常见细菌性食源性疾病研究进展
作者: 柏超凡 洪梦杰 赵小青 杨帅 时光霞摘 要:细菌性食源性疾病在全球范围内非常普遍,并对公共卫生和个人健康造成了影响。常见的3种食源性病原菌分为沙门氏菌、大肠杆菌和志贺氏菌,本文针对其形态特征和食源性致病机制,以及诊断细菌性食源性疾病的方法、有关细菌性食源性疾病治疗方案等进行综述,以期为临床实践和预防措施的制定提供理论依据。
关键词:沙门氏菌;大肠杆菌;志贺氏菌;食源性疾病
Research Progress on Common Bacterial Foodborne Diseases
BAI Chaofan, HONG Mengjie, ZHAO Xiaoqing, YANG Shuai, SHI Guangxia
(Medical College, Henan Vocational University of Science and Technology, Zhoukou 466000, China)
Abstract: Bacterial foodborne diseases are very common worldwide and have an impact on public health and personal health. The three common foodborne pathogens are divided into Salmonella, Escherichia coli, and Shigella. This article reviews their morphological characteristics, foodborne pathogenic mechanisms, diagnostic methods for bacterial foodborne diseases, and relevant treatment plans for bacterial foodborne diseases, in order to provide theoretical basis for clinical practice and prevention measures.
Keywords: Salmonella; Escherichia coli; Shigella; foodborne illness
细菌性食源性疾病主要通过食物或饮水中的细菌传播,导致胃肠道疾病和其他相关健康问题。世界卫生组织给出的相关数据显示,每年有数百万人受到细菌性食源性疾病的影响。其中,发展中国家的人群更容易感染并受到较大影响,部分原因是卫生条件较差、饮用水和食物质量控制不足[1]。细菌性食源性疾病的常见病因包括沙门氏菌、大肠杆菌、志贺氏菌等感染。这些细菌常会在食品加工、贮存、烹饪或传媒途径中感染食物[2]。食源性疾病的主要症状包括恶心、呕吐、腹泻、腹痛和发热等,甚至可能会导致严重的并发症,危及生命,尤其是对于老年人、孕妇和免疫系统受损的人群[2]。因此,研究细菌性食源性疾病是发现细菌传播途径、制定和执行食品安全政策和监管措施以保护社会大众健康的重要一环。
1 常见的食源性病原菌
1.1 沙门氏菌
沙门氏菌(Salmonella)是一类可以感染人和动物的革兰氏阴性杆菌,非孢子形成,需氧或兼性厌氧菌,菌体大小为(0.6~1.0)μm×(2~3)μm,属于肠道杆菌科(Enterobacteriaceae),是一种常见的肠道细菌[3]。据统计,世界各地发生的细菌性中毒疾病中,由沙门氏菌引起的食物中毒常居首位。沙门氏菌在穿过肠黏膜层前首先要黏附肠上皮细胞,一般将肠黏膜表面派尔集合淋巴结上的滤泡上皮细胞作为开始入侵的位置,滤泡上皮存在的微皱褶细胞有着捕捉抗原的能力。沙门氏菌依附微褶皱细胞后,Ⅲ型分泌系统启动,将效应蛋白分泌转移至宿主细胞,褶皱将重新形成。沙门氏菌被褶皱吞噬并随吞噬细胞迁移,从肠系膜淋巴结进入并扩散至其他部位,从而引发各种病症[4]。由于耐药菌的增加,抗生素的疗效越来越差,以益生菌为基础治疗的研究被公认为具有一定的疗效[5]。研究表明,乳酸杆菌和双歧杆菌可通过改善肠道菌群平衡和增强免疫系统功能来起到治疗作用,被广泛用于治疗感染性疾病。其他微生物,如布拉氏酵母菌、嗜热链球菌、粪肠球菌等也被用于体外或动物和人体试验[5]。
1.2 大肠杆菌
大肠杆菌(Escherichia coli)是肠杆菌科的成员,其大小为0.5 μm×(1~3)μm,有毛周,为革兰氏阴性菌,某些特殊的血清型大肠杆菌被认为具有致病性,能够引起人类和动物感染[6]。有多种病理型被描述为肠道致病性大肠杆菌,包括肠致病性大肠杆菌(Enteropathogenic E. coli,EPEC)、肠毒素大肠杆菌(Enterotoxigenic E. coli,ETEC)、肠聚集性大肠杆(Enteroadhesive E. coli,EAEC)等,主要引起腹泻和肠道疾病[7]。
最早被发现的大肠杆菌是EPEC,它是一种能够在肠道上皮细胞表面进行附着和脱落病变的病原菌,也是引起儿童腹泻的主要病原体,常见的症状是水样腹泻、腹痛、恶心、呕吐和发烧[8]。EPEC的主要致病机理是通过产生一系列定殖和适存因子来实现其附着和脱落能力,其致病因子通过Ⅲ型分泌系统转运到上皮细胞内部,导致上皮细胞的细胞骨架失衡,伴随炎症反应和腹泻等症状[8]。EPEC引起的腹泻可通过口服补液疗法进行治疗,如果持续感染则需要使用抗菌药。针对各种药物耐药性的相关报道已有很多[7]。引起儿童腹泻的主要病原体还有EAEC和ETEC,同时是旅行者出现腹泻的常见病因。EAEC主要在发达和发展中国家引起散发或暴发流行,也是艾滋病患者等出现顽固性腹泻和营养不良的病因之一[9]。ETEC主要在社会经济水平较低、难以获得清洁生活用水和卫生设施的地区流行[10]。EAEC的致病机理主要分为3个部分:EAEC依靠集聚黏附菌毛和其他黏附因子黏附于肠黏膜;在EAEC作用下,肠道细胞分泌黏液,细菌在肠上皮细胞表面形成生物膜;EAEC释放毒素,引起肠道分泌炎性因子,产生黏膜毒性和炎症反应[9]。而ETEC则是通过表达1~3种定殖因子(CFs),如CFA/I和大肠表面抗原1~6(CS1~CS6)、CS7、CS14和CS17介导细菌与上皮细胞的黏附。同时能表达一种或两种质粒携带的肠毒素,即热易变毒素或热稳定毒素,这两种毒素都可以导致上皮膜中膜离子通道的失调[10]。
1.3 志贺氏菌
志贺氏菌属是肠杆菌科的革兰氏阴性细菌病原体,形状大小为(0.5~0.7)μm×(2~3)μm,分为痢疾志贺氏菌、福氏志贺氏菌、鲍氏志贺氏菌和宋内氏志贺氏菌。人和灵长类动物是志贺氏菌适宜寄主,主要通过侵入结肠上皮细胞引起腹泻,常引发细菌性痢疾,通称为痢疾杆菌[11]。
人在接触志贺氏菌疾病患者的粪便或食用含有志贺氏菌的食品和饮水后,一些细菌在胃部的酸性环境下生存下来,穿过小肠后到达结肠,侵入结肠黏膜,从而引起急性坏死性结肠-直肠炎,导致结肠上皮细胞破坏。主要临床特征是严重的黏液性血痢,伴有发烧和腹部绞痛,甚至还可能出现危及生命的并发症,包括低血糖、菌血症、脓毒血症、急性肾功能衰竭的溶血性尿毒症综合征和中毒性巨结肠[12]。此外,细菌性痢疾还会造成营养不良,导致幼儿发育迟缓,对幼童和免疫力低下或得不到适当治疗的受感染者来说可能是致命的[13]。儿童感染志贺氏菌还可能引起一种罕见但严重的并发症中毒性巨结肠症,其特点是肠道肿胀和炎症,可能导致肠道功能丧失,而在感染清除后,还可能出现溶血性尿毒症综合征等并发症,其特点是肾功能衰竭、血小板和红细胞水平低,以及反应后关节炎,即患者在志贺菌病发作后数年内都可能患有慢性关节炎[13]。一般情况下,对于有症状的儿童和成人志贺氏杆菌病患者,通常建议使用抗菌药物治疗,并根据实际耐药性情况进行选择,以缩短症状持续时间,并减少成人和儿童的细菌脱落时间。然而,随着耐药菌株数量的增加,针对志贺氏杆菌病的传统抗生素疗法变得越来越低效。因此,开发治疗耐药志贺菌感染的新型治疗策略至关重要。
2 疾病诊断和监测
食源性疾病的鉴别方法一般是根据不同来源的样本,采用免疫学检测方法如酶联免疫吸附试验(Enzyme Linked Immunosorbent Assay,ELISA)、酶免疫分析(Enzyme Immunoassay,EIA)、侧流检测、凝集试验等对毒素、毒素编码基因和细菌菌株进行鉴定和分型,这种方法虽然耗时耗力,但对诊断食源性疾病做出了巨大贡献[14]。疾病监测工作从传统的限制性消化技术过渡到全基因组测序(Whole Genome Sequencing,WGS)是个重要的趋势。WGS能够提供更全面、详细的病原体基因组信息,有助于更准确地进行菌株鉴定和病原体来源追踪,尽管疾病监测WGS数据的收集和分析工作流程相对标准化,但国内外公共卫生机构在数据收集和分析方法上存在一些差异,可能会影响到协作和合作[15]。为了解决这个问题,国家和国际社会正在努力直接比较不同的分析方法,共同制作和分析WGS数据,从而提高全球疫情响应能力。统一的工作流程对于确保数据准确性、可比性和最终在公共卫生工作中的应用非常重要,有利于不同地区和国家针对疫情监测数据进行更好地交流和比较,可为更快速、更准确地采取控制措施提供支持[15]。同时,统一的工作流程还能够促进全球间的合作和资源的合理分配,有利于各国共同应对食源性病原体和其他公共卫生威胁。
3 结语
目前,相关人员对于细菌性食源性疾病的了解并不全面。例如,针对沙门氏菌、大肠杆菌和志贺氏菌引起食源性疾病机制的研究大多数停留在生理层面,有关分子机理的研究甚少,每种病原菌又分为许多亚种,其致病机制复杂多样,因此有关致病机制的研究还需继续深入。在诊断方面,已经有了一些常规方法和一些新手段,但仍然有很大的进步空间,应不断更新诊断技术,做到快速准确地诊断,在第一时间对患者进行救治。除此之外,在食源性疾病的治疗方面,针对志贺氏菌感染的疫苗仍然较少。因此,未来发展和改进疫苗以预防这些细菌引起的感染迫在眉睫。
参考文献
[1]FlECKENSTEIN J M,KUHLMANN F M,SHEIKH A.Acute Bacterial Gastroenteritis[J].Gastroenterology Clinics of North America,2021,50(2):283-304.
[2]QAMAR F N,HUSSAIN W,QURESHI S.Salmonellosis Including Enteric Fever[J].Pediatric Clinics of North America,2022,69(1):65-77.
[3]LI W W,REN Q L,NI T,et al.Strategies Adopted by Salmonella to Survive in Host:a Review[J].Archives of Microbiology,2023,205(12):362.
[4]KURTZ J R,GOGGINS J A,MCLACHLAN J B.Salmonella Infection:Interplay Between the Bacteria and Host Immune System[J].Immunology Letters,2017,190:42-50.
[5]NAMI Y,HAGHSHENAS B,ABDULLAH N,
et al.Probiotics or Antibiotics: Future Challenges in Medicine[J].Journal of Medical Microbiology,2015,64(2):137-146.
[6]ZHOU F,WANG D H,HU J M,et al.Control Measurements of Escherichia coli Biofilm:a Review[J].Foods,2022,11(16):2469.
[7]PAKBIN B,BRÜCK W M,ROSSEN J W A.Virulence Factors of Enteric Pathogenic Escherichia coli:a Review[J].International Journal of Molecular Sciences,2021,22(18):9922.