肠道条件致病菌——Catabacter hongkongensis（香港过氧化氢酶杆菌）：全解析

谷禾健康

最近许多人开始关注一种细菌——Catabacter hongkongensis（香港过氧化氢酶杆菌），它通常以低丰度出现在人体肠道，但有一些病例报告显示其可能在黏膜屏障破损、免疫力下降等情况下带来机会性感染的风险。

该菌是少数由中国科学家2007年首次发现并命名的肠道细菌，它为何直到2007年才被发现？这反映了微生物分类研究的普遍规律：许多常见肠道细菌早已被认识，而如今更多发现的是低丰度、难以培养的罕见菌，需要借助现代分子生物学技术才能检测并分离培养。随着培养与测序技术不断进步，未来还会有更多类似的新物种被发现；香港过氧化氢酶杆菌正是其中的代表。

Catabacter hongkongensis是一种革兰阳性厌氧球杆菌。其最特别的一点是，它属于严格厌氧但又具有过氧化氢酶活性。这种特性有助于它在肠道黏膜表层的环境中存活并可能适应低氧状态，同时抵御潜在的氧化损伤，从而在特定生态位中维持生存与繁殖。

理解Catabacter hongkongensis的关键特征，有助于把握它在肠道中的“角色定位”。接下来，本文将围绕其基本属性、可能的临床相关性以及目前的研究发现，带你了解这一微生物。

分类学定位
—为什么如此命名？

Catabacter hongkongensis，中文译为香港过氧化氢酶杆菌，也可译为香港卡塔杆菌，是近年才被科学描述的一种新物种，种加词“hongkongensis”意为纪念其首次分离发现的地点——中国香港。该物种不仅代表一个新物种，也对应一个新属——Catabacter属；截至目前，该属下仅有这一种有效物种。它也是少数由中国科学家首次发现并命名的肠道细菌。

注：也有研究者认为，Catabacter是由Christensenella分化形成的多系群；基于二者的进化关系，他们提出将Catabacter hongkongensis归并为Christensenella属，并命名为 Christensenella hongkongensis。

Catabacter hongkongensis的特殊之处恰恰在于： 它是一种严格厌氧菌，却罕见地表现为过氧化氢酶阳性，这在厌氧菌中是非常少见的例外，也是它名字中“过氧化氢酶（Catabacter）”的由来。

很多人会好奇，肠道细菌有成千上万种，为什么我们要特别介绍这种罕见菌？原因是它是一种机会性致病菌，在特定条件下可导致严重败血症，病死率约50%。因此，了解它对临床诊断与治疗都十分关键。随着谷禾检测样本量的增大，更多人会在检测报告中看到它，因而需要进行科学解读。

◮ 属于厚壁菌门下梭菌目

在分类学上，香港过氧化氢酶杆菌隶属厚壁菌门（Firmicutes）、梭菌目（Clostridiales）、Catabacteraceae科，Catabacter属。该属为新建立属，分类地位相对独特，近缘属较少，提示其进化上也较为独立。

（注：分类地位目前仍有争议，详见后文说明）

尽管它最初是从血液标本中分离发现的，后续分子生态学研究表明，它实际上天然存在于人类肠道中，是肠道菌群中较罕见的成员。健康人粪便中可检测到其DNA，但丰度通常很低。因此，它本质上是肠道细菌：多数情况下长期以低丰度存在，只有在特定条件下才可能引发感染。

从进化关系看，它位于梭菌目较独立的分支，与其他已知梭菌属物种亲缘关系较远。基于这种差异，分类学家为其建立了独立的新属新种。其独特分类地位也对应其特殊生物学特征，例如过氧化氢酶阳性在厌氧菌中并不常见，而它恰是其中的例外。

Catabacter hongkongensis 的基本生物学特性

Catabacter hongkongensis是一种革兰阳性厌氧过氧化氢酶阳性的球杆菌。

香港过氧化氢酶杆菌的生物学特性体现了其对肠道环境的适应，也决定了其分类鉴定上的一些特点。理解这些特性，有助于解释它为何能在肠道中定植，以及为何在特定条件下可能致病。

其一大特点是：它是严格厌氧菌，却呈过氧化氢酶阳性。严格厌氧通常对氧气十分敏感，接触氧气易死亡；而过氧化氢酶可分解氧气代谢产生的过氧化氢，使其具备一定的抗氧能力。看似矛盾，实则对应其生存环境：结肠整体厌氧，但偶有少量氧气渗入；过氧化氢酶帮助其抵御氧化损伤，是长期进化适应的结果。

1
形态

从形态上看，香港过氧化氢酶杆菌是一种球杆菌，也就是形状介于球菌和杆菌之间，球形到短杆形，大小约0.5-1.2×1.0-3.0μm。

运动性：它具有周生鞭毛，因此能够运动，这一点和许多肠道杆菌类似。

Catabacter hongkongensis

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doi: 10.1128/JCM.01831-06.

孢子：它不产生芽孢，因此对高温和恶劣环境抵抗力不强，这一点和其他不产芽孢肠道细菌一致。

2
染色特性

从染色特性看，它为革兰染色阳性：细胞壁具有典型的厚肽聚糖层，染色后可保留紫色。该特征在分类鉴定中很关键，有助于与革兰阴性的肠道致病菌区分。

血液培养抹片显示革兰氏阳性杆状（红色箭头）

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doi: 10.1016/j.idcr.2023.e01797.

3
生长特性

从生长特性看，它是严格厌氧菌，必须在无氧环境下生长；在有氧条件下不能存活。与此同时，它能产生过氧化氢酶，可将过氧化氢（H₂O₂）分解为水和氧气，从而消除由氧代谢产生的这种毒性物质，因此对氧气的耐受性相对其他严格厌氧菌更强。也正因如此，它能够在氧分压稍高的环境中生存，例如肠道黏膜表面附近——这里会有少量氧气从组织扩散进入。

4
代谢能力

从生化反应看，香港过氧化氢酶杆菌具有几个关键特征：其过氧化氢酶阳性是最重要的生化标志，也正是中文“过氧化氢酶杆菌”的命名来源。

其吲哚试验阴性、硝酸盐还原试验阴性；可发酵阿拉伯糖、葡萄糖、甘露糖和木糖产生酸，但不产气。

5
环境适应力

其最佳生长温度为37°C，与人体环境相近。由于不产芽孢，它对热、干燥和消毒剂的耐受力较弱；因此与其他不产芽孢的肠道细菌一样，充分加热即可有效杀灭它。

总结来说，香港过氧化氢酶杆菌的基本生物学特性可概括为：革兰阳性、严格厌氧、过氧化氢酶阳性、能运动、不产芽孢的球杆菌。

这些特征反映了它对人类肠道环境的长期适应，其中过氧化氢酶阳性最为独特，帮助其抵抗氧化损伤并适应肠道条件。了解这些基础后，下一章将重点讨论它的代谢特征，并进一步说明厌氧菌为何会进化出过氧化氢酶活性。

C.hongkongensis的代谢特征：为什么会有过氧化氢酶活性？

过氧化氢酶活性在兼性厌氧菌和好氧菌中较常见，因为它们需分解代谢过程中产生的过氧化氢毒性。但是香港过氧化氢酶杆菌是严格厌氧菌，为什么还需要过氧化氢酶呢？这个问题其实反映了它对肠道特殊环境的进化适应：结肠虽以厌氧为主，仍可能有少量氧与过氧化物形成，而过氧化氢酶对其生存具有关键意义。

结肠虽然以厌氧环境为主，但仍存在一定量的活性氧

要理解其作用，首先需弄清肠道过氧化氢的来源。过氧化氢主要来自：宿主细胞呼吸产生的活性氧、宿主免疫细胞“呼吸暴发”产生的过氧化氢，以及肠道细菌代谢产生的部分活性氧。

尽管结肠以厌氧环境为主，氧气仍可从黏膜组织微量渗入，同时免疫细胞活化也会带来活性氧。因此，即便是严格厌氧菌，也必须具备一定的抗氧化损伤能力，而过氧化氢酶正是用来分解过氧化氢、降低其毒性。

为减轻氧化损伤，适应进化出过氧化氢酶

香港过氧化氢酶杆菌的过氧化氢酶阳性，是进化适应的结果。它主要定植在肠道黏膜表面附近，这个位置离组织近，氧气渗入比肠腔更多，过氧化氢浓度也更高，因此需要过氧化氢酶来分解过氧化氢，保护自己免受氧化损伤。

如果没有过氧化氢酶，它就无法在黏膜表面生存，只能在肠腔深处生存。因此，过氧化氢酶活性实际上扩展了它的生态位，让它能够定植在黏膜表面，这就是为什么严格厌氧菌还需要过氧化氢酶的原因。

能够代谢多种碳水化合物并产生有机酸

它是严格厌氧菌，能量代谢主要通过发酵途径产生ATP，不能进行有氧呼吸。

从碳水化合物代谢看，香港过氧化氢酶杆菌能发酵多种碳水化合物并产酸，如阿拉伯糖、葡萄糖、甘露糖和木糖等，表明其可利用多样化的膳食碳水化合物获取能量、适应肠道环境。其发酵主要生成有机酸，且不产生大量气体。

过氧化氢酶还有助于分解毒性物质，增强抵抗力

过氧化氢酶活性还可能带来另一重益处：当宿主免疫细胞产生活性氧以杀菌时，过氧化氢酶可帮助细菌分解这些毒性物质，从而增强其对免疫攻击的抵抗力。由此可能提升其在炎症环境中的生存与侵入能力，尤其当肠道黏膜受炎症损伤时更为有利。

从生态代谢理论看，这一代谢特征对应其生态位：低丰度、黏膜表面定植，并需抵抗微量氧与活性氧。过氧化氢酶正好满足这些需求，因此被自然选择保留下来。

本节小结

香港过氧化氢酶杆菌（C.hongkongensis）虽然是严格厌氧菌，但它需要过氧化氢酶来抵抗黏膜表面微量氧气和活性氧造成的氧化损伤，这是对它特殊生态位的进化适应。这种适应让它能够定植在其他厌氧菌不能很好生存的位置，扩大了自己的生态位。

肠道分布与定植：它如何在人类肠道中生存？

在理解了这些代谢特征之后，我们接下来讨论它在肠道中的分布情况，并进一步分析其在不同肠道环境中出现和维持的定植规律。

可定植于人体肠道，丰度一般较低

香港过氧化氢酶杆菌天然存在于人体肠道，是肠道菌群的成员之一，但因其毕竟罕见、丰度通常很低，长期未被科学家发现。它主要定植于结肠，尤其是黏膜表层，这与其过氧化氢酶阳性的特性相符：黏膜表层氧分压略高，需要过氧化氢酶来抵御氧化损伤。

分子生态学研究表明，健康人肠道中也可检测到该菌DNA，证实其为天然共生菌，而非外源性致病菌。由于丰度较低，通常占总菌群不到0.1%。它属于条件致病菌：在正常情况下与宿主共处，只有在特定条件下才可能引发感染。

哪些因素会影响它的丰度呢？

研究发现，剖腹产分娩的儿童肠道中香港过氧化氢酶杆菌丰度显著高于顺产儿童，具体原因还不清楚，可能和分娩过程菌群定植顺序改变有关。

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影响因子：4.123

另外，帕金森病患者肠道中它的丰度也显著升高，但是否和帕金森病发病有关目前还不清楚，只是相关性，不能确定因果关系。

定植过程及影响因素

它的定植过程与大多数肠道细菌相似：经口摄入后，随食物从胃进入结肠，并在结肠黏膜表面找到合适的生态位而定植。由于其过氧化氢酶阳性，能够耐受黏膜表层的低氧环境，因此更倾向于在该位置定植。

影响其定植的因素主要包括：

1.正常菌群的定植抵抗——若菌群完整，它难以过度生长；

2.饮食因素——其可利用多种碳水化合物，膳食纤维丰富的饮食可能有助于其以低丰度持续存在；

3.以及黏膜屏障完整性——屏障完整时，它难以侵入深层组织并进入血流。

它的携带状态可以持续很长时间，健康人可以长期低丰度携带不发病，这就是它和宿主共生的状态。只有当黏膜屏障破坏，比如患有结肠癌，肿瘤表面溃疡破裂，细菌就可以侵入血流引起感染。

C.hongkongensis对宿主的作用
以及它与其他菌群如何共处？

目前对香港过氧化氢酶杆菌（C.hongkongensis）的生理功能研究还很少，绝大多数健康人都低丰度携带，没有明显症状，因此很难研究它对宿主的生理贡献。基于目前的证据，我们可以给出以下结论：

C.hongkongensis一般处于低丰度，对宿主没有影响

首先，香港过氧化氢酶杆菌是人类肠道正常菌群中的罕见成员。以低丰度方式长期携带时，对宿主通常没有明显危害，也缺乏证据表明其具有特殊的有益作用。总体而言，它属于共生菌，在肠道生态系统中占据一个较小的生态位，对整体功能影响有限。

那么，它为何能在肠道中长期存在？关键在于它占据了其他细菌难以充分利用的生态位，同时对宿主缺乏明显危害，因此自然选择难以将其淘汰。由此，它得以持续存在于人类肠道，这也是许多低丰度肠道细菌普遍的生存方式。

可能代谢过氧化氢并影响肠道微生态

它是否可能对宿主有潜在益处？例如，由于它具有过氧化氢酶，可能分解过氧化氢、降低肠道局部活性氧，从而减轻氧化应激——从机制上看是可能的，但目前缺乏研究证据。虽然它的确可能降低局部氧化压力，但由于丰度很低，其整体作用可忽略不计。

从另一个角度，作为肠道菌群成员，它可能通过增加菌群多样性间接促进生态系统稳定。菌群多样性更高通常有利于维持生态稳定，因此低丰度的多种稀有菌可能共同带来这种间接效应。不过这种贡献并非由单一物种主导，香港过氧化氢酶杆菌的单独作用仍较小。

因其丰度低，对其他菌群的影响有限

香港过氧化氢酶杆菌在健康人肠道中丰度很低，因此与其他细菌的相互作用有限，难以对整体菌群结构造成明显影响。它主要占据结肠黏膜表层这一特定生态位，其他细菌难以充分利用该位置，从而缺乏剧烈的营养竞争，能够与周围菌群和平共处。

注：这一生态位的氧分压相对较高，需要过氧化氢酶才能更好生存。多数严格厌氧菌缺乏过氧化氢酶，难以在此环境下良好生长，因此香港过氧化氢酶杆菌能够在该处建立生态位分化。

只有在菌群失调、其丰度异常升高时，才可能打破平衡并产生影响，但这种情形较少见。

此外，它为过氧化氢酶阳性，可分解过氧化氢生成氧气和水，可能轻微改变局部微环境，从而对周围细菌产生一定作用。但由于其数量较少，整体影响通常很小，一般不会造成实质性改变。

正常菌群可能对其有一定抑制作用

正常菌群会抑制它吗？

答案是会。香港过氧化氢酶杆菌同样受到正常菌群的“定植抵抗”影响：当菌群完整时，它难以过度生长；只有在抗生素等因素破坏正常菌群后，才可能增加其丰度。因此，维持正常菌群完整性有助于维持其低丰度携带状态，避免过度繁殖。

总的来说，香港过氧化氢酶杆菌通过生态位分化实现与其他肠道细菌的和平共处：它占据黏膜表层这一相对竞争较少的区域，能相对稳定地以低丰度存在，从而对整体菌群功能影响有限。这种共存模式构成了它与宿主共生的基础。

丰度异常与相关疾病：
—什么时候它会致病？

香港过氧化氢酶杆菌可归类为机会性致病菌：多数情况下不致病，只有在特定条件下才可能引发感染。主要诱因包括肠道黏膜屏障破坏和宿主免疫力低下。截至目前，全球报道的确诊感染病例绝大多数患者均有明确基础疾病，提示其确属机会性感染。

我们来看看已经报道的感染病例都有哪些基础疾病和临床表现：

1
胃肠道恶性肿瘤

这是最常见的基础疾病，约占报道病例的一半。胃肠道恶性肿瘤（尤其结肠癌）常伴随肿瘤坏死溃疡，导致黏膜屏障破坏。

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从溃疡处进入血液引起菌血症和败血症

香港过氧化氢酶杆菌便可能从溃疡处进入血流，引发菌血症与败血症。已报道的病例中，3位结肠癌患者感染后预后较差，其中2位死亡，提示恶性肿瘤患者感染后的病死率较高。

2
急性阑尾炎

香港过氧化氢酶杆菌可以引起急性坏疽性阑尾炎，这种情况下，细菌从破损的阑尾黏膜侵入血流，引起菌血症。

两位健康年轻人得过急性阑尾炎合并香港过氧化氢酶杆菌感染，手术切除阑尾抗感染治疗后痊愈，说明如果是单纯阑尾炎没有其他基础疾病，预后较好。

3
急性胆囊炎

也有报道显示，急性结石性胆囊炎可导致香港过氧化氢酶杆菌感染：胆囊黏膜受损后细菌进入血流。经抗感染治疗并在手术切除胆囊后痊愈。

感染的临床症状

因此，感染途径很明确：先发生肠道黏膜屏障破损，细菌发生移位进入血流，继而引起菌血症或败血症。绝大多数为内源性感染，即由患者自身肠道携带的细菌侵入血流，而非外源性传播。

临床上常见表现包括发热、寒战以及全身毒血症状；严重时可出现感染性休克。若不及时治疗，病死率较高，总体约50%，主要与患者多合并严重基础疾病（如晚期恶性肿瘤）有关。

总结来说，香港过氧化氢酶杆菌致病需要两个条件：一是肠道黏膜屏障破坏，让细菌能够进入血流；二是宿主免疫力低下，不能清除侵入的细菌。它几乎只在有基础疾病的情况下致病，健康人很少致病。

谷禾检测解读：
检出该菌意味着什么？

当你在谷禾肠道微生物检测报告中看到“香港过氧化氢酶杆菌（C.hongkongensis）”，很多人会担心：它是不是致病菌？我是否需要治疗？

单次检出不等于就已经生病。是否需要处理要综合判断其丰度以及是否有相关临床症状。在大多数情况下，如果丰度较低，通常不需要特殊处理。

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我们一般分几种常见情况解读：

情况一
检出极低丰度，没有任何症状

这种情况是最常见的，说明你就是正常低丰度携带者，这是正常情况，不需要任何特殊处理。它本来就是人类肠道罕见共生菌，低丰度携带不发病，放心好了。

情况二
检出低到中等丰度，没有症状

这种情况通常不需要特殊治疗，建议以观察为主并定期复查。保持健康饮食、维持正常菌群完整性，有助于防止其过度生长。

情况三
检出中等至高丰度，没有症状

这种情况需要结合你的基础疾病判断：若你有胃肠道肿瘤、炎症性肠病等，提示黏膜屏障可能受损，应由医生评估是否存在细菌移位风险；若你是健康人、完全无症状，通常可定期复查并观察丰度变化，无需立即治疗。

情况四
检出丰度升高，同时有发热、腹痛等症状

这种情况需要高度警惕，应尽快就医并进一步检查，排除细菌移位及菌血症。若你本身有胃肠道肿瘤、阑尾炎、胆囊炎等基础疾病，更应及时评估。

5
通用预防建议（所有人适用）

预防其实主要就是维持肠道健康：

1.均衡饮食：足够膳食纤维，维持正常菌群平衡；

2.不滥用抗生素：保护你的正常菌群，就是保护你自己；

3.及时治疗胃肠道疾病：保持黏膜屏障完整，减少细菌移位机会；

4.定期体检：有基础疾病定期检查，早期发现问题早期处理。

几个重要原则需要强调：

第一，大多数健康人可低丰度携带、无需治疗。作为机会致病菌，它只有在特定条件下才可能致病，检出并不等同于必须杀菌。

第二，若出现致病，通常属于内源性感染，关键在于黏膜屏障破损后细菌移位进入血流。因此，基础疾病是最重要的风险因素，健康人总体上很少发病。

第三，现有研究仍有限：丰度升高与帕金森病等慢性病目前多为相关，并未证实因果关系。不应仅凭检出就判断其与你的疾病有关。

解读原则总结

低丰度且无症状，正常观察；高丰度且有症状，立即就医；有基础疾病则加强监测。多数情况下，检出本身不会影响健康，无需过度担心。

总结与展望：
这个新发现细菌给我们什么启示？

总的来说，香港过氧化氢酶杆菌（Catabacter hongkongensis）是一种较罕见的机会性致病菌，大多数人都是正常低丰度携带，不会致病，不需要过度担心。

作为一个近年才发现的新物种，它的故事告诉我们，人类肠道微生物组还有很多未知的物种等待发现，即使是低丰度物种，在特定条件下也可能给健康带来影响。随着测序技术进步，越来越多这样的罕见物种会被发现，我们对肠道微生物组的认识会越来越完整。

从目前研究来看，它是人类肠道正常的低丰度共生菌，只有在黏膜屏障破损和免疫力低下情况下才会引起机会性感染，多数感染发生在有严重基础疾病的患者，健康人很少发病。它最特别的生物学特性就是严格厌氧却具有过氧化氢酶活性，这是对黏膜表层低氧环境的适应进化，帮助它抵抗氧化损伤，这个特性让它占据了其他细菌不能很好利用的生态位。

未来研究需要进一步回答几个问题：

• 丰度升高与帕金森病是否存在因果关系，还是仅为继发改变；
• 其基因组是否还包含其他特殊功能，以及对肠道微生态的影响；
• 通过更多病例积累，更准确认识其临床特点与预后。

香港过氧化氢酶杆菌（Catabacter hongkongensis）的发现也说明，人类对肠道微生物的认知仍在深化。未来仍会有更多新发现，帮助我们更好理解肠道微生态，从而更好地维护健康。

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