厭氧菌(外文名:anaerobic bacteria,又稱:厭氧性細菌)是指一群只能在無氧或低氧條件下生長和繁殖,利用厭氧呼吸和發酵獲取能量的細菌的總稱。其廣泛分布于土壤、沼澤、湖泊、海洋、河流的沉渣、食物以及人和動物體的體表和腔道,是人體皮膚和黏膜正常菌群的主要組成部分,同時也是內源性細菌感染的常見病原菌。
根據對氧分壓耐受程度的不同,厭氧菌可分為對氧極端敏感的厭氧菌、中度厭氧菌和耐氧厭氧菌三種。根據染色特性和鏡下形態的不同,厭氧菌可分為革蘭氏陽性球菌、革蘭氏陽性桿菌、革蘭氏陰性球菌和革蘭氏陰性桿菌。根據能否形成芽孢,可將厭氧菌分為有芽孢的厭氧菌及無芽孢厭氧菌。臨床常見的有芽孢的厭氧菌如梭狀芽孢桿菌屬的破傷風梭菌、產氣莢膜梭菌和肉毒梭菌以及擬梭菌屬的艱難擬梭菌。其中,梭菌屬有176個種和5個亞種。無芽孢厭氧菌有30多個菌屬,200余菌種,其中與人類疾病相關的主要有10個屬。
厭氧菌雖然普遍存在于自然界及人體的各個腔道及皮膚上,但一般不致病。厭氧菌感染主要來自患者本身,即內源性感染;外源性較少見。幾乎人體所有部位都可以發生厭氧菌的感染。厭氧菌感染的早期診斷主要依賴典型的臨床表現,如皮下捻發音、膿液的惡臭味、組織壞死和多系統的中毒癥狀,病原學的證據有助于臨床確診和指導治療。厭氧菌感染的治療應根據其臨床表現、感染的部位、細菌種類決定其治療方案,然其共同的原則為建立不利于厭氧菌生長繁殖的環境(包括外科治療)和選擇有針對性的抗菌藥物。對少數產外毒素的厭氧菌感染如破傷風、肉毒桿菌食物中毒,宜同時應用抗毒素。對嚴重感染患者應加強支持療法,酌情輸血漿或全血,積極治療原發疾病。其中抗菌藥物主要有甲硝唑、克林霉素、萬古霉素等。
厭氧菌在多領域展現其應用價值。在工業上,通過厭氧發酵可用于廢水處理、污泥降解以減少污染;在食品領域,長雙歧桿菌等厭氧菌應用于發酵乳制品、果蔬制品,與果蔬結合可延長儲藏期、賦予產品新功能;在醫療保健中,以長雙歧桿菌為例,可用于制備合生元益生菌、后生元制劑及活菌藥物,熱滅活菌株能抵御氧化應激、減少炎癥反應,其趨低氧特性還使其成為腫瘤基因治療的潛在靶向載體。
定義
厭氧菌(外文名:anaerobic bacteria,又稱:厭氧性細菌),是指一群只能在無氧或低氧條件下生長和繁殖,利用厭氧呼吸和發酵獲取能量的細菌的總稱,廣泛分布于土壤、沼澤、湖泊、海洋、河流的沉渣、食物以及人和動物體的體表和腔道,是人體皮膚和黏膜正常菌群的主要組成部分,同時也是內源性細菌感染的常見病原菌。
分類
根據對氧分壓耐受程度分類
根據對氧分壓耐受程度的不同,厭氧菌可分為對氧極端敏感的厭氧菌、中度厭氧菌和耐氧厭氧菌三種。
根據是否形成芽孢分類
根據能否形成芽孢,可將厭氧菌分為有芽孢的厭氧菌及無芽孢厭氧菌。臨床常見的有芽孢的厭氧菌如梭狀芽孢桿菌屬的破傷風梭菌、產氣莢膜桿菌和肉毒桿菌以及擬梭菌屬的艱難擬梭菌。其中,梭菌屬有176個種和5個亞種。無芽孢厭氧菌有30多個菌屬,200余菌種,其中與人類疾病相關的主要有10個屬。
根據染色特性和鏡下形態分類
根據染色特性和鏡下形態的不同,將厭氧菌分為革蘭氏陽性球菌、革蘭氏陽性桿菌、革蘭氏陰性球菌和革蘭氏陰性桿菌。革蘭氏陽性桿菌根據是否有芽孢又分為產芽孢厭氧桿菌和無芽孢厭氧桿菌。
分布
厭氧菌廣泛分布于自然界和人體中,除梭狀芽孢桿菌能以芽孢的形式在自然界長期存活外,其他絕大多數厭氧菌存在于人和動物體內。在正常人的體表以及與外界相通的口腔、上呼吸道、胃腸道和泌尿生殖道等部位的黏膜上均有大量厭氧菌寄居,厭氧菌與所在部位的需氧菌和兼性厭氧菌共同組成人體的正常菌群。
常見厭氧菌
梭菌屬
梭菌屬(梭菌屬)屬于梭菌科,是指一群厭氧、革蘭氏染色陽性、能形成芽孢的大桿菌,由于芽孢直徑比菌體寬,使菌體膨大呈梭形,故此得名。該屬已報道176個種和5個亞種,多數為腐生菌,僅少數為病原菌;主要分布于土壤,人和動物腸道及糞便中;芽孢對氧、熱、干燥和消毒劑均有強大的抵抗力,能夠在體外環境生存;芽孢侵入機體后,在適宜條件下發芽形成繁殖體,可產生強烈的外毒素,引起人類和動物疾病。在人類主要引起破傷風、氣性壞疽、肉毒中毒,以及皮膚和軟組織感染等疾病。該屬絕大多數細菌均有周鞭毛,無莢膜;僅產氣莢膜桿菌等極少數細菌例外;不同的細菌芽孢形態、大小及其在菌體中的位置各不相同,這些特點有助于菌種的鑒定。
破傷風梭菌
破傷風梭菌(C.tetani)廣泛分布于土壤、人和動物的糞便中。菌體長,0.5微米×(4~8)微米,革蘭氏染色陽性。有周鞭毛、無莢膜。芽孢呈圓形,直徑大于菌體,位于菌體頂端,使細菌呈鼓槌狀,為該菌典型特征。嚴格厭氧,對營養要求不高。在血平板上,37℃培養48小時,形成的菌落較大、扁平、邊緣不整齊,似羽毛狀,易在培養基表面遷徙擴散,有β溶血環。不發酵糖類,不分解蛋白質。通常100℃1小時,芽孢可被完全破壞;但在干燥的土壤和塵埃中可存活數年。
產氣莢膜梭菌
產氣莢膜梭菌(C.perfringens)為兩端略微鈍圓的革蘭氏陽性粗大桿菌,(0.6~2)微米×(1~19)微米。芽孢呈橢圓形,直徑略小于菌體,位于次極端,但在組織中或體外培養物中均很少能觀察到芽孢。無鞭毛。在被感染的人或動物體內能形成明顯的莢膜。產氣莢膜梭菌厭氧,但不十分嚴格。20~50℃均能旺盛生長,在其最適生長溫度42℃,此時該菌分裂繁殖周期僅為8分鐘,易于分離培養。
肉毒梭菌
肉毒梭菌(C.botulinum)主要存在于土壤中,其為革蘭氏陽性粗短桿菌,1微米×(4~6)微米,芽孢呈橢圓形,直徑大于菌體,位于次極端,使細菌呈湯匙狀或網球拍狀。有鞭毛,無莢膜。嚴格厭氧,可在普通瓊脂平板上生長;能產生脂酶,在卵黃培養基上,菌落周圍出現混濁圈。根據產生毒素與鼠源抗體對毒素活性的特異性抑制效應可分A、B、C、D、E、F和G七個毒素型。大多數菌株只產生一種型別毒素;只有C型和D型毒素是由噬菌體感染肉毒桿菌經溶源性轉換產生,其他型毒素均由細菌染色體上的基因編碼。對人致病的主要有A、B和E型,F型極少見。
擬梭菌屬
艱難擬梭菌
艱難擬梭菌(Clostridioides difficile)屬于消化鏈球菌科、擬梭菌屬僅有的兩個菌種之一,廣泛分布于土壤,多種家畜和野生動物,甚至人類的糞便中。艱難擬梭菌為革蘭氏陽性粗長桿菌,(0.5~2)微米×(3~17)微米。芽孢呈卵圓形、芽孢直徑比菌體略大、位于次極端。有周鞭毛。嚴格厭氧。血瓊脂平板上形成直徑較大、白色或淡黃色、不溶血性貧血的粗糙型菌落;在環絲氨酸頭孢西丁果糖瓊脂平板可產生黃色菌落,紫外線燈下可見黃綠色熒光。艱難擬梭狀芽孢桿菌的芽孢對常用消毒劑、抗生素、高濃度氧或胃酸,均有很強的抵抗力,但其繁殖體對這些因素較為敏感。
無芽孢厭氧菌
與人類疾病有關的無芽孢厭氧菌,主要寄生于人和動物的體表及與外界相通的腔道黏膜表面,構成人體微生物群的一部分,包括革蘭氏陽性和革蘭氏陰性的球菌和桿菌。在人體微生物群中,無芽孢厭氧菌占有絕對優勢,是其他非厭氧性細菌(需氧菌和兼性厭氧菌)的10~1000倍。
傳播機制
傳染源
厭氧菌雖然普遍存在于自然界及人體的各個腔道及皮膚上,但一般不致病。厭氧菌感染主要來自患者本身,即內源性感染;外源性較少見。
傳播途徑
易感人群
糖尿病、嚴重肝病、尿毒癥、營養不良、褥瘡潰瘍、肢體壞疽、腫瘤、器官移植、血液病患者,以及長期應用免疫抑制劑、糖皮質激素的患者,抵抗力低下,均為本病易感人群。
發病機制
厭氧菌感染分為外源性感染和內源性感染。常見的是內源性感染,即自身菌群造成的感染。皮膚黏膜屏障功能的減退及正常菌群定植位置的變化是造成絕大多數厭氧菌感染的重要發病機制。氧化還原電勢的降低有利于組織內厭氧菌的繁殖,造成氧化還原電勢降低的原因主要為供血不足、組織壞死,或同時存在需氧菌或兼性厭氧菌。因此凡影響血供的血管性疾病、藥物注射后產生局部組織壞死、惡性腫瘤、冷凍、休克、水腫、外傷(特別是腹部、盆腔和牙齒的外傷)、外科操作(如拔牙等)、導尿管均有利于厭氧菌感染的發生?;加?a href="/hebeideji/7225408896499154979.html">糖尿病、嚴重肝病、肝硬化、外周血管損傷、肢體壞疽等疾病,以及長期接受免疫抑制劑、氨基糖苷類抗生素、糖皮質激素、抗代謝藥物、放射治療和器官移植等患者,發生厭氧菌感染的機會逐漸增多。
臨床特征
凡有下列情況者應懷疑有厭氧菌感染。
臨床表現
厭氧菌可引起任何部位和臟器的感染,但以口腔與上呼吸道感染、胸腔、腹部和盆腔感染為多見,占這些部位感染的70%~93%,但1/3~2/3為混合感染。
中樞神經系統感染
腦膿腫
厭氧菌是腦膿腫的主要致病菌,入侵途徑包括中耳炎(常為慢性)和乳突炎直接蔓延、血源播散致腦膿腫、鼻旁竇炎直接擴散、其他尚有外傷、先天性心臟?。ㄓ蚁蜃蠓至鳎?、口腔或牙齒感染、扁桃體或咽部炎癥、感染性心內膜炎等,均可累及腦部致腦水腫。臨床表現主要為占位性病變癥狀,有頭痛、精神障礙、腦神經麻痹、視神經盤水腫等。毒血癥癥狀可以不明顯,亦不一定有發熱。頭顱CT或MRI、腦血管造影等有助于診斷與定位。腦脊液檢查可見蛋白質增加、糖正常,白細胞數可輕度增多。如膿腫潰破入腦室則可迅速出現化膿性腦膜炎和顱內壓增高癥狀。
腦膜炎
厭氧菌很少引起腦膜炎,厭氧菌腦膜炎僅約占細菌性腦膜炎的1%左右。原發病灶亦以慢性中耳炎和/或乳突炎為最多見,其次為外科手術(或椎板切除術)。致病菌常為梭形桿菌、擬桿菌、厭氧球菌和梭狀芽孢桿菌亦有所見。其臨床表現與一般化膿性腦膜炎無異,病情輕重不一。丙酸桿菌所致腦膜炎可呈卒中樣或呈慢性腦膜炎型,腦脊液細胞增加以單核細胞為主。
口腔與呼吸系統感染
口腔與上呼吸道感染
口腔與上呼吸道感染包括口腔及附屬結構的厭氧菌感染。牙齦炎、根尖周或牙齦膿腫、下頜周腔隙感染常呈連續性,通常先有牙齦炎,然后發展為根尖周炎,再發展至由沿下頜骨插入的筋膜形成的潛在腔隙。常見的致病菌為梭形桿菌和消化鏈球菌,其次為擬桿菌。
肺部感染
肺部感染表現為吸入性肺炎、肺膿腫、膿胸以及所引起的支氣管胸膜瘺等化膿性并發癥。吸入性肺炎有與急性肺炎相似的典型癥狀,難與一般細菌性肺炎鑒別,但病程相對慢性化,早期往往缺乏厭氧菌感染特征性癥狀如惡臭痰、組織壞死物的咳出。但病程后期一旦有膿腫形成和多發性肺壞死,常有高熱、腐臭膿痰、大量腐肉組織的脫落隨痰咳出。半數病者可伴有膿胸。致病菌多為混合性,常見厭氧菌為梭形桿菌、擬桿菌、消化鏈球菌、消化球菌、丙酸桿菌、真桿菌等,需氧菌為金黃色葡萄球菌、鏈球菌和革蘭氏陰性桿菌。尤其是醫院內獲得的吸入性肺炎以及肺膿腫等,其致病菌以厭氧菌合并革蘭氏陰性菌或金葡菌更多見。
腹腔內感染
正常腸道含有大量厭氧菌,腹腔內感染常伴有腸內容物的污染,故具有以下兩個特征:①厭氧菌分離率高,常見者為脆弱類桿菌和其他擬桿菌、梭形桿菌、梭狀芽孢桿菌、消化鏈球菌和消化球菌、真桿菌等。病菌種類取決于感染或手術部位,上消化道以來自口咽部的兼性革蘭氏陽性菌為多,回腸下部為過渡性區域,厭氧菌和兼性菌各半,放射性腸炎則以厭氧菌為多,尤其擬桿菌為多見。②常為多種細菌的混合感染,平均每個標本可分離到5種細菌,包括厭氧菌和需氧菌(或兼性菌)。厭氧菌的分離率高,主要厭氧菌為脆弱擬桿菌,其次為梭狀芽孢桿菌、厭氧球菌等;需氧菌以大腸桿菌、克雷伯氏菌屬、綠膿桿菌等為多見。
腹腔內感染初起時可表現為腹膜炎(彌漫性或局限性),繼而局限化并形成膿腫,后者可位于腹腔內、腹膜后或內臟間。部分病例伴有菌血癥,以擬桿菌為多見。
肝膿腫
肝膿腫的膿液培養約40%~60%可無細菌生長,有關細菌學證實其中大多數為厭氧菌,其常見的致病菌為擬桿菌、梭形桿菌和厭氧鏈球菌、梭狀芽孢桿菌等。臨床表現和需氧菌肝膿腫雷同,基礎疾病有胃腸道手術、炎癥或穿孔、膽道感染、糖尿病等。膿液具臭味,膿腔內有氣體,膿液涂片見細菌而常規培養多陰性。
膽道感染
正常膽囊壁和膽汁一般無細菌生長或含少量非致病菌,但約50%結石癥患者膽囊內可有細菌寄殖,主要為大腸桿菌和腸球菌,老年者尤甚。結石引起膽總管梗阻時,細菌培養陽性率增高,在厭氧菌中以厭氧鏈球菌和梭狀芽孢桿菌為多見,后者的檢出率可達20%以上,尤其在膽囊積膿時,在老年糖尿病患者,膽囊炎可呈氣腫性,全身毒血癥癥狀較重,X線檢查可見膽囊內有明顯氣體形成或氣液平,多數由梭狀芽孢桿菌引起。
闌尾炎
正常闌尾中可培養到大腸埃希菌、需氧鏈球菌、雙歧桿菌和擬桿菌、梭形桿菌等。闌尾炎的致病菌以脆弱類桿菌為多見,占25%~90%。
女性生殖道和盆腔感染
幾乎所有非性傳播造成的女性生殖道感染均有厭氧菌參與,主要是脆弱擬桿菌和大腸桿菌。厭氧菌引起的多種女性生殖道感染包括子宮內膜炎、盆腔蜂窩織炎和膿腫、巴氏腺炎和膿腫、陰道炎、陰道壁膿腫、輸卵管炎或膿腫、卵巢膿腫、剖宮產傷口感染、膿毒性流產、產褥熱、絨毛羊膜炎等。多數為混合感染,厭氧菌和需氧菌摻雜。
尿路感染
尿路遠端、會陰、陰道和外生殖道可有厭氧菌寄殖,且易進入膀胱,但很少引起尿路感染(僅1%左右)。值得注意的是排出的尿標本檢出厭氧菌可能來自正常尿道,菌落計數可達103~10?/mL,甚至更多,故不能認為是感染的依據。尿液標本應自恥骨上膀胱穿刺取得。常見的致病菌為擬桿菌、消化鏈球菌和乳酸桿菌、梭形桿菌等,往往同時有需氧菌混雜。厭氧菌尿路感染的來源有:①尿路本身病變使內源性菌群入侵而引起感染;②由鄰近器官如子宮、腸道等上升感染所致;③血源性播散、尿道損傷(如擠壓尿道、留置導尿等)可促使細菌由尿道進入膀胱。休克和尿道梗阻均有利于厭氧菌的增殖。
骨和關節感染
厭氧菌性骨髓炎較為少見,通常可分為放線線性與非放線線性兩種。前者主要見于頜骨和脊椎骨,其次尚有肋骨、顱骨、長骨、短骨等,可同時伴有其他厭氧菌和需氧菌的混合感染。丙酸桿菌屬感染者往往有關節創傷、手術、假肢移植史,梭桿菌屬感染常有遠距離感染灶,梭桿菌屬感染常有“口咽部”的感染。放線菌性小兒急性血源性骨髓炎在顏部和頸部有典型硬塊,并有經常流膿并排出硫顆粒現象。感染過程常呈亞急性或慢性。以厭氧或微需氧鏈球菌所致者為多見,余依次為梭桿菌、脆弱類桿菌、產黑色素普雷沃菌、其他擬桿菌、梭狀芽孢桿菌等??捎筛浇腥净蜓袀鞑ザ鴣?。易發生于糖尿病患者。厭氧菌和需氧菌骨髓炎在臨床上不易區別,但厭氧菌感染的全身癥狀較輕,有半數患者有惡臭分泌物,亦可有壞死組織脫落、軟組織積氣和膿腫形成等。
血流感染和心內膜炎
血流感染
血流感染的病原中,厭氧菌占1%~17%,新生兒厭氧菌血流感染的發病率尤高。入侵途徑以胃腸道及女性生殖道為主,其次為壓瘡潰瘍或壞疽。致病菌以擬桿菌,尤以脆弱類桿菌為多見,其他還有消化鏈球菌屬、梭菌屬、梭桿菌屬,多數為混合感染。由胃腸道入侵者血培養多次陽性并常為多種細菌感染。而由女性生殖道入侵者血培養多次陽性者少見,但多種細菌感染則常見。臨床表現同需氧菌血流感染,常有發熱、白細胞計數增高、感染性休克(30%)和彌散性血管內凝血。黃疸發生率高,可達10%~40%。易并發遷徙性化膿性病灶(10%~28%)和膿毒性靜脈炎(5%~12%)。血流感染可呈暴發型伴高病死率,如產氣莢膜桿菌血流感染,常有溶血性貧血、黃疸、休克和腎衰竭,病情危重。近年來也發現部分血流感染病情輕微,無嚴重的毒血癥表現,而且良性經過,病程自限,不經抗菌治療可康復。
心內膜炎
厭氧菌引起心內膜炎發生率占心內膜炎的1.5%~10%不等,并有日益增多的趨勢。常見的病原為擬桿菌、梭形桿菌、梭狀芽孢桿菌、角化丙酸桿菌以及微需氧和厭氧鏈球菌。入侵途徑主要為口腔,較少見的為胃腸道。臨床表現不同于一般亞急性細菌性心內膜炎,多見于無原發心臟病變者。厭氧菌侵入正常的瓣膜,且常引起栓塞、瓣膜破壞。更嚴重的并發癥為心肌膿腫或瓣膜及其他支持結構的破壞或穿孔,常引起心力衰竭。
皮膚和軟組織感染
厭氧菌性皮膚和軟組織感染的病原大多為混合性,常見于手術、創傷和缺血的部位,致病菌常為內源性者,在身體易受污染的解剖部位,如腸道或盆腔手術傷口、會陰、壓瘡等處受感染機會較大。其特征為常有腐臭分泌物、氣產、廣泛組織壞死,并有延伸至皮下組織和筋膜面形成竇道的傾向。
檢驗與鑒定
標本采集運送
標本的采集
采集符合要求的臨床標本,是厭氧菌培養成功的關鍵。因此采集時應格外注意:標本不應被正常菌群污染,且盡量避免接觸空氣。一般情況下含有正常菌群的標本不宜做厭氧菌培養。用于厭氧菌培養的最佳標本是活檢組織或用無菌注射器抽吸的分泌物和膿液。由于厭氧菌對氧氣和干燥非常敏感,盡量不用棉拭子標本。
標本的運送
標本采集后應盡快送檢,避免標本干燥,盡量避免接觸空氣。厭氧菌標本的運送方法如下。1)針筒運送法由于存在被針頭刺傷的危險,現在已不提倡使用。2)無氧小瓶運送法為目前常用的方法,可用于少量膿液、體液或其他液體標本的運送。用無菌小瓶裝入0.5ml含有氧化還原指示劑的牛心腦浸液或牛心腦瓊脂培養基,加橡皮塞后用鋁蓋密封。用真空泵抽出瓶中空氣并充以CO?或N?。貯存期間如有氧氣滲入小瓶,培養基即顯粉紅色(指示劑為刃天青),應棄去不用。使用時挑選無色小瓶,將標本通過橡皮塞注入瓶中即可。3)標本充盈運送法適合大量液體標本的運送。將液體標本裝滿標本瓶,加蓋密封后運送。4)組織塊運送法將組織塊放于含有少量鹽水或培養液的無菌小瓶中,然后將其放于厭氧袋內送檢。5)厭氧袋運送法用預還原的厭氧血平板在患者床邊接種,然后立即將平板放入厭氧培養袋攜回實驗室培養。6)棉拭運送法因棉拭子中含有空氣不利于厭氧菌的生長,一般不用。如果只能采集棉拭標本,應當使用專門的棉拭運送管運送。標本送到實驗室后,應在20~30分鐘內處理完畢,最遲不超過2小時,以防止標本中的兼性厭氧菌過度繁殖而抑制厭氧菌的生長。如不能及時接種,可將標本置室溫保存。
檢驗方法
直接顯微鏡檢查
首先在接種前都應觀察標本(除血液標本外)性狀,如是否為膿性、帶血,有無黑色壞死組織或黑色分泌物,有無硫樣顆粒,是否有惡臭味等,并直接涂片做革蘭染色鏡檢。標本的性狀及標本中細菌的形態染色性等有助于厭氧菌的初步識別,便于選擇合適的培養基和培養方法。同時,直接鏡檢還可以驗證培養結果的成功與失敗。
注:G?b表示革蘭氏陽性桿菌;G?c表示革蘭氏陰性球菌;G?b表示革蘭氏陰性桿菌;G?c表示革蘭氏陽性球菌。
分離培養
初代培養
臨床標本中厭氧菌的初代培養比較困難,除了要提供良好的與感染部位相似的厭氧環境外,還應當使用營養豐富的培養基,并使其處于無氧狀態。1)培養基的選擇:包括非選擇性培養基和選擇性培養基。在初代分離厭氧菌標本時,除必須接種一個非選擇性培養基外,還可根據標本來源和直接鏡檢結果估計可能的厭氧菌種類,有針對性地選用選擇性培養基,以提高特定感染部位厭氧菌的陽性檢出率,防止漏檢。培養基應盡量保持新鮮,最好當天配制或于使用前放入厭氧環境,預還原處理24~48小時;也可采用預還原滅菌法制備的培養基。液體培養基應煮沸10分鐘,以驅除溶解氧,并迅速冷卻,立即接種。2)標本接種初代培養:標本一般應同時接種普通血平板、本鮮血平板和巧克力平板,分別置有氧、無氧和含5%~10%CO?環境培養。如僅做厭氧培養,只需接種一個非選擇性厭氧血平板,并將其分為三個劃線區,在第一、二區交界處放一厭氧硝紙片(5μg/片),如紙片周圍出現抑菌圈則表明有厭氧菌存在。也可根據涂片染色結果或標本來源增加1個至數個選擇培養基以提高陽性分離率。同時,每份標本還應接種一支液體培養基,用于增菌和保存標本。3)培養方法:經接種的厭氧培養基應立即放入厭氧環境,置35~37℃條件下培養48~72小時。厭氧培養的方法很多,常用方法有厭氧罐(盒)培養法、厭氧氣袋法和厭氧手套箱培養法。4)結果觀察:大多數厭氧菌的初代培養至少應在48小時后才開始觀察,如疑為放線菌則應延長至72~96小時。由于厭氧菌在對數生長期對氧非常敏感,因此在最初培養的48小時內,應避免將細菌暴露到有氧的環境中。
次代培養和厭氧菌的確定
初代厭氧培養有細菌生長時,必須做耐氧試驗確定其是否為厭氧菌。從每個平板上挑取4~5個不同性狀的菌落,每個菌落分別接種2~3個平板(每個平板分為4~6區,可同時做4~6個菌落的次代培養),分別放有氧、無氧和含5%~10%CO?環境培養48小時。如細菌在需氧和厭氧培養均能生長,為兼性厭氧菌;在需氧和厭氧培養生長不好,在含5%~10%CO?環境生長良好,為微需氧菌;只在厭氧環境中生長的細菌即為專性厭氧菌。
厭氧菌鑒定
一般依據菌體形態、染色反應、菌落性狀以及對某些抗生素的敏感性做出初步鑒定,最后鑒定必須依靠生化反應及終末代謝產物等項檢查。
藥敏試驗
由于厭氧菌生長緩慢,臨床不常規開展厭氧菌體外藥敏試驗,抗厭氧芪治療可根據指南或采取經驗用藥。如果臨床遇到厭氧菌引起的腦膿腫、心內膜炎及人工關節感染等嚴重感染性疾病,可考慮開展體外藥敏試驗,指導臨床用藥。厭氧菌體外藥敏試驗首選瓊脂稀釋法,微量肉湯稀釋法只推薦用于脆弱類桿菌群。
鑒別診斷
厭氧菌感染診斷的確立有賴于特征性臨床表現及可靠的細菌學檢查結果。
臨床提示線索
(1)膿液或滲出液有腐敗性臭味或甜味,此為最重要的臨床線索。必須注意的是,某些厭氧菌如革蘭氏陽性厭氧球菌可不產生臭味,厭氧菌感染灶不與體外相通時也可以不具有臭味。(2)某些特殊部位的感染,如拔牙后下頜蜂窩織炎、牙感染、吸入性肺炎、肺膿腫、腦膿腫、腹膜炎、腹腔內膿腫、腸道或產道手術或創傷后傷口感染、宮頸炎、輸卵管卵巢膿腫、產后感染、感染性流產、肛周膿腫、人或動物咬傷后感染,以及接近黏膜面的感染,均應高度懷疑為厭氧菌或混合感染。(3)感染時有組織壞死、壞疽、氣體形成、假膜形成或在惡性腫瘤壞死的基礎上發生感染,或在滲出物中有硫樣顆粒(放線菌),或血性滲出物呈黑色,在紫外光下顯示熒光(產黑色素普雷沃菌可產生黑色素)。(4)伴有膿毒性栓塞性靜脈炎,易招致遠處臟器單個或多發的遷徙性膿腫。(5)某些特異的臨床綜合征,如氣性壞疽、放線菌病、破傷風、肉毒中毒和假膜性腸炎等。
細菌學檢查線索
(1)膿性標本常規培養無細菌生長,但革蘭氏染色卻見到大量細菌,且形態上較一致。(2)在硫乙醇酸鈉液體或瓊脂深處的厭氧帶有菌落生長,常提示為厭氧菌生長。(3)培養物產氣并有腐敗的惡臭。(4)在含有100μg/mL卡那霉素或新霉素的培養基中有革蘭氏陰性桿菌生長。(5)在厭氧瓊脂平板上有典型菌落,剛長出的產黑色素普雷沃菌菌落在紫外光下呈紅色熒光。
治療
厭氧菌感染的治療應根據其臨床表現、感染的部位、細菌種類決定其治療方案,然其共同的原則為建立不利于厭氧菌生長繁殖的環境(包括外科治療)和選擇有針對性的抗菌藥物。對少數產外毒素的厭氧菌感染如破傷風、肉毒桿菌食物中毒,宜同時應用抗毒素。對嚴重感染患者應加強支持療法、酌情輸血漿或全血,積極治療原發疾病。
破壞厭氧環境
破壞厭氧環境包括局部病灶的切開引流、壞死組織的清除、明顯腫脹伴氣體形成病變組織的減壓病,以及并存的惡性腫瘤、異物、梗阻、血栓的去除等。為控制感染擴散和減輕毒血癥,必要時施行截肢、子宮切除等手術。淺表厭氧菌感染局部可用過氧化氫沖洗。高壓氧治療適用于骨及軟組織厭氧菌感染患者。
抗菌治療
抗菌藥物的選用應根據細菌培養及藥物敏感試驗的結果而定,但由于厭氧菌培養需要一定的時間和條件,臨床上常在獲得實驗室結果以前醫師已作出抗厭氧菌治療的重要決定。厭氧菌感染抗菌藥物的選擇可根據感染部位的不同作出初步的推斷,一般橫膈上下的致病菌有較大差別,膈以上(包括中樞神經系統、頭頸、肺和胸膜)的致病菌對芐青霉素大多敏感;膈以下的感染如腹腔內和女性生殖道感染,脆弱類桿菌為常見致病菌。
其他支持與對癥治療
其他支持與對癥治療包括維持水、電解質平衡,輸血,糾正休克,患肢的固定等亦屬重要。并發靜脈炎或DIC時有應用肝素等抗凝劑的指征。局部可用3%H?O?沖洗和全身給氧,重癥患者可考慮高壓氧艙治療。
預防
應防止體內正常厭氧菌群或體外厭氧菌帶入傷口、閉合空腔或其他可能招致感染的部位。對外傷傷口,最有效的預防感染措施是盡快徹底清創、去除異物與死腔、重建良好的血供。如患者需要轉運,不能立即進行清創,可予以預防性應用抗厭氧菌藥物;腹部穿透性外傷,尤其是累及放射性腸炎時,有應用抗厭氧菌藥物預防的指征。慢性病灶如慢性中耳炎、鼻竇炎、乳突炎的積極治療可預防顱內厭氧菌感染。體弱、神志不清或有吞咽困難者進食時應注意防止吸入。有瓣膜病變的心臟病者行牙齒外科手術或瓣膜修復術時應給予預防性抗厭氧菌藥物。
歷史
19世紀60年代,法國科學家路易斯·巴斯德(Louis Pasteur)開啟了厭氧微生物學研究,首次根據微生物是否可以在有氧條件下生長,將微生物劃分為好氧和厭氧微生物。此外,他和合作者分離獲得了第一個致病性厭氧菌,后被命名為梭菌屬 septicum。巴斯德提出的煮沸或抽真空法制備預還原厭氧培養基是經典的厭氧操作技術之一。
1889年,由日本細菌學家北里柴三郎首次從病人體內分離到破傷風梭菌(C.tetani)。破傷風梭菌芽孢感染傷口或臍帶殘端時,在特定條件下,芽孢發芽形成繁殖體,釋放毒素,引起破傷風(tetanus)。1891年,美國醫學教育家威廉·亨利·韋爾奇在尸檢時首次分離和鑒定產氣莢膜桿菌(C. perfringens)。該菌廣泛存在于土壤、人和動物腸道中。既引起人類的嚴重創傷感染,也可引起食物中毒和新生兒壞死性小腸結腸炎。
1895年,比利時生物學家埃爾門堅在調查比利時肉毒中毒時發現肉毒梭狀芽孢桿菌(C. botulinum)。該菌主要存在于土壤中,在厭氧環境下能產生毒性極強的肉毒毒素而引起疾病,最常見的為食源性肉毒中毒和嬰兒肉毒中毒。1935年,伊凡絲.霍爾和伊麗莎白.奧圖爾首次從新生兒糞便中分離到艱難擬梭菌(Clostridioides difficile),因該菌對氧極為敏感,當時難以從糞便中分離和培養而命名。1978年,Tedesco首次鑒定產生毒素的艱難擬梭菌與林可霉素治療后出現的假膜性結腸炎相關。
1947年,美國微生物學家羅伯特·愛德華·亨蓋特(Robert E. Hungate)通過深層瓊脂法分離厭氧纖維素降解菌的時候,意外發現管內壁上層的薄層固體培養基上會形成單菌落。隨后,他提出了滾管法分離厭氧菌的操作技術。
應用價值
工業領域
厭氧發酵是指在完全無氧或缺氧的密閉空間里,利用厭氧微生物對有機化合物進行分解的生物化學處理過程。有機廢物的厭氧發酵類型主要包括甲烷發酵和酸發酵,發酵主要產物為甲烷、有機酸。代表性厭氧發酵包括簡易漚肥工藝和沼氣發酵工藝。在工業廢料處理方面,厭氧發酵技術被應用于廢水處理和污泥降解,能有效降低有機污染物濃度,減少環境污染。在特定菌種的工業應用上,丙酮丁醇梭菌憑借其高效生產丙酮丁醇-乙醇的能力,成為工業發酵生產有機溶劑的重要菌種;酪丁酸梭菌和丁酸梭菌則在丁酸合成和氫氣釋放方面優勢顯著,為工業生產中相關物質的獲取提供了高效途徑。
食品領域
在食品領域,長雙歧桿菌已被廣泛用于食品生產中,包括發酵酸 奶、發酵型果汁、合生元益生菌制劑、微生態制劑等。其不僅能優化食品風味和質地,還能提升產品的營養價值與保健功效。例如具有特定益生功能的長雙歧桿菌與果蔬等食品結合,能夠有效延長農作物的儲藏期,減少食品損耗;同時賦予產品調節腸道菌群、增強免疫力等新功能,顯著提升產品附加值,滿足消費者對健康食品的需求。
醫療保健領域
在疾病防治方面,研究證實熱滅活的長雙歧桿菌CECT?7347能夠激活免疫功能相關通路,保護機體抵抗氧化應激損傷、減少急性炎癥反應和腸屏障破壞。長雙歧桿菌作為厭氧菌的一種,可利用趨低氧特點在腫瘤組織內選擇性定植,具有安全性及較好的靶向性,可作為基因治療的主要載體.。
參考資料 >
厭氧微生物培養分離:過去、現在和未來.微生物學報.2025-11-29