第一节 百日咳杆菌
百日咳杆菌(Bordetella pertussis)是人类百日咳的病原菌。
一、生物学性状
百日咳杆菌为卵圆形短小杆菌,大小为0.5~1.5×0.2~0.5um,属鲍特氏菌属Bordetella),无鞭毛、芽胞。革兰氏染色阴性。用甲苯胺蓝染色可见两极异染颗粒。专性需氧,初次分离培养时营养要求较高,需用马铃薯血液甘油琼脂培养基(即鲍~金氏培养基)才能生长。经37℃2~3天培养后,可见细小、圆形、光滑、凸起、银灰色、不透明的菌落,周围有模糊的溶血环。液体培养呈均匀混浊生长,并有少量粘性沉淀。
生化反应弱,一般不发酵糖类,但分解蔗糖和乳糖,产酸不产气,不产生H2S和吲哚,过氧化氢酶试验阳性。
本菌常发生光滑型到粗糙的相变异:Ⅰ相为光滑型,菌落光滑,有荚膜,毒力强;Ⅳ相为粗糙型,菌落粗糙,无荚膜,无毒力。Ⅱ、Ⅲ相为过渡相。一般在疾病急性期分离的细菌为Ⅰ相,疾病晚期和多次传代培养可出现Ⅱ、Ⅲ或Ⅳ相的变异。发生这种变异时,细菌形态、菌落、溶血性、抗原结构和致病力等均出现变异。
百日咳杆菌含有耐热的菌体(O)抗原和不耐热的荚膜(K)抗原。前者为鲍特氏菌属共同抗原,后者仅存于百日咳杆菌。
本菌抵抗力弱。56℃30分钟、日光照射1小时可致死亡。对多粘菌素、氯霉素、红霉素、氨苄青霉素等敏感,对青霉素不敏感。
二、致病性与免疫性
与致病性有关的物质除荚膜、细胞壁脂多糖外,尚有多种生物学活性因子。百日咳外毒素是主要的致病因子,能诱发机体的持久免疫力,并有多种生物活性,如提高小鼠对组织胺、5~羟色胺和敏感性,促进白细胞增多,抑制巨噬细胞功能,损伤呼吸道纤毛上皮细胞导致阵发性痉挛咳嗽等。细菌破裂后还能在宿主细胞浆中查到一种热不稳定性毒素和其他几种抗原成份,可引起纤毛上皮细胞炎症和坏死。
百日咳杆菌引起人类百日咳。病人,尤其是症状轻微的非典型病人是重要的传染源。主要经飞沫传播。易感儿童接触病人后发病率接近90%,一岁以下患儿病死率高。百日咳潜伏期1~2周。发病早期(卡他期)仅有轻度咳嗽。细菌此时在气管和支气管粘膜上大量繁殖并随飞沫排出,传染性最大。1~2周后出现阵发性痉挛性咳嗽(痉挛期),这时细菌释放毒素,导致粘膜上皮细胞纤毛运动失调,大量粘稠分泌物不能排出,刺激粘膜中的感受器产生强烈痉咳,呈现出特殊的高音调鸡鸣样吼声。形成的粘液栓子还能堵塞小支气管导致肺不张和呼吸困难、紫绀。此外可伴有呕吐、惊厥。4~6周后逐渐转入恢复期,阵咳减轻,趋向痊愈,但有1~10%病人易继发溶血性链球菌、流感杆菌等的感染。本病病程较长,故名百日咳。在致病过程中,百日咳杆菌始终在纤毛上皮细胞表面,并不入血。
感染百日咳后可出现多种特异性抗体,免疫力较为持久。仅少数病人可再次感染,再发的病情亦较轻。粘膜局部的分泌型lgA具有阻止细菌粘附气管粘膜细胞纤毛的作用,其抗感染作用比血清中的抗体更重要。细胞免疫在百日咳杆菌感染中的作用还不甚明了。
三、微生物学诊断
以分离培养为主,卡他期分离阳性率可达91.5%,而恢复期仅有约26%。标本采用鼻咽试子或咳皿法,在鲍~金工培养平板上孵育,根据菌落形态,涂片染色镜检作出初步诊断。确诊可用分离菌与Ⅰ相免疫血清作血清玻片凝集或免疫荧光染色。
四、防治原则
隔离病人,隔离期自发病起七周。
预防以自动免疫为主,在我国常用白百破(白喉类毒素、百日咳杆菌Ⅰ相灭活菌苗、破伤风类毒素,DPT)三联菌苗,接种对象为一岁以下幼儿。接种后能显著降低发病率和死亡率。但目前使用的死菌苗在一定的副作用,在安全性、免疫原性方面均有进一步改进的必要。
治疗可用红霉素、氨苄青毒素等。
第二节 流感杆菌
流感杆菌(Hemophilus Influenzae)首先从流感患者鼻咽腔腔分离出来,而被认为是流感的病原体,直至流感病毒分离成功后,才明确流感杆菌是流感流行时引起呼吸道继发感染的细菌。现已知流感杆菌是小儿及老人常见感染的病原体,可引起多种组织的化脓性病变,最常见的是婴幼儿脑膜炎及某些病毒性疾病的继发感染。
一、生物学形状
(一)形态与染色
1.0~1.5×0.3~0.4um。短小球杆菌,长期培养后可呈球杆状、长杆状、丝状等多形态。属嗜血杆菌属。无芽胞、鞭毛,有毒株在新鲜培养上生长6~18小时后可见明显荚膜,陈旧培养物中则常消失。革兰氏染色阴性。
(二)培养特性
需氧菌。最适生长温度为37℃,最适pH值7.6~7.8。生长需要血液中的V和X因子,在加热过的血琼脂平板上生长较好。培养18~24小时后呈现无色透明小菌落,表面光滑,边缘整齐。48小时后转变为较大的灰白色菌落。当流感杆菌与金黄色葡萄球菌在血平板上共培养时,因后者能全成较多的V因子供流感杆菌生长,使葡萄球菌周围的流感杆菌菌落较大,使葡萄球菌落越远则感杆菌菌落越小,此称为卫星现象,有助于细菌的鉴定。
一般分解葡萄糖产酸,不发酵乳糖。还原硝酸盐。有荚膜菌株产生吲哚。不溶血。产生自溶酶,可被胆汁溶解。
一般主要有三种,即型特异性荚膜多糖抗原、型特异性菌体抗原和种特菌体抗原。
(三)抵抗力
较弱。50~55℃30分钟被杀死。对一般消毒剂极敏感。在干燥痰中生存时间不超过48小时。
二、致病性与免疫性
流感杆菌产生内毒素,在致病过程中起重要作用。无外毒素。多糖荚膜有抗吞噬作用。可产生lgA蛋白酶,水解局部的分泌型lgA而使细菌发挥致病作用。
流感杆菌寄居于正常人上呼吸道,绝大多数是无荚膜的。所致人类疾病可分为原发性外源性感染和继发性内源性感染两类。原发性感染为强毒株引起的急性化脓性感染,常见的有脑膜炎、鼻咽炎、急性气管炎、化脓性关节炎和心包等。继发性感染常发生在流感、麻疹、百日咳及肺结核等感染之后,如支气管肺炎和中耳炎等。
体液免疫为主。病后有特异性抗体产生,能增强吞噬作用及补体溶菌作用。
三、微生物学诊断及防治
标本可采集脑脊液、鼻咽分泌物、痰及血液等。脑脊液检材行涂片染色镜检,若可疑菌较多,可直接用特异性血清进行荚膜肿胀试验,阳性即可确诊。脑脊液沉渣及其他检材接种于巧克力平板和血平板上进行分离培养,依可疑菌落的形态、培养特性、卫星现象及荚膜肿胀试验等可以鉴定。
快速诊断方法有荧光抗体染色、对流电泳、乳胶凝集试验及ELISA等。
荚膜多糖菌苗接种18个月以上小儿有较好的抗体反应,一年内保护率在90%以上。
治疗可用氨苄青霉素、氯霉素等。特异性免疫血清与磺胺药物合用对脑膜炎治疗非常有效。
第三节 绿脓杆菌
绿脓杆菌(P.aeruginosa)属假单胞菌属(Pseudomonas),广泛分布于自然界及正常人皮肤、肠道和呼吸道,是临床上较常见的条件致病菌之一。
一、生物学性状
大小为1.5~3.0×0.5~0.8um,G-杆菌。菌体一端一般有一根鞭毛,运动活泼。无芽胞,米液型菌株有多糖荚膜或糖萼,具有抗吞噬作用。
在普通培养基上生长良好,专性需氧。菌落形态不一,多数直径2~3mm,边缘不剂齐,扁平湿润。在血琼脂平板上形成透明溶血环。液体培养呈混浊生长,并有菌膜形成。绿脓杆菌能产生两种水溶性色素:一种是绿脓素,为蓝绿色的吩嗪类分合物,无荧光性,具有抗菌作用。另一种为荧光素,呈绿色。绿脓素只有绿脓杆菌产生,故有诊断意义。但广泛使用有效抗生素后筛选出的变异株常丧失其合成能力。
分解蛋白质能力甚强,而发酵糖类能力较低,分解葡萄糖,产酸不产气,不分解甘露醇、乳糖及蔗糖,能液化明胶。分解尿素,不形成吲哚,氧化酶试验阳性,可利用枸椽酸盐。
绿脓杆菌有菌体O抗原和鞭毛H抗原。O抗原含有内毒素和原内毒素蛋白质两种成份。原内毒素蛋白质是一种高分子、低毒性,免疫原性强的保护性抗原,不仅存在于不同血清型绿脓杆菌中,而且广泛存在于假单胞菌属的其他细菌以及肺炎杆菌、大肠杆菌、霍乱弧菌等G-细菌中,是一种良好的交叉保护抗原。
二、致病性与免疫性
绿脓杆菌能产生多种与毒力有关的物质,如内毒素、外毒素A、弹性蛋白酶、胶原酶、胰肽酶等,其中以外毒素A最为重要。
绿脓杆菌外毒素A为一种热不稳定的单链多肽,分子量约66,000,经甲醛或戊二醛处理可脱毒为类毒素,并被特异性抗毒素中和。毒性强,注入动物后,主要靶器官肝脏可出现细胞肿胀、脂肪变性及坏死;其他脏器病变有肺出血和肾脏坏死。
外毒素A机理与白喉毒素有些类似,即最终使核糖体上延长因子2(EF~2)失活,抑制宿主细胞的蛋白质合成,但具体过程不同。此外,外毒素A和白喉毒素在蛋白质结构、免疫原性、鞭细胞和敏感动物等方面均有差异。
绿脓杆菌感染可发生在人体任何部位和组织、常见于烧伤或创伤部位、中耳、角膜、尿道和呼吸道。也可引起心内膜炎、胃肠炎、脓胸甚至败血症。
患者感染后可产生特异性抗体,有一定的抗感染作用。应用抗绿脓杆菌免疫力血清可降低病人继发败血症的发生率和病死率。
三、诊断与防治
标本可取创面渗出物、脓汁、尿、血等。分离培养,根据菌落特征、色素以及生化反应予以鉴定。必要时可用血清学试验确诊。
治疗选用青霉素类、氨基甙类、头胞类等抗生素。联合用药可减少耐药菌株的产生。
绿脓杆菌是院内感染的常见病原菌,所以消毒措施对预防感染有重要作用。
由于绿脓杆菌菌型多,与毒力有关的物质也有多种,因此理想的菌苗仍在研制之中。
第四节 军团病杆
1976年,美国一退伍军人组织宾州军团在费城召开会时暴发了一次肺炎流行,有221人发病,造成34人死亡。当时病因不明,被称为军团病。1977年分离到本病的病原体,次年命名为军团病杆菌,简称军团菌,属军团菌科军团菌属(Legionella)。
一、生物学性状
杆状。大小为2~20×0.3~0.9um。革兰氏染色微弱阴性。通常Gimenez染色法或Dieterle镀银染色法染色。抗酸染色常阴性。无芽胞、无荚膜,但有菌毛和一至数根鞭毛,能运动。在不同生长阶段形态亦不同,如菌丝状,短菌丝状,杆状等。细胞壁内含有大量支链脂肪酸,占总脂肪酸量的68%以上。此特点与分枝杆菌相似,而与其他革兰氏阴性杆菌显著不同。
营养要求特殊,常接种于复合培养基中,生长环境中必须含半胱氨酸和铁。需氧,2.5~5%CO2能促进生长。最适生长温度为35℃,最适pH6.1。生长缓慢,3天后才可见圆形菌落,直径1~2mm,颜色多变,有光泽、湿润,半透明,有特殊臭味。
大多数军团菌产生明胶酶和β~乳酸酶,过氧化氢酶阳性,尿毒酶阴性,不还原硝酸盐。一般不发酵糖类。嗜肺军团菌可分解马尿酸盐。
军团菌目前已发现有34个种53个血清型。嗜肺军团菌是当前流行的主要菌种,至少有15个血清型。
军团菌在自然界中抵抗力很强,尤以水中为最,自来水中可生存一年左右。对化学消毒剂尚敏感,0.05%苯酚一分钟或碘10ppm-分钟即致死。对酸有抵抗力,对pH2的盐酸可耐受30分钟。
二、致病性与免疫性
经调查,80~85%的军团菌感染由嗜肺军团菌引起。它常藏匿于空调冷却器(塔)、热水管道、淋浴喷头等处,并以气溶胶的形式传染宿主。嗜肺军团菌有微荚膜和菌毛等结构,能抵抗宿主吞噬细胞内杀菌物质的作用,并在其中生长繁殖,产生多种酶、外毒素及内毒素样物质,最后导致细胞死亡,释放出数百个细菌。
军团病多发于夏秋季,既可暴发流行也可散发。临床表现有两种类型:①军团病,也称肺炎型。潜伏期为2~6天,症状为高热、呼吸系统症状及全身中毒性表现为特点。常有干咳或少量粘液痰,亦可见血丝、咯血。胸痛、腹泻常见。病人可因休克、呼吸衰竭、肾功能衰竭而死亡。病死率约为16%。胸片出现肺部点状和结节状浸润,尸检常见大叶性肺炎或大叶融合性肺炎。②庞提亚克热,又称流感样型。病情温和,有自限性,以肌痛、发热、头痛为特点。无肺部炎症表现,胸片检查无异常,预后良好,无死亡病例。
嗜肺军团菌为胞内寄生菌,其致病性直接依赖于胞内寄生能力。当细菌侵入体内后,一般先为中性细胞和巨噬细胞吞噬,但不能将细菌杀死,反而有利于扩散。经过7~10天后,机体免疫系统产生了对病菌的特异性细胞免疫,与非特异性免疫相互配合,抑制胞内细菌繁殖并增强NK细胞活性杀伤感染细胞。此外,特异性抗体也有一定作用,能起调理素作用并激活补体,增加巨噬细胞的吞噬作用。
三、微生学诊断与防治
标本为痰、胸水、血液或肺活检组织。可用Dieterle 镀银法着染标本涂片,亦可用特异性荧光抗体对标本直接进行检查。分离培养用缓冲的活性炭酵母浸液(BCYE)琼脂培养基,根据菌落特征、形态染色、生化反应等作了鉴定。此外,也用用特异性核酸探针和聚和酶链式反应(PCR)方法进行诊断的。
治疗可选用螺旋霉素、红霉素和利福平等药物。