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微生物知識

 

 

菌種介紹  >>C >>Campylobacter fetus

Campylobacter fetus

姜馨怡


一、菌名
       
Campylobacter fetus

 

二、分類地位

        Campylobacter fetus ( 胎兒彎曲桿菌 ) 在 1959 年由 Florent 發現,由於型態的緣故,和弧菌同屬一類,在當時被稱為 Vibro fetus 。 由於在 DNA 中 G + C 的含量極低, mole % 大約是 33-36 。所以在 1974 年 Campylobacter spp. 自成一屬,而 Vibro fetus 從此也被更正為 Campylobacter fetus 。

        Campylobacter fetus ( 胎兒彎曲桿菌 ) 在 1959 年由 Florent 發現,由於型態的緣故,和弧菌同屬一類,在當時被稱為 Vibro fetus 。 由於在 DNA 中 G + C 的含量極低, mole % 大約是 33-36 。所以在 1974 年 Campylobacter spp. 自成一屬,而 Vibro fetus 從此也被更正為 Campylobacter fetus 。

        Campylobacter 是指 microaerophilic 的弧菌 ( 某些菌株為 aerobic) , Campylo- 是彎曲 (curved) 的意思; -bacter 是桿菌 (rod) 的意思。 fetus 指的是拉丁文名詞的胎盤 (foetus) ,因為 Campylobacter fetus 會導致家畜的流產。

        C. fetus 有兩個亞種,分別是 C. fetus subsp. fetus C. fetus subsp. venerealis

 

三、自然棲息地

       C. fetus subsp. fetus 可從流產的綿羊、家畜的胎盤和胎兒的胃中分離出來﹔也存在於受到感染的母羊和家畜的血液、腸道及膽汁中﹔以及人類的血液、脊髓液和膿腫。此生物會長於人類和動物的腸道和膽囊中。

        C. fetus subsp. venerealis 生長於受到感染的牛的陰道黏液、精液中、流產的牛的胎盤組織內。並不存在於人或動物的腸道內。

 

四、大小型態

      為一個細長的彎曲桿菌,直徑為 0.2-0.3μm ,約 1.5-5μm 長。菌體可能有一個或多個螺旋,在較老的培養基中,可能長至 8μm 。當兩個菌體連接成一個短鏈時,可能呈現 S 型或海鷗翅膀 ( m 型 ) 的模樣。菌體的兩端位於 cytoplasmic membrane 之下各擁有一多層且帶極性的膜,細胞的末端是尖銳的。此菌會利用位於細胞的一端或兩端的單一帶極性的鞭毛以快速的螺旋狀前進,因此菌具有活躍的活動力,鞭毛有可能為菌體的 2~3 倍長。為了避免忽略此菌,最好使用相位差顯微鏡觀察。

        在初期的培養時可在 agar 上發現好幾種型態的菌落:光滑的水平菌落最常發現,直徑約 1mm ,呈無色或輕微的半透明狀﹔粗糙的菌落較少見,菌落也很小,直徑大約 1-2mm ,大致上與光滑的菌落相似,差別在於其圓形的菌落表面上有顆粒狀。在初期的培養時,菌落通常為不透明的白色或者是黃褐色的菌落。

        在次級培養 (subculture) 之後,會出現切玻璃狀 (Cut glass) 菌落。切玻璃樣菌落,直徑大約 1mm ,為 圓形、凸起的半透明菌落,表面帶有顆粒狀的反射面。

        培養在 blood agar 中,不具溶血性,菌落直徑約 1~2mm ,為圓形、平滑凸起的灰白色或者黃褐色的菌落。

        C. fetus 不產孢, 屬於 chemoorganotrophs ,能量來源為 amino acid( 例如: glutamate 和 aspartate ) 或 tricarboxylic acid cycle 的中間產物,經脫氨作用 (deaminization) 而來,而不是 carbohydrate ,所以沒有酸性或中性的終產物產生,因此在成長過程中,培養基會變成鹼性 (pH8.5~9.0) 。所以 當培養在較老的培養基 ( 特別是 agar plates) 中,細胞會形成圓形或球狀的菌體。

        在 C. fetus 的外圍可發現一層莢膜,莢膜可幫助 C. fetus 逃避吞噬作用。莢膜由 glycoprotein 及 4% 的由 hexose 、 pentose 和 methylpentose 所形成的碳水化合物所構成,分子量約為 ~98,000 。

        C. fetus 是革蘭氏陰性菌 (gram-negative) ,其對 Methyl red 和 Proskauer 皆呈負反應。

 

五、適合環境
               Campylobacter spp. 都是微好氧菌,需要約 3-15% O 2 以及 3-5% 的 CO 2 以生長,為嗜中溫菌,最適宜的溫度大約是 37 ℃,在 25 ℃時也會生長,但不生長在 42 ℃下。有些品種可在輕微好氧 ( 20% O 2 ) 的環境下生長且 25 ℃及 42 ℃下都可生存。少許菌株在厭氧的環境下,添加 fumarate 、 formate 和 fumarate 或 O 2 和 fumarate 於培養基中,仍可以生長。

 

六、培養特性

因為 C. fetus 是一種微好氧菌,所以生存在 3-15%O 2 以及 3-10% 的 CO 2 的條件底下,為嗜中溫菌,喜好的 pH 值 =7 。可培養在具有 0.12-0.20% agar 的半固體培養基中,由於是微好氧菌,所以只生長在培養基表面下的幾厘米處。

C. fetus 有 兩種亞種,他們的生長特性有些微的不同。如 Table.1 。

Table.1  比較 C. fetus 的兩個亞種的生存差異

        

C. fetus subsp. fetus

C. fetus subsp. venerealis

1%Glycine

1.5% NaCl

d

d

3.5%NaCl

25 ℃

42 ℃

1.0% Bile

Selenite reduced

d

d:10~90% positive

        因為 C. fetus 是細長的彎曲桿菌,如果要篩選出 C. fetus ,首先將 organism 濾過孔徑 0.45 、 0.65 或 0.8μm 的濾網,再將濾液接種到 broth 或是 agar 上。所有的培養基都必須在微量氧氣的環境中培養,包含 5%O 2 、 10%CO 2 及 85%N 2 。除此之外,由於 C. fetus 對於多種的抗生素都具有抗性,所以在培養的時候為了抑制其他種微生物的生長,會在培養基中添加 bacitracin(2U/ml) 和 novobiocin (2μg/ml) 製作成選擇性培養基。

        Campylobacter 對 H 2 O 2 非常具有敏感性 ,存在 0.00124% 的 H 2 O 2 即可抑制其生長。 用 blood agar 或是 brucella agar 的效果會比較好﹔因為其中含有 catalase 及 superoxide dismutase ,可以幫助代謝 H 2 O 2 。在 blood agar 中不具溶血性。

        將菌培養在 TSI agar slants 中,並不產生 H 2 S ,反應為 alkaline reaction 。在 litmus milk 的培養基中並不生長,添加 peptone 於 litmus milk 中 peptone 會被利用,使培養基變微弱鹼性。在 Sellers' medium 中只有少數生長, slant 會變為弱鹼性且底部不會產生變化。而將菌培養在 MacConkey agar 上,則會有少許的菌生長。

保存方法有兩種:

        (一) 使用半固體的培養基保存;如: brucella broth( 添加 0.16% agar) ,在好氧的環境下保存一週,可加入血液增加菌的存活率。

        (二) 使用冷凍乾燥法保存;使用液態氮或於 -80 ℃的環境下保存,可達數年之久。在冷凍菌種之前,添加 10% 的 glycerol 或 dimethyl sulfoxide 當作保護劑。使用此保存方法時,菌的濃度需較高。

七、生化特性

C. fetus 對抗生素的抗性

Table.2 C. fetus 的 生化特性

Catalase

Litmus milk

MacConkey agar

d

Hippurate hydrolysis

Nitrate reduction

Nitrite reduction

Selenite reduction

d

H2 requirement

H2S production (in TSI)

H2S production (in SIM)

Casein hydrolyzed

Ribonucleic acid

Deoxyribonucleic Acid

Oxidase Test

Ferment or oxidize glucose

Inhibited by: Nalidixic acid Cephalothin Metronidazole

+

H2 required for microaerophilic growth

          d:10~90% positive

Table.3 C. fetus 對它 Sensitive 的抗生素

C. fetus subsp. fetus

C. fetus subsp. venerealis

Chloramphenicol (4 μ g/ml)

Dihydrostreptomycin (4 μ g/ml)

Erythromycin (2 μ g/ml)

Neomycin (8 μ g/ml)

Oxytetracycline (8 μ g/ml)

Strepomycin (4 μ g/ml)

Tetracycline (1 μ g/ml)

N -formimodoylthienamycin

( < 0.19 μ g/ml)

Gentamicin ( < 0.19 μ g/ml)

Ampicillin (0.19-0.78 μ g/ml)

Moxalactam (1.56-6.25 μ g/ml)

Cefoperazone (50-100 μ g/ml)

Cephalothin (3.12-12.5 μ g/ml)

Cefotaxime (3.12-12.5 μ g/ml)

Chloramphenicol (2 μ g/ml)

Dihydrostreptomycin (4 μ g/ml)

Erythromycin (2 μ g/ml)

Neomycin (8 μ g/ml)

Oxytetracycline (4 μ g/ml)

Strepomycin (4 μ g/ml)

Tetracycline (0.5 μ g/ml)

Table.4 C. fetus 對它 moderately sensitive 抗生素

C. fetus subsp. fetus

C. fetus subsp. venerealis

Penicillin (32U/ml)

Penicillin (32U/ml)

Novobiocin (64 μ g/ml)

Table.5 C. fetus 對它 Sensitive Resistant 的抗生素

C. fetus subsp. fetus

C. fetus subsp. venerealis

Bacitracin (128μg/ml)

Novobiocin(128μg/ml)

Polymyxin B (1024U/ml)

Bacitracin (256μg/ml)

Polymyxin B (512U/ml)

 

 

八、應用性

        C. fetus subsp. fetus 是致病菌。它不僅會感染動物也會感染人類,是人畜共通病。屬於第二級危險群微生物,第二級危險群微生物在人類所引起的疾病很少是嚴重的。

        C. fetus 是伺機性的病原菌,可以對操勞過度的人引起感染。且會引起新生兒及婦女懷孕初期(前三個月)的敗血病感染,或老年人的硬化症、惡性腫瘤以及心血管的疾病。此菌的毒性機制仍不清楚。

        C. fetus subsp. fetus 是經由口傳染,會造成綿羊及家畜偶發性的流產,若是人類感染則會引起發燒或其他的症狀,是否會造成人類的流產則尚無定論。

        C. fetus subsp. venerealis 會感染家畜、天竺鼠、倉鼠及受精的雞蛋等。經由性交所感染,會引起家畜的流產及呼吸道疾病,對人類的感染尚無定論。

        Erythromycin 曾有效的治療 C. fetus 引起的疾病。目前並無適用於人體之疫苗。

 

九、參考文獻

1. Noel R.Krieg, J.G.Holt., 1984, Bergey's Manual of Systematic Bacteriology Vol. 1, P111-115

2. Ronald M. Atlas, 1946, Handbook of Microbiological Media, 2 nd edition, P1246.


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