食品微生物第十二章常见致病g.ppt
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1、第十二章 常见革兰氏阳性致病菌,基本内容:葡萄球菌(金黄色葡萄球菌)、单核细胞增生李斯特氏菌和蜡样芽孢杆菌的基本生物学特性,来源、分布及传播途径,导致的常见疾病(症状和致病机理),常用检测方法,预防和控制方法。,重点和难点:金黄色葡萄球菌、单核细胞增生李斯特氏菌和蜡样芽孢杆菌的生物学特性,常见病症状和致病机理,检测方法。,第一节 葡萄球菌和金黄色葡萄球菌病,一、概述,1880年,巴斯德首次从一患者瘀肿的脓汁中发现葡萄状排列的细菌,将其注射给家兔后可致脓疮;,1883年,Becker获得了纯培养,证实该菌为葡萄球菌属;,1881年,Ogsten确证化脓过程是“某”菌所致;,一、概述,葡萄球菌(S
2、taphylococcus)因堆聚成葡萄串状而得名,为最常见的化脓性球菌;,葡萄球菌属在分类地位上属于微球菌科的一个属(目前有32种,寄生人体的有16种),大部分为非致病菌,少数可导致疾病。葡萄球菌是医院交叉感染的重要来源。,金黄色葡萄球菌(S.aureus),表皮葡萄球菌(S.epedermidis),腐生葡萄球菌(S.saprophyticus),金黄色葡萄球菌为最常见致病菌,一、概述,美国CDC报道:美国由金黄色葡萄球菌肠毒素引起的食物中毒占整个细菌性食物中毒的33%,加拿大为45%;我国和其它国家也有类似的情况。,金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)在自然界中无
3、处不在,空气、土壤、水、饲料、食品、灰尘及人和动物的排泄物中均可找到;,一、概述,二、葡萄球菌的基本特性,2.1 形态结构 葡萄球菌呈球形或稍呈椭圆形,直径0.41.2m,分裂后许多菌体无规则的堆积在一起,成葡萄串状。,葡萄球菌无鞭毛,不能运动。无芽胞,除少数菌株外一般不形成荚膜。易被常用的碱性染料着色,革兰氏染色为阳性。,二、葡萄球菌的基本特性(2.1 形态结构),其衰老、死亡或被白细胞吞噬后,以及耐药的某些菌株可被染成革兰氏阴性。,二、葡萄球菌的基本特性,2.2 培养特征,营养要求不高,普通琼脂培养基上生长良好,形成圆形凸起,边缘整齐,表面光滑,湿润,不透明的菌落。,在含有血液和葡萄糖的培
4、养基中生长更佳。在肉汤培养基中24h后呈均匀混浊生长。需氧或兼性厌氧,少数专性厌氧。,不同种的菌株产生不同的色素,色素为脂溶性,如金黄色、白色、柠檬色。血琼脂平板上形成的菌落较大,有的菌株菌落周围形成明显的全透明溶血环(溶血),也有不发生溶血者。凡溶血性菌株大多具有致病性。,二、葡萄球菌的基本特性(2.2 培养特征),金黄色葡萄球菌(溶血),表皮葡萄球菌,28-38均能生长,致病菌最适温度为37,pH为4.5-9.8,最适为7.4;,二、葡萄球菌的基本特性(2.2 培养特征),在含有2030%CO2的环境中培养,可产生大量毒素。,耐盐性强,在含有1015%的NaCl培养基中能生长;,二、葡萄球
5、菌的基本特性,2.3 生理生化特性,各种葡萄球菌的主要生理生化特性,各种葡萄球菌的主要生理生化性状(续表),二、葡萄球菌的基本特性(2.3 生理生化特性),二、葡萄球菌的基本特性(2.3 生理生化特性),注:“”为阳性,“”为阴性。,各种葡萄球菌的主要生理生化性状(续表),二、葡萄球菌的基本特性,2.4 抗原结构,葡萄球菌抗原结构复杂,已发现的有30种以上,对其活性及组成比较了解的有以下几种:,2.4.1 葡萄球菌A蛋白(Staphylococcal protein A,SPA)SPA是存在于90%以上的金黄色葡萄球菌细胞壁表面的一种蛋白质,是一种单链多肽,与细胞壁肽聚糖共价连接,但有1/3分
6、泌于胞外。,SPA为完全抗原,具有特异性,它可与人IgG1、IgG2和IgG4的Fc段发生非特异性结合。具有与吞噬细胞竞争Fc段复合物、促细胞分裂、引起超敏反应、损伤血小板等多种生物活性。,二、葡萄球菌的基本特性(2.4 抗原结构),所有来自人类的菌株均有此抗原,动物源株则少见。,二、葡萄球菌的基本特性(2.4 抗原结构),2.4.2 多糖抗原 多糖抗原为半抗原,有两种,具群特异性,可用以分群。A群多糖抗原多存在于金黄色葡萄球菌,其化学组成为N-乙酰葡萄糖胺核糖醇磷壁酸(多糖A)。B群多糖抗原多存在于表皮葡萄球菌,化学组成是N-乙酰葡萄糖甘油型磷壁酸(多糖B)。,二、葡萄球菌的基本特性(2.4
7、 抗原结构),2.4.3 荚膜抗原 主要为金黄色葡萄球菌菌株的表面抗原。,几乎所有金黄色葡萄球菌菌株表面都有荚膜抗原的存在,个别表皮葡萄球菌菌株有此抗原。,二、葡萄球菌的基本特性,2.5 抵抗力,葡萄球菌抵抗力较强,为不形成芽孢的细菌中最强者。在干燥的脓汁或血液中可存活数月;80加热30 min才能将其杀死,煮沸可迅速使其死亡;在5%石炭酸或0.1%汞中1015min死亡。对某些染料较敏感,1100 0001200 000稀释的龙胆紫溶液能抑制其生长;对磺胺类药物的敏感较低,对青霉素、红霉素和庆大霉素高度敏感。,葡萄球菌肠毒素是一种外毒素,具耐热性,经100加热30min而不被破坏,要使其完全
8、破坏需煮沸2h(葡萄球菌肠毒素的特点);,二、葡萄球菌的基本特性(2.5 抵抗力),其他如溶血素、杀白血球素等经100加热10min或80加热20min就可丧失毒性。,二、葡萄球菌的基本特性,2.6 金黄色葡萄球菌噬菌体型 依据:绝大多数金黄色葡萄球菌可被相应的噬菌体裂解。,根据噬菌体对金黄色葡萄球菌菌株的裂解反应,可将金黄色葡萄球菌分为5群26型(见下表):,二、葡萄球菌的基本特性(2.6 金黄色葡萄球菌噬菌体分型),金黄色葡萄球菌噬菌体分型,二、葡萄球菌的基本特性(2.6 金黄色葡萄球菌噬菌体分型),肠毒素型食物中毒主要是由、群的金黄色葡萄球菌引起;造成医院感染严重流行的多为群中的52、5
9、2A、80型引起。,噬菌体分型在金黄色葡萄球菌流行病学调查、追踪传染源及研究菌型与疾病的关系等方面均有重要意义。,三、致病性葡萄球菌的分布及污染途径,3.1 分布 流行呈季节性分布,多见于夏、秋两季。引起中毒食品种类:奶、肉、蛋、鱼及其制品等动物性产品;此外,剩饭、油煎蛋、糯米糕、凉粉等也经常被其污染而导致中毒。,三、致病性葡萄球菌的分布及污染途径,3.2 污染途径,不同人群或动物金黄色葡萄球菌带菌率,三、致病性葡萄球菌的分布及污染途径,途径二:食品二次污染,熟肉类食品如在熟后污染了致病性葡萄球菌,又在2030的环境下放置较长时间,极易引起中毒;奶和奶制品,用奶制作的冷饮(冰激凌、冰棍)和奶油
10、糕点常是引起中毒的食品;,三、致病性葡萄球菌的分布及污染途径(3.2 污染途径),油煎鸡蛋、熏鱼、油浸鱼罐头等含油脂较多的食品,在污染上致病性葡萄球菌以后也能产生毒素。,四、金黄色葡萄球菌的致病性,4.1 致病类型及症状,有侵袭性疾病和毒素性疾病两种类型。4.1.1 侵袭性疾病症状:主要引起化脓性感染。金黄色葡萄球菌可通过多种途径侵入肌体,引起局部组织、内脏器官或全身性化脓感染。,局部感染主要表现为:甲沟炎、麦粒肿、蜂窝织炎、伤口化脓等;,四、金黄色葡萄球菌的致病性(4.1 致病类型及症状),甲沟炎,麦粒肿,蜂窝织炎,内脏器官感染如:肺炎、脓胸、中耳炎、脑膜炎、心包炎、心内膜炎等;全身感染如:
11、败血症、脓毒血症等。,四、金黄色葡萄球菌的致病性(4.1 致病类型及症状),心包炎,心内膜炎,4.1.2 毒素性疾病,主要由金黄色葡萄球菌毒素所致。毒素性疾病有两种:,A.食物中毒:人摄入含毒素污染的食物后16h即可出现头晕、恶心、腹泻、呕吐等急性胃肠炎症状。发病12d可自行恢复,愈后良好。,四、金黄色葡萄球菌的致病性(4.1 致病类型及症状),四、金黄色葡萄球菌的致病性(4.1 致病类型及症状),B.毒性休克综合症 由毒性休克综合症毒素1(TSST-1)引起。主要表现:高热、低血压、呕吐、腹泻、猩红样皮疹、严重者出现休克。注意:TSST-1并非是引起该综合症的唯一病因,细菌内毒素、葡萄球菌肠
12、毒素也与毒性休克综合症发病有关。,四、金黄色葡萄球菌的致病性,4.2 致病因子及相应致病机理,金黄色葡萄球菌的致病性取决于其产生的毒素的致病能力。,4.2.1 血浆凝固酶(Coagulase)是一种能使含有柠檬酸钠或肝素抗凝剂的兔或人血浆发生凝固的酶。大多数致病性葡萄球菌可产生此酶,非致病菌则不产生。,四、金黄色葡萄球菌的致病性(4.2 致病因子及相应致病机理),血浆凝固酶有2种:,A:游离凝固酶(free coagulase)分泌至胞外,被血浆中凝固酶反应因子激活,形成葡萄球菌凝血酶(staphylothrombin),能使纤维蛋白原变为纤维蛋白,导致血浆凝固。纤维蛋白沉积于菌体表面,阻碍体
13、内吞噬细胞的吞噬,即使被吞噬后,也不易被杀死。,四、金黄色葡萄球菌的致病性(4.2 致病因子及相应致病机理),凝固酶集聚在菌体四周,可能保护病菌不受血清中杀菌物质的作用。,B:结合凝固酶(bound coagulase)也叫凝聚因子(clumping factor),在菌体表面并不释放,为纤维蛋白原特异性受体,能与人或兔血浆中纤维蛋白原交联而引起细菌凝聚。,四、金黄色葡萄球菌的致病性(4.2 致病因子及相应致病机理),凝固酶试验是鉴定金黄色葡萄球菌的重要标志。,凝固酶较耐热,100加热30min或高压灭菌后仍保存部分活性,但易被蛋白分解酶破坏。,凝固酶具有免疫原性,刺激机体产生的抗体对凝固酶阳
14、性的细菌感染有一定的保护作用。,四、金黄色葡萄球菌的致病性(4.2 致病因子及相应致病机理),凝固酶具抗原性,可用于金黄色葡萄球菌的分型研究及流行病学研究。,四、金黄色葡萄球菌的致病性(4.2 致病因子及相应致病机理),4.2.2 溶细胞毒素 该毒素为膜损伤毒素,主要有葡萄球菌溶素(staphylolysin)和杀白细胞素(leukocidin)。,A:葡萄球菌溶素 外毒素,多数致病菌株能产生,可使动物红细胞溶解,使血琼脂平板菌落周围出现溶血环,在试管中出现溶血反应。,四、金黄色葡萄球菌的致病性(4.2 致病因子及相应致病机理),根据其对动物细胞的溶血范围、抗原性、溶血时所需温度不同等可将金黄
15、色葡萄球菌产生的葡萄球菌溶素分为、五种。五种溶素都是蛋白质,具抗原性。,四、金黄色葡萄球菌的致病性(4.2 致病因子及相应致病机理),对人体有致病作用的主要是溶素和溶素。,溶素:由质粒或染色体编码,分子量为30kD,不耐热,60加热3min即可被破坏。除对多种哺乳动物红细胞有溶血作用外,对白细胞、血小板、肝细胞、成纤维细胞膜、血管平滑肌等均有毒性作用,可引起组织坏死。作用机理:毒素分子插入细胞膜疏水区,从而破坏膜完整性造成细胞溶解。,四、金黄色葡萄球菌的致病性(4.2 致病因子及相应致病机理),溶素:为神经鞘磷脂酶C(sphingomyelinase C),能水解细胞膜磷脂,损伤红细胞、白细胞
16、、巨噬细胞和纤维细胞,与组织坏死和脓肿形成有关。,四、金黄色葡萄球菌的致病性(4.2 致病因子及相应致病机理),B:杀白细胞素 又称为Panton-Valentine(PV)杀白细胞素,由大多数致病性葡萄球菌产生,不耐热,有F和S两个组分。细胞膜上,S组分的受体主要是神经节苷脂GM1;F组分受体则为卵磷脂。,致病原理:杀白细胞素与受体结合,改变细胞膜的结构,使细胞对阳离子(K离子)的通透性增加,引起人和动物中性粒细胞和巨噬细胞的损伤,最终导致细胞死亡。死亡细胞可形成脓栓,加重组织感染;大量吞噬细胞的损伤可影响肌体的免疫防御能力。,四、金黄色葡萄球菌的致病性(4.2 致病因子及相应致病机理),四
17、、金黄色葡萄球菌的致病性(4.2 致病因子及相应致病机理),4.2.3 葡萄球菌肠毒素(staphylococcus enterotoxin,SE),葡萄球菌肠毒素:为血浆凝固酶或耐热核酸酶阳性菌株产生的一类结构相似、毒力相似、抗原不同的胞外蛋白质。,金黄色葡萄球菌是引起食品污染的常见细菌,被其污染的食品中,在2037C下经48h即可产生大量的毒素。约有3050%的菌株可以产生肠毒素。,基本特性:蛋白质,分子量为26KD30KD,热稳定,10030min不被破坏,不受胰蛋白酶影响,能抵抗胃液中蛋白酶的水解作用。,资料报道,在每100g食物中含有不足18g的葡萄球菌肠毒素便能引起金黄色葡萄球菌食
18、物中毒症状。,四、金黄色葡萄球菌的致病性(4.2 致病因子及相应致病机理),四、金黄色葡萄球菌的致病性(4.2 致病因子及相应致病机理),迄今从血清型上已被鉴定的SE有11种,分别为:A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K型,其中C型又根据等电点的不同分为3个亚型(C1、C2、C3)。各型肠毒素均可引起食物中毒,其中以A型引起的食物中毒最多,B型和C型次之,F型肠毒素是引起毒性休克症的毒素。,四、金黄色葡萄球菌的致病性(4.2 致病因子及相应致病机理),致病机理:葡萄球菌肠毒素是一种超抗原,和普通抗原相比,可激活更多的T细胞,释放过量的细胞因子(如INF,IL-1,IFN-)而致病。另外,
19、该毒素在肠道作用于内脂神经受体,传入中枢,刺激呕吐中枢,引起呕吐,并产生急性胃肠炎症状。,四、金黄色葡萄球菌的致病性(4.2 致病因子及相应致病机理),葡萄球菌肠毒素导致的急性肠胃炎病一般潜伏期为16小时,最短者0.5小时即发病,出现头晕、呕吐、腹泻等症状,发病12日可自行恢复,预后良好。,1-6小时,四、金黄色葡萄球菌的致病性(4.2 致病因子及相应致病机理),4.2.4 剥脱毒素(exfoliatin),该毒素由蛋白质组成。,致病机理:具丝氨酸蛋白酶功能,可裂解细胞间桥小体,破坏细胞间的连接,引起葡萄球菌烫伤样皮肤综合症(staphylococcal scalded skin syndro
20、me,SSSS)。,四、金黄色葡萄球菌的致病性(4.2 致病因子及相应致病机理),四、金黄色葡萄球菌的致病性(4.2 致病因子及相应致病机理),4.2.5 毒性休克综合症毒素1(toxin shock syndrome toxin-1,TSST-1),该毒素也称致热外毒素C和肠毒素F,是某些金黄色葡萄球菌在生长过程中分泌的一种外毒素。该毒性蛋白由细菌染色体编码,含有194个氨基酸,分子量为2.049KD。毒素结构类似于葡萄球菌肠毒素B,引起发热、休克及脱屑性皮疹,称为毒性休克综合症(toxic shock syndrome,TSS)。,致病机理:抑制内毒素脱毒或直接损伤肝脏细胞,使内毒素在体内
21、蓄积;刺激单核吞噬细胞系统释放血管活性物质,干扰心血管系统及血液动力学;增加毛细血管通透性,造成心血管功能损伤而导致休克。,四、金黄色葡萄球菌的致病性(4.2 致病因子及相应致病机理),五、金黄色葡萄球菌的检测,5.1 常用检测方法:GB/T4789.102008,流程:,五、金黄色葡萄球菌的检测(5.1 常用检测方法),S.aureus on Baird-Parker Agar,五、金黄色葡萄球菌的检测,5.2 金黄色葡萄球菌快速检测方法,5.2.1 金黄色葡萄球菌鉴别培养基,Baird-Parker-f-RPF培养基 由法国生物梅里埃公司研制,该培养基是在BP琼脂的基础上加入RPF(兔血浆
22、纤维蛋白原)。,该培养基营养丰富,以氯化锂代替亚碲酸钾,血浆凝固酶阳性的金黄色葡萄球菌,将在培养基中呈现有晕环的黑色菌落。,五、金黄色葡萄球菌的检测(5.2 金黄色葡萄球菌快速检测方法),五、金黄色葡萄球菌的检测(5.2 金黄色葡萄球菌快速检测方法),5.2.2 3M金黄色葡萄球菌快速测试法,原理:Petrifilm.RSA Count Plate由美国3M公司研制生产,是一种薄膜型快速检测金黄色葡萄球菌的记数平板。,3M Petrifilm Staph aureus Count,测试薄膜是由二部分组成。第一部分是黄金色葡萄球菌培养基片。此培养基中含有经修正的Barid-Parker营养成分及
23、冷水可溶解的胶质。第二部分是一种耐热核酸酶(TNase)反应片。含有DNA、甲苯胺蓝(ToluidineBlue-O)及四唑指示剂(Tetraeolium),此指示剂有助于菌落的计数及确定葡萄球菌耐热核酸酶的存在。,五、金黄色葡萄球菌的检测(5.2 金黄色葡萄球菌快速检测方法),耐热脱氧核糖核酸酶为产毒金黄色葡萄球菌的典型特征酶,是鉴定金黄色葡萄球菌的标志酶之一。在Petrifilm.RSA检测片上,耐热DNA酶反应呈粉红色环带,包围着一个红色或蓝色的菌落。,五、金黄色葡萄球菌的检测(5.2 金黄色葡萄球菌快速检测方法),五、金黄色葡萄球菌的检测,5.3 金黄色葡萄球菌肠毒素的检测方法,5.3
24、.1 动物学试验法,五、金黄色葡萄球菌的检测(5.2 金黄色葡萄球菌快速检测方法),5.3.2 血清学试验法 金黄色葡萄球菌肠毒素为胞外蛋白,为超抗原,可用ELISA法进行检测。,5.3.3 分子生物学方法 如:核酸分子杂交法和PCR法。可用来检测编码肠毒素的特异性基因(entA、entB、entC、entD、entE等)。,六、金黄色葡萄球菌的预防与控制措施,6.1 防止金黄色葡萄球菌污染食品(1)防止带菌人群对各种食物的污染:定期对生产加工人员进行健康检查,患局部化脓性感染(如疥疮、手指化脓等)、上呼吸道感染(如鼻窦炎、化脓性肺炎、口腔疾病等)的人员要暂时停止其工作或调换岗位。,(2)防止
25、金黄色葡萄球菌对奶及其制品的污染:如牛奶厂要定期检查奶牛的乳房,不能挤用患化脓性乳腺炎的牛奶;奶挤出后,要迅速冷至-10以下,以防毒素生成、细菌繁殖。奶制品要以消毒牛奶为原料,注意低温保存。,六、金黄色葡萄球菌的预防与控制措施(6.1 防止金黄色葡萄球菌污染食品),(3)防止金黄色葡萄球菌对肉及其制品的污染:对肉制品加工厂,患局部化脓感染的禽、畜尸体应除去病变部位,经高温或其他适当方式处理后进行加工生产。,6.2 防止金黄色葡萄球菌肠毒素的生成 应在低温和通风良好的条件下贮藏食物,以防肠毒素形成;在气温高的春夏季,食物置冷藏或通风阴凉地方也不应超过6小时,并且食用前要彻底加热。,六、金黄色葡萄
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