弧形杆菌属的流行病学研究

成 骋

（新西兰林肯大学，新西兰 克赖斯特彻奇 7647）

在工业化为主的国家及大部分发展中国家中，食品和水中的病原体每年导致相当大数量的人类致死病例[1，2]。每年由食物或水传播的病原体引起的急性和慢性疾病在这些国家花费巨大，在全球范围内，每年有40 亿美金的费用用于诊断细菌性感染腹泻，其中在5 岁以下儿童细菌感染致死病例的花费上便有220 万美金之多[1]。在这些食源性和水源性致病菌中，弧形杆菌属最早于1991 年被发现，近年来由于其在人和动物中导致胃肠道疾病的能力显著而受到越来越多的关注[3-5]。在世界各地，包括法国、比利时、土耳其、印度、新西兰、智利和南非，已经多次报告了人类弧形杆菌感染病例（在腹泻患者的粪便样本中检测到），该菌属整体患病率在0.1%～1.25%[4,6]。其中2004 年的一项研究表明[7]，比利时高达3.5%的细菌感染为弧形杆菌，其感染症状与空肠弯曲杆菌感染的临床症状类似，包括腹部绞痛和长时间的脱水性腹泻，因此法国和比利时的研究人员也很早便将弧形杆菌列入人类弯曲杆菌病监测名单。除腹泻等基础症状外，弧形杆菌属感染的其他临床症状还包括菌血症、腹膜炎和由乳房炎的全身感染[4,8]。鉴于其对感染者身体健康的严重危害程度，研究弧形杆菌属的流行病学具有着重要意义。本文将通过确定弧形杆菌属的源头污染从而掌握和关注弧形杆菌属的传播状况。

1 弧形杆菌概述

弧形杆菌属的成员均属于革兰氏阴性细菌，呈弯曲的杆状，结构包括S 形或螺旋形[1,4,9]。它们的宽度通常在0.2～0.9 μm，长度通常在1～3 μm。近期的研究确定了除了嗜气弧形杆菌（arcobacter anaerophilus）外，其他所有的成员都有一个单一的极性鞭毛来支持运动。同样地，除了嗜气弧形杆菌这个专性厌氧菌成员，其他所有成员都具有只要是微观条件的含氧环境下便能够生长的能力，这种在含氧环境的条件下生长的能力也使得弧形杆菌菌属与阴道杆菌菌属（gampylobacter）和其他厌氧菌菌属区别开来。然而，这些发现和结论似乎也在被近期鉴别出的越来越多的弧形杆菌新成员所挑战。此外，弧形杆菌属的发病机制也随着科学研究的深入变得越来越复杂，尽管其相关的发病机制以及相关潜在的动脉穿壁封闭因素还没有完全被确定，但弧形杆菌属已被证实能够影响紧密相连接的蛋白的功能并诱导上皮细胞死亡，从而导致上皮屏障功能障碍，从而侵蚀感染人体内环境[10]。

目前尽管人们已经从食物、水和动物等不同来源中检测到了弧形杆菌的多种菌种。却尚不清楚该细菌属究竟如何传播。主流观点认为食用被弧形杆菌属污染的食物或者水极大可能是一种最广泛的传播方式。此外，接触感染弧形杆菌属的宠物或野生动物也可以将细菌传染给人类[11,12]。

2 食物中的弧形杆菌属

目前研究人员已从各种动物源性食物中检测分离出了弧形杆菌属，这些食物包括人类日常主要的肉食来源，如猪肉、家禽、羊肉和牛肉[13-17]，其中，家禽和牛肉制品中的弧形杆菌属污染率最高[9]。在英国、西班牙、意大利、捷克、马来西亚、美国、哥斯达黎加和澳大利亚等不同国家进行的研究表明，问题牛肉的弧形杆菌患病率最高（54.3%），家禽的患病率为35.9%，羊肉的患病率为13.7%[9,14-16]。一份2014年的研究已经证实了Butzleri 弧形杆菌确实更易感染牛犊和奶牛并且引起人类腹泻和乳房炎[18]。相关人员在3.6%～14.3%的临床健康牛的大便中发现了弧形杆菌，且在2%～51%的生红肉制品中检测出了Butzleri 弧形杆菌。在来自澳大利亚的研究中，Butzleri 弧形杆菌、Cryaerophilus 弧形杆菌和Skirrowii弧形杆菌也通通从牛肉尸体中被发现并提取分离出来[19]。英国的一项研究也表明，全英国境内饲养肉牛的弧形杆菌患病率高于放牧牛（50.1%:20.9%），而饲养肉牛是食用牛的主要来源[15]。马来西亚也有研究证明，该国进口牛肉中的弧形杆菌比本地加工牛肉中的弧形杆菌有更高的出现率[20]，从而说明一些牛肉出产国的牛肉更易感染该类病菌。

关于家禽中的弧形杆菌属感染的患病情况，由于生态多样性和细菌在自然界的广泛分布，多种类的弧形杆菌成员都在食用肉鸡的尸体中被发现[1]。Butzleri 弧形杆菌、Cryaerophilus 弧形杆菌、Skirrowii弧形杆菌、Molluscorum 弧形杆菌、Mytili 弧形杆菌、Trophiarum 弧形杆菌、Thereius 弧形杆菌、Cibarius 弧形杆菌、Defluvii 弧形杆菌和Ellisii 弧形杆菌都是从鸡肉中被提取分离出来的。一份来自中国石家庄市的零售鸡肉弧形杆菌污染情况调查报告中显示[21]，在90 份鸡肉样品中受弧形杆菌感染的样本高达60份，且以Cryaerophilus 弧形杆菌和Butzleri 弧形杆菌为主，如此高的感染率远高于一些欧美国家食用禽类的感染率，情况不容乐观。

当然，除了牛肉外，与牛相关的食物例如牛乳或者奶酪也被证实易被弧形杆菌所侵染。在英国、西班牙、意大利、捷克、土耳其、伊朗、韩国、马来西亚、澳大利亚和哥斯达黎加等国家进行的一系列研究中，相关人员将牛乳制品、猪肉、海鲜、蔬菜和兔子加入到他们对弧形杆菌属致病的检测范围内[2,8,22-25]，结果表明牛乳制品的弧形杆菌出现率最高（36.4%），其次是猪肉（36.3%）、海产品（32.3%）、牛肉（31.2%）、家禽（26.4%）、羊肉（24.9%）、蔬菜（14.0%）和兔肉（10.0%）[4]。一项来自意大利的研究显示[16,26]，奶牛场的59 个样本中，有29 个样本检测出Butzleri弧形杆菌，且Cryaerophilus 弧形杆菌也被检测出侵染了一定量的牛乳制品。土耳其的一项研究中已经确定了一份包括来自问题奶牛和奶酪的弧形杆菌成员名单：Butzleri 弧形杆菌、Cryaerophilus 弧形杆菌、Skirrowii 弧形杆菌、Nitrofigilis 弧形杆菌、Cloacae 弧形杆菌、Halophilus 弧形杆菌、Bivalviorum 弧形杆菌和Cibarius 弧形杆菌[27]。这些研究和检测报告都说明牛乳制品中潜在的极大的弧形杆菌感染危害。

在海鲜食品方面，包括贝类、贻贝、蛤蜊和牡蛎在内的各种海产品中都含有分离出的弧形杆菌属[28]。西班牙的一项研究已经确定Butzleri 弧形杆菌和Molluscorum 弧形杆菌是海产品中占比最多的两种，而这些菌多存在于夏季捕捞出的海鲜中。而在近期一项通过高通量测序技术对凡纳滨对虾中微生物进行检测的报告中，弧形杆菌菌属也被证实广泛存在于整虾和去头虾尾中[29]。

除动物性食材外，最近的一些研究中发现[30-32]，弧形杆菌属在不同种类的蔬菜中也有被分离检测出来的报告。西班牙的一项研究在来自不同超市的20%的新鲜生菜中分离出了弧形杆菌，这是第一次在蔬菜中检测到弧形杆菌菌属。而在最新的2021 年中国昆明对于市售的芫荽细菌感染状况调查中，芫荽样品中的弧形杆菌的检出也使食用该类蔬菜被认为存在巨大的健康风险隐患[33]。在德国的一项研究中，专家对一些菠菜加工设施进行了测试，其中35% 的样品被弧形杆菌污染[32]。这些研究表明食用蔬菜也可能是弧形杆菌感染的来源，由于大多数蔬菜的烹饪方式属于生食或未完全煮熟，这使得细菌能够保持更加完整的结构状态并导致人类患病，因此对人类健康的危害比食用一些受弧形杆菌污染的肉类更为严重。

总之，世界各地的肉类、乳制品和蔬菜等多种食品中都检测到了弧形杆菌属。预计食用这些受该菌污染的食物确实会导致疾病感染的发生。这种情况下通常可以通过执行适当的食物处理程序来防止，包括彻底烹饪食物和经常洗手。此外，当地执法部门应定期检查进口食品和食品生产的质量，确保食品加工设施提供安全的食品，不受弧形杆菌的污染，因而使所有人远离该菌的感染。

3 食品加工环境中的弧形杆菌属

除食物本身可能感染弧形杆菌外，食品的加工环境、设施、养殖方式及供应链中也可能会有弧形杆菌感染风险，如部分研究已经表明奶牛不同的饲养方式和农场管理方式可能导致不同的弧形杆菌属感染率[4]。目前，包括丹麦、德国、比利时、意大利和马来西亚等多国的研究表明，与蔬菜加工（29.4%）、家禽加工（13.6%）和牛肉（6.2%）相比，乳制品加工过程中弧形杆菌感染（40.0%）的风险最高[26,34-37]。在丹麦的一项研究中[35]，丹麦肉鸡屠宰场的掏膛机被Butzleri 弧形杆菌所污染，这使得加工环境中的卫生安全问题成为了重中之重。此外，这项研究也指出，弧形杆菌属的大多数成员可以在次氯酸盐杀菌剂的常见工作浓度下存活，即使在加工过程中认真缜密消毒后也可能导致持续感染或交叉污染。在美国的一项研究中，一些火鸡屠宰场经宰杀的火鸡尸体中发现了被弧形杆菌污染的样本，而未经宰杀的活火鸡的生殖拭子或盲肠样本中却未检测到任何弧形杆菌[34]。在调查中取证后，专家发现屠宰场的加工供水没有经过氯化处理，这可能是屠宰加工过程中弧形杆菌污染的一项原因。在意大利的一项研究中，许多工业化奶牛场被Butzleri 弧形杆菌和Zryaerophilus弧形杆菌污染，这些细菌是分别从工厂检修门、地漏、模具和凝乳切割设备中分离出来的[36]，由此可见该类细菌可停留在有机体以外的自然环境中并保持较长时间的细菌活性。

总之，复杂的加工环境和加工过程也是易于受到弧形杆菌的感染侵害的，作为应对策略，食品加工厂应执行更多的卫生程序，包括工人在处理加工食物时戴上口罩和手套、加强日常消毒程序以及定期使用消毒剂对加工设备进行灭菌熏蒸。此外，这些食品加工厂也应定期接受当地执法部门的监督和检测，以确保所有适当的卫生措施都在正常进行中，如发现被弧形杆菌感染的案例，使用可追溯手段将流入或未流入市场的所有受感染产品统一召回并作销毁处理。

4 饮用水中的弧形杆菌属

弧形杆菌对水的污染是人类致病感染的另一个重要来源[34]。目前相关微生物学专家已开展具体研究来检测不同类型水体中的弧形杆菌属，检测对象包括饮用水、地下水、娱乐用水、海水、湖泊、河流和废水[3,13,28,38-42]。来自英国、芬兰、西班牙、意大利、土耳其、伊朗、美国和南非等多个国家的这些研究表明，与湖泊和河流（87.1%）、娱乐用水（75.2%）、地下水（43.8%）、海水（17.6%）和饮用水（3.2%）相比，废水中弧形杆菌属的感染率最高（91.0%）。根据几份报告，废水中弧形杆菌的存在率在66.7%～100%，这多半与废水中的粪便污染有关。另外，在极端天气事件（包括飓风、地震或更频繁的极端降雨）期间，来自废水或废水处理设施的弧形杆菌属可能被转移到地下水中，而地下水又通常是饮用水的直接来源。2004 年美国伊利湖地区水源性弧形杆菌致病暴发期间，从伊利湖地区附近的地下水中便分离检测出了大量的弧形杆菌。这种污染很可能是由于在此期间发生了一系列极频繁的降雨事件，将弧形杆菌从污水处理厂传输渗漏到了地下水中[3]，8 年后的2012 年年末，在伊利湖沿岸的娱乐用水中也检测到了弧形杆菌，起因依然是极端的天气原因[43]。除淡水外，弧形杆菌属也可以生存于海水中，有研究在里海的海水中便检测到了弧形杆菌的病菌，其中Butzleri弧形杆菌是春季和夏季时海水中主要的弧形细菌。此外，居民日常饮用水中也偶尔可以分离出弧形杆菌属。土耳其的一项研究从4%的氯化饮用水中分离出了少量弧形杆菌，这表明使用氯化物的消毒程序不能完全有效地杀灭弧形杆菌，至于病菌来自于自来水管道、水库或居民饮水器皿便不得而知了[39]。除土耳其外，同样的案例也出现在欧美国家，在芬兰进行的另一项研究中也发现了在水传播疾病爆发后，当地自来水被弧形杆菌高度污染[40]。而在水源性胃肠炎爆发期间，美国俄亥俄州一个度假岛的游客和居民中也出现了Butzleri 弧形杆菌感染症状[44]。

总的来说，这些研究表明弧形杆菌易存在于各种水体中，如果没有适当的消毒程序，可能会发生交叉污染。此外，公众和供水设施的饮用水样本应定期检查弧形杆菌属，以确保每个步骤的饮用水都不会受到污染。极端天气条件等自然因素也应该被重视起来，水处理设施和当地执法部门应在自然事件发生之前做好准备，并采取预防措施，防止弧形杆菌属与其他病原体的交叉污染。

5 总结

弧形杆菌属是一类可同时感染人和动物，导致胃肠道疾病，包括长时间的水性腹泻和腹部绞痛，偶尔会导致系统性感染，如菌血症和腹膜炎的可怕致病菌。然而，尽管该菌属已被人类检测识别出了很长一段时间，但这些病原体在人体中的发病机制和传播方面到目前为止仍未得到很好很深入的研究。据上文可知，该菌主要潜在的传播方式还是通过食用被弧形杆菌属污染的食物或水进行传播的。从过去在不同国家进行的研究中，可以确定弧形杆菌的各种污染源，包括食品、各种水体和食品加工环境设施。在食品中，牛奶和奶酪等乳制品、动物的肉、海鲜和蔬菜都被检测到受到弧形杆菌属的污染。在这些食品中，牛肉及牛乳制品被弧形杆菌属污染的概率最高，而蔬菜污染由于生吃的习惯而引起越来越多的关注。在食品加工环境设施中，不充分的消毒程序或使用受污染的供水或食品成分会导致这些环境设施中持续存在弧形杆菌属，并进一步污染经由它们加工的食品。在不同的水体中，包括海水、湖泊和河流、地下水、饮用水、娱乐用水和废水，其中废水受弧形杆菌的污染最为严重。自然界中的水多受野生动物的粪便污染。在城市中，包括大量降水在内的极端天气条件可以将弧形杆菌属运输到地下水中，也可使人致病。有了对弧形杆菌属不同来源的了解，采用安全的食品及水处理方法来预防该类致病菌就变得非常重要。如完全煮熟的肉类或蔬菜可以显着降低感染风险；经常洗手可以防止房屋内不同区域的交叉污染；食品加工厂、废水处理设施和饮用水加工厂应定期采用严格的消毒方案，以确保设备和产品做到弧形杆菌零污染；相关工人应戴口罩和手套，避免交叉污染。最重要的是，当地执法部门应定期对这些设施的工作环境和这些设施的产品进行抽样检验，以确保所有这些程序都得到执行。所有这些检测都具有保护作用，可以降低人类患病率和区域性细菌疾病爆发的风险。