蜡样芽孢杆菌:全面解析与防治策略

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蜡样芽孢杆菌:全面解析与防治策略

蜡样芽孢杆菌

蜡样芽孢杆菌(学名:Bacillus cereus)是芽孢杆菌科芽孢杆菌属的一种革兰氏阳性菌,在自然环境中广泛分布,常作为食物中毒病原菌存在。

该菌最初于1887年由弗兰克兰从牛棚空气中分离获得。首例蜡样芽孢杆菌食物中毒事件在1906年被报告,但直到1950年才确认其病因。菌体呈两端平整的革兰氏阳性大杆菌,尺寸为(1~1.5)μm×(3~5)μm,常以短链排列,具周鞭毛可运动,不形成荚膜,但能产生芽孢。芽孢呈椭圆形,位于菌体中央或稍偏端,直径小于菌体。作为需氧菌,其对营养要求低,生长温度范围为25~37℃。繁殖体不耐热,芽孢需100℃加热30分钟或120℃干热1小时才能灭活。该菌产生两种肠毒素,致病因子包括施普善(cereolysin)和磷脂酶C(Phospholipase C),即腹泻毒素与呕吐毒素

引发中毒的食品主要包括剩米饭、米粉、米酒及剩菜等;通过灰尘、土壤、苍蝇、昆虫或不洁器具污染食品;食物中毒由食物中大量活菌及其产生的肠毒素引起。中毒症状依毒素类型分为呕吐型与腹泻型,临床表现包括恶心、呕吐、头晕或腹泻、腹痛和水样便等。呕吐型由耐热肠毒素引发,腹泻型则由不耐热肠毒素导致。

蜡样芽孢杆菌食物中毒在临床上表现为自限性疾病,症状较轻且病程短,通常不超过12小时。治疗以对症支持为主;一般不推荐使用止吐或止泻药物,可静脉补充生理盐水或平衡盐溶液以预防脱水。重症患者可采用抗生素治疗,常用头孢类或大环内乙酰螺旋霉素。预防措施需严格执行食品安全规范,剩饭及熟食食用前应加热至100℃。

历史

蜡样芽孢杆菌于1887年由弗兰克兰从牛棚空气中首次分离。由于其无处不在的特性,食品原料受污染事件频繁发生。

病原学形态与染色特性

菌体两端平整,为革兰氏阳性大杆菌,尺寸(1~1.5)μm×(3~5)μm,呈短链排列,具周鞭毛可运动,不形成荚膜,但能产生芽孢。芽孢椭圆形,位于菌体中央或偏端,直径小于菌体。

培养特性

作为需氧菌,对营养要求不高,生长温度25~37℃,最适温度为32℃。在普通琼脂上形成3~10mm乳白色、不透明、表面粗糙似毛玻璃或融蜡状的菌落,边缘常扩散。在甘露醇卵黄多黏菌素(MYP)琼脂平板上,菌落呈红色(表示不发酵甘露醇)、环绕粉红色晕(表示产卵磷脂酶)。在血琼脂上呈草绿色溶血性贫血。在肉汤中生长迅速、浑浊,常形成菌膜或菌环,摇振易乳化

生化特性

该菌分解葡萄糖、麦芽糖、蔗糖、水杨苷海藻糖,不分解乳糖、甘露醇、鼠李糖木糖、阿拉伯糖、肌醇侧金盏花醇;靛基质、V-P、氰化钾柠檬酸及卵磷脂酶试验均为阳性,能液化明胶;MR、硫化氢脲酶试验均为阴性。蜡样芽孢杆菌与其他类似菌的特性鉴别见下图。

抵抗力

繁殖体不耐热,芽孢需100℃加热30分钟或120℃干热1小时才能杀死。该菌在pH 6~11范围内生长,pH低于5时生长受抑制。

抗原构造

依鞭毛抗原不同分为1~18个血清型。血清分型在食物中毒诊断和流行病学调查中具有重要意义。

致病性

蜡样芽胞杆菌是芽孢杆菌属的一种革兰氏阳性菌,兼性需氧,广泛分布于土壤、灰尘和污水中,也是食品常见污染菌和条件致病菌。主要通过产生腹泻毒素和呕吐毒素导致食物中毒,偶见引起眼疾、心内膜炎脑膜炎和脓毒症等。蜡样芽孢杆菌可长期存在于医院环境,虽血标本中常被视为污染,但对血液病患者可为血流感染病原菌,甚至伴发严重并发症如颅内感染,病死率高达42%。

蜡样芽胞杆菌引起食物中毒源于其产生肠毒素,包括两种不同代谢物。呕吐型由非核糖体多肽合成酶系(NRPS)基因编码的小分子量热稳定多肽引起,在126℃加热90分钟和pH2-12条件下仍保持活性。与腹泻毒素相关的基因包括溶血素BL基因(hblA、hblB、hblC和hblD)、非溶血性肠毒素Nhe基因(nheA、nheB和nheC)、肠毒素FM基因(entFM)、肠毒素T基因(bceT)和细胞毒素K基因(cytK)。hblA、hblB、hblC、hblD基因编码相应蛋白HblA、HblB、HblC、HblD;nheA、nheB、nheC编码蛋白NheA、NheB、NheC;bceT和cytK基因分别编码肠毒素T和细胞毒素K。致腹泻型肠毒素已提纯,分子量为55-6.0×103;56℃加热5分钟失活,遇胰蛋白酶或胃蛋白酶失活,具抗原性。该肠毒素可致小白鼠死亡。

蜡样芽孢杆菌的肠毒素还包括化脓毒素(pyogenictoxin),从婴儿脑脓肿中分离,可能为化脓因子。注人家兔肠袢可破坏绒毛结构,引起肠袢积液,导致家兔小鼠死亡。另有液体积蓄因子,仅导致肠袢积液;喂猴不产生腹泻或呕吐症状。

传播机制传染源

国外中毒食品范围广泛,包括乳制品、畜禽肉类、蔬菜、马铃薯、豆芽、甜点心、调味汁、沙拉、米饭和油炒饭;中国常见食品包括剩米饭、米粉、米酒、剩菜、甜点心、乳类和肉类食品,但以剩饭为主,因蜡样芽孢杆菌易在米饭中繁殖;其次是小米饭高粱米,个别为米粉。污染食品在高温下存放易导致菌体大量繁殖,或加热不彻底使芽孢萌发,食用前未充分加热引发食物中毒

由于该菌生长繁殖不会导致食品腐败,除米饭有时发黏或略带异味外,多数污染食品感官正常,因此夏季易误食导致中毒。

传播途径

该菌自然界分布广,存在于土壤、灰尘、空气和腐草中。食品加工、运输、贮藏、销售过程中,通过灰尘、土壤、苍蝇、昆虫或不洁器具污染食品,引发中毒。该菌可从多种市售食品中检出,肉制品带菌率13%~26%、乳制品23%~77%、饼干12%、生米67.7%~91%、米饭10%、炒饭24%、豆腐54%、蔬菜水果51%。

致病机制

蜡样芽孢杆菌食物中毒由食物中大量活菌及其肠毒素引起。活菌量越多,毒素越多,菌体也促进中毒发生。中毒食品中菌量范围与菌株类型、毒力、食品类别、摄入量和个体差异相关,一般在10⁶~10⁸CFU/g或更高。

引发呕吐型所需菌量高于腹泻型。当剩饭、菜在高温下存放时间较长,菌体繁殖产毒,或加热不彻底使芽孢发芽,食用前未充分加热引发中毒。例如用热水或菜汤泡剩饭、油炒饭、剩饭直接掺入新饭、新饭做好时埋入剩饭等,均不能充分加热杀灭菌体,导致食后中毒。

检验培养基与试剂

磷酸盐缓冲液(pbs)、甘露醇卵黄多盘基网柄菌琼脂(MYP)、胰酪胨大豆多黏菌素肉汤过氧化氢硝酸盐肉汤、动力培养基、营养琼脂、酪蛋白琼脂、硫酸锰营养琼脂培养基、0.5%碱性酸性品红、糖发酵管、V-P培养基、西蒙氏柠檬酸盐培养基、<极a href="/damochuangyi/3693193812033216808.html">溶菌酶营养肉汤、明胶培养基、胰酪胨大豆羊血琼脂(TSSB)。

操作步骤

1.样品处理

冷冻样品应在45℃以下不超过15分钟或2~5℃不超过18小时解冻,若不能及时检验,存于-20~-10℃;非冷冻易腐样品应尽快检验,若不能,置2~5℃冰箱保存,24小时内检验。

2.样品制备

称取样品25g,放入盛有225mL pbs生理盐水的无菌均质杯内,用旋转刀片式均质器以8000~10000r/min均质1~2分钟,或放入盛有225mL PBS或生理盐水的无菌均质袋中,用拍击式均质器拍打1~2分钟。若样品为液态,吸取25mL样品至盛有225mL PBS或生理盐水的无菌锥形瓶(瓶内可预置无菌玻璃珠)中,振荡混匀,作为1:10样品匀液。

3.样品的稀释

吸取(2)中1:10样品匀液1mL加到装有9mL pbs生理盐水的稀释管中,混匀制成1:100样品匀液。依此制成10倍递增系列稀释样品匀液。每递增稀释一次,换用1支1mL无菌吸管或吸头。

<p.4.样品接种

根据污染状况估计,选择2~3个适宜稀释度样品匀液(液体样品可包括原液),以0.3mL、0.3mL、0.4mL接种量分别移入三块MYP琼脂平板,用无菌L棒涂布整个平板,避免触及边缘。使用前,若MYP琼脂平板表面有水珠,可置25~50℃培养箱干燥至水珠消失。

5.分离、培养

①分离:涂布后平板静置10分钟。若样液不易吸收,可置培养箱(30±1)℃培养1小时,等吸收后翻转平皿,倒置于培养箱,(30±1)℃培养(24±2)小时。若菌落不典型,可继续培养(24±2)小时观察。在MYP琼脂平板上,典型菌落为微粉红色(表示不发酵甘露醇),周围有白色至淡粉红色沉淀环(表示产卵磷脂酶)。

②纯培养:从每个平板挑取至少5个典型菌落(少于5个全选),划线接种于营养琼脂平板做纯培养,(30±1)℃培养(24±2)小时,进行确证实验。在营养琼脂平板上,典型菌落为灰白色,偶有黄绿色,不透明,表面粗糙似毛玻璃或熔蜡状,边缘常扩展,直径4~10mm。

确定鉴定

1.染色镜检

挑取纯培养单个菌落,革兰氏染色镜检。蜡样芽孢杆菌为革兰氏阳性芽孢杆菌,尺寸(1~1.3μm)×(3~5μm),芽孢椭圆形位于菌体中央或偏端,不膨大于菌体,菌体两端平整,多呈短链或长链排列。

2.生化鉴定

①概述:挑取纯培养单个菌落,进行过氧化氢酶试验、动力试验、硝酸盐还原试验、酪蛋白分解试验、溶菌酶耐性试验、V-P试验、葡萄糖利用(厌氧)试验、根状生长试验、溶血性贫血试验、蛋白质毒素结晶试验。

②动力试验:用接种针挑取培养物穿刺接种于动力培养基中,30℃培养24小时。有动力的蜡样芽孢杆菌沿穿刺线扩散生长,而蕈状芽孢杆菌常呈“绒毛状”生长。也可用悬滴法检查。

③溶血试验:挑取纯培养单个可疑菌落接种于TSSB琼脂平板上,(30±1)℃培养(24±2)小时。蜡样芽孢杆菌菌落为浅灰色,不透明,似白色毛玻璃状,有草绿色溶血环或完全溶血环。苏云金芽孢杆菌属和蕈状芽孢杆菌呈现弱溶血性贫血现象,而多数炭疽杆菌不溶血,巨大芽孢杆菌不溶血。

④根状生长试验:挑取单个可疑菌落按间隔2~3cm距离划平行直线于经室温干燥1~2天的营养琼脂平板上,(30±1)℃培养24~48小时,不超过72小时。用蜡样芽孢杆菌和蕈状芽孢杆菌标准株对照同步试验。蕈状芽孢杆菌呈根状生长特征。蜡样芽孢杆菌菌株呈粗糙山谷状生长特征。

溶菌酶耐性试验:用接种环取纯菌悬液一环,接种于溶菌酶肉汤中,(36±1)℃培养24小时。蜡样芽孢杆菌在此培养基(含0.001%溶菌酶)中能生长。如阴性,继续培养24小时。巨大芽孢杆菌不生长。

蛋白质毒素结晶试验:挑取纯培养单个可疑菌落接种于硫酸锰营养琼脂平板上,(30±1)℃培养(24±2)小时,并于室温放置3~4天,挑取培养物少许于载玻片上,滴加蒸馏水混匀涂成薄膜。自然干燥,微火固定后,加甲醇作用30秒后倾去,再通过火焰干燥,滴满0.5%碱性酸性品红,放火焰上加热(微见蒸气,勿沸腾)持续1~2分钟,移去火焰,更换染色液再次加温染色30秒,倾去染液用自来水彻底清洗、晾干后镜检。观察有无游离芽孢(浅红色)和染成深红色的菱形蛋白结晶体。若游离芽孢不丰富,可将培养物置室温2~3天后检查。除苏云金芽孢杆菌属外,其他芽孢杆菌不产生蛋白结晶体。

结果计算

1.典型菌落计数和确认

选择有典型蜡样芽孢杆菌菌落的平板,且同一稀释度3个平板所有菌落数合计在20~200CFU的平板,计数典型菌落数。如果出现①~⑥现象按式(8-3)计算,如果出现⑦现象则按式(8-4)计算。

①只有一个稀释度的平板菌落数在20~200CFU且有典型菌落,计数该稀释度平板上的典型菌落。

②2个连续稀释度的平板菌落数均在20~200CFU,但只有一个稀释度的平板有典型菌落,应计数该稀释度平板上的典型菌落。

③所有稀释度的平板菌落数均小于20CFU且有典型菌落,应计数最低稀释度平板上的典型菌落。

④某一稀释度的平板菌落数大于200CFU且有典型菌落,但下一稀释度平板上没有典型菌落,应计数该稀释度平板上的典型菌落。

⑤所有稀释度的平板菌落数均大200CFU且有典型菌落,应计数最高稀释度平板上的典型菌落。

⑥所有稀释度的平板菌落数均不在20~200CFU且有典型菌落,其中一部分小于20CFU或大于200CFU时,应计数最接近20CFU或200CFU的稀释度平板上的典型菌落。

⑦2个连续稀释度的平板菌落数均在20~200CFU且均有典型菌落。

从每个平板中至少挑取5个典型菌落(少于5个全选),划线接种于营养琼脂平板做纯培养,(30极±1)℃培养(24±2)小时。

2.计算公式

T=AB/Cd (8-3)

式中T——样品中蜡样芽孢杆菌菌落数;

A——某一稀释度蜡样芽孢杆菌典型菌落的总数;

B——鉴定结果为蜡样芽孢杆菌的菌落极数;

C——用于蜡样芽孢杆菌鉴定的菌落数;

d——稀释因子。

𝑇=(𝐴1𝐵1/𝐶1+𝐴2𝐵2/𝐶2)/1.1𝑑 (8-4)

式中T——样品中蜡样芽孢杆菌菌落数;

A₁——第一稀释度(低稀释倍数)蜡样芽孢杆菌典型菌落的总数;

A₂——第二稀释度(高稀释倍数)蜡样芽孢杆菌典型菌落的总数;

B₁——第一稀释度(低稀释倍数)鉴定结果为蜡样芽孢杆菌的菌落数;

B₂——第二稀释度(高稀释倍数)鉴定结果为蜡样芽孢杆菌的菌落数;

C₁——第一稀释度(低稀释倍数)用于蜡样芽孢杆菌鉴定的菌落数;

C₂———第二稀释度(高稀释倍数)用于蜡样芽孢杆菌鉴定的菌落数;

1.1———计算系数(如果第二稀释度蜡样芽孢杆菌鉴定结果为0,计算系数采用1);

d——稀释因子(第一稀释度)。

结果与报告

1.根据MYP平板上蜡样芽孢杆菌的典型菌落数,按式(8-3)、式(8-4)计算,报告每1g(mL)样品中蜡样芽孢杆菌菌数,以CFU/g(mL)表示;如T值为0,则以小于1乘以最低稀释倍数报告。

2.必要时报告蜡样芽孢杆菌生化分型结果。

临床表现

蜡样芽孢杆菌食物中毒的中毒症状因其产生的毒素不同可分为呕吐型和腹泻型两类。

呕吐型

呕吐型主要由耐热肠毒素引起,潜伏期较短,一般0.5~3小时,短者0.5小时,长者5小时。主要症状是恶心、呕吐,伴随头晕、四肢无力、腹痛等,少数出现腹泻、体温升高。头昏、四肢无力、口干、寒战、结膜充血等症亦有发生。病程通常不超过10小时。中国报道的该菌食物中毒多为此型,主要由剩米饭或炒饭引起,易在米饭中繁殖并产生耐热肠毒素。与葡萄球菌性食物中毒在潜伏期和中毒表现上相似,易混淆。

腹泻型

腹泻型由不耐热肠毒素引起,潜伏期较长,一般10~12小时,短者6小时,长者16小时,主要表现有腹泻、腹痛和水样便,一般无发热,可有轻度恶心,但呕吐罕见。亦有报道发热和胃痉挛等症状。病程稍长,16~36小时,由蜡样芽孢杆菌在各种食品中产生不耐热肠毒素所致。在潜伏期和中毒表现上与产气荚膜杆菌食物中毒相似,应注意鉴别。

诊断检查诊断标准

通过流行病学检查,结合中毒患者临床表现和实验室检查,可以诊断。

辅助检查

1.实验室检查:粪便中培养出蜡样芽孢杆菌。

2.其他辅助检查:应进行肠毒素试验,确定有无致病力。

治疗

蜡样极芽孢杆菌食物中毒在临床上具有自限性疾病的特点,病情较轻,病程短,一般不超过12小时。

一般患者的治疗都采取对症治疗;通常不建议给予止吐和止泻药物,可给予静脉补充生理盐水或平衡盐溶液,预防脱水。病情严重者可使用抗生素治疗,通常选用头孢类或大环内乙酰螺旋霉素。老年患者应密切监护,需注意严重呕吐和腹泻诱发的并发症。

防治

土壤、灰尘常带有蜡样芽孢杆菌,鼠类、苍蝇和不洁的烹调用具、容器皆能传播该菌。为此,食堂、食品企业必须严格执行食品安全操作规范,做好防蝇、防鼠、防尘等卫生工作。因该菌在15~50℃均能生长繁殖产毒,奶类、肉类和米饭等食品只能在低温下短期存放,剩饭及其他熟食品在食用前须100℃加热20分钟彻底加热。

流行病学

蜡样芽孢杆菌食物中毒的季节性表现明显,与其他细菌性食物中毒一样,多发于夏、秋季,尤其是6~10月。

首例蜡样芽孢杆菌食物中毒早在1906年报告(Lubenau),但直至1950年才明确病因。虽然在1937年就有学者从病人血液中分离到该菌;但在上世纪70年代以前,人们并未注意到其对人类健康的影响,通常视为自然界常见非致病菌。于上世纪50年代,挪威医生首先报告了蜡样芽孢杆菌引起的4起食物中毒事件,涉及600多人。1960∼1968年间在匈牙利细菌性食物中毒中,蜡样芽孢杆菌为第三常见致病菌,该菌所致食物中毒为已报告起数的84%,中毒人数占总数的14.8%。后来英国日本印度澳大利亚、美国等地相继发现该菌引起的食物中毒。

中国南京市卫生防疫站于1973年首次报告了南京某托儿所儿童因进食泡饭引起呕吐型蜡样芽孢杆菌食物中毒;此后事件逐渐增多。曾有统计表明,1986年-2007年间中国文献报道的蜡样芽孢杆菌食物中毒事件达299起,甚至有死亡病例。1994-2003年十年内,中国报道的蜡样芽孢杆菌食物中毒共47起,进食人数2541人,中毒者1758人,发病率69.19%,但无死亡。据2008-2010年中国突发公共卫生事件报告管理信息系统统计,在食物中毒中,由蜡样芽孢杆菌引起的食物中毒最常见。

蜡样芽胞杆菌在各种食品中的检出率较高。如1982年犬饲等对名古屋市所采1641份食品样品中,有193份检出该菌,阳性率11.8%。1984年中国有关单位对南京市所采211份食品样品中,有81份检出该菌,阳性率高达38.4%。

参考资料 >

Bacillus Cereus.ncbi.2025-04-25

Bacillus cereus Frankland and Frankland, 1887.itis.2025-04-25

炒饭综合征—蜡样芽孢杆菌感染性食物中毒.中国急救医学杂志.2025-04-25

蜡样芽孢杆菌——“炒饭综合征”的始作俑者.澎湃新闻.2025-05-11

Bacillus cereus.bccdc.2025-04-25

标签: 芽孢杆菌的灭杀 芽孢杆菌防治病害 芽孢杆菌防治对象

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