概述
- 分枝杆菌属的主要特点
- 形态为细长略弯曲、有分枝生长趋势;基因组中G+C的百分比高,达62%~70%
- 细胞壁含有大量脂质,占菌体干重的20%以上,主要是分枝菌酸(主要特点)→与致病性、染色性和抵抗力密切关;
- 染色方法:齐-尼(Ziehl-Neelsen)抗酸性染色法→又名抗酸杆菌(acid-fast bacilli);
- 结构上无鞭毛、无芽胞;致病物质:无外毒素、无内毒素;致病与菌体成分有关,脂质是主要致病物质;
- 生长缓慢,代时为2~20小时
- 疾病特点:疾病呈慢性感染并形成特征性的肉芽肿
结核分枝杆菌
生物学性状
形态与染色
- 细长略弯曲的杆菌;呈单个、分枝排列,或聚集成团;菌体两端钝园;在陈旧的病灶和培养物中,形态常不典型,可呈颗粒状、串珠状、短棒状、长丝形等。
- 某些药品可影响结合杆菌细胞壁的结构而成为L型菌
- 青霉素、环丝氨酸、溶菌酶→干扰肽聚糖的合成
- 异烟肼(INH)→影响细胞壁分枝菌酸的合成;
- 结构:无鞭毛、无芽孢、有荚膜和菌毛
- G+
- 染色方法:齐-尼(Ziehl-Neelsen)氏抗酸染色法(acid-fast stain)
培养特性
生化反应
- 结核杆菌不发酵糖类
- 人型与牛型结核杆菌的区别:人型可合成烟酸及还原硝酸盐,而牛型不能
- 结核杆菌与非结核杆菌的区别:热触酶试验
- 结核杆菌触酶试验阳性,热触酶试验阴性;
- 非结核杆菌触酶试验、热触酶试验阳性
热触酶试验:将浓的细菌悬液置68℃水浴加温20分钟,然后再加H202→观察是否产生气泡,有气泡的为阳性。
抵抗力
- 对干燥的抵抗力强(干燥痰6~8个月;尘埃上8~10天;污染的图书上存活3个月);对酸碱有抵抗力;室内阴暗潮湿环境存活半年;3℃存活1年,-6~-8℃存活4-5年;对龙胆紫、孔雀绿有抵抗力→可抑制杂菌的生长
- 对湿热及紫外线敏感:60℃30分钟, 80℃5分钟;100℃立即;对乙醇敏感(70%乙醇、2min死亡);干热160~180 ℃1~2小时;日光照射2小时以上、紫外线照射20分钟可杀灭物体表面和空气中的细菌;甲醛熏蒸能有效杀灭空气中的细菌
- 对链霉素(SM)、异烟肼(INH)利福平(RFP)等抗痨药物敏感。易产生耐药
变异性
- 细菌形态、菌落及免疫原性的变异;
- 毒力的变异:卡介苗:Calmette与Guerin 1908年,牛型结核杆菌,13年、230次传代, 减毒活菌苗株
- 20世纪初,法国有两位细菌学家——卡默德(Leon Calmette)和介兰(Camile Guerin),他们共同试制成功了预防结核菌的人工疫苗,又称“卡介苗”。
- 耐药性变异
- 自发突变(原发性耐药)
- 用药不当经突变选择产生(继发突变)。多重耐药的主要原因
- 控制耐药的基因在染色体上,不同的耐药基因不相连接→故联合用药治疗有效。
致病性
致病物质
-
荚膜(capsule)
主要成分为多糖、部分脂质和蛋白质
- 与吞噬细胞表面的补体受体3(CR3)结合——有助于结合分枝杆菌在宿主细胞上的粘附与入侵
- 具有多种酶——降解宿主组织中的大分子物质——提供细菌繁殖所需要的营养
- 能防止宿主有害物质进入结合分枝杆菌
-
脂质
磷脂:①促使单核细胞增生;②刺激炎症病灶中的巨噬细胞转化为上皮样细胞→结核结节;③抑制蛋白酶的分解作用→ 致病灶组织溶解不完全→干酪样坏死;
- 分枝菌酸:使细菌对某些药物产生抵抗力以及与抗酸性有关(脂质中的主要成分);
- 6-6双分枝菌酸海藻糖/索状因子(cord factor):①使细菌在液体培养基中呈索状生长;②具有高毒力和强佐剂作用;③破坏细胞线粒体膜(damages mitochondria)和抑制氧化磷酸化→影响细胞呼吸→抑制白细胞游走和吞噬作用的能力→引起慢性肉芽肿;
- 硫酸脑苷脂:抑制吞噬体与溶酶体的结合→结核杆菌在吞噬细胞中长期存活
蜡质D:肽糖脂与分枝菌酸的复合物→激发机体产生迟发型变态反应;并具有佐剂作用;
蛋白质
结核菌素(由多种蛋白质组成)为主要成分,与蜡质D共同刺激机体产生变态反应;结核菌素可刺激机体产生抗体,但此抗体无保护作用;
多糖
与蜡质D结合引起局部病灶的细胞浸润;阿拉伯半乳聚糖(多糖抗原II)是结核分枝杆菌发生凝聚反应的特异性表面抗原
分枝杆菌生长素
-
核酸
核糖体RNA(rRNA)可刺激机体产生特异性细胞免疫
传播途径和所致疾病
- 致病机制
- 细菌在组织细胞内大量繁殖引起炎症;
- 菌体成分和代谢物质的毒性;
- 机体对菌体成分产生的免疫病理损伤;
- 传播途径:可通过呼吸道、消化道或皮肤损伤侵入机体。以肺结核最常见
- 临床类型:肺部感染、肺外感染
原发感染
- 症状
- 起病缓慢,临床症状和体征多不明显,仅免疫学检查为阳性(轻者可无症状);
- 结核中毒症状:午后低热、乏力、纳差、体重减轻、盗汗、月经不调、闭经
- 呼吸道症状:咳嗽、咳痰、咯血(1/2~1/3)、胸痛,重者可出现呼吸困难
- 咯血
- 炎性病灶毛细血管扩张;
- 小血管损伤或来自空洞内的血管壁破裂
- 硬结钙化机械损伤血管;
- 结核性支气管扩张
- 传染源:
- 活动性肺结核患者:通过咳嗽、打喷嚏、大声说话和排痰等方式产生含有结核分枝杆菌的1~5μm的飞沫核→进入易感者的呼吸道→肺泡
- 原发综合征(3-6周):
- 原发灶:肺泡巨噬细胞吞噬结核杆菌→ 抵抗溶菌酶继续繁殖(荚膜以及硫酸脑苷脂的作用)→巨嗜细胞破坏、引起肺泡渗出性炎症;
- 淋巴管炎:结核杆菌经淋巴管扩散至肺门淋巴结→淋巴管炎
- 肺门淋巴结肿大
亦称科恩综合征(Ghon complex)
- 结核结节
- 刺激巨噬细胞→上皮样细胞→相互融合或经核分裂→多核巨细胞(即朗罕巨细胞);
- 抑制蛋白酶对组织的溶解→病灶组织溶解不完全→干酪样坏死
- 结核结节是结核病的特征性病理改变,磷脂作为主要因素
- 由内而外:坏死组织、上皮样细胞、淋巴细胞、巨噬细胞和成纤维细胞
转归
原发后感染(继发感染)
- 分内源性感染(多),外源性感染(少)
- 特点
- 多见于成人;大多为内源性感染,少数为外源性感染;
- 病灶局限、不累计邻近的淋巴结;
- 由于迟发型超敏反应,病变发生迅速且剧烈;病变主要表现为慢性肉芽肿炎症→形成结核结节→纤维化、干酪样坏死;
- 好发部位:肺尖、锁骨下区。上叶的尖后段和下叶的背段
- 结局:⑴干酪样病灶钙化痊愈;⑵干酪样结节破溃→排入邻近支气管→形成空洞
免疫性
免疫学特点:
- 以细胞免疫(Cell-mediated immunity)为主,以Th1为主
- 感染/有菌免疫/传染性免疫(in fection immunity):即带菌免疫即只有当结核杆菌或其组分在体内存在时才有免疫力。
- 卡介苗的活性
微生物学检查
- 标本的采集:根据感染部位不同,可取痰、尿、粪、脑脊液、关节液、胸腔积液、腹腔积液等
- 肺结核:采取咳痰(痰是临床最常见的标本),最好取早晨第一次咳痰、挑取带血或浓痰;
- 肾或膀胱结核:以无菌导尿或取中段尿;
- 肠结核:粪便标本
- 结核性脑膜炎:腰椎穿刺采取脑脊液;脓胸、腹膜炎或骨髓结核等穿刺取浓汁
- 直接涂片镜检:抗酸染色,若找到抗酸性杆菌即可初步诊断(但通常应报告“查到抗酸性杆菌”,因为痰标本中可能混杂有非结核分枝杆菌)。
- 分离培养:将处理材料接种于罗氏培养基,每周观察生长情况,一般3~4周长成肉眼可见的菌落。
- 药物敏感试验
- 基因检测
- 免疫学检查:结核菌素试验、 IFN-γ释放试验(IGRA)、抗体检测
结核菌素(皮肤)试验
Tuberculin skin test,TST
定义
用结核菌素(TB菌体蛋白)进行皮肤试验,以测定机体对结核杆菌是否能引起变态反应,从而判断机体是否受过结核菌感染及机体对结核杆菌感染是否获得特异性细胞免疫力的一种试验。
原理
完整的结核杆菌同时具有两种成分(结核菌素蛋白结核杆菌核蛋白体RNA)和能同时刺激两种因子的产生,故可通过测定机体对结核杆菌的变态反应而判断机体是否对结核杆菌有免疫力。
结核菌素试剂
旧结核菌素(OT)
- 将结核杆菌接种于甘油肉汤培养基,培养4~8周后加热浓缩过滤制成。主要成分为结核菌蛋白。
纯蛋白衍化物(PPD)
分别取2种PPD 5单位注射于两前臂皮内,48~72小时后观察结果,测量红肿硬结直径。
结果判断
红肿硬结直径< 5mm 为阴性;≥ 5mm为阳性;≥ 15mm 或局部皮肤发生水泡与坏死者,强阳性。
若PPD-C侧红肿大于BCG-PPD侧则为结核杆菌感染;若BCG-PPD侧红肿大于PPD-C侧,可能系卡介苗接种所致