醫(yī)學(xué)微生物學(xué)結(jié)核白喉桿菌

1、醫(yī)學(xué)微生物學(xué)結(jié)核白喉桿菌概述概述 為細(xì)長的桿菌，繁殖時有分枝生長的趨勢。常規(guī)為細(xì)長的桿菌，繁殖時有分枝生長的趨勢。常規(guī)染色困難，但一經(jīng)著色則有抗酸性。該菌生長慢，營染色困難，但一經(jīng)著色則有抗酸性。該菌生長慢，營養(yǎng)要求高，不產(chǎn)毒素，其致病性與菌體成分有關(guān)，所養(yǎng)要求高，不產(chǎn)毒素，其致病性與菌體成分有關(guān)，所致疾病多為慢性且伴有肉芽腫。致疾病多為慢性且伴有肉芽腫。 該屬菌種類多，常分為三組：結(jié)核分枝桿菌（人、該屬菌種類多，常分為三組：結(jié)核分枝桿菌（人、，非結(jié)核分枝桿菌，非結(jié)核分枝桿菌(4組，組，鳥鳥-胞內(nèi)胞內(nèi))，麻風(fēng)，麻風(fēng)分枝桿菌。分枝桿菌。結(jié)核分枝桿菌生長慢, 人型、牛型非結(jié)核分枝桿菌I組生長慢,堪

2、薩斯非結(jié)核分枝桿菌II組生長慢，癗癘非結(jié)核分枝桿菌III組生長慢,鳥胞內(nèi)分枝桿菌非結(jié)核分枝桿菌IV組生長快速，龜分枝麻風(fēng)分枝桿菌不生長第一節(jié)第一節(jié) 結(jié)核分枝桿菌結(jié)核分枝桿菌（Mycobacterium tuberculosis） 結(jié)核桿菌和結(jié)核病病發(fā)展史上的幾個里程碑結(jié)核桿菌和結(jié)核病病發(fā)展史上的幾個里程碑 18821882年，德國年，德國KochKoch發(fā)現(xiàn)結(jié)核桿菌發(fā)現(xiàn)結(jié)核桿菌 18901890年，德國年，德國KochKoch發(fā)現(xiàn)結(jié)核菌素發(fā)現(xiàn)結(jié)核菌素 19211921年，法國年，法國CalmettleCalmettle和和GuerinGuerin制成制成BCGBCG 1940 1940年，進入

3、結(jié)核病化療時代年，進入結(jié)核病化療時代 2020世紀(jì)世紀(jì)8080年代以來結(jié)核病發(fā)病率呈明顯上升趨勢年代以來結(jié)核病發(fā)病率呈明顯上升趨勢 結(jié)核桿菌耐藥菌株的出現(xiàn)結(jié)核桿菌耐藥菌株的出現(xiàn) AIDS的流行的流行 對結(jié)核病防治的松懈，人口流動對結(jié)核病防治的松懈，人口流動 19931993年年4 4月月2323日日WHOWHO宣布宣布“全球結(jié)核病緊急狀態(tài)全球結(jié)核病緊急狀態(tài)” 19951995年宣布每年年宣布每年3 3月月2424日為日為“世界防治結(jié)核病日世界防治結(jié)核病日”流行病學(xué)簡況流行病學(xué)簡況: 世界：世界： 1/3人口感染，人口感染，70%在亞洲在亞洲 結(jié)核病人結(jié)核病人2000萬，每年新增結(jié)核病患者萬，每

4、年新增結(jié)核病患者900萬，萬， 每年死于結(jié)核病的達每年死于結(jié)核病的達300萬。萬。 中國：中國： 有有5.5億人感染，結(jié)核病人約億人感染，結(jié)核病人約600萬，每年死萬，每年死 于結(jié)核病的為于結(jié)核病的為25萬。萬。 居法定報告?zhèn)魅静∈孜痪臃ǘ▓蟾鎮(zhèn)魅静∈孜?Cutaneous tuberculosisBone tuberculosisLymph node tuberculosisRenal tuberculosisPulmonary tuberculosis 一、生物學(xué)性狀一、生物學(xué)性狀 1、形態(tài)染色：細(xì)長微彎的桿菌，經(jīng)抗酸染色，菌體、形態(tài)染色：細(xì)長微彎的桿菌，經(jīng)抗酸染色，菌體 呈紅色，其它呈藍(lán)

5、色。血培養(yǎng)中可形成莢膜。呈紅色，其它呈藍(lán)色。血培養(yǎng)中可形成莢膜。 臨床標(biāo)本中常有臨床標(biāo)本中常有L型變異出現(xiàn)型變異出現(xiàn)(Much、莫赫顆粒、莫赫顆粒)。2、培養(yǎng)特性：專性需氧，營養(yǎng)要求高，最適培養(yǎng)特性：專性需氧，營養(yǎng)要求高，最適pH值低，值低， 生長緩慢，生長緩慢，2-4w見菌落。見菌落。 * *羅氏羅氏(Lowenstein)培養(yǎng)基：培養(yǎng)基： 菌落呈乳白或米黃顆菌落呈乳白或米黃顆 粒狀，干燥不透明，久則融合呈菜花狀。粒狀，干燥不透明，久則融合呈菜花狀。 * *液體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基 ：易形成有皺褶的菌膜（：易形成有皺褶的菌膜（1-2w）。）。結(jié)核分枝桿菌結(jié)核分枝桿菌 M. tuberculosi

6、s Result of acid-fast staining: red bacilli in blue background結(jié)核桿菌菜花狀菌落結(jié)核桿菌菜花狀菌落分子生物學(xué)：分子生物學(xué)：1998年，英、法、美、丹麥聯(lián)合破譯年，英、法、美、丹麥聯(lián)合破譯 其群基因序列，其群基因序列，4411kb，約，約4000個基因個基因3、生化反應(yīng)：熱觸酶試驗有助于區(qū)別結(jié)核、生化反應(yīng)：熱觸酶試驗有助于區(qū)別結(jié)核(-)和非和非 結(jié)核分支桿菌結(jié)核分支桿菌(+)。4、抵抗力：含大量脂質(zhì)，抵抗力強，、抵抗力：含大量脂質(zhì)，抵抗力強， 抗干燥，耐酸堿抗干燥，耐酸堿; 但對濕熱、乙醇及紫外線敏感。但對濕熱、乙醇及紫外線敏感。 5

7、、變異性：結(jié)核桿菌易發(fā)生菌落、形態(tài)（、變異性：結(jié)核桿菌易發(fā)生菌落、形態(tài)（L型）、型）、 毒力（毒力（BCG）、免疫原性和耐藥性變異。）、免疫原性和耐藥性變異。 二、致病性二、致病性（一）致病物質(zhì)：結(jié)核桿菌的致病性與細(xì)菌大（一）致病物質(zhì)：結(jié)核桿菌的致病性與細(xì)菌大 量繁殖引起的炎癥、菌體成分及代謝產(chǎn)物的毒量繁殖引起的炎癥、菌體成分及代謝產(chǎn)物的毒 性和機體對細(xì)菌的免疫損傷有關(guān)。性和機體對細(xì)菌的免疫損傷有關(guān)。 1、脂質(zhì)（、脂質(zhì)（lipid）：）： 脂肪酸或索狀因子脂肪酸或索狀因子(cord factor) ： 能破壞線粒體膜，影響細(xì)胞呼吸，能破壞線粒體膜，影響細(xì)胞呼吸， 抑制白細(xì)胞游走，引起慢性肉芽腫

8、；抑制白細(xì)胞游走，引起慢性肉芽腫； Cord formation in liquid media(cord factor) 磷脂磷脂(phosphatide)：能促使單核細(xì)胞增生，引：能促使單核細(xì)胞增生，引 起結(jié)核結(jié)節(jié)和起結(jié)核結(jié)節(jié)和 干酪樣壞死；干酪樣壞死； 蠟質(zhì)蠟質(zhì)D(wax-D)：能激發(fā)機體的：能激發(fā)機體的IV型超敏反應(yīng)；型超敏反應(yīng)； 硫酸腦苷脂硫酸腦苷脂(sulfatide)：能抑制吞噬體與溶酶體：能抑制吞噬體與溶酶體 的結(jié)合的結(jié)合; 分枝菌酸分枝菌酸(mycolic acid)：與菌體的抗酸性有關(guān)。：與菌體的抗酸性有關(guān)。 2、蛋白質(zhì)：其主要成分結(jié)核菌素本身無毒，、蛋白質(zhì)：其主要成分結(jié)核

9、菌素本身無毒， 但與蠟質(zhì)但與蠟質(zhì)D結(jié)合注入機體能誘發(fā)超敏反應(yīng)，結(jié)合注入機體能誘發(fā)超敏反應(yīng)， 結(jié)核結(jié)節(jié)形成和抗體。結(jié)核結(jié)節(jié)形成和抗體。3、多糖、多糖(polysaccharide)：中性粒細(xì)胞浸潤：中性粒細(xì)胞浸潤結(jié)核結(jié)節(jié)結(jié)核結(jié)節(jié) (tubercle)4、核酸：、核酸： rRNA激活特異性細(xì)胞免疫激活特異性細(xì)胞免疫5、莢膜：、莢膜： 保護菌體（有助于侵入巨噬細(xì)胞、保護菌體（有助于侵入巨噬細(xì)胞、 抵抗有害物質(zhì)等）抵抗有害物質(zhì)等） （二）所致疾?。褐饕榻B肺部感染（二）所致疾病：主要介紹肺部感染 1、原發(fā)感染（、原發(fā)感染（primary infection）：）： 首次感染結(jié)核桿菌，多見于兒童。首次感

10、染結(jié)核桿菌，多見于兒童。 常有肺門淋巴結(jié)大常有肺門淋巴結(jié)大、干酪樣壞死和結(jié)核結(jié)節(jié)的形成，也可經(jīng)血到達多個臟器引起相、干酪樣壞死和結(jié)核結(jié)節(jié)的形成，也可經(jīng)血到達多個臟器引起相應(yīng)結(jié)核病，應(yīng)結(jié)核病，90%的原發(fā)感染可纖維化或鈣化，但病灶中潛伏的的原發(fā)感染可纖維化或鈣化，但病灶中潛伏的菌可成為日后的感染源。菌可成為日后的感染源。 2、原發(fā)后感染（、原發(fā)后感染（secondary infection）：）： 多見于成人或較大的兒童。主要有慢性肉芽腫，結(jié)多見于成人或較大的兒童。主要有慢性肉芽腫，結(jié)核結(jié)節(jié)、纖維化、干酪樣壞死核結(jié)節(jié)、纖維化、干酪樣壞死原發(fā)綜合征原發(fā)綜合征原發(fā)病灶原發(fā)病灶淋巴管炎淋巴管炎淋巴結(jié)腫

11、大淋巴結(jié)腫大肺門淋巴結(jié)結(jié)核肺門淋巴結(jié)結(jié)核原發(fā)綜合征原發(fā)綜合征 三、免疫性、免疫性1、免疫機制：傳染性免疫，以細(xì)胞免疫為主。免疫機制：傳染性免疫，以細(xì)胞免疫為主。2、免疫與超敏反應(yīng)：免疫與超敏反應(yīng)： 機體對結(jié)核桿菌產(chǎn)生免疫保護時也產(chǎn)生了超敏反應(yīng)機體對結(jié)核桿菌產(chǎn)生免疫保護時也產(chǎn)生了超敏反應(yīng)，二者均為，二者均為T細(xì)胞介導(dǎo)。細(xì)胞介導(dǎo)。試驗依據(jù)：試驗依據(jù)： 結(jié)核菌素蛋白與蠟質(zhì)結(jié)核菌素蛋白與蠟質(zhì)D同時注入機體，可活化同時注入機體，可活化T細(xì)細(xì)胞引起超敏反應(yīng)；胞引起超敏反應(yīng)； 結(jié)核桿菌核蛋白體結(jié)核桿菌核蛋白體RNA注入機體，則獲得免疫注入機體，則獲得免疫力。力。* * 結(jié)核菌素試驗（結(jié)核菌素試驗（OT）：）

12、：（1）機制：）機制： IV型超敏反應(yīng)型超敏反應(yīng)（2）方法：是用方法：是用OT(old tuerculin )或或PPD(purified Protein derivative )所做的皮內(nèi)試驗，所做的皮內(nèi)試驗， 48-72小小 時后觀察。時后觀察。（3）結(jié)果：結(jié)果： 陽性陽性 紅腫硬結(jié)直徑紅腫硬結(jié)直徑5mm 強陽性強陽性 紅腫硬結(jié)直徑紅腫硬結(jié)直徑 15 mm 陰性陰性 紅腫硬結(jié)直徑紅腫硬結(jié)直徑 5mm結(jié)核菌素試驗結(jié)核菌素試驗 PPDPPD皮下注射皮下注射 (4) 意義：意義： 陽性陽性 表示已感染過結(jié)核桿菌，但不一定有結(jié)表示已感染過結(jié)核桿菌，但不一定有結(jié) 核?。缓瞬。?強陽性強陽性 表示可能

13、有活動性結(jié)核??；表示可能有活動性結(jié)核??； 陰性陰性 表示未感染過結(jié)核桿菌，但應(yīng)排除感染表示未感染過結(jié)核桿菌，但應(yīng)排除感染 初期或免疫力低下。初期或免疫力低下。 四、微生物學(xué)檢查四、微生物學(xué)檢查 1、標(biāo)本：痰液、尿液、糞便、腦脊液等、標(biāo)本：痰液、尿液、糞便、腦脊液等 2、直接涂片鏡檢：、直接涂片鏡檢：10萬個每毫升痰液萬個每毫升痰液 3、濃縮集菌：、濃縮集菌：3%HCl、4%NaOH 4、分離培養(yǎng)：分枝桿菌、分離培養(yǎng)：分枝桿菌L型型 5、動物試驗：豚鼠、動物試驗：豚鼠 腹股溝腹股溝 試驗陽性試驗陽性 6、快速診斷：包括核酸和抗體、快速診斷：包括核酸和抗體五、防治原則五、防治原則接種接種BCG：新

14、生兒：新生兒-7y-12y1. 治療：聯(lián)合用藥，分一線和二線藥物治療：聯(lián)合用藥，分一線和二線藥物 棒狀桿菌屬棒狀桿菌屬 Corynebactreium p. 173 該屬菌多為條件致病菌，引起人類該屬菌多為條件致病菌，引起人類疾病的主要是白喉棒狀桿菌，可引起白喉疾病的主要是白喉棒狀桿菌，可引起白喉。 白喉棒狀桿菌屬（白喉棒狀桿菌屬（C. diphtheriae）一、生物學(xué)性狀一、生物學(xué)性狀 1、形態(tài)染色：菌體細(xì)長微彎，一端或兩端膨大、形態(tài)染色：菌體細(xì)長微彎，一端或兩端膨大 呈棒狀；排列不規(guī)則，多呈呈棒狀；排列不規(guī)則，多呈X型、型、Y型或柵欄狀；型或柵欄狀； G+，但染色不均勻，用，但染色不均勻

15、，用Albert法染色后，有異染法染色后，有異染 顆粒出現(xiàn)，具有鑒別意義；顆粒出現(xiàn)，具有鑒別意義； 無莢膜和鞭毛，也不產(chǎn)生芽胞。無莢膜和鞭毛，也不產(chǎn)生芽胞。 Model figure of Albert stainingResult of Albert staining: body in blue metachromatic granules in black 2、培養(yǎng)特性：需氧或兼性厭氧，、培養(yǎng)特性：需氧或兼性厭氧， （1）呂氏血清培養(yǎng)基（呂氏血清培養(yǎng)基（Loffler）: 形態(tài)典型，異染顆粒明顯，菌落細(xì)小、濕形態(tài)典型，異染顆粒明顯，菌落細(xì)小、濕 潤、呈灰白色、圓形突起；潤、呈灰白色、圓形突

16、起；（2）亞碲酸鉀亞碲酸鉀(potassium tellurite)培養(yǎng)基：培養(yǎng)基： 重型重型 大大 灰色灰色 能分解淀粉能分解淀粉 不溶血不溶血 中間型中間型 中心黑邊緣灰中心黑邊緣灰 不分解淀粉不分解淀粉 不溶血不溶血 輕型輕型 小小 黑色黑色 不分解淀粉不分解淀粉 能溶血能溶血 我國以輕型多見我國以輕型多見3、抵抗力：、抵抗力： 較弱，對濕熱敏感，對干燥、寒較弱，對濕熱敏感，對干燥、寒 冷、日光冷、日光 的抵抗力較強。的抵抗力較強。 二、致病性二、致病性（一）致病物質(zhì)：（一）致病物質(zhì)： 1、白喉毒素白喉毒素(diphtherotoxin, DT)： 只有攜帶只有攜帶-棒狀桿菌噬菌體的菌株

17、才能產(chǎn)生。棒狀桿菌噬菌體的菌株才能產(chǎn)生。 毒素的性質(zhì)與作用機理：毒素的性質(zhì)與作用機理： 完整的毒素分子是酶原，須經(jīng)胰酶分解為完整的毒素分子是酶原，須經(jīng)胰酶分解為A、B 兩個片段后才發(fā)揮毒性作用。兩個片段后才發(fā)揮毒性作用。 A鏈：鏈：193aa，具酶活性，穩(wěn)定；，具酶活性，穩(wěn)定； B鏈：鏈：342aa，不穩(wěn)定。含穿膜區(qū)（，不穩(wěn)定。含穿膜區(qū)（173aa）和）和 受體結(jié)合區(qū)（受體結(jié)合區(qū)（149aa）。）。Structure of Diphtheria toxin Fragment B: 37 kD, binding Fragment A: 21kD, toxicity作用機制：作用機制： 白喉毒素經(jīng)

18、受損的粘膜細(xì)胞入血或淋巴循白喉毒素經(jīng)受損的粘膜細(xì)胞入血或淋巴循環(huán)，環(huán)， 吸附于多個臟器的組織細(xì)胞表面后裂解，吸附于多個臟器的組織細(xì)胞表面后裂解，B片段片段與細(xì)胞膜表面的受體結(jié)合，與細(xì)胞膜表面的受體結(jié)合，A片段進入細(xì)胞內(nèi)，使細(xì)片段進入細(xì)胞內(nèi)，使細(xì)胞內(nèi)延伸因子胞內(nèi)延伸因子2（elongation factor 2, EF-2）滅活，影）滅活，影響蛋白質(zhì)的合成。響蛋白質(zhì)的合成。 白喉毒素有劇毒，但人和鼠的正常細(xì)胞對白喉毒素有劇毒，但人和鼠的正常細(xì)胞對該毒素有一定的耐受性，而腫瘤細(xì)胞則高度敏該毒素有一定的耐受性，而腫瘤細(xì)胞則高度敏感，據(jù)此有人提出生物導(dǎo)彈法治療腫瘤。感，據(jù)此有人提出生物導(dǎo)彈法治療腫瘤。2. 索狀因子索狀因子(cord factor)和和K抗原等抗原等（二）所致疾病所致疾病 病人病人 健康帶菌者健康帶菌者 飛沫飛沫 侵入易感機體侵入易感機體 吸附吸附 恢復(fù)期帶菌者恢復(fù)期帶菌者 鼻咽部粘膜，生長繁殖鼻咽部粘膜，生長繁殖 產(chǎn)生產(chǎn)生 侵襲物質(zhì)侵襲物質(zhì) 局部局部 上皮細(xì)胞壞死上皮細(xì)胞壞死 形成灰白色形成灰白色“假膜假膜” 毒素毒素 全身全身 心肌炎、腎上腺出血、心肌炎、腎上腺出血、 外周神經(jīng)麻痹等