成团肠杆菌研究进展
【文献标识码】 A 【文章编号】 1680-077X(2004)02-0124-02
成团肠杆菌(Enterobacter agglomerans)是一群符合肠杆菌定义的产类胡萝卜素的黄色菌群，此菌群最早是从植物、种子、水果等中分离，此后在各种各样的环境中获得此菌群，这些菌株曾被划分为13属27种，有先后几十种名词用来描述此菌群，最多时达到53个名称。为植物病理学家所熟知的是草生欧文氏菌(Evwinia herbicola)，而为医学工作者所熟知的名称是成团肠杆菌或聚团肠杆菌，它在医学、农业及遗传学上都具有重要的作用，现综述如下。
1 成团肠杆菌的分类
成团肠杆菌无论在表型上还是在基因型上都是极具异源性的菌群。Ewing和File最初对获得的536株成团肠杆菌进行了比较研究，根据吲哚、V-P、硝酸盐还原等试验及各种生化反应不同而划分为11种生物型，后来又提出把草生欧文氏菌组归入成团肠杆菌里;Brenner等人对124株成团肠杆菌进行DNA-DNA杂交实验，把其中的90株菌划分为13种基因型，但是此基因型与生物型并没有统一起来;Beji等通过研究发现成团肠杆菌、草生欧文氏菌、鸡血藤欧文氏菌等菌株虽然在表型上有差异，可是在基因型上的相似性高达70%以上，因此认为这3种菌是属于异名同种菌;在此基础上Gavini等提出了泛菌属(Pantoea)的概念，此属的代表菌株为成团泛菌(P.agglomerans)，包括成团肠杆菌、草生欧文氏菌、鸡血藤欧文氏菌的代表菌株 [1] 。
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2 生物代谢途径
成团肠杆菌可以脱卤素及降解三硝酸甘油。以前的研究认为脱卤素是在厌氧的条件下由厌氧微生物进行的降解反应，从自然中分离出可以高效脱卤素的菌株，其代谢特征、部分16SrRNA序列测定结果表明与成团肠杆菌生物型5菌株非常相似;三硝酸甘油(GTN)在自然界中不易降解，对环境造成了污染，通过微生物的生物降解能力可以在治理环境污染中发挥重要。先后发现有多种真菌、细菌可以降解GTN为甘油，成团肠杆菌也具有类似作用，并且经过长时间的培养，可以把GTN完全转化为甘油。此外，成团肠杆菌还可将甘油转化为1，3-丙二醇(PPD)，同时产生一些副产物，如乙酸、蚁酸、乳酸、琥珀酸、乙醇等。PPD是一单聚体，由于它可合成具有生物降解能力的聚酯而受到人们的重视。
3 生物学意义
3.1 作为生防菌 成团肠杆菌在植物中普遍存在，近年来研究人员发现它可以有效地抑制不同的细菌、真菌引起的植物病害，从而作为生防菌引起人们的研究兴趣。从玉米根际土壤分离到的成团肠杆菌对引起植物病害的一种土著致病真菌具有抑制作用，并认为其机制是抢先占据生态位。成团肠杆菌对在水果上由解淀粉欧文氏菌引起的火疫病具有一定的防治效果;在大麦田间试验中，成团肠杆菌对丁香假单胞菌丁香致病变种引起的粒疫病防治效果达45%～75%;从水稻分离到内生的成团肠杆菌对植物的一些致病真菌具有抗性。成团肠杆菌产生的几丁质酶在抗真菌时起作用，而失去了几丁质酶活性的突变株则对病害没有防治作用，这说明几丁质酶在生防中起主要作用，因为植物病原真菌的细菌壁主要成分是几丁质。此外硝吡咯菌素在生防中也起一定的作用，但对它的作用机制还不清楚，据推测系通过干扰真菌的细胞膜而起作用。
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3.2 产生植物激素 研究表明植物促生菌能产生植物激素。这方面研究最多的是生长素(IAA)。不同的细菌产生IAA的途径是不同的。成团肠杆菌是经吲哚-3-丙酮酸代谢途径合成IAA，从水稻植株中分离的内生成团肠杆菌YS19可以分泌4种激素，分别是生长素、细胞脱落酸、赤霉素和细胞分裂素，其中细菌分裂素有3种，即异戊烯腺嘌呤、玉米素核苷和二氢玉米素核苷。
3.3 溶解磷素作用 在农业生态系统中，可利用的磷素是贫乏的，磷素大多以晶型或非定型的难溶态存在于矿物质中。在土壤中存在一类微生物，可将难溶的磷素转化为可利用的磷素而称为溶磷细菌(PSB)，用PSB接种于小麦和豆类作物，可以提高植物对磷素的吸收。研究表明，从小麦的根际土壤中分离的成团肠杆菌具有很高的解磷能力，并且将此基因克隆到大肠杆菌中也获得了表达。
3.4 生物固氮作用 成团肠杆菌的固氮基因(nif)有的定位在质粒上，有的定位在染色体上。从小麦根际分离的成团肠杆菌分为产气与不产气两组，其中具有固氮活性的为产气组，发现所有这些菌株的固氮酶基因定位在大的质粒上，在菌株333上含有110kb的质粒pEA3，固氮基因就定位在这条质粒上。在成团肠杆菌株339中含有200kb的质粒pEA9，是一个具有自我传递性的nif质粒。用特定的nif基因进行Southern杂交，发现pEA9的nif基因与pEA3的nif基因完全一样，研究发现pEA3、pEA9除了具有相同的nif基因外，质粒的其它部分是完全不同。这说明相似的nif基因簇可以在不同的质粒上存在，推测nif基因可以进行水平转移，其机制可能是转座或同源重组 [2] 。
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4 病原学
成团肠杆菌为革兰阴性杆菌，周生鞭毛;菌落圆形，黄色，边缘整齐，低凸，光滑;生化反应特性为氧化酶阴性，接触菌阳性，V-P及硝酸盐还原试验阳性，吲哚试验阴性，葡萄糖发酵产酸不产气，β-半乳糖苷酶阳性，鸟氨酸脱羧酶阴性，精氨酸双水解酶阴性，赖氨酸脱羧酶阴性;从果糖、肌醇产酸，从山梨醇产碱。
5 临床研究
成团肠杆菌是一种条件致病菌，分为产气菌株与不产气菌株，广泛存在于植物的花、种子、菜、水、土壤中，在正常人肠道、上呼吸道偶可发现本菌。多导致免疫功能低下患者的机会性感染，如早产儿和新生儿、烧伤、多发性创伤、肿瘤患者及应用免疫抑制剂、大剂量激素等患者的感染，亦可因各种插管、手术和输入被污染的液体而发生感染。可引起肺炎、腹膜炎、脑膜炎等多种感染，严重者可致败血症、感染性休克。此外，静脉吸毒者由于使用了被成团肠杆菌污染的棉花而引起的败血症(亦称棉花热，cotton fever)亦有报道 [3]。
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5.1 临床表现 临床上较为常见的是成团肠杆菌败血症，主要是由于输入了含有成团肠杆菌的普遍输液制剂或静脉高营养制剂，如果某一批次制剂被污染则可导致局部的小流行 [4] 。其余的入侵途径包括呼吸道、肠道、泌尿道、腹腔、手术创面及新生儿脐带等，由于患者多有基础疾病或免疫力低下，病情往往较重，常急性起病，表现为畏寒、寒战、高热，体温可达39℃以上，热型以弛张热或不规则热为多见，若感染严重也可呈稽留热，体温可达40℃以上，同时伴头昏、头痛、全身不适、乏力、食欲减退、呕吐、腹泻等症状，部分病人可出现烦躁、兴奋、谵妄，可有肝脾肿大，严重的可发生休克、DIC、中毒性心肌炎、中毒性肝炎及肺、脑、肾等部位的继发性感染，或发生迁徙性脓肿，也可发生混合感染或L型细菌感染，从而使病情复杂化。
5.2 实验室检查 多数患者血中的白细胞总数及嗜中性粒细胞分类均明显升高，部分机体反应差或接受化疗的患者细胞总数可不升高或者降低，但嗜中性粒细胞分类一般升高;由于成团肠杆菌与伤寒杆菌“O”有交叉抗原性，部分患者的血清肥达反应可为阳性。确诊应根据细菌的培养结果。
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5.3 治疗 对于输液引起的败血症，首先要去除感染源;其次要尽早应用有效的抗菌药物。由于不同菌株之间对各种抗菌药物的敏感性差异较大，抗菌药物的选用应尽量根据药物敏感性试验的结果。一般来说，第三代头孢菌素、氟喹诺酮、β-内酰胺类、氨基苷类药物对该菌仍有较好的抗菌活性 [5] 。对于轻或中度感染，可选用哌拉西林、头孢他啶、头孢哌酮、环丙沙星、阿米卡星等药物，对于重度感染或败血症，应选用头孢他啶、头孢哌酮、亚胺培南、β-内酰胺 类+β-内酰胺酶抑制剂联合环丙沙星或氨基苷类药物。
需要指出，近年来，随着广谱抗生素的大量应用，成团肠杆菌的耐药性也有了较大的变化，特别是对于第三代头孢菌素中的头孢噻肟和头孢哌酮，部分地区报道已达40%～50% [6，7] ，但对于头孢他啶、亚胺培南、环丙沙星、β-内酰胺类+β-内酰胺酶抑制剂等仍较敏感，药物敏感试验对抗菌药物的选择应有较大帮助 [8] 。
由于成团肠杆菌感染的患者多有原发疾病，且往往是决定患者预后的重要因素，因此在加强抗感染治疗的同时也应重视原发疾病的治疗;对于发生败血症的患者，尚需进一步针对其并发症如感染休克、DIC、肾功能不全、ARDS等而采取相应的治疗措施。
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参考文献
1 沈德龙，冯永君，宋未.成团肠杆菌的生物功能多样性及其分类最新进展.微生物学杂志，2002，22(1):40-42;50.
2 Siddavattam D，Steibl HD，Kreutzer R，et al.Regulation of nif gene exˉpression in Enterobacter agglomerans:nucleotide sequence of the nif LA operon and influence of temperature and ammonium on its transcription.Mol Gen Genet，1995，249(6):629-636.
3 Ferguson R，Feeney C，Chirurgi VA.Enterobaeter agglomerans-associˉated cotton fever.Arch Intern Med，1993，153(20):2381-2382.
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4 傅奇，翁心华，徐肇钥.静脉输液引起的败血症.国外医学·内科学分册，1986，12(3):106-108.
5 Pitout JD，Moland ES，Sanders CC，et al.Beta-lactamases and detecˉtion ofbeta-lactam resistance in Enterobacter spp.Antimicrob Agents Chemother，1997，41(1):35-39.
6 Janicka G，Kania I，Klyszejiko C，et al.Susceptibility to antibiotics of some species of Enterobacter isolated from various clinical materials.Wiad Lek，2000，53(9-10):493-498.
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7 Kolar M，Latal T，Hajek V.Development of bacterial resistance to the thirdgeneration cephalosporins and their clinical use.J Chemother，1999，11(4):260-265.
8 徐英春，王清涛，陈明钧，等.肠杆菌属的耐药调查及抗感染用药探讨.中华医院感染学杂志，2001，11(3):230-232.
作者单位:200040复旦大学附属华山医院传染病教研组
(收稿日期:2003-08-24)
(编辑罗 彬), http://www.100md.com(尹春煜)
成团肠杆菌(Enterobacter agglomerans)是一群符合肠杆菌定义的产类胡萝卜素的黄色菌群，此菌群最早是从植物、种子、水果等中分离，此后在各种各样的环境中获得此菌群，这些菌株曾被划分为13属27种，有先后几十种名词用来描述此菌群，最多时达到53个名称。为植物病理学家所熟知的是草生欧文氏菌(Evwinia herbicola)，而为医学工作者所熟知的名称是成团肠杆菌或聚团肠杆菌，它在医学、农业及遗传学上都具有重要的作用，现综述如下。
1 成团肠杆菌的分类
成团肠杆菌无论在表型上还是在基因型上都是极具异源性的菌群。Ewing和File最初对获得的536株成团肠杆菌进行了比较研究，根据吲哚、V-P、硝酸盐还原等试验及各种生化反应不同而划分为11种生物型，后来又提出把草生欧文氏菌组归入成团肠杆菌里;Brenner等人对124株成团肠杆菌进行DNA-DNA杂交实验，把其中的90株菌划分为13种基因型，但是此基因型与生物型并没有统一起来;Beji等通过研究发现成团肠杆菌、草生欧文氏菌、鸡血藤欧文氏菌等菌株虽然在表型上有差异，可是在基因型上的相似性高达70%以上，因此认为这3种菌是属于异名同种菌;在此基础上Gavini等提出了泛菌属(Pantoea)的概念，此属的代表菌株为成团泛菌(P.agglomerans)，包括成团肠杆菌、草生欧文氏菌、鸡血藤欧文氏菌的代表菌株 [1] 。
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2 生物代谢途径
成团肠杆菌可以脱卤素及降解三硝酸甘油。以前的研究认为脱卤素是在厌氧的条件下由厌氧微生物进行的降解反应，从自然中分离出可以高效脱卤素的菌株，其代谢特征、部分16SrRNA序列测定结果表明与成团肠杆菌生物型5菌株非常相似;三硝酸甘油(GTN)在自然界中不易降解，对环境造成了污染，通过微生物的生物降解能力可以在治理环境污染中发挥重要。先后发现有多种真菌、细菌可以降解GTN为甘油，成团肠杆菌也具有类似作用，并且经过长时间的培养，可以把GTN完全转化为甘油。此外，成团肠杆菌还可将甘油转化为1，3-丙二醇(PPD)，同时产生一些副产物，如乙酸、蚁酸、乳酸、琥珀酸、乙醇等。PPD是一单聚体，由于它可合成具有生物降解能力的聚酯而受到人们的重视。
3 生物学意义
3.1 作为生防菌 成团肠杆菌在植物中普遍存在，近年来研究人员发现它可以有效地抑制不同的细菌、真菌引起的植物病害，从而作为生防菌引起人们的研究兴趣。从玉米根际土壤分离到的成团肠杆菌对引起植物病害的一种土著致病真菌具有抑制作用，并认为其机制是抢先占据生态位。成团肠杆菌对在水果上由解淀粉欧文氏菌引起的火疫病具有一定的防治效果;在大麦田间试验中，成团肠杆菌对丁香假单胞菌丁香致病变种引起的粒疫病防治效果达45%～75%;从水稻分离到内生的成团肠杆菌对植物的一些致病真菌具有抗性。成团肠杆菌产生的几丁质酶在抗真菌时起作用，而失去了几丁质酶活性的突变株则对病害没有防治作用，这说明几丁质酶在生防中起主要作用，因为植物病原真菌的细菌壁主要成分是几丁质。此外硝吡咯菌素在生防中也起一定的作用，但对它的作用机制还不清楚，据推测系通过干扰真菌的细胞膜而起作用。
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3.2 产生植物激素 研究表明植物促生菌能产生植物激素。这方面研究最多的是生长素(IAA)。不同的细菌产生IAA的途径是不同的。成团肠杆菌是经吲哚-3-丙酮酸代谢途径合成IAA，从水稻植株中分离的内生成团肠杆菌YS19可以分泌4种激素，分别是生长素、细胞脱落酸、赤霉素和细胞分裂素，其中细菌分裂素有3种，即异戊烯腺嘌呤、玉米素核苷和二氢玉米素核苷。
3.3 溶解磷素作用 在农业生态系统中，可利用的磷素是贫乏的，磷素大多以晶型或非定型的难溶态存在于矿物质中。在土壤中存在一类微生物，可将难溶的磷素转化为可利用的磷素而称为溶磷细菌(PSB)，用PSB接种于小麦和豆类作物，可以提高植物对磷素的吸收。研究表明，从小麦的根际土壤中分离的成团肠杆菌具有很高的解磷能力，并且将此基因克隆到大肠杆菌中也获得了表达。
3.4 生物固氮作用 成团肠杆菌的固氮基因(nif)有的定位在质粒上，有的定位在染色体上。从小麦根际分离的成团肠杆菌分为产气与不产气两组，其中具有固氮活性的为产气组，发现所有这些菌株的固氮酶基因定位在大的质粒上，在菌株333上含有110kb的质粒pEA3，固氮基因就定位在这条质粒上。在成团肠杆菌株339中含有200kb的质粒pEA9，是一个具有自我传递性的nif质粒。用特定的nif基因进行Southern杂交，发现pEA9的nif基因与pEA3的nif基因完全一样，研究发现pEA3、pEA9除了具有相同的nif基因外，质粒的其它部分是完全不同。这说明相似的nif基因簇可以在不同的质粒上存在，推测nif基因可以进行水平转移，其机制可能是转座或同源重组 [2] 。
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4 病原学
成团肠杆菌为革兰阴性杆菌，周生鞭毛;菌落圆形，黄色，边缘整齐，低凸，光滑;生化反应特性为氧化酶阴性，接触菌阳性，V-P及硝酸盐还原试验阳性，吲哚试验阴性，葡萄糖发酵产酸不产气，β-半乳糖苷酶阳性，鸟氨酸脱羧酶阴性，精氨酸双水解酶阴性，赖氨酸脱羧酶阴性;从果糖、肌醇产酸，从山梨醇产碱。
5 临床研究
成团肠杆菌是一种条件致病菌，分为产气菌株与不产气菌株，广泛存在于植物的花、种子、菜、水、土壤中，在正常人肠道、上呼吸道偶可发现本菌。多导致免疫功能低下患者的机会性感染，如早产儿和新生儿、烧伤、多发性创伤、肿瘤患者及应用免疫抑制剂、大剂量激素等患者的感染，亦可因各种插管、手术和输入被污染的液体而发生感染。可引起肺炎、腹膜炎、脑膜炎等多种感染，严重者可致败血症、感染性休克。此外，静脉吸毒者由于使用了被成团肠杆菌污染的棉花而引起的败血症(亦称棉花热，cotton fever)亦有报道 [3]。
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5.1 临床表现 临床上较为常见的是成团肠杆菌败血症，主要是由于输入了含有成团肠杆菌的普遍输液制剂或静脉高营养制剂，如果某一批次制剂被污染则可导致局部的小流行 [4] 。其余的入侵途径包括呼吸道、肠道、泌尿道、腹腔、手术创面及新生儿脐带等，由于患者多有基础疾病或免疫力低下，病情往往较重，常急性起病，表现为畏寒、寒战、高热，体温可达39℃以上，热型以弛张热或不规则热为多见，若感染严重也可呈稽留热，体温可达40℃以上，同时伴头昏、头痛、全身不适、乏力、食欲减退、呕吐、腹泻等症状，部分病人可出现烦躁、兴奋、谵妄，可有肝脾肿大，严重的可发生休克、DIC、中毒性心肌炎、中毒性肝炎及肺、脑、肾等部位的继发性感染，或发生迁徙性脓肿，也可发生混合感染或L型细菌感染，从而使病情复杂化。
5.2 实验室检查 多数患者血中的白细胞总数及嗜中性粒细胞分类均明显升高，部分机体反应差或接受化疗的患者细胞总数可不升高或者降低，但嗜中性粒细胞分类一般升高;由于成团肠杆菌与伤寒杆菌“O”有交叉抗原性，部分患者的血清肥达反应可为阳性。确诊应根据细菌的培养结果。
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5.3 治疗 对于输液引起的败血症，首先要去除感染源;其次要尽早应用有效的抗菌药物。由于不同菌株之间对各种抗菌药物的敏感性差异较大，抗菌药物的选用应尽量根据药物敏感性试验的结果。一般来说，第三代头孢菌素、氟喹诺酮、β-内酰胺类、氨基苷类药物对该菌仍有较好的抗菌活性 [5] 。对于轻或中度感染，可选用哌拉西林、头孢他啶、头孢哌酮、环丙沙星、阿米卡星等药物，对于重度感染或败血症，应选用头孢他啶、头孢哌酮、亚胺培南、β-内酰胺 类+β-内酰胺酶抑制剂联合环丙沙星或氨基苷类药物。
需要指出，近年来，随着广谱抗生素的大量应用，成团肠杆菌的耐药性也有了较大的变化，特别是对于第三代头孢菌素中的头孢噻肟和头孢哌酮，部分地区报道已达40%～50% [6，7] ，但对于头孢他啶、亚胺培南、环丙沙星、β-内酰胺类+β-内酰胺酶抑制剂等仍较敏感，药物敏感试验对抗菌药物的选择应有较大帮助 [8] 。
由于成团肠杆菌感染的患者多有原发疾病，且往往是决定患者预后的重要因素，因此在加强抗感染治疗的同时也应重视原发疾病的治疗;对于发生败血症的患者，尚需进一步针对其并发症如感染休克、DIC、肾功能不全、ARDS等而采取相应的治疗措施。
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参考文献
1 沈德龙，冯永君，宋未.成团肠杆菌的生物功能多样性及其分类最新进展.微生物学杂志，2002，22(1):40-42;50.
2 Siddavattam D，Steibl HD，Kreutzer R，et al.Regulation of nif gene exˉpression in Enterobacter agglomerans:nucleotide sequence of the nif LA operon and influence of temperature and ammonium on its transcription.Mol Gen Genet，1995，249(6):629-636.
3 Ferguson R，Feeney C，Chirurgi VA.Enterobaeter agglomerans-associˉated cotton fever.Arch Intern Med，1993，153(20):2381-2382.
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4 傅奇，翁心华，徐肇钥.静脉输液引起的败血症.国外医学·内科学分册，1986，12(3):106-108.
5 Pitout JD，Moland ES，Sanders CC，et al.Beta-lactamases and detecˉtion ofbeta-lactam resistance in Enterobacter spp.Antimicrob Agents Chemother，1997，41(1):35-39.
6 Janicka G，Kania I，Klyszejiko C，et al.Susceptibility to antibiotics of some species of Enterobacter isolated from various clinical materials.Wiad Lek，2000，53(9-10):493-498.
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7 Kolar M，Latal T，Hajek V.Development of bacterial resistance to the thirdgeneration cephalosporins and their clinical use.J Chemother，1999，11(4):260-265.
8 徐英春，王清涛，陈明钧，等.肠杆菌属的耐药调查及抗感染用药探讨.中华医院感染学杂志，2001，11(3):230-232.
作者单位:200040复旦大学附属华山医院传染病教研组
(收稿日期:2003-08-24)
(编辑罗 彬), http://www.100md.com(尹春煜)