteus mirabilis isolated from clinical samples in Shiraz, Southwest Iran. BMC research notes,2024,17(1):40-40.

[8]Eylem K ,Cigdem O ,Gurkan B , et al.Severe Course of Lung Abscess due to Multidrug Resistant Proteus mirabilis and Escherichia coli.[J].The Pediatric infectious disease journal,2023,42(12):e495-e497.