食品病原微生物学
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6.1 霍乱弧菌

6.1.1 食品卫生学意义

霍乱弧菌(Vibrio cholera)是弧菌属中对人致病最强的一种,1854年意大利解剖学教授帕西尼最早对此菌做过描述,1883年柯赫从埃及患者粪便中首先分离到本菌。为了纪念帕西尼教授,正式命名该菌为霍乱弧菌。

霍乱弧菌(V.cholera)是弧菌属的一个种,是烈性传染病霍乱的病原菌。此菌包括两个生物型:古典生物型(Classical biotype)和埃尔托生物型(Eltor biotype)。这两种型别除个别生物学性状稍有不同外,形态和免疫学特性基本相同,在临床病理及流行病学特征上没有本质的差别。自1817年以来,全球共发生了七次世界性大流行,前六次病原是古典型霍乱弧菌,第七次病原是埃尔托型所致。

1992年10月在印度东南部又发现了一个引起霍乱流行的新血清型菌株(0139),它引起的霍乱在临床表现及传播方式上与古典型霍乱完全相同,但不能被01群霍乱弧菌诊断血清所凝集,抗01群的抗血清对0139菌株无保护性免疫。在水中的存活时间较01群霍乱弧菌长,因而有可能成为引起世界性霍乱流行的新菌株。

霍乱弧菌对人引起的疾病称为霍乱。霍乱是人类传染病,动物不发生,病人和带菌者是传染源。霍乱弧菌存在于含有一定盐分和有机营养物质的水体、海湾沿岸、江河出海口的海水中,当水中含有贝壳类、桡足类水生物时,有利于该菌的贮存。流行一般在5~11月,高峰为7~9月,但全年均可流行。在人群分布上主要与生活习惯有密切关系,如渔民、流动人口患病率较高。霍乱的传播途径:①经水传播:水是霍乱最主要的传播途径。②食源性传播:食物在生产、运输、加工、贮存和销售中可能被污染的水或被病人、带菌者污染,这些受污染的食物在霍乱的传播甚至暴发中起重要作用,如婚宴或聚餐发生霍乱是食物型霍乱感染的主要形式之一。③经生活必需品接触传播:与病人、带菌者或被该菌污染的物品接触而感染。④经苍蝇等昆虫传播:昆虫将病菌带到食物上,起传播作用。本菌在水中可生存1~3周,在鱼、鲜肉和贝壳类上可存活1~2周,在蔬菜、水果上可存活1周,加工食品如条件适当,可能有利于菌体繁殖和产毒。

潜伏期1~2d,短的为数小时至5d,主要表现为头昏、疲倦、腹胀、腹泻,强烈腹泻和严重脱水是霍乱的主要特征。

6.1.2 生物学特性

6.1.2.1 形态与染色特征

霍乱弧菌菌体弯曲呈弧状或逗点状,长1~3μm,宽0.3~0.6μm。新分离到的菌株形态比较典型,经人工培养后失去弧形而成杆状。取患者米泔水样粪便作涂片镜检,可见菌体排列如“鱼群样”。菌体一端有单根鞭毛和菌毛,运动活泼,呈穿梭状,无荚膜与芽胞。革兰氏染色阴性(图6-1-1)。

图6-1-1 霍乱弧菌

6.1.2.2 培养特性

营养要求不高,属兼性厌氧菌,生长温度为16~42℃,最适生长温度37℃,在pH8.8~9.0的碱性蛋白胨水或平板中生长良好。因其他细菌在这一pH不易生长,故碱性蛋白胨水可作为选择性增殖霍乱弧菌的培养基。在碱性平板上菌落直径为2mm,圆形,光滑,透明。霍乱弧菌是生长最快的细菌之一,在固体培养基上,一般呈无色、圆形、透明、光滑、湿润、扁平或稍凸起、边缘整齐的菌落(图6-1-2)。

图6-1-2 TCBS琼脂上的霍乱弧菌

6.1.2.3 生化特性

霍乱弧菌能还原硝酸盐为亚硝酸盐,靛基质反应阳性,对葡萄糖、麦芽糖、甘露醇、蔗糖、半乳糖产酸产气,迟缓发酵乳糖,不发酵阿拉伯糖、卫茅醇、水杨素、木糖、侧金盏花醇和肌醇。当培养物在含硝酸盐及色氨酸的培养基中产生靛基质与亚硝酸盐、在浓硫酸存在时,生成红色,称为霍乱红反应,但其他非致病性弧菌亦有此反应,故不能凭此鉴定霍乱弧菌。Eltor型霍乱弧菌与古典型霍乱弧菌生化反应有所不同。前者V-P阳性而后者为阴性。前者能产生强烈的溶血素,溶解羊红细胞,在血平板上生长的菌落周围出现明显的透明溶血环,古典型霍乱弧菌则不溶解羊红细胞。个别Eltor型霍乱弧菌株不溶血。

6.1.2.4 抗原构造与分型

根据弧菌O抗原不同,分成Ⅵ个血清群,第Ⅰ群包括霍乱弧菌的两个生物型。第Ⅰ群A、B、C三种抗原成分可将霍乱弧菌分为三个血清型:含AC者为原型(又称稻叶型),含AB者为异型(又称小川型),A、B、C均有者称中间型(彦岛型)。B、C抗原因子为型特异性抗原(表6-1-1)。

表6-1-1 两种生物型的鉴别、抗原构造分型

注:+阳性,-阴性;-(+)多数阴性,少数迟缓阳性;+(-)多数阳性,少数迟缓阴性。

6.1.2.5 致病性

致病因素:霍乱弧菌进入人体小肠以后,在细菌定居因子以及黏附因子的共同作用下,黏附于肠道上皮,大量繁殖并产生致泻性极强的肠毒素(图6-1-3)。

图6-1-3 霍卵传染途径

所致疾病:人类在自然情况下是霍乱弧菌的唯一易感者,主要通过污染的水源或食物经口传染。在一定条件下,霍乱弧菌进入小肠后,依靠鞭毛的运动,穿过黏膜表面的黏液层,可能藉菌毛作用黏附于肠壁上皮细胞上,在肠黏膜表面迅速繁殖,经过短暂的潜伏期后便急骤发病。该菌不侵入肠上皮细胞和肠腺,也不侵入血流,仅在局部繁殖和产生霍乱肠毒素,此毒素作用于肠黏膜上皮细胞与肠腺使肠液过度分泌,从而使患者出现上吐下泻,泻出物呈“米泔水样”并含大量弧菌,此为本病典型的特征。

霍乱肠毒素本质是蛋白质,不耐热,56℃经30min,即可破坏其活性。对蛋白酶敏感而对胰蛋白酶抵抗。该毒素属外毒素,具有很强的抗原性。现已能将该毒素高度精制成晶状,仍保持极强的生物学活性。霍乱肠毒素致病机理如下:毒素由A和B两个亚单位组成,A亚单位又分为A1和A2两个肽链,两者依靠二硫键连接。A亚单位为毒性单位,其中A1肽链具有酶活性,A2肽链与B亚单位结合参与受体介导的内吞作用中的转位作用。B亚单位为结合单位,能特异地识别肠上皮细胞上的受体。1个毒素分子由一个A亚单位和5个B亚单位组成多聚体。霍乱肠毒素作用于肠细胞膜表面上的受体(由神经节苷脂GM1组成),其B亚单位与受体结合,使毒素分子变构,A单位进入细胞,A1肽链活化,进而激活腺苷环化酶(AC),使三磷酸腺苷(ATP)转化为环磷酸腺苷(cAMP),细胞内cAMP浓度增高,导致肠黏膜细胞分泌功能大为亢进,使大量体液和电解质进入肠腔而发生剧烈腹泻,由于大量脱水和失盐,可发生代谢性酸中毒,血循环衰竭,甚至休克或死亡。

6.1.2.6 抵抗力

霍乱弧菌古典生物型对外环境抵抗力较弱,Eltor生物型抵抗力较强,在河水、井水、海水中可存活1~3周,在鲜鱼、贝壳类食物上存活1~2周。霍乱弧菌对热、干燥、日光、化学消毒剂和酸均很敏感,耐低温,耐碱。湿热55℃,15min,100℃,1~2min,水中加0.5ppm(0.5×10-6)氯15min可被杀死。0.1%高锰酸钾浸泡蔬菜、水果可达到消毒目的。在正常胃酸中仅生存4min。

6.1.3 检验和控制

由于霍乱流行迅速,且在流行期间发病率及死亡率均高,危害极大,因此早期迅速和正确的诊断,对治疗和预防本病的蔓延有重大意义。可参考国家传染病诊断标准WS 289—2008进行检验。

① 直接镜检 采取病人“米泔水样”大便或呕吐物。镜检(涂片染色及悬滴法检查)观察细菌形态,动力特征。

② 细菌分离培养 可将材料接种至碱性蛋白胨水37℃培养6~8h后,取生长物作形态观察,并转种于碱性平板作分离培养,取可疑菌落作玻片凝集,阳性者再作生化反应及生物型别鉴定试验。

③ 特异性检验 取检材或新鲜碱性蛋白胨水培养物一滴,置于载玻片上,再加霍乱弧菌多价诊断血清,加盖玻片,用暗视野镜观察,3min内运动被抑制的即为阳性,此法优点是快速而特异,操作简便,但必须有数量较多的弧菌才能检出。

④ 免疫荧光试验 除一般免疫荧光法检测外,还可用荧光菌球法检查。

平时注意饮食卫生,尤其是饮水卫生,不喝生水。