腸球菌生物學(xué)特性課件

腸球菌1.簡介D。腸球菌通常從食品、植物、水和土壤中分離，在牛奶和奶酪制品中通常會找到糞腸球菌、屎腸球菌和少量的堅忍腸球菌，偶然也會發(fā)現(xiàn)小腸腸球菌和鉛黃腸球菌；C。糞腸球菌和屎腸球菌都是人類消化道微生物自然存在的菌種，在胃腸道中因為個體差異其含量差異變化很大（在每克消化系統(tǒng)內(nèi)容物中含有102和108）；A。腸球菌最初列為D群鏈球菌，1984年經(jīng)過DNA-DNA和DNA-RNA雜交才被列為腸球菌屬，到目前為止32種菌已被列入腸球菌屬；B。腸球菌種適宜在6.5％氯化鈉，40％膽汁鹽且pH值在9.6，并可以在60°C的環(huán)境下生存30分鐘，大多數(shù)品種也可以在10℃至45℃之間生長；1.簡介E。不同于其他乳酸菌，腸球菌不能被認(rèn)為是“一般認(rèn)為安全”（GRAS），并且它在水中檢測是作為糞便污染物的指標(biāo)的；F。對于腸球菌的安全評價程序是一個不太確定的狀況一方面，腸球菌在作為奶酪技術(shù)中作為發(fā)酵劑培養(yǎng)物被認(rèn)為是有積極作用的另一方面，它們被認(rèn)為是新興的人類病原體；G。這篇綜述主要是根據(jù)現(xiàn)有知識總結(jié)了腸球菌的積極和消極的性狀特點，來描述這種菌屬的爭議性食品安全準(zhǔn)則著重強調(diào)了對抗生素耐藥性和毒力的因素，因此我們建議在發(fā)酵食品中使用腸球菌前應(yīng)對這幾項進(jìn)行研究。2.分類和鑒定*有許多人試圖區(qū)分從人分離的菌株和從食物分離的菌株,大部分主要關(guān)注的DNA指紋圖譜。*這些研究使用了多種分子分型方法，如擴增rDNA限制性分析，脈沖場凝膠電泳（PFGE）的DNA宏觀限制模式，隨機擴增多態(tài)性DNA（RAPD）-PCR檢測和擴增片段長度多態(tài)性（AFLP）技術(shù)。*脈沖場凝膠電泳（PFGE）已成功地用于區(qū)分臨床和食品菌株之間的差異，以及從家禽和住院患者分離的菌株的差異。雖然電泳是區(qū)分腸球菌屬菌株的黃金標(biāo)準(zhǔn)方法，但是它比較昂貴且耗時和比較復(fù)雜。2.分類和鑒定*最近，有兩種方法被證明比PFGE更有辨識力，一種是基于管家基因的核苷酸序列的多位點序列分型（MLST），另有一種是基于可變數(shù)目串聯(lián)重復(fù)序列的多位變量分析（MLVA）*MLSA是屎腸球菌株的流行病學(xué)分析的一種極好的方法，它與MLVA都能很好的替代PFGE。盡管腸球菌的分子分型方法在很大范圍內(nèi)都有效，并且MLST的流行病學(xué)分析方法都是很有效的方法，但它們?nèi)匀浑y以明確區(qū)分食品株系和臨床株系。3.腸球菌在乳制品中的作用*奶酪中腸球菌的使用備受爭議。在南歐國家中腸球菌對于奶酪風(fēng)味的影響是必要的因素（表1），但在北歐大多數(shù)國家中對這持否定的態(tài)度。這些不同的觀點可能僅僅是由于文化差異；*腸球菌污染牛奶要么是直接來自于動物糞便，要么是間接的來自污染的水源，擠奶設(shè)備或者是散裝的儲存罐；*在地中海式奶酪凝乳中腸球菌的范圍從104到106CFU/g，而在完全成熟的奶酪菌落數(shù)達(dá)到105到107CFU/g。3.腸球菌在乳制品中的作用表1與腸球菌有關(guān)的奶酪產(chǎn)品（表中不太詳盡）3.腸球菌在乳制品中的作用消極作用對于腸球菌在奶酪的消極作用可能是由于它們能夠生產(chǎn)生物胺。在生產(chǎn)奶酪和發(fā)酵香腸時產(chǎn)生的生物胺中一些腸球菌株被定義為有害的。鑒于其共生的狀態(tài)，腸球菌也被用來作為人或家畜的益生菌。益生菌發(fā)酵乳商業(yè)上稱為Gaio，這里面包含有是腸球菌菌株，在丹麥已經(jīng)商業(yè)化。腸球菌SF68已被用來治療腹瀉，并可以替代抗生素的治療。另一種腸球菌的益生菌的使用是CausidoR培養(yǎng)，它包括嗜熱鏈球菌和糞腸球菌兩種菌株。然而，作為一種益生菌腸球菌或作為奶酪的起始發(fā)酵的使用仍存在爭議，這是因為它的耐藥性和毒力基因?qū)θ祟惾杂酗L(fēng)險。2004年，加拿大禁止了益生菌腸球菌的使用。4.腸球菌和人類的健康腸球菌對于健康個體是無害的，腸球菌臨床菌株主要使重癥監(jiān)護(hù)病房患者及嚴(yán)重基礎(chǔ)疾病的病人或免疫系統(tǒng)受損病人，或者是老人病院的病人致病。腸球菌常與其他病原體的多種微生物腹內(nèi)感染有關(guān)系，因此很難確定它在感染中的作用。腸球菌是泌尿道感染，菌血癥，心內(nèi)膜炎和后發(fā)性白內(nèi)障手術(shù)術(shù)后并發(fā)癥有關(guān)，這點已經(jīng)很明確。在歐洲和美國腸球菌導(dǎo)致尿道感染（UTIs）排名第二4.腸球菌和人類的健康雖然對于腸球菌感染的主要危險因素仍有爭論，但對于未能采取衛(wèi)生保護(hù)措施，預(yù)先的抗生素治療，長時間的住院以及腸球菌出現(xiàn)在泌尿系統(tǒng)或血管導(dǎo)管中，這是公認(rèn)的導(dǎo)致腸球菌感染的危險因素。雖然各個醫(yī)院病房對于死亡率的研究各不相同，但其平均死亡率大約是20%到30%4.腸球菌和人類的健康4.2抗生素耐藥性糞腸球菌和屎腸球菌抗生素耐藥性的趨勢得到了廣泛的審查。大部分是研究臨床腸球菌株和人腸球菌株，因為他們有很高的臨床影響。腸球菌的硬度特性賦予它一個特性，使它對于幾類低濃度的抗生素的能夠有異常高的固有的耐藥性，這幾類抗生素包括氨基糖苷類、β-內(nèi)酰胺類（第三代頭孢菌素類）和喹諾酮類。特別是屎腸球菌臨床分離株能夠耐受高濃度的青霉素。除了其固有的耐受性/抵抗水平，腸球菌已獲得了遺傳因素使其能抵抗多種類的抗生素，特別是糖肽類抗生素（萬古霉素和替考拉寧），以及對β-內(nèi)酰胺類和氨基糖苷類抗生素的協(xié)同作用。4.腸球菌和人類的健康特別是，萬古霉素抗藥性腸球菌（VRE）構(gòu)成人體臨床治療感染的一個主要原因，因為這種藥物是作為最后手段來治療對多種抗生素具有抗藥性的腸球菌。萬古霉素的抗藥性有的是先天固有的(vanC)，有的是后天獲得的(vanA,vanB,vanD,vanE,vanG)。1）最常見的轉(zhuǎn)移萬古霉素耐藥表型是vanA，它是一個高層次的誘導(dǎo)抗性和替考拉寧交互抗性相關(guān)的萬古霉素，2）另一種表型是vanB，它通常只對萬古霉素顯示誘導(dǎo)抗性參差不齊。4.腸球菌和人類的健康在美國醫(yī)院抗萬古霉素腸道球菌（VRE）是廣泛存在的。在美國VRE的血液感染的發(fā)病率從1989年得0.4％升至1999年的25.2％，隨之而來的是是腸球菌株中的VRE的快速增長（60%屎腸球菌比2%的糞腸球菌）。人們普遍認(rèn)為，在美國VRE的出現(xiàn)是由于在醫(yī)院使用抗生素的結(jié)果。

在歐洲各國之間VRE的患病率差異很大，似乎在意大利和英國的最高。在歐洲不同的國家，來自于各種動物源的VRE的分離菌株已經(jīng)收回。它可在動物和人類之間發(fā)生基因轉(zhuǎn)移（通過食物鏈污染）。這種聯(lián)系進(jìn)一步支持了在從人類和非人類中分離的VRE菌株中難分辨的vanA基因簇中基因型的存在，且在歐盟取締了阿伏霉素的使用之后VRE的定植率在不斷下降。4.腸球菌和人類的健康一些研究試圖去比較根據(jù)人類，動物或食物來源不同的腸球菌的耐藥譜。對抗生素有抗藥性的腸球菌是從食物中分離出來的，只有少數(shù)的對于臨床上的重要抗生素（包括有氨芐青霉素，青霉素，慶大霉素，萬古霉素）有抗藥性。至于其他抗菌化合物，其中乳制品中的抗生素耐藥性菌株稍微的有點研究，往往都是因地區(qū)的不同或是不同的分離方法而又有很大的變化。牛奶中的重要的糞腸球菌對于氯霉素，四環(huán)素，紅霉素的抗藥性分別是64％，45％和32％。4.腸球菌和人類的健康在過去幾年中，一些研究報告說，在不同共軛模型發(fā)生抗生素抗性基因轉(zhuǎn)移：i）在實驗室條件下，在臨床，共生，食品和益生菌株之間；ii）在食物基質(zhì)；iii）在無菌小鼠中。最近，Mater利用宿主小鼠模型的研究顯示第一次在消化道腸球菌株植入到人的微生物菌群中發(fā)生了vanA基因簇的轉(zhuǎn)移。另一個嚴(yán)重問題是抗病基因轉(zhuǎn)移到更致病物種。Noble已經(jīng)證明了在小鼠皮膚模型中糞腸球菌可轉(zhuǎn)移到金黃色葡萄球菌，并且在體外轉(zhuǎn)移到李斯特菌種也已經(jīng)報道。最近這種轉(zhuǎn)移與抗萬古霉素和抗青霉素的金黃色葡萄球菌的出現(xiàn)有關(guān)系。由于這種病原菌的主要威脅，這種新的抗性類型必須仔細(xì)的檢測。4.腸球菌和人類的健康4.3致病因子大約有十幾個致病因素已經(jīng)在各種動物模型中通過毒力分析（表2）。他們附著在宿主細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)蛋白(AS,Esp,EfaA)，在對抗巨噬細(xì)胞（AS,HypR），在細(xì)胞核組織損傷中(Cyl,GelE,SprE)和在逃避免疫系統(tǒng)時。4.腸球菌和人類的健康這些致病因素被編碼通過接合質(zhì)?；?AS和Cyl)或染色體區(qū)域重新排列。i）fsr位點(GelE,SprE和Fsr)，ii）被描述為致病島大的染色體區(qū)域(Esp,Cyl,AS和Gls24-like,iii）cps位點。質(zhì)粒編碼的毒力因素被證明是通過基因轉(zhuǎn)移機制而具有的傳染性。最近，從糞腸球菌V583的基因組序列和在應(yīng)變MMH594中的致病島中鑒別出一組與糞腸球菌毒力有關(guān)的基因。他們在粘附素和侵襲素、胞外酶、蛋白酶和表面細(xì)胞外的蛋白質(zhì)。至于屎腸球菌，只有兩個假定的致病基因已被確定，它們編碼腸球菌表面蛋白（espefm）和一個假定的透明質(zhì)酸酶（hyl）4.腸球菌和人類的健康然而，屎腸球菌基因組可能顯示了額外的假定的如一些特異性的致病因子，迄今為止，在屎腸球菌基因組草案中已檢測到不超過40%的糞腸球菌蛋白。據(jù)我們所知，還沒有在其他腸球菌種中發(fā)現(xiàn)毒力因子。雖然糞腸球菌和屎腸球菌假定的致病因素在臨床菌株中發(fā)生率較高，但是它們也被發(fā)現(xiàn)在食品相關(guān)菌株中。4.腸球菌和人類的健康此外，毒力基因的存在并不意味著他們的功能。事實上，各種攜帶gelE的分離株都沒有能夠合成明膠酶。然而，食品菌株可能通過水平轉(zhuǎn)移引起致病基因傳播而不是直接引起感染。在對其他條件致病菌研究的基礎(chǔ)上，腸球菌毒力因子的表達(dá)可能將會隨著生態(tài)位而變化，導(dǎo)致潛在毒性增加，尤其是對老年人和免疫力功能低下患者。目前，還沒有腸球菌毒力模型能夠充分模擬其特殊的病理生理學(xué)條件來明確區(qū)分致病性和非致病性菌株。然而，對于抗生素耐藥性和毒力性狀的篩選，應(yīng)有助于減少腸球菌的傳播。5.結(jié)論和觀點腸球菌一直用在眾多的發(fā)酵乳制品中，但在發(fā)酵過程中的應(yīng)用仍有爭論。的確，能快速獲得耐藥性的腸球菌主要歸因于他們作為醫(yī)院病原體的出現(xiàn)，從而又增加了如何處理食源性腸球菌的問題。雖然，通過分子型方法難以鑒別來自臨床型和食物菌株，攝入食物中包含的腸球菌與傳染之間的有無相關(guān)性也尚未被證實。此外，似乎在奶酪中的腸球菌仍然對大多數(shù)抗生素敏感，如慶大霉素和萬古霉素。正如LopesSilva所報道的：“文獻(xiàn)中的腸球菌的耐藥性往往是限于臨床腸球菌，并且臨床腸球菌菌株的特征常常與腸球菌菌株的一般特征相混淆。不過，乳制品構(gòu)成腸球菌的容器，并且因此形成抗生素耐藥性和毒力基因的潛在容器，這些都可能在胃腸道轉(zhuǎn)移到人類的菌株上。5.結(jié)論和觀點因此，未來的食品安全方面應(yīng)該包括對從食物腸球菌到人類腸球菌的抗生素耐藥性的轉(zhuǎn)移和其他病原體的仔細(xì)檢查。還應(yīng)通過在獸醫(yī)中減少