二、培养特性
结核分枝杆菌是由单纯的反复横向分裂进行繁殖的专性需氧菌,5%~10% CO2能促进其生长。该菌在含血清、马铃薯、甘油、卵黄以及某些无机盐类的特殊培养基上生长良好,初次在不含有丰富蛋白质的培养基上培养时生长极为不良。最适合pH为6.4 ~6.7,当pH≤5.0时,生长的菌落明显减少;当pH≥7.5时,生长非常缓慢。最适生长温度为35 ~37℃,30℃以下不生长。结核分枝杆菌在固体培养基上繁殖一代需15 ~24 h,2 ~8周才出现肉眼可见的菌落;单个菌在鸡蛋培养基上形成直径1 mm菌落需要5周时间;如果患者已接受化疗,可能要延迟至8周才生长。牛分枝杆菌初次分离培养较困难,该菌是引起牛结核病的病原体,对动物的致病性比人型结核分枝杆菌强,生长更缓慢,在中性罗氏培养基上生长不良,菌落细小而扁平,在培养基内加入丙酮酸钠,可促进生长。田鼠分枝杆菌是田鼠结核病的致病菌,它比人型分枝杆菌和牛分枝杆菌生长更缓慢,菌体更长(10 μm)、更细,在含有甘油的培养基上初次分离培养时不生长,传代培养时,甘油也不能促进生长。结核分枝杆菌经过长时间连续传代培养,培养阳性时间缩短。近年来有研究者报道,结核分枝杆菌生长缓慢与其菌体依赖DNA的RNA聚合酶缺陷密切相关,在培养基中结核分枝杆菌的mRNA链延长速度比大肠埃希菌慢10倍,所含的RNA与DNA比值也仅为大肠埃希菌的1/10。由此可推断,结核分枝杆菌菌体依赖DNA的RNA聚合酶缺陷导致转录过程效率低下,从而低效合成蛋白质,是其生长缓慢的主要因素。
结核分枝杆菌典型菌落为粗糙型(可能与菌体内含有高浓度的脂质有关),表面干燥、不透明、凸起、有褶皱和薄的不规则边缘,类似“干酪”“菜花”样,一般为淡黄色,不产可溶性色素。在琼脂培养基上比在鸡蛋培养基上颜色淡,褶皱多,有薄而扩展倾向。当固体培养基过于湿润或人为地加入吐温—80等培养条件下,或为高度耐异烟肼的变异菌株时会形成湿润、表面光滑、柔软的菌落。结核分枝杆菌形成光滑菌落是毒力低下的表现。结核分枝杆菌在液体培养基中培养时,一般1 ~2周即可见生长现象,在液体表面生成粗糙皱纹状菌膜。把表面活性剂如吐温—80加入肉汤培养基中,能提高该菌的生长率,并有助于阻止菌体聚集,使其均匀悬浮生长。临床标本经液体培养阳性率比固体培养的高10%左右。临床菌株尤其是经抗结核药物治疗后,其菌落常有表型异型性改变,如形态不典型、生长不良、生长缓慢、湿润等。经培养的结核分枝杆菌涂片镜检其菌体形态较临床标本直接涂片的稍短且粗,常聚集成“索状”(图3—1—2—1),而培养生长的非结核分枝杆菌形态变化不大且很少聚集。
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图3—1—2—1 结核杆菌生长模式图
L型结核分枝杆菌因缺乏细胞壁,菌体内渗透压高,在一般培养基上菌体易溶解破坏。因此,培养L型结核分枝杆菌时需增高培养基的渗透压,通常用5%~20%蔗糖加10%马或牛血清,琼脂培养基的琼脂浓度以0.1%~0.5%为宜,>2%时细菌不能生长。L型结核分枝杆菌最适于在低氧压环境或3%~5% PHCO2下生长。L型结核分枝杆菌多见于陈旧性肺结核和结核药物治疗效果不佳的患者。