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编号:10500313
双歧杆菌防治鼠伤寒沙门菌感染的实验研究
http://www.100md.com 《中国微生态学杂志》 1999年第5期
     程 茜 刘作义

    摘 要 目的:以小鼠为模型,研究双歧杆菌在体内对鼠伤寒沙门菌(Salmonella typhimurium, STM)感染的防治作用。方法:分别用大剂量悉复欢、B.bifidum、生理盐水(NS)给三组小鼠灌胃,再用STM攻击,观察小鼠经上述不同处理前后肠道双歧杆菌数量和STM攻击后粪便STM培养阳性率,阳性标本STM分离值及小鼠STM感染率;同时用双歧杆菌、悉复欢、双歧杆菌加悉复欢分别治疗STM感染的小鼠,观察并比较疗效。结果:1.大剂量悉复欢使用可使小鼠肠道内双歧杆菌明显降低,而双歧杆菌灌胃则肠道双歧杆菌明显增多。双歧杆菌灌胃的小鼠粪便STM培养阳性率、阳性粪便STM值明显低于用大剂量悉复欢和NS的小鼠,小鼠STM感染发病率也明显较低。2.对于STM感染鼠,双歧杆菌与悉复欢联合治疗效果最好。结论:1.双歧杆菌在体内对STM有拮抗作用;能预防和减少STM感染发生;2.在STM感染时,先用悉复欢,再用双歧杆菌可以达到预期疗效,双歧杆菌对鼠伤寒沙门菌感染有辅助治疗作用。
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    关键词:双歧杆菌 鼠伤寒沙门菌

    鼠伤寒沙门菌(Salmonella typhimurium STM)感染是一个世界性卫生问题,尤其在发展中国家,STM是小儿腹泻病的重要病原,也是医院内感染的主要原因之一[1,2]。近年来,新生儿室STM感染暴发流行以及免疫低下者中STM严重感染仍然屡见不鲜[3,4]。但其发病机理未完全阐明,防治其感染一直是棘手的问题。双歧杆菌(Bifidobacterium)是革兰氏阳性无芽孢厌氧杆菌,是人和某些哺乳动物肠道内主要正常菌群。有研究[5,6]表明:一些肠道病原致病与双歧杆菌关系密切,临床亦观察到含双歧杆菌的微生态制剂对防治肠道感染有效。但双歧杆菌对STM感染防治的研究少见报道。故本研究欲从小鼠动物模型研究双歧杆菌对STM的防治作用。研究结果将为STM感染的防治提供新思路。

    1 材料与方法

, 百拇医药     1.1 动物 NIH小鼠由重庆医科大学实验动物中心提供。符合国家一级动物标准。

    1.2 菌种 Bifidobacterium bifidum(B.bifidum菌种号851101),由重庆医科大学检验系临床微生物教研室提供。STM(菌种50115,购自卫生部中国药品生物制品检定所)。

    1.3 培养基 改良BL培养基[7]、BS平板[7],SS培养基、三糖铁培养基(购自浙江省军区后勤部卫生防疫检验所)。

    1.4 沙门菌诊断血清 购自卫生部兰州生物制品研究所。

    1.5 悉复欢 广州白云山制药厂生产。按人与动物等效剂量折算公式[8]计算,算出量为小鼠治疗用量2.5mg/10g.d;扩大10倍为灌胃量。
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    1.6 预防作用

    1.6.1 随机抽取40只小鼠作STM带菌情况调查。

    1.6.2 动物分组及处理 100只小鼠随机分成4组,每组25只。A组为空白对照组,自由进食和水7天;B组为生理盐水对照组,用0.9%NS灌胃,0.5ml/只.次,Bid×7天;C组为悉复欢组,用悉复欢灌胃,25mg/10g.d Bid×7天;D组为双歧杆菌组,先用悉复欢灌胃,25mg/10g.d,Bid×3天,再用B.bifidum灌胃0.5ml/只.次,Bid×4天(相当于7.5×107个双歧杆菌)。STM攻击:上述各组小鼠分别用STM菌液灌胃,0.5ml/只,1次(相当于5.0×107)。粪便标本的采集:各组分别于处理前后收集每只鼠粪便做双歧杆菌培养、计数。STM攻击后1、2、3天收集每只鼠粪便做STM培养、计数。
, 百拇医药
    1.6.3 双歧杆菌培养方法,见文献[7]。STM培养方法,见文献[9]

    1.6.4 细菌计数 每克大便含双歧杆菌及STM量(CFU/ml)=菌落数×47×相应稀释度,以均值加减标准差(X±S)取Lg对数值表示。

    1.6.5 记录STM攻击后各组小鼠发病的临床表现,凡有体重减轻、毛发竖立、食量下降、活动减少、反应不灵活和/或大便性状改变者,均算发病。

    1.7 治疗作用

    1.7.1 动物分组及处理 将40只雄性有鼠伤寒沙门菌感染的NIH小鼠随机分为4组,每组各10只。各组于治疗开始前分别做粪便鼠伤寒沙门菌培养计数。Ⅰ组为对照组,自由进食进水7天。Ⅱ组为悉复欢治疗组。用悉复欢灌胃2.5mg/10g.d,Bid×7天。Ⅲ组为双歧杆菌治疗组,用双歧杆菌液灌胃Bid×7天。Ⅳ组为悉复欢+双歧杆菌治疗组,先用悉复欢,2hr~3hr后再用B.bifidum灌胃Bid×7天。
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    1.7.2 于治疗后1、3、5、7天收集小鼠粪便做鼠伤寒沙门菌分离培养、鉴定和计数。同时记录小鼠临床表现。

    1.8 统计学处理 采用t检验、配对t检验,单因素方差分析,两因素方差分析,组间比较用Q检验。率的比较采用行×列表的X2检验。

    2 结 果

    2.1 预防作用

    2.1.1 正常NIH小鼠肠道STM携带情况40只小鼠进行大便培养结果均未发现有STM生长,表明正常状态下,NIH小鼠肠道无STM携带。

    2.1.2 各组小鼠处理前后肠道双歧杆菌变化,见表1。

    表1 处理前后各组小鼠粪便双歧杆菌变化
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    (CFU/g,以Lg表示)

    空白对照组

    n=25

    NS对照组

    n=25

    悉复欢组

    n=25

    双歧杆菌组

    n=25

    处理前

    7.33±0.40

    7.29±0.28

, 百拇医药     7.15±0.68

    7.37±0.30

    处理后

    7.29±0.32

    7.14±0.20

    4.22±1.05*

    9.31±0.33*

    注:表示P<0.001(配对t检验)

    2.1.3 各组小鼠被STM攻击后不同时间培养阳性率,如表2所示。

    表2 STM攻击后不同时间各组小鼠粪便STM培养阳性率(%)
, 百拇医药
    空白对照组

    NS对照组

    悉复欢组

    双歧杆菌组

    X2

    P

    (动物培养阳性数/实验动物数)

    1天

    60(15/25)

    48(12/25)

    100(25/25)a

    12(3/25)aab
, 百拇医药
    39.88

    <0.001

    2天

    60(15/25)

    68(17/25)

    100(23/23)a

    20(5/25)aab

    32.96

    <0.001

    3天

    60(15/25)

, 百拇医药     66.7(16/24)

    100(19/19)a

    28(7/25)aab

    23.99

    <0.001

    注:与对照组相比较,a表示P<0.005,aa表示P<0.025,与悉复欢组比较,b表示P<0.005。

    2.1.4 各组小鼠被STM攻击后不同时间STM分离情况,如表3所示。

    表3 STM攻击后双歧杆菌组与悉复欢组粪便STM值比较(CFU/g,以Lg表示)

    空白对照组
, 百拇医药
    n=25

    NS对照组

    n=25

    悉复欢组

    n=25

    双歧杆菌组

    n=25

    F值

    P

    1GD

    8.35±0.47

    8.51±0.45

    9.16±0.27a
, 百拇医药
    7.93±0.36ab

    21.52

    <0.001

    2天

    8.59±0.41

    8.60±0.49

    9.36±0.34a

    7.92±0.44ab

    25.89

    <0.001

    3天
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    8.29±0.32

    8.48±0.36

    9.82±0.29a

    7.81±0.42ab

    88.91

    <0.001

    注:与对照组比较,a表示P<0.05,与悉复欢组比较b表示P<0.01。

    2.1.5 各组被STM攻击后不同时间发病率,从表4可见各组均有发病,以悉复欢组最为明显共死亡6只(6/25,达24%)。双歧杆菌组发病率最低。

    表4 STM攻击后不同时间各组发病率(%)
, 百拇医药
    空白对照组

    NS对照组

    悉复欢组

    双歧杆菌组

    X2

    P

    (发病动物数/实验动物数)

    1天

    60(15/25)

    36(9/25)

    68(17/25)aa

    4(1/25)aab
, 百拇医药
    25.45

    <0.001

    2天

    52(13/25)

    56(14/25)

    87(20/23)a

    16(4/25)aab

    24.40

    <0.001

    3天

    52(13/25)

, 百拇医药     66.7(16/24)

    84.2(16/19)a

    20(5/25)aab

    20.19

    <0.001

    注:与对照组比较,a表示P<0.05,aa表示P<0.025,与悉复欢组比较,b表示P<0.005。

    2.2 治疗作用

    2.2.1 各组治疗前粪STM分离值相差不显著(P>0.05)。

    2.2.2 治疗后不同时间小鼠粪便鼠伤寒沙门菌分离情况,见表5。
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    表5 STM感染小鼠治疗后不同时间粪便STM分离情况(CFU/g,以Lg表示)

    对照组

    n=10

    悉复欢治疗组

    n=10

    双歧杆菌治疗组

    n=10

    悉复欢+双歧杆菌治疗组

    n=10

    F值

    P

    1天
, 百拇医药
    9.45±0.24a

    8.41±0.36

    9.33±0.26b

    8.43±0.43

    40.47

    <0.001

    3天

    9.20±0.27

    7.24±0.31

    8.30±0.27b

    7.34±0.32
, 百拇医药
    76.64

    <0.001

    5天

    8.62±0.18

    7.34±0.30

    8.23±0.23

    6.21±0.28

    179.01

    <0.001

    7天

    8.50±0.15

    6.18±0.28
, 百拇医药
    8.04±0.28

    5.09±0.47

    164.47

    <0.001

    注:组间比较用Q检验。a表示治疗第一天对照组与双歧杆菌治疗组比较,P>0.05,b表示治疗第三天悉复欢治疗组与悉复欢+双歧杆菌治疗组比较,P>0.05,其余P值均小于0.05。

    2.2.3 各组治疗后小鼠粪便鼠伤寒沙门菌培养转阴率,见表6。

    表6 各组治疗后不同时间小鼠粪便STM转阴率(%)

    对照组

    悉复欢治疗组
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    双歧杆菌治疗组

    悉复欢+双歧杆菌治疗组

    X2

    P

    1天

    0

    0

    0

    0

    0

    >0.05

    3天

    10
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    0

    0

    20

    0.39

    >0.05

    5天

    10

    30

    20

    20

    1.24

    >0.05

    7天

, 百拇医药     10

    20

    20

    40

    2.71

    >0.05

    注:各组N为10。

    3 讨 论

    STM感染是婴幼儿腹泻和医院内感染的重要原因。我们用小鼠模型体内研究证明,用悉复欢3天清除或破坏肠道双歧杆菌,再加续用B.bifidum液灌胃,小鼠粪便中双歧杆菌数量明显增多(7.37±0.30升至9.31±0.33),当STM攻击后小鼠粪便STM培养阳性率、阳性大便分离STM值、STM感染发病率明显低于对照组,而用悉复欢7天彻底破坏小鼠肠道正常菌群,则小鼠粪便双歧杆菌数量明显减少(7.15±0.68降至4.22±1.05),STM攻击后小鼠的STM值、STM培养阳性率、发病率则明显高于对照组。说明在本实验条件下,双歧杆菌的增加可以使大便STM培养阳性率降低,STM定植减少,STM感染发病率下降。提示在体内双歧杆菌有拮抗STM的作用,可以预防或减少STM感染发生。
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    双歧杆菌作为正常菌群中的优势菌,在肠道与其它正常菌群一起构成了阻止外来菌入侵的定植抗力。关于双歧杆菌对肠道病原体生物拮抗作用的机理,目前认为有以下几种可能:(1)在肠粘膜表面形成一层生物菌膜,抑制致病菌粘附到肠粘膜上,起到占位性保护作用;(2)代谢过程中产生有机酸如乙酸、乳酸等,降低肠道pH和氧化还原电势(Eh),抑制致病菌繁殖;(3)调节和协同其他肠道菌群,促进肠蠕动,使致病菌粘附到肠粘膜上的机会减少;(4)产生抗菌物质,直接杀伤致病菌;(5)减少或弱化肠粘膜上皮细胞上致病菌和细菌毒素受体,使其致病作用受阻。

    从双歧杆菌对鼠伤寒沙门菌治疗作用的实验可以看出,悉复欢和双歧杆菌对鼠伤寒沙门菌都有抑制作用,但悉复欢与双歧杆菌联合使用抑制鼠伤寒沙门菌的作用更强。并且随着治疗时间的延长,鼠伤寒沙门菌菌量值逐渐减少(治疗前与治疗后第7天比较P<0.05)。不同治疗显示,悉复欢组在第5天时比双歧杆菌组粪便鼠伤寒沙门菌转阴率高,第7天上则两组相似。悉复欢与双歧杆菌联合组粪便鼠伤寒沙门菌转阴率最高。这表明,悉复欢和双歧杆菌在治疗鼠伤寒沙门菌感染时有协同作用。同时,也可能说明,在致病菌已入侵的前提下,双歧杆菌更多是利用产酸降低pH、Eh,调整肠道菌群等作用来发挥生物拮抗作用,而占位性保护失去了效力。特别是治疗刚开始时,外源双歧杆菌要与鼠伤寒沙门菌竞争肠粘膜结合位点,代谢尚不够旺盛。而当抗生素使用先杀灭了鼠伤寒沙门菌,外源双歧杆菌的使用可以重新占据肠粘膜结合位点,并与其他肠道正常菌群一道,发挥拮抗致病菌的综合效应,使鼠伤寒沙门菌部分或全部被清除。因此,应该说双歧杆菌对鼠伤寒沙门菌感染的治疗作用是辅助作用。
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    作者单位:重庆医科大学儿童医院 400014

    参考文献

    1 From the centers for disease control and prevention. Multidrugresistant Salmonella serotype typhimurium United States. 1996. JAMA. 1997 May 21;277(19):1513

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    3 Kumar A,Nath G,Bhatia BD,et al.An outbreak of multidrug resistant salmonlla typhimurium in a nursery.Indiam Pediatr.1995 Aug;32(8):881-885
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    4 Solodovnikov Iup,Lytkina IN,Filatov NN,et al.Salmonellosis in Moscow:its epidemiolgical characteristics and the provention tasks Zh Mikrobil Epidemiol Immunobiol.1996 Jul-Aug;(4);46-49

    5 Saavedra JM,Bauman NA,Oung I,et al.Feeding of Bifidobacterium bifidum and Streptococcus thermophilus to infants in hospital for prevention diarrhea and shedding of rotavirus.Lancet.1994;344:1046-1049

    6 戴立人,龚丽君.急性痢疾肠道菌群变化及双歧杆菌活菌制剂疗效观察.中国微生态学杂志.1991;3(1):34-36

    7 陈敏聪,王文凤.厌氧菌及其感染.上海医科大学出版社.1992.第二版

    8 药理学实验.人民, 百拇医药