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趣味实验!我不是药神,我是菌中之王!

发布日期:2018-07-16来源:SIFIC感染官微发布人:陈小晓

我不是药神,我是菌中之王!

——浅谈肠球菌,谁能与争锋

作者:

    汪亚斯  华北理工大学附属医院微生物室在读研究生

    董爱英  华北理工大学附属医院微生物室

责编:彭志亮

审稿专家:宁永忠


微生物一定是致病的么?


Of course not!


微生物是把双刃剑,它们还存在有利的一面,如:益生菌的作用、抗生素的作用。还记得弗莱明发现的青霉素么?治愈了多少人,也证明了微生物本身就是个“可造之材”,只要我们细心发现,耐心研究,还会开拓出新的天地。


这不,说来也巧,恰逢夜班,奔波劳作,身心疲惫之余随手用阴道分泌物勾勒了几笔的培养,居然在平板上上演了一场“你死我活”的大戏,不禁感慨:“本是同根生,相煎何太急,这场拮抗大战,菌王争霸,谁与争锋!”如图1:

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图1  原始平板生长情况


经过后期的鉴定两种菌株分别为粪肠球菌、豕链球菌,将两者分别三区划线于单块血平板上,在其上方在点种“敌方”(如图,在豕链球菌上点种粪肠球菌)发现这个“独霸一方”的细菌是粪肠球菌,而被其抑制的豕链球菌,如图2:


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图2  密涂豕链球菌生长情况


众所周知,肠球菌(Enterococcus)广泛存在各种环境,常栖居在人和动物的肠道以及女性生殖道,可引起免疫力低下宿主的机会致病,是医院感染的重要病原菌,大家都“敬而远之”,今天一出大戏,又彰显粪肠球菌自己独特法力:抑制细菌!      


在这场大战中

粪肠球菌KO豕链球菌

那么其他的地方粪肠球菌是否还能

继续他的“称霸天下”

我们又继续做了一系列对比:


首先,我们分别取不同标本来源的粪肠球菌来抑制豕链球菌,想得知此粪肠球菌抑制是“特立独行”还是与粪肠球家族“步调一致”?分别分离到血、尿、胆汁中的粪肠球菌,再进行一场粪肠球VS豕链球的大战,将豕链球菌密涂到血琼脂培养基上,再将近期从阴道分泌物、血、尿、胆汁分离到的粪肠球分别以1、2、3、4形状接种在其上,结果见图3:

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图3   密涂豕链球菌生长情况


原来,并不是所有的粪肠球都可以抑制豕链球菌,来自阴道分泌物、血、尿的粪肠球可以抑制豕链球菌,而来自胆汁中的这株粪肠球不可以抑制豕链球菌。后期有待进一步拓展其他标本来源的粪肠球。


But

只有豕链球菌被抑制么?

其他的链球菌

是否也可被粪肠球菌抑制呢?


我们继续密涂不同的链球菌(肺炎链球菌、唾液链球菌、戈登链球菌、咽峡炎链球菌、停乳链似马亚菌属),再将阴道分泌物、血、尿、胆汁中分离的粪肠球分别以1、2、3、4形状接种在其上,结果如下:

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通过以上5个图可以明显看出,来自阴道分泌物、血、尿的粪肠球不光可以抑制豕链球菌,还可以抑制肺炎链球菌、唾液链、球菌、戈登链球菌、咽峡炎链球菌、停乳链似马亚菌属,而来自胆汁的这株粪肠球依然战败。


等!等!等!

那么问题又来了

这个粪肠球菌只能抑制部分链球菌呢?

还是也可以抑制其他的细菌?


接下来我们用标准菌株金黄色葡萄球菌ATCC25923、标准菌株大肠埃希氏菌ATCC25922、标准菌株铜绿假单胞菌ATCC27853三区划线到血平板上,点种粪肠球菌,做了进一步的实验,结果如图9、图10、图11:


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本次的抑制拮抗实验中不能够抑制金葡、绿脓以及大肠,推断可能是个窄谱的抑制菌株。前段时间看到广东省中医院检验科屈平华老师曾报道过粪肠球抑制棒状杆菌,遂笔者又进行了粪肠球VS棒状杆菌的抑制实验,将来自痰标本的一株纹带棒状杆菌三区划线,点种粪肠球菌,结果跟其报道一致,结果如图12:


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图12  密涂纹带棒状杆菌生长情况


那么,肠球菌的功效有哪些?通过查阅文献我们总结如下:


1、抑制某些致病菌

通过查阅文献得知肠球菌还可抑制产单核细胞李斯特菌、梭菌属如:肉毒梭菌等[1],是否还可以抑制其他细菌,还有待进一步的实验。肠球菌代谢过程中产生细菌素、有机酸、活性氧代谢产物、酶、胞外多糖等,这些物质可以相互协同杀死病原体,而这些抗菌化合物并不直接影响微生物的生长,而是抑制病原体的致病潜力[1]。如果可以广泛的抑制细菌,那么我们是有望从粪肠球中提取出细菌素作为抗生素应用临床。


2、发酵食品和制备益生菌制剂

通过制成益生菌来改善肠道菌群平衡[2]。比如常见的妈咪爱、培菲康的成分之一就是粪肠球。


3、抗氧化应激能力

粪肠球菌含有过氧化氢酶(KatA),Baureder等用血红素依赖性过氧化氢酶活性和KatA和Npr缺陷突变株研究,证实了在血红素存在的环境下,粪肠球菌中过氧化氢酶可抵抗外源性和内源性过氧化氢毒力的影响[3]。


4、其他

粪肠球菌具有酸耐受性、胆盐耐受性、黏附肠道粘膜、降低胆固醇、提高机体免疫力等益生特性。


肠球菌来源于不同动物的食品,蔬菜甚至土壤和污水中,反映了他们具有很强的抵御各种不良环境条件的能力[4]。而且不可忽视的是,很多肠球菌都具有耐药性,而且本身具有高效的基因转移机制,能够在不同环境下与很多细菌交换抗生素耐药性基因[5];所以我们要合理利用肠球菌,扬长避短,让它成为合格的益生菌。


参考文献

[1] 焦月华. 基因组学分析粪肠球菌益生功能及增殖调控研究[D].哈尔滨工业大学,2016.

[2] Ouwehand  A  C,  Salminen  S,  Isolauri  E.  Probiotics:  An  Overview  of  Beneficial Effects[J]. Antonie Van Leeuwenhoek, 2002, 82(1-4): 279-289.

[3] Baureder  M,  Reimann  R,  Hederstedt  L.  Contribution  of  Catalase  to  Hydrogen Peroxide  Resistance  in  Enterococcus  Faecalis[J].  FEMS  Microbiology  Letters, 2012, 331(2): 160-164.

[4] Giraffa G. Enterococci from Foods[J]. FEMS Microbiology Reviews, 2002, 26(2):163-171.

[5] Eaton  T  J,  Gasson  M  J.  Molecular  Screening  of  Enterococcus  Virulence Determinants  and  Potential  for  Genetic  Exchange  between  Food  and Medical Isolates[J]. Applied and Environmental Microbiology, 2001, 67(4): 1628-1635.