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临床微生物学检验技术实验指导
1.7.1.2 二、链球菌属
二、链球菌属

(一)临床意义

链球菌属细菌种类多,分布广,有的作为正常菌群寄居于人体的上呼吸道、消化道、泌尿生殖道,有的是皮肤上的过路菌,还有某些菌种为毒力强的致病菌。引起人类致病的主要是A群链球菌,可引起急性咽炎、呼吸道感染、丹毒、脓疱病、软组织感染、心内膜炎和脑膜炎等,还可引起猩红热以及感染后的变态反应性疾病如急性肾小球肾炎、风湿热等。无乳链球菌是新生儿菌血症和脑膜炎的常见菌,该菌还可引起孕妇胎膜早破,对成人主要引起肾盂肾炎、子宫内膜炎等;C、G群β溶血性链球菌主要通过手术和创伤引起感染;肺炎链球菌主要引起支气管炎、大叶性肺炎、中耳炎、鼻窦炎、脑膜炎和菌血症,是社区获得性肺炎的主要病原菌之一,临床较为常见;草绿色链球菌可引起心脏瓣膜异常患者亚急性细菌性心内膜炎,血液链球菌、温和链球菌、口腔链球菌、中间型链球菌等常分离自深部脓肿,特别是肝和脑的脓肿。

(二)链球菌属的检验程序

链球菌属检验程序见图5-3。不同的临床样本,分别采取相应的处理方式。

(三)目的要求

1.掌握 链球菌属的形态及培养特性,A、B群链球菌和肺炎链球菌的鉴定方法。

2.熟悉 链球菌属的鉴定依据。

(四)器材与试剂

1.菌种 A群链球菌、B群链球菌、D群链球菌、肺炎链球菌与甲型链球菌等。

图5-3 链球菌属检验程序

2.培养基 血琼脂平板,血清肉汤、胆汁七叶苷、6.5%氯化钠肉汤、M-H血琼脂平板等。

3.试剂 新鲜血浆、3%过氧化氢溶液、10%去氧胆酸钠溶液、革兰染色试剂、链球菌胶乳凝集实验试剂(A,B,C,D,…,G群),杆菌肽药敏纸片、Optochin药敏纸片等。

4.其他 接种环、载玻片、黑色玻璃板、加样枪、无菌枪头、游标卡尺、酒精灯、光学显微镜、生物安全柜、培养箱等。

(五)步骤与方法

1.分离培养

(1)平板分离培养:分别将A、B、D群链球菌,肺炎链球菌,草绿色链球菌分区划线接种于血琼脂平板,置于5%~10%CO2环境,35℃培养箱中孵育18~24 h。注意链球菌的营养要求高,须在培养基中加入血液、血清才能生长,肺炎链球菌和草绿色链球菌某些种的培养需要CO2。链球菌在血琼脂平板上形成灰白色小菌落,不同菌种的菌落可形成α、β、γ三种特征性溶血现象,A、B群链球菌为灰白色、圆形、凸起、直径约1 mm、呈β溶血的菌落。肺炎链球菌为微绿色、扁平、光滑的呈α溶血的菌落,中心可有下陷感,培养48 h后呈“脐窝状”菌落,见图5-4及文后彩图。D群链球菌、草绿色链球菌菌落稍小,呈α溶血。

图5-4 链球菌肺炎链球菌“脐窝状”菌落

(2)血清肉汤培养:分别将A、B、D群链球菌,肺炎链球菌,草绿色链球菌接种于血清肉汤中,置于5%~10%CO2环境,35℃培养箱中孵育18~24 h。链球菌在液体培养基中表现为絮状和颗粒沉淀。

2.涂片染色镜检 分别取A、B、D群链球菌,草绿色链球菌培养物进行涂片、染色、镜检。链球菌镜下呈单个、成双、成链状或短链状排列的圆形、革兰阳性球菌。在尿液、脓液、胸腔积液、腹腔积液、血液标本及肉汤中直接涂片,革兰染色镜检中链球菌排列可呈长链状。肺炎链球菌多呈矛头状、宽端相对尖端向外、成双排列的革兰阳性球菌,在液体标本涂片染色中菌体周围可见荚膜。

3.生化反应

1)触酶实验 挑取链球菌的培养物进行触酶实验,具体操作及结果判断见上一节葡萄球菌属中相关内容。链球菌属触酶实验阴性。

2)杆菌肽敏感实验

(1)原理:A群链球菌对杆菌肽几乎100%敏感,而其他群链球菌对杆菌肽通常耐药。

(2)方法:将待检链球菌分别密集划线于MH血琼脂平板上,粘贴0.04 U杆菌肽药敏纸片,35℃培养箱中孵育18~24 h后观察。

(3)结果判断:杆菌肽周围出现抑菌圈为敏感,则推断被检菌为A群链球菌。无抑菌圈者为阴性。

3)CAMP实验

(1)原理:B群链球菌能产生CAMP因子,可促进金黄色葡萄球菌β溶血素活性。在血琼脂平板上2种细菌交界处溶血能力增强,形成箭头状的透明溶血区。

(2)方法:在血琼脂平板上,用金黄色葡萄球菌ATCC25923划线接种一条直线,再分别将待检链球菌在距金黄色葡萄球菌接种线3~10 mm处呈垂直直线方式接种一条短直线,用同样的方法接种阴性、阳性对照菌,35℃、5%~10%二氧化碳培养箱中孵育18~24 h后观察。

图5-5 B群链球菌CAMP实验

(3)结果判断:2接种线之间出现箭头状的扩大透明溶血区者为阳性。未出现扩大溶血区者为阴性,B群链球菌CAMP实验阳性,见图5-5。

4)Optochin敏感实验

(1)原理:Optochin(即乙基氢化去甲奎宁)对肺炎链球菌有特异抑制作用,可干扰肺炎链球菌叶酸的生物合成,抑制该菌生长,而使肺炎链球菌对其敏感;Optochin对其他链球菌无抑制作用,故其他链球菌表现为耐药。

(2)方法:将肺炎链球菌、草绿色链球菌分别密集划线于血琼脂平板上,粘贴5 μg Optochin药敏纸片,35℃、5%~10%二氧化碳培养箱中孵育18~24 h后观察结果。

(3)结果判断:Optochin抑菌圈直径≥14 mm为敏感,<14 mm为阴性。

5)胆汁溶菌实验

(1)原理:肺炎链球菌能产生自溶酶,胆汁或胆盐可加速肺炎链球菌本身自溶过程,促使菌体发生自溶,溶解肺炎链球菌而使菌落消失。

(2)方法:①平板法:直接将10%去氧胆酸钠溶液滴在菌落上,置于35℃孵育30 min后观察结果。②试管法:直接将20%去氧胆酸钠溶液0.1 mL滴入1 mL血清肉汤培养物中,摇匀后置于35℃培养箱中孵育,30~60 min后观察。

(3)结果判断:平板法以菌落消失为阳性;试管法以加胆盐的培养物变澄清、透明者为阳性,而对照管仍混浊为阴性。

6)七叶苷分解实验

(1)原理:有的细菌可将七叶苷分解成葡萄糖和七叶素,七叶素与培养基中枸橼酸铁的二价铁离子反应,生成黑色的化合物,使培养基呈黑色。

(2)方法:将待检链球菌接种于七叶苷生化微管培养基中,35℃培养箱中孵育18~24 h后观察。

(3)结果判断:生化微管中培养基变为黑色或棕褐色者为阳性,不变色者为阴性。D群链球菌和肠球菌属七叶苷分解实验阳性。

7)吡咯烷酮芳基酰胺酶(PYR)实验

(1)原理:有些细菌能产生吡咯烷酮芳基酰胺酶,能水解吡咯烷酮β-萘酚酰胺(PYR)基质,释放出β-萘酚酰胺,后者与N,N-二甲氨基肉桂醛反应,产生桃红色者为阳性。

(2)方法:直接取新鲜培养的菌落,涂布于含有PYR的试纸上,置于35℃培养箱中孵育5 min,滴加显色剂后观察结果。

(3)结果判断:滴加显色剂1 min后若阳性则显红色,无颜色变化者为阴性。A群链球菌和肠球菌PYR实验阳性。

8)链球菌快速胶乳凝集实验

(1)原理:用已知的A、B等各群抗原的免疫血清分别致敏的胶乳颗粒,与待检链球菌进行间接胶乳凝集反应,该菌与相对应的群的胶乳颗粒能产生肉眼可见的凝集现象。

(2)方法:挑取2~3个待检菌落混悬于已加入0.4 mL提取酶的试管中,并使其乳化均匀,置于35℃水浴10~15 min。在水浴的同时在卡片的相应区域各加1滴A,B,C,…,G群抗体致敏胶乳液,然后分别加入提取酶已处理完成的菌悬液各1滴,混匀,轻轻摇动卡片,观察结果。

(3)结果判断:在2~10 min内发生胶乳凝集者为阳性。待检菌与哪群抗体致敏的胶乳颗粒凝集,就表明该菌为相应血清群的链球菌。

9)肺炎链球菌胶乳凝集实验

(1)原理:肺炎链球菌与肺炎链球菌胶乳混合能产生特异性的抗原抗体反应,产生肉眼可见的凝集现象。

(2)方法:在两片干燥、洁净的载玻片上各加1滴生理盐水并加入待检菌,研磨均匀制得菌悬液;在一片载玻片上加1滴抗肺炎链球菌胶乳,在另一载玻片上加1滴质控胶乳,分别搅拌混匀后轻轻摇动载玻片,于2 min内读取结果。

(3)结果判断:2 min内待检菌与抗肺炎链球菌胶乳出现反应,产生清晰可见的凝集,而不与质控胶乳发生凝集者为阳性,与两个试剂均不产生凝集者为阴性。

10)荚膜肿胀实验

(1)原理:特异抗血清和相应荚膜细菌相互作用,使细菌的荚膜明显增大,细菌的周围有较宽的环状带。

(2)方法:取洁净载玻片两侧各加待检菌1~2接种环,一侧加抗细菌荚膜血清,另一侧加正常血清各1~2接种环,混匀;两侧各加1%美蓝溶液1接种环,混匀,分别加盖玻片,放置于湿盒中5~10 min,镜检。

结果判断:阳性:镜下观察在蓝色细菌周围可见厚薄不等、边界清晰的无色环状物,而在对照侧则无此现象。阴性:实验和对照物侧均不产生无色环状物。肺炎链球菌荚膜肿胀实验阳性。

11)其他 有条件的实验室可进行质谱分析或测序技术进行菌种鉴定。

链球菌属内的鉴定实验见表5-3。

表5-3 β溶血性链球菌属内鉴定实验

(六)注意事项与小结

(1)杆菌肽敏感实验时,已接种待检菌并粘贴了杆菌肽药敏纸片的M-H血琼脂平板,应置于35℃普通培养箱中孵育,而不能放入5%~10%二氧化碳培养箱中,否则影响结果判读。

(2)进行胆盐溶菌实验时,应仔细观察消失的菌落是溶菌还是被试剂冲走移位。

(3)链球菌快速胶乳凝集实验时,待检菌必须为纯培养物,且实验的菌量需足够,如果待检菌的菌量不够,可能出现假阴性结果。

(4)自凝菌株不能用链球菌快速胶乳凝集实验分群;若所有的胶乳试剂都出现凝集,必须重做实验。

(5)非溶血菌株可以与A、B、C、F或G群胶乳悬液反应,需用生化方法进行鉴定;α溶血或非溶血性菌株的血清学实验不明显,也需要进行生化实验以鉴定分离株。

(6)链球菌快速胶乳凝集实验时,一些D群链球菌也可以和G群发生凝集反应,因此应以生化反应为金标准。

(7)肺炎链球菌胶乳试剂在使用前应将试剂盒置于室温(18~25℃)中平衡20 min,使用时混匀胶乳试剂,并防止滴瓶中泡沫滴至实验玻片上。

(8)所有实验应注意无菌操作并注意生物安全防护。

(七)思考题

(1)链球菌鉴定与鉴别常用实验有哪些?

(2)简述A群链球菌、肺炎链球菌的分离培养和鉴定要点。

(3)填写下表,试述下列链球菌的主要鉴别要点(表5-4)。

表5-4 链球菌的主要鉴别实验