绿脓杆菌

绿脓杆菌（学名：Pseudomonas aeruginosa），^[2]别名为铜绿假单胞菌，是一种致病力较低但抗药性强的革兰氏阴性菌，于1882年分离成纯培养。

绿脓杆菌菌体大小为（0.5-1）微米×（1.5-3）微米。无芽孢，有荚膜，单端有鞭毛，运动活泼。土壤、水、空气、正常人的皮肤、呼吸道和肠道都有该菌存在。其专性需氧，在普通培养基上生长良好，最适生长温度为35℃。该菌在4℃不生长，但在42℃条件下生长。绿脓杆菌菌落大小不一，扁平湿润，边缘不齐，能产生带荧光的水溶性色素。^[1]

绿脓杆菌是机会致病菌，可产生多种致病物质，易感染人群为机体抵抗力降低，被严重烧伤或患代谢性疾病、血液病、恶性肿瘤的患者，以及术后或某些治疗后的患者。感染后表现为局部化脓性炎症，也可引起中耳炎、角膜炎、尿道炎、胃肠炎等病症。^[3]

绿脓杆菌的学名是Pseudomonas aeruginosa，当中的Pseudomonas是由希腊语的pseudo及monas所组成，意即虚假的单元，是早期微生物学用作描述病菌的。而Aeruginosa则是铜绿（即铜与空气中的氧气、二氧化碳和水等物质反应产生的物质，又称铜锈。化学式Cu2(OH)2CO3），是这种细菌所产生的青色色素。绿脓菌素的生物合成是以群体效应来调控。

长约1.5～3.0×宽0.5～0.8umg。单个，成对或偶尔成短链，在肉汤培养物中可以看到长丝状形态。菌体有1-3根鞭毛，运动活泼。无芽胞，能形成荚膜。易被普通染料着染，革兰氏阴性。

本菌为需氧菌，在普通培养基上易于生长，培养适宜温度为35度，PH值为7.2。

普通琼脂形成光滑，微隆起，边缘整齐波状的中等大菌落。由于产生水溶性的绿脓素（呈蓝绿色）和荧光素（呈黄绿色），故能渗入培养基内，使培养基变为黄绿色。数日后，培养基的绿色逐渐变深，菌落表面呈现金属光泽。

普通肉汤均匀混浊，呈黄绿色。液体上部的细菌发育更为旺盛，于培养基的表面形成一层很厚的菌膜，广泛使用有效抗生素后筛选出的变异株常丧失其合成能力。

血液琼脂由于绿脓杆菌能产生绿脓酶，可将红细胞溶解，故菌落周围出现溶血环。^[4]

分解蛋白质能力甚强，而发酵糖类能力较低，分解葡萄糖，伯胶糖，单奶糖，甘露糖产酸不产气，不分解麦芽糖，菊糖和棉籽糖，甘露醇、乳糖及蔗糖，能液化明胶。分解尿素，不形成吲哚，氧化酶试验阳性，可利用枸椽chuán酸盐。不产生H2S，MR试验和VP试验均为阴性。

绿脓杆菌有菌体o抗原和鞭毛h抗原。一是o抗原含有内毒素和原内毒素蛋白质两种成分。原内毒素蛋白质是一种高分子、低毒性，免疫原性强的保护性抗原，不仅存在于不同血清型绿脓杆菌中，而且广泛存在于假单胞菌属的其他细菌以及肺炎杆菌、大肠杆菌、霍乱弧菌等g-细菌中，是一种交叉保护抗原。二是脂多糖，与特异性有密切关系。

绿脓杆菌能产生多种与毒力有关的物质，如内毒素、外毒素a、弹性蛋白酶、胶原酶、胰肽酶等。绿脓杆菌外毒素a为一种热不稳定的单链多肽，分子量为66，000，经甲醛或戊二醛处理可脱毒为类毒素，并被特异性抗毒素中和。毒性强，注入动物后，主要靶器官肝脏可出现细胞肿胀、脂肪变性及坏死；其他脏器病变有肺出血和肾脏坏死。外毒素a机理与白喉毒素有些类似，即最终使核糖体上延长因子2（ef～2）失活，抑制宿主细胞的蛋白质合成，但具体过程不同。外毒素a和白喉毒素在蛋白质结构、免疫原性、鞭细胞和敏感动物等方面均有差异。

绿脓杆菌感染可发生在人体任何部位和组织、常见于烧伤或创伤部位、中耳、角膜、尿道和呼吸道。也可引起心内膜炎、胃肠炎、脓胸甚至败血症。患者感染后可产生特异性抗体，有一定的抗感染作用。应用抗绿脓杆菌免疫力血清可降低病人继发败血症的发生率和病死率。

标本可取创面渗出物、脓汁、尿、血等。分离培养，根据菌落特征、色素以及生化反应予以鉴定。必要时可用血清学试验确诊。

部分人群体内绿脓杆菌滋生会使尿液呈绿色。^[4]

本菌对化学药物的抵抗力比一般革兰氏阴性菌强大。1：2000的洗必太，度米芬和新洁尔灭，1：5000的消毒净在5分钟内均可将其杀死。0.5-1%醋酸也可迅速使其死亡。有些菌株对磺胺，链霉素，氯霉素敏感，但极易产生耐药性。青霉素对此菌无效，但庆大霉素和多粘菌素B，E，氨基甙类、第三和第四代头孢菌素（头孢哌pài酮tóng、头孢他定、头孢匹罗、头孢唑南等，后两种为三线抗菌药物，应慎用）等抗生素作用较明显，一些半合成的青霉素类抗生素，比如阿洛西林和哌拉西林对绿脓杆菌也有很强的抗菌作用，其有效率约为80%。磷霉素对其也有效，但效果不如以上的抗生素。联合用药可减少耐药菌株的产生。绿脓杆菌是院内感染的常见病原菌。由于绿脓杆菌菌型多，与毒力有关的物质也有多种。^[1]

绿脓杆菌的基因组由一个相对较大的环状染色体（5.5-6.8Mb）组成，包含5,500至6,000个开放阅读框，有时还包含不同大小的质粒，具体取决于菌株。对389个绿脓杆菌基因组的比较分析显示，仅17.5%的基因组是共享的，这部分基因组构成了绿脓杆菌的核心基因组。

绿脓杆菌的人口结构可以分为三个主要的血统，分别由PAO1、PA14和PA7模型菌株遗传特征。虽然绿脓杆菌通常被认为是一种机会性病原体，但一些广泛传播的克隆似乎已经进化为更专业的病原体，特别是在囊性纤维化患者中，包括利物浦流行菌株（LES），主要在英国发现，DK2在丹麦，以及AUST-02在澳大利亚（也被称为AES-2和P2）。此外，还有一种克隆菌株，经常感染马的生殖道。

绿脓杆菌是一种兼性厌氧菌，能够适应部分或完全缺氧的环境。该菌能够通过硝酸盐或亚硝酸盐作为最终电子受体进行厌氧生长。当氧气、硝酸盐和亚硝酸盐都不存在时，它能够通过底物水平磷酸化发酵精氨酸和丙酮酸。此外，绿脓杆菌产生的苯醌能够作为电子载体，促进生物膜深处细胞的生存。绿脓杆菌在肺部感染囊性纤维化和原发性纤毛运动障碍患者时，适应微氧或厌氧环境是必要的，因为厚层的肺黏液和细菌产生的多糖包被的黏液细胞可以限制氧气的扩散。绿脓杆菌在人体内的生长是无症状的，直到细菌形成生物膜，从而压倒免疫系统。

绿脓杆菌依靠铁作为营养来源生长。然而，铁在环境中并不容易获得，因为铁通常以高度不溶的铁氧化物形式存在。此外，铁过量也可能对绿脓杆菌有毒。为了克服这一问题，并调节适当的铁摄入量，绿脓杆菌使用称为铁载体的分泌分子，这些分子释放到外部环境中。这些铁载体，当达到特定浓度时，激活各自的调节器，从而改变基因表达，并协调行为。绿脓杆菌使用五个相互关联的群体感应系统——las、rhl、pqs、iqs和pch——每个系统产生独特的信号分子。las系统位于群体感应信号的顶端，因为las调节因子通过激活其他调节因子的转录来启动群体感应系统，如rhl。因此，las系统定义了一个从las到rhl调节子的层次结构。检测到这些分子表明绿脓杆菌正在肺部形成生物膜，这在囊性纤维化患者中很常见。群体感应和las系统在治疗抵抗性细菌如绿脓杆菌中的作用尚不清楚。研究表明，lasR缺陷突变体与囊性纤维化患者更严重的结局相关，且在高达63%的慢性感染囊性纤维化患者中发现，尽管群体感应活性受损。群体感应控制多种致病因子的表达，这些致病因子以层次结构的方式被控制，包括色素吡咯菌素。然而，尽管las系统启动了基因表达的调节，但其缺失并不导致致病因子的丧失。最近的研究表明，rhl系统部分控制las特异性因子，如负责弹性蛋白酶和链激酶活性的蛋白酶，但延迟。las是一个直接和间接的群体感应调节因子。另一个允许细菌迅速适应周围变化的基因调节形式是环境信号传导。最近的研究发现，厌氧性显著影响群体感应和抗生素耐药性的重要联系。大蒜实验性阻断绿脓杆菌的群体感应。^[4]

与大多数革兰氏阴性菌一样，绿脓杆菌的生物膜形成由单一分子环状二磷酸腺苷（c-di-GMP）调节。在低c-di-GMP浓度下，绿脓杆菌具有自由游动的生活方式。但当c-di-GMP水平升高时，绿脓杆菌开始建立附着在表面的定居社区。绿脓杆菌接触表面（如岩石、塑料、宿主组织等）后，c-di-GMP水平在几秒钟内增加，激活粘附性菌毛的合成，这些菌毛作为“锚”稳定绿脓杆菌对表面的附着。在后期阶段，细菌会开始不可逆地附着，通过产生强粘性的基质。c-di-GMP抑制鞭毛合成，防止绿脓杆菌游动。当抑制时，生物膜的粘附性降低。

绿脓杆菌的一个最令人担忧的特征是其对多种抗生素的低敏感性，这是由于多种耐药性外排泵与染色体编码的抗生素耐药性基因的协同作用，以及染色体编码的抗生素耐药性基因的突变。这些基因包括：

AmpC：编码AmpC型β-内酰胺酶，可分解青霉素、头孢菌素和碳青霉烯；

PER-1：编码PER-1型超广谱β-内酰胺酶，可分解青霉素和头孢菌素；

IMP：编码对亚胺培南（imipenem）有活性的碳青霉烯酶（金属-β-内酰胺酶）；

NDM-1：编码新德里金属-β-内酰胺酶1，可分解碳青霉烯；

OXA：编码氧化酶，可分解碳青霉烯；

AAC(6')-Ib：编码氨基糖苷修饰酶，可改变氨基糖苷抗生素如庆大霉素和妥布霉素的结构；

Qnr：编码Qnr蛋白，可保护DNA拓扑异构酶II和IV免受喹诺酮类抗生素如环丙沙星的影响。

通过避免池塘、热水浴缸和其他静水体；定期消毒和/或更换经常接触水分的设备（如隐形眼镜设备和溶液）；以及经常洗手，可以降低感染绿脓杆菌的风险。即使是最严格的卫生习惯也不能完全保护个人免受绿脓杆菌的侵害。

绿脓杆菌的噬菌体疗法作为一种可能的有效治疗方法正在研究中，可以与抗生素结合使用，具有无副作用和低副作用的特点。噬菌体疗法针对绿脓杆菌的实验正在进行中。

绿脓杆菌是一种令免疫受损的机会性感染病原，一般影响肺部及泌尿道，或造成烧伤、伤口及其他血液感染，如败血病。虽然很不常有，但绿脓杆菌亦会造成肺炎。在隐形眼镜清洁不完全的状况下也有机会造成眼睛角膜感染。在很多与呼吸器有关的肺炎研究中指出，绿脓杆菌是其中一种需要隔绝的细菌。绿脓菌素(pyocyanin)－一种蓝绿色的有毒代谢物，就是绿脓杆菌的致病因子之一，且在氧化应激下能使秀丽隐杆线虫死亡，但是有研究指水杨酸能抑制绿脓菌素的生成。 10%在医院感染的病症都是由绿脓杆菌所引致的。囊肿性纤维化病人的肺部是最先感染绿脓杆菌的一群。在缺乏适当处理食水质素下，它亦是引致皮肤炎的其中一种细菌。它也是造成烧伤感染最普遍的细菌。

绿脓杆菌能产生多种致病物质，主要是内毒素、外毒素、蛋白分解酶和杀白组胞素等。其致病特点是引起继发感染，多发生在机体抵抗力降低时，如大面积烧伤，长期使用免疫抑制剂等。临床上常见的有皮肤和皮下组织感染，中耳炎、脑膜炎、呼吸道感染、尿道感染、败血症等。