志贺菌的生物学性状:形态、培养特性与鉴别要点

2026-06-29 14:56:10
逗点生物
简介

志贺菌的生物学性状:形态、培养特性与鉴别要点

志贺菌(Shigella)旧称痢疾杆菌,是引起细菌性痢疾的重要肠道病原菌。其感染剂量低,主要经粪—口途径传播,可通过污染的食品、水、手、器具或苍蝇等媒介进入人体。志贺菌与大肠埃希菌亲缘关系很近,但在生化反应、动力、致病性和抗原结构上具有自身特点。对于食品微生物检验和培养基质量控制而言,掌握志贺菌的形态、培养特征、生化反应和抗原结构,是正确分离、鉴别和结果判读的基础。

一、形态与染色特征

志贺菌为革兰氏阴性短杆菌,菌体较小,通常呈直杆状或短杆状,无芽胞、无鞭毛,因此无动力。多数菌株可有菌毛,有助于黏附宿主细胞。一般不形成典型荚膜,但部分新鲜分离株表面抗原可影响血清凝集反应。

项目 主要特征
菌体形态 短杆状,约0.5~0.7 μm × 2~3 μm
革兰染色 革兰氏阴性
芽胞 不形成
鞭毛 无鞭毛,无动力
荚膜 一般无典型荚膜
菌毛 多数菌株可有菌毛

“无动力”是志贺菌与部分肠杆菌科细菌鉴别的重要特征之一。例如沙门氏菌多数有动力,而志贺菌通常无动力;在动力培养基或半固体培养基中,志贺菌一般仅沿穿刺线生长,不向周围扩散。

二、培养特性:在选择性培养基上的表现

志贺菌为兼性厌氧菌,可在普通营养培养基上生长。在普通琼脂或营养较丰富的培养基上,通常形成中等大小、圆形、光滑、湿润、半透明的菌落。由于其多不发酵乳糖、不产硫化氢,在肠道杆菌选择性鉴别培养基上常表现为无色、淡色或非产酸型菌落。

培养基 志贺菌常见表现 鉴别意义
营养琼脂 中等大小、光滑、半透明菌落 一般培养和纯化
麦康凯琼脂 多为无色或淡色菌落 多数不发酵乳糖
SS琼脂 无色、透明或半透明菌落,无黑心 不产H₂S,与沙门氏菌区别
XLD琼脂 红色或淡红色菌落,通常无黑心 不发酵木糖或不持续产酸,不产H₂S
HE琼脂 绿色或蓝绿色菌落,通常无黑心 与产H₂S菌区别
GN增菌液等 可用于选择性增菌 提高样品中志贺菌检出率

在实际检验中,志贺菌菌落可能较小,且容易被样品中的肠杆菌科背景菌干扰。因此,分离培养时常结合选择性增菌、选择性平板分离、生化鉴定和血清学确认。不能仅凭“无色菌落”直接判定为志贺菌,因为不发酵乳糖的肠杆菌科细菌较多,如沙门氏菌、变形杆菌、部分普罗威登斯菌等也可能形成类似菌落。

三、生化反应特征

志贺菌的典型生化特征是分解葡萄糖产酸,通常不产气;多数不发酵乳糖;不分解尿素;不产生硫化氢;不能利用枸橼酸盐作为唯一碳源;氧化酶阴性;动力阴性。宋内志贺菌(Shigella sonnei)较特殊,可迟缓发酵乳糖,常在较长培养时间后出现乳糖阳性表现。

生化项目 志贺菌典型结果 鉴别意义
葡萄糖 产酸,通常不产气 与部分产气肠杆菌区别
乳糖 多数阴性 宋内志贺菌可迟缓阳性
尿素 阴性 与变形杆菌等区别
H₂S 阴性 与多数沙门氏菌区别
枸橼酸盐 通常阴性 与部分肠杆菌科细菌区别
VP试验 阴性 辅助鉴别
动力 阴性 与多数沙门氏菌区别
氧化酶 阴性 符合肠杆菌科特点

宋内志贺菌迟缓发酵乳糖是检验中需要特别注意的点。若培养时间延长,宋内志贺菌在某些培养基上可能出现弱产酸或颜色变化,容易影响判读。因此,志贺菌鉴定应结合规定培养时间、多个生化反应和血清学结果,不能只依赖单一糖发酵结果。

四、抗原结构与分类

志贺菌无鞭毛,因此无H抗原。其分类主要依据菌体O抗原结构。传统上,志贺菌分为4个群,也常对应4个种:A群为痢疾志贺菌,B群为福氏志贺菌,C群为鲍氏志贺菌,D群为宋内志贺菌。不同群和血清型之间的O抗原结构不同,可用于血清学分型。

群别 菌种 常见特点
A群 痢疾志贺菌(S. dysenteriae 部分血清型毒力较强,1型可产生志贺毒素
B群 福氏志贺菌(S. flexneri 血清型较多,部分地区较常见
C群 鲍氏志贺菌(S. boydii 血清型多,但流行地区相对有限
D群 宋内志贺菌(S. sonnei 通常只有一个主要血清型,可迟缓发酵乳糖

原资料中提到“4群48个血清型(包括亚型)”,属于旧教材常见表述。随着分类和分型方法更新,不同资料对血清型和亚型数量的统计可能有所差异。因此,科普和产品知识库文章中更稳妥的表述是:志贺菌传统上分为4群,多种血清型和亚型,实验室分型主要依据O抗原结构。

部分新鲜分离株表面抗原或包被结构可能影响O抗原与相应抗血清的凝集反应,必要时可按标准方法进行处理后再做血清凝集试验。血清学分型应使用经验证的诊断血清,并结合生化鉴定结果综合判断。

五、抵抗力与环境存活

志贺菌对外界环境和理化因素的抵抗力一般弱于许多其他肠道杆菌,对热、干燥、酸和常用消毒剂较敏感。加热、有效氯、酚类、醇类等消毒措施通常可使其失活。不同菌种和菌株之间环境耐受性存在差异,其中宋内志贺菌在外界环境中的存活能力相对较强,福氏志贺菌次之,痢疾志贺菌相对较弱。

因素 志贺菌一般表现
对热较敏感,充分加热可杀灭
对酸较敏感
干燥 耐受性较差
低温 可延长存活时间,但不代表能增殖
消毒剂 对常用化学消毒剂较敏感
环境污染物 在潮湿、有机物保护环境中可存活较久

旧资料中列举了“56~60℃经10分钟杀死”“37℃水中存活20天”“冰块中存活96天”等数据,这类数值受菌株、基质、初始菌量、pH、有机物含量和实验条件影响较大,不宜作为通用结论直接引用。更严谨的写法是:志贺菌总体抵抗力较弱,但在低温、潮湿和有机物保护条件下可存活较长时间,因此食品、水源和环境卫生控制仍然非常重要。

六、变异现象

志贺菌在培养、传代和外界压力下可发生多种变异,常见包括S-R型变异、耐药性变异和某些营养或药物依赖性变异。

S-R型变异是指菌落由光滑型向粗糙型变化。光滑型菌落通常与完整O抗原结构相关,而粗糙型变异可能伴随抗原结构、生化反应和毒力改变。对于培养基质控和血清学鉴定而言,若质控菌株发生明显S-R变异,可能导致菌落形态不典型或凝集反应异常。

耐药性变异是公共卫生和临床检验中的重要问题。由于抗菌药物使用压力,志贺菌可获得多种耐药性,部分菌株可携带多重耐药质粒或其他耐药基因。对于分离菌株,必要时应进行药敏试验,为治疗和流行病学监测提供依据。

营养缺陷型或药物依赖型变异在历史上曾用于减毒活菌苗研究。例如旧资料提到的依赖链霉素志贺菌株属于早期研究内容,不应作为当前常规预防措施介绍。现代志贺菌疫苗仍是研究和应用探索的重要方向,但不能将历史性菌苗研究直接写成现行通用防控手段。

变异类型 可能影响
S-R型变异 菌落形态、O抗原、血清凝集和毒力改变
耐药性变异 影响治疗选择和流行病学控制
营养缺陷型变异 可用于研究,但不等同于常规质控菌株
生化反应变异 可能导致鉴定结果不典型

七、与培养基检验相关的判读要点

在食品和环境微生物检验中,志贺菌分离通常需要经过样品处理、选择性增菌、分离培养、生化鉴定和血清学确认等步骤。由于样品中常含有大量肠杆菌科背景菌,选择性培养基既要抑制杂菌,又不能过度抑制志贺菌。选择性过强可能造成目标菌恢复率下降,选择性不足则会使背景菌过度生长,干扰可疑菌落挑取。

培养基质量控制时,应关注以下几个方面:

质控项目 关注重点
目标菌生长 志贺菌应能形成典型菌落
选择性 非目标菌应被抑制或呈非典型表现
鉴别性 菌落颜色、H₂S反应、糖发酵反应应清晰
pH与指示剂 影响糖发酵显色和菌落判读
选择剂强度 过强会抑制志贺菌,过弱会增加背景菌干扰
培养时间 延长培养可能导致宋内志贺菌迟缓乳糖反应或背景菌突破

志贺菌在不同选择性培养基上的表现并不完全一致。例如在麦康凯琼脂上多为无色菌落,在XLD上多为红色或淡红色且无黑心,在SS琼脂上多为无色且无黑心。这些表现有助于初筛,但不能替代后续鉴定。对疑似菌落应进行纯化、TSI或KIA、MIU、尿素、赖氨酸脱羧酶、血清凝集或标准方法规定的其他确认试验。

结语

志贺菌是革兰氏阴性、无芽胞、无鞭毛、无动力的兼性厌氧短杆菌,多数不发酵乳糖,分解葡萄糖产酸不产气,不产生硫化氢,不分解尿素,通常不能利用枸橼酸盐。其分类主要依据O抗原,传统上分为A、B、C、D四群。志贺菌对热、酸、干燥和常用消毒剂较敏感,但在低温、潮湿和有机物保护环境中仍可存活一定时间。对于培养基和微生物检验实验室而言,正确掌握志贺菌的培养、生化和抗原特征,是提高分离检出率、减少误判和开展培养基质量控制的重要基础。