挑剔细菌

什么是苛刻细菌？

苛刻细菌是指具有复杂或特定营养需求的微生物。换句话说，一种简单的生物只有在环境中存在某些特定营养物质时才能存活。在微生物学中，更严格的术语**苛刻微生物**用于描述只有在培养基中存在这些特定营养物质时才能生长的细菌。淋病奈瑟菌是苛刻细菌最常见的例子之一，它们需要血液或血红蛋白以及许多氨基酸和维生素才能生长。

苛刻生物本身并非“弱”——它们可能在特定的生物生态位中，凭借其特定的营养、温度和缺乏竞争而生长繁盛。它们可能极难根除。然而，由于无法在培养基中精确重现其自然环境，因此它们很难培养。例如，梅毒螺旋体虽然难以培养，但却在其偏好的栖息地中持续存在，这使得从梅毒患者的所有组织中清除它变得困难。其他例子包括弯曲杆菌属和幽门螺杆菌属，它们都是喜二氧化碳的（需要高水平的二氧化碳）并有其他需求。

苛刻细菌的重要性

苛刻细菌的实际应用之一是，有时阴性培养结果可能导致假阴性。这表明测试的灵敏度不理想。这意味着，仅仅因为培养无法证明或识别感兴趣的生物体的存在，并不意味着该生物体不存在于培养样本中。

因此，临床医生不能仅仅通过分析患者样本中的培养结果来判断任何苛刻细菌（如肺炎或败血症）的存在。这并不意味着培养效率低下且不应使用。相反，这意味着单独的培养不足以证明细菌的存在，因此无法确定给予患者的抗生素。

为了识别患者样本中细菌或真菌的存在，科学家和临床医生使用其他几种技术和培养方法。这些技术包括：

• 核酸检测 - 用于确定微生物中 DNA 和 RNA 的存在
• 免疫学检测 - 用于检测微生物抗原的存在

免疫学检测与培养结合使用比核酸检测更有前景，因为微生物的 DNA 和 RNA 在大气中已经普遍存在，可能导致错误的解释。

因此，此类测试的阳性结果有时可能是假阳性，这是由于感染与定殖或未萌发孢子之间的关键区别。（同样的问题在法医 DNA 检测中也造成了令人困惑的错误；一个人的微量 DNA 几乎可以出现在任何地方，例如通过污染物转移。由于现代技术可以回收如此微小的量，因此需要谨慎解释它们的存在）。这就是为什么需要专业知识来确定在特定情况下应用哪种测试并解释结果。

苛刻性的类型

某些微生物物种的需求不仅限于特定的营养物质，还包括许多化学信号，其中一些直接或间接依赖于其他物种的存在。因此，营养需求和其他化学需求可能会阻碍物种单独培养。

注意事项

刘易斯·托马斯（Lewis Thomas）在他 1974 年出版的《细胞的生命》一书中，将苛刻性和培养分离物困难置于逻辑语境中，概括地阐述道：“据信，我们只了解地球上很小一部分的细菌，因为它们中的大多数无法独立培养。它们生活在密集、相互连接的群体中，相互滋养和维持，同时通过复杂的化学信号系统控制不同物种之间的种群平衡。”

这一陈述的一个逻辑推论是，许多物种与其原始生态环境不可分离是正常的，仅仅反映了生态系统中普遍存在的相互依存关系。它并不反映任何物种的脆弱、虚弱、顽固或稀有。

另一组数据与刘易斯的陈述相关，即人类在深入了解微生物（从单个物种和菌株到整个微生物生态系统）方面的能力受到限制。

随着技术，特别是数据科学的进步，组学领域取得了广泛发展。不同的组学包括微生物组学、代谢组学和宏基因组学，它们可用于确定微生物世界与环境的关系。由于高通量测序技术的不断进步，这取得了相当大的成功。测序使得通过数字分析将微生物种群分析提升到新的水平成为可能。它扩展了人类理解微生物世界、它们的生化行为和足迹的能力。使用这些技术和基本技术（培养和检测）将更深入地了解这些苛刻细菌的生命。