細菌L型
細菌細胞壁的肽聚糖結構受到理化或生物因素的直接破壞或合成被抑制,這種細胞壁受損的細菌一般在普通環境中不能耐受菌體內的高滲透壓而脹裂死亡。但在高滲環境下,它們仍可存活。 細菌L型在體內或體外、人工誘導或自然情況下均可形成,誘發因素很多,如溶菌酶(lysozyme)、溶葡萄球菌素(lysostaphin)、青黴素、膽汁、抗體、補體等。其中溶菌酶和溶葡萄球菌素能裂解肽聚糖中N-乙醯葡糖胺和N-乙醯胞壁酸之間的β-1,4糖苷鍵,破壞聚糖骨架。青黴素能與細菌競爭合成肽聚糖過程中所需的轉肽酶, 抑制四肽側鏈上D-丙氨酸與五肽橋之間的聯結,使細菌不能合成完整的肽聚糖。人與動物細胞無細胞壁,也無肽聚糖結構,故溶菌酶和青黴素對人體細胞無破壞作用。
細菌L型的形態因缺失細胞壁呈高度多形性,大小不一,有球形、桿狀和絲狀等。著色不勻,無論其原為革蘭陽性或陰性菌,形成L型大多染成革蘭陰性。細菌L型難以培養,其營養要求基本與原菌相似,但需在高滲低瓊脂含血清的培養基中生長。細菌L型生長繁殖較原菌緩慢,一般培養2~7天后在軟瓊脂平板上形成中間較厚、四周較薄的荷包蛋樣細小菌落,也有的長成顆粒狀或絲狀菌落。L型在液體培養基中生長後呈較疏鬆的絮狀顆粒,沉於管底,培養液則澄清。去除誘發因素後,有些L型可回復為原菌,有些則不能回復,其決定因素為L型是否含有殘存的肽聚糖作為自身再合成的引物。
某些L型仍有一定的致病力,通常引起慢性感染,如尿路感染、骨髓炎、心內膜炎等,並常在使用作用於細胞壁的抗菌藥物(β-內醯胺類抗生素等)治療過程中發生。臨床上遇有症狀明顯而標本常規細菌培養陰性者,應考慮細菌L型感染的可能性,宜作L型的專門分離培養,並更換抗菌藥物。
由來
1935年英國學者Klieneberger在研究鼠咬熱的病原體念珠狀鏈桿菌時,意外地發現了一種肉眼可見的微小菌落,其菌體呈高度多型性,認為是該菌的一個變種;因為該變種是在Lister醫學研究所內發現的,即取其第一個字母以命名,故稱為L菌。Lister是英國著名的微生物學家。L菌也稱細菌L型,其可見的英文名稱就有5個之多,即L—form、L—phase、L—organism、L—phase variant和Cellwall deficient bacteria,以前者為常見。
分布
此型細菌分布極廣,可以說凡有細菌存在之處,如土壤、河水、動物器官及人體組織等,便有L菌的存在;病原微生物的L菌保存著一定的毒力,具有致病性。已經發現一些真菌和螺鏇體也會變成L菌。
形成
L型細菌的形成與細菌生存環境的改變和人工誘導作用有關。人工誘導細菌變成L型細菌的因素如下:(1)抗生素,如青黴素、先鋒黴素、萬古黴素等;(2)酶類,如溶菌酶、脂酶;(3)機體的一些免疫因素,如抗體、補體、吞噬細胞;(4)物理因素,如紫外線;(5)化學因素,如去氧膽酸鹽。其形成可能與臨床有密切關係。
⑴抗生素使用不規範 作用於革蘭陽性球菌的青黴素類有效濃度不夠,療程不足,造成細菌未被徹底殺死,部分細菌細胞壁無法合成,但菌體頑強的生存下來,成為L型細菌。
⑵抗生素聯合套用不合理 如殺菌的青黴素與抑菌的四環素、紅黴素類合用,使抗生素抗菌能力下降,有效濃度不足,從而使L型細菌的形成成為可能。
⑶宿主機體的代謝原因 酸中毒及厭氧條件(深部感染)細菌因生存環境改變而導致L型細菌的形成。
⑷宿主機體抗感染免疫系統及免疫物質宿主機體抗感染免疫系統的不完全吞噬作用及宿主機體體液中各種抗感染免疫物質,如溶菌酶、乙型溶素等對細菌的不完全作用。
生物特性
形態學特性:
(1)細胞壁缺損:此型細菌雖然胞壁缺如或殘缺不全,但是只要其胞漿完整無損,在高滲環境中依然具有生命力,可生長繁殖;(2)基本形態:高度多形性,可表現為球狀、桿狀、鏈狀及絲狀形,且大小不一;菌落微小,直徑只lima左右;在瓊脂培養基上,進而細胞壁便遭破壞菌落內陷,與普通的菌落外凸不同;在低倍顯微鏡下,菌落呈
“油煎蛋”樣;在高倍鏡下,菌落邊緣為大形菌,比親本菌株要大,中心為小形菌。
生物學特性:
(1)嗜高滲性:只有在高滲環境中才能生長,在普通的培養基上不生長;由於已經失去了堅固的菌壁,只剩下一層胞漿膜,故在非高滲的環境中,菌體就會迅速地溶解而死亡;如L型金葡菌在蒸餾水中3min就會裂解,2h後消失,在0.1% 一0.2%的氯化鈉溶液中,15min後,細菌減少90%,而在2% ~15%的氯化鈉溶液中,菌體則無變化;
(2)返祖性:這是一個重要的生物學特性;當抑制、破壞菌壁的因素去除後,L菌又恢復了完整的細胞壁,變回親本菌株,又有了親本菌株的特性,這就是返祖性。返祖性又可分為下列兩種,即① 易變性L菌:當抑制、破壞細胞壁的因素去除後很快回復到親本菌株的L菌稱之;臨床分離到的多為此型;通常剛形成的或細胞壁缺陷較輕的L菌較易返祖,細胞壁完全缺如者則不易返祖;② 穩定性L菌:當抑制、破壞細胞壁的因素去除後,經過多次傳代仍然保持著L菌的特性稱之;嚴格地說,只有這一型的細菌才能稱為L菌;(3)弱抗原性:細菌的主要抗原在胞壁及其表面的附屬物上,一旦菌壁缺失,就會導致抗原性大為減弱,乃至消失;L菌可長存於宿主的體內,並抗拒宿主的防衛機制;它雖具抗原性,但抗原性薄弱,因此能逃避宿主免疫系統的自衛性攻擊;這就是L菌得以長存於宿主體內的原因。
檢測方法
細菌變為L型細菌後,其形態和培養特性均發生了改變。由於L型細菌細胞壁缺失,對外界抵抗力降低,普通培養基含瓊脂2%~3% ,氯化鈉(NaC1)0.5%, 相對於L型細菌柔軟的軀體難於附著生長。即使生長,由於低滲原因(相對於L型細菌)易造成L型細菌菌體腫脹,裂解致死,所以必須配製L型細菌的培養基。
⑴L型細菌培養基製備: 基礎培養物加高滲NaC1(3%~6%)、低瓊脂(0.8%~0.9% )、富含血清(20 %)、10 %~20%蔗糖或7%聚乙烯吡咯酮等穩定劑以提高滲透壓。如為乾粉培養基,可採用加NaCI(2%~5%)、血清20%,適當稀釋(使瓊脂含量約為0.8%~0.9%)亦可。同理也可製備L型液體培養基。
⑵2 L型細菌的培養:標本接種於L型培養基,於5%~10% 二氧化碳環境37℃培養,由於生長緩慢,故培養過程中應仔細、耐心,以防止污染,一般生長2~7 d後,形成中間較厚、四周較薄的荷包蛋樣細小菌落。L型細菌在液體培養基中生長後,呈疏鬆的絮狀顆粒,沉於管底,培養液則澄清。
⑶L型細菌的形態:L型細菌的形態因缺乏細胞壁呈高度多形性,有球狀、桿狀、絲狀。此外,L型細菌尚有顆粒型和絲狀型兩種類型。
⑷ L型細菌的藥敏試驗:挑取L型菌落於高滲肉湯,37℃培養6~8 h,以無菌棉簽蘸取,於L型平板密集劃線,貼藥敏紙片置37℃燭缸,24~48 h測抑菌環直徑。