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肠杆菌科(Enterobacteriaceae)细菌是由许多菌属组成的生物学性状相似的革兰阴性杆菌,广泛分布于自然界,多数是人肠道的正常菌群,部分细菌致病性较强。现已发现31个属、120多个菌种,其中包括能引起烈性传染病的鼠疫耶尔森菌;能引起腹泻和肠道感染的埃希菌属、志贺菌属、沙门菌属和耶尔森菌属;与医院感染相关的枸橼酸菌属、克雷伯菌属、肠杆菌属、泛菌属、沙雷菌属、变形杆菌属、普罗威登菌属和摩根菌属。与医学相关的有24个菌属,临床上常见的有14个菌属,分离到的有40种以上。
一、分类
肠杆菌科历史上分类命名比较混乱,近年来采用生化反应、抗原分析、核酸杂交和序列分析等进行分类。《伯杰氏系统细菌学手册》第二卷描述该科至少有44个属,176个菌种,其中包括能引起腹泻和肠道感染的埃希菌属、志贺菌属、沙门菌属、耶尔森菌属(能引起我国甲类传染病的鼠疫耶尔森菌属于该属),与医院感染相关的枸橼酸菌属、克雷伯菌属、肠杆菌属、泛菌属、沙雷菌属、变形杆菌属、普罗威登菌属和摩根菌属等。
二、生物学特性
(一)形态与染色
肠杆菌科均为革兰阴性中等大小杆菌,有菌毛,无芽胞。部分菌株有荚膜或包膜等。志贺菌属、克雷伯菌属、鼠疫耶尔森菌无鞭毛,其余均为周毛菌。
(二)营养要求与培养
营养要求不高,普通琼脂生长良好,最适培养温度为35~37℃,需氧或兼性厌氧,最适pH6.8~7.8。
(三)生化反应
肠道杆菌具有丰富的酶,生化反应活跃,但各不相同,对糖、蛋白质分解能力差异较大,代谢产物各不相同。乳糖发酵试验在初步鉴别肠杆菌科致病菌和非致病菌上有重要意义,一般非致病菌能分解乳糖,而致病菌多数不能分解乳糖。肠杆菌科细菌多发酵葡萄糖产酸、氧化酶阴性、触酶阳性、硝酸盐还原试验阳性。
(四)杭原构造
肠道杆菌包括菌体(O)抗原、鞭毛(H)抗原和表面抗原(图16-1)。
图16-1肠道杆菌抗原结构模式图
1.0抗原 为细菌细胞壁成分,其化学成分为脂多糖,血清凝集为颗粒状。O抗原耐热,100℃不被破坏,O抗原又有类属抗原和特异性抗原之分,类属抗原可引起交叉反应。
2. H抗原 为鞭毛蛋白,血清凝集为絮状。不耐热,60℃ 30 min即被破坏,多数肠道细菌鞭毛抗原特异性强。
3.表面抗原 是包绕在O抗原外表的不耐热多糖抗原的统称,能阻止O抗原凝集,但60℃ 30 min可去除之。表面抗原在不同菌属有不同名称,如大肠埃希菌和志贺菌称为K抗原,伤寒沙门菌称为Vi抗原等。
(五)遗传变异现象
肠杆菌科细菌易出现变异菌株。除自发突变外,可以通过转导、接合或溶原性转换等转移遗传物质,使受体菌获得新的性状而导致变异。常见的变异类型如下。①S-R变异:标本初次分离的细菌,菌体有特异性多糖,菌落为光滑(S)型。反复人工传代后,其胞壁特异性多糖链消失,菌落可变为粗糙(R)型。②H-0变异:有鞭毛细菌失去鞭毛,动力随之消失。还可出现耐药变异、生化变异等,这些变异对细菌的鉴定、临床诊断及治疗都有一定影响。
(六)抵杭力
抵抗力不强,加热60℃ 30 min即死亡,易被一般化学消毒剂杀灭,常用氯进行饮水消毒。胆盐、煌绿等染料对非致病性肠杆菌科细菌有抑制作用,肠道选择培养基有助于分离致病性肠杆菌科细菌。
三、临床意义
肠道杆菌科的细菌可引起各种感染,其中有些细菌是医院感染的重要病原菌。临床分离菌中约50%是肠杆菌科细菌,临床分离的革兰阴性杆菌中约80%是肠杆菌科细菌,临床上50%的菌血症、70%的泌尿系统感染是肠杆菌科细菌引起的。
四、微生物学检验
(一)标本采集
1.肠道外感染采集血液、脑脊液、体液、痰、脓液、尿液等。
2.肠道感染采集粪便、肛拭子等。
(二)分离培养
1.肠道外感染 无菌部位标本可直接接种于血平板,有正常菌群污染的标本需接种于血平板和肠道选择平板,如麦康凯(MAC)平板或伊红亚甲蓝(EMB)平板。血液、脑脊液标本应先增菌。
2.肠道感染 常用的分离培养基包括非选择培养基(如血琼脂)、弱选择鉴别培养基(如MAC)和沙门菌及志贺菌强选择鉴别培养基(如SS)。
(三)鉴定
1.鉴定方法
(1)常规生化鉴定:常见肠杆菌科细菌生化鉴定见表16-1。
表16-1常见肠杆菌科细菌生化鉴定
注:A,产酸;K,产碱;++,强阳性;+,90%以上菌株阳性;-,90%以上菌株阴性;+/-,50%~90%菌株阳性:一/+,50%~90%菌株阴性;a,22~25℃阳性,35℃阴性。
(2)助鉴定试剂盒:标准化和商品化的微生物鉴定试剂盒可供临床实验室选用。其优点是质量可靠、稳定、鉴定能力强。
(3)血清学鉴定;埃希菌属、志贺菌属、沙门菌属及耶尔森菌属等鉴定时,除生化反应符合外,还需用抗血清进行血清学鉴定。
(4)分子生物学鉴定:利用分子生物学鉴定技术可鉴定到科、属、种和血清型,甚至可区分致病菌株和非致病菌株。目前条件受限,尚不能普及。
2.鉴定步骤应遵循科、属、种的鉴定秩序。
(1)确定为肠道杆菌科:与其他革兰阴性杆菌区别见表16-2。
表16-2肠道杆菌科细菌与其他革兰阴性杆菌区别
(2)科内鉴别:证实为肠杆菌科后,可直接用自动仪器或商品鉴定试剂盒鉴定到属、种;也可用手工鉴定,根据苯丙氨酸脱氨酶试验和VP试验,将肠杆菌科的细菌分为三组(表16-3)。
表16-3根据苯丙氨酸脱氨酶试验和VP试验将肠杆菌科细菌分组
3。检测抗体用已知抗原检测患者血清中相应抗体,协助诊断疾病,如肥达反应。
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