1、菌株名称:嗜肺军团菌亚种Legionella pneumophila subsp pneumophila
2、菌株编号:TS274489
3、其他中心编号:ATCC33152
冻千菌种应在2~8C保存。
1、培养基编号:BCYE 培养基(建议购买市面上有现成的培养基)
2、培养时间:48-96小时
3、培养温度:37℃,5%CO2下培养
·冻干首次活化,干粉要全部用完,不能保留,用0.2-0.5m1的培养液或者无菌水溶解,接种在1-2个平板上,因冻干菌种处于休眠状态,请勿接种多个平板,以免因接种量不足而导致复苏不成功;
·复苏后,微生物菌种应保藏于建议的温度、清洁和干燥的地方,室温放置时间过长会导致菌种衰退;
·菌种操作应在无菌条件下进行:转种完毕,废弃物应经灭菌再做丢弃处理,以免污染周围环境;
·冻干菌复苏后,应根据菌种状况及时转接传代;
·操作前,如果有不明白之处,应先咨询我中心技术人员,避免不必要的损失。
Legionella pneumophila是军团菌属的一种薄的、需氧的、多形的、有鞭毛的、不形成孢子的革兰氏阴性细菌。L. pneumophila是该组的主要人类致病菌,是军团病(也称为军团病)的病原体。
在自然界中,L. pneumophila感染棘阿米巴属和内格勒菌属的淡水和土壤变形虫。变形虫和人类细胞的感染机制相似。
L. pneumophila是一种革兰氏阴性、非包膜、需氧杆菌,具有单个极性鞭毛,通常特征为球杆菌。它是好氧的,不能水解 明胶或产生脲酶。它也是非发酵的。L. pneumophila既不着色也不自发荧光。它是氧化酶和过氧化氢酶阳性的,并产生β-内酰胺酶。L. pneumophila菌落形态为灰白色,具有纹理、切割玻璃外观;它还需要半胱氨酸和铁茁壮成长。它在“蛋白石样”菌落的 酵母提取物琼脂上生长。
虽然L. pneumophila被归类为革兰氏阴性生物,但由于其在外细胞膜外叶中的独特脂多糖含量,它的染色效果很差。这种生物体细胞抗原特异性的碱基位于其细胞壁的侧链上。这些侧链的化学组成与不同糖的成分和排列有关,决定了体细胞或 O抗原决定簇的性质,这是对许多革兰氏阴性细菌进行血清学分类的重要手段。至少 35 种不同的嗜肺军团菌血清型已经描述了,以及其他几个被细分为许多血清型的物种。
血清已用于载玻片凝集研究和通过荧光标记抗体使用免疫荧光直接检测组织中的细菌。患者的特异性抗体可通过间接荧光抗体试验确定。ELISA和微凝集试验也已成功应用。
军团菌用革兰氏染色很差,用银染色呈阳性,并在含铁和半胱氨酸的木炭酵母提取物上培养。
L. pneumophila是一种兼性细胞内寄生虫,可以在环境中的变形虫内部入侵和复制,尤其是棘阿米巴属和Naegleria属的物种,因此可以作为L. pneumophila 的宿主。这些宿主还可以保护免受环境压力,例如氯化。军团菌已被证明会在生物膜中的管道壁上增殖。从管道系统中的生物膜中脱落的军团菌可以通过水龙头、淋浴器、洒水器和其他固定装置雾化,长时间暴露后可能导致感染。
在美国,每年每 100,000 人中约有 3 例嗜肺军团菌感染。感染高峰在夏季。在流行地区,大约 4% 至 5% 的肺炎病例是由嗜肺军团菌引起的。
在人类中,嗜肺军团菌侵入并在巨噬细胞内复制。抗体和补体的存在可以增强细菌的内化,但不是绝对必需的。细菌的内化似乎是通过吞噬作用发生的。然而,嗜肺军团菌也能够通过未知机制感染非吞噬细胞。L. pneumophila描述了一种罕见的吞噬作用,称为卷曲吞噬作用,但这不依赖于 Dot/Icm(细胞内增殖/细胞器运输基因缺陷)细菌分泌系统并已观察到其他病原体。一旦内化,细菌将自己包围在一个膜结合的液泡中,该液泡不会与溶酶体融合,否则会降解细菌。在这个受保护的隔间里,细菌繁殖。
细菌使用称为 Dot/Icm 的 IVB 型分泌系统将效应蛋白注入宿主。这些效应物参与增加细菌在宿主细胞内的生存能力。L. pneumophila编码超过 330 种“效应”蛋白,由 Dot/Icm 易位系统分泌,以干扰宿主细胞过程以帮助细菌存活。据预测,军团菌属编码超过 10,000 个,可能高达 ~18,000 个效应子,这些效应子极有可能被分泌到宿主细胞中。
L. pneumophila使用其效应蛋白的一种关键方式是干扰含军团菌的液泡与宿主内体的融合,从而防止裂解。Dot/Icm 易位效应器的敲除研究表明,它们对细菌的细胞内存活至关重要,但许多个体效应蛋白被认为具有冗余功能,因为单效应器敲除很少阻碍细胞内存活。这种大量易位的效应蛋白及其冗余可能是细菌在许多不同的原生动物宿主中进化的结果。
为了让军团菌在巨噬细胞和原生动物中存活,它必须创建一个专门的隔室,称为含有军团菌的液泡 (LCV)。通过 Dot/Icm 分泌系统的作用,细菌能够通过正常的内体运输途径阻止降解,而是进行复制。内化后不久,细菌特异性地将内质网衍生的囊泡和线粒体募集到 LCV,同时阻止内体标志物如Rab5a和Rab7a的募集. 液泡的形成和维持对发病机制至关重要;缺乏 Dot/Icm 分泌系统的细菌不是致病性的,不能在细胞内复制,而 Dot/Icm 效应器 SdhA 的缺失会导致液泡膜不稳定并且没有细菌复制。
军团菌 对七种氨基酸有营养缺陷:半胱氨酸、亮氨酸、蛋氨酸、缬氨酸、苏氨酸、异亮氨酸和精氨酸。一旦进入宿主细胞,军团菌就需要营养才能生长和繁殖。在液泡内部,营养物质的利用率很低;在宿主细胞质中发现的游离氨基酸的运输无法满足对氨基酸的高需求。为了提高氨基酸的可用性,寄生虫促进了蛋白酶体降解的宿主机制。这会在L. pneumophila感染细胞的细胞质中产生过量的游离氨基酸,这些游离氨基酸可用于寄生虫的液泡内增殖。
为了获得氨基酸,L. pneumophila使用AnkB F-Box效应器,该效应器通过位于 LCV 膜中的三种宿主酶的活性进行法尼基化:法尼基转移酶、Ras 转换酶-1 蛋白酶和ICMT。Farnesylation允许 AnkB 锚定到液泡的细胞质侧。
一旦 AnkB 锚定到 LCV 膜上,它就会与SCF1 泛素连接酶复合物相互作用,并作为 K48 连接的多泛素化蛋白与 LCV 对接的平台。
K48 连接的多泛素化是蛋白酶体降解的标志物,可释放 2 到 24 个氨基酸长的肽,这些肽被细胞质中存在的各种寡肽酶和氨肽酶迅速降解为氨基酸。氨基酸通过各种氨基酸转运蛋白如中性氨基酸转运蛋白 B(0)输入 LCV 。
氨基酸是L. pneumophila的主要碳源和能源,它具有几乎 12 类ABC 转运蛋白、氨基酸通透酶和许多蛋白酶,可以利用它。L. pneumophila使用进口的氨基酸通过TCA 循环(克雷布斯循环)产生能量,并作为碳和氮的来源。
然而,促进蛋白酶体降解以获得氨基酸可能不是从宿主获得碳和能源的唯一毒力策略。II 型分泌的降解酶可能提供额外的策略来产生碳和能源。
2004 年确定并公布了三种临床嗜肺军团菌的完整基因组序列,这为了解嗜肺军团菌和一般军团菌的分子生物学铺平了道路。使用 DNA 阵列进行的深入比较基因组分析研究了 180种军团菌菌株的基因含量,揭示了高基因组可塑性和频繁的水平基因转移。通过研究L. pneumophila在其自然宿主Acanthamoeba castellanii中的基因表达谱,获得了对L. pneumophila生命周期的进一步了解。嗜肺军团菌 表现出双相生命周期,并根据基因表达谱定义传播和复制特征。
大环内酯类药物(阿奇霉素或克拉霉素)或氟喹诺酮类药物(左氧氟沙星或莫西沙星)是人类军团菌肺炎的标准治疗方法,左氧氟沙星被认为是一线药物,对阿奇霉素的耐药性增加。两项研究支持左氧氟沙星优于大环内酯类药物,尽管未经 FDA 批准。