4. 分离培养基与生化鉴定
在前面的增菌与分离步骤之后,样品中的目标致病菌已经被富集并接种到固体平板上。此时检验人员面对的核心问题是:平板上长出的菌落是不是目标菌?分离培养基负责“筛”,生化鉴定负责“认”,两者构成一条从可疑菌落到确认菌株的证据链。本节围绕常用选择性分离培养基的原理与判读,以及典型生化试验的结果解释展开。
一、选择性分离培养基的作用原理
选择性分离培养基通常同时具备三种能力:抑制非目标菌(通过胆盐、染料、抗生素、高盐、低温培养等选择压力)、区分目标菌与背景菌(通过指示系统显示特征性菌落颜色或沉淀环)、提供可挑取的单菌落(通过琼脂浓度与接种方式保证分离度)。理解每种培养基“抑制什么、指示什么”,是正确判读的前提。
XLD琼脂(木糖赖氨酸脱氧胆盐琼脂)主要用于沙门氏菌和志贺氏菌的分离。其原理是:木糖发酵产酸使指示剂酚红变黄,但沙门氏菌发酵木糖产酸后又会因脱羧酶作用使赖氨酸脱羧产碱,菌落回变为红色并常带黑色中心(产H₂S与硫代硫酸钠、柠檬酸铁反应生成硫化铁);志贺氏菌不发酵木糖、不产H₂S,形成红色或无色透明菌落。典型判读:沙门氏菌为红色菌落带黑心,志贺氏菌为红色/无色透明菌落,大肠菌群多为黄色菌落。
HE琼脂(Hektoen肠道菌琼脂)同样用于肠道致病菌分离,含胆盐抑制革兰氏阳性菌,乳糖、蔗糖、水杨苷发酵产酸使溴麝香草酚蓝由蓝绿变黄;产H₂S菌形成蓝绿色菌落带黑色中心。沙门氏菌常呈蓝绿色带黑心,志贺氏菌呈蓝绿色无黑心,乳糖发酵菌呈橙黄或黄色。
TCBS琼脂(硫代硫酸盐-柠檬酸盐-胆盐-蔗糖琼脂)是弧菌属的经典选择培养基,高pH(约8.6)与胆盐抑制多数肠道菌,蔗糖发酵使溴麝香草酚蓝变黄。副溶血性弧菌不发酵蔗糖,形成绿色菌落;霍乱弧菌与溶藻弧菌发酵蔗糖,形成黄色菌落。判读时需注意:绿色菌落并非只有副溶血性弧菌,需结合嗜盐性试验与生化鉴定确认。
李斯特菌显色培养基利用李斯特菌特有的酶活性(如β-葡萄糖苷酶)与显色底物反应,单核细胞增生李斯特菌通常形成蓝绿色菌落并带白色晕圈,其他李斯特菌种颜色不同,可在一平板上初步区分。显色培养基的判读依赖厂家说明书,不同品牌底物与颜色定义可能不同,必须以随货说明书为准。
二、挑取菌落与纯化
判读平板后,应从分离良好的区域挑取至少3~5个可疑单菌落,分别接种于非选择性营养琼脂或TSA平板进行纯化,避免直接挑取密集生长区或与其他菌落相连的菌落。纯化培养后,先做革兰氏染色与氧化酶试验,再根据染色形态、氧化酶结果选择相应的生化鉴定路径。这一步决定了后续生化试验的起点,挑错菌落会导致整条鉴定链失效。
三、典型生化鉴定试验及结果解释
三糖铁(TSI)试验是肠道菌鉴定的第一道分水岭。斜面与底层均变黄表示发酵葡萄糖、乳糖和/或蔗糖;斜面红、底层黄表示只发酵葡萄糖;产气表现为琼脂内气泡或断裂;产H₂S表现为管壁黑色沉淀。例如沙门氏菌典型结果为:斜面红(不发酵乳糖)、底层黄(发酵葡萄糖)、产气、产H₂S;志贺氏菌为斜面红、底层黄、不产气、不产H₂S。
赖氨酸脱羧酶(LDC)与鸟氨酸脱羧酶(ODC)试验:接种于含指示剂的脱羧酶基础培养基,覆盖液体石蜡创造厌氧环境,35~37℃培养18~24 h。若菌株具有相应脱羧酶,先发酵葡萄糖产酸使培养基变黄,随后脱羧产胺使培养基回变为紫色,判为阳性;始终黄色为阴性。沙门氏菌LDC阳性、ODC阳性,志贺氏菌两者均阴性,这是区分二者的重要依据。
尿素酶试验:接种于尿素琼脂斜面,培养后若变粉红/红色为阳性。变形杆菌尿素酶强阳性,沙门氏菌、志贺氏菌通常阴性,可用于排除变形杆菌的干扰。
V-P试验与MR试验:V-P试验检测乙酰甲基甲醇生成,加入α-萘酚与KOH后出现红色为阳性;MR试验检测稳定产酸,加入甲基红后变红为阳性。两者组合有助于区分肠杆菌科不同属。
枸橼酸盐利用试验:以枸橼酸盐为唯一碳源,培养基由绿变蓝为阳性。沙门氏菌通常阳性,志贺氏菌阴性。
氧化酶试验:用氧化酶试纸或试剂检测细胞色素氧化酶,弧菌属阳性,肠杆菌科阴性,是区分弧菌与肠道菌的快速指标。
嗜盐性试验:针对弧菌,分别在0%、3%、6%、8%、10% NaCl条件下观察生长,副溶血性弧菌在无盐与高盐条件下不生长、在3%~6%生长良好,是确认副溶血性弧菌的关键试验。
四、结果解释与常见误区
单一生化试验的结果不能作为最终鉴定依据,必须形成“分离平板特征 + 革兰氏染色与氧化酶 + 一组生化试验 + 必要时血清学或分子确认”的证据链。常见误区包括:把TCBS上的绿色菌落直接判为副溶血性弧菌而忽略嗜盐性试验;把XLD上带黑心的菌落一律判为沙门氏菌而忽略柠檬酸杆菌等产H₂S菌;显色培养基颜色判读脱离说明书;以及挑取菌落时未纯化导致混合培养物产生“假阳性”生化结果。遇到生化结果与平板特征矛盾时,应回到纯化平板重新挑取单菌落复检,而不是强行解释。
| 试验 | 阳性表现 | 典型意义 |
|---|---|---|
| TSI | 斜面红/底层黄/产气/产H₂S | 沙门氏菌典型模式 |
| LDC | 黄→紫 | 沙门氏菌阳性,志贺氏菌阴性 |
| 尿素酶 | 粉红/红色 | 变形杆菌阳性,用于排除干扰 |
| 氧化酶 | 试纸变深蓝/紫 | 弧菌阳性,肠杆菌科阴性 |
| 嗜盐性 | 3%~6% NaCl生长 | 副溶血性弧菌确认关键 |
完成上述步骤后,检验人员应能对分离平板上的可疑菌落给出有依据的初步结论,并明确哪些结果支持目标菌、哪些结果需要进一步确认。分离培养基提供“可疑”,生化鉴定提供“倾向”,最终确认仍需按标准方法结合血清学或分子生物学手段完成。