下列何種培養基較常用於區別Staphylococcus aureus 和Staphylococcus epidermidis?
詳細解析
本題觀念
在臨床微生物學實驗中,鑑別培養基的選擇是正確區分不同菌種的關鍵步驟。本題考的是如何區分金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)與表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis),這兩種菌在形態學上極為相似,都是革蘭氏陽性球菌、呈葡萄串狀排列,因此需要透過特定的培養基進行生化鑑別。甘露醇鹽培養基(mannitol salt agar, MSA)正是臨床上最常使用的選擇性兼鑑別培養基,能同時達到篩選與區分的雙重目的。
選項分析
(A) EMB agar
EMB(Eosin-Methylene Blue)培養基含有伊紅(eosin Y)和亞甲藍(methylene blue)兩種染料,這些染料會抑制革蘭氏陽性菌的生長。EMB 是專門設計來分離與鑑別革蘭氏陰性腸道桿菌的選擇性培養基,主要用於區分大腸桿菌(E. coli)等乳糖發酵菌與非乳糖發酵菌。由於葡萄球菌屬於革蘭氏陽性菌,在 EMB 上根本無法正常生長,完全不適合用來區分 S. aureus 和 S. epidermidis。
(B) chocolate agar
巧克力培養基是一種非選擇性的增菌培養基,成分包含經加熱溶解的紅血球,能釋放 X 因子(hemin)和 V 因子(NAD),主要用於培養嗜血桿菌屬(Haemophilus)和淋病雙球菌(Neisseria gonorrhoeae)等營養需求較高的細菌。雖然葡萄球菌可以在巧克力培養基上生長,但此培養基不含任何鑑別指示系統,無法區分 S. aureus 和 S. epidermidis。
(C) mannitol salt agar(正確答案)
甘露醇鹽培養基(MSA)含有高達 7.5% 的氯化鈉(NaCl),此高鹽濃度會抑制大多數非耐鹽細菌的生長,而葡萄球菌因具有耐鹽特性能正常繁殖,使 MSA 成為篩選葡萄球菌的選擇性培養基。同時,MSA 以甘露醇(mannitol)作為碳源,並以酚紅(phenol red)作為酸鹼指示劑。S. aureus 能發酵甘露醇產生酸性代謝產物,使培養基從原本的粉紅色轉變為黃色;S. epidermidis 不能發酵甘露醇,菌落周圍培養基維持粉紅色不變。透過這種明顯的顏色變化即可快速區分兩者。
(D) XLD agar
XLD(Xylose Lysine Deoxycholate)培養基是專門設計來分離沙門氏菌(Salmonella)和志賀氏菌(Shigella)的選擇性培養基。其中去氧膽酸鈉(sodium deoxycholate)會抑制革蘭氏陽性菌生長,並透過木糖發酵和離胺酸脫羧反應進行鑑別。葡萄球菌無法在此培養基上正常生長,XLD 完全不適用於區分 S. aureus 和 S. epidermidis。
答案解析
正確答案為 (C) mannitol salt agar。MSA 是兼具選擇性與鑑別性的雙功能培養基:選擇性來自 7.5% NaCl 的高鹽濃度,可篩選出耐鹽的葡萄球菌屬;鑑別性來自甘露醇發酵搭配酚紅指示劑的顏色變化。S. aureus 發酵甘露醇使培養基變黃,S. epidermidis 不發酵甘露醇故培養基維持粉紅色,這是最經典也最常用的區分方法。其餘三種培養基不是設計用於革蘭氏陰性菌鑑別(EMB、XLD),就是不具備鑑別機制(chocolate agar),均不適合用來區分這兩種葡萄球菌。
核心知識點
- MSA 含 7.5% NaCl(選擇性)+ 甘露醇 + 酚紅指示劑(鑑別性)
- S. aureus:發酵甘露醇 → 產酸 → 培養基由粉紅色轉為黃色
- S. epidermidis:不發酵甘露醇 → 培養基維持粉紅色
- EMB 和 XLD 培養基含有抑制革蘭氏陽性菌的成分,不適用於葡萄球菌鑑別
- Chocolate agar 為非選擇性增菌培養基,缺乏鑑別功能
參考資料
- Mannitol salt agar - Wikipedia (https://en.wikipedia.org/wiki/Mannitol_salt_agar)
- Mannitol Salt Agar for the isolation of Staphylococcus aureus - Microbiology Info (https://microbiologyinfo.com/mannitol-salt-agar-for-the-isolation-of-staphylococcus-aureus/)
- Mannitol Salt Agar - Biology LibreTexts (https://bio.libretexts.org/Bookshelves/Microbiology/Microbiology_Laboratory_Manual_(Hartline)/01:_Labs/1.29:_Mannitol_Salt_Agar)
- EMB Agar: Composition, Principle, and Colony Morphology - Microbe Online (https://microbeonline.com/eosin-methylene-blue-emb-agar-composition-uses-colony-characteristics/)
- Media Used for Bacterial Growth - Lumen Learning (https://courses.lumenlearning.com/suny-microbiology/chapter/media-used-for-bacterial-growth/)