1。介绍
EPA法1600和Enterolert(美国IDEXX,韦斯特布鲁克,我)是两个EPA-approved通常用来测量的方法
肠球菌休闲洗浴水质量评估(
1]。一直在交替使用的方法(1)监管监测检测可能的排泄物污染的水;(2)流行病学研究关联游泳者的病率与密度Enterococci在水里,和(3)微生物源跟踪研究,以减少粪便输入保护公众健康。大量的研究发现,这两种方法通常会产生类似的结果(
2- - - - - -
5]。然而,一些作者发现,结果可能是明显不同(
6- - - - - -
9]。
有几个原因,除了样本可变性,这也许可以解释方法之间的矛盾。EPA方法1600是一种膜过滤的方法,水通过膜,随后之上
肠球菌吲哚酚-
β-D-glucoside(美)琼脂,孵化后,检查了殖民地的蓝色光环。Enterolert衬底定义方法,措施荧光端点基于enterococci代谢4-methylumbelliferone -
β-D-glucoside液体媒体。
growth-controlling基质在这些媒体的组合的差异可能导致肠球菌的物种的选择性和检测nonenterococcal细菌,包括
链球菌spp。
气球菌属spp。,
Lactococcusspp。
10]。假阳性的利率变化在4%和26%之间发现了Enterolert [
11和梅琼脂11%和26%之间
10]。
另一个可能的原因偶尔的方法将微分选择性物种之间的基因差异
肠球菌集团,尤其是Enterolert使用液体肉汤培养基和EPA方法1600使用固体琼脂,会影响细胞的生长动力学。在液体媒体,快速增长细菌可以增长较慢的同行,即使稀释样品(
12]。相反,细菌细胞上生长一层膜放置在琼脂媒体是在空间上分开,提供竞争的机会越少。
的知识
Entercoccus物种分布在城市径流和污水可能有用的评估娱乐被认为不安全的水域游泳基于enterococci水质标准。
粪大肠和
大肠都有效是最流行的两个物种在人类粪便
12];
大肠casseliflavus和
大肠mundtii与植物和土壤(
13];这些物种不被认为是典型的人类肠道微生物区系的成员(
14]。因此,肠球菌的物种的分布特征的代表排泄物污染应该进行使用方法不受物种的选择性。
这里,我们测试的假设EPA方法1600和Enterolert选择性通过检查不同物种的物种组成分离两种方法用于处理时一组通用的样本。
2。方法
使用18个不同物种的选择性测定环境样品和laboratory-created样本与已知的物种组成。环境样本从七个海洋海滩收集网站,两个城市淡水径流网站,影响从四个污水处理厂(WWTPs),从表4 WWTPs(和二级废水
1)。海滩上使用100毫升水收集塑料瓶在脚踝深度在入射波。城市径流收集1 L样本只是在水面以下。废水收集1 L影响样本或污水管道。
样品的来源。
| 滩水 |
|
| 帝国海滩,圣地亚哥 |
|
| 圣马特奥市海滩,圣克莱门特 |
|
| 晨练的州海滩,Dana点 |
|
| Cabrillo海滩,洛杉矶 |
|
| 冲浪海滩,马里布 |
|
| 天堂湾,马里布 |
|
| 大梧桐,马里布 |
|
| 城市径流 |
|
| Dominguez频道,洛杉矶 |
|
| 提华纳河,圣地亚哥 |
|
| 污水处理厂(WWTP) |
|
| 联合水污染控制植物的洛杉矶县卫生区 |
|
| 奥兰治县卫生区,亨廷顿海滩 |
|
| 南奥兰治县污水权威,Dana点 |
|
| Encina废水权威,卡尔斯巴德 |
|
laboratory-created样本包括清洁海水接种大约每100毫升1000个集落形成单位的
大肠都有效和
粪大肠。海水收集18公里海上,在10米深没有可衡量的enterococci礼物。enterococci文化准备使用菌株从环境样本,列举了使用EPA方法1600种Enterolert和确认用Vitek微生物识别系统(bioMerieux,圣路易斯,密苏里州,美国)。
所有样本分析后的六个小时内收集EPA标准(
15)和Enterolert制造商的指示。EPA方法1600年10 - 50毫升容量的样本被过滤到美,并假定enterococci隔离是通过选择获得五个殖民地(样品)和蓝色光环从梅琼脂(美国东北部实验室,沃特维尔,我)和接种到胰蛋白酶的大豆琼脂(TSA) 5%绵羊血液(美国东北部实验室,沃特维尔,我)。24小时孵化后35°C,血琼脂平板(求饶)检查,以确保它们是纯粹的文化。隔离求饶的亚文化在TSA偏(美国东北部实验室,沃特维尔,我)和孵化。TSA偏被储存在4°C到物种形成。
十毫升的样品用于Enterolert Quanti-Tray方法和enterococci隔离方法后Kinzelman et al。
6]。Quanti-Tray的后面是用70%的酒精消毒,和媒体从5荧光(积极)井使用无菌注射器被撤回。媒体被接种到脑心浸液肉汤(BHI) (BD,富兰克林湖,新泽西,美国)含6.5%氯化钠在1:20稀释。接种肉汤培养在41°C 48 h。文化,亚文化增长到求饶,然后殖民地求饶的亚文化TSA偏,孵化,储存在4°C。
2.1。分离鉴定
大约80隔离每个从17所得到的测试环境样品使用EPA方法1600种和Enterolert确定用Vitek微生物识别系统(bioMerieux,圣路易斯,密苏里州,美国)(表
2)。隔离标识为
肠球菌物种歧视的< 80%信心被归类为“indeterminant”。隔离标识为物种以外
肠球菌被归类为“非吗
肠球菌”。
大肠casseliflavus/
大肠gallinarum隔离,不能歧视用Vitek能动性和色素生产测试后弗格森et al。
10区分这些物种。自
大肠mundtii不是被Vitek [
16),共计107隔离从海滩水,废水和淡水筛选物种使用发表生化测试,包括能动性;颜料生产;和发酵的阿拉伯糖、蔗糖、甘露醇(
17]。
样品的分离分析和数字来源物种形成1600和Enterolert使用EPA方法。
| (没有来源。的样本) |
EPA方法1600 |
Enterolert |
不。的隔离 |
| 海滩(7) |
275年 |
303年 |
578年 |
| 城市径流(2) |
91年 |
99年 |
290年 |
| 废水流入的(4) |
126年 |
130年 |
256年 |
| 废水污水(4) |
129年 |
126年 |
255年 |
| 文化(1) |
20. |
46 |
66年 |
|
| 总 |
621年 |
658年 |
1279年 |
3所示。结果与讨论
3.1。<斜体> < /斜体>肠球菌物种组合
1279年既定enterococci隔离从环境样品(海滩水、城市径流与影响污水处理厂和污水)(表
2)使用EPA方法1600和Enterolert检查,发现包括9种
肠球菌。
大肠都有效和
粪大肠最常见的物种鉴定中分离获得使用Enterolert,每个物种组成的约三分之一的隔离所有样品(图
1)。这也是最常见的物种使用EPA方法获得1600年
大肠都有效更为常见(44%)比吗
粪大肠(13%)。
大肠gallinarum和
大肠casseliflavus是下一个最常发现物种通过两种方法。非
肠球菌物种组成8%的隔离来自Enterolert和5%从1600年环保局方法。最常见的nonenterococcal细菌隔离
变形杆菌从Enterolert井和
草绿色气球菌属从1600年环保局方法。其他物种被这两种方法都包括在内
链球菌宝,
美国uberis,
变异链球菌,
美国肺炎。百分之五的隔离和低水平的确定性和归类为“indeterminant。”
肠球菌物种的整体使用Enterolert与EPA方法1600。
总体相对丰富的物种在环境样品没有明显不同方法(
χ
2
(1,
NgydF4y2Ba
=
1104年
)= 47.4,
P
<
0.001
)。然而,的相对比例
大肠都有效和
粪大肠明显不同方法废水样品,
粪大肠最常Enterolert和观察到的物种
大肠都有效占主导地位的EPA法1600(图
2)。的比例
粪大肠和
大肠都有效通常是相似的在两个城市径流水样样品和八个海滩(确切概率法,
P
=
0.31
)。
主要分布
肠球菌物种在海滩水、城市径流、污水处理厂(WWTP)影响(治疗)和废水样品(治疗)。
废水中的相同的选择性观察样品使用Enterolert也在实验室里观察到的样本具有类似的浓度上升
粪大肠和
大肠都有效(图
3)。环保局1600确认65%的隔离方法
粪大肠,30%的
大肠都有效,5%为“indeterminant。“相比之下,98%的Enterolert隔离被确定为
粪大肠。
百分比
粪大肠和
大肠都有效隔离从文化样本包含1:1的比例1600年使用Enterolert环保局方法获得的两个物种。
肠球菌的物种鉴定用Vitek补充色素的生产和运动性测试来确定
大肠mundtii和
大肠casseliflavus这可能是认错了
大肠gallinarum单靠Vitek [
16]。107年的分离筛选
大肠mundtii,十二个隔离被误判为
大肠gallinarumVitek;6这些被证实
大肠mundtii,四个
non-Enterococcus物种,和两个
大肠casseliflavus基于额外的生化测试、色素沉着和能动性。Vitek识别的
粪大肠和
大肠都有效更准确;除了一个隔离的
粪大肠和
大肠都有效被Vitek和常规生化识别类似的测试。
3.2。<斜体> < /斜体>肠球菌物种的选择性
虽然这两种方法通常产生相同的物种组合,Enterolert识别中占有相当高的比例
粪大肠比EPA方法1600在所有样本类型。可能发生有很多原因,其中一个是液体和固体之间的差别增长媒体前面所讨论的。另一个区别是媒体配方。1600年环保局方法使用的美媒体包含添加剂,如氯化三苯基四氮唑来区分
肠球菌从其他革兰氏阳性球菌、叠氮化钠和萘啶酸抑制革兰氏阴性细菌的生长,和环己酰亚胺抑制真菌的生长;Enterolert媒体是专有的,未知是否也存在类似的添加剂提高特异性。他们使用的媒体记者也不同的分子检测enterococci。而美媒体依赖的能力
肠球菌代谢吲哚酚-
β-D-glucoside产生蓝色化合物,Enterolert媒体依靠4-methylumbelliferone -
β-D-glucoside产生荧光代谢物。
另一个潜在的机制,观察到的差异是氧的可用性。Quanti-Tray Enterolert媒体高温密封,创建一个更厌氧孵化条件相比美琼脂培养皿中。Enterococci是兼性厌氧菌
17),但未知是否增长率不同物种间和菌株在不同氧含量。增长速度的差异
肠球菌物种也可能占不同方法之间的结果。延迟的增长率和积极的荧光反应(24小时后)的某些肠球菌的菌株Quanti-Trays担心Enterolert可能低估enterococci密度(
9,
18]。物种选择偏见可能是介绍在BHI肉汤(6.5%氯化钠)亚文化的一步,我们从Enterolert用来促进enterococci的隔离。这浓缩的步骤被用来减少非
肠球菌物种样本也因为以前曾试图直接从Enterolert亚文化在非选择性媒体导致nondetection enterococci。评估潜在的选择性偏差,我们的增长率相比
粪大肠(写明ATCC 29212),
大肠都有效(写明ATCC 35667)
大肠casseliflavus(写明ATCC 700527)与6.5%氯化钠和Enterolert媒体BHI肉汤,确定每个物种的倍增时间使用光密度(600纳米;UV160U分光光度计,日本岛津公司科学仪器、哥伦比亚、美国医学博士)在美和板数量。
大肠都有效增长速度超过
粪大肠在Enterolert和BHI肉汤6.5%氯化钠。然而,Enterolert没有选择性
大肠都有效,
大肠都有效不是实际样本表明主要的其他因素可能占Enterolert选择性
粪大肠废水中的观察到的样本。Enterolert也表现出同样的选择性
粪大肠在隔离亚文化直接从laboratory-created示例不使用BHI一步。
3.3。物种形成方法的局限性
我们用Vitek系统经常使用的环境实验室,来验证既定enterococci美,对于我们大多数的物种鉴定(APHA 2000)。Vitek的一个限制是,数据库不包括
大肠mundtii,这是一个物种存在于环境水域
10]。在先前的研究中,摩尔et al。
16)发现,14%的隔离种Vitek没有补充测试被误诊。在我们的研究中,17%的隔离用Vitek标识不符识别比传统生化检测。大多数的这些被Vitek被误诊为隔离
大肠gallinarum后来证实是
大肠mundtii,
大肠casseliflavus或非
肠球菌基于辅助测试包括颜料、运动性和额外的生化试验。因此,总体的百分比
大肠gallinarum确定在本研究仅用Vitek可能有些夸大了。
分子可以用来识别的方法
肠球菌隔离包括16 s rRNA基因测序(
18),属和种特异性的复合pcr (
19]。这些方法是快速、有效的,并允许高吞吐量。在某些情况下,传统的生化测试结合使用时可能有用的分子方法,如16 s rRNA测序(
20.,
21]。例如,色素生产和能动性可以用来区分
大肠casseliflavus和
大肠gallinarum与相同的16 s rRNA基因序列(
16]。自
大肠casseliflavus与植物有关,这两个物种歧视可能是重要的评估天然来源。复合pcr是另一个分子物种形成方法,显示90%确定Vitek和传统生化方法一致,从环境和粪肠球菌的物种隔离(
19]。然而,担心会出现多重PCR的灵敏度;莱顿et al。
22)使用一种修改版的杰克逊的多重PCR方法并确定了八
肠球菌物种之间的隔离从动物粪便样本但发现样品少于30集落形成单位(CFU)需要一个文化浓缩步骤;浓缩后,~ 70%的潜在使用多重PCR肠球菌的物种被发现。
3.4。<斜体> < /斜体>肠球菌物种分布在废水,海滩的水,和城市径流
虽然有一些物种的选择性差异Enterolert环保局1600年方法,这些差异都远小于两种方法发现的物种组成差异在不同的样本类型。例如,两种方法找到更高比例的
大肠casseliflavus在海滩样本(~ 20%)比在废水样品(< 4%)。两种方法也发现类似的肠球菌的物种分布在四个污水处理厂污水入渗,尽管不同的大小、处理流程和服务领域的本质。的统治地位
大肠都有效和
粪大肠污水系统与先前的研究一致,检查物种分布
肠球菌在废水
23- - - - - -
25]。更高比例的
粪大肠和
大肠都有效在废水流也符合临床研究,建立了这两个物种组成的一个重要部分enterococci发现在人类和动物的粪便
14,
22,
26]。同样,的患病率
大肠casseliflavus在海滩和径流样品用最少的人类的来源及其低发生在人类粪便污水样品也符合临床样本(
27,
28)及其与自然资源,如植物(
29日,
30.]。