? ? ? ? 今天介紹的是分枝桿菌(Mycobacterium)。

簡(jiǎn)介

? ? ? ? 分枝桿菌是放線菌的一個(gè)屬，它有自己的家族——分枝桿菌科。 該屬有超過(guò) 190 種被認(rèn)可的物種。該屬包括已知會(huì)導(dǎo)致哺乳動(dòng)物嚴(yán)重疾病的病原體，包括人類(lèi)的結(jié)核病(結(jié)核分枝桿菌)和麻風(fēng)病(麻風(fēng)分枝桿菌)。希臘語(yǔ)前綴myco-的意思是“真菌”，暗指已觀察到分枝桿菌在培養(yǎng)物表面以類(lèi)似霉菌的方式生長(zhǎng)的方式。它是耐酸的，不能被革蘭氏染色程序染色。

細(xì)菌特征

細(xì)菌形態(tài)

? ? ? ?分枝桿菌是好氧細(xì)菌，它們寬0.2至0.6μm ，長(zhǎng)1.0至10μm的直桿或略微彎曲的桿。它們通常是不運(yùn)動(dòng)的細(xì)菌。但海分枝桿菌除外，海分枝桿菌在巨噬細(xì)胞內(nèi)是運(yùn)動(dòng)的。它們具有抗酸特性。分枝桿菌有一個(gè)外膜。 它們具有膠囊，并且大多數(shù)不形成內(nèi)生孢子。海分枝桿菌與牛分枝桿菌已被證明可以形成孢子。然而，進(jìn)一步的研究對(duì)此提出了質(zhì)疑。所有分枝桿菌屬物種的顯著特征是細(xì)胞壁比許多其他細(xì)菌更厚，疏水、蠟質(zhì)且富含分枝桿菌酸。?

? ? ? ? 分枝桿菌細(xì)胞壁由疏水性霉菌酸鹽層和由多糖阿拉伯半乳聚糖結(jié)合在一起的肽聚糖層組成。細(xì)胞壁對(duì)該屬的抗寒性做出了重大貢獻(xiàn)。 細(xì)胞壁成分的生物合成途徑是結(jié)核病新藥的潛在靶點(diǎn)。

? ? ? ? 許多分枝桿菌物種很容易適應(yīng)在非常簡(jiǎn)單的基質(zhì)上生長(zhǎng)，在礦物鹽存在下使用氨或氨基酸作為氮源和甘油作為碳源。 最佳生長(zhǎng)溫度因物種而異，范圍從25°C到50°C以上。

? ? ?? 大多數(shù)分枝桿菌物種，包括大多數(shù)臨床相關(guān)物種，都可以在血瓊脂中培養(yǎng)。然而，由于極長(zhǎng)的繁殖周期，一些物種生長(zhǎng)非常緩慢——麻風(fēng)分枝桿菌，可能需要20多天才能進(jìn)行一個(gè)分裂周期(相比之下，一些大腸桿菌菌株只需要20分鐘)，使實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)成為一個(gè)緩慢的過(guò)程。此外，基因操作技術(shù)的可用性仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于其他細(xì)菌物種。?

? ? ? ? 緩慢生長(zhǎng)的物種和快速生長(zhǎng)的物種之間會(huì)發(fā)生自然分裂。在繼代培養(yǎng)7天內(nèi)形成肉眼清晰可見(jiàn)的菌落的分枝桿菌稱為快速生長(zhǎng)菌，而需要較長(zhǎng)時(shí)間的稱為慢速生長(zhǎng)菌。

細(xì)菌色素

? ? ? ? 一些分枝桿菌在沒(méi)有光的情況下產(chǎn)生類(lèi)胡蘿卜素色素。 其他人需要光活化來(lái)生產(chǎn)色素。

光產(chǎn)色菌(I組)

? ? ? ? 只有在暴露于光和重新孵育后，才能在黑暗和有色菌落中生長(zhǎng)時(shí)產(chǎn)生無(wú)色素菌落。 例如：堪薩斯分枝桿菌、海分枝桿菌、猴分枝桿菌。

暗產(chǎn)色菌(II組)

? ? ? ?在暗條件下生長(zhǎng)時(shí)，產(chǎn)生深黃色至橙色菌落。 例如：瘰疬分枝桿菌、戈氏分枝桿菌、蘇爾加分枝桿菌。

不產(chǎn)色菌(III組和IV組)

? ? ? ? 在明暗中無(wú)色素，或只有淺黃色、淺黃色或棕褐色色素，在光照后不會(huì)變強(qiáng)。例如：結(jié)核分枝桿菌、胞內(nèi)分枝桿菌、牛分枝桿菌、潰瘍分枝桿菌、非洲分枝桿菌、偶發(fā)分枝桿菌、龜分枝桿菌

染色特征

? ? ? ? 分枝桿菌是經(jīng)典的抗酸生物。用于評(píng)估組織標(biāo)本或微生物標(biāo)本的染色劑包括Fite染色、Ziehl-Neelsen染色和Kinyoun染色。

? ? ? ? 分枝桿菌在表型上似乎與諾卡氏菌、紅球菌和棒狀桿菌的成員最密切相關(guān)。

細(xì)菌習(xí)性

? ? ? ? ?分枝桿菌是分布廣泛的生物，通常生活在水(包括用氯處理過(guò)的自來(lái)水)和食物來(lái)源中。 然而，一些分枝桿菌，包括結(jié)核分枝桿菌和麻風(fēng)分枝桿菌，似乎是專性寄生菌，并沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)結(jié)核分枝桿菌與麻風(fēng)分枝桿菌中的自由生活成員。

致病性

? ? ? ? 分枝桿菌可以在宿主上定殖，而宿主不會(huì)表現(xiàn)出任何不良跡象。例如，全世界有數(shù)十億人患有結(jié)核分枝桿菌(潛伏性結(jié)核)的無(wú)癥狀感染。

? ? ? ? 眾所周知，分枝桿菌感染難以治療。由于它們的細(xì)胞壁既不是真正的革蘭氏陽(yáng)性菌，也不是真正的革蘭氏陰性菌，這些生物體是耐寒的。 此外，它們對(duì)許多破壞細(xì)胞壁生物合成的抗生素(如青霉素)具有天然抗性。 由于它們獨(dú)特的細(xì)胞壁，它們可以長(zhǎng)時(shí)間暴露于酸、堿、去污劑、強(qiáng)氧化劑、補(bǔ)體裂解和許多抗生素中。 大多數(shù)分枝桿菌對(duì)克拉霉素和利福霉素敏感，但已經(jīng)出現(xiàn)了耐藥菌株。

? ? ? ? 與其他細(xì)菌病原體一樣，結(jié)核分枝桿菌產(chǎn)生許多有助于其毒力的表面蛋白和分泌蛋白。然而，這些蛋白質(zhì)導(dǎo)致毒力的機(jī)制仍然未知。

醫(yī)學(xué)分類(lèi)

? ? ? ? 為診斷和治療目的，分枝桿菌可分為幾大類(lèi)：結(jié)核分枝桿菌復(fù)合群，可引起結(jié)核?。航Y(jié)核分枝桿菌、牛分枝桿菌、非洲分枝桿菌和小分枝桿菌；麻風(fēng)分枝桿菌導(dǎo)致漢森氏病或麻風(fēng)??；非結(jié)核分枝桿菌(NTM)是所有其他分枝桿菌，可導(dǎo)致類(lèi)似肺結(jié)核、淋巴結(jié)炎、皮膚病或播散性疾病的肺部疾病。?

分枝桿菌苷

? ? ? ? 分枝桿菌苷是從分枝桿菌中分離出來(lái)的糖脂化合物，含有不同的脂質(zhì)、碳水化合物和氨基酸部分。分枝桿菌苷 A 和 B 分別具有18和20 個(gè)碳原子。

細(xì)菌基因組

? ? ? ? 分枝桿菌基因組的比較分析已經(jīng)確定了幾種保守的插入缺失和特征蛋白，這些蛋白在分枝桿菌屬的所有測(cè)序物種中都是獨(dú)一無(wú)二的。此外，僅在分枝桿菌屬和諾卡氏菌屬的物種中發(fā)現(xiàn)了14種蛋白質(zhì)，表明這兩個(gè)屬密切相關(guān)。?

? ? ? ? 與其他細(xì)菌相比，某些分枝桿菌的基因組相當(dāng)大。例如，傷口分枝桿菌(M. vulneris)的基因組編碼6653種蛋白質(zhì)，比酵母等小型真核生物(僅編碼約6000種蛋白質(zhì))的基因組大。

種類(lèi)

? ? ? ? 表型測(cè)試可用于識(shí)別和區(qū)分不同的分枝桿菌種類(lèi)和菌株。 在較舊的系統(tǒng)中，分枝桿菌根據(jù)它們的外觀和生長(zhǎng)速度進(jìn)行分組。 然而，這些是祖共性，并且最近的分類(lèi)基于遺傳分支學(xué)。 目前已識(shí)別的物種超過(guò)100種。

? ? ? ?O'Neill及其同事最近基于57種細(xì)菌(包括所有可用的分枝桿菌)的核心基因組的比對(duì)進(jìn)行了全面的系統(tǒng)發(fā)育分析。

緩慢生長(zhǎng)組

結(jié)核分枝桿菌(MTBC)組

M. africanum(非洲分枝桿菌)

M. bovis(牛分枝桿菌)

M. bovis BCG(卡介苗用牛分枝桿菌)

M. canetti(卡氏分枝桿菌)

M. caprae(山羊分枝桿菌)

M. microti(田鼠分枝桿菌)

M. mungi(條紋貓鼬分枝桿菌)

M. orygis(大羚羊分枝桿菌)

M. pinnipedii(海豹分枝桿菌)

M.?suricattae(貓鼬分枝桿菌)

M. tuberculosis(結(jié)核分枝桿菌)

鳥(niǎo)分枝桿菌組

M. avium(鳥(niǎo)分枝桿菌)

M. avium paratuberculosis(擬鳥(niǎo)分枝桿菌，與人類(lèi)的克羅恩病有關(guān)，并且是牛和羊的約內(nèi)病的病原體。)

M. avium silvaticum(鳥(niǎo)分枝桿菌森林土壤亞種)

M. avium "hominissuis"(鳥(niǎo)分枝桿菌人豬共患亞種)

M. colombiense(哥倫比亞分枝桿菌)

M. indicus pranii(印度分枝桿菌疫苗菌株)

M. intracellulare(胞內(nèi)分枝桿菌)

戈氏分枝桿菌組

M. asiaticum(亞洲分枝桿菌)

M. gordonae(戈氏分枝桿菌)

堪薩斯分枝桿菌組

M. gastri(胃分枝桿菌)

M. kansasii(堪薩斯分枝桿菌)

不產(chǎn)色分枝桿菌組

M. hiberniae(愛(ài)爾蘭分枝桿菌)

M. icosiumassiliensis(阿爾及利亞-馬賽分枝桿菌/阿爾及利亞分枝桿菌M. icosium×馬賽分支桿菌M. massiliensis)

M. nonchromogenicum(不產(chǎn)色分枝桿菌)

M. terrae(土分枝桿菌)

M. triviale(次要分枝桿菌)

產(chǎn)分枝桿菌內(nèi)酯組

M. ulcerans(潰瘍分枝桿菌，布魯里潰瘍的元兇)

M. pseudoshottsii(偽索氏分枝桿菌)

M. shottsii(索氏分枝桿菌)

猴分枝桿菌組

M. florentinum(佛羅倫薩分枝桿菌)

M. genavense(日內(nèi)瓦分枝桿菌)

M. heidelbergense(海德堡分枝桿菌)

M. interjectum(居間分枝桿菌)

M. kubicae(庫(kù)比卡分枝桿菌)

M. lentiflavum(緩黃分枝桿菌)

M. montefiorense(蒙特非奧分枝桿菌)

M. palustre(沼澤分枝桿菌)

M. parascrofulaceum(擬瘰疬分枝桿菌)

M. simiae(猴分枝桿菌)

M. triplex(三重分枝桿菌)

未分組

M. arabiense(阿拉伯分枝桿菌)

M. aromaticivorans(去芳香分枝桿菌)

M. aquaticum(水生分枝桿菌)

M. bacteremicum(菌血癥分枝桿菌)

M. bohemicum(波西米亞分枝桿菌)

M. botniense(波特尼分枝桿菌)

M. branderi(布蘭德分枝桿菌)

M. celatum(隱蔽分枝桿菌)

M. chimaera(奇美拉分枝桿菌)

M. conspicuum(出眾分枝桿菌)

M. cookii(庫(kù)克分枝桿菌)

M. doricum(多瑞卡分枝桿菌)

M. farcinogenes(鼻疽分枝桿菌)

M. haemophilum(嗜血分枝桿菌)

M. heckeshornense(黑克肖分枝桿菌)

M. intracellulare(胞內(nèi)分枝桿菌)

M. kyorinense(杏林分枝桿菌)

M. lacus(拉庫(kù)斯分枝桿菌)

M. leprae(麻風(fēng)分枝桿菌，麻風(fēng)病的罪魁禍?zhǔn)?

M. lepraemurium(鼠麻風(fēng)分枝桿菌)

M. lepromatosis(彌漫型麻風(fēng)分枝桿菌，2008年新發(fā)現(xiàn)的麻風(fēng)病罪魁禍?zhǔn)?

M. liflandii(利氏分枝桿菌)

M. llatzerense(拉特分枝桿菌)

M. malmoense(瑪爾摩分枝桿菌)

M. marinum(海分枝桿菌，水池肉芽腫的罪魁禍?zhǔn)?

M. monacense(慕尼黑分枝桿菌)

M. murale(墻分枝桿菌)

M. nebraskense(內(nèi)布拉斯加分枝桿菌)

M. saskatchewanense(莎斯喀徹溫分枝桿菌)

M. sediminis(沉積分枝桿菌)

M. scrofulaceum(瘰疬分枝桿菌)

M. shimoidei(施氏分枝桿菌)

M. szulgai(蘇爾加分枝桿菌)

M. talmoniae(塔爾蒙分枝桿菌)

M. tusciae(托斯卡納分枝桿菌)

M. xenopi(蟾分枝桿菌)

M. yongonense(蓮建洞分枝桿菌)

中速生長(zhǎng)組

M. intermedium(中間分枝桿菌)

迅速生長(zhǎng)組

膿腫分枝桿菌組

M. abscessus(膿腫分枝桿菌)

M. bolletii(膿腫分枝桿菌博萊亞種)

M. massiliense(馬賽分枝桿菌)

龜分枝桿菌組

M. chelonae(龜分枝桿菌)

M. immunogenum(免疫原分枝桿菌)

M. stephanolepidis(絲背細(xì)鱗鲀分枝桿菌)

偶發(fā)分枝桿菌組

M. boenickei(波尼克/博涅克分枝桿菌)

M. brisbanense(布里斯班分枝桿菌)

M. cosmeticum(美容品分枝桿菌)

M. fortuitum(偶發(fā)分枝桿菌)

M. fortuitum subsp. acetamidolyticum(偶發(fā)分枝桿菌去乙酰胺亞種)

M. houstonense(休斯頓分枝桿菌)

M. mageritense(瑪格麗特分枝桿菌)

M. neworleansense(新奧爾良分枝桿菌)

M. peregrinum(外來(lái)分枝桿菌)

M. porcinum(豬分枝桿菌)

M. senegalense(塞內(nèi)加爾分枝桿菌)

M. septicum(敗血癥分枝桿菌)

產(chǎn)粘液分枝桿菌組

M.?aubagnense(奧巴涅分枝桿菌)

M. mucogenicum(產(chǎn)粘液分枝桿菌)

M. phocaicum(福西亞分枝桿菌)

擬偶發(fā)分枝桿菌組

M. austroafricanum(南非分枝桿菌)

M. diernhoferi(迪氏分枝桿菌)

M. frederiksbergense(腓特烈斯堡分枝桿菌)

M. hodleri(霍德勒分枝桿菌)

M. neoaurum(新金色分枝桿菌)

M. parafortuitum(擬偶發(fā)分枝桿菌)

母牛分枝桿菌組

M. aurum(金色分枝桿菌)

M. vaccae(母牛分枝桿菌)

CF(囊性纖維化)組

M. chitae(千田分枝桿菌)

M. fallax(詭詐分枝桿菌)

未分組

M. agri(田野分枝桿菌)

M. aichiense(愛(ài)知分枝桿菌)

M. alvei(河槽分枝桿菌)

M. arupense(阿羅普分枝桿菌)

M. barrassiae(鱸魚(yú)分枝桿菌)

M. brumae(冬天分枝桿菌)

M. canariasense(加那利群島分枝桿菌)

M. chubuense(楚布分枝桿菌)

M. conceptionense(設(shè)計(jì)分枝桿菌)

M. confluentis(科布倫茨分枝桿菌)

M. duvalii(杜氏分枝桿菌)

M. elephantis(象分枝桿菌)

M. flavescens(微黃分枝桿菌)

M. gadium(加地斯分枝桿菌)

M. gilvum(淺黃分枝桿菌)

M. hassiacum(黑森分枝桿菌)

M. holsaticum(荷爾斯泰因分枝桿菌)

M. iranicum(伊朗分枝桿菌)

M. komossense(科莫斯分枝桿菌)

M. madagascariense(馬達(dá)加斯加分枝桿菌)

M. massilipolynesiensis(馬賽-波利尼西亞分枝桿菌/馬賽分枝桿菌M. massiliense×波利尼西亞分枝桿菌M. polynesiensis)

M. moriokaense(盛岡分枝桿菌)

M. obuense(奧布分枝桿菌)

M. phlei(草分枝桿菌)

M. psychrotolerans(耐冷分枝桿菌)

M. pulveris(灰塵分枝桿菌)

M. pyrenivorans(食芘分枝桿菌)

M. smegmatis(恥垢分枝桿菌)

M. goodii(古德分枝桿菌)

M. wolinskyi(沃林斯基分枝桿菌)

M. sphagni(泥炭蘚分枝桿菌)

M. thermoresistibile(抗熱分枝桿菌)

M. vanbaalenii(范巴倫分枝桿菌)

未分組

M. arosiense(奧爾胡斯分枝桿菌)

M. aubagnense(奧巴涅分枝桿菌)

M. chlorophenolicum(氯酚分枝桿菌)

M. fluoroanthenivorans(食熒蒽分枝桿菌)

M. kumamotonense(熊本分枝桿菌)

M. novocastrense(奈梅享分枝桿菌)

M. parmense(帕爾馬分枝桿菌)

M. poriferae(海綿分枝桿菌)

M. rhodesiae(羅德西亞分枝桿菌)

M. seoulense(首爾分枝桿菌)

M. tokaiense(東海分枝桿菌)

分枝桿菌噬菌體

? ? ? ? 分枝桿菌可以被分枝桿菌噬菌體感染，這種細(xì)菌病毒將來(lái)可能會(huì)被用于通過(guò)噬菌體療法來(lái)治療結(jié)核病和相關(guān)疾病。 在 Mtb 的情況下，該程序可能在一段時(shí)間內(nèi)無(wú)法實(shí)施，因?yàn)槭删w顆粒無(wú)法滲透到結(jié)核桿菌或團(tuán)塊中。

診斷

? ? ? ? 分枝桿菌可以通過(guò)細(xì)菌培養(yǎng)生長(zhǎng)，但生長(zhǎng)緩慢，一般需要6-8周才能得出沒(méi)有分枝桿菌生長(zhǎng)的結(jié)論。

? ? ? ?在解剖病理標(biāo)本中，免疫組織化學(xué)和Ziehl-Neelsen染色的修飾(如Fite-Faraco方法)具有相當(dāng)?shù)脑\斷效用。它們都優(yōu)于傳統(tǒng)的Ziehl-Neelsen染色。

分枝桿菌的拉丁文名稱及中文名稱

新發(fā)現(xiàn)的分枝桿菌

01

Mycobacterium basiliense

? ? ? ?M. basiliense在2013年首次從患者的支氣管肺泡灌洗液中檢出，隨后在2016~2017年分別從四名患者的呼吸道標(biāo)本中分離出來(lái)。雖然這五名患者中有四名出現(xiàn)咳嗽、呼吸困難和咯血癥狀，但只有一名符合美國(guó)胸科學(xué)會(huì)的非結(jié)核分枝桿菌肺病判定標(biāo)準(zhǔn)。這些病例大多數(shù)沒(méi)有接受治療，癥狀自行消失。

02

Mycobacterium decipiens

? ? ? ?M. decipiens分別于2012年和2016年從兩名患者中分離出來(lái)，他們都有熱帶地區(qū)旅行史?；颊咭?，58歲，在美屬維京群島度假后，發(fā)現(xiàn)手上有一處小傷口，由此患上了右拇指和手腕滑膜炎，切除組織培養(yǎng)為與結(jié)核分枝桿菌復(fù)合體密切相關(guān)的分枝桿菌。患者二是一名5歲的意大利女孩，該患者足跟有小傷口，并出現(xiàn)腹痛和發(fā)熱。腹腔淋巴結(jié)培養(yǎng)為分枝桿菌陽(yáng)性，提示肉芽腫性淋巴結(jié)炎。菌株在25°C和37°C的瓊脂平板上約培養(yǎng)20天后，生長(zhǎng)出不產(chǎn)色素的粗糙菌落。菌株對(duì)阿米卡星、克拉霉素、利奈唑胺、莫西沙星、利福布汀和甲氧芐啶-磺胺甲惡唑的敏感，但對(duì)利福平耐藥。

03

Mycobacterium shigaense

? ? ? ?最初于2009年從日本一名患者的感染性皮膚損傷中分離。自此，在日本和中國(guó)的5名患者的皮膚損傷和痰液中陸續(xù)分離到該菌。M. shigaense是一種慢生長(zhǎng)分枝桿菌暗產(chǎn)色種，在30°C和37°C的固體培養(yǎng)基上可形成粗糙和光滑的黃色菌落，42°C下不生長(zhǎng)。菌株對(duì)乙胺丁醇耐藥（MIC=8 mg/L），但對(duì)克拉霉素（MIC在0.25至0.5 mg/L之間）、利福平（MIC=0.25mg/L）和利福布?。∕IC≤ 0.125mg/L）敏感。

04

Mycobacterium attenuatum

? ? ? ?該菌最初是從瑞士一名患有Still?。⊿till’s disease）患者的支氣管分泌物中分離得到，然而臨床上認(rèn)為它是非致病性的。M. attenuatum是一種慢生長(zhǎng)分枝桿菌光產(chǎn)色種，在瓊脂板上37°C培養(yǎng)14天后可形成蒼白色的菌落。

05

Mycobacterium innocens

? ? ? ?該菌株最初是從痰標(biāo)本中分離，通常被認(rèn)為具有罕見(jiàn)的致病性。表型特征顯示，在Lowenstein-Jensen瓊脂37°C培養(yǎng)下生長(zhǎng)緩慢、光產(chǎn)色種；而在Middlebrook 7H10瓊脂37°C培養(yǎng)2周后呈米色菌落。

06

Mycobacterium pseudokansasii

? ? ? M. pseudokansasii是M. kansasii復(fù)合體的一個(gè)新亞種。雖然最初是從血培養(yǎng)中分離得到，但人們更傾向于認(rèn)為該菌為定植而非致病菌。M. pseudokansasii是一種慢生長(zhǎng)分枝桿菌光產(chǎn)色種，在Lowenstein-Jensen培養(yǎng)基37°C培養(yǎng)2周后能夠形成粗糙菌落，而在Middlebrook 7H10 瓊脂上形成米色菌落。