西山生物

病原体简介

啮齿柠檬酸杆菌

柠檬酸杆菌是人和动物肠道中常见的正常菌群，也是重要的条件致病菌，20世纪60年代在不同地区的小鼠群中爆发了2次高发病率和死亡率的小鼠腹泻,分别是美国ANL（Argone National Laboratory）和日本国立卫生研究院，这两次疾病爆发都出现结肠增生的现象，在美国的感染事件中对感染动物的粪便和肠道样本进行培养，分离出感染动物的需氧菌群中90%为一种非典型弗氏柠檬酸杆菌菌株（C.freundil Ediger），而日本感染动物中的病原体被分类为非典型大肠杆菌Ex30，他被称为小鼠致病性大肠杆菌（MPEC）,1970年中后期，美国有进一步的关于鼠群自发性疾病爆发的报道，与早期爆发的不同是其中一次主要表现高发的直肠脱垂和结肠炎，但是动物未表现腹泻，并且都分离出非典型弗氏柠檬酸杆菌菌株（C.freundil Ediger 4280）。基于基因型的分类，这些被发现的柠檬酸杆菌和MPEC最终归为一个单独的种，1995年由Schauer等命名为啮齿柠檬酸杆菌。

啮齿柠檬酸杆菌（Citrobacter rodentium）为肠杆菌科柠檬杆菌属成员之一，是与人类肠出血性大肠杆菌和肠致病大肠杆菌具有相同毒力的鼠类自然病原。也曾被我国实验动物微生物等级及监测标准列为必要时检测项目- 大肠杆菌 O115 a,C:K(B), 2022年该标准正式将其更名啮齿柠檬酸杆菌。

病原学

 

革兰氏阴性杆菌，镜下观察菌体为短杆状，有运动性，该菌可在DHL或麦康凯琼脂平皿上生长，形成中心部位为桃红色、边缘透明的菌落，生化反应与沙门菌非常相似，极易混淆。

流行病学

 

一般通过粪-口传播，病程短，一般持续4周左右，将感染小鼠和未感染小鼠共同饲养，会在6天内导致感染的扩散。小鼠和沙鼠易感，豚鼠可能会感染，地鼠和大鼠不易感。

临床症状及病理变化

 

感染后会表现出不同的临床表现，成年鼠一般不表现临床症状，未断奶或刚离乳小鼠易感，可引起小鼠，体重减轻，腹泻，直肠脱垂，甚至死亡，但大多都会表现出结肠增生，这一病变在感染的5-14天即可检测到。疾病的发展与宿主因素有关，遗传背景、年龄、免疫系统缺陷和并发感染都被证明会影响病程和严重程度。啮齿枸橼酸杆菌爆发后发病率和死亡率都会很高。免疫力强的动物会对此菌产生免疫反应，从而产生保护性免疫。

啮齿枸橼酸杆菌经口进入宿主，最早在盲肠中检测到，在感染的3-4天后迁移到远端结肠，并在那里快速增殖，其与EPEC和EHEC相似之处在于其利用肠上皮中的附着和消除（A/E）损伤来定殖宿主的胃肠道。在感染早期A/E病变的特征在于细菌紧密地附着到宿主上皮细胞的质膜上，刷状缘微绒毛的局部消失，以及粘附细菌下面的基座样结构的形成，这三种现象导致肠上皮的重塑。典型的病变包括结肠结肠粘膜增厚和结肠隐窝的显著增生以及盲肠的萎缩，感染通常在持续2-3 周后达到增生的峰值。在增生的高峰，细菌菌不再能从肠道中分离出来，感染两个月后，病变消失，结肠粘膜恢复正常，感染还可能引发强烈的炎症反应，并涉及多种细胞因子、先天性淋巴样细胞、嗜中性粒细胞、巨噬细胞、B细胞和T细胞的释放。中性粒细胞在感染后第4天左右首先在结肠中募集，而巨噬细胞和树突细胞在感染后第8天首先浸润结肠。这三种免疫细胞群体的数量在感染后第14天左右达到峰值，然后下降并在第21天恢复。B细胞在感染后第8天显著增加，CD 4+和CD 8 + T淋巴细胞在感染后第14天达到峰值，两种T细胞亚型的水平在感染后第21天下降。

对研究的影响

 

啮齿类柠檬酸杆菌显示出显著的结肠定殖能力，是研究肠道病原体-宿主免疫相互作用的理想模型，但也因此感染啮齿枸橼酸杆菌的动物在感染期间会影响肠道稳态和机体免疫应答，并可能引起发病或影响动物的生长发育，以及引发继发的感染等，因此不适合用于肠道疾病相关的研究和动物繁育。而大多数的免疫缺陷小鼠无法清除感染，发展成慢性感染，并可能成为传染源影响其他动物，另外肥大细胞缺失的动物还会表现出快速的死亡从而影响到实验的进行。

预防和清除

 

一但发生感染，很容易污染饲养环境，预防该菌感染必须加强饲养管理，消除发病的诱因，保持饲料和饮水的卫生，因啮齿枸橼酸杆菌对常用的各种肠杆菌消毒剂均敏感，可增加环境的消毒。抗生素虽然可以治疗患病动物但很少能解决动物的带菌状态且易引起肠道微生物菌群的失调，并增加其耐药性，还可能对研究造成影响，因此不建议进行治疗，可通过剖腹产或者胚胎净化技术进行净化。

参考文献

 

1 . Bouladoux N, et al. The mouse model of infection with Citrobacter rodentium[J].Curr Protoc Immunol. 2017 Nov 1;119:19.15.1-19.15.25. 

2 . Eve G D Hopkins, et al.  Intestinal Epithelial Cells and the Microbiome Undergo Swift Reprogramming at the Inception of Colonic Citrobacter rodentium Infection[J].mBio.2019 Apr 2;10(2):e00062-19.

3 . Danielle Carson, et al. Citrobacter rodentium induces rapid and unique metabolic and inflammatory responses in mice suffering from severe disease. Cell Microbiol[J].2020 Jan;22(1):e13126.

4 . Rosanna Mundy, et al. Citrobacter rodentium of mice and man Cellular Microbiology l[J]. (2005) 7(12), 1697–1706

5 . Charles river technical sheet: Helicobacter spp.

6 . 田克恭等，实验动物疫病学[M]第三篇第三十五章第二节，2014:571-575

 

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