微生物学第14章分支杆菌属.ppt
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1、第第1414章章分枝杆菌属分枝杆菌属潘建平潘建平 教授教授浙江大学医学院浙江大学医学院w结结核核病病是是一一种种古古老老的的疾疾病病。从从新新石石器器时时代代人人类类遗遗骨骨和和古古代代木木乃乃伊伊骨骨关关节节病病理理组组织织中中,已已发发现现人人类类在在史史前前时时代代已已患过结核病。患过结核病。w中中国国医医史史中中,结结核核病病最最早早记记载载于于内内经经并并形形容容为为“虚虚痨痨”之之症症。古古代代文文献献有有提提及及肺肺痨痨为为痨痨虫虫于于肺肺所所致致,但但未未能确定致病的成因。能确定致病的成因。w1919世世纪纪,结结核核病病在在欧欧洲洲和和北北美美大大肆肆流流行行,散散布布到到社
2、社会会的的各各个个阶阶层层,生生活活困困顿顿的的人人群群成成了了结结核核病病的的温温床床。而而且且是是当当时时造造成成死死亡亡的的主主要要原原因因,被被人人们们称称为为“巨巨大大的的白色瘟疫白色瘟疫”。w许许多多当当年年杰杰出出的的人人物物罹罹患患结结核核病病:雪雪莱莱、席席勒勒、勃勃朗朗宁宁、梭梭罗罗等等。结结核核病病的的流流行行甚至影响了诗人和艺术家的思想。甚至影响了诗人和艺术家的思想。w德德国国科科学学家家Robert Koch在在1882年年发发现现了了一一种种特特殊殊的的微微生生物物结结核核杆杆菌菌,结结核核病病的的致致病病细细菌菌。他他还还证证明明了了这这种种微微生生物物是是可可以
3、以在在培培养养基基里里培培养养出出来来的的。这这一一发现使得结核的实验研究成为现实。发现使得结核的实验研究成为现实。世界结核病防治现状世界结核病防治现状w自自发发现现MTB以以来来,全全球球约约有有两两亿亿人人死死于于TB,且疫情发展日趋严重。,且疫情发展日趋严重。wWHO已已将将TB作作为为重重点点控控制制的的传传染染病病之之一一,并并于于1995年年起起将将每每年年的的3月月24日日定定为为“世世界界防防治治结结核核病病日日”,以以提提醒公众加深对醒公众加深对TB的认识。的认识。w据据WHO预预计计,目目前前全全球球约约20亿亿人人已已感感染了染了MTB。w全球现有全球现有TB病人病人20
4、00万。万。wTB的的死死亡亡将将达达历历史史最最高高水水平平,全全球球每每天天有有8000人人死死于于TB,每每年年约约300万万人人死死于于TB。特特别别是是在在发发展展中中国国家家,TB的的形形势势尤尤其其严严峻峻,全全球球98的的TB死死亡亡和和95的新发的新发TB都是在发展中国家。都是在发展中国家。w w我我我我国国国国属属属属于于于于全全全全球球球球2222个个个个TBTB高高高高负负负负担担担担国国国国家家家家之之之之一一一一,TBTB的的的的患患患患病病病病人人人人数数数数在在在在世世世世界界界界各各各各国国国国中中中中居居居居于于于于第第第第2 2位位位位。我我我我国国国国T
5、BTB的流行具有的流行具有的流行具有的流行具有“五多一高五多一高五多一高五多一高”的特点:的特点:的特点:的特点:w wMTBMTB感染人数多。感染人数多。感染人数多。感染人数多。w w现患肺现患肺现患肺现患肺TBTB病人多。病人多。病人多。病人多。w wTBTB死亡人数多。死亡人数多。死亡人数多。死亡人数多。w w耐药耐药耐药耐药TBTB人多。人多。人多。人多。w w农村农村农村农村TBTB人多。人多。人多。人多。w w传染性肺传染性肺传染性肺传染性肺TBTB患者疫情居高不下。患者疫情居高不下。患者疫情居高不下。患者疫情居高不下。第一节第一节 结核分枝杆菌结核分枝杆菌 分分枝枝杆杆菌菌属属(
6、Mycobacterium)是是一一类类细细长长或或稍稍弯弯的的杆杆菌菌,因因有有分分枝枝生长的趋势而得名。生长的趋势而得名。结结核核杆杆菌菌引引起起结结核核病病。对对人人类类致致病的病的有人型结核杆菌有人型结核杆菌和和牛型结核杆菌牛型结核杆菌。1.1.形态与染色形态与染色 结结结结核核核核杆杆杆杆菌菌菌菌细细细细长长长长略略略略弯弯弯弯曲曲曲曲,端端端端极极极极钝钝钝钝园园园园,大大大大小小小小约约约约1 140.440.4 mm,呈呈呈呈单单单单个个个个或或或或分分分分枝枝枝枝状状状状排排排排列列列列,无荚膜无荚膜无荚膜无荚膜、无鞭毛、无芽胞。、无鞭毛、无芽胞。、无鞭毛、无芽胞。、无鞭毛、
7、无芽胞。在在在在陈陈陈陈旧旧旧旧的的的的病病病病灶灶灶灶和和和和培培培培养养养养物物物物中中中中,形形形形态态态态常常常常不不不不典典典典型型型型,可可可可呈呈呈呈颗颗颗颗粒粒粒粒状状状状、串串串串珠珠珠珠状状状状、短短短短棒棒棒棒状状状状、长长长长丝形等。丝形等。丝形等。丝形等。一、生物学性状一、生物学性状 抗抗抗抗酸酸酸酸染染染染色色色色(Ziehl-NeelsenZiehl-Neelsen)显显显显示示示示痰痰痰痰标标标标本本本本中中中中染为红色的特异性抗酸细菌(结核杆菌)。染为红色的特异性抗酸细菌(结核杆菌)。染为红色的特异性抗酸细菌(结核杆菌)。染为红色的特异性抗酸细菌(结核杆菌)。
8、其其其其他他他他非非非非抗抗抗抗酸酸酸酸性性性性细细细细菌菌菌菌及及及及细细细细胞胞胞胞浆浆浆浆质质质质等等等等呈呈呈呈蓝蓝蓝蓝色色色色。结结结结核核核核杆杆杆杆菌菌菌菌的的的的抗抗抗抗酸酸酸酸性性性性取取取取决决决决于于于于胞胞胞胞壁壁壁壁内内内内所所所所含含含含分分分分枝枝枝枝菌菌菌菌酸酸酸酸残基和胞壁固有层的完整性。残基和胞壁固有层的完整性。残基和胞壁固有层的完整性。残基和胞壁固有层的完整性。2 2.培养特性与生化反应培养特性与生化反应专性需氧菌专性需氧菌专性需氧菌专性需氧菌营养要求高:营养要求高:营养要求高:营养要求高:在含有蛋黄、马铃薯、甘油和天在含有蛋黄、马铃薯、甘油和天在含有蛋黄
9、、马铃薯、甘油和天在含有蛋黄、马铃薯、甘油和天门冬酰胺等的固体培养基上才能生长。最适门冬酰胺等的固体培养基上才能生长。最适门冬酰胺等的固体培养基上才能生长。最适门冬酰胺等的固体培养基上才能生长。最适pHpH为为为为6.56.86.56.8,最适温度为,最适温度为,最适温度为,最适温度为3737。生长缓慢:生长缓慢:生长缓慢:生长缓慢:1 18 824 h24 h繁殖一代,接种后繁殖一代,接种后繁殖一代,接种后繁殖一代,接种后3 34 4周周周周才出现肉眼可见的菌落。菌落为干燥、坚硬、才出现肉眼可见的菌落。菌落为干燥、坚硬、才出现肉眼可见的菌落。菌落为干燥、坚硬、才出现肉眼可见的菌落。菌落为干燥
10、、坚硬、表面呈颗粒状、乳酪色或黄色,形似菜花样。表面呈颗粒状、乳酪色或黄色,形似菜花样。表面呈颗粒状、乳酪色或黄色,形似菜花样。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。在液体培养基中呈粗糙皱纹状菌膜生长。在液体培养基中呈粗糙皱纹状菌膜生长。在液体培养基中呈粗糙皱纹状菌膜生长。不发酵糖类:不发酵糖类:不发酵糖类:不发酵糖类:与牛分枝杆菌的区别在于前者可与牛分枝杆菌的区别在于前者可与牛分枝杆菌的区别在于前者可与牛分枝杆菌的区别在于前者可合成烟酸和还原硝酸盐,而后者则不能。合成烟酸和还原硝酸盐,而后者则不能。合成烟酸和还原硝酸盐,而后者则不能。合成烟酸和还原硝酸盐
11、,而后者则不能。结核杆菌培养的菌落结核杆菌培养的菌落(1 1 1 1)脂脂脂脂质质质质(LipidLipid):占占占占菌菌菌菌体体体体干干干干重重重重202040%40%,占占占占胞胞胞胞壁壁壁壁干干干干重重重重60%60%,主主主主要要要要是是是是磷磷磷磷脂脂脂脂、脂脂脂脂肪肪肪肪酸酸酸酸和和和和蜡质,大多与蛋白质或多糖结合成复合物。蜡质,大多与蛋白质或多糖结合成复合物。蜡质,大多与蛋白质或多糖结合成复合物。蜡质,大多与蛋白质或多糖结合成复合物。3 3.主要菌体成分及其作用主要菌体成分及其作用 结结结结核核核核分分分分枝枝枝枝杆杆杆杆菌菌菌菌无无无无内内内内毒毒毒毒素素素素,也也也也不不不
12、不产产产产生生生生外外外外毒毒毒毒素素素素和和和和侵侵侵侵袭袭袭袭性性性性酶酶酶酶类类类类,其其其其致致致致病病病病作作作作用用用用主主主主要要要要靠靠靠靠菌菌菌菌体体体体成成成成分分分分,特特特特别别别别是是是是胞胞胞胞壁壁壁壁中中中中所所所所含含含含的的的的大大大大量量量量脂脂脂脂质质质质。脂脂脂脂质质质质含含含含量量量量与与与与结结结结核核核核分分分分枝枝枝枝杆杆杆杆菌菌菌菌的的的的毒毒毒毒力力力力呈呈呈呈平平平平行行行行关关关关系系系系,含量愈高毒力愈强。含量愈高毒力愈强。含量愈高毒力愈强。含量愈高毒力愈强。磷脂:磷脂:磷脂:磷脂:能刺激单核细胞增生,并可能刺激单核细胞增生,并可能刺激
13、单核细胞增生,并可能刺激单核细胞增生,并可抑制蛋白酶的分解作用,使病灶抑制蛋白酶的分解作用,使病灶抑制蛋白酶的分解作用,使病灶抑制蛋白酶的分解作用,使病灶组织溶解不完全,形成结核结节组织溶解不完全,形成结核结节组织溶解不完全,形成结核结节组织溶解不完全,形成结核结节和干酪样坏死。和干酪样坏死。和干酪样坏死。和干酪样坏死。脂肪酸:脂肪酸:脂肪酸:脂肪酸:在脂质中比重较大,在脂质中比重较大,在脂质中比重较大,在脂质中比重较大,与分枝与分枝与分枝与分枝杆菌抗酸性有关杆菌抗酸性有关杆菌抗酸性有关杆菌抗酸性有关。其中。其中。其中。其中6,6-6,6-双分枝双分枝双分枝双分枝菌酸海藻糖菌酸海藻糖菌酸海藻糖
14、菌酸海藻糖具有破坏细胞线粒体具有破坏细胞线粒体具有破坏细胞线粒体具有破坏细胞线粒体膜膜膜膜,影响细胞呼吸,抑制中性粒,影响细胞呼吸,抑制中性粒,影响细胞呼吸,抑制中性粒,影响细胞呼吸,抑制中性粒细胞游走和吞噬,引起慢性肉芽细胞游走和吞噬,引起慢性肉芽细胞游走和吞噬,引起慢性肉芽细胞游走和吞噬,引起慢性肉芽肿的作用。具有该物质的结核杆肿的作用。具有该物质的结核杆肿的作用。具有该物质的结核杆肿的作用。具有该物质的结核杆菌毒株在液体培养基中能紧密黏菌毒株在液体培养基中能紧密黏菌毒株在液体培养基中能紧密黏菌毒株在液体培养基中能紧密黏成索状,故称成索状,故称成索状,故称成索状,故称索状因子索状因子索状因
15、子索状因子。蜡质蜡质蜡质蜡质D D:胞胞胞胞壁壁壁壁中中中中的的的的主主主主要要要要成成成成分分分分,是是是是一一一一种种种种肽肽肽肽糖糖糖糖脂脂脂脂与与与与分分分分枝枝枝枝菌菌菌菌酸酸酸酸复复复复合合合合物物物物,能能能能引引引引起起起起迟迟迟迟发发发发型型型型超超超超敏敏敏敏反反反反应应应应,并具有佐剂作用。并具有佐剂作用。并具有佐剂作用。并具有佐剂作用。硫酸脑苷脂和硫酸多酰基化海藻糖:硫酸脑苷脂和硫酸多酰基化海藻糖:硫酸脑苷脂和硫酸多酰基化海藻糖:硫酸脑苷脂和硫酸多酰基化海藻糖:存存存存在在在在于于于于结结结结核核核核分分分分枝枝枝枝杆杆杆杆菌菌菌菌毒毒毒毒株株株株细细细细胞胞胞胞壁壁壁
16、壁中中中中,能能能能抑抑抑抑制制制制吞吞吞吞噬噬噬噬细细细细胞胞胞胞中中中中的的的的吞吞吞吞噬噬噬噬体体体体与与与与溶溶溶溶酶酶酶酶体体体体融融融融合合合合,使使使使结结结结核核核核分分分分枝枝枝枝杆杆杆杆菌菌菌菌在在在在细细细细胞胞胞胞内内内内存存存存活活活活。这这这这类类类类糖糖糖糖脂脂脂脂能能能能结结结结合合合合中中中中性性性性红红红红染染染染料料料料产产产产生生生生中中中中性性性性红红红红反反反反应应应应,借借借借此此此此可鉴定结核分枝杆菌有无毒力。可鉴定结核分枝杆菌有无毒力。可鉴定结核分枝杆菌有无毒力。可鉴定结核分枝杆菌有无毒力。(2 2 2 2)蛋白质)蛋白质)蛋白质)蛋白质 结核
17、分枝杆菌菌体内含有多种蛋白质,其中结核分枝杆菌菌体内含有多种蛋白质,其中结核分枝杆菌菌体内含有多种蛋白质,其中结核分枝杆菌菌体内含有多种蛋白质,其中重要的是重要的是重要的是重要的是结核菌素(结核菌素(结核菌素(结核菌素(tuberculintuberculin)。结核菌素与。结核菌素与。结核菌素与。结核菌素与蜡质蜡质蜡质蜡质D D结合,能引起较强的迟发型超敏反应。结合,能引起较强的迟发型超敏反应。结合,能引起较强的迟发型超敏反应。结合,能引起较强的迟发型超敏反应。(3 3 3 3)多糖)多糖)多糖)多糖 多糖常与脂质结合存在于胞壁中,主要有半多糖常与脂质结合存在于胞壁中,主要有半多糖常与脂质结
18、合存在于胞壁中,主要有半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。多糖可使中性粒细乳糖、甘露醇、阿拉伯糖等。多糖可使中性粒细乳糖、甘露醇、阿拉伯糖等。多糖可使中性粒细乳糖、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。而多糖抗原胞增多,引起局部病灶细胞浸润。而多糖抗原胞增多,引起局部病灶细胞浸润。而多糖抗原胞增多,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是阿拉伯甘露聚糖,是分枝杆菌发生凝聚反应的是阿拉伯甘露聚糖,是分枝杆菌发生凝聚反应的是阿拉伯甘露聚糖,是分枝杆菌发生凝聚反应的特异性表面抗原。特异性表面抗原。特异性表面
19、抗原。特异性表面抗原。(4 4 4 4)核酸)核酸)核酸)核酸 核糖体核糖核酸是本菌的免疫原之一,能刺核糖体核糖核酸是本菌的免疫原之一,能刺核糖体核糖核酸是本菌的免疫原之一,能刺核糖体核糖核酸是本菌的免疫原之一,能刺激机体激机体激机体激机体产生特异性细胞免疫产生特异性细胞免疫产生特异性细胞免疫产生特异性细胞免疫。近近近近年年年年发发发发现现现现结结结结核核核核分分分分枝枝枝枝杆杆杆杆菌菌菌菌在在在在细细细细胞胞胞胞壁壁壁壁外外外外尚尚尚尚有有有有一一一一层层层层荚荚荚荚膜膜膜膜。一一一一般般般般因因因因制制制制片片片片时时时时遭遭遭遭受受受受破破破破坏坏坏坏而而而而不不不不易易易易看看看看到到
20、到到。若若若若在在在在制制制制备备备备电电电电镜镜镜镜标标标标本本本本固固固固定定定定前前前前用用用用明明明明胶胶胶胶处处处处理理理理,可可可可防防防防止止止止荚荚荚荚膜膜膜膜脱脱脱脱水水水水收收收收缩缩缩缩,在在在在电电电电镜镜镜镜下下下下可可可可看看看看到到到到菌菌菌菌体体体体外外外外有有有有一一一一层层层层较厚的透明区,即荚膜。较厚的透明区,即荚膜。较厚的透明区,即荚膜。较厚的透明区,即荚膜。(5 5 5 5)荚膜)荚膜)荚膜)荚膜 主主主主 要要要要 成成成成 分分分分 为为为为 多多多多 糖糖糖糖,部部部部 分分分分 脂脂脂脂 质质质质 和和和和 蛋蛋蛋蛋 白白白白 质质质质。荚荚荚
21、荚膜膜膜膜对对对对结结结结核核核核分分分分枝枝枝枝杆杆杆杆菌菌菌菌有有有有一一一一定定定定保保保保护护护护作作作作用用用用:与与与与吞吞吞吞噬噬噬噬细细细细胞胞胞胞表表表表面面面面补补补补体体体体受受受受体体体体3 3(CR3CR3)结结结结合合合合,有有有有助助助助于于于于结结结结核核核核杆杆杆杆菌菌菌菌在在在在宿宿宿宿主主主主细细细细胞胞胞胞上上上上的的的的粘粘粘粘附附附附与与与与入入入入侵侵侵侵;荚荚荚荚膜膜膜膜中中中中有有有有多多多多种种种种酶酶酶酶可可可可降降降降解解解解宿宿宿宿主主主主组组组组织织织织中中中中的的的的大大大大分分分分子子子子物物物物质质质质,给给给给入入入入侵侵侵侵
22、细细细细菌菌菌菌提提提提供供供供繁繁繁繁殖殖殖殖所所所所需需需需的的的的营营营营养养养养;防防防防止止止止宿宿宿宿主主主主的的的的有有有有害害害害物物物物质质质质进进进进入入入入结结结结核核核核分分分分枝枝枝枝杆杆杆杆菌菌菌菌,甚甚甚甚至至至至如如如如小小小小分分分分子子子子NaOHNaOH也也也也不不不不易进入。易进入。易进入。易进入。抵抵抵抵抗抗抗抗力力力力较较较较强强强强:干干干干痰痰痰痰中中中中可可可可存存存存活活活活6 68 8个个个个月月月月;在在在在3 3HClHCl、6 6H H2 2SOSO4 4或或或或4 4NaOHNaOH溶溶溶溶液液液液中中中中能能能能耐耐耐耐受受受受3
23、0min30min,因因因因而而而而常常常常以以以以酸酸酸酸碱碱碱碱处处处处理理理理严严严严重重重重污污污污染染染染的的的的样样样样本本本本,杀杀杀杀死死死死杂杂杂杂菌菌菌菌和和和和消消消消化化化化粘粘粘粘稠稠稠稠物物物物质质质质,以以以以提高检出率。提高检出率。提高检出率。提高检出率。4 4.抵抗力抵抗力 对对对对湿湿湿湿热热热热、紫紫紫紫外外外外线线线线、乙乙乙乙醇醇醇醇的的的的抵抵抵抵抗抗抗抗力力力力弱弱弱弱。在在在在液液液液体体体体中中中中加加加加热热热热62626363 15 15 minmin或或或或煮煮煮煮沸沸沸沸、直直直直射射射射日日日日光光光光下下下下2 23 3 h h、7
24、5%75%乙乙乙乙醇醇醇醇内内内内数数数数分分分分钟钟钟钟即即即即死亡。死亡。死亡。死亡。5 5.变异性变异性 对对对对链链链链霉霉霉霉素素素素、利利利利福福福福平平平平、异异异异烟烟烟烟肼肼肼肼等等等等抗抗抗抗结结结结核核核核药药药药物物物物较较较较易易易易产产产产生生生生耐耐耐耐药药药药性性性性,耐耐耐耐药药药药性性性性菌菌菌菌株株株株常常常常伴伴伴伴随随随随活活活活力力力力和和和和毒毒毒毒力减弱。力减弱。力减弱。力减弱。菌落、毒力等也易发生变异。菌落、毒力等也易发生变异。菌落、毒力等也易发生变异。菌落、毒力等也易发生变异。19081908年年年年CalmetteCalmette和和和和G
25、urinGurin将将将将有有有有毒毒毒毒的的的的牛牛牛牛分分分分枝枝枝枝杆杆杆杆菌菌菌菌培培培培养养养养于于于于含含含含胆胆胆胆汁汁汁汁、甘甘甘甘油油油油、马马马马铃铃铃铃薯薯薯薯的的的的培培培培养养养养基基基基中中中中,经经经经230230次次次次传传传传代代代代,历历历历时时时时1313年年年年,使使使使其其其其毒毒毒毒力力力力发发发发生生生生变变变变异异异异,成成成成为为为为对对对对人人人人无无无无致致致致病病病病性性性性,而而而而仍仍仍仍保保保保持持持持良良良良好好好好免免免免疫疫疫疫原原原原 性性性性 的的的的 疫疫疫疫 苗苗苗苗 株株株株,称称称称 为为为为 卡卡卡卡 介介介介
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- 微生物学 14 分支 杆菌
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