二、分类地位
Campylobacter fetus ( 胎儿弯曲杆菌) 在1959 年由Florent 发现,由于型态的缘故,和弧菌同属一类,在当时被称为 Vibro fetus 。由于在DNA 中G + C 的含量极低, mole % 大约是33-36 。所以在1974 年Campylobacter spp. 自成一属,而Vibro fetus从此也被更正为Campylobacter fetus 。
Campylobacter fetus ( 胎儿弯曲杆菌) 在1959 年由Florent 发现,由于型态的缘故,和弧菌同属一类,在当时被称为 Vibro fetus 。由于在DNA 中G + C 的含量极低, mole % 大约是33-36 。所以在1974 年Campylobacter spp. 自成一属,而Vibro fetus从此也被更正为Campylobacter fetus 。
Campylobacter 是指microaerophilic 的弧菌( 某些菌株为aerobic) ,Campylo-是弯曲(curved) 的意思;-bacter是杆菌(rod) 的意思。fetus 指的是拉丁文名词的胎盘(foetus) ,因为Campylobacter fetus会导致家畜的流产。
C. fetus有两个亚种,分别是 C. fetus subsp. fetus和C. fetus subsp. venerealis。
三、自然栖息地
C. fetus subsp. fetus 可从流产的绵羊、家畜的胎盘和胎儿的胃中分离出来﹔也存在于受到感染的母羊和家畜的血液、肠道及胆汁中﹔以及人类的血液、脊髓液和脓肿。此生物会长于人类和动物的肠道和胆囊中。
C. fetus subsp. venerealis 生长于受到感染的牛的阴道黏液、精液中、流产的牛的胎盘组织内。并不存在于人或动物的肠道内。
四、大小型态
为一个细长的弯曲杆菌,直径为0.2-0.3μm ,约1.5-5μm 长。菌体可能有一个或多个螺旋,在较老的培养基中,可能长至8μm 。当两个菌体连接成一个短链时,可能呈现S 型或海鸥翅膀( m 型) 的模样。菌体的两端位于cytoplasmic membrane 之下各拥有一多层且带极性的膜,细胞的末端是尖锐的。此菌会利用位于细胞的一端或两端的单一带极性的鞭毛以快速的螺旋状前进,因此菌具有活跃的活动力,鞭毛有可能为菌体的2~3 倍长。为了避免忽略此菌,最好使用相位差显微镜观察。
在初期的培养时可在agar 上发现好几种型态的菌落:光滑的水平菌落最常发现,直径约1mm ,呈无色或轻微的半透明状﹔粗糙的菌落较少见,菌落也很小,直径大约1-2mm ,大致上与光滑的菌落相似,差别在于其圆形的菌落表面上有颗粒状。在初期的培养时,菌落通常为不透明的白色或者是黄褐色的菌落。
在次级培养(subculture) 之后,会出现切玻璃状(Cut glass) 菌落。切玻璃样菌落,直径大约1mm ,为圆形、凸起的半透明菌落,表面带有颗粒状的反射面。
培养在blood agar 中,不具溶血性,菌落直径约1~2mm ,为圆形、平滑凸起的灰白色或者黄褐色的菌落。
C. fetus 不产孢, 属于chemoorganotrophs ,能量来源为amino acid( 例如: glutamate 和aspartate ) 或tricarboxylic acid cycle 的中间产物,经脱氨作用(deaminization) 而来,而不是carbohydrate ,所以没有酸性或中性的终产物产生,因此在成长过程中,培养基会变成碱性(pH8.5~9.0) 。所以当培养在较老的培养基( 特别是agar plates) 中,细胞会形成圆形或球状的菌体。
在 C. fetus的外围可发现一层荚膜,荚膜可帮助 C. fetus逃避吞噬作用。荚膜由glycoprotein 及4% 的由hexose 、 pentose 和methylpentose 所形成的碳水化合物所构成,分子量约为~98,000 。
C. fetus 是革兰氏阴性菌(gram-negative) ,其对Methyl red 和Proskauer 皆呈负反应。
五、适合环境
Campylobacter spp.都是微好氧菌,需要约3-15% O 2 以及3-5% 的CO 2 以生长,为嗜中温菌,最适宜的温度大约是37 ℃,在25 ℃时也会生长,但不生长在42 ℃下。有些品种可在轻微好氧( 20% O 2 ) 的环境下生长且25 ℃及42 ℃下都可生存。少许菌株在厌氧的环境下,添加fumarate 、 formate 和fumarate 或O 2 和fumarate 于培养基中,仍可以生长。
六、培养特性
因为 C. fetus是一种微好氧菌,所以生存在3-15%O 2 以及3-10% 的CO 2 的条件底下,为嗜中温菌,喜好的pH 值=7 。可培养在具有0.12-0.20% agar 的半固体培养基中,由于是微好氧菌,所以只生长在培养基表面下的几厘米处。
C. fetus 有 两种亚种,他们的生长特性有些微的不同。如Table.1 。
Table.1 比较C. fetus的两个亚种的生存差异
C. fetus subsp. fetus | C. fetus subsp. venerealis | |
1%Glycine | + | - |
1.5% NaCl | d | d |
3.5%NaCl | - | - |
25 ℃ | + | + |
42 ℃ | - | - |
1.0% Bile | + | + |
Selenite reduced | d | - |
d:10~90% positive
因为 C. fetus是细长的弯曲杆菌,如果要筛选出 C. fetus,首先将organism 滤过孔径0.45 、 0.65 或0.8μm 的滤网,再将滤液接种到broth 或是agar 上。所有的培养基都必须在微量氧气的环境中培养,包含5%O 2 、 10%CO 2 及85%N 2 。除此之外,由于C. fetus对于多种的抗生素都具有抗性,所以在培养的时候为了抑制其他种微生物的生长,会在培养基中添加bacitracin(2U/ml) 和novobiocin (2μg/ml) 制作成选择性培养基。
Campylobacter 对H 2 O 2 非常具有敏感性,存在0.00124% 的H 2 O 2 即可抑制其生长。用blood agar 或是brucella agar 的效果会比较好﹔因为其中含有catalase 及superoxide dismutase ,可以帮助代谢H 2 O 2 。在blood agar 中不具溶血性。
将菌培养在TSI agar slants 中,并不产生H 2 S ,反应为alkaline reaction 。在litmus milk 的培养基中并不生长,添加peptone 于litmus milk 中peptone 会被利用,使培养基变微弱碱性。在Sellers' medium 中只有少数生长, slant 会变为弱碱性且底部不会产生变化。而将菌培养在MacConkey agar 上,则会有少许的菌生长。
保存方法有两种:
(一) 使用半固体的培养基保存;如: brucella broth( 添加0.16% agar) ,在好氧的环境下保存一周,可加入血液增加菌的存活率。
(二) 使用冷冻干燥法保存;使用液态氮或于-80 ℃的环境下保存,可达数年之久。在冷冻菌种之前,添加10% 的glycerol 或dimethyl sulfoxide 当作保护剂。使用此保存方法时,菌的浓度需较高。
七、生化特性
C. fetus 对抗生素的抗性
Table.2 C. fetus 的 生化特性
Catalase | + |
Litmus milk | - |
MacConkey agar | d |
Hippurate hydrolysis | - |
Nitrate reduction | + |
Nitrite reduction | - |
Selenite reduction | d |
H2 requirement | - |
H2S production (in TSI) | - |
H2S production (in SIM) | - |
Casein hydrolyzed | - |
Ribonucleic acid | - |
Deoxyribonucleic Acid | - |
Oxidase Test | + |
Ferment or oxidize glucose | - |
Inhibited by: Nalidixic acid Cephalothin Metronidazole | + |
H2 required for microaerophilic growth | - |
d:10~90% positive
Table.3 C. fetus对它Sensitive 的抗生素
C. fetus subsp. fetus | C. fetus subsp. venerealis |
Chloramphenicol (4 μ g/ml) Dihydrostreptomycin (4 μ g/ml) Erythromycin (2 μ g/ml) Neomycin (8 μ g/ml) Oxytetracycline (8 μ g/ml) Strepomycin (4 μ g/ml) Tetracycline (1 μ g/ml) N -formimodoylthienamycin ( < 0.19 μ g/ml) Gentamicin ( < 0.19 μ g/ml) Ampicillin (0.19-0.78 μ g/ml) Moxalactam (1.56-6.25 μ g/ml) Cefoperazone (50-100 μ g/ml) Cephalothin (3.12-12.5 μ g/ml) Cefotaxime (3.12-12.5 μ g/ml) | Chloramphenicol (2 μ g/ml) Dihydrostreptomycin (4 μ g/ml) Erythromycin (2 μ g/ml) Neomycin (8 μ g/ml) Oxytetracycline (4 μ g/ml) Strepomycin (4 μ g/ml) Tetracycline (0.5 μ g/ml) |
Table.4 C. fetus对它moderately sensitive 抗生素
C. fetus subsp. fetus | C. fetus subsp. venerealis |
Penicillin (32U/ml) | Penicillin (32U/ml) Novobiocin (64 μ g/ml) |
Table.5 C. fetus对它Sensitive Resistant 的抗生素
C. fetus subsp. fetus | C. fetus subsp. venerealis |
Bacitracin (128μg/ml) Novobiocin(128μg/ml) Polymyxin B (1024U/ml) | Bacitracin (256μg/ml) Polymyxin B (512U/ml)
|
八、应用性
C. fetus subsp. fetus是致病菌。它不仅会感染动物也会感染人类,是人畜共通病。属于第二级危险群微生物,第二级危险群微生物在人类所引起的疾病很少是严重的。
C. fetus是伺机性的病原菌,可以对操劳过度的人引起感染。且会引起新生儿及妇女怀孕初期(前三个月)的败血病感染,或老年人的硬化症、恶性肿瘤以及心血管的疾病。此菌的毒性机制仍不清楚。
C. fetus subsp. fetus是经由口传染,会造成绵羊及家畜偶发性的流产,若是人类感染则会引起发烧或其他的症状,是否会造成人类的流产则尚无定论。
C. fetus subsp. venerealis会感染家畜、天竺鼠、仓鼠及受精的鸡蛋等。经由性交所感染,会引起家畜的流产及呼吸道疾病,对人类的感染尚无定论。
Erythromycin 曾有效的治疗C. fetus引起的疾病。目前并无适用于人体之疫苗。
九、参考文献
1. Noel R.Krieg, JGHolt., 1984, Bergey's Manual of Systematic Bacteriology Vol. 1, P111-115
2. Ronald M. Atlas, 1946, Handbook of Microbiological Media, 2 nd edition, P1246.