【检测技术科普】2026-09-27 粪便培养（Stool Culture）详解

概述

粪便培养（stool culture）是临床微生物实验室最经典的检测项目之一，用于从粪便中分离、鉴定引起感染性腹泻的肠道致病菌。依据我国《临床微生物学检验标本的采集和转运标准（WS/T 640—2026）》的描述，所谓"粪便培养"在常规临床实践中即沙门菌、志贺菌培养，在弯曲菌高流行地区或临床高度怀疑时加做弯曲菌培养；在美国宾夕法尼亚州 2011 年的实验室调查显示，常规粪便培养纳入沙门菌、志贺菌的实验室占比约 99%，纳入弯曲菌的约 97%，纳入 E. coli O157 的约 57%。

粪便培养的目标谱在不同地理区域、不同临床情境下差异较大。基层医院多以沙门菌、志贺菌、弯曲菌三联培养为基础；三级医院或哨点监测实验室常增加肠出血性大肠埃希氏菌（EHEC，含 O157 及非 O157 STEC）、弧菌属（霍乱弧菌、副溶血弧菌）、小肠结肠炎耶尔森菌、气单胞菌、邻单胞菌等。本文的操作要点和判断逻辑，主要围绕常规沙门菌、志贺菌、弯曲菌培养展开，部分细节扩展至 EHEC 和弧菌。

一、原理

粪便标本是高度复杂的微生态系统：每克粪便含细菌约 10¹¹~10¹² CFU，其中大肠埃希氏菌、拟杆菌属、双歧杆菌属等肠道共生菌在数量上占绝对优势，潜在致病菌数量往往远低于共生菌。粪便培养的原理可以分解为三步：抑制—选择—判定。

1.1 抑制原理

利用选择性培养基中的抑制剂（胆盐、煌绿、柠檬酸盐、抗生素等）抑制革兰阳性菌和大部分共生肠杆菌，让目标致病菌相对增殖。

• 胆盐混合物：抑制革兰阳性菌和大肠埃希氏菌等共生菌，对沙门菌、志贺菌等致病性肠杆菌影响较小，是 SS、XLD、麦康凯等培养基的核心选择性成分。
• 煌绿（brilliant green）：强选择性抑制剂，是 SS 琼脂的核心成分，可强烈抑制大肠埃希氏菌但允许沙门菌生长，因此 SS 琼脂不推荐用于志贺菌的初次分离（部分志贺菌会被煌绿抑制）。
• 柠檬酸盐和去氧胆酸钠：SS 琼脂和 DCA（Desoxycholate Citrate Agar）的主要选择性成分，对肠道致病菌耐受性高于大肠菌群。
• 抗生素混合物：Skirrow 培养基含万古霉素、多粘菌素 B 和甲氧苄啶（TMP），用于弯曲菌选择培养；Yersinia CIN 培养基含头孢磺啶、新生霉素，用于小肠结肠炎耶尔森菌选择培养。

1.2 选择与鉴别显色原理

• 乳糖发酵 + pH 指示剂：麦康凯琼脂（MacConkey）含乳糖和中性红，乳糖发酵菌（如大肠埃希氏菌、克雷伯菌）产酸使菌落呈粉红色；非乳糖发酵菌（沙门菌、志贺菌、变形杆菌）菌落无色或透明。
• H₂S 指示系统：SS 琼脂含硫代硫酸钠和柠檬酸铁铵，产 H₂S 的沙门菌形成黑色中心菌落，便于从乳糖发酵菌背景中识别。
• 木糖/赖氨酸脱羧酶鉴别：XLD（Xylose Lysine Desoxycholate）琼脂综合了乳糖、木糖发酵、H₂S 产生和赖氨酸脱羧酶四个鉴别维度，是目前推荐的沙门菌、志贺菌分离培养基之一，灵敏度优于 SS 琼脂。
• 山梨醇发酵：改良山梨醇麦康凯琼脂（SMAC）利用 O157:H7 不发酵山梨醇的特性，使 O157:H7 在 SMAC 上呈无色透明菌落，便于在血便标本中筛查 EHEC；典型大肠埃希氏菌发酵山梨醇呈粉红色。
• 弯曲菌的选择鉴别：Skirrow 琼脂含血（中和毒性氧代谢产物）和煌绿，弯曲菌呈灰白湿润小菌落；无血 Karmali 琼脂以活性炭代替血，菌落呈灰白带金属光泽。

1.3 微需氧与温度条件

弯曲菌是微需氧菌，最适气体条件为约 5% O₂、10% CO₂、85% N₂；最适生长温度 42°C（专嗜热弯曲菌）或 37°C（其他弯曲菌）。常规粪便培养将标本接种于选择性培养基，在 42°C 微需氧条件下培养 48~72 h。其他肠杆菌则在 35~37°C 普通大气环境下培养 18~24 h 即可读取。

1.4 培养基配方示例（麦康凯琼脂经典配方）

依据美国微生物学会（ASM）发布的 MacConkey 琼脂标准配方：每升含蛋白胨 17.0 g、蛋白胨（Proteose）3.0 g、乳糖 10.0 g、氯化钠 5.0 g、结晶紫 1.0 mg、中性红 30.0 mg、胆盐 1.5 g、琼脂 13.5 g；pH 7.1±0.2；121°C 高压灭菌 15 min。该配方被 CLSI M22 商业培养基质量控制标准所采纳，是我国基层实验室配制麦康凯琼脂的参照依据。

二、操作流程

2.1 标本采集与运送

粪便培养能否成功的关键首先在标本质量。中华医学会检验分会专家共识与我国 WS/T 640—2026、WS/T 683—2020 均明确要求：

• 采集后30 min 内送检，室温保存不能超过 2 h；如不能立即送检，应放入 Cary-Blair 运送培养基，2~8°C 冷藏并在 24 h 内接种。
• 优先采集粪便的粘液、脓血或水样便部分；成形便阳性率较低。
• 急性期患者建议连续送检 2~3 次（间隔 ≥24 h）。澳大利亚 RACGP（家庭医生）综述指出，"加送第二份标本可使总体灵敏度提高约 20%；连续两份标本的累计检出率可达 99%"。但单份标本在大多数情况下足以识别主要肠道致病菌。
• 不接受干燥拭子；直肠拭子仅在弯曲菌、淋球菌等特殊筛查时使用。

2.2 常规培养基组合

注：弯曲菌在 42°C 时 C. jejuni 与 C. coli 选择性最佳，但有研究显示 37°C 培养可获得更高的分离率；Skirrow 等部分选择性培养基在 37°C 选择性下降明显，故应按培养基推荐温度使用。CDC Australia 2025 年发布的 Campylobacteriosis 实验室病例定义建议，无论 42°C 或 37°C，均应孵育 72 h 后方可判为阴性。

2.3 接种与孵育

• 直接划线法：挑取粪便约 1 g（或粘液脓血部分）分区划线接种于多种选择性平板，保证第四区获得孤立单菌落。
• 增菌后转种：可疑低菌量标本（如伤寒恢复期带菌者筛查、耶尔森菌慢性感染）可先接入亚硒酸盐 F 肉汤或 GN 肉汤增菌，再转种选择性平板。
• 弯曲菌特殊处理：过滤法（用 0.65 μm 滤膜过滤粪便悬液到非选择性琼脂上，利用弯曲菌的能动性过滤掉大杆菌）是提高弯曲菌检出率的有效补充方法。

2.4 菌落筛选与生化初筛

• 在 XLD/SS 平板上挑取无色透明或黑色中心（H₂S 阳性）的可疑菌落，转种克氏双糖铁琼脂（KIA / TSI）、靛基质、脲酶、动力、柠檬酸盐等初步生化。
• 沙门菌典型反应：K/A、产气、H₂S 阳性、动力阳性、脲酶阴性、靛基质阴性、柠檬酸盐可变。
• 志贺菌典型反应：K/A、不产气、H₂S 阴性、动力阴性、脲酶阴性、靛基质阴性（部分福氏志贺菌阳性）。
• 在 SMAC 上挑取无色菌落，使用 O157 抗血清做玻片凝集和 H7 鞭毛抗原鉴定；同时建议同步做志贺毒素（Stx）免疫检测，以兼顾非 O157 STEC 的检出。
• 在弯曲菌平板上挑取灰白湿润小菌落，做氧化酶、过氧化氢酶、马尿酸盐水解（空肠弯曲菌阳性）、吲哚乙酸酯水解（结肠弯曲菌阳性）等鉴定试验。

2.5 鉴定与药敏

• 传统手工鉴定：KIA + 靛基质 + 脲酶 + 柠檬酸盐 + 动力 + 糖发酵组合可覆盖 90% 临床分离株。
• 自动化鉴定：VITEK 2 Compact、BD Phoenix、MALDI-TOF MS（基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱）已成为大型实验室主流，可在数分钟内完成种属鉴定。
• 药敏试验：CLSI M100 第 35 版（2025 年）和 EUCAST 是沙门菌、志贺菌、弯曲菌药敏判读的两套主流标准。CLSI 推荐的肠杆菌目一级报告药物包括氨苄西林、复方磺胺甲噁唑（TMP-SMX）、头孢曲松、氟喹诺酮类、氯霉素等；对沙门菌肠热症（伤寒/副伤寒），头孢曲松和阿奇霉素（仅伤寒沙门菌）是重要经验用药。

三、应用场景

3.1 适应证

下列情况应送检粪便培养：

• 急性感染性腹泻：发热、脓血便、里急后重、腹痛剧烈，伴全身症状（脱水、肌痛）需明确病原。
• 高危人群：5 岁以下儿童、≥65 岁老年人、孕产妇、免疫缺陷者（HIV 感染、肿瘤化疗、器官移植）。
• 食源性疾病暴发或聚集性疫情。
• 国际旅行史：东南亚、南亚、非洲、拉丁美洲旅行后出现腹泻。
• 抗生素使用史：排查艰难梭菌（实际由毒素检测为主，培养作辅助）。
• 慢性/持续性腹泻（>14 d）：考虑寄生虫、致泻大肠埃希氏菌、分枝杆菌等。
• 伤寒/副伤寒恢复期带菌者筛查：流行病学调查需要。

3.2 不推荐的常规送检情况

• 入院/住院常规筛查（除非有相关症状或流行病学指征）。
• 已明确为非感染性原因的腹泻（如乳糖不耐受、肠易激综合征、药物相关腹泻）。
• 急性水样便且病程 <5 d、无流行病学线索的患者：大概率是病毒性（诺如病毒、轮状病毒），培养获益低。

四、优缺点

4.1 优点

1. 金标准地位：粪便培养是沙门菌、志贺菌、弯曲菌、EHEC 等病原确诊的参考方法（reference method），阳性即确诊。
2. 可获得活菌株：培养产物可进一步做血清分型、药敏试验、脉冲场凝胶电泳（PFGE）、全基因组测序（WGS）等，对暴发疫情溯源至关重要。
3. 成本相对较低：与多重分子 panel 相比，传统培养在基层医院成本可控。
4. 技术成熟：CLSI、ASM、WHO、国家卫健委均有成熟标准，人员培训体系完备。
5. 药敏可及性高：可同步进行抗菌药物敏感性试验，指导临床精准用药。

4.2 缺点

1. 周转时间长：常规阴性报告需 48~72 h（弯曲菌可达 96 h），不利于早期诊断。
2. 灵敏度受限：受标本质量、运送时间、抗生素使用史影响较大；多项研究显示单次培养对志贺菌、弯曲菌的灵敏度低于分子检测。一项对弯曲菌的调查显示，即使采用最佳培养技术，仍有约 40% 的实验性志贺菌感染者的粪便培养为阴性。
3. 不能覆盖病毒和大多数寄生虫：诺如病毒、轮状病毒、星状病毒、贾第虫、隐孢子虫等需要其他方法。
4. 致泻大肠埃希氏菌（ETEC、EPEC、EAEC、EIEC）常规培养不能分型：除 O157:H7 外，其他致泻大肠埃希氏菌的鉴定需依赖分子生物学方法（PCR 毒力基因检测）或专门的免疫学方法。
5. 选择性培养可能漏掉罕见菌：如小肠结肠炎耶尔森菌需要冷增菌（25°C 4°C 数周），常规培养容易漏检。

五、报告解读

5.1 阳性结果

• 沙门菌：报告"沙门菌培养阳性"，补充血清群（O 抗原）和血清型（必要时包括噬菌体型），提示临床医师按沙门菌感染诊治。伤寒沙门菌和副伤寒沙门菌应按传染病法 24 h 内网络直报。
• 志贺菌：报告"志贺菌培养阳性"，补充血清群（A 群痢疾志贺菌、B 群福氏志贺菌、C 群鲍氏志贺菌、D 群宋内志贺菌）。按乙类传染病上报。
• 弯曲菌：报告"空肠弯曲菌"或"结肠弯曲菌"，空肠弯曲菌与格林-巴利综合征（GBS）密切相关，需在报告中提示。
• EHEC O157:H7：报告"O157:H7 阳性"，必须同时报告是否产生志贺毒素（Stx1/Stx2），以便临床判断溶血尿毒综合征（HUS）风险。
• 霍乱弧菌：按甲类传染病立即上报，分离株应送疾控中心复核。

5.2 阴性结果

• 阴性不等于未感染：常规培养的灵敏度有限，尤其在使用过抗菌药物后或标本运送延迟时。
• 单次阴性、症状持续的患者，应继续送检第二、三份标本；必要时联合分子检测（多重 PCR panel）。
• 48~72 h 出阴性为常规报告节奏；弯曲菌需观察至 96 h 方可最终判阴。

5.3 与分子检测的整合

近年来多重分子 panel（如 FilmArray GI Panel、BD MAX Enteric Panel、Allplex GI-Heliosis 等）可同时检测 10~20 余种病原（细菌、病毒、寄生虫），灵敏度高于传统培养。但分子检测存在"检测到 ≠ 感染"的局限——无症状携带者或感染后长期排菌者均可阳性。因此，培养阳性的临床意义明确，分子阳性需结合临床综合判断。多数三甲医院采取"分子初筛 + 阳性者做培养复核"的组合策略，扬长避短。

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