Колиформные бактерии

Группа видов бактерий

кишечная палочка

Колиформные бактерии определяются как подвижные или неподвижные грамотрицательные неспорообразующие бациллы , обладающие β-галактозидазой для производства кислот и газов при оптимальной температуре их роста 35–37 °C. ^[1] Они могут быть аэробами или факультативными аэробами и являются широко используемым индикатором низкого санитарного качества продуктов питания, молока и воды. ^[2] Колиформы можно обнаружить в водной среде, в почве и на растительности; они повсеместно присутствуют в больших количествах в фекалиях теплокровных животных, поскольку известно, что они обитают в желудочно-кишечной системе. ^[1] Хотя колиформные бактерии обычно не являются причиной серьезных заболеваний, их легко культивировать , и их присутствие используется для вывода о том, что в образце могут присутствовать другие патогенные организмы фекального происхождения или что указанный образец небезопасен для употребления в пищу. . ^[1] К таким патогенам относятся болезнетворные бактерии , вирусы или простейшие , а также многие многоклеточные паразиты . ^[1] Каждый источник питьевой воды должен быть проверен на наличие этих общих колиформных бактерий.

Роды

Типичные роды включают: ^[3]

• Цитробактерии представляют собой перитрихальные факультативно-анаэробные палочки длиной 0,6–6 мкм. ^{[4] Виды} Citrobacter обитают во флоре кишечника, не причиняя вреда, но могут привести к инфекциям мочевыводящих путей, бактериемии , абсцессам головного мозга, пневмонии , внутрибрюшному сепсису, менингиту и инфекциям суставов, если им предоставить такую ​​возможность. ^[4] Уровень смертностиот инфекций, вызванных видами Citrobacter , составляет 33–48%, причем более восприимчивы младенцы и люди с ослабленным иммунитетом . ^[4]
• Энтеробактерии — это подвижные жгутиковые бациллы, известные как вызывающие такие инфекции, как бактериемия , инфекции дыхательных путей, инфекции мочевыводящих путей , инфекции областей, где проводилось хирургическое вмешательство, и в крайних случаях менингит , синусит и остеомиелит . ^[5] Чтобы определить наличие Enterobacter в образце, их сначала выращивают на агаре МакКонки, чтобы подтвердить, что они ферментируют лактозу . ^[5] Индольный тест позволит отличить Enterobacter от Escherichia , поскольку Enterobacter индол -отрицательны, а Escherichia положительны. ^[5] Enterobacter отличаются от Klebsiella различиями в подвижности. ^[5]
• Клебсиеллы представляют собой неподвижные грамотрицательные палочки длиной от 1 до 2 мкм. ^[6] Это факультативные анаэробы, капсула которых состоит из сложных кислых полисахаридов , что позволяет им выдерживать высыхание в течение нескольких месяцев. ^[6] Klebsiella pneumoniae – наиболее распространенный вид клебсиелл, обнаруживаемый у людей, желудочно-кишечных трактах животных, в сточных водах и почве. ^[7] На богатой углеводами среде колонии клебсиелл имеют серовато-белый цвет и имеют слизистую оболочку снаружи. ^[6] Средой, используемой для отбора видов Klebsiella в смешанной пробе, является агар, включающий орнитин, раффинозу и цитрат Козера, где представители этого рода образуют желтые, влажные колонии. ^[8]
• Виды Escherichia обычно обитают в кишечнике человека и других теплокровных животных и чаще всего являются причиной заболеваний у людей. ^[7] Escherichia coli, в частности, является наиболее распространенным организмом, встречающимся в кишечнике человека, и, как известно, вызывает множество заболеваний у людей. ^[9] Большинство штаммов E. coli подвижны, и многие из их вирулентных свойствприобрели в результате горизонтального переноса генов . ^[9] Существует несколько различных патотипов E. coli , вызывающих желудочно-кишечные синдромы: диарейная E. coli (DEC), энтеротоксигенная E. coli (ETEC); ЭПЕК; E. coli , продуцирующая шига-токсин(STEC), которая включает EHEC; энтероагрегатная кишечная палочка (ЕАЕС); и энтероинвазивная кишечная палочка (EIEC). ^[9] Существуют различные способы идентификации E. coli, основанные на изменении их полисахаридов O, H и K на поверхности клеток или с использованием селективных сред.

Escherichia coli ( E. coli ) можно отличить от большинства других колиформных бактерий по их способности ферментировать лактозу при 44 °C в тесте на фекальные колиформные бактерии , а также по их росту и цветовой реакции на определенные типы питательных сред. При культивировании на чашках с эозином и метиленовым синим (EMB) положительный результат на E. coli представляет собой колонии металлического зеленого цвета на темно-фиолетовой среде. Также можно культивировать на X-глюкурониде триптона желчи (TBX), чтобы после инкубационного периода в течение 24 часов появлялись синие или зеленые колонии. Инкубационный период Escherichia coli составляет 12–72 часа, при этом оптимальная температура роста составляет 37 °C. В отличие от общей группы колиформ, E. coli почти исключительно имеют фекальное происхождение, и их присутствие, таким образом, является эффективным подтверждением фекального загрязнения. Большинство штаммов кишечной палочки безвредны, но некоторые могут вызывать серьезные заболевания у человека. Симптомы и признаки инфекции включают кровавый понос , спазмы желудка , рвоту и иногда лихорадку . Бактерии также могут вызывать пневмонию , другие респираторные заболевания и инфекции мочевыводящих путей . ^{[10] [11]}

Простой способ дифференцировать различные типы колиформных бактерий — использовать чашку с агаром с эозином и метиленовым синим . ^[12] Эта пластина частично ингибирует грам (+) бактерии и вызывает изменение цвета колоний грам (-) бактерий в зависимости от способности ферментировать лактозу . ^[12] Сильные ферментеры лактозы будут иметь темно-синий/фиолетовый/черный цвет, а колонии E.coli (которая также ферментирует лактозу) будут темного цвета, но также будут иметь металлический зеленый блеск. Другие колиформные бактерии будут выглядеть как толстые, слизистые колонии, причем неферментирующие будут бесцветными, а слабые ферментирующие — розовыми. ^{[ нужна цитата ]}

E. coli на агаре EMB

Частота вспышек колиформных инфекций

Эшерихия коли О157

По состоянию на 15 ноября 2021 года в семи штатах США заявлено десять случаев заболевания штаммом E. coli O157:H7. ^[13] Эти случаи были зарегистрированы с 15 октября 2021 г. по 27 октября 2021 г., расследование было проведено Министерством сельского хозяйства Миннесоты и FDA. ^[13] Был сделан вывод, что упаковки шпината, собранные в домах инфицированных людей, были заражены штаммом кишечной палочки , который соответствовал штамму, вызывающему заболевание. ^[13] Это было установлено путем секвенирования всего генома штамма, выделенного из шпината, и сравнения его со штаммом, взятым у инфицированных людей. ^[13]

По состоянию на 7 февраля 2022 года в провинциях Альберта и Саскачеван в Канаде зарегистрировано четырнадцать подтвержденных случаев заболевания штаммом E. coli O157. ^[14] Об этом сообщалось в период с декабря 2021 года по январь 2022 года, и Агентство общественного здравоохранения Канады (PHAC), Канадское агентство по инспекции пищевых продуктов (CFIA) и Министерство здравоохранения Канады смогли определить конкретную марку оригинального кимчи как источник. организма. ^[14] 28 января 2022 г. и 6 февраля 2022 г. CFIA объявило об отзыве Hankook Original Kimchi. ^[14]

Обнаружение колиформных бактерий в питьевой воде

ПЦР

Амплификация гена бета-галактозидазы используется для обнаружения колиформ в целом, поскольку все колиформные организмы производят это соединение. ^[15] Амплификация бета-D-глюкуронидазы используется для обнаружения E. coli, а амплификация их гена(ов) веротоксина — для обнаружения E. coli, продуцирующей веротоксин . ^{[15] [16]}

Хемилюминесцентная гибридизация in-situ

Определенные участки 16S рРНК рода Enterobacteriaceae связываются олигонуклеотидными зондами, что помогает контролировать качество питьевой воды. ^[15] В частности, E. coli метят зондами пептидной нуклеиновой кислоты (ПНК), меченными пероксидазой сои, которые связываются со специфической последовательностью в их 16S рРНК. При использовании в сочетании с хемилюминесцентным субстратом свет излучается в месте расположения каждой колонии E. coli , указывая на их присутствие в образце. ^[17]

Фиолетово-красный желчный агар

Твердая среда используется для выращивания лактозоферментирующих колиформ и использует нейтральный красный индикатор pH . Розовые колонии появляются при ферментации лактозы и окружены выпавшей желчью . Чтобы подтвердить, являются ли эти колонии колиформами, их переносят в желчь бриллиантового зеленого с лактозой (BGLB) и инкубируют. Если после инкубации виден газ, можно подтвердить, что в образце присутствовали колиформы. ^[18]

Метод мембранного фильтра

Тестовые образцы фильтруют через стандартную фильтровальную бумагу, а затем переносят в среды M-endo или LES Endo Agar. Через 22–24 часа инкубации колонии становятся розовато-красными с зеленым металлическим блеском. Эти колонии можно подтвердить как колиформы, если их инокулировать лаурилтриптозой (LST), выделять газ, а затем инокулировать BGLB. Если в пробирках BGLB наблюдается газообразование, тест на наличие колиформных бактерий положительный. ^[18]

Смотрите также

• Медицинский портал

• Бактериологический анализ воды
• Колиформный индекс
• Фекальные колиформы
• Индикаторные бактерии
• Патогенная кишечная палочка

Рекомендации

1. Ли Д, Лю С (2019). «Мониторинг качества воды в аквакультуре». Мониторинг и управление качеством воды . Эльзевир. стр. 303–328. дои : 10.1016/b978-0-12-811330-1.00012-0. ISBN 978-0-12-811330-1. S2CID  133759843.
2. Мартин Н.Х., Трмчич А., Се Т.Х., Бур К.Дж., Видманн М. (2016). «Развивающаяся роль колиформ как индикаторов антисанитарных условий обработки молочных продуктов». Границы микробиологии . 7 : 1549. дои : 10.3389/fmicb.2016.01549 . ПМК 5043024 . ПМИД  27746769. 
3. Микробиология питьевой воды (2002) – Часть 1 – Качество воды и общественное здравоохранение (PDF) . Агентство по охране окружающей среды (Отчет). Бристоль, Великобритания.^{[ постоянная мертвая ссылка ]}
4. «Паспорта безопасности патогенов: инфекционные вещества - виды Citrobacter». Агентство общественного здравоохранения Канады . 30 апреля 2012 г. Проверено 23 марта 2022 г.
5. Рамирес Д., Хирон М. (2022). «Энтеробактериальные инфекции». СтатПерлз. Остров сокровищ (Флорида): StatPearls Publishing. ПМИД  32644722 . Проверено 23 марта 2022 г.
6. Диаграмма H (1 января 2012 г.). «27 – Клебсиелла, энтеробактер, протей и другие энтеробактерии: Пневмония; инфекция мочевыводящих путей; оппортунистическая инфекция». В: Гринвуд Д., Барер М., Слэк Р., Ирвинг В. (ред.). Медицинская микробиология (Восемнадцатое изд.). Эдинбург: Черчилль Ливингстон. стр. 290–297. дои : 10.1016/b978-0-7020-4089-4.00042-1. ISBN 978-0-7020-4089-4.
7. Берман Дж. Дж. (01.01.2019). «Глава 3 – Бактерии». В Бермане Дж. Дж. (ред.). Таксономическое руководство по инфекционным болезням (второе изд.). Академическая пресса. стр. 39–119. дои : 10.1016/b978-0-12-817576-7.00003-1. ISBN 978-0-12-817576-7. S2CID  239067047.
8. Брюс С.К., Шик Д.Г., Танака Л., Хименес Э.М., Монтгомери Дж.З. (июнь 1981 г.). «Селективная среда для выделения Klebsiella pneumoniae». Журнал клинической микробиологии . 13 (6): 1114–1116. doi :10.1128/jcm.13.6.1114-1116.1981. ПМК 273960 . ПМИД  7019238. 
9. Беннетт Дж. Э., Долин Р., Блазер М. Дж. (август 2019 г.). Принципы и практика инфекционных заболеваний Манделла, Дугласа и Беннета . Эльзевир. стр. 2669–2685. ISBN 9780323482554.
10. Тодар К. «Патогенная кишечная палочка». Интернет-учебник бактериологии . Кафедра бактериологии Университета Висконсин-Мэдисон . Проверено 30 ноября 2007 г.
11. "Эшерихия коли". Национальный центр CDC по новым и зоонозным инфекционным заболеваниям . Проверено 2 октября 2012 г.
12. Лейнингер DJ, Роберсон JR, Элвингер Ф (май 2001 г.). «Использование агара с эозином и метиленовым синим для дифференциации Escherichia coli от других грамотрицательных возбудителей мастита». Журнал ветеринарных диагностических исследований . 13 (3): 273–275. дои : 10.1177/104063870101300319 . PMID  11482612. S2CID  22611000.
13. «Расследование вспышки E. Coli O157:H7 – шпинат (ноябрь 2021 г.)» . Центр безопасности пищевых продуктов и прикладного питания . Управление по контролю за продуктами и лекарствами США. 06.01.2022.
14. «Уведомление общественного здравоохранения: вспышка инфекции E. coli, связанная с брендом Hankook (только корейские символы) Original Kimchi» . Агентство общественного здравоохранения Канады . 29 января 2022 г. Проверено 24 марта 2022 г.
15. Ромпре А., Серве П., Бодар Дж., де-Рубен М.Р., Лоран П. (март 2002 г.). «Обнаружение и подсчет колиформ в питьевой воде: современные методы и новые подходы». Журнал микробиологических методов . 49 (1): 31–54. дои : 10.1016/S0167-7012(01)00351-7. ПМИД  11777581.
16. Холланд Дж.Л., Луи Л., Симор А.Е., Луи М. (ноябрь 2000 г.). «ПЦР-обнаружение Escherichia coli O157:H7 непосредственно в кале: оценка коммерческих методов экстракции для очистки фекальной ДНК». Журнал клинической микробиологии . 38 (11): 4108–4113. дои : 10.1128/JCM.38.11.4108-4113.2000. ПМЦ 87549 . ПМИД  11060076. 
17. Стендер Х, Брумер А.Дж., Оливейра К., Перри-О'Киф Х., Хилдиг-Нильсен Дж.Дж., Сейдж А., Коулл Дж. (январь 2001 г.). «Быстрое обнаружение, идентификация и подсчет клеток Escherichia coli в городской воде методом хемилюминесцентной гибридизации in situ». Прикладная и экологическая микробиология . 67 (1): 142–147. Бибкод : 2001ApEnM..67..142S. дои : 10.1128/aem.67.1.142-147.2001. ПМК 92533 . ПМИД  11133438. 
18. Качество воды. Перечисление Escherichia coli и колиформных бактерий, Британские стандарты BSI, номер номера : 10.3403/bseniso9308 , получено 3 марта 2022 г.