我国部分咸水源中弗朗西斯菌的分离和特征研究

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目的:对环境水样进行弗朗西斯菌的分离和培养,完成疑似菌株的鉴定,初步确定分离株的分类学地位,并对分离株进行微生物学特征研究,为临床上鉴别弗朗西斯菌提供依据。方法:(1)水样分离:采用浓缩酸处理法和BCYE-GVPCC抗生素平板进行水样分离,挑取平板上灰白色、半透明菌落进行初步鉴定。(2)初步鉴定:对弗朗西斯菌疑似分离株进行触酶试验和革兰染色镜检;对触酶弱阳性和镜下呈革兰阴性、细砂状球杆菌状的疑似分离株进行16S rRNA基因扩增和序列分析,初步确定分离株的分类学地位。(3)多项分类学研究:对分离株进行多项分类学研究,包括:16S rRNA基因系统发育分析、管家基因(sdhA基因、rpoB基因、mdh基因)特征、表型特征和生理生化特征(API ZYM试剂盒、Rapid ID 32 A试剂盒、API NH试剂盒、药敏试验、基因组DNA (G+C) mol%、全细胞脂肪酸、醌类型、磷酸类脂、最适生长温度试验、毒力试验等)。(4)弗朗西斯菌的特征分析:综合分析弗朗西斯菌的微生物学特征,并与临床上近似的革兰阴性菌相鉴别。结果:(1)水样分离:收集到来自咸水源的184份环境水样,其中阳性水样为15份,水样阳性率为8.15%。(2)疑似菌株的初步鉴定:分离出10株触酶弱阳性、镜下呈细砂状革兰阴性球杆菌的疑似菌株(除外6株未能成功保存的菌株),包括环境水样疑似分离株9株:其中8株(QH-2、QH-3、QH-4、QH-5、QH-12、QH-15、HN-3、YJ-2)初步鉴定为蜃楼弗朗西斯,1株(D3-2)初步鉴定为新属菌株;温州溺水性肺炎患者血液疑似分离株1株(WZ-1),初步鉴定为新凶手样弗朗西斯菌。(3)多项分类学研究:①16S rRNA基因系统发育分析:8株疑似菌株(QH-2、QH-3、QH-4、QH-5、QH-12、 QH-15、HN-3、YJ-2)与蜃楼弗朗西斯菌模式菌株25015、25017位于同一分支;WZ-1分离株与新凶手弗朗西斯菌、土拉热弗朗西斯菌位于同一分支;D3-2独树一帜,与所有已知的弗朗西斯菌的亲缘关系都较远。②管家基因特征:分离株均扩增到长度约300bp的sdhA基因DNA片段,330bp的rpoB基因DNA片段,750bp的mdh基因DNA片段(D3-2分离株除外)。③表型特征:分离株在BCYEα平板和嗜血巧克力平板上生长良好,血平板上生长缓慢,具有L-半胱氨酸依赖性,呈扁平状、灰白色、半透明菌落;镜下呈细砂状革兰阴性球杆菌,无鞭毛,无动力。④生理生化特征:分离株触酶试验弱阳性,氧化酶试验阳性,吲哚试验阴性(WZ-1除外);特征性酶包括碱性磷酸酶、酸性磷酸酶、酯酶(C4)、类脂酯酶(C8)、萘酚-AS-B-磷酸水解酶、精氨酸芳香基酶、丙氨酸芳香基酶、组氨酸芳香基酶、青霉素酶、葡萄糖(产酸)、果糖(产酸)、蔗糖(产酸)等;对庆大霉素、四环素、强力霉素、环丙沙星、左氧氟沙星、氯霉素等均为敏感;WZ-1分离株基因组DNA (G+C) mol%为33.30%,D3-2分离株为38.00%;WZ-1分离株全细胞脂肪酸主要为C10:0 (16.75%)、 C14:0 (9.79%)、C16:0 (18.87%), C16:03-OH (8.89%)和C18:1ω9c(11.16%),这五项脂肪酸占细胞总脂肪酸的65.46%,D3-2分离株主要为C16:0 (5.38%), C18:0 (20.43%)、 anteiso-C15:0 (34.40%), iso-C16:0 (5.92%)、anteiso-C17:0 (10.73%),此五项脂肪酸占细胞总脂肪酸的76.86%;WZ-1分离株醌类型为Q8(66.89%)和Q9(33.11%),D3-2分离株为Q8(100%);WZ-1分离株的主要磷酸类脂为DPG、PE、PG、PC、PL1、ALP2、 UL、D3-2分离株为PL、DPG、PE、 PG、PC、ALP、AL; WZ-1分离株的毒力预实验显示其LD50为107CFU/mL, LD100为109CFU/mL,由于试验条件限制,未能完成毒力实验;WZ-1分离株和D3-2分离株最适生长温度均为35℃,42℃不生长。⑤D3-2分离株拟命名为:球杆菌属,海岸球杆菌(Coccodibacter litoralis);WZ-1分离株拟命名为:弗朗西斯菌属,温州弗朗西斯菌(Francisella wenzhouensis)。(4)弗朗西斯菌在平板上呈扁平状、灰白色、半透明菌落,生长不需要X/V因子,但L-半胱氨酸有促进细菌生长的作用;镜下呈细砂状的革兰阴性球杆菌,无鞭毛,无动力;氧化酶阳性,触酶弱阳性,吲哚试验阴性;基因组DNA (G+C) mol%特征为32%~34%;脂肪酸特征为具有偶链饱和脂肪酸(C10:0,C14:0和C16:0)和两个长链羟基酸(C16:03-0H和C18:03-OH);醌类型特征为以Q8为主;磷酸类脂特征为DPG、 PG、PC、PE、PL1、PL2、PL3、APL2、APL3。临床上相近似的革兰阴性菌包括:布鲁菌、巴尔通体属、不动杆菌属、嗜血杆菌、鼠疫耶尔森菌、多杀巴斯德氏菌等,可通过平板培养特性、革兰染色镜检、氧化酶试验、脲酶试验、触酶试验、X/V因子或半胱氨酸对细菌生长的作用、动力试验、主要脂肪酸构成等方面进行鉴别。结论:弗朗西斯菌广泛分布于咸水源中,传统方法很难鉴定区分弗朗西斯菌,采用16S rRNA基因序列分析和细菌多项分类学研究可完成弗朗西斯菌的鉴定和确定其分类学地位,临床上可通过细菌的微生物学特征对相似菌株进行鉴别。
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毛公强,1964年5月生于青岛,先后毕业于山东师范大学历史系、中国艺术研究院首届美术学研究生班。系中国先秦史学会理事、中国钱币学会会员、中国书法家协会会员,(澳门)圣若瑟大学客座教授,中国文化报社驻青岛记者站站长。书法师从著名语言文字学家、书法篆刻大师、山东大学博士生导师蒋维崧教授。其作品多次参加由国家文化部、中国文联、中国书协等官方举办的全国性大展并有获奖,荣获政府文化奖——群星奖。近年来,多次