2022-11-10 19:27
作者 张秋莹 宁永忠
京港感染论坛
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先说一下菌名翻译，国内文献有2篇，都是基础研究，不涉及人类疾病。翻译作“浮霉菌”（门纲目先忽略），这是错误的。因为这是细菌，名称里“霉菌”二字会让人误解。另有翻译译作“浮霉状菌”，这依然容易混淆。建议翻译为：浮霉状细菌，或浮菌。个人更建议后者，因为名字不会混淆的前提下，越简洁越好。本文后续用浮霉状细菌，最大限度清晰描述。
请教屈平华老师。-cetes表示目，-cetia是门。这样，Planctomycetes我们译作：浮霉状细菌目。
▼ 浮霉状细菌目属细菌域，细菌界，是水生细菌，在海水、半咸水、淡水中都可发现
它们通过出芽法繁殖，形态上，通常是卵形，不用来繁殖的一端有柄，可以用来附着。它们的生活史分为固着细胞和有鞭毛的游动细胞两部分，类似α-变形菌纲的柄杆菌属。浮霉状细菌的细胞壁中含有糖蛋白而不含胞壁质，因此它们可以通过青霉素等破坏细胞壁的抗生素来选择性富集。最为奇特的一点是，浮霉状细菌细胞具有复杂的胞内膜结构，甚至有些属（如出芽菌属(Gemmata)）的染色质被膜包围且紧缩，类似真核生物的细胞核，这在原核生物中是仅有的。
浮霉状细菌传统上认为是环境细菌，最近有观点认为是与人类疾病有关的条件致病菌，引起了临床微生物学家的兴趣。2020年底《Front Cellular and Infection Microbiology》一篇文章，通过在临床微生物学实验室中模拟它们的原生环境，为它们未来的分离提供了前景。
尽管多次尝试，但从未从患者标本中分离出浮霉状细菌。因为缺乏适当的培养基，后续研究受限。一些浮霉状细菌没有可培养的成员，只能通过16S rRNA基因序列检测和分析来识别。该菌的培养生长缓慢，要求苛刻，大多数难以在合成培养基上培养。因此，提供与自然栖息地条件类似的环境和营养条件，在那里可以检测到可培养/未失活的细菌，这可能是分离该菌的一种选择。该文系统地综述了浮霉状细菌的各种自然环境，对其营养需求、培养的理化特性、现有的浮霉状细菌的培养方法和缺陷，统计数据分析，以优化这些难培养细菌的培养条件和方案。
浮霉状细菌在淡水、海水和陆地环境中广泛存在，主要与颗粒或生物相关，如大型藻类、海洋海绵和地等衣，这取决于它们的种类和硫酸盐酶代谢多糖。大多数浮霉状细菌生长在营养不良的低营养环境中，pH值从3.4至11不等，但少数菌株也可以在M600/M14等营养丰富的培养基中生长。大多数浮霉状细菌是嗜中温的，但少数是嗜热型的(50°C到60°C)。通常添加的营养物质有n -乙酰氨基葡萄糖、酵母提取物、蛋白胨和一些低聚元素和微量元素等。双相宿主相关提取物(大型藻类，海绵提取物)与稀释的基础培养基偶联，有利于该菌的分离和培养。
▼ 浮霉状细菌的历史可以追溯到1924年
匈牙利生物学家Nador Gimesi第一次发现了一种不同寻常的浮游微生物，它由具有球形结构的线状形式组成，漂浮在富营养化水域中(Gimesi，1924)。Gimesi将其隐生形态分别解释为真菌孢子和分生孢子。因此，这种生物被描述为真菌，并在1924年命名为Planctomyces bekefii Gimesi。1935年，Henrici和Johnson在亚历山大湖(美国明尼苏达州)发现了形态上类似的潜行、发芽的微生物，但由于这些作者不知道Gimesi之前有报道，他们将这种微生物命名为芽孢杆菌。作者还发现了孢子形成，水滴状，发芽的细菌没有柄，他们认为这是Pasteuria ramosa (Metchnikoff, 1888)——一种孢子形成的细菌，可以感染水蚤物种(Metchnikoff, 1888)。这些细菌后来命名为亨氏芽孢杆菌(Zavarzin, 1961)。自这些早期研究以来，许多作者报告了相同或类似的生物(Planctomyes stranskae, P. subulatus, P. ferrimorula, P. condensatus, P. guttaeformis, P. crassus)。它们来自世界各地不同的栖息地，包括淡水湖、鱼塘、微咸水、水族馆水、海洋沉积物、森林小溪和海水。所有这些生物都是根据形态观察来描述的。而赫希教授（Peter Hirsch）提供了一种新的描述和确凿证据，表明Planctomyces bekefii 和Blastoculissphaerica 无法区分，它们都是细菌而不是真菌。赫希回顾了这两种生物的特性，指出了它们的特性，并建议在细菌中重新定义浮霉状细菌。
近一个世纪(1924-2020)，Planctomyces bekefii是该门描述的第一个代表，一直是一个罕见的不能培养的原核生物的例子，直到最近，这个谜才被解开。Dedysh和他的同事进行了更精确的鉴定(基因组特征和生物地理学)，使用高性能细胞分选技术(Dedysh等，2020a)。奇怪的是，这些作者中没有一个人成功分离出纯培养的浮霉状细菌。直到1973年，斯特利才首次在纯培养中分离出这些出芽、形成玫瑰花的细菌。他是将稀释的营养培养液引入到低营养的细菌培养基中实现的(斯特利，1973)。
与人类有关的菌类微生物群，据我们所知，到目前为止还没有从纯培养中分离出浮霉状细菌的报道。然而，浮霉状细菌生物体是人类微生物群的一部分，Gemmata spp是最常见的(50%)与人类有关的浮霉状细菌，因为其16S rRNA基因的部分序列在6/ 12个体中被发现。最近，他们的序列在两名免疫缺陷再生障碍者的血液中检测到(Drancourt等人，2014年)，当然未能在纯培养中分离出任何浮霉状细菌。当患者接受肽聚糖抑制剂抗生素时，浮霉状细菌的流行率很高，这一数据与缺乏肽聚糖的浮霉状细菌对此类抗生素显示出的耐药性一致。
▼ 浮霉状细菌最初认为是典型的环境细菌，在临床微生物实验室中被忽视
近年来，浮霉状细菌获得了许多关注。然而，到目前为止，关于人类的数据报道还寥寥无几。事实上，它们的DNA仍然存在问题，因为在微生物学实验室中用于检测细菌的16S rRNA基因PCR引物未能检测到浮霉状细菌生物。此外，Christen团队在对rpoB基因检测的基础上，认为浮霉状细菌缺乏标准的临床诊断，并提出了某些方法来克服这一限制。目前，人类微生物群的多样性和变异性研究(包括抗生素治疗后)给微生物学家提出了一些挑战。最初，探索这个生态系统的方法主要依赖于物质，分子手段的出现彻底改变了我们研究这些关系的能力。
微生物培养学的概念建立在使用几种培养条件并用MALDI-TOF进行鉴定，然后对培养的新物种进行基因组测序的基础上，这使得宏基因组学与浮霉状细菌相辅相成，但大多数使用培养学方法的人类微生物区系研究忽视了浮霉状细菌。这在很大程度上是因为与普通细菌(如大肠埃希菌)相比，它们的生长速度非常慢，而且与临床微生物学中常用的富集培养基相比，它们在培养基中的营养需求较低。
未来，利用培养和分子手段结合的研究，我们对这个复杂生态系统和寄主浮霉状细菌共生的知识会有增加。到目前为止，尚不清楚浮霉状细菌是否在人类发病机制中发挥了积极作用，今天，还没有确凿的统计证据，表明浮霉状细菌成员与任何已知的疾病有关。
▼ 该菌门和人类有关的其他文献：
1.十年前一篇文献提到，虽然浮霉状细菌被认为是环境生物，但一些研究从人类肠道中检测到了该菌DNA。因此，我们研究了人类肠道中该菌的含量。在法国和塞内加尔接受抗生素治疗的心内膜炎患者的人类粪便样本中，设计了该菌特异性PCR引物，以扩增240bp 16S rRNA基因片段。然后对PCR产物进行测序。PCR检测显示，在塞内加尔采集的粪便标本中，浮霉状细菌16S rRNA基因的携带率（1.8%对0.4%，p=0.05）和多样性（62对6种门型，p=0.02）明显高于法国。此外，来自心内膜炎患者的粪便样本的患病率（0.6%vs 0.4%）和阳性患者的门型比率（3 vs 1.5）均高于未经治疗的法国个体。在12个个体中，6个发现了Gemmata sp.相关序列。推测，该菌是人类消化道微生物群的一部分。
2.八年前一篇文献认为，该菌可能是人类的病原体。该研究在100个白血病患者的血液样本中发现了2个浮霉状细菌DNA。这些患者患有化疗引起的中性粒细胞减少，以及发烧、皮疹、肺炎和腹泻。抗生素耐药的浮霉状细菌，可能是这些患者的致病菌。
3.六年前一篇综述提到，浮霉状细菌的菌属Gemmata，有不能培养的生物，也有可培养的Gemmata obsciglobus和“Gemmata massiliana”。他们的9.2Mb基因组（不包括质粒）编码复杂的细胞构建、细胞信号传导能力、抗生素和微量金属耐药性、以及多药耐药外排泵等。由于它们缺乏铁代谢途径，所以它们对生存条件的要求很苛刻。Gemmata spp.主要存在于水生和土壤环境中，但也存在于医院供水网络、动物、人体皮肤、肠道微生物群和再生障碍性白血病患者的血液中。由于它们具有丰富的攻击和防御机制，以及最近证明的与人类的关联，Gemmata作为机会性病原体的潜力应该得到更广泛的认识。
通过上面文献可知：
1.该菌发现有一百年了。一直认为是环境菌。现在认为和人体有关，可能是条件致病菌。
2.该菌一开始以为是真菌。现在明确是细菌。
3.部分不可培养。
4.靠分子生物学检出。
5.国内正在大规模应用mNGS技术。如果有该菌检出，需要仔细分析致病性。不能一律当做环境菌。
6.该菌作为人类病原体的确切地位，尚在研究中。需要时间积累信息。值得重视。
参考资料（上下滑动）
张秋莹
湖北省随州市中心医院检验科 临床微生物室 副主任检验师；湖北省微生物学会分析微生物专业委员会青年委员；湖北医药学院第五临床学院检验系讲师；湖北医药学院第五临床学院医学检验系教研实验室秘书；随州市医学会心血管病学专业委员会委员；京港感染论坛直播精选栏目版主。
宁永忠
医学硕士、主任技师、从事临床细菌学、真菌学工作19年，目前就职于清华大学附属垂杨柳医院。有社会任职，如中国医疗保健国际交流促进会临床微生物与感染分会（CPAM-CMI）常委、中华医学会检验分会学组委员、中华医学会微免分会学组委员等；主编书籍，如《感染性疾病的理念》（2022年第二版）、《感染性疾病的微生物学》；参编参译书籍，如人卫《临床微生物学检验》，美国《临床微生物学手册》第11版和12版；有SCI论文和核心期刊；参与撰写国内专家共识和行标；致力于临床微生物学和感染性疾病学知识的普及。
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作者｜张秋莹（湖北省随州市中心医院）、宁永忠（北京市垂杨柳医院）
审校｜余方友（上海市肺科医院）、陈宏斌（北京大学人民医院）