病菌侦探：微生物检验

南枝

什么是微生物检验

我们时常会看到一些报道，诸如，某地某餐饮店中，有客人用餐后，出现恶心、呕吐、腹泻、发热、腹痛、头晕等症状，这种都会被怀疑是食物中毒。越是在炎热的夏日，这种报道就越多。当然，不止在外用餐会出现这种情况，家庭用餐也会出现食物中毒。

那么，在怀疑这是食物中毒后，又怎么来确定是什么引起的食物中毒呢？

食物中毒是指食用被细菌、毒素、有毒物质污染的食物引起的急性中毒疾病。这其中的很大一部分都是细菌，所以在检测是什么引起食物中毒时，就要做引起食源性疾病的细菌的检测。

1999年12月，在一个月内，美国疾病预防控制中心就收到了78例感染沙门氏菌就诊的记录，其中有15人病重住院，2人不幸病逝。这个沙门氏菌，便是如今引起食物中毒案例最多的细菌。

在中国，每年报道的沙门氏菌引起的食物中毒事件也不少。

除了沙门氏菌之外，会引起食物中毒的细菌还有很多，例如金黄色葡萄球菌、致病性大肠杆菌、副溶血弧菌、志贺氏菌等等。

因为沙门氏菌是微生物，对它的检测，便是属于微生物检验范畴。微生物的定义是一群体型微小，结构简单，肉眼不能直接看到，必须借助光学显微镜或电子显微镜才能观察到的微小生物。

微生物是地球上种类最多的生物，比我们肉眼可见而熟知的动物和植物都要多得多。它包含没有细胞结构的病毒，有原核细胞结构的细菌、支原体、衣原体、立克次体、螺旋体、放线菌，以及有真核细胞结构的真菌等。

这些微生物中，有对人类有益的，例如用于发酵酒和泡菜等的酵母菌;也有对人类致病的，例如上面讲到的沙门氏菌，以及最近引起重大疫情的新型冠状病毒（SARS-CoV-2）。还有更多是存在于自然界中，不为我们所知的，也没和人类产生更多关系的微生物。

微生物种类有如此之多，而它们又非常小，我们无法通过肉眼看到它们，辨别它们，那么，我们要怎么找到它们，并且把它们给辨认鉴定出来呢？

这准确找到它们并进行正确辨认的过程，就是我们的微生物检验。在我们的日常生活中，微生物检验更多是被用于指对会引起人类疾病的微生物进行的检验。

怎么检验微生物

上面已经讲到，微生物肉眼不可见，那要检测出这些微生物，到底是怎么做到的呢？而检测出这些微生物，到底有什么意义？

下面，我们通过一个例子来进行讲解。

细菌引起食物中毒

某日晚，某学校上百名学生都出现了发热、呕吐、腹痛、腹泻的症状，严重的甚至出现了休克。学校在送这些学生去医院治疗的时候，疾控部门也会前来学校调查，找出出现这样大规模食物中毒的原因。

按照规定，学校会对早餐、午餐、晚餐进行一定留存，以应对出现食物中毒事件之后的追溯调查。那么，这些留存的部分饭菜，还有食堂里的餐具、菜板、刀具、用水、下水道里的样本等等，也都会被采样，拿去做检测。而针对生病的学生，会采集他们的呕吐物、粪便等，用于做检测。

以上，都是为了找到到底是什么引起的食物中毒，以及这东西到底是从哪里来。

这是不是像一个侦探案件的过程？这些样本，会被分到几个部门进行检测，其中一个部门是微生物检验。 根据食物中毒的患者的症状，一般可以大致判断是哪些种类的细菌中毒，再根据这些判断，来做针对性检测。一般会检测的项目包括大肠埃希氏菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、志贺氏菌、副溶血弧菌等。

对每一种细菌的检测，过程都大致类似，但过程中使用的培养基会有极大的差别。

沙门氏菌检验步骤

方法

将我们要检测的样本加入一种叫缓冲蛋白胨水的液體培养基中，然后在36±1℃的温度下，对其培养8～18小时。

目的

引起疾病的沙门氏菌，它本身的量可能很少，这样进行培养后，沙门氏菌会在培养基中生长，让它变多，以便于我们之后的检测。

方法

取1毫升第一步增菌过的液体，分别转移到另外两种叫作四硫磺酸钠煌绿增菌液和亚硒酸盐胱氨酸增菌液的液体培养基（10毫升）中，分别在42±1℃和36±1℃温度下培养18～24小时。

目的

再一次增菌，不只是为了让沙门氏菌长得更多，还要抑制样品中的其他的微生物的生长，以让沙门氏菌获得生长优势，脱颖而出，更容易地被后续步骤检测出来。

方法

用接种环取第二步增菌的液体，划线到显色平板（诸如亚硫酸铋琼脂平板、木糖赖氨酸脱氧胆盐琼脂平板、沙门氏菌属显色培养基平板），再在36±1℃温度下培养，根据培养基不同，时间为18～48小时。

目的

最终挑起菌落检验。

原理

根据不同细菌的生化反应不同，从而对它们进行辨别。

我们无法用肉眼看到单个的细菌，但是，当细菌生长到非常多，形成一个个菌落的时候，我们就能用肉眼看到它了。而根据细菌本身特性的不同，它们的菌落在不同的培养基平板上呈现出的颜色形态等等都会不同。例如，在亚硫酸铋琼脂平板上，沙门氏菌的菌落就是黑色，有棕褐色或者灰色金属光泽，这些菌落可能也会让周围的培养基变成黑色或者棕色，也有的菌落可能是灰绿色，我们便是根据这个不同，来对它们进行辨认。

以上的检测步骤，便是将不可见的细菌转变成可见的菌落，再对它们进行辨别，最后再利用生化实验精准地确定菌种。

在培养基平板上接种细菌

亚硫酸铋琼脂平板上的沙门氏菌

检验过后进一步追查来源

如果通过这一系列检验过程，发现生病的学生的呕吐物以及粪便中有沙门氏菌，那么，我们就可以认定这是一起沙门氏菌引起的食物中毒。除此之外，我们可能还在学校食堂的某些菜里，某个厨具或某个食材里发现含有沙门氏菌，这样我们就确定了到底是什么原因导致的中毒。另外，还能确定是哪些原材料里含有沙门氏菌，并追踪这些原材料是从哪里购买，以此追溯到这起沙门氏菌感染的最初源头上去，并进行处理，以避免其他人也感染。

总的说来，检验出致病的微生物，可以对患者的治疗方案做指导，也能够用于追溯这个致病微生物的来源，以确保更多人的安全。

诸如开始介绍的那起发生于美国1999 年12 月的沙门氏菌感染事件，通过对这个沙门氏菌的追踪，找出是从墨西哥进口的芒果带有沙门氏菌，并进一步查出是因为对芒果进行处理时水中有污染。后来，美国就更改了对芒果的处理方式，控制了传染源。

金黄色葡萄球菌在Baird-parker 平板上，颜色呈灰色到黑色，边缘为淡色，周围为一混浊带，在其外层有一透明圈。

检验手段的进步

根据上述介绍，想必大家也计算出来了，通过这种传统的培养检验方式，要确定到底感染了何种微生物，所需的时间很长，动辄五天一周，或者更长。那么，有比这个时间更短的检验方式吗？

微生物的遗传物质也都是DNA或者RNA，我们还可以通过检测这些微生物的遗传物质来确定它们，这就是如今被广泛运用的分子检测手段。

继续以之前的沙门氏菌为例，我们可以通过提取样本中的细菌，或者在对样本进行第一次或者第二次增菌后，就直接进行核酸提取，然后再通过检测沙门氏菌的特异性基因，就可以确定这里面是否有沙门氏菌。这样，整个检测过程所需的时间就被缩短到一到三天了。

以上，是对微生物中的细菌进行检验的介绍，在细菌之外，还有很多种类的其他病原微生物，例如病毒。

以这次引起重大疫情的新冠病毒为例。国内国际针对新冠病毒的检测，主要便是通过分子核酸检测的方式，来对它进行检测。（其具体方法可以参考《科学Fans》2020年5月刊的《揭秘！核酸检测大法是如何进行的》。）

微生物检测是医学领域必不可少且十分重要的一个方向。从事微生物检验工作，对于真正热爱它的人来说，既可以体会找出病原发现真相的乐趣，也能因为帮患者诊断出让他们生病的真凶而产生成就感。当然，病原微生物作为生命体，它们存在无数的奥秘需要人类去研究，而且，这世界上永远都有人类尚未发现的微生物，这些微生物可能会在与人类接触后在人类社会中造成瘟疫，就如这次的新冠病毒肺炎疫情一样。对这些人类以前并不认识的新病原微生物进行研究，也是非常重要的方向，这些研究成果也会支持人类更好地认识这个世界，认识自身，以及认识自身与自然的关系，这些都是这个职业的乐趣所在。

如何成为一位微生物检验员

如果对微生物检验方向的工作感兴趣，那如何才能从事这方面的工作呢？

微生物检验与研究方向的工作，在诸如疾病预防控制中心、医院、食品药品检验单位、海关、第三方检验机构、高校研究所、医药公司等等地方都有。在国内，与其对口的专业主要有医学院校的检验专业、生命科学学院的微生物专业（大多数学校的生命科学学院只在研究生时开设微生物专业方向，本科时不设）等等。主要还是需要进入大学进行专业领域的学习，才能从事这方面的工作。有意向从事这个方向工作的同学，可以主要关注各个医学院校里的检验专业的招生。

这个方向的工作，其就业前景不算最好但也不算差，主要是进入上面讲过的疾控、医院、食药检、第三方检验机构（如在这次新冠病毒肺炎疫情中很有名的金域医学便是很有名的第三方检验公司）从事检验和研究，也可以进入高校或者研究所从事教学和研究工作，还能进入医药及医疗器械公司从事研发、销售或者技术支持等工作。作为一般工作人员的话，待遇一般在当地平均收入以上，但不會特别高。

如果不是从事销售一类的工作的话，检验的工作对“社恐”人士非常友好，因为这个工作几乎都在实验室里，对着操作台和仪器，不需要进行太多社交。

而它也并不需要什么天分，只要有足够的勤奋、认真、仔细，便足以胜任这份工作，而如果想要做出更多的成果，便需要有足够的好奇心、进取心，进行研究工作。

作为一名从事病原微生物检验和研究的工作人员，我个人觉得这是永远都带着新鲜，并有足够乐趣的工作。微生物存在于我们身边，不同的微生物有着它们不同的特征，对它们的研究，也是一条没有尽头的道路。

能力星级

要从事微生物检验工作，必须考入检验方向或者微生物方向专业进行学习，只要顺利完成了学业，便能具备基本工作能力。但要成为一名优秀的微生物检验工作人员，还必须在工作中不断学习和积累经验。经过知识和经验的不断积累，才能处理更多复杂的病例。所以年限越高的工作人员，经验越多，能力越强，越受行业欢迎，这也是医生年纪越大越能换更好工作的原因。

赚钱程度

微生物检验工作一般进入疾控、医院、食药检、高校等事业单位，这些单位的工作和待遇都比较稳定，但也不会非常高，大约会是当地平均工资的两倍左右。如果进入第三方检验机构或者医药器材公司，待遇能随自身能力有所变化，有人能得到非常高的待遇。也可以创业开办第三方检验公司或者做医药器材生意，盈亏自负。

精神压力

如果单纯从事微生物检验工作，为患者出检验报告，并不做大量研究工作或者从事管理岗位工作，这份工作只需要按部就班，精神压力较小，且检验工作几乎并不和患者以及患者家属接触，所以面临医患矛盾的情况较少。

疲劳程度

从事微生物检验工作，有可能会上夜班，但因为检验工作是一项按照操作手册执行的工作，时间容易把控，比临床医生或者护士轻松一点。