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医学微生物学

第十三章 动物疫源菌
作者: 发布日期:2020/10/03 点击量:


动物疫源菌是指感染人类的病菌来自宿主动物,可通过直接接触媒介动物,也可经污染物(土壤、污水和食物等)而传播。动物疫源菌属人畜共患疾病(Zoonosis)的病原菌。这些病原体的特点是:①宿主范围很广,②许多是职业病,③可为研究人类传染病提供良好的动物模型,④人兽共患,既危害牲畜,又引起人类传染病,⑤常被霸权主义者用来作为生物战剂。这些病原体包括细菌、病毒、立克次体、衣原体及钩端螺旋体等。本章主要介绍炭疽杆菌、布氏杆菌和鼠疫杆菌。

第一节 炭疽杆菌

炭疽杆菌(Bacillus anthraci)属于需氧芽胞杆菌属,能引起羊、牛、马等动物及人类的炭疽病。炭疽杆菌曾被帝国主义作为致死战剂之一。平时,牧民、农民、皮毛和屠宰工作者易受感染。皮肤炭疽在我国各地还有散在发生,不就放松警惕。

一、生物学性状

(一)形态染色

炭疽杆菌菌体粗大,两端平截或凹陷。排列似竹节状,无鞭毛,无动力,革兰氏染色阳性,本菌在氧气充足,温度适宜(25~30℃)的条件下易形成芽胞。在活体或未经解剖的尸体内,则不能形成芽胞。芽胞呈椭圆形,位于菌体中央,其宽度小于菌体的宽度。在人和动物体内能形成荚膜,在含血清和碳酸氢钠的培养基中,孵育于CO2环境下,也能形成荚膜。形成荚膜是毒性特征。

炭疽杆菌受低浓度青霉素作用,菌体可肿大形成园珠,称为“串珠反应”。这也是炭疽杆菌特有的反应。

(二)培养特性

本菌专性需氧,在普通培养基中易繁殖。最适温度为37℃,最适pH为7.2~7.4,在琼脂平板培养24小时,长成直径2~4mm的粗糙菌落。菌落呈毛玻璃状,边缘不整齐,呈卷发状,有一个或数个小尾突起,这是本菌向外伸延繁殖所致在5~10%绵羊血液琼脂平板上,菌落周围无明显的溶血环,但培养较久后可出现轻度溶血。菌落特征出现最佳时间为12~15小时。菌落有粘性,用接种针钩取可拉成丝,称为“拉丝”现象。在普通肉汤培养18~24小时,管底有絮状沉淀生长,无菌膜,菌液清亮。有毒株在碳酸氢钠平板,20%CO2培养下,形成粘液状菌落(有荚膜),而无毒株则为粗糙状。

(三)抵抗力

繁殖体抵抗力不强,易被一般消毒剂杀灭,而芽胞抵抗力强,在干燥的室温环境中可存活数十年,在皮毛中可存活数年。牧场一旦被污染,芽胞可存活数年至数十年。煮沸10分钟或干热140℃3小时可将芽胞杀死。炭疽芽胞对碘特别敏感,对青霉素、先锋霉素、链霉素、卡那霉素等高度敏感。

(四)抗原结构

1.荚膜多肽抗原 由D~谷氨酸多肽组成,抗原性单一,若以高效价抗荚膜血清与具荚膜炭疽杆菌作用,在其周边外发生抗体的特异性沉淀反应,镜下可见荚膜肿胀。

2.菌体多糖抗原由等分子量的乙酰基葡萄糖胺和D~半乳糖组成,能耐热,与毒力无关。这种抗原没有特异性,能与其他需氧芽胞杆菌,肺炎球菌14型及人类A血型物质发生交叉反应。

3.外毒素复合物炭疽杆菌具有外毒素,包含水肿因子,保护性抗原(因子)及致死因子。三种成份均具有抗原性,不耐热,是致病的物质基础之一。

二、致病性与免疫性

(一)致病性

人类主要通过工农业生产而感染。机体抵抗力降低时,接触污染物品可发生下列疾病:

1.皮肤炭疽最常见,多发生于屠宰、制革或毛刷工人及饲养员。本菌由体表破损处进入体内,开始在入侵处形成水疖、水疱、脓疱、中央部呈黑色坏死,周围有浸润水肿、如不及时治疗,细菌可进一步侵入局部淋巴结或侵入血流,引起败血症死亡。

2.纵隔障炭疽少见,由吸入病菌芽胞所致,多发生于皮毛工人,病死率高。病初似感冒,进而出现严重的支气管肺炎,可在2~3天内死于中毒性休克。

3.肠炭疽由食入病兽肉制品所致,以全身中毒症状为主,并有胃肠道溃疡、出血及毒血症,发病后2~3日内死亡。

上述疾病若引起败血症时,可继发“炭疽性脑膜炎”。炭疽杆菌的致病性取决于荚膜和毒素的协同作用。

(二)免疫性

注射炭疽外毒素中保护性抗原于机体,能形成抗毒素免疫,对受染咴疽有保护作用。但单纯的荚膜抗体对机体没有保护作用。病后可获较强的免疫力。

三、微生物学检查

采集皮肤炭疽的脓液、渗出物,吸入性炭疽的咯痰,肠炭疽的粪便以及病人的的血液等送检,兽尸禁止解剖,可割取耳朵或舌尖一片送检。

将标本直接涂片,沙黄荚膜染色镜检,观察形态及荚膜特征,可以初步帮助诊断,确诊应进行血平板分离培养,37℃孵育12~15小时,钩取可疑菌落,进行青霉素串珠试验,噬菌体裂解试验,碳酸氢钠平板二氧化碳培养。荚膜肿胀试验和小白鼠致病力试验等与其他需氧芽胞杆菌进行鉴别确定。

四、特异防治

预防人类炭疽首先应防止家畜炭疽的发生。家畜炭疽感染消灭后,人类的传染源也随之消灭。

目前我国使用的炭疽活疫菌,作皮上划痕接种,免疫力可维护半年至一年。青霉素是治疗炭疽的首选药物,对肠道及吸入性炭疽治疗困难,有条件的可用抗血清。

第二节 布氏杆菌

布氏杆菌属(Brucella)是一类革兰氏阴性的短小杆菌,牛、羊、猪等动物最易感染,引起母畜传染性流产。人类接触带菌动物或食用病畜及其乳制品,均可被感染。布氏杆菌病广泛分布世界各地。我国部分地区曾有流行,现已基本控制。布氏杆菌也是帝国主义者列为失能性生物战剂之一。布氏杆菌属分为羊、牛、猪、鼠、绵羊及犬布氏杆菌6个种,20个生物型。我国流行的主要是羊(Br.melitensis)、牛(Br.Bovis)、猪(Br.suis)三种布氏杆菌,其中以羊布氏杆菌病最为多见。

一、生物学性状

本菌属初次分离培养时多呈小球杆状,毒力菌株有菲薄的微荚膜,经传代培养渐呈杆状,革兰氏染色阴性。

本菌为严格需氧菌。牛布氏杆菌在初次分离时,需在5~10%CO2环境中才能生长,最适温度37℃,最适的pH6.6~7.1,营养要求高,生长时需硫胺素,烟草酸和生物素,泛酸钙等,实验室常用肝浸液培养基或改良厚氏培养基。此菌生缓慢,培养48小时后才出现透明的小菌落,鸡胚培养也能生长。

在自然界中抵抗力较强,在病畜的脏器和分泌物中,一般能存活4个月左右,在食品中约能生存2个月。对低温的抵抗力也强,对热和消毒剂抵抗力弱。对链霉素、氯霉素和四环素等均敏感。

布氏杆菌具有二种抗原成份:A(牛布氏杆菌主要抗原成份)和M(羊布氏杆菌主要抗原成份)。二种抗原在各种菌中含量不同,牛布氏杆菌(Am)含a 抗原多,含M抗原少。羊布氏杆菌(aM)含M抗原多,而含A抗原少。可利用凝集吸收试验制备出单因子血清~~单价A或M血清,供菌种鉴定之用。

二、致病性和免疫性

本菌侵入人体后,被吞噬细胞吞噬,由于本菌具有荚膜,能抵抗吞噬细胞的吞噬消毁,并能在该细胞内增殖。经淋巴管至局部淋巴结,待繁殖到一定数量后,突破淋巴结屏障而进入血流,反复出现菌血症。由于内毒素的作用,病人出现发热、无力等中毒症状,以后本菌随血液侵入脾、肝、骨髓等细胞内寄生,血流中细菌逐步消失,体温也逐渐消退。细菌在细胞内繁殖至一定程度时,再次进入血流又出现菌血症,体温再次上升,反复呈波浪热型。本菌多为细胞内寄生,治疗难于彻底,易转为慢性及反复发作,在全身各处引起迁徒性病变。

病后可生产免疫力,在不同菌种和生物型之间有交叉免疫。布氏杆菌多为细胞内寄生,抗体不易直接发挥作用,故一般诊断细胞免疫较重要。

三、微生物学检验

本菌传染性大,要注意防止实验室污染。

(一)分离培养

急性期采集血液,慢性期采取骨髓,接种于双相肝浸液培养基(一半斜面,一半液体)置37℃10%CO2环境中培养,每隔2天检查一次,如无细菌生长则摇荡培养基,使液体浸过斜面上,有细菌生长,可依鉴定项目确定是否为布氏杆菌。经一月培养无细菌生长,可报告阴性。

(二)血清学检查

通常作凝集试验,判定凝集效价1:50可疑,1:100以上为阳性。效价增高4倍以上时,更有诊断价值。

四、特异性防治

预防本病的根本措施在于控制和消灭畜间布氏杆菌病的流行。对经常接触牲畜或有关人群用冻干减毒活苗作皮上划痕接种。急性病人治疗以抗生素为主,一般认为四环素与链霉素或磺胺联合治疗效果较好,需彻底治疗,防止转为慢性。

第三节 鼠疫杆菌

鼠疫杆菌(Yersinia pestis)属于耶尔森氏菌属(Yersina)。是引起烈性传染病鼠疫(Plague)的病原菌。也是帝国主义使用的致死性细菌战剂。

一、生物学特性

鼠疫杆菌为短小的革兰氏阳性球杆菌,新分离株以美兰或姬姆萨染色,显示两端浓染,有荚膜(或称封套)。在病灶标本中及初代培养时,呈卵园形。在液体培养基中生长呈短链排列。

本菌为需氧及兼性厌氧菌,最适温度为27~28℃,初次分离需在培养基中加入动物血液,亚硫酸钠等以促进生长,在血平板上,28℃培养48小时后,长成不透明的,中央隆起,不溶血,边缘呈花边样菌落,这种菌落形态为本菌的特征。在液体培养基中24小时孵育逐渐形成絮状沉淀,48小时在液表面形成薄菌膜,从菌膜向管底生长出垂状菌丝,呈钟乳石状。

鼠疫杆菌对外界抵抗力强,在寒冷、潮湿的条件下,不易死亡,在-30℃仍能存活,于5~10℃条件下尚能生存。可耐直射日光1~4小时,在干燥咯痰和蚤粪中存活数周,在冻尸中能存活4~5个月,但对一般消毒剂、杀菌剂的抵抗力不强。对链霉素、卡那霉素及四环素敏感。

鼠疫杆菌毒株有下列抗原成份和毒素。

(一)荚膜FI(Fraction I)抗原在荚膜中存在两种抗原成份,一种是多糖蛋白质(F~I),另一种为蛋白质。只在37℃培养时产生,有抗御吞噬作用。

(二)毒力V/W(Virulcnce)抗原在细菌表面,V抗原是蛋白质,有保护作用;W抗原为脂蛋白,不能使豚鼠获得保护力,V/W抗原结合物有促使产生荚膜,抑制吞噬作用,并有在细胞内保护细菌生长繁殖的能力,因此,与侵袭力有关。

(三)鼠毒素(Murine toxin)鼠疫杆菌产生的外毒素(毒性蛋白质),主要作用是抑制辅酶还原,损害心肌细胞内线粒体呼吸,毒害末稍血管系统及淋巴管内皮细胞,造成血压下降及休克,又可使肝、肾及心肌组织变性、出血、坏死。鼠毒素抗原性强,可制成类毒素。

(四)内毒素与一般革兰氏阴性杆菌的内毒素性质相同,但毒性较强,耐热,能引起发热、弥漫性血管内凝血,和中毒性休克。

(五)杀菌素(Pesticin I)有杀死其他菌的作用,侵袭力有关,有助于侵袭扩散。

二、致病性与免疫性

(一)致病性

本病为多途经传染,靠荚膜,多种毒性抗原,内毒素及毒性酶,透明质酸酶,溶纤维蛋白酶等致病。

按传播方式不同分为:

1.鼠间的鼠疫一般在人间发生流行之前发生。通过鼠蚤吸血传播。

2.人间的鼠疫人被感染的鼠蚤叮咬而传染。也可因宰杀感染后的动物,由破损创口侵入,或因吸入含本菌的气溶胶感染。临床常见的病型有:

(1)腺鼠疫主要由野鼠传染家鼠,再由家鼠叮咬人时,将鼠疫杆菌注入人体皮下。再进入淋巴结内繁殖侵害,最常侵犯腹腹股沟淋巴结或腋窝淋巴结,引起淋巴结肿胀化脓及全身中毒,毒死率很高。

(2)败血性鼠疫继发于腺鼠疫之后,这时机体抵抗力极度损害,细菌侵入血流,发生败血症,病死率极高。

(3)肺鼠疫或继发性鼠疫由吸入空气中鼠疫杆菌直接引起,传染性极强,在寒冷季节里很容易造成扩大流行,此型病症最危险。继发性肺鼠疫由腺鼠疫或败血症鼠疫患者体内细菌侵入自身肺内引起的并发性肺炎,由病人呼吸散播,病死率极高。

(二)免疫性

人体对鼠疫杆菌无天然免疫力,容易感染。患过鼠疫病愈者可获得持久性免疫力,很少再次感染。

三、微生物学检验

鼠疫杆菌的检验必须严格执行烈性菌管理规则,注意防止气溶胶感染或防蚤叮咬。动物实验应有防护设备,实验用过培养物及器材应及时消毒。

取检材涂片,用甲醇或酒精乙醚混合液固定5~10分钟,然后进行革氏或美兰染色,镜检观察鼠疫杆菌的形态特征。

将检材划线接种于普通琼脂平板上,龙胆紫血琼脂平板及厚金格尔(Hottinger)琼脂平板上。28℃孵育48小时后观察菌落特征,挑取可疑菌落,涂片、染色、镜检。必要时,接种厚金格尔斜面和肉汤,作噬菌体裂解、凝集或沉淀试验等进一步鉴定。确诊第一例鼠疫报告时,须作豚鼠皮下或擦皮接种试验。

四、特异性防治

预防鼠疫的基本原则:1.严格控制传染源,隔离可疑病人或病人,严格执行检疫制度;2.切断传播途径,灭鼠、灭蚤; 3.提高人群免疫力(预防接种鼠疫无毒活疫苗)和个人防护。

高效价鼠免疫血清在治疗上有效,可与抗生素并用。