大肠杆菌可通过饮用受污染的水或进食未熟透的食物(特别是免治牛肉、汉堡扒及烤牛肉)而感染。饮用或进食未经消毒的奶类、芝士、蔬菜、果汁及乳酪而染病的个案也有发现。此外,如果个人卫生欠佳,也可能会通过人传人的途径,或经进食受粪便污染的食物而感染该种病菌。
大肠杆菌在生物技术中的应用
大肠杆菌作为外源基因表达的宿主,遗传背景清楚,技术操作简单,培养条件简单,大规模发酵经济,倍受遗传工程专家的重视。目前,大肠杆菌是应用最广泛、最成功的表达体系,常做高效表达的首选体系。
大肠杆菌更适合原核基因的表达,外源基因表达产量与单位体积产量是正相相关的,而单位体积产量与细胞浓度和每个细胞平均表达产量呈正相相关。细胞的浓度与生长速率,外源基因拷贝数和表达产物产量之间存在动态平衡,单个细胞的产量又与外源基因拷贝数、基因表达效率、表达产物的稳定性和细胞代谢负荷等因素有关。
2.让人欢喜让人忧——枯草杆菌
枯草杆菌的特性和拮抗范围
枯草杆菌是芽孢杆菌属的一种。单个细胞着色均匀,无荚膜,全身鞭毛,能活动,属于革兰氏阳性菌。芽孢椭圆到柱状,位于菌体中央或稍偏,芽孢形成后菌体不膨大。菌落表面粗糙不透明,污白色或微黄色,其在液体培养基中生长时,常形成皱醭。
枯草杆菌是需氧菌,它可以利用蛋白质、多种糖及淀粉,分解色氨酸而形成。它属于球形芽孢杆菌,简称Bs,也是一种微生物杀虫剂,Bs对蚊子幼虫有极具专门针对性的灭杀作用。
杆菌属细菌普遍存在于土壤及植物体表,本属细菌中部分种类由于可产生对植物病原真菌、细菌甚至有害昆虫等具有毒害作用的抗生物质,因此常被加以研究并发展应用于植物病害或虫害的生物防治上。
在植物病害防治上,本属细菌常被研究应用的有B.subtilis、B.cereus、B.megaterium以及B.pumilus等,其中尤其以枯草杆菌B.subtilis在生物防治上的应用最具潜力,它在温度和通气等适宜条件时在幼龄细胞中大量形成芽孢。
枯草杆菌的作用机制
枯草杆菌对植物病原真菌和细菌具有拮抗作用,因为枯草杆菌在其代谢过程中,至少会产生66种不同的抗生素。会产生抗生素的枯草杆菌除可将菌体直接喷洒植物叶片保护其免受叶部病害外,还可制成粉剂或纯化出其抗生物质,进行种子覆被或土壤处理。
枯草杆菌常可同时产生分子量相近的多种抗生素,其组成结构为多个胺基酸以环状结构联接,因此其较不易被动植物的蛋白酸水解。
当人体发热时,眼睛局部抵抗力下降。泪液分泌减少,枯草杆菌就会大量繁殖,从而引起细菌性角膜溃疡,使视力受到严重的损害。
传播方法及其防治
枯草杆菌主要是通过不洁的双手接触到眼部,以及戴上受细箘感染的隐形眼镜感染人体。
在120℃以上的高温情况下,枯草杆菌的芽孢会在15~30分钟内被杀死。如果患者眼睛出现其并发症时,应立即到医院就诊。
人们取出的隐形眼镜必须保持清洁,要避免细菌污染,放入特制的浸泡液内保存,下次戴用前一定再用清洁液清洗干净。在戴镜期间,人如出现严重的持续性眼球发红、疼痛、分泌物增多及视物膜糊等症状时,应立即停止戴镜并到医院检查治疗。
3.鼠疫的祸源——鼠疫杆菌
鼠疫杆菌是侵略者在细菌战中使用的致死性细菌战剂。它属于耶尔森氏菌属,是引起烈性传染病鼠疫的病原菌。
鼠疫杆菌为短小的革兰氏阳性球杆菌,新分离株以美蓝或姬姆萨染色,显示为两端浓染,有荚膜(或称封套)。
鼠疫杆菌为需氧及兼性厌氧菌,而且对外界抵抗力强,在寒冷、潮湿的条件下,不易死亡。
鼠疫杆菌的特性
鼠疫杆菌为短小的革兰氏阳性球杆菌,新分离株以美蓝或姬姆萨染色,显示两端浓染,有荚膜(或称封套)。在病灶标本中及初代培养时,它的外表呈卵圆形,在液体培养基中生长呈短链排列。
鼠疫杆菌是一种需氧及兼性厌氧菌,最适温度为27℃~28℃。初次分离需在培养基中加入动物血液、亚硫酸钠等以促进生长。在血平板上,28℃培养48小时后,鼠疫杆菌长成不透明的、中央隆起、不溶血、边缘呈花边样的菌落,这种菌落形态为本菌的特征。在液体培养基中24小时孵育,它会逐渐形成絮状沉淀,48小时在液表面形成薄菌膜,从菌膜向管底生长出垂状菌丝,呈钟乳石状。
鼠疫杆菌对外界抵抗力强,在寒冷、潮湿的条件下,不易死亡,在零下30℃仍能存活,在5℃~10℃条件下还能生存。鼠疫杆菌可耐直射日光为1~4小时,在干燥咯痰和蚤粪中存活数周,在冻尸中能存活4~5个月。但它对一般消毒剂、杀菌剂的抵抗力不强,对链霉素、卡那霉素及四环素等抗生素敏感。
鼠疫杆菌毒株的抗原成分和毒素
荚膜FI抗原在荚膜中存在两种抗原成分,一种是多糖蛋白质,另一种为蛋白质。它只在37℃时培养产生,有抗御吞噬作用。
毒力V/W抗原在细菌表面,V抗原是蛋白质,有保护作用;W抗原为脂蛋白,不能使豚鼠获得保护力,V/W抗原结合物有促使产生荚膜,抑制吞噬的作用,并有在细胞内保护细菌生长繁殖的能力。因此,其与侵袭力有关。
鼠毒素是鼠疫杆菌产生的外毒素(毒性蛋白质),主要作用是抑制辅酶还原,损害心肌细胞内线粒体呼吸,毒害末梢血管系统及淋巴管内皮细胞,造成血压下降及休克,又可使肝、肾及心肌组织变性、出血、坏死。鼠毒素抗原性强,可制成类毒素。
内毒素与一般革兰氏阴性杆菌的内毒素性质相同,但其毒性较强、耐热,能引起发热、弥漫性血管内凝血和中毒性休克。
杀菌素有杀死其他菌的作用,与侵袭力有关,有助于侵袭扩散。
鼠疫杆菌的致病性和免疫性
鼠疫杆菌所导致的病为多途经传染,靠荚膜、多种毒性抗原、鼠疫杆菌卵、内毒素及毒性酶、透明质酸酶、溶纤维蛋白酶等致病。
它的种类按传播方式不同,可分为:鼠间的鼠疫一般在人间发生流行之前发生,通过鼠蚤吸血传播;而人类的鼠疫病是被感染的鼠蚤叮咬而传染,也可因宰杀感染后的动物,由破损创口侵入,或因吸入含本菌的气溶胶感染。
目前,人体对鼠疫杆菌没有天然免疫力,容易感染。患过鼠疫病愈者可获得持久性免疫力,很少再次感染。
鼠疫杆菌引发的病症
鼠疫是由鼠疫杆菌引起的自然疫源性烈性传染病,又叫做黑死病。临床表现主要为高热、淋巴结肿痛、出血倾向、肺部特殊炎症等,它早在2000年前就有记载。
鼠疫杆菌侵入皮肤后,主要是靠荚膜、V/W抗原吞噬细胞吞噬,先局部繁殖,随后又靠透明质酸及溶纤维素等作用,迅速经由淋巴管至局部淋巴结繁殖,引起原发性淋巴结炎(腺鼠疫)。然后,淋巴结里大量繁殖的病菌和毒素进入人的血液,引起全身感染、败血症和严重中毒症状,脾、肝、肺、中枢神经系统等都可受累。病菌播及肺部,发生继发性肺鼠疫。
病菌如果直接经呼吸道吸入,病菌则先在局部淋巴组织繁殖。
继而播及肺部,引起原发性肺鼠疫。在原发性肺鼠疫基础上,病菌侵入血流,又形成败血症,称继发性败血型鼠疫。少数感染极严重者,病菌迅速直接入血,并在其中繁殖,称原发性败血型鼠疫,病死率极高。
鼠疫基本病变是血管和淋巴管内皮细胞损害及急性出血性、坏死性病变。淋巴结肿常与周围组织融合,形成大小肿块,呈暗红或灰黄色;脾、骨髓有广泛出血;皮肤黏膜有出血点,浆膜腔发生血性积液;心、肝、肾可见出血性炎症。肺鼠疫呈支气管或大叶性肺炎,支气管及肺泡有出血性浆液性渗出以及散在细菌栓塞引起的坏死性结节。
鼠疫杆菌防治原则
为防止鼠疫的扩散,人们必须对其进行预防,预防鼠疫的基本原则有以下几点:严格控制传染源,隔离可疑病人,严格执行检疫制度;切断传播途径,灭鼠、灭蚤;提高人群免疫力(预防接种鼠疫无毒活疫苗)和个人防护。
高价鼠免疫血清在治疗上有效,可与抗生素并用。