綠膿桿菌

綠膿桿菌,又稱銅綠假單胞菌學名:),是一種革蘭氏陰性菌、好氧、呈長棒形的細菌,只有單向的運動性。[1]牠是一種機會性感染細菌,且對植物亦是機會性感染的。[2]

綠膿桿菌
科学分类
界: 原核生物界 Bacteria
门: 變形菌門 Proteobacteria
纲: γ-變形菌綱 Gammaproteobacteria
目: 假單胞菌目 Pseudomonadales
科: 假单胞菌科 Pseudomonadaceae
属: 假单胞菌属 Pseudomonas
种: 綠膿桿菌 P. aeruginosa
二名法
Pseudomonas aeruginosa
(Schroeter, 1872) Migula, 1900
模式菌株
RH 815 = ATCC 10145 = ATCC 10145-U = CCEB 481 = CCUG 551 = CCUG 28447 = CCUG 29297 = CFBP 2466 = CIP 100720 = DSM 50071 = IBCS 277 = IFO (now NBRC) 12689 = JCM 5962 = LMG 1242 = NCCB 76039 = NCIB (now NCIMB) 8295 = NCTC 10332 = NRRL B-771 = VKM B-588

與其他假單胞菌屬的細菌一樣,綠膿桿菌分泌多種的色素,包括綠膿菌素(呈青色)、螢光素(呈螢光黃色)及綠膿菌紅素(呈啡紅色)。假單胞菌屬培養基P就是用作增加綠膿菌素及綠膿菌紅素的生產,而假單胞菌屬培養基F就是加強螢光素的生成。[3]

在紫外光下發出綠色螢光的綠膿桿菌

綠膿桿菌的特徵是牠那如珠母般的外形及在試管內的葡萄氣味。臨床確認綠膿桿菌的方法是在於綠膿菌素及螢光素的生成,且在42℃的環境下生長的能力。綠膿桿菌在柴油航空燃料中仍能生長,更被稱為「氫碳分解菌」,能引發微生物腐蝕作用。牠會產生一種暗色的凝膠墊,一般被誤解為藻類

名稱由來

綠膿桿菌的學名是Pseudomonas aeruginosa,當中的Pseudomonas是由希臘語pseudomonas所組成,意即虛假的單元,是早期微生物學用作描述病菌的。而Aeruginosa則是銅綠(即氧化物),正好表達了這種細菌所產生的青色色素。綠膿菌素的生物合成是以群體效應來調控,就像充滿囊腫性纖維化病人肺部綠膿桿菌的生物膜一樣。

病因

在XLD培養基的綠膿桿菌

綠膿桿菌是一種令免疫受損的機會性感染病原,一般影響肺部泌尿道,或造成燒傷傷口及其他血液感染,如敗血病[4]雖然很不常有,但綠膿桿菌亦會造成肺炎[5]隱形眼鏡清潔不完全的狀況下也有機會造成眼睛角膜感染。在很多與呼吸器有關的肺炎研究中指出,綠膿桿菌是其中一種需要隔絕的細菌[6]綠膿菌素(pyocyanin)-一種藍綠色的有毒代謝物,就是綠膿桿菌的致病因子之一,且在氧化應激下能使秀麗隱桿線蟲死亡,但是有研究指水楊酸能抑制綠膿菌素的生成。[7] 10%在醫院感染的病症都是由綠膿桿菌所引致的。囊腫性纖維化病人的肺部是最先感染綠膿桿菌的一群。在缺乏適當處理食水質素下,牠亦是引致皮膚炎的其中一種細菌。牠也是造成燒傷感染最普遍的細菌。

主要致病因子[8]

  1. 綠膿菌素(Pyocyanin):抑制纖毛活動,且可擴散至細胞內導致氧化應激,使細胞死亡。
  2. 脂多醣(Lipopolysaccharide, LPS):促發炎細胞激素產生(TLR4感知),可導致血管內皮損傷甚至瀰漫性血管內凝血(DIC)。
  3. 彈性蛋白酶(Elastase):分解組織膠原蛋白,破壞間隙促進細菌擴散。
  4. 磷脂酶C(Phospholipase C):水解細胞膜磷脂醯膽鹼(Phosphatidylcholine),使細胞破裂,可導致β溶血(β-Hemolysis)。
  5. 外毒素A(Exotoxin A):最主要致病因子,屬於A-B毒素,B亞基結合目標細胞表面HB-EGF內吞後,A亞基將NAD的ADP-Ribose轉移至真核延伸因子-2 (Eukaryotic Elongation Factor-2)上(也就是ADP-核醣基化),使tRNA無法將胺基酸接至胜肽鏈上,阻止蛋白質合成,最終導致細胞死亡。

實驗室檢測

綠膿桿菌的黏液菌株最常由囊性纖維化患者的肺組織中分離出來。綠膿桿菌可以在多種培養基上培植出黃綠或黃棕色的菌落,包括非選擇性的血瓊脂和選擇性的馬康基氏瓊脂(只能培植革蘭氏陰性菌)。檢測綠膿桿菌主要是基於一系列的生化及診斷學測試。綠膿桿菌常帶特徵性水果味,此可作為實驗室及臨床診斷綠膿桿菌感染的線索。[9]

綠膿桿菌會產生抑制細胞蛋白質的合成作用的外毒素A(exotoxin A),並且會產生損害人類鼻纖毛功能和破壞呼吸道上皮的綠膿菌素(pyocyanin),這種藍色色素也是吞噬細胞的促炎因子之一。此外,綠膿桿菌還會產生其他三種可溶性蛋白──細胞毒素(25kDa),又稱為殺白細胞素(leucocidine)〉和兩種溶血素,一個是磷脂酶(phospholipase),另一個是卵磷脂酶(lecithinase)。綠膿桿菌產生的黏液外多醣(mucoid exopolysaccharide)稱為藻酸鹽(alginate),其黏液會形成生物膜,協助細菌附著,使宿主的防禦機制無法攻擊細菌,如淋巴細胞、巨噬細胞、呼吸道的纖毛作用、抗體或補體作用。藻酸鹽也是甘露糖醛酸(mannuronic acid)和葡萄糖醛酸(glucuronic acid)的重複聚合物[10]


而目前已知不帶毒力作用的螢光嗜鐵素Pyoverdine和綠膿菌素(Pyocyanin)結合,在紫外光(Woods light)激發下, 出現綠膿桿菌特異性的亮綠色螢光,培養基所含的Cetrimide具選擇性

可抑制部分G(+)及G(-)菌生長,而氯化鎂和硫酸鉀可幫助Pyoverdine產生。[11]

目前在臨床上,也可使用MALDI-TOF-MS進行快速鑑定。[12]

綠膿桿菌培養基

治療

綠膿桿菌經常會從有菌的環境(如口腔棉棒、或其他)下,雖不是感染,但只是定植。從這些有菌的環境中隔離綠膿桿菌須特別小心,而在進行前須得微生物學家或傳染病學專家的意見。一般來說治療是不需要的。

當綠膿桿菌從無菌環境(血液骨骼)中隔離時,須小心地處理,及差不多每次也需要接受治療。

綠膿桿菌天生對大部份抗生素有抗藥性,而且能快速地產生抗藥性突變。一般結合兩種抗生素(氨基糖苷類抗生素,β-内酰胺类抗生素或喹諾酮類抗生素)採用進取的抗菌治療。[13] 一般治療須由實驗室敏感性協助治療,而非只憑經驗選擇抗生素的種類。若已經使用了抗生素,其繁殖情況必須盡力了解及經常檢討抗生素的效用。

能有效對抗綠膿桿菌的抗生素包括:

由于临床上绿脓杆菌全身感染患者(尤其是重症患者)一般为混合感染,故一般治疗全身感染时优先使用头孢菌素复方制剂(如头孢哌酮舒巴坦钠)或碳青霉烯(如亚胺培南/西司他汀)来确保抗菌谱能覆盖大部分致病菌,若样本检测出耐药綠膿桿菌菌株,则加用氨基糖苷類抗生素(一般是阿米卡星)或喹諾酮類(一般采用環丙沙星),若仍然耐藥,則改用多粘菌素B。單環β内酰胺類抗生素和抗綠膿桿菌青黴素類則應用於局部輕症感染(如泌尿系統感染等)。

參考

  1. Ryan KJ; Ray CG (editors). 4th ed. McGraw Hill. 2004. ISBN 978-0-8385-8529-0.
  2. Iglewski BH. 4th ed. Univ of Texas Medical Branch. 1996. (via NCBI Bookshelf) ISBN 978-0-9631172-1-2.
  3. King EO, Ward MK, Raney DE. . J Lab Clin Med. 1954, 44 (2): 301–7. PMID 13184240.
  4. . [2006-10-13]. (原始内容存档于2006-10-09).
  5. Fine; 等. . JAMA. 1996, 275: 134.
  6. Diekema DJ; 等. . Clin Infect Dis. 1999, 29: 595.
  7. Prithiviraj B, Bais H, Weir T, Suresh B, Najarro E, Dayakar B, Schweizer H, Vivanco J. . Infect Immun. 2005, 73 (9): 5319–28. PMID 16113247.
  8. Newman, John W.; Floyd, Rachel V.; Fothergill, Joanne L. . FEMS Microbiology Letters. 2017-08-15, 364 (15) [2019-11-03]. ISSN 0378-1097. doi:10.1093/femsle/fnx124. (原始内容存档于2019-11-16) (英语).
  9. Harvey, R.A. Champe P.C., Fisher B.D.(2007). Microbiology Lippincott's Williams & Wilkins
  10. {吳俊忠、吳雪霞、周以正、周如文、胡文熙、洪貴香、孫培倫等十七人. 臨床微生物學 細菌與黴菌學 第七版第一次印刷.台北市: 五南圖書出版股份有限公司.2019年10月: 198. ISBN 978-957-763-609-6}
  11. . www.oxoid.com. [2019-11-03]. (原始内容存档于2019-11-11).
  12. Cabrolier, Nadège; Sauget, Marlène; Bertrand, Xavier; Hocquet, Didier. . Journal of Clinical Microbiology. 2015-04-01, 53 (4): 1395–1398 [2019-11-03]. ISSN 0095-1137. PMID 25653397. doi:10.1128/JCM.00210-15. (原始内容存档于2019-11-03) (英语).
  13. Harvey, R.A. Champe P.C., Fisher B.D.(2007). Microbiology Lippincott's Williams & Wilkins

外部連結

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