医学微生物学教学课件-张敏-第13章分枝杆菌属第16章其他细菌

第十三章分枝杆菌属 结核病是一种古老的疾病 从新石器时代人类的遗骨和古代木乃伊的骨关节的病理组织中 已发现人类在史前时代已患过结核病 中国医史中 结核病最早记载于 内经 并形容为 虚痨 之症 古代文献有提及肺痨为痨虫于肺所致 但未能确定致病的成因 19世纪 结核病在欧洲和北美大肆流行 散布到社会的各个阶层 生活困顿的人群成了结核病的温床 而且是当时造成死亡的主要原因 被人们称为 巨大的白色瘟疫 许多当年杰出的人物罹患结核病 雪莱 席勒 勃朗宁 梭罗等 结核病的流行甚至影响了诗人和艺术家的思想 德国科学家RobertKoch在1882年发现了一种特殊的微生物 结核杆菌 结核病的致病细菌 他还证明了这种微生物是可以在培养基里培养出来的 这一发现使得结核的实验研究成为现实 世界结核病防治现状 自发现MTB以来 全球约有两亿人死于TB 且疫情发展日趋严重 WHO已将TB作为重点控制的传染病之一 并于1995年起将每年的3月24日定为 世界防治结核病日 以提醒公众加深对TB的认识 据WHO预计 目前全球约20亿人已感染了MTB 全球现有TB病人2000万 TB的死亡将达历史最高水平 全球每天有8000人死于TB 每年约300万人死于TB 特别是在发展中国家 TB的形势尤其严峻 全球98 的TB死亡和95 的新发TB都是在发展中国家 我国属于全球22个TB高负担国家之一 TB的患病人数在世界各国中居于第2位 我国TB的流行具有 五多一高 的特点 MTB感染人数多 现患肺TB病人多 TB死亡人数多 耐药TB人多 农村TB人多 传染性肺TB患者疫情居高不下 第一节结核分枝杆菌 分枝杆菌属 Mycobacterium 是一类细长或稍弯的杆菌 因有分枝生长的趋势而得名 结核杆菌引起结核病 对人类致病的有人型结核杆菌和牛型结核杆菌 1 形态与染色结核杆菌细长略弯曲 端极钝园 呈单个或分枝状排列 有荚膜 无鞭毛 无芽胞 因为胞璧中含有大量的脂质 普通染色方法不易着色 需用抗酸染色法将其染成红色 故也称为抗酸杆菌 一 生物学性状 抗酸染色 Ziehl Neelsen 显示痰标本中染为红色的特异性抗酸细菌 结核杆菌 其他非抗酸性细菌及细胞浆质等呈蓝色 2 培养特性与生化反应 专性需氧菌 营养要求高 在含有蛋黄 马铃薯 甘油和天门冬酰胺等的固体培养基上才能生长 加入孔雀绿可杀死其他杂菌 最适pH为6 5 6 8 最适温度为37 生长缓慢 18 24h繁殖一代 接种后3 4周才出现肉眼可见的菌落 菌落为干燥 坚硬 表面呈颗粒状 乳酪色或黄色 形似菜花样 在液体培养基中呈粗糙皱纹状菌膜生长 不发酵糖类 结核杆菌培养的菌落 1 脂质 Lipid 占菌体干重20 40 占胞壁干重60 主要是磷脂 脂肪酸和蜡质 大多与蛋白质或多糖结合成复合物 3 主要菌体成分及其作用 结核分枝杆菌无内毒素 也不产生外毒素和侵袭性酶类 其致病作用主要靠菌体成分 特别是胞壁中所含的大量脂质 脂质含量与结核分枝杆菌的毒力呈平行关系 含量愈高毒力愈强 磷脂 能刺激单核细胞增生 并可抑制蛋白酶的分解作用 使病灶组织溶解不完全 形成结核结节和干酪样坏死 脂肪酸 与分枝杆菌抗酸性有关 其中6 6 双分枝菌酸海藻糖具有破坏细胞线粒体膜 毒害微粒体酶类 抑制中性粒细胞游走和吞噬 引起慢性肉芽肿的作用 具有该物质的结核杆菌毒株在液体培养基中能紧密黏成索状 故称索状因子 蜡质D 胞壁中的主要成分 是一种肽糖脂与分枝菌酸复合物 能引起迟发型超敏反应 并具有佐剂作用 硫酸脑苷脂和硫酸多酰基化海藻糖 存在于结核分枝杆菌毒株细胞壁中 能抑制吞噬细胞中的吞噬体与溶酶体融合 使结核分枝杆菌在细胞内存活 这类糖脂能结合中性红染料产生中性红反应 借此可鉴定结核分枝杆菌有无毒力 2 蛋白质结核分枝杆菌菌体内含有多种蛋白质 其中重要的是结核菌素 tuberculin 结核菌素与蜡质D结合 能引起较强的迟发型超敏反应 3 多糖多糖常与脂质结合存在于胞壁中 主要有半乳糖 甘露醇 阿拉伯糖等 多糖可使中性粒细胞增多 引起局部病灶细胞浸润 而多糖抗原 是阿拉伯甘露聚糖 是分枝杆菌发生凝聚反应的特异性表面抗原 4 核酸核糖体核糖核酸是本菌的免疫原之一 能刺激机体产生特异性细胞免疫 5 荚膜 主要成分为多糖 部分脂质和蛋白质 荚膜对结核分枝杆菌有一定保护作用 与吞噬细胞表面补体受体3 CR3 结合 有助于结核杆菌在宿主细胞上的粘附与入侵 荚膜中有多种酶可降解宿主组织中的大分子物质 给入侵细菌提供繁殖所需的营养 防止有害物质进入结核分枝杆菌 甚至如小分子NaOH也不易进入 抵抗力较强 在3 HCl 6 H2SO4或4 NaOH溶液中能耐受30min 因而常以酸碱处理严重污染的样本 杀死杂菌和消化粘稠物质 以提高检出率 干痰中可存活6 8个月 4 抵抗力 对湿热 紫外线 乙醇的抵抗力弱 在液体中加热62 63 15min或煮沸 直射日光下2 3h 75 乙醇内数分钟即死亡 5 变异性 对链霉素 利福平 异烟肼等抗结核药物较易产生耐药性 耐药性菌株常伴随活力和毒力减弱 菌落 毒力等也易发生变异 1908年Calmette和Gu rin将有毒的牛分枝杆菌培养于含胆汁 甘油 马铃薯的培养基中 经230次传代 历时13年 使其毒力发生变异 成为对人无致病性 而仍保持良好免疫原性的疫苗株 称为卡介苗 BacillusCalmette Gu rin BCG 结核分枝杆菌无内毒素 也不产生外毒素和侵袭性酶类 其致病作用可能与细菌在组织细胞内顽强增殖引起炎症反应 以及诱导机体产生迟发型超敏反应性损伤有关 结核分枝杆菌可通过呼吸道 消化道和破损的皮肤黏膜进入机体 侵犯多种组织器官 引起相应器官的结核病 以肺结核最为常见 二 致病性与免疫性 细胞免疫与超敏反应的关系 在结核杆菌感染时 细胞免疫与迟发型超敏反应同时存在 首次感染出现反应偏重于病理过程 说明机体尚未建立抗结核免疫力 再次感染发生的炎症反应偏重于免疫预防 细菌不扩散 说明机体已具有一定的细胞免疫力 产生免疫的同时有迟发型超敏反应发生 表现出对机体有利的一面 但局部炎症较重 形成结核结节 发生干酪样坏死 说明迟发型超敏反应对机体不利的一面 1 原发感染多见于儿童 随飞沫和尘埃通过呼吸道进入肺泡 细胞内寄生 原发灶内结核杆菌可经淋巴管扩散到肺门淋巴结 称为原发综合征 随着机体免疫力的建立 原发灶大多可纤维化和钙化而自愈 极少数免疫力低下者经淋巴 血流扩散至全身 导致全身粟粒性结核或结核性脑膜炎 一 肺部感染 多见于成年人 大多为内源性感染 极少由外源性感染所致 由于机体已形成对结核分枝杆菌的特异性细胞免疫 对再次侵入的结核分枝杆菌有较强的局限能力 故继发感染的特点是病灶局限 一般不累及邻近的淋巴结 主要表现为慢性肉芽肿性炎症 形成结核结节 发生纤维化或干酪样坏死 病变常发生在肺尖部位 一 肺部感染 2 继发感染 二 肺外感染 部分肺结核患者体内的结核分枝杆菌可经血液 淋巴液扩散侵入肺外组织器官 引起相应的脏器结核 如脑 肾 骨 关节 生殖器官等结核 痰菌被咽入消化道可引起肠结核 结核性腹膜炎等 通过破损皮肤感染结核分枝杆菌可导致皮肤结核 艾滋病等免疫力极度低下者 严重时可造成全身播散性结核 三 免疫性 人类对结核分枝杆菌的感染率很高 但发病率却较低 表明人体对结核分枝杆菌有较强的免疫力 机体感染结核分枝杆菌后 虽能产生多种抗菌体蛋白的抗体 但这些抗体仅对细胞外的细菌具有一定作用 而对细胞内细菌不起作用 抗结核免疫主要是细胞免疫 包括致敏T淋巴细胞和M 致敏T淋巴细胞可杀死有结核杆菌的靶细胞 同时释放多种淋巴因子 吸引NK T M 等聚集炎症部位 还能增强这类细胞的直接或间接杀菌活性 有菌免疫 抗结核免疫力的持久性依赖于结核分枝杆菌在机体内的存活 一旦体内结核分枝杆菌消亡 抗结核免疫力也随之消失 这种免疫称为有菌免疫或传染性免疫 三 免疫性 机体获得对结核杆菌免疫力的同时 结核分枝杆菌的蛋白质与蜡质D共同刺激T淋巴细胞 形成迟发型超敏反应状态 体内致敏的T淋巴细胞再次遇到结核分枝杆菌时 即释放出淋巴因子 引起强烈的迟发型超敏反应 形成以单核细胞浸润为主的炎症反应 容易发生干酪样坏死 甚至液化形成空洞 四 超敏反应 近年来的实验研究表明 抗结核分枝杆菌细胞免疫与迟发性超敏反应是由不同的结核分枝杆菌抗原诱导 由不同的淋巴细胞亚群介导和不同的淋巴因子承担的 是独立存在的两种反应 1 目前发现结核分枝杆菌的rRNA和少数分泌蛋白 如Ag85B ESAT 6 MPT 64等十多种分泌蛋白可刺激机体产生抗结核分枝杆菌的细胞免疫 2 而其他众多的结核分枝杆菌蛋白和蜡质D等脂质联合作用仅刺激机体产生迟发型超敏反应 五 细胞免疫与超敏反应的关系 3 结核菌素试验 将一定量结核菌素注入皮内 如受试者曾感染结核杆菌 则在注射部位出现迟发型超敏反应炎症 判为阳性 未感染者则为阴性 此法可用于检测可疑患者曾否感染过结核菌 接种卡介苗后是否阳转以及检测机体细胞免疫功能 结核菌素试剂有两种 旧结核菌素 oldtuberculin OT 含结核分枝杆菌的甘油肉汤培养物加热过滤液 主要成分是结核蛋白 也含细菌的其他代谢产物和培养基成分 纯蛋白衍生物 purifiedproteinderivative PPD OT经三氯醋酸沉淀后的纯化物 3 结核菌素试验 方法 目前多用PPD法 取PPD C和BCG PPD各5单位分别注入两前臂皮内 48 72h后 红肿硬结5mm者为阳性 15mm为强阳性 结果分析 阳性反应表明机体已感染过结核枝杆菌或卡介苗接种成功 强阳性反应则表明可能有活动性结核病 尤其是婴儿 阴性反应表明未感染过结核分枝杆菌或未接种过卡介苗 但要排除以下几种情况 原发感染早期 正患严重结核病或其他严重疾病致细胞免疫功能低下者 如用过免疫抑制者 也可能出现阴性反应 3 结核菌素试验 应用 诊断婴幼儿的结核病 测定接种卡介苗后免疫效果 在未接种卡介苗的人群作结核分枝杆菌感染的流行病学调查 用于测定肿瘤患者的细胞免疫功能 3 结核菌素试验 肺结核取咳痰 最好取第一次晨痰 挑带血或脓痰 肾或膀胱结核以无菌导尿或取中段尿液 肠结核取粪便 结核性脑膜炎取脑脊液 脓胸 肋膜炎 腹膜炎或骨髓结核等则穿刺取脓汁 1 直接涂片染色抗酸染色法2 分离培养罗氏培养基3 动物试验 豚鼠或地鼠4 结核分枝杆菌核酸及抗体检测 PCR ELISA 三 微生物学检查法 预防 接种卡介苗能极大降低结核病发病率 婴儿出生后即接种 较大儿童须做结核菌素试验 阴性者接种 接种后6 8周结核菌素试验即可阳性 阳转率可达96 99 表示接种者已有免疫力 阳性反应可维持约5年 治疗 早期 联合 足量 规范使用抗结核药物 常用药物有异烟肼 利福平 链霉素 对氨水杨酸 乙胺丁醇等 四 防治原则 第二节麻风分枝杆菌 麻风分枝杆菌可引起麻风病 该病是一种慢性传染病 世界各地均有流行 病菌可侵犯皮肤 黏膜和外周神经组织 晚期可侵入深部组织和脏器 形成肉芽肿 从1985年以来 麻风病在全球的流行已降低90 1985年全球有122个国家呈地方流行 到2003年已减少至10个 集中在非 亚和拉丁美洲 高发国家为印度 尼泊尔和巴西 该病在我国仅剩二百余例 形态上酷似结核分枝杆菌 亦表现明显的抗酸染色特性 常在患者破溃皮肤渗出液的细胞中发现 呈束状排列 该菌是典型的胞内寄生菌 某些类型患者的渗出物标本中可见大量麻风分枝杆菌存在的感染细胞 这种细胞的胞质呈泡沫状 称为泡沫细胞或麻风细胞 这是与结核分枝杆菌感染的一个主要区别 麻风分枝杆菌是至今唯一不能人工培养的细菌 以麻风分枝杆菌感染小鼠足垫或接种至犰狳可引起动物的进行性麻风感染 是研究麻风病的主要动物模型 一 生物学性状 麻风分枝杆菌抗酸染色 自然状态下麻风分枝杆菌只侵害人 细菌由患者鼻分泌物及其他分泌物 精液或阴道分泌液中排出 故主要通过呼吸道 破损皮肤和密切接触等方式传播 家庭内传播多见 流行地区人群多为隐性感染 幼年最敏感 潜伏期长 平均2 5年 长者可达数十年 发病缓慢 病程长 迁延不愈 根据临床表现 免疫病理变化 细菌检查等可将大部分患者分为瘤型麻风和结核样型麻风 介于两型之间的少数患者又可再分为两类 界限类与未定类 两类可向两型转化 二 致病性与免疫性 1 涂片染色镜检患者鼻黏膜或皮肤病变处取刮取物做涂片 抗酸染色法检查有无排列成束的抗酸杆菌存在 一般瘤型和界限类患者标本在细胞内找到抗酸染色阳性杆菌有诊断意义 而结核样型患者标本中则很难找到抗酸阳性杆菌 也可以用金胺染色荧光显微镜检查以提高阳性率 病理活检也是较好的诊断方法 2 麻风菌素试验应用原理和结核菌素试验相同 麻风菌素常由麻风结节病变组织制备 此试验在诊断上意义不大 三 微生物学检查法 预防 主要依靠早期发现 早期隔离及早期治疗患者 特别对密切接触者要做定期检查 目前尚无特异性的疫苗 治疗 麻风药物主要是砜类 如氨苯砜 苯丙砜 醋氨苯砜等 利福平也有较强的抗麻风分枝杆菌作用 为防止耐药性产生应采用多种药联合治疗 四 防治原则 棒状杆菌属Corynebacterium 第十六章第一节 G 菌 菌体一端或两端彭大呈棒状而得名 菌体染色不均匀 出现节段浓染或异染颗粒 排列不规则 呈栅栏状 或L形 或V形 无荚膜 无鞭毛 不产生芽胞 多为条件致病菌 只有白喉棒状杆菌是致病菌 分类 放线菌目 Acidimicrobiales 棒状杆菌科 Corynebacteriaceae 棒状杆菌属 Corynebacterium 白喉棒状杆菌 C diphtheriae 第十六章其他细菌 白喉 Diphtheria 是一种急性呼吸道传染病 特征 患者咽喉部出现灰白色的假膜 假膜 一 生物学性状 1 白喉棒状杆菌的形态学特征 细长杆菌 一端或两端膨大呈棒状 排列不规则 呈栅栏状 V字形或L形 有异染颗粒 革兰染色 Albert染色 美兰染色 奈瑟染色 1 白喉棒状杆菌的形态学特征 异染颗粒成分 核糖核酸 多偏磷酸盐作用 储存养料 鉴定价值 Albert染色 2 培养特性 吕氏血清斜面培养物含凝固的血清 生长迅速 异染颗粒明显 亚碲酸钾血平板黑色菌落 还原 在亚碲酸钾血琼脂平板上的白喉棒状杆菌菌落 18 24h 亚碲酸盐 碲 黑色 根据对亚碲酸钾的还原能力 菌落形态及生化反应可将白喉棒状杆菌分为3种类型 重型 gravis 轻型 mitis 和中间型 intermedius 重型 轻型 菌落不溶血 不规则 有条纹 菌落 溶血 光泽 凸起 3 变异 白喉棒状杆菌形态 菌落和毒性均可发生变异 无毒株溶原性细菌 产生外毒素 噬菌体 4 抵抗力 抗寒冷和干燥 对湿热抵抗力弱 对青霉素 氯霉素 红霉素敏感 二 致病性与免疫性 1 致病物质 白喉毒素 diphtherotoxin 索状因子 cordfactor K抗原 Kantigen 2 致病机制 1 白喉外毒素 只有携带 棒状杆菌噬菌体的溶原性白喉杆菌才能产生外毒素 外毒素结构 B亚单位 有结合和转位功能A亚单位 其上有1个催化区 作用靶位 心肌和神经细