弯曲杆菌 (弯曲杆菌怎么形成的)

弯曲杆菌在什么地方有,弯曲杆菌有什么用

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坎普洛巴菌属是革兰氏阴性、具有运动性和非孢子形成的细菌,其独特的螺旋形状可以根据环境压力而改变为丝状或球状,作为对环境压力的适应性响应。

坎普洛巴菌的相对较小的基因组以及其独特的细胞和分子生理学仅在有限程度上被理解。

这种挑剔微生物在实验室环境中被孤立或培养的严格要求使其看起来像一个不太强大的生存者和/或容易在家禽养殖场的周围环境中被灭活,如土壤、水源、尘土、表面和空气。

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从家禽养殖场到屠宰场再到最终的家禽产品, 这种须氧微生物的生存表明坎普洛巴菌在整个家禽生产链中有多个适应性响应和/或环境生态位。

其中许多适应性响应仍然是谜,尚无已知的单一控制方法完全解决了家禽工业中坎普洛巴菌的污染问题,需要新的干预策略。

本综述的目的是讨论坎普洛巴菌在家禽生产环境中的传播、存活和适应性,还将讨论一些已批准的和新颖的控制方法,以应对整个家禽生产链中的坎普洛巴菌。

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一、弯曲杆菌的独特生理学

坎普洛巴克特的名称最初源自古希腊语,意为"弯曲的杆状",其中"kampylos"意为"弯曲","baktron"意为"杆状"。

然而,坎普洛巴克特的独特形态看起来更像是螺旋形或螺旋形,而不是弯曲的杆状。坎普洛巴克特可以根据应激条件将其形态变为丝状或球状,以适应环境压力。

它最初是从一例绵羊流产病例中分离出来的,并被分类为弧菌样细菌,后来由于其与弧菌属物种有明显不同的分类特征而被改名为坎普洛巴克特。

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坎普洛巴克特细菌在物种水平以及亚种和菌株水平都非常多样化。 多样性包括遗传和表型特征的差异,以及生长需求的差异,这可以解释它们存在于不同的寄主或生态位中。

包括不同的家禽和野生鸟类。一些坎普洛巴克特物种有单极或双极鞭毛,而较少的物种没有鞭毛,新兴坎普洛巴克特细菌是最近被确认能引起疾病的物种。

新兴坎普洛巴克特物种的临床重要性和致病性已经得到了审查。证据显示,能够附着并侵入人类上皮细胞,改变肠道屏障完整性,避免宿主免疫反应,分泌毒素并侵入巨噬细胞。

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然而,新兴坎普洛巴克特物种对于坎普洛巴菌病的实际贡献仍然不清楚,因为现有的培养方法,包括富氢微好氧和厌氧条件,未能成功在实验室条件下培养这些微生物。

这是由于一些原因,包括某些难培养物种或个体菌株生长缓慢,选择性培养基中添加的抗生素抑制生长,氢源有限,存在竞争性微生物。

以及由于形态多样性而难以识别某些坎普洛巴克特物种。然而,在微好氧条件下提高氢浓度可以提高C.concisus的检测率,从0.03%提高到1.92%。

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C.concisus感染和其他坎普洛巴克特细菌感染的症状通常较C.jejuni和C.coli轻微。然而,新兴坎普洛巴克特物种也很重要,需要更好的分离技术来检测和诊断它们。

一份先前的报告显示,C.concisus和C.fetus的感染在年龄较大的人中比年轻成年人更常见。

C.jejuni和C.coli仍是坎普洛巴克特病的主要原因,但需要更有效的检测方法来更好地了解新兴坎普洛巴克特细菌在环境中的演变 ,传播到农食系统,并对坎普洛巴克特病的贡献。

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现有证据表明,近年来,坎普洛巴克特病在发达国家和发展中国家的发病率都有上升趋势。

在2007年至2013年期间,不同国家的坎普洛巴克特疫情规模在10到100例之间。家禽和未经处理的水被报道最多是坎普洛巴克特疫情的来源。

不同国家的坎普洛巴克特病例数量在同一地区可以有显著差异。不仅是由于未报告的病例,还包括检测方法的有限灵敏度及不同地区天然储库中坎普洛巴克特的流行率。

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来自亚洲、非洲和中东地区的流行病学数据显示,坎普洛巴克特感染在该地区很常见,尽管数据不完整。加拿大的坎普洛巴克特感染总数估计每年约为145,350例。

不列颠哥伦比亚省在2017年的年坎普洛巴克特感染率为每100,000人37.74例,日本在过去十年中的感染率为每100,000人1,512例,新西兰的感染率为每100,000人161.5例。

监测系统、新规定和控制策略已经导致了从2006年到2014年间多种食源性病原体的下降 ,包括沙门氏菌、李斯特菌和大肠杆菌O157:H7,但坎普洛巴克特和弧菌并没有下降。

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无论是个体病例还是坎普洛巴克特病的爆发通常在全球范围内普遍存在。导致坎普洛巴克特感染的几个风险因素包括旅行或人与人之间的传播、与动物接触以及食用被污染的食物或水。

荟萃分析数据表明,国际和国内旅行是坎普洛巴克特感染最关键的风险因素,其次是食用未煮熟的鸡肉、环境暴露和直接接触农场动物。

坎普洛巴克特感染是旅行相关疾病中病例最多的原因。此外,风险因素之间存在重叠。例如,与旅行相关的疾病经常与食用被污染的食物有关。

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尽管出国旅行有助于整体坎普洛巴克特传播,但通过国际农食品贸易在国家和大陆之间传播抗生素耐药坎普洛巴克特菌株也是一个相当重要的公共卫生问题。

坎普洛巴克特菌株具有许多独特的生长要求,这些要求可以限制但不能消除它们在食物和/或食物环境中的普遍存在。

大多数坎普洛巴克特细菌在42°C或37°C下生长最佳,但它们都不能在30°C以下生长。 与大多数其他细菌不同,它们在最低生长温度附近的生长速度逐渐减慢。

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而坎普洛巴克特在30°C以下突然停止生长,在30°C以下未观察到C.jejuni的生长适应性。这引发了一个问题,即坎普洛巴克特在最低生长温度以下和以上的代谢活动有多么不同。

根据关于坎普洛巴克特在食物和与食物相关的条件下的存活的几份报告,将在下面回答这个问题。此外,由于几个联合原因,坎普洛巴克特不能在常温下存活。

这些原因包括对活性氧物质的有限耐受性,不能产生足够的抗氧化酶,呼吸速率低,以及存在氧不稳定的必需酶。

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坎普洛巴克特中的一些酶被认为在保护细胞免受氧张力方面起着关键作用,包括过氧化氢酶、谷胱甘肽还原酶、谷胱甘肽合成酶、过氧化物酶和超氧化物歧化酶。

二、弯曲杆菌在家禽养殖场中的影响

自家禽业早期以来,家禽被认为是将坎普洛巴克特菌株与人类相关的食物传播的主要来源。 C.jejuni是鸡微生物组中常见的共生微生物。

家禽还是其他坎普洛巴克特细菌株的储库,包括C.lari,C.upsaliensis和C.concisus。这种细菌通常会从不同的环境来源水平传播到养殖群体。

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有报道称,坎普洛巴克特菌株在家禽养殖场周围的环境中通常很丰富,如土壤、水源、灰尘、表面和空气。

动物饲料和/或饮用水可以将坎普洛巴克特菌株从环境传播到家禽养殖场。携带坎普洛巴克特的农民和养殖场访客也可以将这种微生物传播到家禽养殖场。

几项研究从家禽房周围的野鸟粪便中分离出坎普洛巴克特菌株,表明野鸟有助于将这种微生物传播到家禽房内。

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例如,一项分子亚型分析显示,从肉禽群中分离出的12株坎普洛巴克特菌株与同一农场环境中野鸟粪便中分离出的一株菌株密切相关。

其他生物,包括苍蝇、昆虫、变形虫、酵母和霉菌,也被发现是将坎普洛巴克特菌株水平传播到家禽房内的重要途径。

坎普洛巴克特细胞与变形虫、酵母和霉菌一起存在可以使它们存活更长时间。 薄翅夜蛾和它们的幼虫被确定为家禽设施中C.jejuni的重要携带者。

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它们不仅可以在一批内传播C.jejuni,还可以在连续的育成周期中交叉污染群体。此外,微生物真核生物可能在环境中充当坎普洛巴克特的储库。

许多C.jejuni菌株能够侵入、复制并在变形虫寄主内保持活力。真核生物通常在饮用水系统和农场微生物生物膜中普遍存在,受感染的真核生物有助于将C.jejuni传播到家禽设施。

关于坎普洛巴克特是否可以从一代家禽传播到另一代家禽存在长期争议。一项涵盖6万只后代亲本饲养鸟的研究发现没有证据表明坎普洛巴克特会垂直传播给鸡只。

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研究中所有鸡只都是从坎普洛巴克特定属的外祖父母鸡群的蛋孵化而来的。 蛋内经过可能导致粪便细菌的传播,随后污染新鲜鸡蛋和有受精能力的蛋的蛋壳、蛋壳膜和蛋白质。

这可能导致在小鸡从蛋中孵化出来后摄入坎普洛巴克特,从而在家禽房中定殖和传播坎普洛巴克特。

相比之下,萨尔蒙氏菌的垂直传播已经得到了确凿的证据,因为它们在蛋壳形成之前就会在生殖道内污染蛋,或者穿透蛋壳并侵入已下蛋的蛋黄中。

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此外,沙门氏菌是与家禽蛋相关的食源性爆发的主要原因,而坎普洛巴克特与蛋相关的爆发极为罕见。

一项包括4,316个主要参考文献的系统综述显示,坎普洛巴克特极少被分离出现于蛋内部,这也得到了多项农场研究的验证。

因此,改进生物安全系统并应用有效的干预策略是限制家养肉鸡场内坎普洛巴克特流行的关键因素。

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三、总结

坎普洛巴克特是导致人类胃肠炎的主要食源性病原体之一。 在家禽养殖场或家禽加工厂中,都没有有效的控制方法来预防坎普洛巴克特的污染。

家禽养殖场和加工系统都非常复杂,需要密集的操作。此外,为了限制抗生素在不同国家中的抗药性,已经禁止将抗生素用作生长促进剂。

许多经批准的抗微生物剂对于减少家禽加工厂中坎普洛巴克特的数量效果有限。因为所有这些因素,需要新一代的抗微生物剂。

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考虑到在家禽养殖场和加工厂中控制黄色葡萄球菌的挑战,需要创新的抗微生物包装以在零售环节降低生鸡肉中的坎普洛巴克特含量。

这些方法包括利用噬菌体或纳米颗粒的生物活性包装,以及使用协同抗微生物剂的组合,以最大程度地发挥其优点并最小化与其使用相关的缺点。