子建文,唐 輝,李 倩,資云海,張玉嶺,李曉霞
滇藏相鄰地區(qū)高海拔山脈土壤微生物學(xué)調(diào)查
子建文,唐 輝,李 倩,資云海,張玉嶺,李曉霞
目的 對滇藏相鄰地區(qū)山脈土壤中微生物數(shù)量、種類、構(gòu)成及藥敏情況進(jìn)行調(diào)查分析。方法 分別在香格里拉、德欽及芒康3個地區(qū)選取海拔相近的4個山脈的陽坡面和陰坡面作為采樣點(diǎn),按隨機(jī)布點(diǎn)法采集土壤標(biāo)本,應(yīng)用TREK DLAGNOSTIC SYSTEMS LTD全自動微生物鑒定儀進(jìn)行細(xì)菌和真菌的分離鑒定,藥敏試驗(yàn)采用K-B法。采用VITEK 2系統(tǒng)進(jìn)行厭氧菌的鑒定和藥敏試驗(yàn)。結(jié)果 3個地區(qū)分別分離出細(xì)菌16種951株、13種764株、13種599株;真菌4種36株、2種31株、1種17株。各地區(qū)陰坡微生物總數(shù)明顯高于陽坡(P<0.05),微生物以細(xì)菌為主(96.77%),真菌數(shù)量較少(3.23%)。細(xì)菌中革蘭陰性菌(54.84%)多于革蘭陽性菌(37.17%)和厭氧菌(4.76%)。微生物對常用抗生素較為敏感。結(jié)論 隨著海拔升高,滇藏相鄰地區(qū)山脈土壤中微生物數(shù)量和種類逐漸減少,藥物敏感率隨海拔增高而升高。初步掌握了滇藏相鄰地區(qū)山脈土壤微生物的數(shù)量、種類、構(gòu)成及藥敏情況,對該地區(qū)感染性疾病的預(yù)防、診治,微生物的開發(fā)利用及創(chuàng)傷救治等具有一定的指導(dǎo)意義。
滇藏線;土壤;微生物;調(diào)查;藥敏
滇藏線是滇西地區(qū)進(jìn)入西藏的重要路徑之一,沿線地區(qū)自然災(zāi)害時有發(fā)生,人員受傷難以避免,傷口感染的微生物種類與環(huán)境微生物種類密切相關(guān)。本研究擬對滇藏相鄰的香格里拉、德欽及芒康3個地區(qū)的山脈土壤進(jìn)行微生物學(xué)調(diào)查,現(xiàn)將結(jié)果報告如下。
1.1 樣地選擇 2014年11月中旬,分別在香格里拉(海拔3318 m)、德欽(海拔4404 m)及芒康(海拔4985 m)3地遠(yuǎn)離農(nóng)戶、人群、牧場的地區(qū),每個地區(qū)各選取4個海拔相近的點(diǎn),每個點(diǎn)在陽坡和陰坡分別選擇4個采樣點(diǎn)。
1.2 標(biāo)本采集 按隨機(jī)布點(diǎn)法[1]進(jìn)行標(biāo)本采集,具體方法參考《環(huán)境工程微生物學(xué)》[2]。
1.3 培養(yǎng)與鑒定
1.3.1 需氧菌與真菌 配制新鮮土壤懸液,稀釋105倍用于真菌培養(yǎng),稀釋106倍用于細(xì)菌培養(yǎng)。方法和試劑參考《環(huán)境工程微生物學(xué)》[2]。
1.3.2 厭氧菌 方法和試劑參考《環(huán)境工程微生物學(xué)》[2]。
1.4 質(zhì)控菌株 大腸埃希菌ATCC-25922、銅綠假單胞菌ATCC-27853、金黃色葡萄球菌ATCC-25923、白色念珠菌ATCC10231、近平滑念珠菌ATCC22019,購自云南省臨床檢驗(yàn)中心。
1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 應(yīng)用SPSS19.0軟件包分析數(shù)據(jù),WHonet 5軟件包對藥敏資料進(jìn)行分析。不同地區(qū)陰坡或陽坡微生物數(shù)量之間比較采用單因素方差分析,有差異時兩兩比較用SNK-q檢驗(yàn),同一地區(qū)的陽坡和陰坡之間比較用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn),P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 微生物數(shù)量 3個地區(qū)陽坡的細(xì)菌總數(shù)之間無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05);而真菌總數(shù)之間有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05),香格里拉和德欽地區(qū)真菌數(shù)均顯著高于芒康地區(qū)(P<0.05)。3個地區(qū)陰坡的細(xì)菌總數(shù)(或真菌總數(shù))之間有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05),即香格里拉最高,德欽次之,芒康最少。德欽地區(qū)陽坡和陰坡厭氧菌數(shù)均顯著高于香格里拉和芒康(P<0.05)。3個地區(qū)陽坡和陰坡微生物總數(shù)均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05),即微生物總數(shù)(或真菌總數(shù))陰坡>陽坡。見表1。
2.2 微生物構(gòu)成 各種細(xì)菌或真菌在不同地區(qū)的構(gòu)成比無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)。3個地區(qū)微生物數(shù)量和種類,香格里拉>德欽>芒康。各個地區(qū)革蘭陰性菌、革蘭陽性菌及真菌的構(gòu)成比均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05),革蘭陰性菌>革蘭陽性菌>厭氧菌>真菌。見表2。
2.3 革蘭陰性菌藥敏試驗(yàn) 氨基糖苷類和半合成青霉素類抗生素敏感率較高,除在香格里拉和德欽地區(qū)嗜水氣單孢菌對阿米卡星的敏感率分別為85.7%和95.2%外,其余均為100.0%。喹諾酮類中,左氧氟沙星對所細(xì)菌全部敏感,芒康所分離菌株對環(huán)丙沙星全部敏感;3個地區(qū)均有諾氟沙星耐藥菌株,其敏感率介于82%.0~100.0%。頭孢菌素中,頭孢哌酮/舒巴坦對革蘭陰性菌敏感率100.0%;其次是頭孢噻吩和頭孢唑啉,敏感率在85.7%~100.0%之間。3個地區(qū)革蘭陰性菌對碳青霉烯類敏感率 51.8%~100.0%,其中芒康地區(qū)敏感率最高,>95.5%。稻黃色單胞菌和嗜水氣單孢菌對復(fù)方新諾明敏感率100.0%,其余細(xì)菌敏感率介于75.9%~100.0%之間。嗜水氣單胞菌、豚鼠氣單胞菌和河流弧菌對氨曲南敏感率100.0%,其余細(xì)菌介于50.6%~94.4%之間。見表3、4。香格里拉土壤革蘭陰性菌藥敏試驗(yàn)結(jié)果見參考文獻(xiàn)[3]。
2.4 革蘭陽性菌的藥敏試驗(yàn) 除香格里拉地區(qū)發(fā)現(xiàn)耐氨芐西林的蠟樣芽胞桿菌和蘇云金芽孢桿菌外,其余菌株對青霉素、氨芐西林、環(huán)丙沙星、米諾環(huán)素、妥布霉素、阿米卡星和萬古霉素敏感率均為100.0%。腐生葡萄球菌和微球菌對所有抗生素敏感率均為100.0%。頭孢菌素對三個地區(qū)其余菌株敏感率分別是86.2%~94.4%、95.7%~100.0%和98.2%~100.0%。3個地區(qū)蠟樣芽胞桿菌對復(fù)方新諾明敏感率分別是90.8%、98.5%和100.0%,蘇云金芽孢桿菌敏感率分別是84.3%、100.0%和100.0%。紅霉素藥敏中,僅在香格里拉和德欽有少量耐藥的蘇云金芽孢桿菌和蠟樣芽孢桿菌,其敏感率>90.1%。見表5。香格里拉土壤革蘭陽性菌藥敏試驗(yàn)結(jié)果見參考文獻(xiàn)[3]。
2.5 厭氧菌藥敏試驗(yàn) 3個地區(qū)分離出6種厭氧菌,僅香格里拉地區(qū)分離出2株分別對青霉素和氯霉素耐藥的壞名梭菌,敏感率為90.9%,其余菌株敏感率均為100.0%。見表6。香格里拉土壤厭氧菌藥敏試驗(yàn)結(jié)果見參考文獻(xiàn)[3]。
2.6 真菌藥敏試驗(yàn) 合成類抗生素、伏立康唑及伊曲康唑?qū)?種真菌全部敏感,其中香格里拉土壤分離出青霉菌、曲霉菌、酵母菌和毛霉菌,藥敏試驗(yàn)結(jié)果見文獻(xiàn)[3]。咪唑類抗生素中,除根霉菌和毛霉菌對所有抗生素敏感外,3個地區(qū)均有耐酮康唑的菌株,敏感率88.9%~94.1%。僅香格里拉地區(qū)分離出耐1株耐克霉唑和特比萘芬的曲霉菌,其余菌株敏感率均為100.0%。表7。
表1 各地區(qū)土攘微生物數(shù)量分布[×1O6cfu/g]
表2 各地區(qū)土攘微生物種類及分布[株(%)]
表3 德欽土壤中革蘭陰性菌對常用抗生素藥物的敏惑性[株(%)]
表4 芒康土攘中革蘭陰性菌對常用抗生素藥物的敏感性[株(%)]
表5 德欽和芒康土壤革蘭陽性菌對常用抗生素敏感性[株(%)]
表6 德欽和芒康土攘厭氫菌對常用抗生素的敏感性[株(%)]
表7 德欽和芒康土壤真菌對常用抗生素的敏感性[株(%)]
滇藏相鄰地區(qū)自然災(zāi)害和事故時有發(fā)生,受傷人員傷口創(chuàng)面可不同程度被土壤中的微生物污染,創(chuàng)面感染微生物的種類與受傷部位周邊存在的微生物分布密切相關(guān)[4]。有關(guān)動物模型實(shí)驗(yàn)表明,傷口早期感染細(xì)菌與所處環(huán)境細(xì)菌譜有交叉重疊[5]。
本次調(diào)查結(jié)果表明,3個地區(qū)陰坡細(xì)菌總數(shù)和真菌總數(shù)均顯著高于陽坡(P<0.05),可能是因?yàn)樯矫}陰陽坡面日照輻射和相對溫濕度有明顯差異,導(dǎo)致陰陽坡之間的細(xì)菌和真菌生長環(huán)境條件不同[6-7]。3個地區(qū)細(xì)菌總數(shù)香格里拉最高,德欽次之,芒康最少。真菌總數(shù)之間有顯著差異(P<0.05),兩兩比較,香格里拉和德欽之間無顯著差異(P>0.05),該兩地區(qū)真菌數(shù)均顯著高于芒康(P<0.05)。德欽地區(qū)厭氧菌總數(shù)顯著高于香格里拉和芒康(P<0.05)。滇藏相鄰高海拔山坡地區(qū)土壤微生物數(shù)量(平均7.23× 106cfu/g)明顯低于其他低海拔地區(qū)(12.34×106cfu/g)[8]??赡苁请S著沿線海拔的升高,溫度降低、紫外線強(qiáng)度增加,土壤中微生物數(shù)量逐漸降低,種類逐漸減少[9]。
3個地區(qū)微生物種類不盡相同,細(xì)菌和真菌種類數(shù)以香格里拉最多,德欽次之,芒康最少,而各種細(xì)菌或真菌在3個地區(qū)土壤中微生物構(gòu)成比沒有顯著差異(P>0.05)。3個地區(qū)均檢出痢疾志賀菌、河流弧菌、蠟樣芽胞桿菌、產(chǎn)氣莢膜梭菌和青霉菌等致病菌。香格里拉還檢出銅綠假單胞菌、棲稻黃色單胞菌、壞名梭菌、海洋梭菌及曲霉菌、酵母菌和毛霉菌。微球菌、諾氏梭菌、艱難梭菌和根霉菌僅在德欽檢出?;撾[秘桿菌僅在芒康檢出。細(xì)菌中革蘭陰性菌(54.84%)數(shù)量多于革蘭陽性菌 (37.17%),多于厭氧菌(4.76%);革蘭陰性菌中優(yōu)勢菌為痢疾志賀菌(9.37%)和侵肺巴斯德菌(9.10%),革蘭陽性菌中優(yōu)勢菌為蘇云金芽孢桿菌(10.75%)和蠟樣芽孢桿菌(10.48%);厭氧菌以產(chǎn)氣莢膜梭菌 (1.42%)最多;真菌中以曲霉菌為優(yōu)勢菌群(2.3%)。上述微生物除可導(dǎo)致外傷或火器傷傷口感染外,還可引起腹瀉、心內(nèi)膜炎、肺炎、關(guān)節(jié)炎等相關(guān)疾病的發(fā)生。
3個地區(qū)土壤中分離的微生物藥敏試驗(yàn)結(jié)果表明,滇西地區(qū)高海拔山脈土壤中細(xì)菌和真菌對絕大多數(shù)抗生素敏感,其敏感率高于低海拔地區(qū)[8]。然而,即使分離出的細(xì)菌和真菌對常用抗生素的敏感率隨海拔的升高逐漸升高,在遠(yuǎn)離農(nóng)戶、人群、牧場的高海拔地區(qū)仍然檢出了少量對青霉素、頭孢菌素、復(fù)方新諾明、氨曲南和酮康唑等耐藥的菌株,厭氧菌僅在香格里拉地區(qū)分離出2株分別對青霉素和氯霉素耐藥的壞名梭菌,敏感率為90.9%,其余菌株敏感率均為100.0%??赡苁桥c長期使用此類抗生素,耐藥菌株隨著空氣流動、人類和動物活動所遷移相關(guān)[10],提示應(yīng)加強(qiáng)對抗生素合理使用的宣傳和管理。
綜上所述,本研究初步掌握了滇藏相鄰地區(qū)土壤微生物的種類、數(shù)量、分布及藥敏情況,對該地區(qū)感染性疾病的預(yù)防、診治,微生物的開發(fā)利用及創(chuàng)傷救治等具有一定的指導(dǎo)意義。
[1]林先貴.土壤微生物研究原理與方法[M].北京:高等教育出版社,2010:29-38.
[2]周群英,王士芬.環(huán)境工程微生物學(xué)[M].北京:高等教育出版社,2008:252-254.
[3]子建文,資云海,唐輝,等.香格里拉地區(qū)山脈土壤微生物分布及藥敏結(jié)果[J].西南國防醫(yī)藥,2015,15(10):1150-1153.
[4]王根春,李主一,王惠萱,等.西藏高原不同類型土壤中細(xì)菌調(diào)查[J].解放軍預(yù)防醫(yī)學(xué)雜志,1999,3:41-43.
[5]王建,葛寶豐,劉興炎,等.豬肢體軟組織爆炸傷創(chuàng)面感染細(xì)菌譜及藥敏分析[J].解放軍預(yù)防醫(yī)學(xué).2008,26(2):118.
[6]方治國,歐陽志云,趙景柱,等.烏魯木齊城市空氣細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)與動態(tài)變化特征[J].微生物報,2006,46(4):618.
[7]李曉玲,葛迪,高婷,等.某城市城區(qū)空氣細(xì)菌、真菌分布研究[J].西北國防醫(yī)學(xué)雜志,2013,34(6):550.
[8]劉洋,張健,閆幫國,等.青藏高原東緣高山森林-苔原交錯帶土壤微生物生物量碳、氮和可培養(yǎng)微生物數(shù)量的季節(jié)動態(tài)[J].植物生態(tài)學(xué)報,2012,5:382-392.
[9]馬和平,郭其強(qiáng),劉合滿,等.西藏色季拉山土壤微生物量碳和易氧化態(tài)碳沿海拔梯度的變化[J].水土保持報,2012,4:163-166,171.
[10]李世銘,梅端智.建設(shè)高原現(xiàn)代生態(tài)畜牧業(yè)示范園區(qū)的路徑與模式思考[J].青藏高原論壇,2014,4:28-34.
R 195/372
A
1004-0188(2016)09-1089-05
10.3969/j.issn.1004-0188.2016.09.050
2016-02-25)
成都軍區(qū)“十二五”計(jì)劃面上項(xiàng)目(C14015)
671003云南 大理,解放軍60醫(yī)院
子建文,E-mail:791019767@qq.com