奇異變形桿菌（Proteus mirabilis）是變形桿菌屬的一種主要病原菌，廣泛存在于水、土壤腐敗的有機(jī)物以及人和動(dòng)物的腸道中。它是條件致病菌，多為繼發(fā)感染，如慢性中耳炎、創(chuàng)傷感染等，也可引起膀胱炎、嬰兒腹瀉、食物中毒等。奇異變形桿菌和普通變形桿菌是僅次于大腸埃希菌的泌尿系統(tǒng)感染的主要病原菌，腎結(jié)石和膀胱結(jié)石的形成可能與變形桿菌感染有關(guān)。有的菌株可引起敗血癥、食物中毒、腹膜炎、腦膜炎等。奇異變形桿菌經(jīng)常存在于人糞便中，常由腸源性引起尿路感染。在普遍使用廣譜抗生素后，變形桿菌已成為重要的條件致病菌，有時(shí)引起人類的嚴(yán)重感染，包括醫(yī)源性感染，每每造成死亡。
菌種特性
奇異變形桿菌的大小一般在（0.4～0.6）μm ×（1.0～3.0）μm之間，兩端鈍圓。在固體培養(yǎng)基上，奇異變形桿菌會(huì)呈現(xiàn)出特有的遷徙生長現(xiàn)象，形成波紋狀的菌落。這種現(xiàn)象是由于細(xì)菌在營養(yǎng)豐富的情況下，通過分泌的多種酶分解瓊脂中的多糖，釋放出生長因子，促進(jìn)了細(xì)菌的快速擴(kuò)散。此外，奇異變形桿菌在血瓊脂平板上可產(chǎn)生α溶血性貧血，表明其具有一定的毒力。
奇異變形桿菌的營養(yǎng)需求不高，可在普通的瓊脂培養(yǎng)基上生長，但其最適生長溫度為37°C，在營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基上生長更為旺盛。在SS瓊脂平板上，奇異變形桿菌可形成圓形、扁薄的半透明菌落，而在血瓊脂平板上則會(huì)形成遷徙生長的波紋狀菌落。
奇異變形桿菌能夠分解尿素，這是其重要的生化特征。此外，它還能夠發(fā)酵多種糖類，但不產(chǎn)生吲哚，MR試驗(yàn)和VP試驗(yàn)均為陰性。奇異變形桿菌的生化鑒定可以通過多種生化試劑進(jìn)行，例如氧化酶試驗(yàn)、糖發(fā)酵試驗(yàn)等。
變形桿菌屬包括普通變形桿菌、奇異變形桿菌、莫根變形桿菌、雷極變形桿菌和無恒變形桿菌。變形桿菌呈明顯的多形性，有球形和絲狀形，為周鞭毛菌，運(yùn)動(dòng)活潑。在固體培養(yǎng)基上呈擴(kuò)散生長，形成遷徒生長現(xiàn)象。若在培養(yǎng)基中加入0.1%苯酚或0.4%硼酸可以抑制其擴(kuò)散生長，形成一般的單個(gè)菌落。在SS平板上可以形成圓形、扁薄、半透明的菌落，易與其它腸道致病菌混淆。培養(yǎng)物有特殊臭味，在血瓊脂平板上有溶血性貧血現(xiàn)象。能迅速分解尿素。根據(jù)菌體抗原分群，再以鞭毛抗原分型。此屬細(xì)菌X19、XK、X2的O抗原與某些立克次體的部分抗原有交叉，可替代立克次體抗原與患者血清作凝集反應(yīng)，此反應(yīng)稱為外斐試驗(yàn)，用于某些立克次體病的輔助診斷。
病原學(xué)
奇異變形桿菌屬腸道正常菌群，為條件性致病菌。在動(dòng)物正常情況下，本菌無致病作用，動(dòng)物不會(huì)發(fā)病，當(dāng)腸道功能受到擾亂，或機(jī)體抵抗力下降時(shí)方可致病，故本病多在應(yīng)激情況下發(fā)生。奇異變形桿菌在豚鼠類或雞中不具致病性。這種細(xì)菌對(duì)抑制無關(guān)菌株的生長能力一直是科學(xué)上的好奇點(diǎn)，這導(dǎo)致了發(fā)現(xiàn)兩株群體游動(dòng)菌株相交處出現(xiàn)的宏觀可見的減少細(xì)菌生長的線。這條線以其路虎第四代發(fā)現(xiàn)路易斯·迪恩斯的名字命名。
致病性
同株奇異變形桿菌存在多種不同的生長狀態(tài)。通過環(huán)形接種、點(diǎn)種傳代、革蘭染色和鞭毛染色等方法觀察同株奇異變形桿菌的形態(tài)學(xué)變化。同株奇異變形桿菌的生長速度、遷徙能力、生長形態(tài)及鞭毛形態(tài)發(fā)生變化。同株奇異變形桿菌存在不同的生長形態(tài)。人類正面臨著內(nèi)、外環(huán)境的挑戰(zhàn)，微生態(tài)環(huán)境作為一種重要的內(nèi)環(huán)境對(duì)人體健康影響巨大。生命活動(dòng)的本質(zhì)是生物與內(nèi)外環(huán)境形成的生態(tài)系統(tǒng)的平衡過程，而疾病多由各種干擾宿主的因素過度作用導(dǎo)致生態(tài)失調(diào)引起。
奇異變形桿菌(Proteus mirabilis, PM)是一種重要的致病菌，它表現(xiàn)出群體游動(dòng)和脲酶活性，導(dǎo)致人類90%的變形桿菌感染。尿液呈堿性可能是奇異變形桿菌的可能跡象。它可以通過特征性的群體游動(dòng)和無法代謝乳糖（例如在MacConkey瓊脂平板上）來在實(shí)驗(yàn)室中診斷。此外，奇異變形桿菌產(chǎn)生一種非常獨(dú)特的魚腥味。
檢測(cè)方法
奇異變形桿菌主要污染動(dòng)物性食品，特別是肉類，因此應(yīng)加大對(duì)動(dòng)物性食品中奇異變形桿菌的監(jiān)測(cè)力度，保障消費(fèi)者的食用安全。目前，有關(guān)奇異變形桿菌檢測(cè)的通常采用傳統(tǒng)的菌分離、生化反應(yīng)進(jìn)行鑒定，操作復(fù)雜，耗時(shí)較長，不適應(yīng)日常食品衛(wèi)生檢測(cè)監(jiān)督工作的需要。近年來發(fā)展起來的分子生物學(xué)方法如PCR、多重PCR、實(shí)時(shí)熒光PCR等廣泛應(yīng)用于食源性致病菌的檢測(cè)，克服了傳統(tǒng)檢測(cè)方法的不足。
抗生素敏感性
奇異變形桿菌通常對(duì)大多數(shù)抗生素敏感，除了四環(huán)素和呋喃妥因，但10-20%的奇異變形桿菌菌株也對(duì)頭孢菌素和氨芐青霉素的第一代產(chǎn)生耐藥性。這種桿狀細(xì)菌具有產(chǎn)生高水平脲酶的能力，該酶將尿素水解為氨（NH3），使尿液呈堿性。如果不加治療，增加的堿性可能導(dǎo)致結(jié)石的形成，包括草酸鹽、碳酸鈣和/或磷灰石結(jié)石，這可能導(dǎo)致腎結(jié)石。細(xì)菌可以在結(jié)石中找到，并且這些潛伏在腎結(jié)石中的細(xì)菌可能在抗生素治療后重新引發(fā)感染。一旦結(jié)石形成，隨著時(shí)間的推移，它們可能變得足夠大，以至于導(dǎo)致梗阻和腎功能衰竭。變形桿菌也可以導(dǎo)致傷口感染、敗血癥和肺炎，主要發(fā)生在住院患者中。
群體游動(dòng)特性
奇異變形桿菌可以利用尿素，產(chǎn)生硫化氫氣體，并在生長培養(yǎng)基上形成透明膜。它具有運(yùn)動(dòng)性，具有周鞭毛，以其群體游動(dòng)能力而聞名。它通常存在于人類消化系統(tǒng)中。群體游動(dòng)是一種多細(xì)胞、有鞭毛的細(xì)菌可以進(jìn)行的一種特殊的運(yùn)動(dòng)形式，以擴(kuò)展它們的種群到新的位置。奇異變形桿菌的群體游動(dòng)能力很重要，因?yàn)樗c細(xì)菌的致病機(jī)制有關(guān)，而群體游動(dòng)能力與細(xì)菌表達(dá)毒力因子的能力相關(guān)。
奇異變形桿菌在瓊脂平板上具有非常特征性的靶心外觀，這是由于細(xì)胞在營養(yǎng)和群體游動(dòng)狀態(tài)之間定期周期性循環(huán)。在液體培養(yǎng)中，奇異變形桿菌存在為大約2微米長的營養(yǎng)細(xì)胞，具有四到十根周鞭毛。在營養(yǎng)細(xì)胞中，鞭毛用于推動(dòng)細(xì)胞向前。只有在細(xì)菌生長在固體表面時(shí)才會(huì)形成群體游動(dòng)細(xì)胞，因此能夠檢測(cè)這些固體表面是一種必要的特征。據(jù)提出，奇異變形桿菌通過抑制其鞭毛旋轉(zhuǎn)來感知固體表面，正是這種缺乏自由旋轉(zhuǎn)的鞭毛讓細(xì)菌知道它在固體表面上。當(dāng)奇異變形桿菌遇到固體表面，并且滿足了其他必要條件，細(xì)胞將經(jīng)歷分化過程成為群體游動(dòng)細(xì)胞。這種分化過程包括細(xì)胞的拉長，比營養(yǎng)細(xì)胞長20到50倍，多核化，以及超過50倍的鞭毛表面密度。群體游動(dòng)過程持續(xù)進(jìn)行，作為細(xì)菌對(duì)環(huán)境刺激做出反應(yīng)而經(jīng)歷這些變化的周期性循環(huán)、種群遷移和鞏固。這個(gè)循環(huán)的重復(fù)是給予奇異變形桿菌在固體培養(yǎng)基上生長時(shí)其獨(dú)特靶心圖案的原因。這種圖案可以用來區(qū)分奇異變形桿菌和其他種群游動(dòng)細(xì)菌。每個(gè)環(huán)是在細(xì)菌處于鞏固階段并且細(xì)菌種群增加時(shí)形成的。
參考資料 >
鵝源奇異變形桿菌的分離鑒定及毒力基因檢測(cè).中國科學(xué)院微生物學(xué)通報(bào).2024-03-10
奇異變形桿菌——Proteus mirabilis.清華大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心.2024-03-10