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蠟樣芽孢桿菌
來源:互聯網

蠟樣芽孢桿菌(學名:Bacillus cereus)屬于芽孢桿菌科芽孢桿菌屬的一種革蘭氏陽性菌,廣泛分布于自然界中,是一種食物中毒病原菌

蠟樣芽孢桿菌最初于1887年由弗蘭克蘭在牛棚的空氣中分離出來。第一起蠟樣芽孢桿菌食物中毒早在1906年就有報告,但直至1950年才明確其病因。該菌兩端較平整,革蘭氏陽性大桿菌,大小為(1~1.5)μm×(3~5)μm,呈短鏈狀排列,有周鞭毛,能運動,不形成莢膜,可形成芽孢,芽孢呈橢圓形,位于菌體的中央或稍偏一端,芽孢小于菌體直徑。為兼性厭氧性,對營養要求不高,生長溫度范圍20~45℃,10℃以下生長緩慢或不生長。該菌繁殖體不耐熱,其芽孢需經100℃、30min殺死,干熱120℃、1h殺死。該菌產生兩種腸毒素,其致病因子包括施普善(cereolysin)和磷脂酶C(Phospholipase C)。

引起蠟樣芽孢桿菌中毒的食品主要有剩米飯、米粉、米酒、剩菜等;通過灰塵、土壤、蒼蠅、昆蟲、不潔的用具與容器污染食品;食物中毒是由于食物中帶有大量活菌和該菌產生的腸毒素引起的。中毒癥狀因其產生的毒素不同可分為嘔吐型和腹瀉型兩類,臨床表現分別為惡心、嘔吐、頭暈等;腹瀉、腹痛和水樣便等。嘔吐型主要由耐熱腸毒素引起,腹瀉型由不耐熱腸毒素引起。

蠟樣芽孢桿菌食物中毒在臨床上具有自限性疾病的特點,病情較輕,病程短,一般不超過12h。一般患者的治療都采取對癥治療;通常不建議給予止吐和止瀉藥物,可給予靜脈補充生理鹽水或平衡鹽溶液,預防脫水。病情嚴重者可使用抗生素治療,通常選用頭孢類或大環內乙酰螺旋霉素。預防措施為嚴格執行食品安全操作規范,剩飯及其他熟食品在食用前須加熱至100℃等。

歷史

蠟樣芽孢桿菌最初于1887年由弗蘭克蘭在牛棚的空氣中分離出來。由于該菌無處不在,所以食品材料受到該菌污染的事件屢見不鮮。

病原學

形態與染色特性

該菌兩端較平整,革蘭氏陽性大桿菌,大小為(1~1.5)μm×(3~5)μm,呈短鏈狀排列,有周鞭毛,能運動,不形成莢膜,可形成芽孢,芽孢呈橢圓形,位于菌體的中央或稍偏一端,芽孢小于菌體直徑。

培養特性

需氧菌,對營養要求不高,生長溫度為25~37℃,以32℃為最適。在普通瓊脂上形成3~10mm、乳白色、不透明、表面粗糙似毛玻璃樣或融蠟狀、邊緣常呈擴散狀菌落。在甘露醇卵黃多黏菌素(MYP)瓊脂平板上,菌落為紅色(表示不發酵甘露醇)、環繞粉紅色的暈(表示產卵磷脂酶)。在血瓊脂上呈草綠色溶血性貧血。在肉湯中生長迅速、渾濁,常形成菌膜或菌環,搖振易乳化

生化特性

該菌分解葡萄糖、麥芽糖、蔗糖、水楊苷海藻糖,不分解乳糖、甘露醇、鼠李糖木糖、阿拉伯糖、肌醇側金盞花醇;靛基質、V-P、氰化鉀檸檬酸及卵磷脂酶試驗均為陽性,能液化明膠;MR、硫化氫脲酶試驗均為陰性。蠟樣芽孢桿菌與其他類似菌的特性鑒別見下圖。

抵抗力

該菌繁殖體不耐熱,其芽孢需經100℃、30min殺死,干熱120℃、1h殺死。該菌在pH范圍為6~11內生長,在pH5以下生長繁殖受到抑制。

抗原構造

按其鞭毛抗原不同分為1~18個血清型。血清分型在食物中毒診斷和流行病學調查中均具有重要意義。

致病性

蠟樣芽胞桿菌是芽孢桿菌屬的一種革蘭氏陽性菌,兼性需氧,廣泛分布于土壤、灰塵和污水中,也是食品中常見污染菌和條件致病菌。主要是通過產生腹瀉毒素和嘔吐毒素導致食物中毒,偶見蠟樣芽胞桿菌感染引起眼疾、心內膜炎腦膜炎和膿毒癥等。其次,蠟樣芽孢桿菌可長期存在于醫院環境中,盡管血標本中芽孢桿菌的分離經常考慮為污染,但蠟樣芽孢桿菌對于血液病患者往往為血流感染的病原菌,甚至可伴發嚴重的并發癥,如顱內感染,病死率可高達42%。

蠟樣芽胞桿菌引起食物中毒是由于該菌產生腸毒素,它產生兩種性質不同的代謝物。引起嘔吐型綜合癥的被認為是一種非核糖體多肽合成酶系(NRPS)基因編碼的小分子量、熱穩定的多肽,在126℃加熱90min和在pH2-12的條件下仍有活性。與腹瀉毒素相關的溶血素BL基因(hblA、hblB、hblC和hblD)、非溶血性腸毒素Nhe基因(nheA、nheB和nheC)、腸毒素FM基因(entFM)、腸毒素T基因(bceT)和細胞毒素K基因(cytK)。hblA、hblB、hblC、hblD基因可以編碼相應蛋白HblA、HblB、HblC、HblD;nheA、nheB、nheC編碼相應蛋白NheA、NheB、NheC;bceT和cytK基因分別編碼腸毒素T和細胞毒素K。致腹瀉型綜合癥的腸毒素已提純,其純化的腸毒素分子量為55-6.0×103;56℃下加熱5min失活,遇到胰蛋白酶或胃蛋白酶失活,有抗原性。致腹瀉的腸毒素能使小白鼠致死。

蠟樣芽孢桿菌的腸毒素還有化膿毒素(pyogenictoxin),是從一例嬰兒腦膿腫中分離到,可能為化膿因子。注人家兔腸袢,可破壞絨毛結構,引起腸袢積液。可使家兔小鼠死亡。以及液體積蓄因子,后者只導致出現腸袢積液;喂猴不產生腹瀉或嘔吐癥狀。

傳播機制

傳染源

國外引起中毒的食品范圍相當廣泛,主要包括:乳及乳制品、畜禽肉類制品、蔬菜、馬鈴薯、豆芽、甜點心、調味汁、沙拉、米飯和油炒飯;中國引起中毒的食品包括:剩米飯、米粉、米酒、剩菜、甜點心、乳、肉類食品等,但主要是剩飯,因為蠟樣芽孢桿菌極易在大米飯中生長繁殖;其次是小米飯高粱米,個別還有米粉。污染蠟樣芽孢桿菌的剩飯和剩菜長時間置于較高溫度下,可導致該菌大量生長繁殖,或食品加熱不徹底使得殘存的芽孢萌發后大量生長繁殖,進食前又未充分加熱而引起食物中毒

由于蠟樣芽孢桿菌生長、繁殖、產生毒素一般不會導致食品腐敗變質現象,除污染該菌的米飯有時稍有發黏、口味不爽或稍帶異味外,大多數污染該菌食品的感官性狀正常,因此,夏季很容易誤食這類食品導致食物中毒。

傳播途徑

該菌在自然界分布廣泛,常存在于土壤、灰塵、空氣和腐草中。食品加工、運輸、貯藏、銷售過程中,通過灰塵、土壤、蒼蠅、昆蟲、不潔的用具與容器污染食品,導致食物中毒發生。該菌可從多種市售食品中檢出,肉及肉制品帶菌率13%~26%、乳與乳制品帶菌率23%~77%、餅干12%、生米67.7%~91%、米飯10%、炒飯24%、豆腐54%、蔬菜和水果51%。

致病機制

蠟樣芽孢桿菌食物中毒是由于食物中帶有大量活菌和該菌產生的腸毒素引起的。食物中的活菌量越多,產生的腸毒素越多。活菌還有促進中毒發生的作用。因此,蠟樣芽孢桿菌食物中毒除毒素的因素外,細菌菌體也起一定的作用。該菌食物中毒時,引起中毒的食品中可有大量的蠟樣芽孢桿菌,食品中菌量的范圍與菌株的類型和毒力、食品類別和攝入量、個體差異等有關。一般在10?~10?CFU/g或更多。

引發嘔吐型需要的細菌數量似乎比引發腹瀉型的數量要高。當剩飯、菜等貯存于較高的溫度條件下,放置時間較長,使污染于食品中的蠟樣芽孢桿菌繁殖、產毒,或食品雖經加熱而殘存的芽孢得以發芽繁殖的條件,進食前又未充分加熱而引起中毒。諸如剩飯用熱水或菜湯泡、油炒飯、剩飯未經任何加熱處理直接摻入新飯中、新飯即將做好時,將剩飯倒在新飯上面或埋在其中等,都不能使剩飯充分加熱,未能殺死蠟樣芽孢桿菌,以致食后引起中毒。

檢驗

培養基與試劑

磷酸鹽緩沖液(pbs)、甘露醇卵黃多盤基網柄菌瓊脂(MYP)、胰酪胨大豆多黏菌素肉湯過氧化氫硝酸鹽肉湯、動力培養基、營養瓊脂、酪蛋白瓊脂、硫酸錳營養瓊脂培養基、0.5%堿性酸性品紅、糖發酵管、V-P培養基、西蒙氏檸檬酸鹽培養基、溶菌酶營養肉湯、明膠培養基、胰酪胨大豆羊血瓊脂(TSSB)。

操作步驟

1.樣品處理

冷凍樣品應在45℃以下不超過15min或在2~5℃不超過18h解凍,若不能及時檢驗,應放于-20~-10℃保存;非冷凍而易腐的樣品應盡可能及時檢驗,若不能及時檢驗,應置于2~5℃冰箱保存,24h內檢驗。

2.樣品制備

稱取樣品25g,放入盛有225mL pbs生理鹽水的無菌均質杯內,用旋轉刀片式均質器以8000~10000r/min均質1~2min,或放入盛有225mL PBS或生理鹽水的無菌均質袋中,用拍擊式均質器拍打1~2min。若樣品為液態,吸取25mL樣品至盛有225mL PBS或生理鹽水的無菌錐形瓶(瓶內可預置適當數量的無菌玻璃珠)中,振蕩混勻,作為1:10的樣品勻液。

3.樣品的稀釋

吸取(2)中1:10的樣品勻液1mL加到裝有9mL pbs生理鹽水的稀釋管中,充分混勻制成1:100的樣品勻液。根據對樣品污染狀況的估計,按上述操作,依次制成10倍遞增系列稀釋樣品勻液。每遞增稀釋1次,換用1支1mL無菌吸管或吸頭。

4.樣品接種

根據對樣品污染狀況的估計,選擇2~3個適宜稀釋度的樣品勻液(液體樣品可包括原液),以0.3mL、0.3mL、0.4mL接種量分別移入三塊MYP瓊脂平板,然后用無菌L棒涂布整個平板,注意不要觸及平板邊緣。使用前,如MYP瓊脂平板表面有水珠,可放在25~50℃的培養箱里干燥,直到平板表面的水珠消失。

5.分離、培養

①分離:在通常情況下,涂布后,將平板靜置10min。如樣液不易吸收,可將平板放在培養箱(30±1)℃培養1h,等樣品勻液吸收后翻轉平皿,倒置于培養箱,(30±1)℃培養(24±2)h。如果菌落不典型,可繼續培養(24±2)h再觀察。在MYP瓊脂平板上,典型菌落為微粉紅色(表示不發酵甘露醇),周圍有白色至淡粉紅色沉淀環(表示產卵磷脂酶)。

②純培養:從每個平板中挑取至少5個典型菌落(小于5個全選),分別劃線接種于營養瓊脂平板做純培養,(30±1)℃培養(24±2)h,進行確證實驗。在營養瓊脂平板上,典型菌落為灰白色,偶有黃綠色,不透明,表面粗糙似毛玻璃狀或熔蠟狀,邊緣常呈擴展狀,直徑為4~10mm。

確定鑒定

1.染色鏡檢

挑取純培養的單個菌落,革蘭氏染色鏡檢。蠟樣芽孢桿菌為革蘭氏陽性芽孢桿菌,大小為(1~1.3μm)×(3~5μm),芽孢呈橢圓形位于菌體中央或偏端,不膨大于菌體,菌體兩端較平整,多呈短鏈或長鏈狀排列。

2.生化鑒定

①概述:挑取純培養的單個菌落,進行過氧化氫酶試驗、動力試驗、硝酸鹽還原試驗、酪蛋白分解試驗、溶菌酶耐性試驗、V-P試驗、葡萄糖利用(厭氧)試驗、根狀生長試驗、溶血性貧血試驗、蛋白質毒素結晶試驗。

②動力試驗:用接種針挑取培養物穿刺接種于動力培養基中,30℃培養24h。有動力的蠟樣芽孢桿菌應沿穿刺線呈擴散生長,而蕈狀芽孢桿菌常呈“絨毛狀”生長。也可用懸滴法檢查。

③溶血試驗:挑取純培養的單個可疑菌落接種于TSSB瓊脂平板上,(30±1)℃培養(24±2)h。蠟樣芽孢桿菌菌落為淺灰色,不透明,似白色毛玻璃狀,有草綠色溶血環或完全溶血環。蘇云金芽孢桿菌屬和蕈狀芽孢桿菌呈現弱的溶血性貧血現象,而多數炭疽桿菌為不溶血,巨大芽孢桿菌為不溶血。

④根狀生長試驗:挑取單個可疑菌落按間隔2~3cm距離劃平行直線于經室溫干燥1~2d的營養瓊脂平板上,(30±1)℃培養24~48h,不能超過72h。用蠟樣芽孢桿菌和蕈狀芽孢桿菌標準株作為對照進行同步試驗。蕈狀芽孢桿菌呈根狀生長的特征。蠟樣芽孢桿菌菌株呈粗糙山谷狀生長的特征。

溶菌酶耐性試驗:用接種環取純菌懸液一環,接種于溶菌酶肉湯中,(36±1)℃培養24h。蠟樣芽孢桿菌在此培養基(含0.001%溶菌酶)中能生長。如出現陰性反應,應繼續培養24h。巨大芽孢桿菌不生長。

蛋白質毒素結晶試驗:挑取純培養的單個可疑菌落接種于硫酸錳營養瓊脂平板上,(30±1)℃培養(24±2)h,并于室溫放置3~4d,挑取培養物少許于載玻片上,滴加蒸餾水混勻并涂成薄膜。經自然干燥,微火固定后,加甲醇作用30s后傾去,再通過火焰干燥,于載玻片上滴滿0.5%堿性酸性品紅,放火焰上加熱(微見蒸氣,勿使染液沸騰)持續1~2min,移去火焰,再更換染色液再次加溫染色30s,傾去染液用潔凈自來水徹底清洗、晾干后鏡檢。觀察有無游離芽孢(淺紅色)和染成深紅色的菱形蛋白結晶體。如發現游離芽孢形成得不豐富,應再將培養物置室溫2~3d后進行檢查。除蘇云金芽孢桿菌屬外,其他芽孢桿菌不產生蛋白結晶體。

結果計算

1.典型菌落計數和確認

選擇有典型蠟樣芽孢桿菌菌落的平板,且同一稀釋度3個平板所有菌落數合計在20~200CFU的平板,計數典型菌落數。如果出現①~⑥現象按式(8-3)計算,如果出現⑦現象則按式(8-4)計算。

①只有一個稀釋度的平板菌落數在20~200CFU且有典型菌落,計數該稀釋度平板上的典型菌落。

②2個連續稀釋度的平板菌落數均在20~200CFU,但只有一個稀釋度的平板有典型菌落,應計數該稀釋度平板上的典型菌落。

③所有稀釋度的平板菌落數均小于20CFU且有典型菌落,應計數最低稀釋度平板上的典型菌落。

④某一稀釋度的平板菌落數大于200CFU且有典型菌落,但下一稀釋度平板上沒有典型菌落,應計數該稀釋度平板上的典型菌落。

⑤所有稀釋度的平板菌落數均大200CFU且有典型菌落,應計數最高稀釋度平板上的典型菌落。

⑥所有稀釋度的平板菌落數均不在20~200CFU且有典型菌落,其中一部分小于20CFU或大于200CFU時,應計數最接近20CFU或200CFU的稀釋度平板上的典型菌落。

⑦2個連續稀釋度的平板菌落數均在20~200CFU且均有典型菌落。

從每個平板中至少挑取5個典型菌落(小于5個全選),劃線接種于營養瓊脂平板做純培養,(30±1)℃培養(24±2)h。

2.計算公式

T=AB/Cd (8-3)

式中T——樣品中蠟樣芽孢桿菌菌落數;

A——某一稀釋度蠟樣芽孢桿菌典型菌落的總數;

B——鑒定結果為蠟樣芽孢桿菌的菌落數;

C——用于蠟樣芽孢桿菌鑒定的菌落數;

d——稀釋因子。

??=(??1??1/??1+??2??2/??2)/1.1?? (8-4)

式中T——樣品中蠟樣芽孢桿菌菌落數;

A?——第一稀釋度(低稀釋倍數)蠟樣芽孢桿菌典型菌落的總數;

A?——第二稀釋度(高稀釋倍數)蠟樣芽孢桿菌典型菌落的總數;

B?——第一稀釋度(低稀釋倍數)鑒定結果為蠟樣芽孢桿菌的菌落數;

B?——第二稀釋度(高稀釋倍數)鑒定結果為蠟樣芽孢桿菌的菌落數;

C?——第一稀釋度(低稀釋倍數)用于蠟樣芽孢桿菌鑒定的菌落數;

C?———第二稀釋度(高稀釋倍數)用于蠟樣芽孢桿菌鑒定的菌落數;

1.1———計算系數(如果第二稀釋度蠟樣芽孢桿菌鑒定結果為0,計算系數采用1);

d——稀釋因子(第一稀釋度)。

結果與報告

1.根據MYP平板上蠟樣芽孢桿菌的典型菌落數,按式(8-3)、式(8-4)計算,報告每1g(mL)樣品中蠟樣芽孢桿菌菌數,以CFU/g(mL)表示;如T值為0,則以小于1乘以最低稀釋倍數報告。

2.必要時報告蠟樣芽孢桿菌生化分型結果。

臨床表現

蠟樣芽孢桿菌食物中毒的中毒癥狀因其產生的毒素不同可分為嘔吐型和腹瀉型兩類。

嘔吐型

嘔吐型主要由耐熱腸毒素引起,潛伏期較短,一般0.5~3h,短者0.5h,長者5h。主要癥狀是惡心、嘔吐,并伴隨頭暈、四肢無力、腹痛等現象,僅有少數出現腹瀉、體溫升高。此外,頭昏、四肢無力、口干、寒戰、結膜充血等癥亦有發生。通常情況下,病程不會超過10h。中國報道的該菌食物中毒,多為此型。主要是由剩米飯或炒飯引起的,易在米飯中繁殖并產生耐熱性腸毒素。與其他的變質引起的短期病癥(如葡萄球菌食物中毒)在潛伏期、中毒表現方面非常相似,易混淆。

腹瀉型

腹瀉型由不耐熱腸毒素引起,潛伏期比嘔吐型長,一般10~12h,短者6h,長者16h,主要表現有腹瀉、腹痛和水樣便,一般無發熱,可有輕度惡心,但嘔吐罕見。但亦有報道有發熱和胃痙攣等癥狀。病程稍長,16~36h,由蠟樣芽孢桿菌在各種食品中產生不耐熱腸毒素所致。在潛伏期和中毒表現方面都與產氣莢膜桿菌食物中毒相似,應注意鑒別。

診斷檢查

診斷標準

通過流行病學檢查,結合中毒患者的臨床表現和實驗室檢查,可以診斷。

輔助檢查

1.實驗室檢查:糞便中培養出蠟樣芽孢桿菌。

2.其他輔助檢查:應進行腸毒素試驗,確定有無致病力。

治療

蠟樣芽孢桿菌食物中毒在臨床上具有自限性疾病的特點,病情較輕,病程短,一般不超過12h。

一般患者的治療都采取對癥治療;通常不建議給予止吐和止瀉藥物,可給予靜脈補充生理鹽水或平衡鹽溶液,預防脫水。病情嚴重者可使用抗生素治療,通常選用頭孢類或大環內乙酰螺旋霉素。老年患者應密切監護,需注意嚴重嘔吐和腹瀉誘發的并發癥。

防治

土壤、灰塵常帶有蠟樣芽孢桿菌,鼠類、蒼蠅和不潔的烹調用具、容器皆能傳播該菌。為此,食堂、食品企業必須嚴格執行食品安全操作規范,做好防蠅、防鼠、防塵等衛生工作。因該菌在15~50℃均能生長繁殖產毒,奶類、肉類和米飯等食品只能在低溫下短期存放,剩飯及其他熟食品在食用前須100℃,20min徹底加熱。

流行病學

蠟樣芽孢桿菌食物中毒的季節性表現明顯,與其他細菌性食物中毒一樣,多發于夏、秋季,尤其是6~10月。

第一起蠟樣芽孢桿菌食物中毒早在1906年就有報告(Lubenau),但直至1950年才明確其病因。雖然在1937年就有學者從病人的血液中分離到了這種細菌;但在上世紀70年代以前,人們并未注意到蠟樣芽孢桿菌對人類健康的影響,通常認為只是一種自然界常見的非致病菌。于上世紀50年代,挪威醫生首先報告了蠟樣芽孢桿菌引起的4起食物中毒事件,涉及600多人。1960~1968年間在匈牙利細菌性食物中毒中,蠟樣芽孢桿菌為第三個最常見的致病菌,該菌所致食物中毒為已報告食物中毒起數的84%,中毒人數占總中毒人數的14.8%。后來英國日本印度澳大利亞、美國等地相繼發現蠟樣芽孢桿菌引起的食物中毒。

中國南京市衛生防疫站于1973年首次報告了南京某托兒所兒童因進食泡飯引起嘔吐型蠟樣芽孢桿菌食物中毒;此后蠟樣芽孢桿菌引起的食物中毒事件逐漸增多。曾有統計材料表明,1986年-2007年間僅在中國文獻報道中的蠟樣芽孢桿菌食物中毒事件就有299起,甚至有導致死亡的病例發生。1994-2003年十年內,中國報道的蠟樣芽孢桿菌食物中毒共47起,其中食物中毒進食人數2541人,中毒者1758人,發病率69.19%,但是無一人死亡。據2008-2010年中國突發公共衛生事件報告管理信息系統統計,在食物中毒中,由蠟樣芽孢桿菌引起的食物中毒最常見。

蠟樣芽胞桿菌在各種食品中的檢出率也較高。如1982年犬飼等對名古屋市所采1641份食品樣品中,有193份檢出了蠟樣芽胞桿菌,陽性率達11.8%。1984年中國有關單位對南京市所采211份食品樣品中,有81份檢出了蠟樣芽胞桿菌,陽性率高達38.4%。

參考資料 >

Bacillus Cereus.ncbi.2025-04-25

Bacillus cereus Frankland and Frankland, 1887.itis.2025-04-25

炒飯綜合征—蠟樣芽孢桿菌感染性食物中毒.中國急救醫學雜志.2025-04-25

蠟樣芽孢桿菌——“炒飯綜合征”的始作俑者.澎湃新聞.2025-05-11

Bacillus cereus.bccdc.2025-04-25

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