单核细胞增生李斯特菌(Listeria monocytogenes)流行病学和致病机理

摘 要:

单核细胞增生李斯特菌又称李氏杆菌,是一种常见的食源性致病菌,也是重要的人兽共患病原菌,可引起人和动物的李氏杆菌病。该病致死率高达20%~40%,在世界范围内已引起高度关注,并被世界卫生组织列为五大食源性病原菌之一。李斯特菌生存温度范围较广(0.4~50℃),在冷冻食品中能长期生存并增殖。

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单核细胞增生李斯特菌Listeria monocytogenes)又称李氏杆菌,是一种常见的食源性致病菌,它可以引起人和动物的李氏杆菌病(Listeriosis)。该病发病率虽然不高,但致死率可达20%~40% [1],在世界范围内已引起高度关注,并被世界卫生组织列为五大食源性病原菌之一[2]。该菌能在食品加工环境中存活数月乃至数年之久[3],并且能吸附于许多不同种类的材料表面形成菌膜。在形成菌膜后,它对洗涤剂和消毒剂的抵抗力会增强[4],从而成为食品厂的潜在污染源,对食品安全造成严重危害[5]。

单核细胞增生李斯特菌属于李斯特菌属,该菌属的基因组长度为2.7~3.0Mb,大约可编码2800个蛋白,其中65%的功能已探明。此外,该属G+C含量偏低,亲缘关系上与芽孢杆菌属、梭状芽孢杆菌属、葡萄球菌属、肠球菌属、链球菌属、乳球菌属和乳杆菌属较近。李斯特菌属除包含单核细胞增生李斯特菌外,还包括以下6个种,分别是:英诺克李斯特菌(L. innocua)、绵羊李斯特菌(L. ivanvii)、威尔斯李斯特菌(L. welshimeri)、格氏李斯特菌(L. grayi)、西李斯特菌(L. seeligeri)和墨氏李斯特菌(L. murrayi)。其中单核细胞增生李斯特菌与人兽共患病密切相关。

1、单核细胞增生李斯特菌的病原学特征

形态特征:革兰氏阳性类球形杆菌,圆端,直或稍弯,大小约(0.4~0.5)μm×(0.5~2.0)μm;无芽孢,除在营养丰富的环境中形成荚膜外,一般不形成荚膜。周生鞭毛,但在 37℃下,鞭毛明显减少。

生存特征:兼性厌氧,生存温度范围较广(0.4~50℃),在冷藏温度下仍能生长繁殖。在 37℃中性或微碱性环境中生长最佳, 在自然界分布广泛,水、土壤、植物腐烂部分、动物粪便及废水中均有该菌存在从 5%健康人的排泄物中及许多食品中也能检测到单核细胞增生李斯特菌。

生化特性:该菌能分解葡萄糖、鼠李糖、七叶苷、乳糖,不能分解甘露醇、木糖,MR-VP 反应阳性,硝酸盐还原阴性,尿素酶试验阴性。

血清型特征:单核细胞增生李斯特菌共有十六种血清型,包括1/2a、1/2b、1/2c、3a、3b、3c、4a、4ab、4b、4c、4d、4e、5、6a、6b、7。对人致病的主要为血清型4b、1/2a和1/2b,约占由该菌引起病例的98%。血清型4b多见于李氏杆菌病的流行暴发,1/2a和1/2b血清型多见于零星散发病例。

不同血清型菌株可以归类到不同的谱系,结合毒力基因等位分析和核糖体分型可将单核细胞增生李斯特菌分为三个致病力不同的谱系:谱系I由血清型1/2b、3b、4b、4d和4e组成;谱系Ⅱ由血清型1/2a、1/2c、3a和3c组成;谱系Ⅲ只包含4a和4c血清型。从散发和大规模暴发的李氏杆菌病中分离到的菌株多属于谱系Ⅰ和谱系Ⅱ,而从动物和环境中分离得到的多为谱系Ⅲ。

2、单核细胞增生李斯特菌的流行病学

许多食源性致病菌对人类的感染虽然爆发严重,但是很少引起死亡,而单核细胞增生李斯特菌通常会对血液和中枢神经系统造成致命的感染。在美国,每年约有1 600例感染单核细胞增生李斯特菌的病例,其中超过1 400人需要住院治疗,250人因此丧命。免疫能力低下的人很容易被该菌感染患病,例如艾滋病患者感染该病的机率要比正常人高300多倍;孕妇感染的机率比正常人高13倍;每100 000名新生儿中估计就有8.6名患病,胎儿或婴儿的致死率达到20%~30%[6]。

李氏杆菌病主要表现为脑膜炎、败血症和孕妇流产等。该菌的特点为在冷冻食品中能长期生存并增殖,低温情况下毒力可能会增加,其自身的特点及致病性在国际上引起广泛的关注。目前,美国、欧盟等一些国家都对食品中单核细胞增生李斯特菌的污染非常重视,并建立了多种方法来检测该菌,我国也将食品中单核细胞增生李斯特菌的污染作为一项必检的安全指标,并于1994年制定了该菌的检验方法。

3、单核细胞增生李斯特菌的致病机理

单核细胞增生李斯特菌广泛分布于自然界,但其致病能力通常需要考虑如下条件:细菌的毒性、宿主的抵抗力和细菌的数量。由食物传播的单核细胞增生李斯特菌首先侵入肠道的上皮细胞,穿过肠道屏障经淋巴和血液输送到肝脏和脾脏,再经血液输送穿过血脑屏障和胎盘屏障引起李氏杆菌病。该菌可在吞噬细胞和非吞噬细胞(如肝细胞、上皮细胞等)中存活并增殖,其感染非巨噬细胞的过程可分为以下几个阶段[7]:

(1) 在粘附侵袭相关毒力因子如内化素(InlA、InlB)的作用下,细菌进入宿主细胞;

(2) 在表面蛋白ActA作用下,诱导肌动蛋白聚集并极性分布于细菌细胞表面形成肌动蛋白尾巴从而产生动力驱使细菌在细胞浆内运动,并向邻近细胞靠近;

(3) 感染细胞将细菌包含在内形成长的突起并伸出伪足状的结构,被邻近的细胞内吞,形成双层膜结构,称为二级吞噬体;

(4) 在LLO和PI-PLC作用下,细菌逃离二级吞噬体,进入新的细胞胞浆进行增殖再感染。

(5) 运动使细菌被宿主的细胞膜包含在内形成长的突起并挤向邻近细胞,造成该菌在细胞间的传递。

一般认为当食用的食物中污染量低于每克100个菌落形成单位(CFU)时,发病的几率比较小。因此,欧盟曾允许市场中出售的食品中检出单核细胞增生李斯特菌。然而,并不是所有的国家都采用了这一标准,美国从上世纪80年代起,就规定了加工过的食品中单核细胞增生李斯特菌要零检出。食品的污染程度与感染的关系表明引起人类发病的食物污染水平在 10E2~10E6CFU/ml(g)[1]。

参考文献:

[1] Dongou L. Handbook of Listeria monocytogenes. In CRC Press.: London, United Kingdom, 2008: 3-27.

[2] Swaminathan B,Gerner-Smidt P. The epidemiology of human listeriosis. Microbes and Infection, 2007, 9 (10): 1236-1243.

[3] Tompkin R. Control of Listeria monocytogenes in the food-processing environment. Journal of Food Protection, 2002, 65 (4): 709-725.

[4] Robbins J B, Fisher CW, Moltz AG, et al. Elimination of Listeria monocytogenes biofilms by ozone, chlorine, and hydrogen peroxide. Journal of Food Protection, 2005, 68 (3):494-8.

[5] Kumar CG, Anand SK. Significance of microbial biofilms in food industry: a review. International Journal of Food Microbiology, 1998, 42 (1-2): 9-27.

[6] Kyle JA. Listeriosis: An Overview. US Pharm, 2012, 37 (8): 38-41.

[7] Cossart P,Toledo-Arana A. Listeria monocytogenes, a unique model in infection biology: an overview. Microbes and Infection, 2008, 10 (9): 1041-1050.

    日期:2014年03月25日  分类:病原菌
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