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肉毒杆菌检测与控制技术研究进展

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卞圈 才2013・14 B0TUI INUM OLUMN 国 肉毒杆菌检测与控制技术研究进展 刘继超,姜铁民,陈历俊 (北京三元食品股份有限公司,北京 l00076) 中图分类号:TS252.7文献标识码:A文章编号:1004—4264(2013)14—0007—04 摘要:肉毒杆菌是一种只能在厌氧条件下生长的细菌,大量繁殖分泌的肉毒毒素是迄今为止所发现的生物 毒素中毒性最强的物质之一。本文就该菌的生物学特征、临床感染症状、最新研究进展、生产控制与产品检 验等方面进行阐述,以便使广大奶业从业者及消费者对其有全面的认识。 关键词:肉毒杆菌;肉毒毒素;生物学特性;临床症状;检测 肉毒梭状芽孢杆菌(Clostridium Botulinum)简称 1.1 肉毒杆菌 肉毒梭菌或肉毒杆菌,是一种只能在厌氧条件下生长的 肉毒梭菌属于厌氧性梭状芽孢杆菌属,具有该菌属 细菌,在日益普及的真空包装、冷冻食品及罐装食品中 的基本特性,即厌氧性的杆状菌,形成芽孢,芽孢比繁 具有生长优势,其低温生长所产生的毒素是发生这类食 殖体宽,呈梭状,新鲜培养基的培养物革兰氏染色为阳 品中毒的主要原因之一。肉毒杆菌大量繁殖时所分泌外 性,产生剧烈细菌外毒素——肉毒毒素。肉毒梭茵为多 毒素为肉毒毒素(botulinum neu rotoxins,BoNTs), 形态细菌,约为4 u m X 1 m的大杆菌,两侧平行,两 是目前已知毒性最强的生物毒素之一,成人致死量为 端钝圆,直杆状或稍弯曲,芽孢为卵圆形,位于次极端 3],常见很多游离芽孢,有时形成长丝 0.1 u g【J’ 。肉毒中毒属食物中毒性疾病,是单纯的中 或偶有位于【毒,而非传染病。该中毒事件在世界各地都有发生,但 状或链状,有时能见到舟形、带把柄的柠檬形、蛇样线 4]。当菌体开始 不常见。2013年8月3日,全球最大的乳制品加工企业 状、染色较深的球茎状,这些属于退化型_新西兰恒天然集团对外宣布,旗下部分产品可能含有肉 形成芽孢时,常常伴随着白溶现象,可见到阴影形。肉 毒杆菌,受污染的乳制品产品可能被用于婴儿配方奶 毒梭菌具有4~8根周生性鞭毛,运动迟缓,没有荚膜 j。 粉、成长奶粉和运动型饮料的生产,影响包括3个中国 在固体培养基表面上,形成不正圆形,大约3mm 企业在内的8家客户。这一震惊全世界的消息再次使肉 的菌落。茵落半透明,表面呈颗粒状,边缘不整齐,界  毒杆菌及毒素走进了大众的视线,8月9日北京国家质检 线不明显,向外扩散,呈绒毛网状,常常扩散成茵苔。 总局计划将肉毒杆菌加入进口奶粉的必检项目,本文就 在血平板上,出现与茵落几乎等大或者较大的溶血环。该菌的生物学特征、临床感染症状、最新研究进展、生 在乳糖卵黄牛奶平板上,菌落下培养基为乳浊,菌落表 产控制与产品检验等方面进行阐述,以便使广大奶业从 面及周围形成彩虹薄层,不分解乳糖;分解蛋白的菌 业者及消费者对其有全面的认识。 株,菌落周围出现透明环。 肉毒梭菌芽孢一般于1 5℃开始发育,适宜生长 1生物学特征 和产生毒素温度为25~35℃,培养基的最适PH为 6.0~8 2。其所有菌株在45℃以上都受到抑制,80oC经 20min可被杀死,但其芽孢的耐热力很强,干热1 80。c 收稿日期:2013—08—13 作者简介:刘继超(1983一),男,硕士,研究方向为乳品微生物。 通讯作者:陈历俊(1967一),男。教授级高级工程师,研究方向为乳 品科学。 5~15min可杀死芽孢。分解蛋白型的肉毒梭菌芽孢比 圈 卞B圈0觚T才U 2I 01I 3・U14M  C()1 U }N 非蛋白分解型的肉毒梭菌芽孢对热具有更强的抵抗力, 如分解蛋白的A型肉毒梭茵芽孢加热100oC 360min或 120℃4min方可被灭活,而分解糖的E型肉毒梭菌芽孢 80 ̄G 20min就能被杀灭。 2临床感染症状 肉毒中毒的潜伏期一般为1 2~36h,一般发病在 3-4d,有些患者突然出现神经肌肉麻痹等神经系统症 状,给临床诊断带来困难lJ 。临床症状早期主要表现 1.2 肉毒毒素 肉毒毒素是肉毒梭菌产生的外毒素,根据其抗原性 为复视、构音困难和吞咽困难,可以引起急性四肢对称 的不同分为A、B、C、D、E、F、G7种血清型l6’ ,其中 性弛缓性瘫痪伴有显著的延髓麻痹,严重者发生呼吸衰 自然存在的A、B、E和F型毒素能够造成人类中毒,C、 D型则常引起动物中毒,G型引起人类中毒的报道较少l8]。 A型毒性最强,其小鼠致死剂量介于0 1~1ng/kg,而低达 0.1—1 u g的毒素就可导致成人中毒死亡,其毒性是有 机磷类神经毒剂沙林的1 0万倍。 肉毒毒素在酸性条件下比较稳定,对碱反应比较 敏感,易被碱和热破坏,暴露于日光下亦可迅速失去 毒力。A型肉毒毒素经60oC加热2min,几乎完全被破 坏,而B、E--型毒素要经70 ̄C ̄JEI热2min才能被破坏, C、D二型毒素对热的抵抗更强,C型毒素要经过90℃ 加热2min才能完全破坏。但是,只要煮沸1 min或75℃ 加热5~1 0min各型毒素都能被完全破坏。 1. 婴儿肉毒中毒 肉毒中毒根据发生的途径可将其分为3种不同的类 型:食物携带型中毒、创伤型中毒和婴儿肉毒中毒旧】。 其中婴儿肉毒中毒最为普遍。 婴儿一旦摄取含有梭状肉毒杆菌芽孢的食物,就很 可能会引起肉毒中毒。和年龄稍大的孩子和成人不同, 1岁以下的婴儿体内还没有形成完好的肠道菌群——优 质菌群来抵抗肉毒杆菌芽孢的侵袭。当宝宝摄取了被污 染的食物之后,肉毒杆菌芽孢就会立刻攻占肠道,芽孢 本身没有毒,但会在婴儿的肠内发芽,释放肉毒杆菌毒 素,随即进入血液,从而导致神经麻痹[ J11]o到了12个 月左右,宝宝体内渐渐形成与成人相似的肠道菌群,就 可以有效地阻隔梭状肉毒杆菌。因此,应鼓励母乳喂 养,预防婴儿型肉毒中毒的发生。研究表明,婴儿在经 历营养变更的时候,也容易引发肉毒中毒,比如由母乳 转为配方奶粉喂养,或者在添加辅食的时候。 婴儿肉毒中毒的治疗是帮助通气呼吸、维持营养等支 持疗法,给予抗生素和抗毒素不但无效,可能还有害。因 为使用抗生素后可致肠内大量的肉毒杆菌突然死亡,导致 毒素释放并在短期内被大量吸收,从而加重病情。 竭,直至死亡 伯'¨]。特异性症状可分为4组:(1)眼 部症状:眼睑下垂,视物模糊,复视,斜视。A型肉毒 杆菌毒素中毒远视差、近视正常,B型则相反;(2)口 舌咽部症状:张1:3困难,咀嚼无力,伸舌困难,言语不 清,构音不良; (3)吞咽困难:咽部紧缩感,呛咳, 流涎;(4)肢体及呼吸肌麻痹:抬头困难,四肢软 瘫,尿潴留,呼吸困难,呼吸衰竭 。肉毒中毒的死亡 率较高,一般为20%~40%。 3检测方法 肉毒毒素中毒的临床诊断主要是依据临床体征和主 述分析,实验室检测肉毒杆菌及毒素与定性对确诊和治 疗具有重要意义,到目前为止经典的小鼠致死及中和试 验仍是最敏感、最可信的肉毒检测方法,该方法经过不 断完善,甚至可以对很微量的毒素做到定量检测。但该 方法比较繁琐、耗时。不易推广,因此人们不断探索一 些更简便、更快捷、更灵敏的新方法。随着免疫学和 现代分子生物学技术的不断发展,许多新技术被广泛 应用于肉毒梭菌的检测中,主要包括毒素免疫血清检 测和PCR基因检测等 ,仃]。 3 1 免疫学检测法 免疫学检测法(Immunoassay,IA)是利用抗原 抗体反应检测标本中微量物质的方法,是目前肉毒毒素 检测领域应用最为广泛的检测方法,主要包括反向间接 血凝法(RPHA)、反向乳胶凝集实验(RPLA)、毛细 管扩散及更加灵敏的凝集试验、放射免疫法(RIA)和 酶联免疫吸附法(ELISA),各种免疫学方法检测肉毒 毒素的比较见表1。Miles等”。 使用单克隆抗体的ELISA 检测肉毒毒素,建立了一个快速检测肉毒毒素A、B前 体HA701 ̄0ELI,SA夹心法,显示良好的结果。在大多数 食物样品中很容易检测 ̄lJ2ng/mL的A、B、E ̄I:IF型肉毒 神经毒素。免疫学检测法通常可在1个工作日内完成, 国 中l {圈() F冲LTl2I 01 3・U14M  0l UM 2 3 4 5 6作为必检项目。但恒天然“肉毒杆菌”事件之后,2013 年8月9日国家质检总局已要求各地检验检疫机构加强对 【1()J Mahajan ST,Brubaker L Bomlimnn toxn1:from life—threatening disease to novel medical therapy[J]Ain J Obstet Gynecol,2007, 196(11:7—1 5 新西兰输华乳制品的检验监管,或要求进口奶粉企业出 具“肉毒杆菌”的检测报告,以保证国内乳粉市场的安 【1 1 J Dutton JJ,Fowler AM Botnlinum toxin in ophthaln101( gyU】 Surv Ophthalmo1.20()7 52(1):13—31 全和消费者的身体健康。 5 结滔 肉毒杆菌存在于土壤、淤泥、尘土和动物粪便中, 在无氧环境中可产生外毒素,称为肉毒毒素,土壤中肉 毒杆菌检出率较高的、青海、宁夏以及等地是 肉毒中毒次数发生最多的省区。当人们摄入了含有一定 量肉毒毒素的食物时,就会发生肉毒中毒,其中婴儿肉 毒中毒最为普遍。虽然肉毒毒素的致病性很强,但是通 过加热、光照等方法可以将其杀灭,有效地保障人们的 身体健康。当然,随着现代高新技术和检测方法的研究 和发展,人类将开发出能更有效地杀死或控制肉毒杆菌 及其毒素的新技术和新产品,来控制肉毒杆菌的生长和 中毒事件的发生。 参考文献 1)enabek ZF,Smith LA,Rusnak JM Botulism:cau se,effects, diagno sis,clinical and laboratory identiifcation,and treatnlent modalities[[】Disaster Med Public Health Prep,2007,1:122. 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