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李斯特菌:不可不防

由于当今的食品类型趋势,细菌在崛起

李斯特菌病是由单核细胞增生李斯特菌引起的严重感染。近年来,李斯特菌病被定为重大的公共健康问题。这种病的主要感染对象是老年人、孕妇、新生儿和免疫功能低下者。

李斯特菌病表现为流感样症状、发热、肌肉痛、有时会有胃肠道症状比如恶心或腹泻。如果感染扩散到神经系统,会出现头痛、颈部僵硬、神志不清、失去平衡或抽搐症状。严重的发作会导致败血症、脑炎和脑膜炎。

受感染的孕妇可能只有轻微的类似流感的症状,却可能会导致流产或死胎、早产或新生儿感染。

近年来对病原体侵袭宿主的机制做了大量研究,发现单增李斯特菌在宿主细胞(例如如巨噬细胞和淋巴细胞)的胞质溶胶中快速复制(4)。

为什么近来李斯特菌感染增加了?

当今的主要问题是食品消费模式的改变和对更长保质期的需求增加。食品种类增加和“即食”、“即煮”产品流行是造成问题的部分原因,更长时间的低温(4–8°C)储存也是。“速冻”、“真空低温烹饪法(Sous-vide)”之类的食物准备技术和其他延长保质期的新工艺导致了李斯特菌问题日益严重。

L型单核细胞增生李斯特菌

图 1.L型单核细胞增生李斯特菌(来源:M.Loessner and Y. Briers, ETH Zurich)

单核细胞增生李斯特菌性质

单核细胞增生李斯特菌是革兰氏阳性、无芽孢、杆状有鞭毛的(见图2)。它广泛分布于植物、土壤、鸟肠、鱼、贝类和一些哺乳动物包括人中。一些研究表明1-10%的人可能是单增李斯特菌的肠道携带者。特别有风险的材料包括生或加工肉类、生牛奶产品、生或熏鱼、预制沙拉和长期真空储存的包装食物。

组织单核细胞增生李斯特菌的电子显微图

图 2.组织单核细胞增生李斯特菌的电子显微图。

单核细胞增生李斯特菌是食源性李斯特菌病的感染原。美国每年约有2500人患上严重的李斯特菌病,其中500人死亡。(来源:Dr. Balasubr Swaminathan; Peggy Hayes; CDC - Division of Bacterial and Mycotic Diseases: Listeriosis, 2002)

李斯特菌属可以加热杀死,但是对高浓度盐和酸相对不敏感。它还能在冰箱温度和真空包装内增殖。

生化试验和培养方法

李斯特菌的生化性质包括:过氧化氢酶阳性、氧化酶阴性、碳水化合物发酵产酸不产气、七叶苷和马尿酸钠水解、甲基红阳性、精氨酸产氨、硫化氢形成反应阴性、吲哚阴性、硝酸盐还原酶阴性、无明胶液化、无淀粉水解和无尿素水解。

通过其他生化试验确定表型性质,可进一步鉴别李斯特菌属,尤其是单增李斯特菌。所有试验都从ß-溶血试验(单增李斯特菌为阳性)开始,之后再检测碳水化合物发酵能力。一种可能方法是测试鼠李糖和甲基α-D-吡喃甘露糖苷发酵阳性和CAMP试验阳性。一些李斯特菌属在CAMP试验中显示增强金黃色葡萄球菌的溶血能力。第一种方法的在线详细信息参见鼠李糖肉汤data sheet。表型鉴定的另一种可能方法是鼠李糖、木糖、甘露糖醇的发酵能力试验(见图7的鉴定流程表)。

显色培养基是用来确认单增李斯特菌的一种聪明的解决方法,也是一个有趣的研究话题。市售的显色培养基种类丰富,最重要的琼脂培养基是李斯特菌培养基,依照Ottavani and AgostiISO 11290第1部分(单核细胞增生李斯特菌和李斯特菌属的检测)和第2部分(单核细胞增生李斯特菌和李斯特菌属的计数)以及FDA-BAM和其他几个国家的规定中都有描述。这种培养基使用以下系统进行鉴别:

  1. 通过加入X-glu = 5-溴-4-氯-3-吲哚基- ß-D-吡喃葡糖苷作为显色底物检测ß-葡糖苷酶活性。这种酶常见于所有李斯特菌属,它们在培养基上显示为蓝绿色菌落。
  2. 致病性李斯特菌的检测要在选择性培养基中加入卵磷脂,一种对磷脂酶C特异的磷脂酰肌醇。单核细胞增生李斯特菌水解琼脂培养基中添加的这种特异性纯化底物,在蓝绿菌落周围产生不透明晕圈。大多数绵羊李斯特菌(Listeria ivanovii)在48h后也会在菌落周围产生不透明晕圈。非致病性李斯特菌属例如英诺克李斯特菌(Listeria innocua)只显示蓝绿色菌落。

有关显色和其他确认培养基的检测系统更多信息见表2c。为了使培养基具有选择性,培养基中添加了苯乙醇和高浓度的氯化锂和氯化钠。同时也添加了抗生素如moxolactam、萘啶酸、硫酸多粘菌素b、头孢他啶、两性霉素b、吖啶黄、放线菌酮、硫酸粘杆菌素、头孢替坦和磷霉素,抑制真菌、革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌生长。

用于单核细胞增生李斯特菌的步骤
用于单核细胞增生李斯特菌的步骤

图 3.用于单核细胞增生李斯特菌和李斯特菌属检测和计数的ISO方法(ISO 11290-1:2017和ISO 11290-2:2017)。

快速方法

除了经典方法之外,我们还可以提供一系列同样满足各种监管要求的快速方法。这些包括免疫学方法例如Assurance® EIA和TRANSIA® PLATE screens,或分子生物学方法例如Assurance GDS® system。

培养基和试验

通过化学家的创新研究,我们开发和商业化了许多病原体的可靠培养基和生化测试,包括依照EN/ISO方法检测李斯特菌。它的培养基包含了选择性生长的必需元素并依照推荐的确定方法鉴别食品中的李斯特菌。生化试验旨在获得简单、快速、可靠的结果。

常见培养基、试验和相关产品的详细信息和分类见表2a-c3

符合修订版ISO 11290:2017

我们实施了修订版
EN ISO 11290:2017第1部分和第2部分描述的所有要求。我们的GranuCult®颗粒培养基、Readybag® 预称重颗粒培养基(即用型袋包装)、ReadyPlate™、和ReadyTube®即用型培养基都符合EN ISO 11133:2014标准。有关符合其他参考标准的所有信息均显示在产品标签和我们网站上所提供的技术信息中。

提供以下修订版EN ISO 11290:2017中描述的培养基和附件:

预增菌和选择性富集培养基

常用培养基、试纸和相关产品:表 2a
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Fraser肉汤

图 4.Fraser肉汤(69198)

涂板鉴定培养基表2b:
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确认培养基(用于鉴别)表2c:
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生化试验表3
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单核细胞增多李斯特菌鉴别琼脂

图 6.单核细胞增多李斯特菌鉴别琼脂(Ottaviani & Agosti李斯特菌琼脂,77408)

单核细胞增多李斯特菌鉴别琼脂

图 7.图解李斯特菌属的生化鉴别,依据碳水化合物发酵试验和溶血作用(来源:Handbook of Listeria monocytogenes, 2008)

认证参考物质(CRM)

对于培养基和检测的性能测试,使用Vitroids™和LENTICULE®圆片可以节约时间,因为它不需要准备原种培养(stock culture)。这里的微生物不需要恢复时间,也没有预增菌步骤。而且产品设计的浓度在不需要或只要最低稀释的范围内。菌片易溶于液体培养基并自动溶于琼脂平板,因而易于处理也十分经济。新技术的利用使我们在微生物认证参考物质(Microbiological Reference Material)领域获得重大进展。主要的开发领域是稳定性、耐温性、狭义CFU大小调整、复水时间和更好的批次间重现性。另外,每一片生产都依照ISO 17034(参考物质生产),并且依照ISO/IEC 17025认证。

Vitroids™和LENTICULE®皿

图 8.Vitroids™和LENTICULE®皿

其他产品
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参考文献

1.
2003. Food-Borne Pathogenic Microorganisms and Natural Toxins Handbook: The “Bad Bug Book” U.S. FDA/CFSAN. Center for Food Safety and Applied Nutrition, Food and Drug Administration. [Internet]. College park:
2.
Cossart P, Bierne H. 2001. The use of host cell machinery in the pathogenesis of Listeria monocytogenes. Current Opinion in Immunology. 13(1):96-103. https://doi.org/10.1016/s0952-7915(00)00188-6
3.
2008. Consumer Tips: Protect Against Food Infection With Listeria. [Internet]. Available from: https://www.bfr.bund.de/cm/350/verbrauchertipps-schutz-vor-lebensmittelinfektionen-mit-listerien.pdf
4.
Birmingham CL, Canadien V, Kaniuk NA, Steinberg BE, Higgins DE, Brumell JH. 2008. Listeriolysin O allows Listeria monocytogenes replication in macrophage vacuoles. Nature. 451(7176):350-354. https://doi.org/10.1038/nature06479
5.
Liu D. 2008. Epidemiology.27-59. https://doi.org/10.1201/9781420051414.ch2
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