阴沟肠杆菌

阴沟肠杆菌(学名:Enterobacter cloacae)是肠杆菌科肠杆菌属的一种兼性厌氧、周鞭毛、有动力的革兰阴性短粗杆菌,广泛存在于自然界,在人和动物的粪便、泥土、植物中均可检出,属肠道正常菌种之一,为条件致病菌。

阴沟肠杆菌引起的细菌感染性疾病常累及多个器官系统,包括皮肤皮肤和软组织感染尿路感染、呼吸系统感染、中枢神经系统感染败血症等。阴沟肠杆菌耐药情况严重,应根据药敏试验和耐药机制检测报告选择用药,避免滥用抗生素。早期合理选择敏感抗菌药物治疗预后良好。

碳青霉烯类耐药肠杆菌科细菌(CRE)是一类对碳青霉烯类药物产生耐药的肠杆菌科细菌的统称,包括阴沟肠杆菌等70多种细菌。2024年,世界卫生组织将碳青霉烯类耐药肠杆菌科细菌(CRE)列为耐药风险最高级别第一位。截至2025年12月1日,韩国已报告44930例CRE感染病例。

历史

Jordan(1890)发现人类阴沟肠杆菌,曾将其称为阴沟芽孢杆菌,归属于芽孢杆菌属。Lehman和Neumann(1896)改称为阴沟杆菌。Castellani和Chalmers(1919)改名为阴沟气杆菌。Hormaeche和Edwards(1960)定名为阴沟肠杆菌(E.cloacae),将其归属于肠杆菌属,以解决原先被归为产气荚膜杆菌属的一些菌株在分类学上的不一致,并将阴沟肠杆菌和产气肠杆菌划进为这个新属的两个种,并以阴沟肠杆菌为该属的模式株。Rhodes AN等(1998)通过16SrRNA检测证明1.2万年前乳齿象的大肠和小肠有机化合物中存在阴沟肠杆菌。1972年这个属中增加了聚团肠杆菌。近年研究用热休克蛋白60(HSP60)对阴沟肠杆菌进行检测分析,阴沟肠杆菌分为12个基因簇和一个不稳定性基因簇(X111),又根据本菌的基因组的异质性重新分为6个种:阿氏肠杆菌(E.asburiae)、霍氏肠杆菌(E.hormaehei)、阴沟肠杆菌(E.cloacae)、神户肠杆菌(E.kobei)、路德维希肠杆菌属(E.ludwigii)和超压肠杆菌(E.nimipressurahis)。6个种间脱氧核糖核酸相似度约在61%~67%。

病原学

阴沟肠杆菌归属于肠杆菌属。阴沟肠杆菌为革兰氏染色阴性,呈短粗大豆杆状,两端钝圆,无芽孢,涂片染色镜检细菌大小中等,0.6~0.8μm×1.0~1.3μm,单个散在或成团。电镜下观察菌体呈杆状,表面似有皱褶,有微泡,周身鞭毛6~8条和菌毛。无芽孢、无荚膜。兼性厌氧,37℃培养24小时,普通培养基中生长成半透明、光滑湿润、灰白色、扁平、微隆起、边缘整齐的中等大小的菌落,直径2~3mm;培养48小时菌落不透明。在麦康凯琼脂培养基中呈现浅红色、边缘整齐的1~3mm小菌落,黏稠状。SS培养基中菌落边缘无色、中心浅橘红色,生长丰富。伊红一亚甲蓝(EMB)培养基中菌落粉红色,且呈黏稠状。在血琼脂培养基中生长丰富,不溶血性贫血,但在菌苔处有明显轻度β溶血晕。在普通液体培养物里生长丰富,均匀混浊,管底有小点状菌体沉淀,液面有菌膜。阴沟肠杆菌的模式株为ATCC13047,CIP60.85,DSM30054,JCM1232,LMG2783,NCTC 10005;GenBank登录号(16SrRNA):AJ41784。该菌脱氧核糖核酸的G+Cmol%为52~54。

生化反应特征:硫化氢L-苯丙氨酸、靛基质、甲基红尿素赖氨酸鸟氨酸、氧化酸阴性;葡萄糖酸盐、柠檬酸、动力、产气、棉子糖、山梨醇、侧金花醇、木胶糖、葡萄糖阳性。不产生黄色色素。鸟氨酸脱羧酶试验、精氨酸双水解酶试验阳性;赖氨酸脱羧酶、吲哚试验阴性。阴沟肠杆菌复合体能发酵大多数糖类产气,发酵丙三醇肌醇不产气,发酵乳糖可能缓慢,可利用丙二酸盐作为碳源。

阴沟肠杆菌具有菌体(O)、鞭毛(H)和表面(K)3种抗原成分,但通常对阴沟肠杆菌抗原血清型的检定及机体的免疫、应答,主要是对其O抗原的。Gaston(1983)设计了一基于独特菌体抗原的阴沟肠杆菌血清群分群方案,在对300多株阴沟肠杆菌分离株进行抗原性分析后,最初建立了28个血清群,其中以血清群O:3(21%)和O:8(13%)为主。血清分群最初比生物分型在确定菌株亲缘关系方法具有更高的分类价值,可对85%的阴沟肠杆菌进行分类。

坂崎和Namuika已报告,阴沟肠杆菌具有53个O抗原群(1~53)和56个H抗原(1~56)及79个血清型。有的阴沟肠杆菌菌株会与肠杆菌科其他菌属的细菌发生血清学交叉反应,主要有大肠杆菌志贺氏菌属、沙门氏菌属等。阴沟肠杆菌的抗原均具有较好的抗原性(尤其是O抗原),机体被感染或耐过后或免疫接种后动物均可产生一定的免疫应答,主要是体液免疫反应。但由于阴沟肠杆菌的感染常是表现为呼吸道、泌尿道、创伤等局部感染特征,因此,常不能表现出良好的免疫保护。Hormaeche和Edwards(1960)提出肠杆菌属,以解决原先被归为产气荚膜杆菌属的一些菌株在分类学上的不一致。并将阴沟肠杆菌和产气肠杆菌划进这个新属的两个种,并以阴沟肠杆菌为该属的模式株,1972年这个属中增加了聚团肠杆菌。阴沟肠杆菌复合体(E.cloacae conplex):大量的报告显示,这个种在脱氧核糖核酸水平上是遗传学上不一致的,收集的系统性调查证明在该复合体中至少有6种且可能多达13种基因种。

流行病学

阴肠杆菌广泛分布于自然界的腐物、土壤、动物、植物、蔬菜、动物与人类的粪便、水和日常食品中,也存在于人及动物的皮肤、呼吸道、泌尿道等部位。常可从尿液、痰液、呼吸道分泌物、脓汁等临床材料中检出,也偶尔从血液和脑脊液分离到。在医院内,更是多种物体表面的普遍污染菌及医院内感染菌。

阴沟肠杆菌感染的发生具有一定的条件性,但只要具备了入侵和生长繁殖的条件,就可能发生感染。无论是人还是动物的阴沟肠杆菌感染,在一般情况下,多是在个体的发生或是在动物养殖场的局部发生。动物的阴沟肠杆菌感染,为世界性分布,且缺乏明显的区域分布特征,也缺乏明显的季节性特征。另一方面则常是在环境、用具被污染的情况下,导致继发感染或混合感染,如宿主防御功能减退。对动物的感染了解很少。阴沟肠杆菌感染存在多种类型,且还有不断扩展的趋势,可能是与临床广谱抗生素的使用不规范以及阴沟肠杆菌的耐药特征有直接关系;动物的阴沟肠杆菌感染,主要是胃肠道感染,但也存在全身性感染,且有日益发病严重的征兆,需引起广泛的关注。

发病机制

在发病机制方面,有研究认为,与潜在毒力因子有关。截至2023年,比较明确的是阴沟肠杆菌的黏附与毒素在发病中的作用,但总体来讲对阴沟肠杆菌感染的发生,还有不少的问题不清楚。相关的研究显示肠杆菌属细菌一般均能产生I型和Ⅲ型甘露糖敏感的红细胞凝集素(MSHA),仅仅是偶尔产生甘露糖抗性的红细胞凝集素(MRHA);MSHA的受体似乎是一个高甘露糖的寡聚糖,假定的菌毛是一种35kDa的蛋白质,其多肽鼠伤寒沙门氏菌的一种甘露糖特异的黏附因子(FimH)具有68%~85%的一致性。这些凝集素,可能是与在组织细胞的定植并发生感染有关。有研究表明肠杆菌能产生几种毒素。阴沟肠杆菌的溶血素,对人的红细胞和白细胞具有细胞毒性作用。Paton等(1996)报告,从一名患溶血性贫血尿毒综合征(HUS)的婴儿体内分离到1株产生志贺毒素(Shiga 毒素,Stx)的阴沟肠杆菌,该菌株与Stx2特异性基因探针反应(不能与Stxl特异性基因探针反应),但阴沟肠杆菌携带的Stx2基因是不稳定的,其作用也不清楚。

Stoorvogel等(1991)报告,可能至今被确定的阴沟杆菌最重要的毒力因子是OmpX(Outer membrane protein),这是一种由染色体基因编码的17 kDa的外膜蛋白,是与致病过程中的侵袭作用相关。另外,肠杆菌属普遍能产生各种铁载体,大多数阴沟肠杆菌分离菌株能产生异羟肟酸铁载体的气杆菌素(aerobactin),一般是与侵袭性感染的细菌有关。Keller等(1998)报告,有许多的阴沟肠杆菌菌株具有血清抗性。李刚山等(2007)报告,从云南省某部队小儿感染性腹泻患者粪便中分离的9株阴沟肠杆菌,进行小肠结肠炎耶尔森菌高致病性毒力岛(HP1)的irp-2基因检测,结果均为阳性,并证实是具有毒力的菌株,与致病性密切相关。在国内首次从阴沟肠杆菌中检出HPI的irp-2基因,这在对阴沟肠杆菌的致病作用、分子流行病学等方面的研究具有重要意义。

临床表现

阴沟肠杆菌引起的细菌感染性疾病常累及多个器官系统,包括皮肤皮肤和软组织感染尿路感染、呼吸系统感染、中枢神经系统感染败血症等。

1.呼吸道感染:阴沟肠杆菌肺炎的临床表现与其他革兰阴性菌肺炎相似,主要表现为咳嗽、咳痰、胸闷、气促、发热、寒战、头痛、神志改变等。马浩林等学者发现ICU内感染阴沟肠杆菌的患者中,患有呼吸机相关性肺炎的比重最高,且患者同时出现了血小板减少,增加了病死率。

2.泌尿道感染:阴沟肠杆菌所致的尿路感染的临床表现无明显特异性,常由于留置导尿管引起感染或作为尿路原发疾病(泌尿道肿瘤、肾结石、肾移植等)的伴随感染,病情容易被原发疾病所掩盖。

3.皮肤皮肤和软组织感染:临床比较少见,可表现为炎性丘疹,剧烈瘙痒,继而形成水泡破溃,扩散迅速,同时多合并其他革兰阳性菌感染。

4.血液系统感染:阴沟肠杆菌入血大量繁殖并释放毒素,形成全身性败血症,造成多器官和系统衰竭、弥散性血管内凝血 (Disseminated Intravascular Coaglation, DIC) 直至死亡。

诊断检查

无论是人的还是动物的阴沟肠杆菌感染,均缺乏具有诊断价值的流行病学、临床学和病理学特征,且常常容易被认为是其他常见病原菌的感染。因此,临床与病理检验,对于确定阴沟肠杆菌感染似乎是意义不大。对阴沟肠杆菌的病原学检验,需做相应的细菌分离与鉴定,可直接将病菌接种于普通培养基或适宜的培养基中,37℃培养24小时后,挑选纯一或优势生长菌落再移接于普通琼脂培养基上做纯培养供鉴定用。依据该菌的形态特征、培养特性及生化特性进行相应的检验。一般情况下,对阴沟肠杆菌不做血清型检定。在特定条件下,尤其对来源于临床腹泻食物中毒标本的菌株,因大肠杆菌志贺氏菌属沙门氏菌都是这些临床症状的常见病原菌,有必要进行血清学鉴别。

治疗

随着头孢菌素的广泛使用,阴沟肠杆菌已成为医院感染越来越重要的病原菌,该菌对消毒剂及抗生素有强烈的抵抗能力,它能很快获得对抗生素,尤其是对β内酰胺类抗生素的耐药性。阴沟肠杆菌耐药情况严重,应根据药敏试验和耐药机制检测报告选择用药,避免滥用抗生素。早期合理选择敏感抗菌药物治疗预后良好。

病原治疗

临床上主张联合用药以减少耐药的发生。头孢菌素类以第三、四代头孢菌素为主,因为阴沟肠杆菌对一、二代头孢菌素的耐药率高,但使用头孢菌素类药物的同时会加重耐药,所以要限制头孢类药物的使用;酶抑制剂和β-内酰胺类的复合药物中应选用头孢哌酮/舒巴坦、哌拉西林/他唑巴坦,因为阴沟肠杆菌对这些药物的耐药率较低,而对氨苄西林/克拉维酸钾阿莫西林/克拉维酸的耐药率较高,不建议使用;碳青霉烯类药物亚胺培南美罗培南的作用效果稳定,耐药率低,是治疗效果较好的抗菌药物;在氨基糖苷类药物中,阴沟肠杆菌对阿米卡星的敏感性最高,可达到80%以上,因此,阿米卡星治疗阴沟肠杆菌感染的效果较好。

对症支持治疗

1.卧床休息,加强营养,补充适量维生素;维持水、电解质及酸碱平衡。

2.必要时输注红细胞、血浆、人血白蛋白和丙种球蛋白等。

3.高热时可给予物理降温,烦躁者给予镇静剂等。

预防

预防方面,最主要是搞好环境卫生,要加强食品卫生管理,对病畜、禽及污染食品要消毒处理;医院内,一旦发生感染要彻底消毒,医护人员、医疗器械要严格执行消毒隔离制度,防止医源性传播。对粪便、垃圾、污水等进行无害化处理。动物的阴沟肠杆菌病的预防主要是防止畜禽的高密度饲养,环境保持清洁、卫生,防止棚舍潮湿等。注意饲料、饮水的清洁卫生,对粪便及时无害化处理。

现状

由于广谱抗生素的大量应用,临床抗感染治疗失败的主要原因之一就是耐碳青霉烯类肠杆菌属(carbapenem-resistant 肠杆菌科,CRE)的出现而导致的治疗选择受限。多重耐药肠杆菌科细菌引起的血流感染往往与高死亡率相关,有时死亡率甚至会超过50%,而耐碳青霉烯类阴沟肠杆菌(CR-ECL)感染是第三常见和致命的肠杆菌科细菌感染。CR-ECL感染的流行病学特征因地区而异。阴沟肠杆菌即可产超广谱β-内酰胺酶,又可产Ampc,在临床治疗过程中,第三代头孢菌素的大量使用使细菌耐药率不断上升,出现了多重耐药甚至是泛耐药阴沟肠杆菌,为临床抗感染治疗带来了极大的困难。而大部分感染CR-ECL的患者混合有其他细菌或者真菌的感染,更增加了治疗的难度。

相关研究表明,产头孢菌素酶并伴有膜蛋白的缺失是阴沟肠杆菌对碳青霉烯类耐药主要原因,阴沟肠杆菌对碳青霉烯类耐药的主要机制是产A类、B类或D类碳青霉烯酶。2024年,世界卫生组织将碳青霉烯类耐药肠杆菌科细菌(CRE)列为耐药风险最高级别第一位。在韩国,截至2025年12月1日,韩国已报告44930例CRE感染病例。

参考资料

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Enterobacter cloacae(Jordan, 1890) Hormaeche & Edwards 1960 (Approved Lists 1980).catalogueoflife.org/.2025-12-13

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韩国“超级细菌”感染人数接近4.5万.人民日报健康客户端.2025-12-13

Enterobacter Cloacae.std-gov.org.2025-12-17

阴沟肠杆菌感染与耐药机制的研究进展 .中国人兽共患病学报.2025-12-17