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编号:10288402
肠出血性大肠杆菌O157∶H7 L型及其意义的研究
http://www.100md.com 《中国人兽共患病学报》 1999年第3期
     作者:邓维秀 王 襄 徐桂华

    单位:邓维秀 郧阳医学院微生物学教研室(十堰,442000);王 襄 徐桂华 十堰市卫生防疫站

    关键词:肠出血性大肠O157∶H7L型;诱导;特性

    中国人兽共患病杂志990314 摘 要 目的 诱导肠出血性大肠杆菌O157∶H7(以下简称O157∶H7)L型观察其特性及意义。方法 羧苄青霉素和氨苄青霉素纸片法诱导。比较L型,与原菌生化特性、药物敏感性,L型小鼠灌胃,取肝、结肠、直肠组织分离培养,以观察体内L型存留情况。结果 经L型鉴定,如电镜超薄切片等证实细胞壁缺损。L型生化反应比原菌大为减弱、O157凝集为阴性,对抗生素敏感性除卡那霉素(P<0.01)外,其余同原菌无显著性差别(P>0.05)。小鼠体内肠道可存留L型,其可回复为细菌型。结论 两种抗生素均可诱导O157∶H7形成L型。给实验室诊断带来极大困难。提示L型有可能造成该菌感染传播及暴发流行的危险。
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    STUDIES ON HECE O157∶H7 L-FORM AND ITS SIGNIFICANCE

    Deng Weixiu Wang Xiang Xu Guihua

    (Department of Microbiology,Yunyang Medical College,Shiyan,442000)

    ABSTRACT Aim To observe the characteristics of induced EHEC O157∶H7(O157∶H7) L-form.Method To use paper disk method with Carbenicillin and Ampicillin.To compare the difference of biochemical features and drug sensitivity between O157∶H7 and its L-form.L-form was fed intragastrically into the mices,from their livers,colons and intertines.L-form was isolated and cultured to observe the remains.Result It was detected by L-form identification,as was verified by ultrathin section under election microscopes,that deficiency in cell walls existed.Biochemical reaction of L-from was decreased greatly with that of O157∶H7.Agglutination of O157 is negative.Its sensivity to antibiotic(except Kanamycin P<0.01) showed no significant difference(P>0.05).With the mouse's body remains of L-form could be found within its internal intestinal canal,which could lead to revert to their parental forms.Conclusion The two antibiotics can lead to induced O157∶H7 L-form,which brings great difficulty for diagnosis in laboratory work.It is suggested that L-form may result in the spread and even the outburst of EHEC O157∶H7.
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    KEY WORDS EHEC O157∶H7 L-form Induction Characters

    肠出血性大肠杆菌O157∶H7(以下简称O157∶H7)是新近认识的一种人类出血性结肠炎和溶血性尿毒综合征的肠道致病菌。1982年美国首次报告了由该菌引起的出血性结肠炎〔1〕。另外,澳大利亚、欧洲、非洲的某些国家也有发生。1996年夏季由此菌造成的食物中毒使日本近万人感染。因此,引起世界各国普遍关注。我国1988年由权太淑报道从江苏腹泻患者分离5株O157∶H7〔2〕。虽未发现感染暴发,但并不意味着没有发生过,因国内不断有所谓原因不明的食物中毒发生,由于受条件所限没能做进一步的鉴定。因而不能排除发生过O157∶H7感染暴发的可能性。通常此菌存于牛等家畜肠道内,污染食品可引起食物中毒和感染性腹泻等疾病的散发和暴发流行。

    半个世纪以来,人们对多种L型进行了多方面的研究,取得了很大进展。但O157∶H7能否被诱导为L型,随着其形态的变异,生物学特性等是否改变,体内是否能以L型形式存留造成疾病的暴发和散发流行,目前尚未见报道。为此我们利用抗生素体外诱导O157∶H7 L型,并对其生物学特性及意义进行了研究,以供临床与预防医学及流行病学参考。
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    1 材料与方法

    1.1 菌株 O157∶H7(中国药品生物制品检定所)。

    1.2 培养基

    1.2.1 L型培养基 按改良的Kagan法制备〔3〕

    1.2.2 牛肉汤培养基 普通和高渗(3%NaCl)二种,自制。

    1.2.3 山梨醇麦康凯培养基(SMAC) 购于浙江省军区后勤部卫生防疫检验所,按说明书配制。

    1.3 O157∶H7 L型诱导(纸片法) 将O157∶H7普通肉汤培养物6~8h稀释1∶500~1∶1 000,各取0.1ml分别均匀涂布于2只L型平板,用眼科镊子各取一羧苄青霉素(哈尔滨制药二厂,批号970064,500μg/片)和氨苄青霉素(石家庄第二制药厂,批号971005,100μg/片)纸片贴于平板边缘处,置37℃烛缸,逐日在低倍镜下观察抑菌圈内有无典型的L型菌落出现,并涂片染色观察细菌形态。取L型与G型菌落种于L型平板贴上述抗生素纸片反复多次传代(每隔3~4天/代)诱导为相对稳定L型供试验用。
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    1.4 L型的鉴定 经革兰氏染色,细胞壁染色后于光学显微镜下观察其形态;电镜超薄切片观察细胞形态及缺壁情况;传代培养和通过0.22μm滤膜。

    1.5 生化鉴定 生化反应管(按常规法自制):普通和高渗(3%NaCl)二种。取原菌和L型(通过0.22μm滤膜生长者)分别接种于普通和高渗生化反应管中,置37℃不同时间观察其生化反应情况。

    1.6 药物敏感性试验(K-B纸片法) 取原菌和L型菌落各于生理盐水和高渗盐水(3%NaCl),以棉签划于MH平板(购于开封市医学生物研究所,按说明配制)和L型平板,贴抗生素纸片(购于浙江军区后勤部检验所)。前者37℃24h,后者37℃烛缸48~72h测抑菌圈直径。

    1.7 血清学试验 挑取原菌和L型菌落与O157∶H7诊断血清(购于兰州生物制品研究所)做玻片凝集试验。

    1.8 小鼠灌胃 原菌和L型培养24h和48h菌落,以生理盐水稀释细菌约103(比浊法)菌液(经菌落计数细菌约35个/0.1ml)取0.4ml(低于感染剂量)灌入小鼠(昆明种,本院实验动物中心提供)胃内。小鼠重15~20g/只,雌雄不拘,随机分3组,每组3只。实验1组(原菌菌液),实验2组(L型菌液)及对照组(普通肉汤培养基)。于灌胃后6~8h后观察有否腹泻等情况。第7天处死,取肝、结肠、直肠组织分别涂擦接种于SS、EMB、SMAC平板(实验1组和2组)及L型平板(实验2组)37℃培养,观察有否细菌及L型生长。同时相应组织分别接种于普通和高渗肉汤培养增菌后转上述平板培养,以与前者对照。如疑为L型,经回复试验〔4〕回复为原菌以后血清学玻片凝集试验鉴定之。
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    2 结果

    2.1 羧苄青霉素和氨苄青霉素诱导 O157∶H7经二种抗生素诱导48~72h L型板上出现G型及L型菌落。涂片呈明显多形性,多为长短不一杆状、丝状,也见长丝体及大小不等的圆球体,革兰氏染色阴性,但可见着色不均的菌体。细胞壁染色菌体呈蓝色。电镜下细胞壁缺如。通过0.22μm滤膜。上述结果两种抗生素无差别。

    2.2 生化特性 原菌和L型相比,前者18~24h见糖分解及生化反应;后者糖分解及生化反应能力大为减弱,48~72h后方见少数出现生化反应结果,见表1。

    表1 O157∶H7 及其L型生化特性

    Table 1 Biochemical reactions of original and L-form of E.coli O157∶H7 生化反应
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    Biochemical reactions

    细 菌

    Organism

    O157∶H7细菌型

    Original O157∶H7

    O157∶H7 L型

    O157∶H7 L-from

    吲哚Indol

    +

    +

    侧金盏戊糖醇Adonitol

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    -

    肌醇Inotitol

    +

    -

    卫矛醇Dulcitol

    +

    +

    甲基红MR

    +

    -

    柠檬酸盐Sodium citrate

    -
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    -

    硝酸盐还原Nitrate reduction

    +

    +

    甘露醇Mannitol

    +

    -

    山梨醇Sorbitol

    -

    -

    鼠李糖Rhamnose

    ±

    -
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    阿拉伯糖Arbinose

    +

    -

    麦芽糖Maltose

    +

    -

    棉子糖Raffinose

    +

    -

    葡萄糖Glucose

    +

    ±

    蔗糖Sucrose
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    +

    -

    动力Motility

    +

    +

    2.3 血清学试验 取原菌和L型菌落与O157∶H7诊断血清做玻片凝集试验,结果原菌O157∶H7凝集均阳性,L型O157凝集阴性,H7凝集阳性。

    2.4 药敏试验结果 原菌对卡那霉素比L型敏感(P<0.01),其余抗生素两者无显著性差异(P>0.05),见表2。表2 O157∶H7原菌及其L型药物敏感性试验结果比较(mm)

    Table 2 Comparison of drug-sensitivity test between original and L-form of E.coli O157∶H7(diameter of inhibitory zone:mm) Organism
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    Ca

    F

    PG

    G

    N

    SMZ Co

    Ch

    Ce

    K*

    Am

    E

    Orginal O157∶H7

    21
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    20

    8

    21

    38

    35

    28

    22

    31

    26

    14

    O157∶H7 L-form

    26

    21
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    9

    22

    41

    40

    31

    26

    24

    25

    14

    Ca-Carbenicillin F-Furoxone PG-Penicillin G-Gentamicin

    N-Norfloxaxin Ch-Chloromycetin Ce-Cephazolin K-Kanamycin
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    Am-Ampicillin E-Erythromycin *t=8.05,P<0.01

    2.5 小鼠灌胃实验观察 小鼠灌胃后6h至7d实验1组和2组均未发现该鼠腹泻、血便等现象,安然无恙。第7天处死,取肝、结肠、直肠组织分离培养,结果实现1组及2组接种结肠、直肠组织于SS、EMB、SMAC平板24h分别长出粉红色、金属光泽、无色菌落;实验2组种结肠、直肠组织的L型平板48h见G型菌落及细菌菌落。G型菌落革兰氏染色、细胞壁染色,鉴定为L型,血清学鉴定O157凝集阴性,H7凝集阳性,经回复为原菌。各组分离的细菌及回复菌均经血清学鉴定,O157∶H7血清凝集阳性,为O157∶H7。肝脏培养未分离出细菌和L型。两组取相应组织肉汤培养基增菌转平板其结果同上述。对照组阴性。

    3 讨论

    O157∶H7在羧苄青霉素和氨苄青霉素诱导下均可变异为L型。因此,临床用药应多加注意,防止其形成L型。细菌转变为L型后形态、培养特性、代谢活性、抗原性、致病性等特性可改变,往往导致临床漏诊、误诊甚至贻误治疗。关于L型的生化特性各家说法不一。许多学者认为L型的生化反应与原菌不同〔5〕,但也有认为与原菌相似。本文结果显示:L型生化反应能力比原菌明显减弱,与多数学者报道相一致。可能因我们所用L型通过0.22μm滤膜其缺壁程度严重。由于细胞壁缺损后导致某些酶丢失,使L型生化反应改变。L型随着细胞壁的缺失,细胞壁抗原也会有不同程度的减弱,有动力的细菌变为L型后有的鞭毛抗原保留,有的也随之消失〔6〕。我们的结果L型动力阳性,H7凝集阳性,但O157凝集阴性。表明细菌随着其细菌壁上肽聚糖的缺失,决定菌体抗原的脂多糖也有一定程度的缺损,而鞭毛附着于细胞浆的基础颗粒上,故对H抗原影响极小。
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    文献报道〔7〕从出血性结肠炎患者分出的O157∶H7,可实验感染小鼠、猪、兔、牛等动物。本研究从感染小鼠结肠、直肠分离L型和细菌型。说明O157∶H7可以L型形式存在肠道内。L型在体内可回复为原菌。有人认为〔8〕某些L型可在自然界动物或人体内组织或细胞内长期潜伏存在,逃避机体免疫的识别和消除作用或抗生素的杀伤作用,成为某些传染病非流行期病原体保存方式。由此看来,O157∶H7 L型能否在体内持续存在,是否可作为该病传染源通过不同途径造成疾病传播或流行,是值得探讨的课题。

    有报道O157∶H7对复方新诺明、痢特灵、庆大霉素、先锋霉素、卡那霉素等敏感,对青霉素、红霉素耐药。表2结果也基本证实。原菌对卡那霉素比L型敏感,经统计学处理(P<0.01),其余抗生素两者无显著性差异(P>0.05),故建议临床用药兼顾二者有利于有效地杀死L型及其回复菌,避免L型形成和在机体内长期携带。

    综上所述,O157∶H7可经抗生素诱导形成L型。因L型生化反应与原菌明显不同,O凝集呈阴性,故给实验室诊断带来极大困难;且L型可在动物肠道存留,并可回复为细菌型,故可作为O157∶H7的宿主或无症状携带者。为此,提示O157∶H7 L型有可能造成该菌感染传播及暴发流行的危险。应引起临床和预防医务人员的广泛重视。至于其L型在体内存留时间、致病性、抗原性及分子生物学特性等有待进一步深入研究。
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    4 参考文献

    1.Riley LW,Remis RS,Helgerson SD,et al.Outbreake of haemorrhagic colitis associated with a rare eschrichia coli serotype,N Eng J Med,1983,308:681.

    2.权太淑.首次从出血性结肠炎病人中分离到O157∶H7大肠杆菌.中华流行病学杂志,1988,9(特刊):24.

    3.林特夫,黄谷良,汤秀兰,等.苯甲异恶唑青霉素诱导金黄色葡萄球菌形成L型的生态观察和培养基改良.中华微生物学和免疫学杂志,1981,1(5):324.

    4.邓维秀,戴熙善.细菌L型与耳、鼻、咽部感染.中国微生态学杂志,1996,8(3):48.
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    5.夏佩莹,李风云,李明君,等.毒素原性大肠杆菌L型及其生物学特性与致病性的观察.中华微生物学和免疫学杂志,1985,5(3):188.

    6.林特夫.细菌L型的生物学特性与致病性.见:黄谷良,主编:细菌L型与疾病.北京:学苑出版社,1991:66.

    7.Farmer JJ 3d,Potter ME,Riley LW,et al.Animal models to study Escherichia coli O157∶H7 isolated from patients with haemorrhagic colitis,Lancet,1983,26(8326):702.

    8.Domingue GJ.Cell wall-deficient bacteria.Addison.Wesley Publishing Company,1982,453~460,489~511.

    收稿日期:1998年10月4日 修回日期:1998年12月19日, 百拇医药