2.4.1. Đặc tính sinh học
Trực khuẩn Salmonella thuộc bộ Eubacteriales, họ Enterobacteriaceae.
Giống Salmonella gồm 2 loài: S.enterica và S.bongori đã được phân chia thành
kháng nguyên thân O, kháng nguyên lông H và đôi khi các kháng nguyên vỏ (kháng nguyên K). Gần đây loài S.enterica đã được phân thành 6 phân loài, đó
là: S.enterica subsp. enterica, S.enterica subsp. salamae, S. enterica subsp.
arizonae, S.enterica subsp. houtenae, S.enterica subsp. diarizinae, S.enterica subsp. Indica (Letellier A.et al., 2009)
2.4.1.1. Hình thái
Salmonella có hình gậy ngắn, hai đầu tròn, kích thước 0,4-0,6 x 1-3 µm,
không hình thành giáp mô và nha bào. Đa số các loài Salmonella đều có khả
năng di động mạnh do có 7-12 lông (Flagella) xung quanh thân (trừ Salmonella
gallinarum, Salmonella pullorum). Vi khuẩn dễ nhuộm với các thuốc nhuộm
thông thường, Gram (-), khi nhuộm vi khuẩn bắt màu đều toàn thân hoặc hơi đậm ở hai đầu (Nguyễn Như Thanh, 1997).
2.4.1.2. Tính chất nuôi cấy
Salmonella phát triển trong điều kiện hiếu khí nhưng có thể phát triển trong
điều kiện yếm khí, trong môi trường hiếu khí mọc tốt hơn. Có rất nhiều môi trường dinh dưỡng chọn lọc được dung trong phân lập Salmonella.
Môi trường BSA: sau 48 giờ nuôi cấy ở 37ºC, vi khuẩn Salmonella mọc lên những khuẩn lạc đặc trưng, xung quanh khuẩn lạc màu nâu thẫm càng vào giữa khuẩn lạc càng đậm.
Môi trường thạch thường: Vi khuẩn Salmonella hình thành những khuẩn lạc lớn, đường kính trung bình 3-4 mm. Khuẩn lạc tròn, mặt hơi lồi, rìa và bề mặt nhẵn, láng bóng, cũng có khi có hình đĩa, rìa có khía răng cưa.
Môi trường BGA: vi khuẩn Salmonella thể hiện tính kiềm, hình thành
những khuẩn lạc màu đỏ.
Môi trường XLD: vi khuẩn hình thành khuẩn lạc màu đen do H2S được tạo ra từ phản ứng điển hình của Salmonella.
Môi trường TSI: vi khuẩn hình thành những khuẩn lạc nhạt màu, mặt nghiêng môi trường có màu đỏ, màu hồng ở đáy cùng với sản sinh ra H2S làm cho môi trường có màu đen.
Môi trường MSRV: là môi trường chọn lọc những Salmonella có khả năng di động, vi khuẩn di động ra xung quanh môi trường tạo thành vòng màu trắng có thể quan sát được.
bóng, hơi lồi.
Môi trường Rambach: vi khuẩn hình thành những khuẩn lạc trung bình, màu đỏ tím, bóng.
Môi trường Kligler: mặt nghiêng môi trường không đổi do vi khuẩn không lên men đường lactose, phần thạch đứng vi khuẩn đổi màu do vi khuẩn lên men đường glucose làm thay đổi pH môi trường và sinh H2S có màu đen.
Nhiệt độ nuôi cấy Salmonella thích hợp nhất cho vi khuẩn phát triển là 37ºC. Nhưng có thể phát triển được từ 6-42ºC, Nuôi cấy ở 43ºC vẫn phát triển được.
2.4.1.3. Đặc tính sinh hoá và sức đề kháng
Phần lớn Salmonella lên men sinh hơi glucose, mannit, mantose, galactose, tuy nhiên cũng có một số loài lên men các đường trên nhưng không sinh hơi như
S. abortus spp, S. typhisuis (Nguyễn Vĩnh Phước, 1970). Tất cả các Salmonella
đều không lên men đường lactose, saccarose, đây là một đặc tính sinh hoá quan trọng góp phần để phân biệt Salmonella và E. coli.
Đa số Salmonella không làm tan chảy gelatin, không phân giải ure, không
sản sinh indole, một số sử dụng được carbon ở nguồn citrate, phân giải xanh methylene. Phản ứng MR (+), catalaza (+), sinh H2S.
Salmonella khó sinh sản trong nước thường nhưng có thể tồn tại một tuần,
trong nước đá có thể sống 2-3 tháng, trong xác động vật chết chôn trong bùn, cát có thể sống 2-3 tháng. Với nhiệt độ vi khuẩn có sức đề kháng yếu, ở 50ºC bị diệt sau 1h, 70ºC trong 20 phút, đun sôi trong 5 phút, khử khuẩn theo phương pháp Pasteur Salmonella cũng bị tiêu diệt. Ánh sáng mặt trời chiếu trực tiếp diệt vi
khuẩn sau 5 giờ ở nước trong và 9 giờ ở nước đục (Nguyễn Như Thanh, 1997).
Salmonella có thể sống từ 4-8 tháng trong thịt ướp muối có tỷ lệ muối là
20%, ở nhiệt độ 6-12ºC. Khi xử lý miếng thịt nhiễm trùng bằng hơ lửa hay nướng ít có tác dụng diệt Salmonella bên trong (Nguyễn Vĩnh Phước, 1970).
2.4.2. Cấu trúc kháng nguyên
Cấu trúc kháng nguyên của vi khuẩn Salmonella hết sức phức tạp, bao gồm 3 loại chính:
Kháng nguyên O (O - Antigen): Kháng nguyên thân. Kháng nguyên H (H - Antigen): Kháng nguyên lông. Kháng nguyên K (K – Antigen): Kháng nguyên vỏ.
+ Kháng nguyên thân O (O – Antigen)
Kháng nguyên O nằm ở thành tế bào vi khuẩn, có cấu trúc Lipopolysaccharide (LPS) là thành phần chính cấu tạo nên lớp màng ngoài của thành tế bào vi khuẩn gram âm. Kháng nguyên O chịu nhiệt (Heat-stable) và kháng cồn, bị biến tính khi xử lý bằng formaldehyde. Kháng nguyên O gồm 2 nhóm chính:
- Polysaccharid không có nhóm hydro, không mang tính đặc trưng của kháng nguyên và chỉ tạo sự khác biệt về hình thái khuẩn lạc từ dạng S sang dạng R và dẫn đến giảm độc lực của vi khuẩn (Kishima et al.,2008).
- Polysaccharid nằm ở ngoài có nhóm hydro quyết định tính kháng nguyên và đặc trưng cho từng serotyp.
Kháng nguyên O được xem như là một nội độc tố (Endotoxin) mà nó được cấu tạo bởi nhóm hỗn hợp glyco – polypeptid có thể tìm thấy ở màng ngoài của vỏ bọc vi khuẩn.
+ Kháng nguyên H (H – Antigen)
Kháng nguyên H là protein nằm trong thành phần lông của vi khuẩn, là loại kháng sinh không chịu nhiệt, rất kém bền vững so với kháng nguyên O, bị phá hủy ở nhiệt độ 60ºC, dễ bị phá hủy bởi cồn và axit.
Kháng nguyên H gồm có 2 phase:
-Phase 1: có tính đặc hiệu, gồm 28 loại kháng nguyên được biểu thị bằng chữ mẫu La Tinh thường: a, b, c, d,…, z.
-Phase 2: không có tính đặc hiệu, gồm 6 loại được biểu thị bằng chữ số Ả Rập: 1, 2, 3, 4, 5, 6 hay La Tinh thường: e, n, x,…
Kháng nguyên H không quyết định yếu tố độc lực của vi khuẩn, cũng như không có ý nghĩa trong việc tạo ra miễn dịch phòng bệnh, nhưng nó có ý nghĩa quan trọng trong việc xác định giống loài của vi khuẩn.
+ Kháng nguyên vỏ K (K – Antigen) (hay Vi – Antigen)
Kháng nguyên vỏ chỉ có ở một số loài như S.typhi, S.paratyphi, S.dublin
cũng có thể mang kháng nguyên vỏ. Kháng nguyên K có thể làm che các kháng nguyên thân O (Quinn, 2004), nếu đun sôi huyễn dịch của các loài Salmonella
này trong 10 đến 12 phút sẽ phá hủy đc kháng nguyên vỏ.
Bản chất hoá học của kháng nguyên K là polysaccharide. Kháng nguyên K có hai nhiệm vụ chính:
cùng kháng nguyên O trong cấu trúc.
- Tạo thành hàng rào bảo vệ giúp vi khuẩn chống lại tác động ngoại cảnh và hiện tượng thực bào.
Kháng nguyên vỏ là một loại kháng nguyên có khả năng ngưng kết kháng thể O khi phát triển nhiều. Kháng nguyên này chỉ gặp ở 2 serotype là: S.typhi và
S.paratyphi C. Ký hiệu kháng nguyên Vi trong công thức kháng nguyên thường
đứng sau kháng nguyên O. Theo sơ đồ của Kauffmann – White, công thức kháng nguyên của S.paratyphi C là: 6,7, Vi: -1,5 và S.typhi là: 9, 12, Vi: c, d.
Trong 3 kháng nguyên chủ yếu trên, kháng nguyên O và kháng nguyên H là 2 loại kháng nguyên có ý nghĩa quan trọng trong chẩn đoán.