糞腸球菌

革蘭氏陽性,過氧化氫陰性球菌

糞腸球菌(Enterococcus faecalis)是革蘭氏陽性,過氧化氫陰性球菌,是人和動物腸道內主要菌群之一,其能產生天然抗生素,有利於機體健康;同時還能產生細菌素等抑菌物質,抑制大腸桿菌沙門氏菌等病原菌的生長,改善腸道微環境;還能抑制腸道內產尿素酶細菌和腐敗菌的繁殖,減少腸道尿素酶和內毒素的含量,使血液中氨和內毒素的含量下降。糞腸球菌(E. faecalis)作為一種益生菌,在醫學和食品工程領域得到廣泛應用。另外,腸球菌為消化道內正常存在的一類微生物,在腸黏膜具有較強的耐受和定植能力,並且是一種兼性厭氧的乳酸菌,與厭氧、培養保存條件苛刻的雙歧桿菌相比,更適合於生產和應用。

簡介


細菌分類學上,腸球菌屬早期並不存在,現今的一些菌種本歸屬於鏈球菌屬。腸球菌在分類學上已經過多次變遷。1930 年,腸球菌被歸入 D 群鏈球菌。1984 年,DNA-DNA 雜交和 16SrRNA 測序表明屎鏈球菌(S.faecium)和糞鏈球菌(S.faecalis)與其他鏈球菌顯著不同。同年,Schle-ifer 等提出腸球菌應從鏈球菌中脫離出來,形成一個新的腸球菌屬(Enterococcus)。到目前為止,以 16SrRNA 測序和 DNA-DNA 雜交作為分類基礎,該屬已增加到 28 種之多。不久之後,可能還會重新分類。糞腸球菌為該屬中最常見的即為代表種。該屬通常指糞便來的可以用氮鈉分離鑒定的一群革蘭氏陽性球菌。由於腸球菌的菌種均含有Lancefield的D群抗原,亦稱D群糞腸球菌或D群腸球菌。腸球菌的DNA G+C含量33%-39%mol。
糞腸球菌屬於動物腸道內的正常菌群,一般認為糞腸球菌對動物或人的機體無害,是一種共生菌。近年研究已證實,部分糞腸球菌在長期進化中出現毒力基因,可引起廣泛的感染。而且由於抗生素的長期和大量不規範使用,糞腸球菌獲得性耐藥性不斷上升,治療糞腸球菌感染日益困難。

生物學特性


形態與染色

革蘭陽性球菌,單個、成雙或短鏈排列的卵圓形球菌,無芽孢、無莢膜。
菌形圓或橢圓,可順鏈的方向延長,直徑0.5-1.0微米,大多數成雙或短鏈狀排列,通常不運動。在豐富培養基上菌落大而光滑,直徑1-2毫米,全緣,罕見色素。

培養特性

在血瓊脂平板上35℃培養18-24h,形成較小、灰白色、濕潤、凸起、有α或γ溶血環的菌落。在麥康凱瓊脂平板上形成較小、乾燥、粉紅色菌落。在腦心浸液肉湯中均勻渾濁生長。
其營養要求低,在普通營養瓊脂上也可生長。能在10℃或45℃ pH 9.6或含6.5%NaCl肉湯培養基中生長,並能耐65℃ 30分鐘。它可利用精氨酸為能源,發酵山梨醇,不發酵阿拉伯糖。在簡單的培養基上生長不需葉酸。

生化反應

觸酶試驗陰性,分解甘露醇,不分解阿拉伯糖,膽汁七葉苷試驗陽性,在含65%NaCl的肉湯中生長,多數菌株PYR試驗陽性,對桿菌肽耐葯。

鑒別要點


1.本菌特徵
革蘭陽性球菌,觸酶試驗陰性,在65%NaCl中生長,膽汁七葉苷試驗陽性,45℃中生長。
2.與鏈球菌屬和乳球菌屬的鑒別
腸球菌屬能在pH9.6的肉湯和45℃環境中生長,膽汁七葉苷和鹽耐受試驗陽性,而鏈球菌屬和乳球菌屬則相反。
3.與屎腸球菌、鳥腸球菌的鑒別
糞腸球菌不分解L-阿拉伯糖,分解山梨覓醇。屎腸球菌能分解Ⅰ-阿拉伯糖,不分解山梨醇。鳥腸球菌分解L-阿拉伯糖、山梨醇。
4.與鉛黃腸球菌、鶉雞腸球菌的鑒別
糞腸球菌不分解鼠李糖,亞碲酸鹽試定驗陽性,鉛黃腸球菌、鶉雞腸球菌則相反。鉛黃腸球菌與鶉雞腸球菌的區別,鉛黃腸球菌產黃色素鶉雞腸球菌則不產。

體型特徵


糞鏈球菌菌形圓或橢圓,可順鏈的方向延長,直徑0.5-1.0微米,大多數成雙或短鏈狀排列,通常不運動。在豐富培養基上菌落大而光滑,直徑1-2mm,全緣,罕見色素。

培養


其營養要求低,在普通營養瓊脂上也可生長。能在10℃或45℃ pH 9.6或含6.5%NaCl肉湯培養基中生長,並能耐65℃ 30分鐘。它可利用精氨酸為能源,發酵山梨醇,不發酵阿拉伯糖。在簡單的培養基上生長不需葉酸。
DNA-DNA雜交結果顯示,腸球菌與鏈球菌屬同源程度低,故有學者建議另立腸球菌屬,與人類有關者為糞腸球菌(E. faecalis)和屎腸球菌(E. faecium)。

主要分類


細菌分類學上,腸球菌屬早期並不存在,現今的一些菌種本歸屬於鏈球菌屬,1989年,依據Facklam和Collins的分類,腸球菌屬內包括十二個種及一個變異株,它們是:
糞腸球菌(E. faecalis)屎腸球菌(E. faecium)
鳥腸球菌(E.avium) 酪黃腸球菌(E.casseliflavus)
堅忍腸球菌(E.durans) 雞腸球菌(E.galinarum)
芒地腸球菌(E.mundii) 惡臭腸球菌(E.maladoratum)
希拉腸球菌(E.hirae) 孤立腸球菌(E.solitarius)
棉子糖腸球菌(E.raffinosus) 假鳥腸球菌(E.pseudoavium)
糞腸球變異株(E.faecalis var)。
糞腸球菌為該屬中最常見的即為代表種。該屬通常指糞便來的可以用氮鈉分離鑒定的一群革蘭氏陽性球菌。由於腸球菌的菌種均含有Lancefield的D群抗原,亦稱D群糞腸球菌或D群腸球菌。腸球菌的DNA G+C含量33%-39%mol。

分佈


腸球菌普遍存在於自然界,一般棲居在各種溫血和冷血動物的腔腸,甚至昆蟲體內,也是健康人體的上呼吸道,口腔或腸道的常居菌。在人類糞便中的數量僅次於大腸菌群,每克成人的糞便中約含2×10個。糞腸球菌廣泛分佈在畜、禽養殖場所和畜、禽產品生產加工的環境中,存在於人和動物上呼吸道、消化道、生殖道內。

益生作用


《飼料添加劑品種目錄(2013)》將糞腸球菌規定為可以添加到飼料中的菌種,其在動物腸道內可形成生物薄膜附著於動物腸道粘膜上,並且發育、生長和繁殖。糞腸球菌能夠將飼料中的纖維變軟,提高飼料的轉化率。有學者研究發現,在玉米秸稈青貯飼料中添加糞腸球菌和纖維素酶,能使青貯飼料的色澤、氣味和質地等發生明顯的改善,干物質消失率提高8%,氨態氮與總氮質量比降低33%,丁酸質量分數降低82%,同時使中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量分別降低10%和7%,明顯提高了飼料品質。糞腸球菌能夠產生多種抗菌物質,這些抗菌物質對沙門氏菌、大腸桿菌和金黃色葡萄球菌等致病菌具有良好的抑制作用。研究表明,糞腸球菌能夠產生伏爾加黴素,可以有效抑制李斯特菌和金黃色葡萄球菌和腐敗微生物生長繁殖。

微生物作用


飼用微生物中的作用
①糞腸球菌製備成微生物製劑可直接投餵養殖動物,有利於改善腸道內微生態平衡,防治動物腸道菌叢區系紊亂。 ②分解蛋白質為小肽、合成B族維生素等功效。③糞腸球菌也能增強巨嗜細胞的活性,促進動物的免疫反應,提高抗體水平。④糞腸球菌在動物腸道內可形成生物薄膜附著於動物腸道粘膜上,並且發育、生長和繁殖,可形成乳酸菌屏障,抵禦外來病菌病毒及黴菌毒素等的副影響,而芽孢桿菌和酵母菌等都是過路菌,沒有這個功能。 ⑤糞腸球菌能把部分蛋白質分解成醯胺和氨基酸,把大部分的碳水化合物的無氮浸出物轉化為L型乳酸,可以對鈣質合成L-乳酸鈣,促進養殖動物對鈣質的吸收。⑥糞腸球菌還能夠將飼料中的纖維變軟,提高飼料的轉化率。⑦糞腸球菌糞腸球菌能夠產生多種抗菌物質,這些抗菌物質對動物體內常見的致病菌具有良好的抑制作用。

物種價值


《飼料添加劑品種目錄(2013)》將糞腸球菌規定為可以添加到飼料中的菌種。糞腸球菌具有保護屏障功效。糞腸球菌可在腸道上皮細胞上形成生物膜,保護腸上皮細胞免受有害物質侵襲。糞腸球菌具有營養功效,劉艷(2008)研究表明,糞腸球菌菌體含多種小肽,能促進氨基酸及殘基的吸收,提高組織蛋白的合成。糞腸球菌可產生抑菌物質,如細菌素。細菌素通過特異性吸附在敏感細胞表面受體,如形成離子通道引起離子滲漏,影響ATP的合成和特定物質的運輸,最終抑制蛋白質和DNA等大分子物質的合成致使細胞死亡,從而起到抑菌殺菌作用。糞腸球菌產生的其中一類細菌素具有特異性,其抗菌譜窄,能夠防止病原微生物接觸腸黏膜細胞。糞腸球菌還可產生具有廣譜抗菌特性的細菌素,對假單孢菌、沙門菌志賀氏菌有較好的抑制作用。研究證實,糞腸球菌能夠有效抑制李斯特菌和金黃色葡萄球菌生長,其原因是糞腸球菌代謝產生伏爾加黴素。給斷奶仔豬中飼餵糞腸球菌,發現其糞便中大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的數量減少。
飼用應用:
①糞腸球菌製備成微生物製劑可直接投餵養殖動物,有利於改善腸道內微生態平衡,防治動物腸道菌叢區系紊亂。 ②分解蛋白質為小肽、合成B族維生素等功效。③糞腸球菌也能增強巨嗜細胞的活性,促進動物的免疫反應,提高抗體水平。④糞腸球菌在動物腸道內可形成生物薄膜附著於動物腸道粘膜上,並且發育、生長和繁殖,可形成乳酸菌屏障,抵禦外來病菌病毒及黴菌毒素等的副影響,而芽孢桿菌和酵母菌等都是過路菌,沒有這個功能。 ⑤糞腸球菌能把部分蛋白質分解成醯胺和氨基酸,把大部分的碳水化合物的無氮浸出物轉化為L型乳酸,可以對鈣質合成L-乳酸鈣,促進養殖動物對鈣質的吸收。⑥糞腸球菌還能夠將飼料中的纖維變軟,提高飼料的轉化率。⑦糞腸球菌能夠產生多種抗菌物質,這些抗菌物質對動物體內常見的致病菌具有良好的抑制作用。

危害


糞腸球菌可引起醫源感染,最常見為尿道感染(大部分與尿道器械操作、導尿等有關)。其次為腹部和盆腔等部位的創傷和外科術后感染。