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呼吸道感染细菌 医学细菌学Medical Bacteriology目目 录录12345结核分枝杆菌 非结合分枝杆菌 白喉棒状杆菌 流感嗜血杆菌 嗜肺军团菌 6百日咳鲍特菌 7麻风分枝杆菌 引言引言v呼吸道感染细菌是指以呼吸道为主要侵入途径并引起呼吸呼吸道感染细菌是指以呼吸道为主要侵入途径并引起呼吸道疾病或呼吸道以外组织器官病变的细菌。道疾病或呼吸道以外组织器官病变的细菌。v常见呼吸道感染细菌有常见呼吸道感染细菌有结核分枝杆菌结核分枝杆菌、白喉棒状杆菌白喉棒状杆菌以及以及非结核分枝杆菌、嗜肺军团菌、百日咳鲍特菌和流感嗜血非结核分枝杆菌、嗜肺军团菌、百日咳鲍特菌和流感嗜血杆菌等。杆菌等。1.1.结核分枝杆菌结核分枝杆菌v结核分枝杆菌结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)：俗称结核杆菌：俗称结核杆菌(tubercle bacillus)，因菌体有，因菌体有分枝生长现象分枝生长现象而得名，是人而得名，是人结结核病核病的的主要病原体主要病原体。v牛分枝杆菌（牛分枝杆菌（M.bovis）可引起牛或人结核病，但主要是人）可引起牛或人结核病，但主要是人肺外结核病且发病率较低。肺外结核病且发病率较低。v近年因耐药菌株流行，结近年因耐药菌株流行，结核病发病率不断升高，核病发病率不断升高，成成为主要的为主要的再发传染病再发传染病(re-emerging infectious disease)之一。之一。Global tuberculosis report 20141.1.结核分枝杆菌：形态与染色结核分枝杆菌：形态与染色v结核分枝杆菌结核分枝杆菌 菌体细长、微弯有分枝。革兰染色不易着色，常用齐菌体细长、微弯有分枝。革兰染色不易着色，常用齐-尼尼(Ziehl-Neelsen)抗酸染色法染色，菌体呈红色，即抗酸染色法染色，菌体呈红色，即抗酸抗酸染色阳性染色阳性。肺泡盥洗液和痰液中结核分枝杆菌肺泡盥洗液和痰液中结核分枝杆菌1.1.结核分枝杆菌：细胞壁结构结核分枝杆菌：细胞壁结构v细胞壁细胞壁含大量脂质成分含大量脂质成分，从细胞膜向外依次为：，从细胞膜向外依次为：肽聚糖肽聚糖层、层、阿拉伯半乳聚糖阿拉伯半乳聚糖层、层、分枝菌酸及其相关糖脂分枝菌酸及其相关糖脂层，阿拉伯甘层，阿拉伯甘露聚糖和表面蛋白分散插在其中。露聚糖和表面蛋白分散插在其中。A：细胞膜；：细胞膜；B：肽聚糖；：肽聚糖；C：阿拉伯半乳：阿拉伯半乳聚糖；聚糖；D：阿拉伯甘露聚糖；：阿拉伯甘露聚糖；E：蛋白质；：蛋白质；F：分枝菌酸；：分枝菌酸；G：分枝菌酸相关糖脂：分枝菌酸相关糖脂 G+G-1.1.结核分枝杆菌：培养特性结核分枝杆菌：培养特性v专性需氧，最适专性需氧，最适pH6.5-6.8。营养要求高且生长缓慢，代时。营养要求高且生长缓慢，代时为为14-18小时小时。v罗氏培养基罗氏培养基(Lowenstein-Jensen culture medium)常用，通常用，通常培养常培养2-4周才出现表面干燥呈颗粒、结节或菜花状、乳周才出现表面干燥呈颗粒、结节或菜花状、乳白色或米黄色白色或米黄色菌落菌落，培养基中加入孔雀绿抑制杂菌生长。，培养基中加入孔雀绿抑制杂菌生长。液体培养基中呈现液体培养基中呈现表面生长表面生长。结核分枝杆菌纯培养物结核分枝杆菌纯培养物结核分枝杆菌菌落结核分枝杆菌菌落1.1.结核分枝杆菌：抵抗力与变异性结核分枝杆菌：抵抗力与变异性v干燥、酸碱有强抵抗力，湿热、紫外线及脂溶剂敏感。干燥、酸碱有强抵抗力，湿热、紫外线及脂溶剂敏感。v1908年年Calmette与与Guerin二人将牛分枝杆菌在含甘油、胆二人将牛分枝杆菌在含甘油、胆汁、马铃薯的培养基中经汁、马铃薯的培养基中经13年年230次传代而获得减毒活菌次传代而获得减毒活菌苗，即苗，即卡介苗卡介苗（Bacille Calmette-Guerin，BCG），广泛用），广泛用于预防接种。于预防接种。v结核分枝杆菌易受抗生素、溶菌酶等作用转变为结核分枝杆菌易受抗生素、溶菌酶等作用转变为L型型。v对抗结核药物对抗结核药物易产生耐药性易产生耐药性，甚至多重耐药。，甚至多重耐药。1.1.结核分枝杆菌：致病性与免疫性结核分枝杆菌：致病性与免疫性v无内、外毒素及侵袭性酶，其致病性与细菌在宿主体内顽无内、外毒素及侵袭性酶，其致病性与细菌在宿主体内顽强繁殖引起强繁殖引起炎症炎症、菌体成分与代谢产物毒性菌体成分与代谢产物毒性以及机体对菌以及机体对菌体成分的体成分的病理性免疫反应病理性免疫反应有关。有关。v主要致病物质：细胞壁主要致病物质：细胞壁脂质。脂质。磷脂磷脂：刺激巨噬细胞增殖并转化为类上皮细胞，形成：刺激巨噬细胞增殖并转化为类上皮细胞，形成结结核结节核结节；抑制细胞蛋白酶活性，使坏死的结核结节分解不；抑制细胞蛋白酶活性，使坏死的结核结节分解不完全，形成完全，形成干酪样坏死干酪样坏死。分枝菌酸分枝菌酸：与糖类结合形成糖脂，引起：与糖类结合形成糖脂，引起慢性肉芽肿慢性肉芽肿，其，其中中6,6-双分枝菌酸海藻糖（双分枝菌酸海藻糖（索状因子索状因子）还）还损伤线粒体膜损伤线粒体膜、抑制细胞呼吸与磷酸化抑制细胞呼吸与磷酸化。蜡质蜡质D：细胞壁主要成分，是分枝菌酸与肽糖脂的复合：细胞壁主要成分，是分枝菌酸与肽糖脂的复合物，能引起物，能引起迟发型超敏反应迟发型超敏反应。硫酸脑苷脂硫酸脑苷脂和和硫酸多酰基化海藻糖硫酸多酰基化海藻糖：细胞壁糖脂，：细胞壁糖脂，抑制抑制吞噬泡与溶酶体融合吞噬泡与溶酶体融合，使细菌在吞噬泡中长期存活。，使细菌在吞噬泡中长期存活。1.1.结核分枝杆菌：致病性与免疫性结核分枝杆菌：致病性与免疫性v其他致病物质其他致病物质 菌体蛋白菌体蛋白：本身无毒性或致病性，但与蜡质：本身无毒性或致病性，但与蜡质D一起注入一起注入体内能诱发体内能诱发更强的迟发型超敏反应更强的迟发型超敏反应。多糖多糖：脂甘露聚糖和脂阿拉伯甘露聚糖可通过：脂甘露聚糖和脂阿拉伯甘露聚糖可通过Toll样受样受体体2（TLR2）产生大量致炎细胞因子和趋化因子，引起）产生大量致炎细胞因子和趋化因子，引起炎炎症及炎性细胞浸润症及炎性细胞浸润。甘露聚糖帽化脂阿拉伯甘露聚糖能与。甘露聚糖帽化脂阿拉伯甘露聚糖能与巨噬细胞甘露糖受体结合，介导结核分枝杆菌巨噬细胞甘露糖受体结合，介导结核分枝杆菌内吞内吞并并抑制抑制吞噬溶酶体形成吞噬溶酶体形成。分枝杆菌生长素分枝杆菌生长素：是脂溶性铁螯合及转运蛋白，铁是结：是脂溶性铁螯合及转运蛋白，铁是结核分枝杆菌生长必要的元素。核分枝杆菌生长必要的元素。1.1.结核分枝杆菌：致病性与免疫性结核分枝杆菌：致病性与免疫性v肺结核肺结核 原发结核原发结核：无特异性免疫力的儿童和青少年多见，结无特异性免疫力的儿童和青少年多见，结核分枝杆菌在肺组织内大量生长繁殖，局部出现渗出性炎核分枝杆菌在肺组织内大量生长繁殖，局部出现渗出性炎症病灶，称为症病灶，称为原发灶原发灶。原发灶内结核分枝杆菌可经淋巴管。原发灶内结核分枝杆菌可经淋巴管扩散至肺门淋巴结，引起淋巴管炎和淋巴结肿大，扩散至肺门淋巴结，引起淋巴管炎和淋巴结肿大，X射线射线胸片显示哑铃状阴影，称为胸片显示哑铃状阴影，称为原发综合征原发综合征。部分病人痊愈后。部分病人痊愈后原发灶中可存留少量结核分枝杆菌而处于原发灶中可存留少量结核分枝杆菌而处于潜伏感染潜伏感染状态，状态，可引起原发后结核。极少数免疫力低下病人或患儿，结核可引起原发后结核。极少数免疫力低下病人或患儿，结核分枝杆菌可经淋巴、血流扩散至全身，引起分枝杆菌可经淋巴、血流扩散至全身，引起全身粟粒性结全身粟粒性结核核或或结核性脑膜炎结核性脑膜炎。原发后结核原发后结核：成人多见，常继发于原发结核，也可由：成人多见，常继发于原发结核，也可由外源性感染引起，由于原发感染后机体已有特异性细胞免外源性感染引起，由于原发感染后机体已有特异性细胞免疫，故继发感染的病灶局限，主要表现为慢性肉芽肿性炎疫，故继发感染的病灶局限，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。症、形成结核结节、发生纤维化或干酪样坏死。v肺外结核肺外结核：发生于各种组织和器官。：发生于各种组织和器官。1.1.结核分枝杆菌：致病性与免疫性结核分枝杆菌：致病性与免疫性盆腹腔结核性肉芽肿盆腹腔结核性肉芽肿肺结核肺结核X线胸片线胸片1.1.结核分枝杆菌：致病性与免疫性结核分枝杆菌：致病性与免疫性v结核分枝杆菌是胞内寄生菌，故抗结核分枝杆菌感染主要结核分枝杆菌是胞内寄生菌，故抗结核分枝杆菌感染主要依赖于依赖于CTL等等T淋巴细胞、巨噬细胞和淋巴细胞、巨噬细胞和NK细胞介导的细胞介导的特异特异性细胞免疫性细胞免疫。结核分枝杆菌抗体无保护作用结核分枝杆菌抗体无保护作用。v抗结核特异性细胞免疫与迟发型超敏反应可同时存在抗结核特异性细胞免疫与迟发型超敏反应可同时存在，但，但分别由不同的结核分枝杆菌抗原以及不同分别由不同的结核分枝杆菌抗原以及不同T淋巴细胞亚群淋巴细胞亚群介导。结核分枝杆菌蜡质介导。结核分枝杆菌蜡质D和菌体蛋白主要引起迟发型超和菌体蛋白主要引起迟发型超敏反应，结核分枝杆菌核糖体敏反应，结核分枝杆菌核糖体RNA等引起特异性抗结核细等引起特异性抗结核细胞免疫反应。胞免疫反应。1.1.结核分枝杆菌：微生物学检查结核分枝杆菌：微生物学检查v直接涂片镜检直接涂片镜检：根据感染部位采集不同标本，痰、尿、粪：根据感染部位采集不同标本，痰、尿、粪等污染标本先用等污染标本先用酸碱处理酸碱处理后后离心集菌离心集菌，再涂片，再涂片抗酸染色抗酸染色镜镜检，发现抗酸阳性菌可为临床诊断提供一定依据，但不能检，发现抗酸阳性菌可为临床诊断提供一定依据，但不能确定是结核分枝杆菌。确定是结核分枝杆菌。v分离培养与鉴定分离培养与鉴定：预处理标本酸或碱中和后划种于罗氏平：预处理标本酸或碱中和后划种于罗氏平板上，板上，37培养，疑似菌落抗酸染色镜检、生化反应及药培养，疑似菌落抗酸染色镜检、生化反应及药物敏感试验。物敏感试验。vPCR：检测结核分枝杆菌：检测结核分枝杆菌16S rRNA基因片段。基因片段。1.1.结核分枝杆菌：微生物学检查结核分枝杆菌：微生物学检查v免疫学诊断免疫学诊断 结核菌素皮肤试验结核菌素皮肤试验：5个单位结核菌素纯蛋白衍生物个单位结核菌素纯蛋白衍生物注射于前臂皮内，注射于前臂皮内，48-72小时后局部皮肤红肿硬结大于小时后局部皮肤红肿硬结大于5 mm为一般阳性，为一般阳性，15 mm为强阳性。一般阳性提示已感染为强阳性。一般阳性提示已感染过结核分枝杆菌或卡介苗接种成功，对结核分枝杆菌有特过结核分枝杆菌或卡介苗接种成功，对结核分枝杆菌有特异性免疫力和迟发型超敏反应。强阳性者提示可能有活动异性免疫力和迟发型超敏反应。强阳性者提示可能有活动性感染，尤其是婴幼儿。阴性反应表明未感染过结核分枝性感染，尤其是婴幼儿。阴性反应表明未感染过结核分枝杆菌或未接种过卡介苗，但应排除以下可引起假阴性反应杆菌或未接种过卡介苗，但应排除以下可引起假阴性反应的情况：感染初期、严重结核病时机体免疫反应被抑制、的情况：感染初期、严重结核病时机体免疫反应被抑制、细胞免疫功能降低下。该试验可用于判定卡介苗接种效果、细胞免疫功能降低下。该试验可用于判定卡介苗接种效果、婴幼儿结核病临床诊断参考、结核分枝杆菌感染流行病学婴幼儿结核病临床诊断参考、结核分枝杆菌感染流行病学调查以及非特异性细胞免疫功能测定指标之一。调查以及非特异性细胞免疫功能测定指标之一。干扰素释放试验干扰素释放试验：活动性结核辅助诊断。：活动性结核辅助诊断。1.1.结核分枝杆菌：防治原则结核分枝杆菌：防治原则v新生儿出生后接种卡介苗。新生儿出生后接种卡介苗。v目前抗结核一线药物有利福平、异烟肼、吡嗪酰胺、乙胺目前抗结核一线药物有利福平、异烟肼、吡嗪酰胺、乙胺丁醇和链霉素。丁醇和链霉素。v药物治疗原则是药物治疗原则是早期、联合、规则、足量、全程用药早期、联合、规则、足量、全程用药，不，不仅可提高疗效，也能减少诱导细菌产生耐药性的机会。仅可提高疗效，也能减少诱导细菌产生耐药性的机会。2.2.非结核分枝杆菌非结核分枝杆菌v分枝杆菌属多为腐生菌，除结核分枝杆菌和牛型分枝杆菌分枝杆菌属多为腐生菌，除结核分枝杆菌和牛型分枝杆菌外，非洲分枝杆菌、坎纳分枝杆菌和田鼠分枝杆菌常可引外，非洲分枝杆菌、坎纳分枝杆菌和田鼠分枝杆菌常可引起动物结核病，被称为结核分枝杆菌复合群。起动物结核病，被称为结核分枝杆菌复合群。v除结核分枝杆菌复合群及麻风分枝杆菌外，其他分枝杆菌除结核分枝杆菌复合群及麻风分枝杆菌外，其他分枝杆菌称为称为非结核分枝杆菌非结核分枝杆菌，其中部分菌种可引起，其中部分菌种可引起人肺结核样病人肺结核样病变变、颈淋巴结炎颈淋巴结炎、皮肤创口脓肿皮肤创口脓肿、无痛性坏死溃疡无痛性坏死溃疡。v鸟鸟-胞内分枝杆菌是艾滋病常见的条件致病菌。胞内分枝杆菌是艾滋病常见的条件致病菌。v治疗药物与结核分枝杆菌相同，但易产生耐药性。治疗药物与结核分枝杆菌相同，但易产生耐药性。2.2.白喉棒状杆菌：形态与染色白喉棒状杆菌：形态与染色 v白喉棒状杆菌白喉棒状杆菌(Corynebacterium diphtheriae)产生毒性强烈产生毒性强烈的的白喉毒素白喉毒素(diphtheria toxin，DT)，是人急性上呼吸道传，是人急性上呼吸道传染病染病白喉白喉(diphtheria)的病原体。的病原体。v菌体一端或两端膨大呈菌体一端或两端膨大呈棒状棒状，常呈，常呈V、L形或栅状排列。形或栅状排列。v革兰阳性，革兰阳性，Albert染色法染色后可见菌体内染色法染色后可见菌体内异染颗粒异染颗粒。革兰染色革兰染色Albert染色染色2.2.白喉棒状杆菌：培养特性白喉棒状杆菌：培养特性v需氧或兼性厌氧，在含有凝固血清的需氧或兼性厌氧，在含有凝固血清的吕氏培养基吕氏培养基上生长上生长迅速，迅速，12-18小时即能形成菌落。小时即能形成菌落。v分离培养时常用含分离培养时常用含0.03%0.04%亚碲酸钾血平板亚碲酸钾血平板，白喉，白喉棒状杆菌能吸收亚碲酸盐并使其还原为元素碲，使棒状杆菌能吸收亚碲酸盐并使其还原为元素碲，使菌落菌落呈黑色呈黑色，以此与其他棒状杆菌相区别，同时碲盐可抑制，以此与其他棒状杆菌相区别，同时碲盐可抑制其他细菌生长。其他细菌生长。亚碲酸钾血亚碲酸钾血平板上菌落平板上菌落吕氏血清平吕氏血清平板上菌落板上菌落2.2.白喉棒状杆菌：致病性与免疫性白喉棒状杆菌：致病性与免疫性v白喉棒状杆菌本身白喉棒状杆菌本身无无DT编码基因编码基因(tox)，被携带，被携带tox基因的基因的-棒状杆菌噬菌体棒状杆菌噬菌体感染后，具备产生感染后，具备产生DT能力。能力。vDT由由A与与B两个亚单位组成两个亚单位组成(A1B1)，B亚单位与靶细胞亚单位与靶细胞肝肝素结合性表皮生长因子受体素结合性表皮生长因子受体结合，以受体介导内吞方式入结合，以受体介导内吞方式入胞形成内体，胞形成内体，A亚单位能将腺苷二磷酸核糖（亚单位能将腺苷二磷酸核糖（ADPR）从）从NAD转移至转移至延长因子延长因子-2使之失活使之失活，蛋白合成受阻。，蛋白合成受阻。2.2.白喉棒状杆菌：致病性与免疫性白喉棒状杆菌：致病性与免疫性v细菌定植于咽喉、鼻腔和扁桃体以及上呼吸道黏膜表面并细菌定植于咽喉、鼻腔和扁桃体以及上呼吸道黏膜表面并分泌白喉毒素致病。局部组织炎性渗出及坏死细胞形成灰分泌白喉毒素致病。局部组织炎性渗出及坏死细胞形成灰白色膜状物，称为白色膜状物，称为假膜假膜。假膜脱落阻塞呼吸道，成为白喉。假膜脱落阻塞呼吸道，成为白喉早期致死的主要原因。早期致死的主要原因。v细菌不进入血流，白喉毒素细菌不进入血流，白喉毒素被吸收入血，与心肌、肝、被吸收入血，与心肌、肝、肾、肾上腺和外周神经细胞肾、肾上腺和外周神经细胞表面受体结合，引起细胞变表面受体结合，引起细胞变性与坏死、内脏出血和神经性与坏死、内脏出血和神经麻痹，麻痹，白喉性心肌炎白喉性心肌炎是白喉是白喉病人死亡的主要原因病人死亡的主要原因。假膜假膜2.2.白喉棒状杆菌：致病性与免疫性白喉棒状杆菌：致病性与免疫性v病后可获得牢固的免疫力。病后可获得牢固的免疫力。抗白喉免疫主要依赖抗毒素中抗白喉免疫主要依赖抗毒素中和作用和作用，白喉毒素，白喉毒素B亚蛋白与抗体结合后，失去与受体结亚蛋白与抗体结合后，失去与受体结合的能力。合的能力。v新生儿可从母体被动获得抗毒素而有免疫力，随年龄增长新生儿可从母体被动获得抗毒素而有免疫力，随年龄增长该被动免疫逐渐消失。该被动免疫逐渐消失。2.2.白喉棒状杆菌：微生物学检查与防治原则白喉棒状杆菌：微生物学检查与防治原则v微生物学检查微生物学检查 直接涂片镜检：直接涂片镜检：早期快速诊断早期快速诊断在治疗中极为重要。在治疗中极为重要。分离培养与鉴定：吕氏血清斜面分离培养与鉴定：吕氏血清斜面37培养培养6-12小时后小时后染色镜检，染色镜检，检出率高于直接涂片镜检检出率高于直接涂片镜检。Elek平板法：毒力鉴定。平板法：毒力鉴定。v防治原则防治原则 接种白百破接种白百破三联疫苗。三联疫苗。早期早期足量使用抗毒素足量使用抗毒素，注射前应作皮肤注射前应作皮肤试验，阳性者采试验，阳性者采用脱敏疗法。用脱敏疗法。3.3.其他呼吸道感染的细菌其他呼吸道感染的细菌 v流感嗜血杆菌流感嗜血杆菌(Haemophilus influenzae)为为革兰阴性小杆菌，革兰阴性小杆菌，广泛寄居于人上呼吸道，但可机会性感染引起广泛寄居于人上呼吸道，但可机会性感染引起婴幼儿脑膜婴幼儿脑膜炎炎和和肺炎肺炎。我国约。我国约50%儿童化脓性脑膜炎、儿童化脓性脑膜炎、30%肺炎为该肺炎为该菌感染所致。主要致病物质为菌感染所致。主要致病物质为荚膜荚膜。v嗜肺军团菌嗜肺军团菌(Legionella pneumophila)为革兰阴性杆菌，引为革兰阴性杆菌，引起起军团病军团病，分为流感样型、肺炎型和肺外感染型。主要致，分为流感样型、肺炎型和肺外感染型。主要致病物质为病物质为菌毛菌毛和和荚膜荚膜。v百日咳鲍特菌百日咳鲍特菌(Bordetella pertussis)为革兰阴性小杆菌，所为革兰阴性小杆菌，所致疾病以持续性阵发性痉挛性咳嗽为特征，病程较长，故致疾病以持续性阵发性痉挛性咳嗽为特征，病程较长，故名名百日咳百日咳。主要致病物质为。主要致病物质为百日咳毒素百日咳毒素。v麻风分枝杆菌麻风分枝杆菌(Mycobacterium leprae)引起引起麻风病麻风病，主要病，主要病变为皮肤或黏膜病理性红斑和结节。变为皮肤或黏膜病理性红斑和结节。本章要点本章要点v结核分枝杆菌致病物质及其致病机制。结核分枝杆菌致病物质及其致病机制。v白喉毒素分子结构及其致病机制。白喉毒素分子结构及其致病机制。v流感嗜血杆菌、嗜肺军团菌、百日咳鲍特菌主要致病物流感嗜血杆菌、嗜肺军团菌、百日咳鲍特菌主要致病物质及其所致主要疾病名称。质及其所致主要疾病名称。