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以血为食:揭秘依赖血液生长的细菌世界
林娇娇
2026/5/15 15:29:17 青岛海博生物

  在微生物学与临床检验领域,需血液培养的细菌多为苛养菌,它们自身无法合成生长必需的特殊营养因子,必须依赖血液中的关键成分才能完成增殖,这类细菌是临床感染性疾病诊断、病原学研究的重要对象。

  血液不仅为细菌提供碳源、氮源、维生素等基础营养,更能供给血红素(X因子)、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(V因子)等专属生长因子,同时可通过溶血特性辅助细菌鉴别。血红素也称为X因子,是合成细胞色素、过氧化氢酶等呼吸酶的辅基,对于细菌的能量代谢至关重要。烟酰胺腺嘌呤二核苷酸也称为V因子,是一种重要的辅酶,参与细菌的氧化还原反应。


一、需血液培养细菌的分类

  需血液培养的细菌主要分为嗜血杆菌属、奈瑟菌属、链球菌属、微需氧/厌氧菌及其他苛养菌五大类,其生长依赖血液的核心原因是缺乏合成X因子、V因子或其他特殊营养物质的能力,不同菌属的营养依赖特性存在显著差异

1、嗜血杆菌属

  嗜血杆菌属是典型的“嗜血”细菌,名称直接体现其对血液的依赖性,为革兰氏阴性小杆菌,无芽孢、无鞭毛,多呈球杆状或多形性。

  代表菌种有流感嗜血杆菌、副流感嗜血杆菌、溶血嗜血杆菌、杜克雷嗜血杆菌等。其中流感嗜血杆菌最具临床意义,是儿童肺炎、中耳炎、脑膜炎的主要致病菌,在普通营养琼脂上完全不生长,仅能在含X、V因子的血液衍生培养基中增殖。

2、奈瑟菌属

  奈瑟菌属为革兰氏阴性双球菌,呈肾形或咖啡豆形,成对排列,专性需氧,对营养要求极高,需血液提供复杂营养与生长因子,部分菌种还需5%-10%的CO2环境促进生长。该属细菌虽不严格依赖X、V因子,但普通培养基无法满足其营养需求,血液中的血清蛋白、氨基酸、维生素是其生长的必需物质。

  代表菌种有脑膜炎奈瑟菌、淋病奈瑟菌等。脑膜炎奈瑟菌是流行性脑脊髓膜炎的病原菌,淋病奈瑟菌是淋病的致病菌,二者在普通琼脂上生长微弱或不生长,必须在血液或血清培养基中才能形成典型菌落。

3、链球菌属

  链球菌属为革兰氏阳性球菌,呈链状排列,兼性厌氧,多数为中度苛养菌,需血液提供营养以优化生长,同时可通过血琼脂上的溶血现象(α、β、γ溶血)实现初步鉴别。该属细菌不依赖X、V因子,但血液中的血清成分、血红素衍生物可显著提升其生长速率与菌落形态完整性。

  代表菌种有肺炎链球菌、化脓性链球菌、无乳链球菌等。肺炎链球菌是社区获得性肺炎、脑膜炎的重要致病菌,在血琼脂上形成α溶血(草绿色溶血环);化脓性链球菌形成β溶血(完全透明溶血环),二者在普通营养琼脂上生长缓慢且菌落细小,难以观察与鉴定。

4、微需氧菌与厌氧菌

  部分微需氧菌和厌氧菌对营养与气体环境要求苛刻,需血液提供营养并结合特殊培养环境才能生长。微需氧菌需低氧浓度,厌氧菌需无氧环境,血液中的血红蛋白可结合氧气,调节培养基氧分压,同时供给营养。

  代表菌种有空肠弯曲菌(微需氧)、产气荚膜梭菌(厌氧)、脆弱拟杆菌(厌氧)等。空肠弯曲菌是急性肠炎的主要致病菌,需在含血液的微需氧培养基中生长;产气荚膜梭菌在血琼脂上形成双层溶血环,是气性坏疽的病原菌。

图1 空肠弯曲菌在哥伦比亚血琼脂平板(左)和Skirrow培养基(右)上的生长现象

5、其他需血液培养的苛养菌

  除上述菌属外,部分少见但临床重要的细菌也需血液培养,如布鲁菌属(布鲁菌病病原菌)、巴斯德菌属(动物源性感染病原菌)、放线菌属(放线菌病病原菌)。这类细菌营养需求复杂,血液是其生长的必要条件,普通培养基无法支持其增殖。


二、含有血液成分的特殊培养基举例

  实验室培养上述细菌时,需根据其营养需求选择对应的血液培养基,培养基主要包括血琼脂平板、巧克力琼脂平板、哥伦比亚血琼脂、血液增菌培养基四大类,不同培养基的制备工艺、营养特性与适用菌种存在明确差异。

1、血琼脂平板

  以胰蛋白胨大豆琼脂(TSA)或哥伦比亚琼脂为基础,添加5%-10%无菌脱纤维羊血(或马血、兔血),不含抑制剂,为非选择性营养培养基。基础培养基灭菌后冷却至50℃左右,无菌操作加入脱纤维血液,充分混匀后倾注平板;羊血是最常用的血液来源。

  核心作用主要为提供基础营养,支持中度苛养菌(链球菌、葡萄球菌)生长;观察溶血现象,辅助细菌初步鉴定(α溶血,菌落周围草绿色环,如肺炎链球菌;β溶血,完全透明环,如化脓性链球菌;γ溶血,无溶血环,如肠球菌);用于细菌分离纯化与传代培养。

  适用菌种为链球菌属、肺炎链球菌、部分厌氧菌与微需氧菌;需要注意的是普通血琼脂无法支持嗜血杆菌生长,因红细胞包裹X、V因子,细菌无法直接利用。

a:蜡样芽孢杆菌;b:金黄色葡萄球菌;c:乙型溶血性链球菌

图2 菌株在血琼脂培养基上的生长现象

2、巧克力琼脂平板

  以血琼脂基础加5%-10%的脱纤维羊血,经80℃-90℃加热10-15分钟,使红细胞破裂,释放X、V因子,培养基呈深棕色(类似巧克力颜色,故名)。加热是核心步骤,温度需严格控制。温度过低红细胞裂解不充分,X、V因子释放不足;温度过高会破坏V因子(热不稳定),导致细菌无法生长;加热后迅速冷却,避免营养成分过度降解。巧克力琼脂平板的制备可参考双抗巧克力琼脂平板的制备方法相关视频。

  巧克力琼脂平板的核心作用主要有释放血液中结合态的X、V因子,满足嗜血杆菌、奈瑟菌的专属营养需求;营养更易被细菌吸收,促进高度苛养菌的生长与菌落形成;非选择性培养基,可同时培养多种苛养菌与普通细菌。

  适用菌种有嗜血杆菌属(流感嗜血杆菌、副流感嗜血杆菌)、奈瑟菌属(脑膜炎奈瑟菌、淋病奈瑟菌)、部分放线菌与弯曲菌;是培养流感嗜血杆菌的“金标准”培养基。

3、哥伦比亚血琼脂平板

  以哥伦比亚琼脂为基础(富含蛋白胨、牛肉浸粉、氨基酸),添加5%-10%的脱纤维羊血,营养成分比普通血琼脂更丰富。基础培养基营养密度高,可支持绝大多数临床细菌生长,包括苛养菌、厌氧菌与微需氧菌;菌落生长更快、形态更典型,溶血环更清晰;适用于血液、脑脊液、痰液等多种临床标本的分离培养。

  哥伦比亚血琼脂平板适用菌种主要有链球菌属、肺炎链球菌、嗜血杆菌属、奈瑟菌属、厌氧菌(脆弱拟杆菌)、微需氧菌(空肠弯曲菌)等,是临床微生物实验室最常用的全能型血液培养基。

3 不同细菌在哥伦比亚血琼脂基础上的生长现象

4、血液增菌培养基

  分为液体增菌培养基(如脑心浸液血培养瓶、胰酪大豆胨肉汤血瓶)和选择性增菌培养基,液体培养基中添加5%-10%血液,部分添加多粘菌素、万古霉素等抑制剂,抑制杂菌生长。用于临床血液、脑脊液等无菌标本的初筛增菌,标本中细菌浓度低时,先在液体增菌培养基中富集增殖,再转种至固体血液培养基分离单菌落;可提高低浓度致病菌的检出率,适用于菌血症、败血症、脑膜炎的病原学诊断。

  适用所有需血液培养的细菌,尤其适用于血液中浓度极低的苛养菌(如脑膜炎奈瑟菌、布鲁菌)。

4 血液增菌培养基微生物质控结果

  总而言之,这些需要血液才能培养的细菌,其“挑剔”的特性既是它们生存的弱点,也成为了实验室识别和诊断它们的关键突破口。通过提供它们赖以生存的血液环境,我们才能在体外捕捉到这些潜在的病原体,为临床治疗提供精准的依据。


三、产品展示

  我公司有多种可培养血液培养基的产品,客户可根据实际情况和用途进行选用。

表1 产品信息

产品货号

产品名称

用途

HB9294

血琼脂培养基(医疗

用于细菌和真菌的培养、分离,

不具有微生物鉴别和药敏鉴别的作用。

HB8641

双抗巧克力琼脂培养基

用于嗜血杆菌和奈瑟菌的培养

HB0124

哥伦比亚血琼脂基础

营养非常丰富,用于各种细菌的基础培养基

HB6236

血液增菌培养基

主要用于血液中致病菌的增菌培养,

不具有微生物鉴别和药敏鉴别的作用。

HB0242

改良Skirrow氏琼脂基础

用于空肠弯曲杆菌的分离培养

HB0233

马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)

用于霉菌和酵母菌计数


注:本文属海博生物原创,未经允许不得转载。


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