屎肠球菌

人、动物肠道中的菌群

屎肠球菌( 肠球菌 Faecium)是 肠球菌属 的 革兰氏阳性菌 ,是人和动物肠道中正常菌群的一部分。用屎肠 球菌 JT1701与人体肠道中的 有害菌 (如 大肠杆菌 )、 益生菌 (如 婴儿双歧杆菌 、 嗜酸乳杆菌 )以及 产气荚膜梭菌 和 脆弱拟杆菌 共同培养发现,肠球球菌对它们均有抑制作用。屎肠球菌可能成为人类和动物肠道中的 共生菌 ,但也可能成为致病菌,引发如新生儿 脑膜炎 或 心内膜炎 等疾病。然而,耐 万古霉素 屎肠球菌( Vancomycin- resistant 肠球菌 Faecium,简称VRE)常常被误称为屎肠球菌。

概述

屎肠球菌是动物肠道正常菌群中的菌类,因其能产生 乳酸 ,所以归属于乳酸菌类。屎肠球菌是一种 益生菌 ,对维持动物 肠道菌群 生态平衡 起到重要作用,特别是在幼龄动物的肠道保健和疾病的防疫和治疗上有突出的表现。许多企业将其制成微生态饲料添加剂,但是屎肠球菌的抗逆性较差,在生产加工中不能有效的保持其活性,对屎肠球菌的利用产生了很大的问题。

它能抑制这些菌氨的产生,降低 培养基 的pH。其原因是,屎肠球菌与氨产生相关的尿酶、氨基酸脱氨酶的种类少,酶活性亦低,而与NH4^+同化相关的 谷氨酸脱氢酶 、 谷氨酸合酶 、谷 氨合成酶的活性要高得多。表明屎肠球菌对人体肠系菌群具有调控作用。

但是在一定条件下可致感染,目前对于屎肠球菌的治疗还没有什么很好的特效药可以选用 苄青霉素 和 链霉素 进行治疗。

生物学特征

屎肠 球菌 为圆形或椭圆形,呈单个、成对或短链状排列的革兰氏阳性球菌,无 芽孢 、无鞭毛,为需氧或 兼性厌氧菌 ,油镜下观察屎肠球菌菌体多单生,对生和链状较少。屎肠球菌对营养要求较高,在血平板上经37℃培养18h后,可形成灰白色、不透明、表面光滑、直径0.5~1mm大小的圆形 菌落 ,无 溶血 现象出现,在YPD和MRS 培养基 中均能迅速生长。屎肠球菌具有很好的抗逆性,可在10~45℃、pH4.5~9.6、6.5%NaCl溶液、40%胆汁盐环境中生长; 精氨酸 产氨,不分解 鼠李糖 、 松三糖 和山梨醇,能分解 蔗糖 、 蜜二糖 、 乳糖 、 麦芽糖 和 棉子糖 ;一般对 庆大霉素 、 卡那霉素 、多粘菌素和 链霉素 不敏感,对 苄青霉素 、 红霉素 、 万古霉素 和 阿莫西林 较为敏感。

作用机理

屎肠球菌进入动物肠道后,主要通过以下四个途径产生作用:

①快速 黏附 肠道黏膜。通过排阻效应抑制 病原菌 黏附肠道,形成肠道屏障、保护肠道健康、维持微 生态平衡 。

②代谢过程中产生 DL-乳酸 、 细菌素 和 过氧化氢 等物质。可以降低肠道pH值、抑制动物病原菌繁殖、维持和调整肠道微生态平衡、减少肠道 内毒素 与 脲酶 的含量、减少血液中毒素和氨的含量、促进动物器官成熟、改善动物生理状态。

③产生多种营养物质( 维生素 、氨基酸、促 生长因子 等)。营养物质可参与 新陈代谢 、促进动物生长。

④诱导机体产生 细胞因子 、 干扰素 、 免疫细胞 介素等。可增强机体非特异性免疫、提高抗病能力、降低炎症反应、促进肠道健康。

实验证明,屎肠球菌制剂在提高幼年畜禽体增重、提高动物免疫力、调节肠道微 生态平衡 ,提高营养吸收、减少 腹泻 率、降低死亡率等方面均有很好的效果。

应用

随着抗生素陆续被许多国家禁止使用,屎肠球菌等 益生菌 作为抗生素的 替代品 正在迅速发展。屎肠球菌可以起到调节动物 肠道菌群 结构、改善 消化酶 活性、改善动物生产性能、提高动物机体免疫力、改善动物血液生化指标的功效。

在养猪业中的应用

屎肠球菌等益生菌在养猪业中的应用研究较为普遍,可以起到提高猪的生长速度,改善猪健康水平的作用。黄怡等研究表明,仔猪刚出生3日龄到5日龄灌服10%灭菌脱脂奶( 对照组 )或含有屎肠球菌活菌的10%脱脂奶重悬液(处理组),屎肠球菌组使仔猪盲肠的乳酸菌比率升高, 致病性大肠杆菌 的数量和比例分别下降, 腹泻 率显著下降,说明口服屎肠球菌改善了哺乳期仔猪 肠道菌群 组成,有效的抑制了哺乳仔猪肠道内 病原菌 繁殖。华均超等通过在 仔猪 饲粮中添加不同水平的屎肠球菌(T013)复合制剂,研究屎肠球菌(T013)复合制剂在 保育猪 生产中的应用,结果表明,屎肠球菌(T013)能改善断奶仔猪生长性能、调节肠道微 生态环境 ,显著的提高断奶仔猪的日增重、降低腹泻率。王娜等研究活性乳酸菌饲料添加剂对生长育肥猪生长性能的影响,结果表明,通过在饲料中添加活性乳酸菌,不仅降低了生长育肥猪的死亡率,降低了育肥猪肉的脂肪含量,避免了肉质中药物残留,提高了饲料的转化率,提高了猪肉的蛋白质含量、氨基酸总量及 谷氨酸 含量,而且猪肉的口感好,营养丰富。从总体上看,屎肠球菌在养猪业中有着广阔的应用前景,势必可以促进养猪业的健康发展。

在 家禽 生产中的应用

当前家禽养殖过程中,非常容易受到 大肠杆菌 、金黄色葡萄糖 球菌 等致病 病原菌 的感染。屎肠球菌等 益生菌 通过改善动物胃肠道微生物区系的平衡,提高营养物质利用率,提高家禽的免疫力和抵抗力等方式维持家禽的正常生长和生产。秦欢蕾等研究饮水中添加屎肠球菌及酸化剂对 肉鸡 饮水及采食的影响,研究结果表明,饮水中添加屎肠球菌对肉鸡的饮水量和采食量没有负面影响,并且有提高肉鸡日增重的趋势,可以有效的降低肉鸡 腹泻 率,提高肉鸡的生产性能。徐基利等在研究饲粮中添加不同水平的乳酸菌制剂对肉 仔鸡 的影响,结果表明:饲粮中添加0.2%、1.0%乳酸菌可显著提高肉仔鸡ADG、F/I(P<0.05);提高肉仔鸡 血清 中 免疫球蛋白 水平。

在 反刍亚目 中的应用

反 动物与非反刍动物相比有着许多独特的生理功能。 反刍 动物通过反刍可以把食物嚼碎,增加食物与 瘤胃 微生物的接触面积,促进微生物 对食 糜的发酵分解;微生物在反刍动物的消化过程中扮演者十分重要的作用;反刍动物通过微生物的发酵分解,可以促进饲料中粗纤维的消化、将质量差的植物性 蛋白质 转化为更易于反刍动物消化吸收的微生物蛋白质、利用 尿素 等 非蛋白氮 合成蛋白质,此外微生物还能合成相应的 维生素 提供反刍动物的日常需求。屎肠球菌等 益生菌 在被 反刍亚目 采食后,可以提高反刍动物对饲料的利用率,提高反刍动物对营养物质的消化吸收能力,改善反刍动物的健康水平。姜艳美等(2008)采用人工 瘤胃 法研究屎肠球菌对瘤胃发酵的影响,结果表明,屎肠球菌能显著提高瘤胃NH3-N浓度(P<0.01);添加1.25×10 /mL屎肠球菌菌液显著提高了瘤胃液的 冰醋 与总 挥发性脂肪酸 浓度(P<0.05),说明屎肠球菌可以促进瘤胃饲料中 糖类 的消化。

在水产养殖中的应用

屎肠球菌等乳酸菌类 益生菌 在水产养殖中,可以起到抑制有害微生物、净化水质、改善水产动物 生态环境 、提高免疫力、促进生长的作用。侯树宇等研究复合微生态制剂在 对虾属 养殖中的应用,研究结果表明,微生态制剂可以显著改善对虾养殖池中的水质,养殖池中CODCr明显下降,去除率高达84.7%;微生态 复合菌 制剂可显著降低养殖水中的CODCr,使水质处于一种良好的状态。胡毅等研究表明,在凡纳滨对虾饲料中添加益生菌,能使肠道 蛋白酶 和 淀粉酶活力 升高,并且能显著降低了肠道及粪便 弧菌 数(P<0.05),不同程度提高了凡纳滨对虾 血清 蛋白浓度、酚氧化酶活力、 溶菌酶 活力和总 抗氧化 力,有效提高免疫力。 宋协法 等研究益生茵对半滑舌鳎养殖水质及仔稚鱼生长的影响,结果表明,添加 益生菌 对养殖水质没有不良影响,并且可以有效提高半滑舌鳎仔稚鱼的增重率、肥满度和成活率,从而提高养殖的经济效益。

好处

埃黎耶·梅契尼可夫 的“长寿学说”里曾得出的结论:“乳酸菌=益生菌=长寿菌”。乳酸菌有200多种,其中绝大部分都是动物体内必不可少且具有重要生理功能的菌群,广泛存在于动物肠道中。屎肠球菌是乳酸菌中抗逆性较强的一类,具有很好的抗逆性(高温、酸碱、高盐、 氧气 ),肠道 黏附 能力好,对部分抗生素也具备很好的耐受性。因此,在目前的微生态制剂产业特别是饲料添加剂企业中,是深受众多厂家亲睐的一类乳酸菌产品。

潜在危害性

肠球菌 感染是新生儿 败血症 的第3位病因,近几年新生儿和儿童肠球菌败血症的发病率增加了6倍。据报道肠球菌是内源性和外源性医院感染的第二大 病原菌 ,检出率仅次于 大肠杆菌 。有资料统计,在引起 尿路感染 的致病菌中,肠球菌感染居第2位;腹腔、盆腔感染,肠球菌居第3位;败血症,肠球菌居第3位,病死率12.6%~57%。

当抗生素大量使用或 宿主 免疫力低下时,宿主与肠球菌之间的共生状态失衡,肠球菌离开正常寄居部位进入其他组织器官,它首先在宿主组织局部聚集达到阈值密度,然后在粘附素的作用下粘附于宿主 细胞 的胞外矩阵蛋白,分泌细胞溶解素、明胶酶等 毒力 因子侵袭破坏宿主组织细胞,并通过 质粒 接合转移使致病性在肠球菌种间扩散,并耐受宿主的非特异性免疫应答,引起感染性疾病的发生发展。

同时, 肠球菌 还极易形成耐药性,其耐药性包括固有耐药、获得性耐药及耐受性3种。由于其 细胞壁 坚厚,肠球菌对许多抗生素表现为固有耐药。肠球菌的耐药性在20世纪70年代表现为对 氨基 糖甙 类耐药,如 庆大霉素 和 链霉素 ,80年代表现为耐β- 内酰胺 类及糖肽类,1986年首次发现 耐万古霉素肠球菌 (VRE)。90年代以后,由于抗菌药物广泛应用,加之侵入性治疗以及过度使用 诺 类和口服头孢菌素类药物等因素,导致肠球菌耐药菌所致感染菌株及病例不断增加,已成为院内感染的主要病因。由于这类细菌所引起的耐药菌感染治疗难度大,加之 肠球菌 对抗生索的耐药现象比较复杂,目前,在临床分离的肠球菌中有许多是多重耐药菌株。

美国 医院内监测系统表明由VRE导致的医院感染1989年为0.3%,1993年为7.9%,在ICU内则增加至13%,至1997 年,超过15%的医院内肠球菌感染为VRE。VRE耐药谱广、易造成感染和流行并且能将耐 万古霉素 基因转移给其它 革兰氏阳性菌 ,如 金黄色葡萄球菌 等。同时肠球菌属在干燥的物体表面可存活数日至数周,无疑可以从被污染的手和衣物表面进行携带传播。 肠球菌 具备 毒力 和流行性,本身又可产生介导炎症反应的能力,以及它的耐药性和播散性(包括耐药因子的播散),都对临床患者有潜在的危害,加重病情的进展。

另外,美国研究人员在《医学微 生物学 杂志》上发表文章指出, 粪肠球菌 能产生有害 物质 ,破坏 脱氧核糖核酸 ,进而引起促发 大肠癌 的基因活动。他们在实验室中仔细研究了直肠 细胞 对粪肠球菌的反应。结果发现在发酵状态下,粪肠球菌会生成一种叫“ 超氧化物 ”的氧分子,这种氧分子会破坏周围细胞的DNA,但粪肠球菌的影响远不止于此。这种超氧化物会给被称为 巨噬细胞 的 免疫细胞 发出强烈信号,改变一些肠道 寄生 细胞的生长、分裂方式,甚至还会增强致癌基因的活动。研究证实,发酵状态下,与人体重要生理过程相关的42种细胞基因都受到了 粪肠球菌 的影响。

因此,International 益生菌 Association和 世界卫生组织 (WHO)均建议:益生菌中不宜使用 肠球菌 !目前最新的益生菌产品如 东海 药业生产的阿泰宁、宝乐安、爽舒宝等都不含有肠球菌,预计在不久的将来,我国政府也会出台限制肠球菌用于微生态制剂的规定。

参考资料

  1. 屎肠球菌在饲用微生态制剂中的研究与应用 中国水产频道 2017-02-16