类杆菌属

出处:按学科分类—医药、卫生 中国科学技术出版社《临床厌氧菌检验手册》第182页(3697字)

类杆菌属(Bateroides)是拟杆菌科的一个菌属。类杆菌科细菌是一群革兰氏阴性、直或弯曲或螺旋形的杆菌,运动或非运动,专性厌氧,有机化能异养菌,代谢碳水化合物,蛋白胨或中间代谢产物,大部分菌属的菌种能产生易测定的有机酸。类杆菌科包括15个菌属。类杆菌菌种列于表4-1中。

表4-1 类杆菌菌种、分离处和G+C值

1.形态和染色 革兰氏阴性无芽孢厌氧杆菌,无动力或周鞭毛有动力。菌体形态多呈多形性;不少的菌种中尖或末端大,形成空泡或丝状体。肉汤液体培养基的菌细胞比固体培养基易呈现多形态。培养基还原不充分或营养不足,或酸性产物常使菌细胞呈多形性。

2.培养性 在营养丰富的血琼脂平板培养基上,一般形成中或小的菌落(直径1~5mm),菌落多圆形,全缘,低凸,半透明或不透明,或灰白色,光滑,稍溶血或不溶血(血琼脂培养基上)。葡萄糖肉汤培养物多带光滑的混浊沉淀,最终pH低于6.0。脆弱拟杆菌群等部分菌种,在20%胆汁培养基中促进生长和触酶阳性。

许多解糖菌种能利用或需要CO2,并将其结合到琥珀酸中。许多菌种的生长需要氯化血红素。氯化血红素有高度刺激生长作用,尤其是琥珀酸能产生并解糖的菌种。一些菌种的生长需要维生素K1,维生素K1对这些菌种的生长也有明显的刺激作用。因此,在含有蛋白胨、酵母浸膏、维生素K和氯化血红素等的培养,适用于分离多数类杆菌、普氏杆菌。为测定普氏菌一些菌株产黑色素,还应使用冻溶脱纤维血。少数菌种需要含挥发性脂防酸或血清培养基。

专性厌氧。最佳培养环境气体是10%CO2,10%H2和80%N2。二氧化碳气体是多数解糖菌种所必需的,氢气主要用于消耗环境中的残存氧气(在钯催化下氢气与氧气结合成水),部分菌株代谢过程中也需要少量的氢气。

初代培养对氧化还原电势(Eh)有一定要求,当然菌种之间有所不同,种内相同的菌株也因所用的接种物的多少有所不同。一般来说Eh以不超过-100mv为限,-200mv生长良好,因此对于成功的初代培养基必须采取预还原措施以降低培养基的Eh和严格的厌氧环境。

在37℃和pH7.0左右生长最快,有些菌种在pH7.0以下的培养基中生长不良。血清或腹水(5%~10%),瘤胃液(10~30)%,吐温-80或油酸(0.02%),甲酸胺(0.2%),富酸盐(0.2%)和苯丙酸盐(0.9%)等添加剂可以促进生长。

3.抗原结构 类杆菌属的典型菌株是脆弱类杆菌,故以脆弱类杆菌为例概述类杆菌属的抗原结构。

(1)脂多糖“O”抗原:脆弱类杆菌待菌细胞壁脂多糖(LPS)是不完全的。脆弱类杆菌、普通类杆菌、吉氏类杆菌、3452同源群、多形类杆菌、凝固类杆菌、腐败类杆菌、锐利塔氏菌、分叉类杆菌等类杆菌胞壁多糖的核心部分无2-丙-3-脱氧辛酸(KDO)和庚糖。脂质A中不含10-羟基十四烷酸(即豆蔻酸),脂质A与多糖部分疏松相连。已查明脆弱类杆菌等LPS具有白细胞趋化作用,且能激活补体的第二途径。

(2)荚膜多糖抗原:已查明类杆菌属有荚膜株的菌种有脆弱类杆菌、普通类杆菌、多形类杆菌、卵形类杆菌、单形类杆菌。类杆菌的荚膜多糖具有免疫原性,能引起免疫T细胞依赖反应。宿主对抗脆弱类杆菌攻击时,具有保护作用的免疫T细胞属于Lyt1-2+3+细胞亚群(Ts/Tc),而不属于TH群。

类杆菌属与梭杆菌属间无血清学方面的联系。脆弱类杆菌与产黑色素普氏菌间血清学方面也无交叉反应。脆弱类杆菌等类杆菌的血清型研究尚无定论,其血清型最少有7个以上,即A、B、C、D、E1、E2、E1E2。脆弱类杆菌群之间如脆弱类杆菌、多形类杆菌、普通类杆菌、吉氏类杆菌、卵圆类杆菌等之间有一种以上的血清型存在,种间还有交叉反应,但比同种抗原与相应的抗体反应弱得多,这说明存在群和种的二类抗体。

4.R因子及传递和遗传控制 无芽孢专性厌氧菌类杆菌的大部分菌株对青霉素、氨基糖苷类抗生素耐药,近年并发现有上升趋势,耐药性质粒(即R因子O和转座子在厌氧菌中的出现无疑会有利于耐药性的扩散,这不仅会影响临床治疗效果,甚至会出现耐药菌株引起院内感染的爆发性流行,因此耐药性问题令人瞩目。

脆弱类杆菌(92)对克林达霉素、红霉素、四环素等耐药。现已证明此菌株带有一个R质粒称为PBF4(亦称为PIP410,MW41Kb),介导克林达霉素和红霉素的抗性。该质粒可进行种内与种间传递,但同源性种内传递频率比种间高1000倍。利用内切酶图谱和电镜分析PBF4及其脱失体,证明EcoR1-P片断与克林达霉素抗性基因的表达有关。此外尚有PBFM10自发脱失体,PBF4与PBFM10的分子量不同,但均可由于质粒DNA特性片断的缺失形成寻药物敏感的衍生体,用DNA杂交试验确定了两个质粒之间的同源性关系。最近利用构建的穿梭载体系统进一步研究,获得了PBF4所携带的克林达霉素-红霉素耐药性基因位于转座子上的证据,将其命名为TN4351。以后又证实类杆菌的克林达霉素抗性至少有两个不同的基因编码。还发现卵形类杆菌(IB106)携带可传递性质粒PIB136(806Kb),多形类杆菌199p带有可传递质粒PCPI(15Kb)都赋予克林达霉素抗性,它们与PF44和PBEM10的克林霉素基因在厌氧中转座作用已不可忽视。

此外,非质粒介导的接合样耐药性传递过程似乎是厌氧菌独特的较为普遍的耐药性传递过程。如带有PBF4和PBEM10的代菌株都对四环素耐药,尽管使用多种DNA分离方法,都没有证明对四环素抗性的传递与质粒有关,而接合传递试验中获得对四环素敏感传递的结合体,说明对四环素抗性基因不是位于质粒上。当前对四环素抗性成分的分子性质未明,许多学者认为它可能是一种自身可传递的转座子,类似粪链球菌的Tn916。这种抗性传递在其他脆弱类杆菌、难辨梭菌等中都有报道。除了对四环素的抗性外,类似情况在克林达霉素、氨苄青霉素、头孢羟唑等抗性传递中也有报道。

就目前资料来看,厌氧菌的耐药性质粒毕竟不像耐需氧菌或兼性厌氧菌那样普遍,更常见的是耐药性基因位于染色体上。许多研究已表明,脆弱类杆菌群决定青霉素和头孢菌素类的β-内酰胺酶的基因由染色体携带。此外,厌氧菌自身结构和代谢的特点,如不能进行有氧呼吸,氨基糖苷类药物缺乏有效的运输系统进入细胞内,这就决定了此类细菌对氨、基糖苷类抗生素的天然耐药性。

5.DNA中G+C含量和其他 类杆菌属的细菌中DNA的G+C含量为29~61mol%。现已知类杆菌属共包括21个菌种,其中脆弱类杆菌(ATCC25285,NCTC9343)为典型菌种。类杆菌属从人、动物、昆虫的体腔,软组织感染,污水中可分离,许多菌种有病原性。

6.实验室诊断 类杆菌属21个菌种中与人类厌氧菌感染症关系密切的约为10个菌种。类杆菌属与梭杆菌属等革兰氏阴性无芽孢厌氧菌的鉴定,除了选择性培养基生长、菌落形态和菌体特征外,主要依靠菌的终末代谢产物的气相色谱分析结果和DNA同源性测定的结果。如终末代谢产物以丁酸为主,伴有丙酸、乙酸、乳酸等产物的是梭杆菌属,而类杆菌属一般无丁酸产生,即使有少量丁酸产生,同时还伴有异丁酸和异戊酸等产生。其实验室诊断依据生化性状、耐性、抗生素敏感性、终末代谢产物、DNA中G+C(mol%)和同源性测定等结果。详见表4-2。

表4-2 类杆菌的菌种鉴定

注:糖发酵+为阳性,pH5.5以下;-为阴性,pH>5.7;W为弱反应;奶a为产酸;c为凝块;p为胨化;V为不定(可变结果);A为乙酸;P为丙酸;B为丁酸;F为甲酸;iB为异丁酸;iV为异戊酸;V为戊酸;iC为异己酸;C为己酸;Pa为苯乙酸,py为丙酮酸;L为乳酸;S为琥珀酸;英文大写字母为产值>1meq,小写字母<1meq(毫当量);括号为可能产生

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