理论教育 弧菌科(Vibrionaceae):海洋微生物工程成果

弧菌科(Vibrionaceae):海洋微生物工程成果

时间:2023-11-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:弧菌科中,除弧菌属外其他比较突出的海洋菌属包括发光杆菌属(7个种)、格瑞蒙特菌属(1个种)、肠道弧菌属(1个种)和盐弧菌属(1个种)。病人中死于创伤弧菌感染的最多,共有22人。副溶血弧菌产生TDH和TRH两类溶血素,能引起感染病人罹患胃肠炎,出现下痢、反胃、呕吐、腹绞痛、头痛和轻度发烧等现象。荚膜多糖是创伤弧菌的主要毒力因子,与感染者体内出现的发炎症状有关。

弧菌科(Vibrionaceae):海洋微生物工程成果

1.弧菌科分类

弧菌科是γ-变形菌纲的成员,在海洋环境中是最常见的细菌类群之一,广泛分布于近岸及河口海水、海洋生物的体表和肠道中,是它们中的正常优势菌群。弧菌是目前研究最多、了解较为清楚的海洋细菌,其分类学研究进展较快,被研究和描述的弧菌种类也越来越多。2005年《伯杰氏系统细菌学手册》第二版所收录的弧菌属包含的种多达63种。

弧菌科(Vibrionaceae)中,除弧菌属外其他比较突出的海洋菌属包括发光杆菌属(Photobacterium)(7个种)、格瑞蒙特菌属(Grimontia)(1个种)、肠道弧菌属(Enterovibrio)(1个种)和盐弧菌属(Salinivibrio)(1个种)。原归入弧菌科的气单胞菌属(Aeromonas)移出弧菌科,单独设为1个科—气单胞菌科(Aeromonadaceae);邻单胞菌属(Plesiomonas)移入肠杆菌科(Enterobacteriaceae)。气单胞菌属通常被认为是淡水种类,杀鲑气单胞菌(Aeromonas salmonicida)比较特殊,是海水和淡水养殖的鲑鱼和虹鳟鱼的主要病原菌。

以下是鉴别弧菌属种类的主要表型特征依据:

(1)形态。

短杆状、弯曲状、偶尔成“S”形或螺旋形,其细胞弯曲程度在静止期比指数生长期更容易分辨,革兰氏阴性。

(2)鞭毛。

多以单一的鞘极生鞭毛运动,其外面由细胞壁外膜相连的鞘包被。如溶藻胶弧菌就有较粗的鞘生鞭毛,而哈维氏弧菌的鞘生鞭毛显得更为粗大。偶尔可见一端 3~12根丛生的鞭毛出现,例如,费氏弧菌(V. fischeri)和火神弧菌(V.logei),在固体基质上能形成许多侧生鞭毛,其附着性明显。

(3)菌落形态。

多产生突起、光滑、边缘整齐的乳白色菌落。在反复培养或较长时间保存后,菌落可变得粗糙或皱褶,且菌落牢固黏附在培养基上不易被乳化。某些种可见菌落的变异。产生色素者少,仅发现火神弧菌呈橘黄色,产气弧菌(V.gazogenes)为红色,黑美人弧菌(V.nigripulchritudo)为蓝黑色。(www.daowen.com)

(4)生长条件。

对盐度适应范围广泛,最适盐度为30,Na能刺激所有弧菌生长。在缺钠的条件下一般不生长。所有种在20℃均生长,大部分种可在30℃生长,少数可在37℃甚至40℃~43℃下生长。pH范围为6~9,大多数种能耐受中度碱性环境并在pH 为9的环境中生长,霍乱弧菌甚至可以在pH为10的环境中生长。

(5)生理和代谢。

化能异养、兼性厌氧。发酵葡萄糖产酸,氧化酶和接触酶阳性,对特异的弧菌抑制剂O/129敏感,DNA的(G+C)mol%为35~50。在厌氧条件下多以混合酸发酵方式代谢,而使生长环境的pH下降呈偏酸性。由于存在细胞色素C,所以大多数弧菌氧化酶呈阳性,几乎所有种类均含铁超氧物歧化酶(SOD)。

2.病原性海洋弧菌

已知能感染鱼类或人类并造成病害的病原性海洋弧菌不少于20种。其中能感染人类而引起疾病者超过10种,但以霍乱弧菌(V.cholerae)、副溶血弧菌(V.parahaemolyticus)和创伤弧菌(V.vulnificus)三者最为重要,对人类危害较大。

霍乱是通过水和食物传播的严重的消化道疾病,经常发生于饮水和其他卫生条件不良的发展中国家。根据世界卫生组织年报,在2000~2002年间,全球至少有1万人死于霍乱,其中96%发生于非洲。在2003~2004年间,单是非洲就发生了至少15000件霍乱感染的实例。美国疾病控制预防中心所管辖的一个弧菌监测系统,在2000年报告了296件弧菌感染病例。大多数病原菌株(268株)是从患者粪便、伤口和血液中分离得到,其中被鉴定为副溶血弧菌、创伤弧菌和霍乱弧菌的分别为137、64和27株。病人中死于创伤弧菌感染的最多,共有22人。美国疾控中心的另一份报告指出,大多数感染实例发生于夏季,起因于病人食用的鱼、虾和牡蛎。霍乱弧菌在环境中的作用似乎并不重要,然而一旦经由受污染的食物和饮水进入人体,使附着在人体肠道上皮组织,会分泌一种称为霍乱毒素(cholera toxin,CT)的内毒素,这种内毒素可引起病人发生严重的水样腹泻,甚至死亡。副溶血弧菌产生TDH(thermostable direct hemolysin)和TRH(TDH related hemolysin)两类溶血素,能引起感染病人罹患胃肠炎,出现下痢、反胃、呕吐、腹绞痛、头痛和轻度发烧等现象。创伤弧菌是唯一容易经由外伤感染人体的海洋弧菌,感染伤口会起水泡、红肿发炎,甚至形成蜂窝组织炎,严重者甚至会引发致死性败血症。荚膜多糖(capsular polysaccharide,CPS)是创伤弧菌的主要毒力因子,与感染者体内出现的发炎症状有关。

溶藻胶弧菌(V.alginolyticus)、弗氏弧菌(V.furnissii)、哈维氏弧菌(V.harveyi)、辛辛那提弧菌(V.cincinatiensis)、拟态弧菌(V.mimicus)、霍氏格里蒙菌(Grimontia hollisae)和美人鱼发光杆菌美人鱼亚种(Photobacterium damselae subsp.damselae)等海洋弧菌也属于人类病原菌,但这些菌种感染的病例都属散发性且不常见。

有些海洋弧菌是海洋动物的病原菌,已发现的海洋动物的病原弧菌有溶藻胶弧菌、鳗弧菌(V.anguillarum)、坎贝氏弧菌(V.campbellii)、非O1型霍乱弧菌、辛辛那提弧菌、溶珊弧菌(V.coralliilyticus)、费氏弧菌(V.fischeri)、弗氏弧菌、哈维氏弧菌、牙鲆肠弧菌(V.ichthyoenteri)、火神弧菌(V.logei)、拟态弧菌、病海鱼弧菌(V.ordalii)、副溶血弧菌、杀扇贝弧菌(V.pectenicida)、杀对虾弧菌(V.penaeicida)、解蛋白弧菌(V.proteolyticus)、海弧菌(V.pelagius)、杀鲑弧菌(V.salmonicida)、灿烂弧菌(V.spendidus)、蛤仔弧菌(V.tapetis)、塔氏弧菌(V.tubiashii)、创伤弧菌、霍氏格里蒙菌和美人鱼发光杆菌等。根据目前掌握的文献资料,大部分致病弧菌能够同时感染多种海水养殖动物,只有少数几种仅感染某一类或两类水产养殖动物,至于这些病原菌能否对其他种类的生物致病,目前尚未见报道。

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