致病性葡萄球菌的鉴定:凝固酶、DNase 与培养特征

2026-06-30 15:40:30
逗点生物
简介

致病性葡萄球菌的鉴定:凝固酶、DNase 与培养特征

葡萄球菌是一类常见的革兰阳性球菌,常呈葡萄串状排列,广泛存在于人体皮肤、鼻腔、环境和食品加工场所中。葡萄球菌属中,金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)因可产生多种毒力因子和肠毒素,是食品、药品、化妆品和临床样品中重点关注的致病性葡萄球菌之一。

传统实验室鉴定致病性葡萄球菌,常结合菌落色素、溶血性、甘露醇发酵、血浆凝固酶试验和耐热核酸酶试验等结果。其中,血浆凝固酶试验最具代表性,因为金黄色葡萄球菌通常为凝固酶阳性,而表皮葡萄球菌等多数凝固酶阴性葡萄球菌通常为阴性。但需要注意,单一试验不能替代完整鉴定流程,实际检验中应结合标准方法和质控菌株综合判定。

一、致病性葡萄球菌的常见鉴定特征

金黄色葡萄球菌在普通营养培养基或血琼脂平板上常形成圆形、光滑、湿润、边缘整齐的菌落,部分菌株可产生金黄色或橙黄色色素。但色素产生受培养基、培养时间、温度和菌株差异影响,并非所有金黄色葡萄球菌均呈典型金黄色,因此不能仅凭菌落颜色判断。

在血琼脂平板上,部分金黄色葡萄球菌可产生 β 溶血或其他溶血现象,对羊血或兔血红细胞具有一定溶血作用。但溶血性也存在菌株差异,且其他葡萄球菌或链球菌也可能出现溶血,故只能作为辅助特征。

金黄色葡萄球菌通常能发酵甘露醇产酸,在甘露醇盐琼脂等培养基上可使指示剂变色。由于培养基中含较高浓度氯化钠,可抑制部分非耐盐菌生长,同时利用甘露醇发酵反应进行初步鉴别。但甘露醇阳性并不等同于金黄色葡萄球菌确认,仍需凝固酶或其他确认试验。

鉴定项目 金黄色葡萄球菌常见表现 判读意义
菌落色素 可呈金黄色、橙黄色或淡黄色 辅助观察,不能单独确认
血琼脂溶血 部分菌株可见溶血环 辅助鉴别,菌株间差异较大
甘露醇发酵 多数菌株产酸 初筛指标之一
血浆凝固酶 通常阳性 传统确认试验的重要依据
耐热核酸酶/DNase 多数金黄色葡萄球菌阳性 辅助确认和鉴别

二、血浆凝固酶试验的原理

血浆凝固酶是金黄色葡萄球菌的重要毒力相关因子之一,可使含抗凝剂的兔血浆发生凝固。凝固酶可分为结合型凝固酶和游离型凝固酶。结合型凝固酶与菌体表面相关,常用玻片法检测;游离型凝固酶分泌到培养液中,常用试管法检测。

试管法凝固酶试验的基本原理是:金黄色葡萄球菌产生的游离凝固酶与血浆中的凝固酶反应因子作用,最终使纤维蛋白原转变为纤维蛋白,形成凝块。凝固血浆可沉积在菌体周围,有助于细菌抵抗吞噬和宿主防御,因此与感染局限化和致病性有关。

常用血浆为兔血浆。人血浆可能含有抗菌物质、抗体或抗凝药物影响结果,不宜作为常规首选。试验时应同时设置阳性对照和阴性对照,以排除血浆质量、污染或操作误差导致的假结果。

三、血浆凝固酶试验的结果判断

试管凝固酶试验中,将待检葡萄球菌接种于兔血浆中,在适宜温度下孵育后观察血浆是否形成凝块。若试管倾斜时血浆呈凝固块状或明显凝胶状,不随液体流动,即为阳性;若仍呈均匀液体状态,则为阴性。

部分菌株可能产生纤溶酶,早期凝固后又发生液化,因此凝固酶试验不能只在终点观察一次。必要时应按标准方法在规定时间点观察,并对可疑结果进行复核。阴性结果也不能完全排除金黄色葡萄球菌,尤其在菌株状态不佳、接种量不足、血浆质量异常或培养条件不适宜时,应结合其他确认试验判断。

四、耐热核酸酶试验的原理

金黄色葡萄球菌多数可产生耐热核酸酶,又称热稳定 DNase 或耐热 DNA 酶。该酶可分解 DNA 中的磷酸二酯键,使含 DNA 的培养基局部发生变化。与普通 DNase 试验相比,耐热核酸酶试验常用于辅助确认金黄色葡萄球菌,尤其在食品卫生检验和肠毒素相关研究中具有参考价值。

甲苯胺蓝-DNA 琼脂是常用检测体系之一。在含 DNA 和甲苯胺蓝的琼脂中,若待检菌产生 DNase,DNA 被分解后,孔周围或菌落周围可出现粉红色或透明粉红色反应区;若不产生 DNase,则周围仍保持蓝色或无明显变化。

原文中提到“180℃15 min 后也不灭活”的说法不严谨。耐热核酸酶强调其对加热具有较强稳定性,常见处理条件为煮沸一定时间后仍可保持活性,但不能理解为可耐受任意高温干热处理。实际检测应以试剂说明书或标准方法规定为准。

五、耐热 DNase 试验的结果判断

进行耐热 DNase 试验时,通常取经加热处理后的待检菌培养物加入甲苯胺蓝-DNA 琼脂孔内,培养或反应后观察孔周围颜色变化。若孔周围出现透明粉红色圈或粉红色变色区,判为阳性;若孔周围仍为蓝色且无透明反应区,判为阴性。

该试验的阳性结果支持金黄色葡萄球菌判断,但仍应与凝固酶试验、培养特征和必要的生化或分子鉴定结合。某些非金黄色葡萄球菌也可能产生 DNase,个别金黄色葡萄球菌 DNase 表现也可能较弱,因此 DNase 更适合作为辅助确认指标。

六、常用培养基与试验用途

培养基或试验 主要用途 典型表现
血琼脂平板 观察菌落形态和溶血性 圆形光滑菌落,部分菌株有溶血
甘露醇盐琼脂 耐盐性和甘露醇发酵初筛 发酵甘露醇产酸,培养基变黄
Baird-Parker 琼脂 食品中金黄色葡萄球菌选择性分离 黑色或灰黑色菌落,可有透明圈或沉淀圈
兔血浆凝固酶试验 确认凝固酶阳性葡萄球菌 血浆凝固成块或凝胶状
DNase 琼脂/甲苯胺蓝-DNA 琼脂 检测核酸酶活性 菌落或孔周围出现透明区或粉红色圈

在食品微生物检验中,Baird-Parker 琼脂常用于金黄色葡萄球菌的选择性分离。典型菌落常呈黑色或灰黑色,有光泽,周围可出现透明圈或浑浊沉淀圈。但 Baird-Parker 平板上的典型菌落仍属于疑似菌落,需经凝固酶试验或其他确认试验后才能报告。

七、与表皮葡萄球菌等的区别

表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis)是常见凝固酶阴性葡萄球菌,多存在于人体皮肤和黏膜表面。它通常不产生金黄色色素,血浆凝固酶阴性,多数不发酵甘露醇或反应较弱,DNase 试验通常阴性。与金黄色葡萄球菌相比,表皮葡萄球菌在常规致病性鉴定中多作为阴性对照或比较菌。

但凝固酶阴性葡萄球菌并不等于完全无致病意义。某些凝固酶阴性葡萄球菌可引起机会性感染,尤其与导管、植入器械和免疫低下状态有关。因此,“致病性葡萄球菌”在不同语境下含义不同:在食品和常规卫生检验中,多重点指金黄色葡萄球菌;在临床感染中,还需结合样本来源和患者情况判断。

八、常见误区

第一,金黄色色素不是确认依据。色素可受培养条件影响,也可能不典型。

第二,溶血不能单独判定致病性。溶血只是辅助特征,不能替代凝固酶或其他确认试验。

第三,甘露醇阳性不等于金黄色葡萄球菌。其他耐盐菌或部分葡萄球菌也可能出现类似反应。

第四,凝固酶阳性结果要结合对照。血浆自凝、污染或操作不当可能影响判断。

第五,DNase 阳性只是辅助证据。最终鉴定应结合标准方法、多项试验和质控结果。

九、小结

致病性葡萄球菌鉴定通常围绕金黄色葡萄球菌展开,常用指标包括菌落色素、溶血性、甘露醇发酵、血浆凝固酶和耐热 DNase 等。其中,血浆凝固酶试验是传统鉴别金黄色葡萄球菌的重要确认方法,耐热 DNase 试验可作为辅助确认手段。实际检验中,不能仅凭颜色、溶血或单一生化反应下结论,而应结合选择性培养基表现、凝固酶试验、核酸酶试验、阳性和阴性对照及现行标准方法综合判定。