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是什么变形链球菌？
变形链球菌是一种革兰氏阳性球菌，是口腔的主要居住者，被认为是蛀牙和蛀牙的重要贡献者。
- 链球菌是球形或卵形细胞，呈链状或成对排列，其中许多种是人或动物粘膜共生菌群的成员，有些具有高致病性。
- 变异链球菌是人类正常菌群的一部分，主要存在于口腔。它很少具有致病性，但在某些病例中可作为条件致病菌。
- 它也被称为龋齿细菌，因为它存在于口腔和在牙齿表面的多物种生物膜中并导致牙菌斑和蛀牙。
- 它是牙齿生物膜中生物量较高的优势种链球菌物种,包括美国杂志,米蒂斯链球菌,唾液链球菌，因为它耐酸，因此能够在低pH的口腔环境中生活。
- 变异链球菌变种链球菌属的八个物种之一，变种链球菌是根据其基因组结构的异质性而分化的。
- 它首先被发现并命名为J克里安在1924年被分离和鉴定腐烂的病变。
- 变形链球菌是主要的致龋生物，因为它们能产生大量的葡聚糖和酸，超过口腔环境的缓冲能力。
分类变形链球菌
- 链球菌属属于乳酸菌，这是一个分类上不同的组革兰氏阳性，非孢子形成的球菌和棒状菌定义乳酸作为碳水化合物代谢的唯一或主要终末产物。
- 基于16srrna基因序列分析，该属链球菌属于革兰氏阳性真细菌的低（<50 mol%）G+C分支，是该家族的成员（模式属）链球菌科。
- 该属目前由50多个公认的物种组成，这些物种大部分属于根据不同特征确定的“物种群”。
- 变异链球菌由于其基因组结构的异质性，属于变形菌群。
下面是的分类方法变异链球菌：
| 域： | 细菌 |
| 门: | 厚壁菌门 |
| 类: | 杆菌 |
| 订单： | Bacillales |
| 家庭： | Streptoococcaceae |
| 属: | 链球菌 |
| 物种: | 变异链球菌 |
的栖息地变形链球菌
- 所有的链球菌种类都是粘膜上的专性寄生虫，对于某些种类来说，是人类和一些动物牙齿表面的寄生虫。
- 许多物种是上呼吸道粘膜上共生菌群的终生和主要成员，有些还寄生在人类和各种动物的肠道和生殖器。
- 变异链球菌然而，它只寄生于牙齿表面，并且只在牙齿萌出后出现。
- 的成员变异链球菌当进入正常无菌的身体隔间或免疫功能低下的患者时，可能导致感染。
- 自然栖息地变异链球菌是人类的口腔，更具体地说，是牙菌斑，细菌驻留在牙齿表面形成的多物种生物膜中。
- 口腔是一个动态的环境，在pH值、营养物质的可用性和来源、氧张力、温度和渗透压等方面经历了大而快速的波动。
- 的能力变异链球菌能在这样的环境下生存，是因为它能从碳水化合物中产生酸和葡聚糖，使有机体保持一个有利的条件。
- 该生物体的最适温度是宿主的平均体温，但已知它能在18-40°C的温度范围内生存。
形态的变形链球菌
图:革兰氏染色，巯基乙酸肉汤培养标本，显示大量革兰氏阳性，变形链球菌细菌。图片来源:疾控中心/理查德·法克拉姆医生．
- 的细胞变异链球菌为球粒状，直径约0.5-0.75µm，但在口腔标本的初次分离中可能明显呈杆状。
- 细胞的排列变异链球菌是所有链球菌的特征，因为细胞成对排列或为短至中等长度的链。这种安排是由于连续的互相平行的分裂面，如杆状细菌。
- 细胞壁由形成形状的肽聚糖(murein)、包括磷壁酸在内的各种碳水化合物结构和一些蛋白质组成，形成一个相互交织的复合物。
- 与其他革兰氏阳性细胞壁一样，肽聚糖由多条通过短肽交联的聚糖链组成，聚糖部分由n -乙酰氨基葡萄糖和n -乙酰壁酸交替连接的b-1,4单元组成。
- 鼠李糖是细胞壁的主要碳水化合物，甘氨酸是主要氨基酸。
- 细胞膜是典型的脂质-蛋白质双层，主要由磷脂和蛋白质组成。
- 变异链球菌也产生一系列与细胞壁相关的蛋白质，通常暴露在细胞壁的外表面。
- 该物种的成员在其表面也有不同的粘附素，介导与唾液糖蛋白和细菌衍生唾液成分的结合。
- 这些粘附素识别细胞外基质和血清成分，特别是纤维连接蛋白和纤溶酶原，以及宿主和其他微生物细胞。
文化特征的变形链球菌
- 的的增长变异链球菌与其他革兰氏阳性菌相比，普通营养培养基上的细菌数量普遍较低。
- 在含有血液、血清或可发酵碳水化合物的培养基上生长更为丰富。
- 为了避免竞争和抑制其他革兰氏阳性菌，选择性喉炎琼脂作为选择性介质使用。
- 变异链球菌兼性厌氧;而大多数菌株在空气中生长，在37°C厌氧条件下生长最优，有些菌株依赖于co2。
- 据报道，一些菌株在45°C生长，但没有在10°C生长。
1.营养琼脂
- 白色至灰色的菌落，平均直径为1毫米。殖民地是圆形的，高地和整个边缘都升高了。
- 大部分地区的经济增长缓慢，需要有二氧化碳供应的空气。
2.蔗糖琼脂
- 在含蔗糖的琼脂上生长通常产生粗的、堆积的菌落，直径约1毫米。有些菌株可形成光滑的或粘液样菌落。
- 形成可溶性胞外多糖，在菌落上或菌落周围可见珠状、水滴状或水坑状液体。
- 在某些菌株中，多糖会产生连贯和粘附的菌落，这些菌落很难再培养到琼脂平板或液体培养基中。
3.血琼脂
- 厌氧培养2 d后在血琼脂上生长，产生白色或灰色、圆形或不规则的菌落，直径0.5-1.0 mm。
- 但有时可观察到坚硬的菌落粘附在琼脂表面，并在琼脂表面出现轻微的凹坑。
- 血琼脂上的溶血反应通常为α-溶血或非溶血，偶有菌株产生β-溶血。
生化特征的变形链球菌
生物化学特性变形链球菌可以如下表所示:
| S.N | 生化特征 | 变形链球菌 |
| 1. | 胶囊 | 没有胶囊 |
| 2. | 形状 | 球菌 |
| 3. | 过氧化氢酶 | 阴性(-) |
| 4. | 氧化酶 | 阳性(+) |
| 5. | 柠檬酸 | 阴性(-) |
| 6. | 甲基红(先生) | 阴性(-) |
| 7. | Voges Proskauer (VR) | 阳性(+) |
| 8. | OF（氧化发酵） | 兼性厌氧菌 |
| 9 | 凝固酶 | 阴性(-) |
| 10. | DNase | 阴性(-) |
| 11. | 形成的因素 | 阴性(-) |
| 12. | 气体 | 阴性(-) |
| 11. | H2O2 | 阴性(-) |
| 12. | 溶血 | α,β溶血性 |
| 13. | 能动性 | Non-motile |
| 14. | 硝酸盐还原 | 阴性(-) |
| 15. | 明胶水解 | 阴性(-) |
| 16. | 颜料生产 | 变量 |
| 17. | 胆汁七叶灵测试 | 阳性(+) |
| 18 | 杆菌肽 | 绝大多数菌株都有抗药性。 |
| 19 | Lancefield集团 | Non-groupable |
发酵
| S.N | 底物 | 变形链球菌 |
| 1. | 葡萄糖 | 阳性(+) |
| 2. | 果糖 | 阳性(+) |
| 3. | 半乳糖 | 阳性(+) |
| 4. | 乳糖 | 阳性(+) |
| 5. | 麦芽糖 | 阳性(+) |
| 6. | 甘露醇 | 阳性(+) |
| 7. | 甘露糖 | 阳性(+) |
| 8. | 棉子糖 | 阳性(+) |
| 9 | 核糖 | 阴性(-) |
| 10. | 蔗糖 | 胞外多糖阳性(+)右旋糖酐是由蔗糖产生的。 |
| 11. | 淀粉 | 阳性(+) |
| 12. | 海藻糖 | 阳性(+) |
| 13. | 木糖 | 阴性(-) |
| 14. | 水杨苷 | 积极的(-) |
| 15. | 甘油 | 阳性(+) |
| 16. | 半乳糖醇 | 阴性(-) |
| 17. | 纤维二糖 | 阳性(+) |
| 18 | 鼠李糖 | 阴性(-) |
| 19 | 阿拉伯糖 | 阴性(-) |
| 20. | 菊粉 | 阳性(+) |
| 21. | 山梨糖醇 | 阳性(+) |
| 22. | 丙酮酸盐 | 阴性(-) |
| 23. | 糖原 | 阴性(-) |
酶反应
| S.N | 酶 | 变形链球菌 |
| 1. | 乙偶姻 | 阳性(+) |
| 2. | 酸性磷酸酶 | 阳性(+) |
| 3. | 碱性磷酸酶 | 阴性(-) |
| 4. | 鸟氨酸脱羧酶 | 不确定 |
| 5. | 透明质酸酶 | 阴性(-) |
| 6. | β-D-galactosidase | 阴性(-) |
| 7. | 精氨酸Dehydrolase | 阴性(-) |
| 8. | 神经氨酸酶 | 阴性(-) |
- 变异链球菌可水解精氨酸，但不能水解七叶皂苷和明胶。
- 它们能耐受6.5%的NaCl，但不能耐受高于6.5%的NaCl。
毒力因子的变形链球菌
尽管变异链球菌它还并没有进化到导致疾病的地步，但已知它会导致免疫缺陷患者的牙齿和牙龈感染。作为龋齿的众多病因之一，变异链球菌能够获得新的特性，允许在特定环境条件下增加致病性。从附着在固体表面开始，变异链球菌然后能够在口腔内定植，并形成细菌生物膜。其他属性帮助变异链球菌在口腔定殖包括与其他微生物定殖口腔生态系统的特定相互作用和在酸性环境中生存的能力。
以下是一些致病因素变异链球菌详细:
1.生物膜
- 生物膜在龋齿等口腔感染中起着重要的致病作用。
- 口腔内的生物膜主要是蛋白质结构，嵌入胞外多糖基质中，由固定在固体表面的细菌细胞组成，主要是牙釉质、牙根或牙种植体。
- 存在于生物膜外部的胞外多糖基质的确切结构和组成取决于口腔的条件和随时间的变化。
- 生物膜的形成过程变异链球菌发生的机制有两种，一种是依赖蔗糖的，另一种是不依赖蔗糖的。
- 在蔗糖依赖机制中，糖基转移酶由变异链球菌扮演重要的角色。
- 糖基转移酶是一组酶，在牙菌斑的形成中发挥重要作用，并负责从蔗糖中形成葡聚糖。
- 由蔗糖合成的聚糖提供了细菌与牙釉质以及微生物相互粘附的可能性。
- 在不依赖蔗糖的机制中，细菌的粘附是由于其粘附蛋白之间的相互作用而发生的变异链球菌和唾液中的凝集素。
- 唾液中发现的凝集素也参与了黏附和聚集的过程变异链球菌．它是与I/II抗原相互作用的结果，I/II抗原是位于细菌细胞壁的多功能PI粘连蛋白。
- 生物膜的形成为生物体提供了优势，使其能更好地适应环境因素，并增加了对不利条件的抵抗力。
2.耐酸碱
- 的的能力变异链球菌产生大量的葡聚糖和酸也有助于机体的毒力因子。
- 这种细菌从口腔中存在的超出唾液缓冲能力的碳水化合物中产生大量的葡聚糖和酸，这使其在低pH值环境中比非致龋共生物种更具优势。
- 在酸性环境中生存的能力通过改变糖的代谢途径以及不可逆的与牙齿的结合是至关重要的组成部分年代。变形链球菌发病机理。
- 植物的耐酸性变异链球菌主要是由F1F0- atp酶质子泵，也涉及适应，从而改变基因和蛋白表达。它们共同构成耐酸反应(ATR)。
- 据推测，抗酸性可能是通过合成不溶于水的葡聚糖和形成生物膜来辅助的。
3.碳水化合物代谢
- 除了有助于细菌粘附的蛋白质和酶外，其他蛋白质也参与了蔗糖、葡聚糖或其他碳水化合物的代谢，这些被认为是潜在的毒性因子。
- 这些蛋白质包括果糖基转移酶(Ftf)、果糖酶(FruA)、细胞外葡萄糖酶(DexA)和其他负责细胞内多糖积累的蛋白质。
发病机理的变形链球菌
变异链球菌是引起蛀牙的生物体，居住在人的口腔内，偶尔会引起蛀牙。因为它是共生体，它有一种不同的机制，使它能够附着在口腔的音乐膜上并在其中定居。
1.传输
- 变形链球菌是人类口腔正常菌群的一部分，但它也可以通过水平和垂直传播从一个人传播到另一个人。
- 变异链球菌最常由母亲传染给幼儿。
- 它有利于坚硬、不脱落的表面建立永久性菌落，这就是为什么变异链球菌在婴儿中明显较低，但在乳牙渗出时增加。
- 垂直传输变异链球菌如果在舌头的沟槽中发现这种生物，就能被发现。
2.殖民
- 生物的代谢活动改变口腔的环境，使其能够定植和形成牙斑。
- 口腔中的蔗糖会产生大量的葡聚糖和酸，超过唾液的缓冲能力，从而改变口腔的pH值。
- 这种变化使得该细菌在低pH环境下比非致龋共生物种更具优势。
- 的粘附的变异链球菌对牙菌斑的影响是通过蔗糖独立和蔗糖依赖的途径介导的。
- 尽管对获得性牙釉质膜的非蔗糖依赖型粘附可能会启动附着过程，但蔗糖依赖型粘附主要负责在牙齿表面建立定殖。
- 粘附在牙齿表面预先形成的葡聚糖也可能，并可能促进定植。
Sucrose-dependent附着力
- 蔗糖依赖粘附的主要机制是葡萄糖基转移酶在葡聚糖合成中的作用。
- 通过糖基转移酶的作用，使蔗糖分裂为葡萄糖和果糖。然后葡萄糖被添加到一个不断增长的葡聚糖链中。
- 葡聚糖分子促进粘连的能力变异链球菌可能是由于葡聚糖聚合物与唾液膜和细菌的氢键。
3.生物膜的形成
- 葡聚糖，也称为胞外多糖(EPS)变异链球菌，在生物膜的形成和龋病的发展中是必不可少的，因为它们促进生物之间的共同聚集。
- 这些多糖作为黏附素产生，促进细菌附着在牙齿表面，并相互之间。
- 除此之外,唾液中的凝集素参与了细胞的聚集过程变异链球菌由于与I/II抗原的相互作用，I/II抗原是一种存在于细菌细胞壁上的多功能PI粘附蛋白。
- 由于聚集的结果，宏观团聚在牙齿表面形成。在此基础上，添加了细菌产生的、来自环境的细胞外基质，增加了生物膜的强度。
- 这是随后在基因和信号分子的协同作用下扩散到口腔粘膜的其他部位。
4.入侵
- 在感染的最后阶段，生物膜建立了一个稳定的状态，改变了口腔生态的平衡。
- 因此，细菌会进入更深的组织，进入牙龈区域，最终导致牙釉质和牙本质的羟基磷灰石晶体溶解，导致牙齿内出现蛀牙。
- 如果长时间不治疗，这种空洞形成提供了一个合适的区域，微生物形成一个受保护的生物膜，使龋齿逐渐发展到邻近的牙齿。
临床表现的变形链球菌
龋齿是与原发感染或疾病相关的变异链球菌，导致蛀牙和牙龈炎。虽然与此相关的原发疾病是龋齿，但一些感染性心内膜炎病例也与此相关。
1.龋齿
- 与龋齿相关的症状和体征因感染部位和程度而异。
- 然而，常见的症状包括没有任何明显原因的自发牙痛。
- 它还增加了牙齿上有可见孔的牙齿的灵敏度。
- 牙齿表面可见棕色、黑色、黄色或白色染色。
- 如果不治疗，生物膜会慢慢进入更深的组织，导致牙龈炎。如果感染持续，也可能出现败血症。
2.感染性心内膜炎
- 约20%的心内膜炎归因于绿色链球菌是由变形链球菌。
- 这种生物在血液中移动，可以与内皮细胞原有的损伤结合，从而暴露出细胞外基质成分，如纤维连接蛋白、层粘连蛋白和胶原蛋白。
- 心内膜炎患者出现流感样症状，包括寒战和发烧。
- 胸痛和心脏杂音改变也很典型。
实验室诊断的变形链球菌
变异链球菌的实验室诊断是基于微生物的显微、培养和生化特征的鉴定。牙菌斑和牙拭子，并作为实验室鉴定的样本。
以下是临床样本中微生物的诊断和鉴定方法:
1.形态生化特征
- 口腔链球菌通常可以在选择性培养基上分离，菌落形态为生物体的鉴定提供了第一个基础。
- 小的，粗糙的，堆积的菌落与可溶的细胞外多糖，以珠状，液滴或水坑的形式，在蔗糖琼脂上或周围的菌落表明变异链球菌．
- 分离后在显微镜下观察形态特征。革兰氏阳性，非运动，非孢子形成球菌链的出现进一步证实存在变异链球菌．
- 生化试验，特别是杆菌肽敏感性试验和溶血试验是鉴定链球菌属的必要条件。
- 兰斯菲尔德抗原分组也是鉴别不同种类链球菌和链球菌的重要方法变异链球菌属于不可分组的。
2.快速识别工具和自动化系统
- 除了传统的菌种鉴定方法外，现在还提供了用于链球菌菌种鉴定的商业快速鉴定试剂盒。
- Rapid Strep 32等商业试剂盒可用于链球菌种类的鉴定。
- 在…的情况下变异链球菌，通过分析其微生物细胞脂肪酸组成进行鉴定。
3.分子诊断
- 链球菌的鉴定可以通过比较16S rRNA基因的部分DNA序列或选择的管家基因与那些合适的类型菌株。
- 在某种程度上，鉴定也可以通过与各自物种杂交的DNA探针来实现。
- 因此，对16S rRNA基因进行PCR扩增和测序已成为诊断致病菌分子鉴定的一种选择。
- 核糖分型，即通过限制性片段长度多态性分析rRNA，是链球菌种分子分化的另一种方法。
治疗的变形链球菌感染
- 洗必泰被认为是口服抗菌药物治疗的“金标准”。然而，高剂量的使用有不良的副作用，如牙齿染色和结石形成。也不推荐长期日常治疗使用。
- 根据所进行的抗生素敏感性试验来确定对哪些药物有效变异链球菌，氧氟沙星、强力霉素、四环素、金霉素、红霉素、万古霉素、克林霉素、甲氧西林、庆大霉素等9种药物为中效。
- 然而，一些感染，如心内膜炎和血流感染可能需要取出医用植入物并立即治疗。
- 除此之外,还在研究其他形式的处理，包括来自人类捐赠者的超免疫血清或针对表面成分的人源化单克隆抗体。
预防的变形链球菌感染
- 预防变异链球菌预防龋齿的主要方法是保持适当的口腔卫生。
- 应用程序1%的洗必泰胶原蛋白凝胶，每日用0.05%漱口氟化钠年代人们发现，这种溶液可以显著降低患龋的几率。
- 为了避免严重的感染性心内膜炎，建议尽快治疗龋齿，以避免细菌扩散到血液中。
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