周園,王嵐,李旗,馮偉,劉新*
(1.沈陽醫(yī)學(xué)院遼寧省環(huán)境污染與微生態(tài)實驗室,遼寧 沈陽 110034;2.沈陽市第四人民醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科)
噬菌體是感染細(xì)菌的病毒,具有溶原性和裂解性兩種生長方式[1],根據(jù)與宿主菌的相互關(guān)系,分為溫和噬菌體和毒性噬菌體二種類型。過去人們關(guān)注毒性噬菌體裂解宿主菌,期待發(fā)揮治療性應(yīng)用,但長期研究并未取得實質(zhì)性進展[2]。鮑曼不動桿菌(Acinetobacter baumannii,Ab)為非發(fā)酵革蘭陰性桿菌,廣泛分布于外環(huán)境中,黏附力極強,是引起醫(yī)院內(nèi)感染的重要條件致病菌之一,在住院患者特別是重癥監(jiān)護室(intensive care unit,ICU)患者中引起嚴(yán)重感染,本研究對臨床分離的Ab菌株進行耐藥性分析及細(xì)菌超微結(jié)構(gòu)觀察,結(jié)果報道如下。
1.1 標(biāo)本采集 標(biāo)本分別來自沈陽市多家醫(yī)院ICU,包括患者痰、呼吸機導(dǎo)管及手術(shù)的引流管等,臨床檢查判定為Ab,經(jīng)LB肉湯培養(yǎng)基增菌,然后轉(zhuǎn)種于青霉素+諾氟沙星培養(yǎng)基上培養(yǎng)。單個菌落經(jīng)中國藍(lán)培養(yǎng)基,44 ℃連續(xù)傳代純化,生化反應(yīng)測定符合不動桿菌屬,細(xì)菌鑒定儀鑒定到種。將經(jīng)過鑒定的菌株通過肉湯培養(yǎng)基增菌24 h,比濁法調(diào)細(xì)菌的密度為1×108/ml,備用。
1.2 試劑與儀器 營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基,中國藍(lán)培養(yǎng)基(北京奧博星生物技術(shù)有限公司),革蘭陰性桿菌鑒定試劑條(REF 32100 梅里埃公司),藥敏紙片(OXOID 公司)。質(zhì)控菌株為大腸桿菌ATCC25922、銅綠假單胞菌ATCC27853購自衛(wèi)生部臨床檢驗中心,Ab標(biāo)準(zhǔn)株:ATCC 19606(寶特生物公司代購),本室保存?zhèn)鞔TB細(xì)菌鑒定儀(法國生物梅里埃公司),S-4800冷場發(fā)射掃描電鏡(日立公司北京辦事處)。
1.3 菌種鑒定 標(biāo)本直接涂片,革蘭染色;氧化酶、觸酶、硝酸鹽還原試驗及動力試驗。ATB生化鑒定分析儀鑒定,操作步驟按照說明書進行。
1.4 藥敏試驗 采用K-B 紙片擴散法,判定標(biāo)準(zhǔn)按照CLSI 2012版執(zhí)行[3]。
1.5 掃描電鏡標(biāo)本制備 將具有泛耐藥的菌株以1 200 rpm離心2 min,得到細(xì)菌集團,取少量轉(zhuǎn)入盛有預(yù)冷的2.5%戊二醛固定劑EP(eppendorf)管中固定,4 ℃過夜。4 ℃條件下0.1 mol/L磷酸漂洗液漂洗15 min×3次,1%鋨酸固定液固定2 h,0.1 mol/L磷酸漂洗液漂洗15 min×3次,脫水:50%乙醇15~20 min,70%乙醇15~20 min,90%乙醇15~20 min,90%乙醇、90%丙酮(1∶1)15~20 min,90%丙酮15~20 min。固化:37 ℃過夜。鍍膜20 s。S-4800冷場發(fā)射掃描電鏡觀察。
2.1 藥敏試驗 45株Ab對抗生素的藥敏試驗見表1。
表1 45株Ab對抗生素的藥敏試驗(%)
2.2 耐藥Ab超微結(jié)構(gòu)觀察 經(jīng)呼吸機導(dǎo)管分離的耐藥Ab表面可見數(shù)個噬菌體附著,噬菌體頭部呈多邊形,未見尾絲結(jié)構(gòu),菌體完整無破損,對照株菌體表面光滑,未見噬菌體吸附,見圖1。
目前報告Ab的耐藥機制比較復(fù)雜,包括耐藥酶或稱藥物滅活酶的產(chǎn)生;外膜蛋白的減少、缺失或突變;藥物外排泵的形成;藥物作用靶位:青霉素結(jié)合蛋白表達減低或缺乏及可移動遺傳元件參與的耐藥基因的傳遞等,但關(guān)于Ab形態(tài)結(jié)構(gòu)與耐藥性關(guān)系鮮有報告。
噬菌體在自然界廣泛分布,凡是有細(xì)菌的場所,就有相應(yīng)噬菌體的存在。噬菌體的形態(tài)結(jié)構(gòu)一般分成三種類型:即無尾部結(jié)構(gòu)的二十面體,有尾部結(jié)構(gòu)的二十面體和線狀體[4]。本試驗中觀察到Ab耐藥株的噬菌體為多邊形,未見尾絲結(jié)構(gòu),故應(yīng)屬無尾部結(jié)構(gòu)的二十面體噬菌體,本室保存的Ab標(biāo)準(zhǔn)菌株ATCC19606,為細(xì)菌生物被膜模式株[5],未見噬菌體存在,藥敏試驗表明對多種抗生素敏感,提示耐藥菌株上的溫和噬菌體與其耐藥有關(guān)。
溫和噬菌體是指噬菌體感染細(xì)菌后,并不裂解宿主菌引起死亡,關(guān)于溫和噬菌體與不動桿菌溶原性及與耐藥相關(guān)性目前未見有報道。我們觀察到噬菌體吸附于Ab表面,菌體形態(tài)完整,無裂解跡象,說明宿主菌處于溶原狀態(tài),如果噬菌體將其自身的基因組整合于宿主菌中的染色體中,這種整合意味著宿主菌基因組變化,是否因此導(dǎo)致耐藥性有待于進一步研究。
值得注意的是電鏡下還觀察到Ab存在性菌毛多重接合現(xiàn)象。呈分枝狀的性菌毛,使接合的機會更多,這種現(xiàn)象未見有文獻報道。因為性菌毛能在細(xì)菌之間傳遞DNA,是細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性的原因之一,本實驗結(jié)果提示溶原性細(xì)菌可能通過噬菌體啟動耐藥基因,而由性菌毛多重接合,將耐藥基因廣泛傳遞使細(xì)菌快速產(chǎn)生了耐藥性,應(yīng)予以關(guān)注。
多邊形噬菌體吸附于細(xì)菌表面,每一菌體表面均有數(shù)個噬菌體吸附,噬菌體頭部直徑小于200nm菌體形態(tài)保持球桿狀,無細(xì)胞壁破裂A 臨床分離的耐藥菌株菌體球桿狀,表面光滑,無細(xì)胞壁破裂B ATCC19606(實驗室保存株)菌毛附著于菌體:短而直、中空管狀,末端有多處分枝C 耐藥的Ab菌毛菌體間可見分枝的菌毛呈多向接合D Ab耐藥株多向接合
圖1 Ab掃描電鏡圖片(×25 000)
參考文獻:
[1]李凡,劉晶星.醫(yī)學(xué)微生物學(xué)[M].7版.北京:人民衛(wèi)生出版社,2008:68-77.
[2]梁莉,楊洪江,金鑫.鮑曼不動桿菌烈性噬菌體的分離與純化[J].生物學(xué)雜志,2010,27(4):88-90,93.
[3]孫長貴,王輝.抗菌藥物敏感性試驗執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)(M100-S22)[J].中華檢驗醫(yī)學(xué)雜志,2012,32(3):172.
[4]聞玉梅.精編現(xiàn)代醫(yī)學(xué)微生物學(xué)[M].上海:復(fù)旦大學(xué)出版社,2002:123.
[5]Gaddy JA,Andrew P,Tomaras AP,et al.The Acinetobacter baumannii 19606 OmpA protein plays a role in biofilm formation on abiotic surfaces and in the interaction of this pathogen with eukaryotic cells [J].Infect Immun,2009,77(8):3150-3160.