嗜水气单胞菌是一种异养型、[[革兰氏阴性菌(G-菌)]]、杆状细菌,主要存在于气候温暖的地区。这种细菌可见于淡水或半咸水中,能在有氧和厌氧环境中生存,还可分解明胶、血红蛋白等物质。20 世纪 50 年代,人们从人和动物体内分离出了嗜水气单胞菌。它是气单胞菌属中最广为人知的菌种,对大多数常见抗生素和低温具有抗性,氧化酶和吲哚试验均呈阳性。此外,嗜水气单胞菌与某些水蛭(如医用蛭)的肠道菌群存在共生关系。
结构特征
嗜水气单胞菌为[[革兰氏阴性菌(G-菌)]],呈两端圆形的直杆状(杆状至球杆状),宽度通常为 0.3-1.0 微米,长度为 1.0-3.0 微米。其在低至 4°C 的温度下仍可生长,借助极生鞭毛运动。
致病性
由于其结构特性,嗜水气单胞菌对多种生物具有强毒性。当它侵入宿主体内后,会通过血液扩散至首个可定植的器官,并产生气溶素:一种能导致组织损伤的细胞毒性肠毒素。嗜水气单胞菌、豚鼠气单胞菌和温和气单胞菌均被视为条件致病菌,即它们很少感染健康个体。嗜水气单胞菌被广泛认为是鱼类和两栖类的主要致病菌,其对人类的致病性也已得到数十年的认可。气单胞菌的基因组研究成果可能成为深入了解该类细菌的基石。
致病机制
气单胞菌属的致病性被认为与多种胞外蛋白有关,如气溶素、脂肪酶、几丁质酶、淀粉酶、明胶酶、溶血素和肠毒素等。然而,其具体致病机制尚未明确。近期有研究提出,Ⅲ 型分泌系统(T3SS)与气单胞菌的致病过程相关。T3SS 是一种特殊的蛋白质分泌机制,可将毒力因子直接转运至宿主细胞内,这些因子会干扰宿主细胞的正常功能,从而利于细菌入侵。与常规分泌途径不同,T3SS 在病原体与宿主细胞接触时被激活。ADP - 核糖基化毒素是多种致病菌分泌的效应分子之一,通过 T3SS 转运至宿主细胞质后,会导致 NF-κB 通路中断、细胞骨架损伤和细胞凋亡。在嗜水气单胞菌(人类腹泻分离株)、杀鲑气单胞菌(鱼类致病菌)以及能同时感染人类和鱼类的致病菌株简达气单胞菌 GV17 中,均已发现这种毒素。
暴露途径
嗜水气单胞菌感染多见于环境变化(如性别变化)、应激状态、温度波动、污染环境中,或当宿主已感染病毒或其他细菌时。该菌还可通过摄入受污染的食品(如海鲜、肉类,甚至某些蔬菜如豆芽)进入人体,也可通过水蛭传播。
对鱼类和两栖类的影响
嗜水气单胞菌引发的疾病主要见于淡水鱼类和两栖类,因为这些生物生活在水生环境中。它与蛙类的 “红腿病” 相关,可导致体内出血,有时甚至致命。鱼类感染后会出现溃疡、尾腐病、鳍腐病和出血性败血症。出血性败血症会引发病灶,导致鳞片脱落、鳃和肛门部位出血、溃疡、眼球突出及腹部肿胀。
对人类疾病的影响
嗜水气单胞菌对人类的致病性不及对鱼类和两栖类的强。它可导致人类患胃肠炎,多见于幼儿、免疫系统受损者或生长发育异常人群。该菌引发的胃肠炎有两种类型:一种类似霍乱,会导致米泔水样腹泻;另一种是痢疾样胃肠炎,表现为排带血和黏液的稀便。其中,痢疾样胃肠炎更为严重,可持续数周。嗜水气单胞菌还与蜂窝织炎相关,并会在免疫系统受损(或因药物受抑制)的人群中引发肌坏死、湿疹等疾病,极少数情况下还可导致坏死性筋膜炎。
暴发情况
尽管嗜水气单胞菌可引发严重疾病,但尚未有大规模暴发的报告。脊椎动物中曾出现过暴发案例,例如在波多黎各,蜥蜴肠道内曾检出该菌,共发现 116 种不同菌株。1988 年 5 月 1 日,加利福尼亚州发生了一起小规模暴发,219 名患者体内分离出 225 株该菌,导致他们入院治疗。当时通过保密的发病率报告卡将病例上报至当地卫生部门,经调查后,相关报告被提交至加利福尼亚州卫生服务部,以制定诊断和治疗方案。
治疗方法
1% 次氯酸钠溶液或 2% 次氯酸钙溶液可杀灭嗜水气单胞菌。Brage 等人(1990 年)建议,在使用医用蛭时,可服用[[0. 氟喹诺酮类]]药物作为预防性治疗。[[氯霉素(Chloramphenicol)]]、[[氟苯尼考(Florfenicol)]]、[[四环素(Tetracycline)]]、[[0. 磺胺类(Sulfonamides,SAs)]]、[[0. 呋喃类(硝基呋喃类)]]和[[0. 吡啶羧酸类(Pyridinecarboxylic acids)]]等抗生素可用于清除和控制嗜水气单胞菌感染。在孵化场操作中,将[[土霉素(Oxytetracycline,Terramycin)]]添加到鱼饲料中,可作为另一种化学治疗剂预防该菌感染。然而,对鱼类的研究表明,与许多其他抗菌剂一样,使用抗生素可能导致肠道菌群失调,且在短期停药后,鱼类对条件致病菌的易感性可能增加。
Paul 等人(2021 年)分离并鉴定出一株[[枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)]] WS1A 益生菌,它能抑制鱼类体内致病性气单胞菌的生长。该菌株可产生多种潜在的抗菌肽。用[[枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)]] WS1A 的胞外产物饲喂罗非鱼,可使其对运动性气单胞菌败血症产生抗病性,同时该菌株还能增强受治鱼类的免疫力。此菌株分离自孟加拉国孟加拉湾圣马丁岛的海洋海绵。