蠟樣芽孢桿菌食物中毒的研究進展

陸湘華，崔昌，王遠萍，朱渭萍

蠟樣芽孢桿菌食物中毒的研究進展

陸湘華，崔昌，王遠萍，朱渭萍

蠟樣芽孢桿菌是芽孢桿菌屬的一種，會引起食物中毒，因此與人類關系密切。本文概述了蠟樣芽孢桿菌的病原學特征、致病性及其引起食物中毒的流行病學特征，以提出科學的防控措施來有效控制該菌在食品中的污染，保護公眾健康。

蠟狀芽孢桿菌；食物中毒；毒素，生物學；流行病學

蠟樣芽孢桿菌食物中毒是由進食含有蠟樣芽孢桿菌或其產生的腸毒素導致的急性胃腸不適癥狀，主要表現為惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉等。蠟樣芽孢桿菌主要通過污染糧食加工品等含淀粉較多的食物而引起中毒。據國家食源性疾病監測網的數據分析，我國每年發生數十起蠟樣芽孢桿菌食物中毒事件，約占細菌性食物中毒事件總數的11.4%[1]，造成數百人發病，而這個數字可能遠低于實際發生食物中毒的人數。本文對蠟樣芽孢桿菌引起食物中毒的發病機制及其流行病學研究進展進行綜述，以期為科學防控蠟樣芽孢桿菌食物中毒提供理論依據。

1 蠟樣芽孢桿菌的病原學特征

蠟樣芽孢桿菌是芽孢桿菌屬的一種，大小為（1.0～1.3）μm×（3.0～5.0）μm，菌體兩端較平整，多數呈鏈狀排列。蠟樣芽孢桿菌最低生長溫度為10～20℃，最高生長溫度為35～45℃；pH值2～11可以生長，最適生長pH值為4.3～9.3；最適氯化鈉濃度為1%，8%則有抑制作用，但無鹽生長良好[2-3]；不發酵甘露醇、木糖和阿拉伯糖，常能液化明膠，分解酪氨酸，可將硝酸鹽還原；厭氧條件下可發酵葡萄糖、卵磷脂酶、酪蛋白酶、過氧化氫酶和青霉素酶。因此，蠟樣芽孢桿菌是一種好氧性、而在厭氧情況下也可很好生長的革蘭陽性桿菌[4]。

蠟樣芽孢桿菌分布廣泛，常見于土壤、灰塵和污水中，在植物性食品和許多生熟食品中也常見[5]。蠟樣芽孢桿菌能夠形成芽孢，芽孢呈橢圓形，位于菌體中央稍偏一端，最初的功能是確保細菌能夠承受環境壓力。蠟樣芽孢桿菌接種后在營養肉湯中32℃培養，3 d芽孢形成率在90%以上；在80～85℃水浴5～10min后刺激芽孢萌發[3]。

2 蠟樣芽孢桿菌的致病性

蠟樣芽孢桿菌產生的芽孢是導致食源性疾病的一個重要因子，芽孢高度耐熱，能夠承受干燥、有毒化學物質、UV射線、γ射線和其他不利的環境因素。雖觀察不到芽孢的新陳代謝活動，但芽孢可以在沒有營養的條件下存活數年，是最耐受滅活的生命形式。有研究報道從2500萬～4000萬年的琥珀中和貼有2.5億年的鹽水包含物中成功復活芽孢[6-7]。一些蠟樣芽孢桿菌的芽孢比嗜溫型枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌的芽孢更耐熱，能夠經受烹調食品中的很多程序。研究報道稱通常的食品加熱烹調（熱沖擊）無法殺死該菌的芽孢，芽孢會殘存并發芽，從而導致生產的食物受污染[8-9]。因此，蠟樣芽孢桿菌芽孢難殺滅的特性是導致其容易造成食品污染并致病的主要原因。

蠟樣芽孢桿菌是條件致病菌，臨床上偶爾能通過菌體感染引起人的眼部疾病、心內膜炎、腦膜炎和菌血癥等疾病，其中，以蠟樣芽孢桿菌引起食物中毒的社會影響最大，也是社會關注蠟樣芽孢桿菌的重點。蠟樣芽孢桿菌某些菌株能產生腸毒素，其產生的腸毒素可分為耐熱與不耐熱兩種，耐熱腸毒素多在米飯類食品中產生，能致嘔吐性胃腸炎，臨床癥狀以惡心和嘔吐為主，類似金黃色葡萄球菌食物中毒；不耐熱腸毒素可在各類食品中產生，能致腹瀉性胃腸炎，以腹痛和腹瀉為主要癥狀，類似于A型產氣莢膜桿菌引起的食物中毒。

2.1 嘔吐型腸毒素蠟樣芽孢桿菌引起嘔吐型食物中毒的致病媒介是嘔吐型腸毒素，也叫致吐毒素Cereulide，它最早被Agata等確認是耐熱的非核糖體合成的小肽，大小為1.2 kD[8]。Cereulide是由2個氨基酸和2個羥基酸組成的3個環狀重復序列，結構類似于鏈霉菌屬產生的纈氨霉素，可以限制細胞毒素活動并抑制人類自身的殺傷細胞產生，因此是潛在的免疫抑制劑；同時，在胃中，Cereulide會干擾5-HT3（血清素）神經感受器的傳入，以至于使胃功能衰竭。報道顯示，Cereulide最嚴重的結果是引起健康年輕人死亡[8]。

蠟樣芽孢桿菌致吐毒素常常是在米飯等淀粉類食物中產生，該菌污染食品后主要分解糖類，因而食品沒有明顯的腐敗現象。一般蠟樣芽孢桿菌濃度達到105～108菌落形成單位（colony-forming unit, cfu）/g的時候，就可能會產生致吐毒素，30℃是致吐毒素產生的最佳溫度條件[10]。剩米飯如果經過長時間的存貯，外加較高的存儲溫度，常常會使污染的蠟樣芽孢桿菌迅速繁殖，產生導致食物中毒的致吐毒素。食用前雖經加熱，蠟樣芽孢桿菌的大部分營養體被殺滅，但致吐毒素依然存在。耐熱的致吐毒素須在126℃90min的條件下才能被破壞，短時間加熱無法破壞其活性，因此，食物中蠟樣芽孢桿菌的數量不能直接反映中毒風險的大小，而與整個食物鏈過程中蠟樣芽孢桿菌的生長狀況有很大關系，故如食物中的致吐毒素未被完全滅活，食入者易出現以嘔吐型胃腸炎為主的中毒表現[10]。

蠟樣芽孢桿菌導致嘔吐型胃腸炎往往不是由于進食污染食品后該菌在人體內繁殖并產生致吐毒素，而是污染食品在食用前已經產生了致吐毒素[10]。致吐毒素導致發病的潛伏期較短，一般僅為0.5～5.0 h，癥狀以惡心和嘔吐為主，并有頭暈、四肢無力等癥狀，與金黃色葡萄球菌引發的食物中毒癥狀相似，持續6～24 h[8，11]。

2.2 腹瀉型腸毒素蠟樣芽孢桿菌引起腹瀉型食物中毒的致病媒介是腹瀉型腸毒素，腹瀉型腸毒素是一種不耐熱蛋白質，分子量約為5700。腹瀉型腸毒素的理化性狀不穩定，55℃加熱10min，其活性保留26%，而80℃加熱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將其滅活；腹瀉型腸毒素具有抗原性，用家兔制備的抗血清能中和其生物學活性。由于腹瀉型腸毒素進入胃中會被破壞，所以腹瀉型食物中毒往往是由于未被完全殺滅的蠟樣芽孢桿菌在小腸中產生腹瀉型腸毒素所引起[12]。常引起腹瀉型食物中毒的食物有肉類、海鮮、乳品和蔬菜等，通常在進食污染食品6～15 h后發病，主要癥狀為水樣腹瀉、腹部痙攣和疼痛，少見嘔吐，病程持續約24 h，一般引起食物中毒的食品中蠟狀芽孢桿菌的數量為105～108cfu/g，也有數量較低的情況（103～104cfu/g）[12]。

3 蠟樣芽孢桿菌食物中毒的流行病學特征

3.1 蠟樣芽孢桿菌在食品中的污染情況蠟樣芽孢桿菌廣泛存在于自然環境如土壤、空氣、水和塵埃中，所以無法避免地會污染到食品，是一種常見的食品污染菌和食源性條件致病菌。除通過泥土和灰塵外，它還可通過昆蟲、不潔用具和從業人員的手在食品間傳播。以往針對食品蠟樣芽孢桿菌污染的研究中，乳制品中的污染報道最多，如趙月明和任國譜[13]對我國乳制品中的蠟樣芽孢桿菌污染情況相關文獻進行了總結，結果顯示我國多個地區的乳制品中存在不同程度的蠟樣芽孢桿菌污染，陽性率最高達到81.80%。其次，報道糧食中蠟樣芽孢桿菌污染的研究也較多，而食物中毒事件多以糧食污染為主。如費飛[14]在零售米飯中進行蠟樣芽孢桿菌污染情況調查，結果顯示30份米飯中有19份蠟樣芽孢桿菌陽性，其中有11份樣品蠟樣芽孢桿菌計數＞106cfu/g。楊文龍等[15]報道嬰幼兒輔食中19個樣品（19.40%）的蠟樣芽孢桿菌超過1100 cfu/g，提示食物中蠟樣芽孢桿菌的污染對嬰幼兒的潛在危害性。

3.2 蠟樣芽孢桿菌食物中毒的國內外流行情況美國食源性疾病暴發監測系統1998—2008年共監測到235起蠟樣芽孢桿菌食物中毒事件，占所有食源性疾病暴發總數（13 405起）的1.75%，其中50.00%是由米飯引起，其次是肉類和禽類食品（23.68%）；人群分布中，20～49歲年齡組占53.32%，其次為50歲以上年齡組，占29.85%；男女性別之間發病情況無明顯差別[16]。我國食源性疾病暴發監測系統2001—2010年共監測到121起蠟樣芽孢桿菌食物中毒事件，占所有食源性疾病暴發總數（3002起）的4.03%，其中56.45%是由米飯及其制品引起，其次是肉制品（7.50%）[1，17-18]。我國蠟樣芽孢桿菌食物中毒事件數占食源性疾病暴發總數的比例高于美國，同時，文獻報道美國蠟樣芽孢桿菌食物中毒的病例中亞洲飲食習慣者占比例最高（30.77%）[16]，提示蠟樣芽孢桿菌食物中毒與亞洲人的飲食習慣存在一定的相關性。從國內外現有文獻報道來看，食品在加工、運輸、儲存等環節中易受蠟樣芽孢桿菌污染。國內曾報道多起因學校食堂缺少冷藏設施，剩菜、剩飯未按要求儲存而受蠟樣芽孢桿菌污染，從而導致學生集體嘔吐、腹瀉等食物中毒事件[19-20]。此外，蠟樣芽孢桿菌可通過污染學校學生用飲水機的出水口而導致學生集體嘔吐事件[21]。另一報道則顯示，深圳某學校學生因飲用受蠟樣芽孢桿菌污染的學生奶而導致多名學生出現惡心、嘔吐等中毒癥狀[22]。

3.3 蠟樣芽孢桿菌食物中毒的發病特征蠟樣芽孢桿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溫度不當、放置時間較長或食品加熱不徹底，致使殘存的芽孢得以生長繁殖，從而導致中毒。在蠟狀芽孢桿菌產生的毒素中，嘔吐型腸毒素的危險性要高于腹瀉型腸毒素，嘔吐型腸毒素導致的食物中毒多由米面制品（特別是室溫條件下保存的米飯、面制品和豆制品）引發。我國發生的食物中毒主要是由嘔吐型腸毒素引起，占75.9%[17]，這與我國以米面為主食的飲食特點是對應的。腹瀉型腸毒素導致的食物中毒，誘因主要涉及米面制品和肉制品。在食用受蠟樣芽孢桿菌污染的不潔食物后往往可在較短時間內發病，且發病率較高，一般為60%～100%。該病為自限性疾病，多在24 h內自愈，然而也有因蠟樣芽孢桿菌食物中毒而導致死亡的病例報道[17]。

國內外文獻中關于蠟樣芽孢桿菌食物中毒事件的報道主要涉及集體食堂（學生食堂和職工食堂）和飲食服務單位等場所，而家庭等非經營性場所占的比例較小，這可能與大規模的集體食物中毒事件容易受到關注，而小規模散發病例則鮮見報道有關。實際上蠟樣芽孢桿菌食物中毒中家庭散發病例所占的比例可能相當高，有研究分析，6起因蠟樣芽孢桿菌食物中毒而導致死亡的案例中就有4起發生在家庭中[17]，從這一點也可以看出，家庭蠟樣芽孢桿菌食物中毒不容忽視。

3.4 蠟樣芽孢桿菌引起食物中毒的原因分析根據國內外多起由于蠟樣芽孢桿菌污染而導致的食物中毒事件，分析發生原因主要有：①食品加工場所建設與基本衛生設施不符合衛生要求，存在交叉污染；②公共食堂從業人員未經過培訓，缺乏衛生知識，食品的制作過程中存在污染環節；③食物以及乳制品等加工產品在生產加工過程中未充分加熱、操作環節或日常消毒不符合規范，導致蠟樣芽孢桿菌未被完全殺滅；④公共餐具、飲水機等設施日常消毒不到位，蠟樣芽孢桿菌滋生并長期存在；⑤食物存放溫度過高，導致蠟樣芽孢桿菌快速繁殖。

4 蠟樣芽孢桿菌食物中毒的風險評估及建議

食品受蠟樣芽孢桿菌污染后性狀往往無明顯改變，無異常氣味，且引起食物中毒的癥狀相對較輕，持續時間短，具有自限性，因此，蠟樣芽孢桿菌食物中毒的危害性往往被忽視和低估。由于飲食習慣上的差異，我國居民的飲食中米面等植物性食料占的比例較高，蠟樣芽孢桿菌易污染的食品主要是米飯等含淀粉類食品，因而，在我國微生物性食物中毒的暴發中，蠟樣芽孢桿菌是一個重要的致病因子，排在微生物性食物中毒的第4位，約占食源性疾病暴發總數的4%，這個比例高于歐美國家[23-24]。食品貯藏條件和環境衛生不合格是導致蠟樣芽孢桿菌污染引起食物中毒的主要風險因素。

我國蠟樣芽孢桿菌食物中毒的診斷標準為食物中污染菌量≥105cfu/g[25]，這一標準作為腹瀉型腸炎的中毒判斷依據是合理的，但是作為嘔吐型蠟樣芽孢桿菌食物中毒判斷依據并不是十分合理。由于嘔吐型食物中毒是由致吐毒素引起，食物在經過烹飪的過程中蠟樣芽孢桿菌的濃度可能降到很低（如102cfu/g），但如果在烹飪之前已產生致病量的致吐毒素，依然可能導致食物中毒[10，26]。Agata等[27]的研究表明引起人體發病的中毒食物中致吐毒素的含量為0.01～1.28μg/g，即含有0.01μg/g致吐毒素的食物就可能導致人體發病，因此，建議對蠟樣芽孢桿菌食物中毒的診斷標準進行修訂，在以嘔吐為主的蠟樣芽孢桿菌食物中毒事件中增加致吐毒素含量的鑒定及相關標準。

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（2015-02-10收稿 2015-04-05修回）

（責任編委 李 軍 本文編輯 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

上海市浦東新區衛生系統重點學科建設資助項目（PWZx2014-14）

200136，上海市浦東新區疾病預防控制中心傳染病監測預警中國疾病預防控制中心重點實驗室研究基地（陸湘華、崔昌、王遠萍、朱渭萍）

朱渭萍，E-mail:junny6808@hotmail.com