蜡样芽孢杆菌食物中毒的研究进展

陆湘华，崔昌，王远萍，朱渭萍

蜡样芽孢杆菌食物中毒的研究进展

陆湘华，崔昌，王远萍，朱渭萍

蜡样芽孢杆菌是芽孢杆菌属的一种，会引起食物中毒，因此与人类关系密切。本文概述了蜡样芽孢杆菌的病原学特征、致病性及其引起食物中毒的流行病学特征，以提出科学的防控措施来有效控制该菌在食品中的污染，保护公众健康。

蜡状芽孢杆菌；食物中毒；毒素，生物学；流行病学

蜡样芽孢杆菌食物中毒是由进食含有蜡样芽孢杆菌或其产生的肠毒素导致的急性胃肠不适症状，主要表现为恶心、呕吐、腹痛、腹泻等。蜡样芽孢杆菌主要通过污染粮食加工品等含淀粉较多的食物而引起中毒。据国家食源性疾病监测网的数据分析，我国每年发生数十起蜡样芽孢杆菌食物中毒事件，约占细菌性食物中毒事件总数的11.4%[1]，造成数百人发病，而这个数字可能远低于实际发生食物中毒的人数。本文对蜡样芽孢杆菌引起食物中毒的发病机制及其流行病学研究进展进行综述，以期为科学防控蜡样芽孢杆菌食物中毒提供理论依据。

1 蜡样芽孢杆菌的病原学特征

蜡样芽孢杆菌是芽孢杆菌属的一种，大小为（1.0～1.3）μm×（3.0～5.0）μm，菌体两端较平整，多数呈链状排列。蜡样芽孢杆菌最低生长温度为10～20℃，最高生长温度为35～45℃；pH值2～11可以生长，最适生长pH值为4.3～9.3；最适氯化钠浓度为1%，8%则有抑制作用，但无盐生长良好[2-3]；不发酵甘露醇、木糖和阿拉伯糖，常能液化明胶，分解酪氨酸，可将硝酸盐还原；厌氧条件下可发酵葡萄糖、卵磷脂酶、酪蛋白酶、过氧化氢酶和青霉素酶。因此，蜡样芽孢杆菌是一种好氧性、而在厌氧情况下也可很好生长的革兰阳性杆菌[4]。

蜡样芽孢杆菌分布广泛，常见于土壤、灰尘和污水中，在植物性食品和许多生熟食品中也常见[5]。蜡样芽孢杆菌能够形成芽孢，芽孢呈椭圆形，位于菌体中央稍偏一端，最初的功能是确保细菌能够承受环境压力。蜡样芽孢杆菌接种后在营养肉汤中32℃培养，3 d芽孢形成率在90%以上；在80～85℃水浴5～10min后刺激芽孢萌发[3]。

2 蜡样芽孢杆菌的致病性

蜡样芽孢杆菌产生的芽孢是导致食源性疾病的一个重要因子，芽孢高度耐热，能够承受干燥、有毒化学物质、UV射线、γ射线和其他不利的环境因素。虽观察不到芽孢的新陈代谢活动，但芽孢可以在没有营养的条件下存活数年，是最耐受灭活的生命形式。有研究报道从2500万～4000万年的琥珀中和贴有2.5亿年的盐水包含物中成功复活芽孢[6-7]。一些蜡样芽孢杆菌的芽孢比嗜温型枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌的芽孢更耐热，能够经受烹调食品中的很多程序。研究报道称通常的食品加热烹调（热冲击）无法杀死该菌的芽孢，芽孢会残存并发芽，从而导致生产的食物受污染[8-9]。因此，蜡样芽孢杆菌芽孢难杀灭的特性是导致其容易造成食品污染并致病的主要原因。

蜡样芽孢杆菌是条件致病菌，临床上偶尔能通过菌体感染引起人的眼部疾病、心内膜炎、脑膜炎和菌血症等疾病，其中，以蜡样芽孢杆菌引起食物中毒的社会影响最大，也是社会关注蜡样芽孢杆菌的重点。蜡样芽孢杆菌某些菌株能产生肠毒素，其产生的肠毒素可分为耐热与不耐热两种，耐热肠毒素多在米饭类食品中产生，能致呕吐性胃肠炎，临床症状以恶心和呕吐为主，类似金黄色葡萄球菌食物中毒；不耐热肠毒素可在各类食品中产生，能致腹泻性胃肠炎，以腹痛和腹泻为主要症状，类似于A型产气荚膜杆菌引起的食物中毒。

2.1 呕吐型肠毒素蜡样芽孢杆菌引起呕吐型食物中毒的致病媒介是呕吐型肠毒素，也叫致吐毒素Cereulide，它最早被Agata等确认是耐热的非核糖体合成的小肽，大小为1.2 kD[8]。Cereulide是由2个氨基酸和2个羟基酸组成的3个环状重复序列，结构类似于链霉菌属产生的缬氨霉素，可以限制细胞毒素活动并抑制人类自身的杀伤细胞产生，因此是潜在的免疫抑制剂；同时，在胃中，Cereulide会干扰5-HT3（血清素）神经感受器的传入，以至于使胃功能衰竭。报道显示，Cereulide最严重的结果是引起健康年轻人死亡[8]。

蜡样芽孢杆菌致吐毒素常常是在米饭等淀粉类食物中产生，该菌污染食品后主要分解糖类，因而食品没有明显的腐败现象。一般蜡样芽孢杆菌浓度达到105～108菌落形成单位（colony-forming unit, cfu）/g的时候，就可能会产生致吐毒素，30℃是致吐毒素产生的最佳温度条件[10]。剩米饭如果经过长时间的存贮，外加较高的存储温度，常常会使污染的蜡样芽孢杆菌迅速繁殖，产生导致食物中毒的致吐毒素。食用前虽经加热，蜡样芽孢杆菌的大部分营养体被杀灭，但致吐毒素依然存在。耐热的致吐毒素须在126℃90min的条件下才能被破坏，短时间加热无法破坏其活性，因此，食物中蜡样芽孢杆菌的数量不能直接反映中毒风险的大小，而与整个食物链过程中蜡样芽孢杆菌的生长状况有很大关系，故如食物中的致吐毒素未被完全灭活，食入者易出现以呕吐型胃肠炎为主的中毒表现[10]。

蜡样芽孢杆菌导致呕吐型胃肠炎往往不是由于进食污染食品后该菌在人体内繁殖并产生致吐毒素，而是污染食品在食用前已经产生了致吐毒素[10]。致吐毒素导致发病的潜伏期较短，一般仅为0.5～5.0 h，症状以恶心和呕吐为主，并有头晕、四肢无力等症状，与金黄色葡萄球菌引发的食物中毒症状相似，持续6～24 h[8，11]。

2.2 腹泻型肠毒素蜡样芽孢杆菌引起腹泻型食物中毒的致病媒介是腹泻型肠毒素，腹泻型肠毒素是一种不耐热蛋白质，分子量约为5700。腹泻型肠毒素的理化性状不稳定，55℃加热10min，其活性保留26%，而80℃加热10min，活性完全消失；置4℃冰箱30 d失活，而在-20℃放置60 d，仍可保持活性[8]；胰蛋白酶或胃蛋白酶可将其灭活；腹泻型肠毒素具有抗原性，用家兔制备的抗血清能中和其生物学活性。由于腹泻型肠毒素进入胃中会被破坏，所以腹泻型食物中毒往往是由于未被完全杀灭的蜡样芽孢杆菌在小肠中产生腹泻型肠毒素所引起[12]。常引起腹泻型食物中毒的食物有肉类、海鲜、乳品和蔬菜等，通常在进食污染食品6～15 h后发病，主要症状为水样腹泻、腹部痉挛和疼痛，少见呕吐，病程持续约24 h，一般引起食物中毒的食品中蜡状芽孢杆菌的数量为105～108cfu/g，也有数量较低的情况（103～104cfu/g）[12]。

3 蜡样芽孢杆菌食物中毒的流行病学特征

3.1 蜡样芽孢杆菌在食品中的污染情况蜡样芽孢杆菌广泛存在于自然环境如土壤、空气、水和尘埃中，所以无法避免地会污染到食品，是一种常见的食品污染菌和食源性条件致病菌。除通过泥土和灰尘外，它还可通过昆虫、不洁用具和从业人员的手在食品间传播。以往针对食品蜡样芽孢杆菌污染的研究中，乳制品中的污染报道最多，如赵月明和任国谱[13]对我国乳制品中的蜡样芽孢杆菌污染情况相关文献进行了总结，结果显示我国多个地区的乳制品中存在不同程度的蜡样芽孢杆菌污染，阳性率最高达到81.80%。其次，报道粮食中蜡样芽孢杆菌污染的研究也较多，而食物中毒事件多以粮食污染为主。如费飞[14]在零售米饭中进行蜡样芽孢杆菌污染情况调查，结果显示30份米饭中有19份蜡样芽孢杆菌阳性，其中有11份样品蜡样芽孢杆菌计数＞106cfu/g。杨文龙等[15]报道婴幼儿辅食中19个样品（19.40%）的蜡样芽孢杆菌超过1100 cfu/g，提示食物中蜡样芽孢杆菌的污染对婴幼儿的潜在危害性。

3.2 蜡样芽孢杆菌食物中毒的国内外流行情况美国食源性疾病暴发监测系统1998—2008年共监测到235起蜡样芽孢杆菌食物中毒事件，占所有食源性疾病暴发总数（13 405起）的1.75%，其中50.00%是由米饭引起，其次是肉类和禽类食品（23.68%）；人群分布中，20～49岁年龄组占53.32%，其次为50岁以上年龄组，占29.85%；男女性别之间发病情况无明显差别[16]。我国食源性疾病暴发监测系统2001—2010年共监测到121起蜡样芽孢杆菌食物中毒事件，占所有食源性疾病暴发总数（3002起）的4.03%，其中56.45%是由米饭及其制品引起，其次是肉制品（7.50%）[1，17-18]。我国蜡样芽孢杆菌食物中毒事件数占食源性疾病暴发总数的比例高于美国，同时，文献报道美国蜡样芽孢杆菌食物中毒的病例中亚洲饮食习惯者占比例最高（30.77%）[16]，提示蜡样芽孢杆菌食物中毒与亚洲人的饮食习惯存在一定的相关性。从国内外现有文献报道来看，食品在加工、运输、储存等环节中易受蜡样芽孢杆菌污染。国内曾报道多起因学校食堂缺少冷藏设施，剩菜、剩饭未按要求储存而受蜡样芽孢杆菌污染，从而导致学生集体呕吐、腹泻等食物中毒事件[19-20]。此外，蜡样芽孢杆菌可通过污染学校学生用饮水机的出水口而导致学生集体呕吐事件[21]。另一报道则显示，深圳某学校学生因饮用受蜡样芽孢杆菌污染的学生奶而导致多名学生出现恶心、呕吐等中毒症状[22]。

3.3 蜡样芽孢杆菌食物中毒的发病特征蜡样芽孢杆菌食物中毒通常以夏秋季（6—10月）最高，其中9月最多。引起中毒的食品常于食用前由于保存温度不当、放置时间较长或食品加热不彻底，致使残存的芽孢得以生长繁殖，从而导致中毒。在蜡状芽孢杆菌产生的毒素中，呕吐型肠毒素的危险性要高于腹泻型肠毒素，呕吐型肠毒素导致的食物中毒多由米面制品（特别是室温条件下保存的米饭、面制品和豆制品）引发。我国发生的食物中毒主要是由呕吐型肠毒素引起，占75.9%[17]，这与我国以米面为主食的饮食特点是对应的。腹泻型肠毒素导致的食物中毒，诱因主要涉及米面制品和肉制品。在食用受蜡样芽孢杆菌污染的不洁食物后往往可在较短时间内发病，且发病率较高，一般为60%～100%。该病为自限性疾病，多在24 h内自愈，然而也有因蜡样芽孢杆菌食物中毒而导致死亡的病例报道[17]。

国内外文献中关于蜡样芽孢杆菌食物中毒事件的报道主要涉及集体食堂（学生食堂和职工食堂）和饮食服务单位等场所，而家庭等非经营性场所占的比例较小，这可能与大规模的集体食物中毒事件容易受到关注，而小规模散发病例则鲜见报道有关。实际上蜡样芽孢杆菌食物中毒中家庭散发病例所占的比例可能相当高，有研究分析，6起因蜡样芽孢杆菌食物中毒而导致死亡的案例中就有4起发生在家庭中[17]，从这一点也可以看出，家庭蜡样芽孢杆菌食物中毒不容忽视。

3.4 蜡样芽孢杆菌引起食物中毒的原因分析根据国内外多起由于蜡样芽孢杆菌污染而导致的食物中毒事件，分析发生原因主要有：①食品加工场所建设与基本卫生设施不符合卫生要求，存在交叉污染；②公共食堂从业人员未经过培训，缺乏卫生知识，食品的制作过程中存在污染环节；③食物以及乳制品等加工产品在生产加工过程中未充分加热、操作环节或日常消毒不符合规范，导致蜡样芽孢杆菌未被完全杀灭；④公共餐具、饮水机等设施日常消毒不到位，蜡样芽孢杆菌滋生并长期存在；⑤食物存放温度过高，导致蜡样芽孢杆菌快速繁殖。

4 蜡样芽孢杆菌食物中毒的风险评估及建议

食品受蜡样芽孢杆菌污染后性状往往无明显改变，无异常气味，且引起食物中毒的症状相对较轻，持续时间短，具有自限性，因此，蜡样芽孢杆菌食物中毒的危害性往往被忽视和低估。由于饮食习惯上的差异，我国居民的饮食中米面等植物性食料占的比例较高，蜡样芽孢杆菌易污染的食品主要是米饭等含淀粉类食品，因而，在我国微生物性食物中毒的暴发中，蜡样芽孢杆菌是一个重要的致病因子，排在微生物性食物中毒的第4位，约占食源性疾病暴发总数的4%，这个比例高于欧美国家[23-24]。食品贮藏条件和环境卫生不合格是导致蜡样芽孢杆菌污染引起食物中毒的主要风险因素。

我国蜡样芽孢杆菌食物中毒的诊断标准为食物中污染菌量≥105cfu/g[25]，这一标准作为腹泻型肠炎的中毒判断依据是合理的，但是作为呕吐型蜡样芽孢杆菌食物中毒判断依据并不是十分合理。由于呕吐型食物中毒是由致吐毒素引起，食物在经过烹饪的过程中蜡样芽孢杆菌的浓度可能降到很低（如102cfu/g），但如果在烹饪之前已产生致病量的致吐毒素，依然可能导致食物中毒[10，26]。Agata等[27]的研究表明引起人体发病的中毒食物中致吐毒素的含量为0.01～1.28μg/g，即含有0.01μg/g致吐毒素的食物就可能导致人体发病，因此，建议对蜡样芽孢杆菌食物中毒的诊断标准进行修订，在以呕吐为主的蜡样芽孢杆菌食物中毒事件中增加致吐毒素含量的鉴定及相关标准。

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（2015-02-10收稿 2015-04-05修回）

（责任编委 李 军 本文编辑 王 姝）

Research progress of Bacillus cereus foodborne diseases

LU Xiang-hua,CUIChang,WANG Yuan-ping,ZHUWei-ping*
Research Base of Key Laboratory of Surveillance and Early-warning on Infectious Disease in China CDC, Shanghai Pudong New Area Center for Disease Control and Prevention,Shanghai200136,China
*Corresponding author,E-mail:junny6808@hotmail.com

Bacillus cereus is amember of genus Bacillus,and is closely associated with human because it can cause foodborne diseases.Thisarticle overviews the pathogenic characteristicsand pathogenicity of Bacillus cereus,and the epidemiological characteristicsof Bacillus cereus foodborne diseases,so as to put forward suggestionson scientificmeasures to preventand control food contaminationwith Bacillus cereus and to protectpublic health.

Bacillus cereus;foodborne diseases;toxins,biological;epidemiology

R378.99

A

1007-8134(2015)04-0251-04

10.3969/j.issn.1007-8134.2015.04.017

上海市浦东新区卫生系统重点学科建设资助项目（PWZx2014-14）

200136，上海市浦东新区疾病预防控制中心传染病监测预警中国疾病预防控制中心重点实验室研究基地（陆湘华、崔昌、王远萍、朱渭萍）

朱渭萍，E-mail:junny6808@hotmail.com