厌氧菌

厌氧菌(外文名:anaerobic bacteria,又称:厌氧性细菌)是指一群只能在无氧或低氧条件下生长和繁殖,利用厌氧呼吸和发酵获取能量的细菌的总称。其广泛分布于土壤、沼泽、湖泊、海洋、河流的沉渣、食物以及人和动物体的体表和腔道,是人体皮肤和黏膜正常菌群的主要组成部分,同时也是内源性细菌感染的常见病原菌

根据对氧分压耐受程度的不同,厌氧菌可分为对氧极端敏感的厌氧菌、中度厌氧菌和耐氧厌氧菌三种。根据染色特性和镜下形态的不同,厌氧菌可分为革兰氏阳性球菌、革兰氏阳性杆菌、革兰氏阴性球菌和革兰氏阴性杆菌。根据能否形成芽孢,可将厌氧菌分为有芽孢的厌氧菌及无芽孢厌氧菌。临床常见的有芽孢的厌氧菌如梭状芽孢杆菌属的破伤风梭菌、产气荚膜梭菌和肉毒梭菌以及拟梭菌属的艰难拟梭菌。其中,梭菌属有176个种和5个亚种。无芽孢厌氧菌有30多个菌属,200余菌种,其中与人类疾病相关的主要有10个属。

厌氧菌虽然普遍存在于自然界及人体的各个腔道及皮肤上,但一般不致病。厌氧菌感染主要来自患者本身,即内源性感染;外源性较少见。几乎人体所有部位都可以发生厌氧菌的感染。厌氧菌感染的早期诊断主要依赖典型的临床表现,如皮下捻发音、脓液的恶臭味、组织坏死和多系统的中毒症状,病原学的证据有助于临床确诊和指导治疗。厌氧菌感染的治疗应根据其临床表现、感染的部位、细菌种类决定其治疗方案,然其共同的原则为建立不利于厌氧菌生长繁殖的环境(包括外科治疗)和选择有针对性的抗菌药物。对少数产外毒素的厌氧菌感染如破伤风肉毒杆菌食物中毒,宜同时应用抗毒素。对严重感染患者应加强支持疗法,酌情输血浆或全血,积极治疗原发疾病。其中抗菌药物主要有甲硝唑克林霉素万古霉素等。

厌氧菌在多领域展现其应用价值。在工业上,通过厌氧发酵可用于废水处理、污泥降解以减少污染;在食品领域,长双歧杆菌等厌氧菌应用于发酵乳制品、果蔬制品,与果蔬结合可延长储藏期、赋予产品新功能;在医疗保健中,以长双歧杆菌为例,可用于制备合生元益生菌、后生元制剂及活菌药物,热灭活菌株能抵御氧化应激、减少炎症反应,其趋低氧特性还使其成为肿瘤基因治疗的潜在靶向载体。

定义

厌氧菌(外文名:anaerobic bacteria,又称:厌氧性细菌),是指一群只能在无氧或低氧条件下生长和繁殖,利用厌氧呼吸和发酵获取能量的细菌的总称,广泛分布于土壤、沼泽、湖泊、海洋、河流的沉渣、食物以及人和动物体的体表和腔道,是人体皮肤和黏膜正常菌群的主要组成部分,同时也是内源性细菌感染的常见病原菌

分类

根据对氧分压耐受程度分类

根据对氧分压耐受程度的不同,厌氧菌可分为对氧极端敏感的厌氧菌、中度厌氧菌和耐氧厌氧菌三种。

根据是否形成芽孢分类

根据能否形成芽孢,可将厌氧菌分为有芽孢的厌氧菌及无芽孢厌氧菌。临床常见的有芽孢的厌氧菌如梭状芽孢杆菌属的破伤风梭菌产气荚膜杆菌肉毒杆菌以及拟梭菌属的艰难拟梭菌。其中,梭菌属有176个种和5个亚种。无芽孢厌氧菌有30多个菌属,200余菌种,其中与人类疾病相关的主要有10个属。

根据染色特性和镜下形态分类

根据染色特性和镜下形态的不同,将厌氧菌分为革兰氏阳性球菌、革兰氏阳性杆菌、革兰氏阴性球菌和革兰氏阴性杆菌。革兰氏阳性杆菌根据是否有芽孢又分为产芽孢厌氧杆菌和无芽孢厌氧杆菌。

分布

厌氧菌广泛分布于自然界和人体中,除梭状芽孢杆菌能以芽孢的形式在自然界长期存活外,其他绝大多数厌氧菌存在于人和动物体内。在正常人的体表以及与外界相通的口腔、上呼吸道、胃肠道和泌尿生殖道等部位的黏膜上均有大量厌氧菌寄居,厌氧菌与所在部位的需氧菌兼性厌氧菌共同组成人体的正常菌群。

常见厌氧菌

梭菌属

梭菌属(梭菌属)属于梭菌科,是指一群厌氧、革兰氏染色阳性、能形成芽孢的大杆菌,由于芽孢直径比菌体宽,使菌体膨大呈梭形,故此得名。该属已报道176个种和5个亚种,多数为腐生菌,仅少数为病原菌;主要分布于土壤,人和动物肠道及粪便中;芽孢对氧、热、干燥和消毒剂均有强大的抵抗力,能够在体外环境生存;芽孢侵入机体后,在适宜条件下发芽形成繁殖体,可产生强烈的外毒素,引起人类和动物疾病。在人类主要引起破伤风气性坏疽肉毒中毒,以及皮肤和软组织感染等疾病。该属绝大多数细菌均有周鞭毛,无荚膜;仅产气荚膜杆菌等极少数细菌例外;不同的细菌芽孢形态、大小及其在菌体中的位置各不相同,这些特点有助于菌种的鉴定。

破伤风梭菌

破伤风梭菌(C.tetani)广泛分布于土壤、人和动物的粪便中。菌体长,0.5微米×(4~8)微米,革兰氏染色阳性。有周鞭毛、无荚膜。芽孢呈圆形,直径大于菌体,位于菌体顶端,使细菌呈鼓槌状,为该菌典型特征。严格厌氧,对营养要求不高。在血平板上,37℃培养48小时,形成的菌落较大、扁平、边缘不整齐,似羽毛状,易在培养基表面迁徙扩散,有β溶血环。不发酵糖类,不分解蛋白质。通常100℃1小时,芽孢可被完全破坏;但在干燥的土壤和尘埃中可存活数年。

产气荚膜梭菌

产气荚膜梭菌(C.perfringens)为两端略微钝圆的革兰氏阳性粗大杆菌,(0.6~2)微米×(1~19)微米。芽孢呈椭圆形,直径略小于菌体,位于次极端,但在组织中或体外培养物中均很少能观察到芽孢。无鞭毛。在被感染的人或动物体内能形成明显的荚膜。产气荚膜梭菌厌氧,但不十分严格。20~50℃均能旺盛生长,在其最适生长温度42℃,此时该菌分裂繁殖周期仅为8分钟,易于分离培养。

肉毒梭菌

肉毒梭菌(C.botulinum)主要存在于土壤中,其为革兰氏阳性粗短杆菌,1微米×(4~6)微米,芽孢呈椭圆形,直径大于菌体,位于次极端,使细菌呈汤匙状或网球拍状。有鞭毛,无荚膜。严格厌氧,可在普通琼脂平板上生长;能产生脂酶,在卵黄培养基上,菌落周围出现混浊圈。根据产生毒素与鼠源抗体对毒素活性的特异性抑制效应可分A、B、C、D、E、F和G七个毒素型。大多数菌株只产生一种型别毒素;只有C型和D型毒素是由噬菌体感染肉毒杆菌溶源性转换产生,其他型毒素均由细菌染色体上的基因编码。对人致病的主要有A、B和E型,F型极少见。

拟梭菌属

艰难拟梭菌

艰难拟梭菌(Clostridioides difficile)属于消化链球菌科、拟梭菌属仅有的两个菌种之一,广泛分布于土壤,多种家畜和野生动物,甚至人类的粪便中。艰难拟梭菌为革兰氏阳性粗长杆菌,(0.5~2)微米×(3~17)微米。芽孢呈卵圆形、芽孢直径比菌体略大、位于次极端。有周鞭毛。严格厌氧。血琼脂平板上形成直径较大、白色或淡黄色、不溶血性贫血的粗糙型菌落;在环丝氨酸头孢西丁果糖琼脂平板可产生黄色菌落,紫外线灯下可见黄绿色荧光。艰难拟梭状芽孢杆菌的芽孢对常用消毒剂、抗生素、高浓度氧或胃酸,均有很强的抵抗力,但其繁殖体对这些因素较为敏感。

无芽孢厌氧菌

与人类疾病有关的无芽孢厌氧菌,主要寄生于人和动物的体表及与外界相通的腔道黏膜表面,构成人体微生物群的一部分,包括革兰氏阳性和革兰氏阴性的球菌和杆菌。在人体微生物群中,无芽孢厌氧菌占有绝对优势,是其他非厌氧性细菌(需氧菌兼性厌氧菌)的10~1000倍。

传播机制

传染源

厌氧菌虽然普遍存在于自然界及人体的各个腔道及皮肤上,但一般不致病。厌氧菌感染主要来自患者本身,即内源性感染;外源性较少见。

传播途径

易感人群

糖尿病、严重肝病尿毒症营养不良、褥疮溃疡、肢体坏疽、肿瘤、器官移植、血液病患者,以及长期应用免疫抑制剂、糖皮质激素的患者,抵抗力低下,均为本病易感人群。

发病机制

厌氧菌感染分为外源性感染和内源性感染。常见的是内源性感染,即自身菌群造成的感染。皮肤黏膜屏障功能的减退及正常菌群定植位置的变化是造成绝大多数厌氧菌感染的重要发病机制。氧化还原电势的降低有利于组织内厌氧菌的繁殖,造成氧化还原电势降低的原因主要为供血不足、组织坏死,或同时存在需氧菌兼性厌氧菌。因此凡影响血供的血管性疾病、药物注射后产生局部组织坏死、恶性肿瘤、冷冻、休克、水肿、外伤(特别是腹部、盆腔和牙齿的外伤)、外科操作(如拔牙等)、导尿管均有利于厌氧菌感染的发生。患有糖尿病、严重肝病肝硬化、外周血管损伤、肢体坏疽等疾病,以及长期接受免疫抑制剂氨基糖苷类抗生素、糖皮质激素、抗代谢药物、放射治疗和器官移植等患者,发生厌氧菌感染的机会逐渐增多。

临床特征

凡有下列情况者应怀疑有厌氧菌感染。

临床表现

厌氧菌可引起任何部位和脏器的感染,但以口腔与上呼吸道感染、胸腔、腹部和盆腔感染为多见,占这些部位感染的70%~93%,但1/3~2/3为混合感染。

中枢神经系统感染

脑脓肿

厌氧菌是脑脓肿的主要致病菌,入侵途径包括中耳炎(常为慢性)和乳突炎直接蔓延、血源播散致脑脓肿、鼻旁窦炎直接扩散、其他尚有外伤、先天性心脏病(右向左分流)、口腔或牙齿感染、扁桃体或咽部炎症、感染性心内膜炎等,均可累及脑部致脑水肿。临床表现主要为占位性病变症状,有头痛、精神障碍、脑神经麻痹、视神经盘水肿等。毒血症症状可以不明显,亦不一定有发热。头颅CT或MRI、脑血管造影等有助于诊断与定位。脑脊液检查可见蛋白质增加、糖正常,白细胞数可轻度增多。如脓肿溃破入脑室则可迅速出现化脓性脑膜炎和颅内压增高症状。

脑膜炎

厌氧菌很少引起脑膜炎,厌氧菌脑膜炎仅约占细菌性脑膜炎的1%左右。原发病灶亦以慢性中耳炎和/或乳突炎为最多见,其次为外科手术(或椎板切除术)。致病菌常为梭形杆菌、拟杆菌、厌氧球菌梭状芽孢杆菌亦有所见。其临床表现与一般化脓性脑膜炎无异,病情轻重不一。丙酸杆菌所致脑膜炎可呈卒中样或呈慢性脑膜炎型,脑脊液细胞增加以单核细胞为主。

口腔与呼吸系统感染

口腔与上呼吸道感染

口腔与上呼吸道感染包括口腔及附属结构的厌氧菌感染。牙龈炎、根尖周或牙龈脓肿、下颌周腔隙感染常呈连续性,通常先有牙龈炎,然后发展为根尖周炎,再发展至由沿下颌骨插入的筋膜形成的潜在腔隙。常见的致病菌为梭形杆菌和消化链球菌,其次为拟杆菌

肺部感染

肺部感染表现为吸入性肺炎肺脓肿脓胸以及所引起的支气管胸膜瘘等化脓性并发症。吸入性肺炎有与急性肺炎相似的典型症状,难与一般细菌性肺炎鉴别,但病程相对慢性化,早期往往缺乏厌氧菌感染特征性症状如恶臭痰、组织坏死物的咳出。但病程后期一旦有脓肿形成和多发性肺坏死,常有高热、腐臭脓痰、大量腐肉组织的脱落随痰咳出。半数病者可伴有脓胸。致病菌多为混合性,常见厌氧菌为梭形杆菌、拟杆菌、消化链球菌、消化球菌、丙酸杆菌、真杆菌等,需氧菌金黄色葡萄球菌、链球菌和革兰氏阴性杆菌。尤其是医院内获得的吸入性肺炎以及肺脓肿等,其致病菌以厌氧菌合并革兰氏阴性菌或金葡菌更多见。

腹腔内感染

正常肠道含有大量厌氧菌,腹腔内感染常伴有肠内容物的污染,故具有以下两个特征:①厌氧菌分离率高,常见者为脆弱类杆菌和其他拟杆菌、梭形杆菌、梭状芽孢杆菌、消化链球菌和消化球菌、真杆菌等。病菌种类取决于感染或手术部位,上消化道以来自口咽部的兼性革兰氏阳性菌为多,回肠下部为过渡性区域,厌氧菌和兼性菌各半,放射性肠炎则以厌氧菌为多,尤其拟杆菌为多见。②常为多种细菌的混合感染,平均每个标本可分离到5种细菌,包括厌氧菌和需氧菌(或兼性菌)。厌氧菌的分离率高,主要厌氧菌为脆弱拟杆菌,其次为梭状芽孢杆菌、厌氧球菌等;需氧菌以大肠杆菌克雷伯氏菌属绿脓杆菌等为多见。

腹腔内感染初起时可表现为腹膜炎(弥漫性或局限性),继而局限化并形成脓肿,后者可位于腹腔内、腹膜后或内脏间。部分病例伴有菌血症,以拟杆菌为多见。

肝脓肿

肝脓肿的脓液培养约40%~60%可无细菌生长,有关细菌学证实其中大多数为厌氧菌,其常见的致病菌为拟杆菌、梭形杆菌和厌氧链球菌梭状芽孢杆菌等。临床表现和需氧菌肝脓肿雷同,基础疾病有胃肠道手术、炎症或穿孔、胆道感染糖尿病等。脓液具臭味,脓腔内有气体,脓液涂片见细菌而常规培养多阴性。

胆道感染

正常胆囊壁和胆汁一般无细菌生长或含少量非致病菌,但约50%结石症患者胆囊内可有细菌寄殖,主要为大肠杆菌肠球菌,老年者尤甚。结石引起胆总管梗阻时,细菌培养阳性率增高,在厌氧菌中以厌氧链球菌和梭状芽孢杆菌为多见,后者的检出率可达20%以上,尤其在胆囊积脓时,在老年糖尿病患者,胆囊炎可呈气肿性,全身毒血症症状较重,X线检查可见胆囊内有明显气体形成或气液平,多数由梭状芽孢杆菌引起。

阑尾炎

正常阑尾中可培养到大肠埃希菌、需氧链球菌双歧杆菌拟杆菌、梭形杆菌等。阑尾炎的致病菌以脆弱类杆菌为多见,占25%~90%。

女性生殖道和盆腔感染

几乎所有非性传播造成的女性生殖道感染均有厌氧菌参与,主要是脆弱拟杆菌和大肠杆菌。厌氧菌引起的多种女性生殖道感染包括子宫内膜炎、盆腔蜂窝织炎和脓肿、巴氏腺炎和脓肿、阴道炎、阴道壁脓肿、输卵管炎或脓肿、卵巢脓肿、剖宫产伤口感染、脓毒性流产、产褥热、绒毛羊膜炎等。多数为混合感染,厌氧菌和需氧菌掺杂。

尿路感染

尿路远端、会阴、阴道和外生殖道可有厌氧菌寄殖,且易进入膀胱,但很少引起尿路感染(仅1%左右)。值得注意的是排出的尿标本检出厌氧菌可能来自正常尿道,菌落计数可达10³~10⁴/mL,甚至更多,故不能认为是感染的依据。尿液标本应自耻骨上膀胱穿刺取得。常见的致病菌为拟杆菌、消化链球菌和乳酸杆菌、梭形杆菌等,往往同时有需氧菌混杂。厌氧菌尿路感染的来源有:①尿路本身病变使内源性菌群入侵而引起感染;②由邻近器官如子宫、肠道等上升感染所致;③血源性播散、尿道损伤(如挤压尿道、留置导尿等)可促使细菌由尿道进入膀胱。休克和尿道梗阻均有利于厌氧菌的增殖。

骨和关节感染

厌氧菌性骨髓炎较为少见,通常可分为放线线性与非放线线性两种。前者主要见于颌骨和脊椎骨,其次尚有肋骨颅骨、长骨、短骨等,可同时伴有其他厌氧菌和需氧菌的混合感染。丙酸杆菌属感染者往往有关节创伤、手术、假肢移植史,梭杆菌属感染常有远距离感染灶,梭杆菌属感染常有“口咽部”的感染。放线菌小儿急性血源性骨髓炎在颜部和颈部有典型硬块,并有经常流脓并排出颗粒现象。感染过程常呈亚急性或慢性。以厌氧或微需氧链球菌所致者为多见,余依次为梭杆菌、脆弱类杆菌、产黑色素普雷沃菌、其他拟杆菌、梭状芽孢杆菌等。可由附近感染或血行传播而来。易发生于糖尿病患者。厌氧菌和需氧菌骨髓炎在临床上不易区别,但厌氧菌感染的全身症状较轻,有半数患者有恶臭分泌物,亦可有坏死组织脱落、软组织积气和脓肿形成等。

血流感染和心内膜炎

血流感染

血流感染的病原中,厌氧菌占1%~17%,新生儿厌氧菌血流感染的发病率尤高。入侵途径以胃肠道及女性生殖道为主,其次为压疮溃疡或坏疽。致病菌以拟杆菌,尤以脆弱类杆菌为多见,其他还有消化链球菌属梭菌属梭杆菌属,多数为混合感染。由胃肠道入侵者血培养多次阳性并常为多种细菌感染。而由女性生殖道入侵者血培养多次阳性者少见,但多种细菌感染则常见。临床表现同需氧菌血流感染,常有发热、白细胞计数增高、感染性休克(30%)和弥散性血管内凝血。黄疸发生率高,可达10%~40%。易并发迁徙性化脓性病灶(10%~28%)和脓毒性静脉炎(5%~12%)。血流感染可呈暴发型伴高病死率,如产气荚膜杆菌血流感染,常有溶血性贫血、黄疸、休克和肾衰竭,病情危重。近年来也发现部分血流感染病情轻微,无严重的毒血症表现,而且良性经过,病程自限,不经抗菌治疗可康复。

心内膜炎

厌氧菌引起心内膜炎发生率占心内膜炎的1.5%~10%不等,并有日益增多的趋势。常见的病原为拟杆菌、梭形杆菌、梭状芽孢杆菌、角化丙酸杆菌以及微需氧和厌氧链球菌。入侵途径主要为口腔,较少见的为胃肠道。临床表现不同于一般亚急性细菌性心内膜炎,多见于无原发心脏病变者。厌氧菌侵入正常的瓣膜,且常引起栓塞、瓣膜破坏。更严重的并发症为心肌脓肿或瓣膜及其他支持结构的破坏或穿孔,常引起心力衰竭

皮肤和软组织感染

厌氧菌性皮肤和软组织感染的病原大多为混合性,常见于手术、创伤和缺血的部位,致病菌常为内源性者,在身体易受污染的解剖部位,如肠道或盆腔手术伤口、会阴、压疮等处受感染机会较大。其特征为常有腐臭分泌物、气产、广泛组织坏死,并有延伸至皮下组织和筋膜面形成窦道的倾向。

检验与鉴定

标本采集运送

标本的采集

采集符合要求的临床标本,是厌氧菌培养成功的关键。因此采集时应格外注意:标本不应被正常菌群污染,且尽量避免接触空气。一般情况下含有正常菌群的标本不宜做厌氧菌培养。用于厌氧菌培养的最佳标本是活检组织或用无菌注射器抽吸的分泌物和脓液。由于厌氧菌对氧气和干燥非常敏感,尽量不用棉拭子标本。

标本的运送

标本采集后应尽快送检,避免标本干燥,尽量避免接触空气。厌氧菌标本的运送方法如下。1)针筒运送法由于存在被针头刺伤的危险,现在已不提倡使用。2)无氧小瓶运送法为目前常用的方法,可用于少量脓液、体液或其他液体标本的运送。用无菌小瓶装入0.5ml含有氧化还原指示剂的牛心脑浸液或牛心脑琼脂培养基,加橡皮塞后用铝盖密封。用真空泵抽出瓶中空气并充以CO₂或N₂。贮存期间如有氧气渗入小瓶,培养基即显粉红色(指示剂刃天青),应弃去不用。使用时挑选无色小瓶,将标本通过橡皮塞注入瓶中即可。3)标本充盈运送法适合大量液体标本的运送。将液体标本装满标本瓶,加盖密封后运送。4)组织块运送法将组织块放于含有少量盐水或培养液的无菌小瓶中,然后将其放于厌氧袋内送检。5)厌氧袋运送法用预还原的厌氧血平板在患者床边接种,然后立即将平板放入厌氧培养袋携回实验室培养。6)棉拭运送法因棉拭子中含有空气不利于厌氧菌的生长,一般不用。如果只能采集棉拭标本,应当使用专门的棉拭运送管运送。标本送到实验室后,应在20~30分钟内处理完毕,最迟不超过2小时,以防止标本中的兼性厌氧菌过度繁殖而抑制厌氧菌的生长。如不能及时接种,可将标本置室温保存。

检验方法

直接显微镜检查

首先在接种前都应观察标本(除血液标本外)性状,如是否为脓性、带血,有无黑色坏死组织或黑色分泌物,有无样颗粒,是否有恶臭味等,并直接涂片做革兰染色镜检。标本的性状及标本中细菌的形态染色性等有助于厌氧菌的初步识别,便于选择合适的培养基和培养方法。同时,直接镜检还可以验证培养结果的成功与失败。

注:G⁻b表示革兰氏阳性杆菌;G⁻c表示革兰氏阴性球菌;G⁻b表示革兰氏阴性杆菌;G⁻c表示革兰氏阳性球菌。

分离培养

初代培养

临床标本中厌氧菌的初代培养比较困难,除了要提供良好的与感染部位相似的厌氧环境外,还应当使用营养丰富的培养基,并使其处于无氧状态。1)培养基的选择:包括非选择性培养基和选择性培养基。在初代分离厌氧菌标本时,除必须接种一个非选择性培养基外,还可根据标本来源和直接镜检结果估计可能的厌氧菌种类,有针对性地选用选择性培养基,以提高特定感染部位厌氧菌的阳性检出率,防止漏检。培养基应尽量保持新鲜,最好当天配制或于使用前放入厌氧环境,预还原处理24~48小时;也可采用预还原灭菌法制备的培养基。液体培养基应煮沸10分钟,以驱除溶解氧,并迅速冷却,立即接种。2)标本接种初代培养:标本一般应同时接种普通血平板、本鲜血平板和巧克力平板,分别置有氧、无氧和含5%~10%CO₂环境培养。如仅做厌氧培养,只需接种一个非选择性厌氧血平板,并将其分为三个划线区,在第一、二区交界处放一厌氧硝纸片(5μg/片),如纸片周围出现抑菌圈则表明有厌氧菌存在。也可根据涂片染色结果或标本来源增加1个至数个选择培养基以提高阳性分离率。同时,每份标本还应接种一支液体培养基,用于增菌和保存标本。3)培养方法:经接种的厌氧培养基应立即放入厌氧环境,置35~37℃条件下培养48~72小时。厌氧培养的方法很多,常用方法有厌氧罐(盒)培养法、厌氧气袋法和厌氧手套箱培养法。4)结果观察:大多数厌氧菌的初代培养至少应在48小时后才开始观察,如疑为放线菌则应延长至72~96小时。由于厌氧菌在对数生长期对氧非常敏感,因此在最初培养的48小时内,应避免将细菌暴露到有氧的环境中。

次代培养和厌氧菌的确定

初代厌氧培养有细菌生长时,必须做耐氧试验确定其是否为厌氧菌。从每个平板上挑取4~5个不同性状的菌落,每个菌落分别接种2~3个平板(每个平板分为4~6区,可同时做4~6个菌落的次代培养),分别放有氧、无氧和含5%~10%CO₂环境培养48小时。如细菌在需氧和厌氧培养均能生长,为兼性厌氧菌;在需氧和厌氧培养生长不好,在含5%~10%CO₂环境生长良好,为微需氧菌;只在厌氧环境中生长的细菌即为专性厌氧菌。

厌氧菌鉴定

一般依据菌体形态、染色反应、菌落性状以及对某些抗生素的敏感性做出初步鉴定,最后鉴定必须依靠生化反应及终末代谢产物等项检查。

药敏试验

由于厌氧菌生长缓慢,临床不常规开展厌氧菌体外药敏试验,抗厌氧芪治疗可根据指南或采取经验用药。如果临床遇到厌氧菌引起的脑脓肿、心内膜炎及人工关节感染等严重感染性疾病,可考虑开展体外药敏试验,指导临床用药。厌氧菌体外药敏试验首选琼脂稀释法,微量肉汤稀释法只推荐用于脆弱类杆菌群。

鉴别诊断

厌氧菌感染诊断的确立有赖于特征性临床表现及可靠的细菌学检查结果。

临床提示线索

(1)脓液或渗出液有腐败性臭味或甜味,此为最重要的临床线索。必须注意的是,某些厌氧菌如革兰氏阳性厌氧球菌可不产生臭味,厌氧菌感染灶不与体外相通时也可以不具有臭味。(2)某些特殊部位的感染,如拔牙后下颌蜂窝织炎、牙感染、吸入性肺炎肺脓肿、脑脓肿、腹膜炎、腹腔内脓肿、肠道或产道手术或创伤后伤口感染、宫颈炎、输卵管卵巢脓肿、产后感染、感染性流产、肛周脓肿、人或动物咬伤后感染,以及接近黏膜面的感染,均应高度怀疑为厌氧菌或混合感染。(3)感染时有组织坏死、坏疽、气体形成、假膜形成或在恶性肿瘤坏死的基础上发生感染,或在渗出物中有样颗粒(放线菌),或血性渗出物呈黑色,在紫外光下显示荧光(产黑色素普雷沃菌可产生黑色素)。(4)伴有脓毒性栓塞性静脉炎,易招致远处脏器单个或多发的迁徙性脓肿。(5)某些特异的临床综合征,如气性坏疽、放线菌病、破伤风、肉毒中毒假膜性肠炎等。

细菌学检查线索

(1)脓性标本常规培养无细菌生长,但革兰氏染色却见到大量细菌,且形态上较一致。(2)在硫乙醇酸钠液体或琼脂深处的厌氧带有菌落生长,常提示为厌氧菌生长。(3)培养物产气并有腐败的恶臭。(4)在含有100μg/mL卡那霉素新霉素的培养基中有革兰氏阴性杆菌生长。(5)在厌氧琼脂平板上有典型菌落,刚长出的产黑色素普雷沃菌菌落在紫外光下呈红色荧光

治疗

厌氧菌感染的治疗应根据其临床表现、感染的部位、细菌种类决定其治疗方案,然其共同的原则为建立不利于厌氧菌生长繁殖的环境(包括外科治疗)和选择有针对性的抗菌药物。对少数产外毒素的厌氧菌感染如破伤风肉毒杆菌食物中毒,宜同时应用抗毒素。对严重感染患者应加强支持疗法、酌情输血浆或全血,积极治疗原发疾病。

破坏厌氧环境

破坏厌氧环境包括局部病灶的切开引流、坏死组织的清除、明显肿胀伴气体形成病变组织的减压病,以及并存的恶性肿瘤、异物、梗阻、血栓的去除等。为控制感染扩散和减轻毒血症,必要时施行截肢、子宫切除等手术。浅表厌氧菌感染局部可用过氧化氢冲洗。高压氧治疗适用于骨及软组织厌氧菌感染患者。

抗菌治疗

抗菌药物的选用应根据细菌培养及药物敏感试验的结果而定,但由于厌氧菌培养需要一定的时间和条件,临床上常在获得实验室结果以前医师已作出抗厌氧菌治疗的重要决定。厌氧菌感染抗菌药物的选择可根据感染部位的不同作出初步的推断,一般横膈上下的致病菌有较大差别,膈以上(包括中枢神经系统、头颈、肺和胸膜)的致病菌对苄青霉素大多敏感;膈以下的感染如腹腔内和女性生殖道感染,脆弱类杆菌为常见致病菌。

其他支持与对症治疗

其他支持与对症治疗包括维持水、电解质平衡,输血,纠正休克,患肢的固定等亦属重要。并发静脉炎或DIC时有应用肝素等抗凝剂的指征。局部可用3%H₂O₂冲洗和全身给氧,重症患者可考虑高压氧舱治疗。

预防

应防止体内正常厌氧菌群或体外厌氧菌带入伤口、闭合空腔或其他可能招致感染的部位。对外伤伤口,最有效的预防感染措施是尽快彻底清创、去除异物与死腔、重建良好的血供。如患者需要转运,不能立即进行清创,可予以预防性应用抗厌氧菌药物;腹部穿透性外伤,尤其是累及放射性肠炎时,有应用抗厌氧菌药物预防的指征。慢性病灶如慢性中耳炎、鼻窦炎、乳突炎的积极治疗可预防颅内厌氧菌感染。体弱、神志不清或有吞咽困难者进食时应注意防止吸入。有瓣膜病变的心脏病者行牙齿外科手术或瓣膜修复术时应给予预防性抗厌氧菌药物。

历史

19世纪60年代,法国科学家路易斯·巴斯德(Louis Pasteur)开启了厌氧微生物学研究,首次根据微生物是否可以在有氧条件下生长,将微生物划分为好氧和厌氧微生物。此外,他和合作者分离获得了第一个致病性厌氧菌,后被命名为梭菌属 septicum。巴斯德提出的煮沸或抽真空法制备预还原厌氧培养基是经典的厌氧操作技术之一。

1889年,由日本细菌学家北里柴三郎首次从病人体内分离到破伤风梭菌(C.tetani)。破伤风梭菌芽孢感染伤口或脐带残端时,在特定条件下,芽孢发芽形成繁殖体,释放毒素,引起破伤风(tetanus)。1891年,美国医学教育家威廉·亨利·韦尔奇在尸检时首次分离和鉴定产气荚膜杆菌(C. perfringens)。该菌广泛存在于土壤、人和动物肠道中。既引起人类的严重创伤感染,也可引起食物中毒新生儿坏死性小肠结肠炎

1895年,比利时生物学家埃尔门坚在调查比利时肉毒中毒时发现肉毒梭状芽孢杆菌(C. botulinum)。该菌主要存在于土壤中,在厌氧环境下能产生毒性极强的肉毒毒素而引起疾病,最常见的为食源性肉毒中毒和婴儿肉毒中毒。1935年,伊凡丝.霍尔和伊丽莎白.奥图尔首次从新生儿粪便中分离到艰难拟梭菌(Clostridioides difficile),因该菌对氧极为敏感,当时难以从粪便中分离和培养而命名。1978年,Tedesco首次鉴定产生毒素的艰难拟梭菌与林可霉素治疗后出现的假膜性结肠炎相关。

1947年,美国微生物学家罗伯特·爱德华·亨盖特(Robert E. Hungate)通过深层琼脂法分离厌氧纤维素降解菌的时候,意外发现管内壁上层的薄层固体培养基上会形成单菌落。随后,他提出了滚管法分离厌氧菌的操作技术。

应用价值

工业领域

厌氧发酵是指在完全无氧或缺氧的密闭空间里,利用厌氧微生物对有机化合物进行分解的生物化学处理过程。有机废物的厌氧发酵类型主要包括甲烷发酵和酸发酵,发酵主要产物为甲烷、有机酸。代表性厌氧发酵包括简易沤肥工艺和沼气发酵工艺。在工业废料处理方面,厌氧发酵技术被应用于废水处理和污泥降解,能有效降低有机污染物浓度,减少环境污染。在特定菌种的工业应用上,丙酮丁醇梭菌凭借其高效生产丙酮丁醇-乙醇的能力,成为工业发酵生产有机溶剂的重要菌种;酪丁酸梭菌和丁酸梭菌则在丁酸合成和氢气释放方面优势显著,为工业生产中相关物质的获取提供了高效途径。

食品领域

在食品领域,长双歧杆菌已被广泛用于食品生产中,包括发酵酸 奶、发酵型果汁、合生元益生菌制剂、微生态制剂等。其不仅能优化食品风味和质地,还能提升产品的营养价值与保健功效。例如具有特定益生功能的长双歧杆菌与果蔬等食品结合,能够有效延长农作物的储藏期,减少食品损耗;同时赋予产品调节肠道菌群、增强免疫力等新功能,显著提升产品附加值,满足消费者对健康食品的需求。

医疗保健领域

在疾病防治方面,研究证实热灭活的长双歧杆菌CECT⁃7347能够激活免疫功能相关通路,保护机体抵抗氧化应激损伤、减少急性炎症反应和肠屏障破坏。长双歧杆菌作为厌氧菌的一种,可利用趋低氧特点在肿瘤组织内选择性定植,具有安全性及较好的靶向性,可作为基因治疗的主要载体.。

参考资料

厌氧微生物培养分离:过去、现在和未来.微生物学报.2025-11-29