白喉棒狀桿菌

2024-05-13 18:16
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白喉棒狀桿菌

白喉桿菌(Corynebacterium diphtheriae)是引起白喉的病原菌,屬于棒狀桿菌屬(Corynebacterium)。棒狀桿菌種類較多,包括白喉桿菌和類白喉桿菌。類白喉桿菌為非致病菌,常見的有假白喉桿菌,結(jié)膜干燥桿菌、潰瘍桿菌和痤瘡桿菌等。本詞條介紹白喉桿菌。
中文學(xué)名:白喉桿菌
拉丁學(xué)名:Corynebacterium diphtheriae
界:細(xì)菌界
屬:棒狀桿菌屬
包括:白喉桿菌和類白喉桿菌
定義:引起小兒白喉的病原菌

生物學(xué)性狀
形態(tài)染色
菌體大小為(0.3~0.8μm)×(1~5μm),細(xì)長稍彎,粗細(xì)不一,菌體一端或兩端排列呈棒狀,排列不規(guī)則,常呈L、V、X、T等字形或排成柵欄狀。革蘭氏染色陽性,無莢膜、鞭毛,不產(chǎn)生芽胞;用美蘭液染色菌體著色不均勻,常呈著色深的顆粒;用奈瑟氏染色菌體染成黃褐色,一端或二端染成藍(lán)色或深藍(lán)色顆粒,稱為異染顆粒(Metachromatic granules),其主要成分是磷酸鹽和核糖核酸,是本菌形態(tài)特征之一。
培養(yǎng)特性
白喉桿菌為需氧菌或兼性厭氧菌,最適溫度為37℃,最適PH為7.2~7.8,在含血液、血清或雞蛋的培養(yǎng)基上生長良好。菌落呈灰白色、光滑、圓形凸起,在含有0.033%亞碲酸鉀血清培養(yǎng)基上生長繁殖能吸收碲鹽,并還原為金屬碲,使菌落呈黑色,為本屬其他棒狀桿菌共同特點(diǎn)。且亞碲酸鉀能抑制標(biāo)本中其他細(xì)菌的生長,故亞碲酸鉀血瓊脂平板可作為棒狀選擇培養(yǎng)基。根據(jù)在此培養(yǎng)基上白喉桿菌落的特點(diǎn)及生化反應(yīng),可將白喉桿菌區(qū)分為重型(Gravis)、中間型(Intermedus)和輕型(Mitis)三型,三型白喉桿菌的分布有所不同,常隨地區(qū)和年份有別,有流行病學(xué)意義。
生化反應(yīng)
可分解葡萄糖和麥芽糖產(chǎn)酸;某些菌株可分解淀粉和糖原,但不產(chǎn)氣。
變異
白喉桿菌形態(tài)、菌落和毒力均可發(fā)生變異。菌落可由S型變?yōu)镽型。無毒株被帶毒素基因的β-棒狀桿菌噬菌體所感染而成為溶原性細(xì)菌時,便可產(chǎn)生白喉毒素,并可隨細(xì)胞分裂而遺傳給子代細(xì)菌。
抵抗力
對濕熱的抵抗力不強(qiáng),對一般消毒劑敏感。60℃經(jīng)10分鐘或煮沸迅速被殺死,1%石炭酸中經(jīng)1分鐘死亡,但對干燥、寒冷和日光的抵抗力較其他無芽孢的細(xì)菌為強(qiáng),在日常物品、食品及衣服上能生存多日,本菌對青霉素和常用抗生素比較敏感。

致病和免疫
致病性
本菌的致病物質(zhì)主要是白喉毒素。白喉毒素是含有兩個二硫鍵的多肽鏈,分子量為62,000。經(jīng)蛋白酶水解后,可分為A和B兩個片段,中間仍由二硫鍵聯(lián)接。B片段,無酶活性,但能與宿主易感細(xì)胞表面特異性受體結(jié)合,并通過易位作用使A片段進(jìn)入細(xì)胞。A片段具有酶活性,能將氧化型煙酰胺腺嘌呤二核苷(NAD+)水解為煙酰胺及腺嘌呤二磷酸核糖(ADPR)兩部分,并催化延伸因子-2(Elongation factor-2,EF-2)與ADPR共價結(jié)合,使EF-2失去轉(zhuǎn)位活性,從而中止肽-tRNA及mRNA在核糖體上由受位轉(zhuǎn)移至供位,肽鏈不能延長,細(xì)胞蛋白質(zhì)合成受阻,細(xì)胞死亡,病變產(chǎn)生。
僅攜帶β-棒狀桿菌噬菌體的溶源性白喉桿菌才能產(chǎn)生外毒素,因為白喉毒素就是β棒狀桿菌噬體毒素基因(tox+)編碼的蛋白質(zhì)。tox+基因的表達(dá)與菌體無機(jī)鐵含量密切相關(guān),鐵含量適量時, tox+基因表達(dá),否則不表達(dá)。
白喉桿菌尚產(chǎn)生一些侵襲性物質(zhì),如類似于結(jié)核桿菌的索狀因子(Cord factor),能破壞細(xì)胞的線粒體膜,導(dǎo)致呼吸和氧化磷酸化作用受到抑制。
白喉的傳染源是白喉病人及恢復(fù)期帶菌者。本菌存在于假膜及鼻咽腔或鼻分泌物內(nèi),經(jīng)飛沫、污染物品或飲食而傳播。白喉桿菌侵入易感者上呼吸道,通常在咽部粘膜生長繁殖,并分泌外毒素及侵襲性物質(zhì),引起局部炎癥和全身中毒癥狀。局部粘膜上皮細(xì)胞發(fā)生壞死,血管擴(kuò)張,粒細(xì)胞浸潤及纖維滲出,因此形成灰白色膜狀物,稱為假膜(Pseudomembrane),若病損進(jìn)一步擴(kuò)展至喉部或氣管內(nèi),可引起呼吸道阻塞,甚至窒息。盡管細(xì)菌一般不侵入血流,但外毒素可被吸收入血,迅速與易感組織細(xì)胞結(jié)合,使心肌、肝、腎和腎上腺等發(fā)生退行性病變,并可侵犯腭肌和咽肌的周圍神經(jīng)細(xì)胞,臨床上出現(xiàn)心肌炎和軟腭麻痹、聲嘶、腎上腺機(jī)能障礙,血壓下降等癥狀。本菌偶有侵害眼結(jié)膜、外耳道、陰道和皮膚傷口等處,也可形成假膜。
免疫性
白喉病后有較強(qiáng)的免疫力,主要是機(jī)體能產(chǎn)生中和白喉外毒素的抗體(lgG)。1~5歲易感性最高,5歲以上易感性逐漸下降,成人絕大多數(shù)由于隱性感染或預(yù)防接種,已獲得免疫力。
錫克氏試驗(Schick''''s test)用于測定人體對白喉有無免疫力,確定是否需要預(yù)防接種。方法是在左前臂屈側(cè)皮內(nèi)注射0.1ml白喉毒素(含1/50的豚鼠最小致死量),同樣在右前臂屈側(cè)皮內(nèi)注射對照毒素(加熱80℃經(jīng)5分鐘破壞其毒性)0.1ml,作為對照。陰性反應(yīng),兩側(cè)注射處都沒有出現(xiàn)紅暈或浸潤,表露機(jī)體對白喉有免疫力。陽性反應(yīng),左側(cè)注射處24~36小時后,出現(xiàn)圓形微隆起紅暈,逐漸形成紅腫硬塊,至第四天達(dá)最高峰,直徑達(dá)1~2cm,7~14日后反應(yīng)逐漸消退,而對照側(cè)沒有反應(yīng),表示對白喉沒有免疫力。假陽性反應(yīng),表示既有免疫力,又有變態(tài)反應(yīng);旌戏磻(yīng),表示機(jī)體對白喉毒素沒有抗毒免疫力,但對毒素蛋白則有變態(tài)反應(yīng),應(yīng)注意區(qū)別。

微生物學(xué)診斷
臨床上疑似白喉的病人不必等待檢驗結(jié)果,應(yīng)立即給予抗毒素和抗生素治療。但對于白喉流行期的首例病人應(yīng)做微生物學(xué)檢驗予以證實(shí)。
直接染色鏡檢
用棉拭采取假膜邊緣部滲出物,涂片,用奈瑟氏染色或美蘭染色,鏡檢有無含異染顆粒的棒狀桿菌。結(jié)合臨床癥狀,可作出初步診斷。確診必須通過細(xì)菌培養(yǎng)并進(jìn)行毒力試驗。
凝固血清棉拭培養(yǎng)法
將沾有馬或牛血清的棉拭子放在無菌試管內(nèi),經(jīng)8~10磅蒸氣滅菌20~30分鐘,并使血清凝固,且此凝固血清棉拭采取病人咽部標(biāo)本,置37℃培養(yǎng)8~10小時后,直接涂片鏡檢。此法可作為大量檢查時快速培養(yǎng)診斷之用。
培養(yǎng)檢查
將棉試檢材接種于雞蛋斜面或Loeffer''''s血清凝固斜面培養(yǎng)基及亞碲酸鉀平板培養(yǎng)基上,置37℃培養(yǎng),待斜面或平板上長出典型的灰色疑菌落,挑取轉(zhuǎn)種到雞蛋呀或血清斜面進(jìn)行分離培養(yǎng),以供進(jìn)一步形態(tài)染色或毒力試驗鑒定。
毒力試驗
1.豚鼠試驗 取體重250g 豚鼠2只,其中一只試驗前12小時,由腹腔注射白喉抗毒素250~500單位,供做對照。然后對照。然后各于皮下注射48小時的培養(yǎng)液2ml,若于2~4天注射抗毒素的豚鼠死亡,而對照豚鼠存活,便證明所試驗菌株為有毒白喉桿菌。
2.體外試驗
①瓊脂平板獨(dú)立試驗 又稱E平板試驗,將浸有白喉抗毒素的無菌濾紙條貼在含20%馬血清的瓊脂平板上,然后沿濾紙條垂直方向劃線接種待測細(xì)菌,同時也接種已知產(chǎn)毒株和不產(chǎn)毒株做為對照。37℃培養(yǎng)48小時后,若待檢菌株產(chǎn)生白喉外毒素,則在濾紙條和劃線生長的菌苔交界外出現(xiàn)白色沉淀線。
②對流免疫電泳:將已知白喉抗毒素與待檢菌培養(yǎng)液分置瓊脂板兩孔中,通電1~2小時。若兩孔間出現(xiàn)白色沉淀線,表明待檢菌能產(chǎn)生白喉毒素,常用于大樣本量的檢測。
③SPA協(xié)同凝集試驗 將白喉抗毒素(IgG)預(yù)先吸附于金黃色葡萄球菌蛋白A(SPA)上,再加入待檢菌培養(yǎng)物上清液。若有白喉毒素存在,即可與SPA-IgG結(jié)合,出現(xiàn)可見的凝集反應(yīng)。此法更為簡便,快速。

所致疾病
白喉桿菌存在于患者或帶菌者的鼻咽腔內(nèi),經(jīng)飛沫或污染物品傳播。
細(xì)菌感染機(jī)體后,在鼻、咽粘膜上繁殖并分泌外毒素。局部由于細(xì)菌和毒素的作用,滲出的纖維素和白細(xì)胞及壞死組織凝固在一起,形成灰白色膜狀物,稱為假膜。由于咽、喉、氣管粘膜水腫及假膜脫落,可引起呼吸道阻塞,甚至造成窒息死亡。
細(xì)菌一般不入血,只是細(xì)菌產(chǎn)生的外毒素入血,并與易感組織細(xì)胞如心肌、肝、腎上腺或支配咽、腭肌等的外周神經(jīng)結(jié)合,可引起細(xì)胞變性、壞死、內(nèi)臟出血和神經(jīng)麻痹。
臨床上表現(xiàn)有心肌炎、軟腭麻痹、聲嘶、腎上腺功能障礙、血壓下降等癥狀。

抗菌防治
通過革蘭氏染色法,我們發(fā)現(xiàn)白喉桿菌可以被染成紫色,所以白喉桿菌屬于革蘭氏陽性菌,這在抗生素的選擇上給我們提供了依據(jù)。
在抗生素的選擇上,青霉素是首選藥物,青霉素可以通過抑制白喉桿菌細(xì)胞壁的合成而起較強(qiáng)殺菌、抑菌作用。一般使用時間為7~10天 用至癥狀消失和白喉桿菌培養(yǎng)陰轉(zhuǎn)為止。如果感染者對青霉素過敏,或應(yīng)用青霉素1周后培養(yǎng)仍是陽性者,也可以使用紅霉素和四環(huán)素。其他抗菌藥物,比如羥氨芐青霉素、利福平等也可能有效。

特異防治
預(yù)防接種效果良好,可顯著降低發(fā)病率和病死率。2月齡及以上的嬰幼兒可接種五聯(lián)疫苗(吸附無細(xì)胞百白破滅活脊髓灰質(zhì)炎和b型流感嗜血桿菌(結(jié)合)聯(lián)合疫苗),用于預(yù)防白喉、破傷風(fēng)、百日咳、脊髓灰質(zhì)炎和 b 型流感嗜血桿菌引起的侵入性感染(如腦膜炎、敗血癥、蜂窩織炎、關(guān)節(jié)炎、會厭炎等)。 推薦的免疫程序:在2、3、4月齡,或3、4、5月齡進(jìn)行三劑基礎(chǔ)免疫;在18月齡進(jìn)行一劑加強(qiáng)免疫。共4劑次,每次接種單劑0.5ml。3月齡及以上的嬰幼兒可接種百白破疫苗(吸附無細(xì)胞百白破聯(lián)合疫苗,DTaP),可預(yù)防兒童白喉、破傷風(fēng)和百日咳。推薦的免疫程序:分別在兒童3、4、5月齡和18月齡各接種1劑,共4劑次。6個月以上至3歲兒童應(yīng)預(yù)防接種白喉類毒素、百白破三聯(lián)疫苗制劑或明礬淀白喉類毒素。8歲以上錫克氏試驗陽性者也需接種。對密切接觸過白喉病人的易感兒童,可肌內(nèi)注射1000~2000單位白喉抗毒素作緊急預(yù)防,同時注射白喉類毒素以便延長免疫力。
白喉抗毒素做為特效治療制劑,應(yīng)在發(fā)病早期注射足量的白喉抗毒素,一般用量為2萬~10萬單位,作肌肉注射,重者可作靜脈滴注。使用抗毒素血清之前進(jìn)行皮膚試驗,防止發(fā)生異種血清過敏反應(yīng)。使用抗毒素的同時,應(yīng)給予抗菌治療,如用普魯卡因青霉素肌注,直至癥狀消失和白喉桿菌培養(yǎng)陰性為止。

 

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責(zé)編:江湖
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