陽性血培養瓶里“失蹤”的肺炎鏈球菌

周世娟

[摘要]目的 探討如何鑒定陽性血培養瓶里“失蹤”的肺炎鏈球菌（Streptococcus pneumoniae，S.pn）。方法 采用靶向DNA測序（16S rRNA基因擴增）的方法最后鑒定出“失蹤”的細菌。結果 “失蹤”的細菌被鑒定為肺炎鏈球菌。結論 依據靶向DNA測序（16S rRNA基因擴增）鑒定可及時、準確鑒定出因自溶死亡的肺炎鏈球菌，啟示微生物檢驗程序中血培養報陽后應立即涂片、轉種平板，并結合血培養生長曲線、涂片染色結果作進一步的分析等，以提高血培養的陽性檢出率，有利于減少漏報及誤報的發生。

[關鍵詞]16S rRNA；測序；肺炎鏈球菌；自溶

[中圖分類號] R446.5 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-4721（2017）01（c）-0126-03

[Abstract] Objective To explore how to identify the disappeared Streptococcus pneumoniae in positive blood culture flask.Methods By targeted DNA sequencing （16S rRNA gene amplification），the disappeared bacterium was finally identified.Results The disappeared bacterium was identified as Streptococcus pneumoniae.Conclusion By targeted DNA sequencing （16S rRNA gene amplification） identification can detect the Streptococcus pneumoniae dead due to autolysis.It is indicated that in the process of bacteriological examination，smear and transmission to plate combined with growth curve and smear results of blood culture are performed right away after blood culture being positive.Together with growth curve of blood culture and outcomes of smear staining，further analysis is needed in order to increase positive detection rate of blood culture and reduce occurrence of report in fail and mistake.

[Key words]16S rRNA；Sequencing；Streptococcus pneumoniae；Autolysis

血流感染（blood stream infection，BSI）是一種嚴重的全身感染性疾病，包括菌血癥和敗血癥，是致病菌或條件致病菌侵入血液中生長繁殖并釋放毒素和代謝產物而引起的急性重癥感染性疾病，其發病率和致死率都較高[1]。全球每年約發生200 000例BSI，病死率為20%～50%，是最嚴重的感染性疾病之一[2]。美國每年約有750 000例患者患血源性感染，導致215 000例死亡，是美國第十大死因，占總死亡人數的6%[3-4]。在兒童患者中，革蘭陽性菌引起的BSI病毒死率達19.2%，革蘭陰性菌引起的BSI病死率為45.2%，真菌菌血癥則為35.8%。在醫院感染中，BSI占15%，不僅延長了患者的住院時間，還增加了患者的經濟負擔[2]。

血培養是臨床判斷患者BSI的最重要依據[1]。所以實驗室對陽性血培養瓶分離鑒定出病原菌，對臨床感染性疾病的診斷起了決定性的作用。目前血培養病原菌的鑒定主要依賴轉種分離得到純菌后，才可進一步做細菌的鑒定。對于一些苛養菌、固體培養基不生長細菌的鑒定就比較困難，提高警惕，以防漏報、誤報。現將本室在血培養檢測工作中的1例陽性血培養瓶中細菌的神秘“失蹤”后的輾轉鑒定過程報道如下。

1資料與方法

1.1一般資料

2016年4月，患者男，65歲，腫瘤科新入院肺癌患者，不規則發熱1周余，偶有咳嗽、喘憋、呼吸增快、呼吸困難等，入院查體，體溫38.3℃，血常規：WBC 20.46×109/L，中性粒細胞百分比96.7%，C-反應蛋白58.96 mg/L，降鈣素原9.66 mg/ml，抽取單瓶血需氧培養送微生物室做檢查（本微生物室尚未開展厭氧培養）。

1.2檢測用儀器、試劑

儀器：Versa TREK-96全自動血培養儀（美國TREK公司）；Olympus CX21顯微鏡（奧林巴斯公司）；CO2培養箱WJ-Ⅲ-50B型（上海躍進醫療器械有限公司）；普通培養箱WS2-134-65型（上海躍進醫療器械有限公司）；3730XL測序儀（ABI公司）等。

試劑：血平板（廣州迪景微生物科技有限公司）、巧克力平板、麥康凱平板（法國梅里埃）等；快速革蘭染液、抗酸染液（珠海貝索公司）、瑞氏染液（杭州天和微生物試劑有限公司）；需氧血培養瓶（美國TREK公司配套）；肺炎鏈球菌抗原檢測試劑（美國Binax NOW公司）。

1.3質量控制

革蘭染色采用省臨檢中心提供的質控菌株金黃色葡萄球菌ATCC25923、大腸埃希菌ATCC25922標準菌株分別做陽性、陰性質控對照，其他項目室內質控都在控。

1.4接收標本后鑒定流程

簡易流程見圖1。

第1天：標本采集與培養方法參照《血培養檢測規范化操作》[5]進行標本的正確采集并將其快速置于全自動血培養儀中進行連續振蕩培養和監測，未見陽性報警。

第2天：早上8：00上班時將陽性報警瓶（曲線典型）卸出，見瓶內上清呈輕微混濁，后無菌操作抽取培養液轉種血平板、巧克力平板（35℃，5%CO2孵箱）、麥康凱平板（35℃孵箱），陽性瓶內容物涂片同時進行革蘭染色鏡檢為革蘭陰性成對排列球菌（圖2）。

第3天：轉種培養后的血平板、巧克力平板、麥康凱平板均無菌生長；重新將報警陽性瓶內容物涂片進行革蘭染色、抗酸染色、瑞氏染色后均無菌，前1 d涂片看見的G-成雙排列球菌卻神秘“失蹤”了，重抽取陽性報警瓶（瓶內上清變澄清）中原始培養物注入新的血培養瓶（傳代培養瓶）上全自動血培養儀繼續監測培養，再將原陽性報警瓶重新轉種培養至血平板、巧克力平板、麥康凱平板。原陽性培養液瓶上清澄清，僅見管底留有少許米黃色沉淀。另取出肺炎鏈球菌抗原檢測板，抽取陽性報警瓶中原始培養物2 ml，離心取上清，用配套的Binax棉簽蘸取上清標本加入到試劑模孔內，往孔內滴入3滴試劑A，靜止15 min后讀取結果為陽性。“失蹤”菌疑為肺炎鏈球菌因“自溶”而死亡消失概率大，遂立即將原陽性血培養瓶上送廣州金域檢驗中心進行靶向DNA測序鑒定。

第4天后：傳代培養瓶監測培養期間未見陽性報警，卸下瓶內澄清，未見沉淀，涂片鏡檢未見細菌；重新轉種培養后的血平板、巧克力平板、麥康凱平板仍無菌生長。

2結果

該原陽性血培養瓶第2天涂片“曇花一現”見“影”——G-成對排列球菌后，第3天后就“無影無蹤”，遂加做陽性報警瓶中原始培養物肺鏈抗原檢測為陽性（目標鎖定為肺炎鏈球菌和緩癥鏈球菌）[6]，并將有少許米黃色沉淀的原陽性報警瓶上送廣州金域檢驗中心做基因測序，有效序列經分析顯示與肺炎鏈球菌的相似度為100%。由此真相大白：陽性血培養瓶“失蹤”菌為肺炎鏈球菌，因“自溶”使菌體從“有影”到“無蹤”。

回顧性檢查全自動血培養儀中該陽性血培養瓶的初報陽時間為接收標本次日凌晨1：30報警，但因條件所限（本室晚上無夜班輪崗）沒及時轉種，次日8：00（距離初報陽>6.5 h）上班同事才處理陽性血培養瓶，涂片可見G-成對排列球菌，而第3天轉種未見細菌生長及原陽瓶重涂片細菌卻“失蹤”了，傳代培養瓶進行連續監測培養，未見陽性報警，種種跡象符合蔡婷婷等[7]的報道結果：肺炎鏈球菌陽性報警后6 h為革蘭陰性球桿菌，在陽性報警后可在8～10 h內自溶死亡。我室在陽性報警6.5 h后方進行轉種、涂片染色等處理，錯過最佳處理時間。

3討論

1881年肺炎鏈球菌首次由巴斯德（Louis Pasteur）及G.M.Sternberg分別在法國及美國從患者痰液中分離出。肺炎鏈球菌常定植于人體呼吸道，尤以鼻咽部最常見，羅小銘等[8]報道中山地區正常人群鼻咽部肺炎鏈球菌攜帶率為26.6%，少年兒童鼻咽部攜帶率較成人高。由此可見呼吸道黏膜對肺炎鏈球菌存在很強的自然抵抗力。隨著各種血液留置導管的介入，臨床抗菌藥物的廣泛應用和大量免疫受損宿主的出現，各種原因使機體抵抗力下降時易發生侵襲性肺炎鏈球菌疾病，包括菌血癥、敗血癥、腦膜炎、膿胸、骨髓炎等[9]。在化膿性球菌中，肺炎鏈球菌的致病力僅次于金黃色葡萄球菌。劉德華等[1]報道從2013～2014年全國細菌耐藥監測網云南地區28家三級醫院的14 519株血培養陽性菌株中肺炎鏈球菌110株，構成比占0.76%。本病例為肺癌患者，機體抵抗力低下，易受侵襲。

肺炎鏈球菌屬鏈球菌科，鏈球菌屬。肺炎鏈球菌是革蘭陽性菌，肺炎鏈球菌菌體為革蘭陽性，呈矛頭狀，多成雙排列（故亦稱為肺炎雙球菌），寬端相對，尖端相背，有較厚莢膜（有毒株在體內形成莢膜：普通染色時莢膜不著色，表現為菌體周圍透明環），無鞭毛，不形成芽胞。當菌體衰老時，或由于自溶酶的產生將細菌裂解后，可呈現革蘭染色陰性[2]。本菌為苛養菌，營養要求較高，需在含血液或血清的培養基中生長。在固體培養基上形成小圓形、隆起、表面光滑、濕潤的草綠色菌落。培養初期菌落隆起呈穹隆形，隨著培養時間的延長，細菌產生的自溶酶裂解細菌，使菌落中央凹陷，邊緣隆起呈“臍窩狀”或火山口狀。在血清肉湯中培養稍久亦因細菌自溶而使混濁的培養液漸變澄清[10]。

肺炎鏈球菌本身存在自溶的特性，主要原因是其自溶素（細胞壁水解酶，autolysin of S.pn，LytA）通過裂解-N-乙酰胞壁酰-L-丙氨酸，導致細胞壁肽聚糖骨架斷裂，使細胞壁坍塌，最終導致細胞溶解死亡[11]，過程中會引起菌體革蘭染色特性的改變（G+→G-），見圖2。肺炎鏈球菌當生長進入穩定期后會立即引起溶菌[12]，表現在培養24 h左右使血平板菌落中心塌陷呈臍窩狀，在液體培養基隨著培養時間的延長溶解死亡而使培養基澄清，僅見管底留有少許沉淀。蔡婷婷等[7]研究肺炎鏈球菌在陽性血培養瓶報警后6 h革蘭染色鏡檢為G-球桿，并在8～10 h內自溶死亡。所以及時轉種陽性血培養瓶是減少肺炎鏈球菌漏檢的關鍵。

以前，肺炎鏈球菌的鑒定只能依賴對分離的活菌采用傳統方法：菌落形態（自溶現象、臍窩狀菌落、寬大草綠色溶血環）、革蘭染色特征（G+，菌體呈矛頭狀，多呈雙排列，寬端相對，尖端相背，有較厚莢膜）及奧普托欣敏感試驗、菊糖陽性試驗、血清學試驗和膽鹽溶菌試驗等[13-14]進行鑒定。隨著醫學檢驗技術的飛速發展，鑒定此菌檢驗方法也日新月異，如自動化細菌鑒定儀、肺炎鏈球菌抗原試驗、乳膠凝集試驗、分子生物學檢測（質譜技術及基因測序）等。本菌當面臨轉種后無活菌生長時，用傳統方法鑒定已不可能，只能選擇免疫分析及遺傳學方法補救鑒定。Petti等[6]對于陽性血培養瓶中的疑似肺炎鏈球菌標本，選用免疫層析試條檢測肺炎鏈球菌抗原發現緩癥鏈球菌與肺炎鏈球菌有交叉反應，特異性不夠強。因此，最后選擇遺傳學——分子生物學的診斷方法[2]，如靶向DNA測序（16S rRNA基因擴增）鑒定。細菌16S rRNA的相對分子量大小適中，約1500 bp，適合序列分析，又因其含有對所有細菌種及可變區的廣泛區段[15]。因此16S rRNA基因成為細菌系統分類鑒定的理想靶序列，也廣泛被細菌學家和分類學家接受和使用。在DNA序列分析中，16S rRNA最常用于鑒定細菌的種，鑒定快速、簡便、特異性好，是目前對在臨床苛養菌以及固體培養基不生長細菌進行鑒定、檢測和新菌種發現方面最可靠的方法之一[2]。

綜上所述，血培養是當前BSI病原學診斷的“金標準”，通過對本院1例血培養中肺炎鏈球菌自溶現象的闡述，啟示在微生物檢驗過程序中時常會出現一些假陽性及假陰性結果，各實驗室應建立一個有效的減少漏報及誤報情況的機制，如建議臨床雙瓶送檢培養；建立微生物室預警機制，報警后立即涂片、轉種平板，并結合血培養生長曲線、涂片染色結果行進一步的分析等，有利于防止如本案例肺炎鏈球菌假陰性培養的發生，提高血培養的陽性檢出率，減少漏報及誤報的發生。

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（收稿日期：2016-11-20 本文編輯：方菊花）