下列檢測,何者最適用於區分Mycoplasma pneumoniae 與Ureaplasma urealyticum?
詳細解析
本題觀念
Mycoplasma pneumoniae 與 Ureaplasma urealyticum 同屬 Mollicutes 綱,兩者都是已知最小的自主複製微生物,共同特徵為完全缺乏細胞壁。由於細胞壁的缺失,許多傳統細菌學鑑定方法對這兩種菌均不適用,因此需要依據代謝特性來進行鑑別。Ureaplasma 屬名中的「urea」即暗示其獨有的尿素水解能力,這是區分兩者最直接且可靠的生化檢測指標。
選項分析
A. 細胞壁觀察 M. pneumoniae 與 U. urealyticum 均屬 Mollicutes 綱,兩者最核心的共同特徵就是完全缺乏細胞壁(cell wall)。Mollicutes 一詞源自拉丁語 mollis(柔軟)+ cutis(皮膚),意指其柔軟的細胞膜邊界。由於兩者都沒有細胞壁可供觀察,此方法完全無法用於區分這兩種菌。
B. 革蘭氏染色 革蘭氏染色的原理是依據細胞壁中肽聚糖(peptidoglycan)層的厚薄來將細菌分類。Mollicutes 綱的成員因缺乏細胞壁,自然也不含肽聚糖,因此無法被革蘭氏染色有效著色。兩者在染色結果上均呈現無法判讀的狀態,此方法對區分這兩種菌毫無鑑別價值。
C. Penicillin 感受性試驗 Penicillin 的殺菌機轉是抑制細胞壁合成中的轉肽酶(transpeptidase),阻斷肽聚糖交聯反應。由於 M. pneumoniae 和 U. urealyticum 均缺乏細胞壁,penicillin 對兩者都不具抗菌活性,兩者均呈天然抗藥(inherently resistant)。因此 penicillin 感受性試驗無法區分這兩種菌。
D. 尿素酶活性反應 ✓ U. urealyticum 具有高度活性的尿素酶(urease),能將尿素(urea)水解為氨(ammonia)與二氧化碳。此反應對 Ureaplasma 屬極為重要,因為尿素水解是其產生 ATP 的獨特代謝途徑,也是 Ureaplasma 屬名(urea + plasma)的由來。相對地,M. pneumoniae 完全不具有尿素酶活性,而是以葡萄糖發酵作為主要能量來源。因此尿素酶活性反應可以明確區分兩者:U. urealyticum 為陽性,M. pneumoniae 為陰性。
答案解析
正確答案為 D。本題的關鍵在於理解 Mollicutes 綱成員(包括 Mycoplasma 和 Ureaplasma)均缺乏細胞壁,因此選項 A(細胞壁觀察)、B(革蘭氏染色)和 C(penicillin 感受性)都涉及細胞壁相關檢測,對兩者均呈現相同結果,完全無法達到鑑別目的。唯有選項 D 的尿素酶活性反應能利用兩者在代謝途徑上的根本差異來區分:Ureaplasma 以尿素水解產能,Mycoplasma 則否。
核心知識點
- Mycoplasma 與 Ureaplasma 同屬 Mollicutes 綱,均缺乏細胞壁
- 所有依賴細胞壁的檢測方法(觀察、染色、beta-lactam 感受性)對兩者均無鑑別價值
- Ureaplasma 具有尿素酶,以尿素水解為獨特產能途徑;Mycoplasma 不具尿素酶
- Ureaplasma 屬名源自 urea(尿素)+ plasma(成形),反映其代謝特性
參考資料
- Ureaplasma urealyticum - Wikipedia (https://en.wikipedia.org/wiki/Ureaplasma_urealyticum)
- Ureaplasma - Wikipedia (https://en.wikipedia.org/wiki/Ureaplasma)
- Mycoplasma pneumoniae - StatPearls, NCBI Bookshelf (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK430780/)
- Mycoplasma pneumoniae - ScienceDirect (https://www.sciencedirect.com/topics/biochemistry-genetics-and-molecular-biology/mycoplasma-pneumoniae)