属于分枝杆菌属的结核分枝杆菌因有分枝生长的趋势而得名，又因能抵抗盐酸酒精的脱色作用而称为抗酸杆菌。
图2-1 结核分枝杆菌
（一）生物学性状
1．形态染色 细长略弯曲，大小为（1～4）μm×（0．3～0．6）μm，在痰液或组织中常呈单个或聚集成团（图2-1）。用抗酸染色法染色，结核杆菌染成红色，其他非抗酸性细菌及细胞杂质等呈蓝色。
2．培养特性 结核杆菌为专性需氧菌，最适pH 6．5～6．8，温度为37℃。营养要求高，生长慢。常用罗氏等培养基，接种后2～4周才出现干燥、坚硬、表面呈颗粒状、乳酪色或黄色、形似菜花样的菌落。在液体培养内呈粗糙皱纹状菌膜生长。
3．抵抗力 本菌细胞壁中含有大量脂类，对理化因素的抵抗力较强。耐干燥，在干燥痰内可存活6～8个月，黏附在尘埃上保持传染性8～10d；耐酸碱，在3%HCl或4%NaOH溶液中能耐受30min，因而常以酸碱处理污染的标本，杀死杂菌和消化黏稠物质，提高检出率；对湿热、紫外线、乙醇的抵抗力弱。在液体中加热62～63℃15min，直射日光下2～3h或75%乙醇内数分钟即死亡。
4．变异性 结核杆菌可发生形态、菌落、毒力、免疫性和耐药性变异。卡-介二氏将牛型结核杆菌培养于胆汁、甘油、马铃薯培养基中，经13年230次传代，使其毒力发生变异，成为对人无致病性，而仍保持良好免疫性的菌苗株，称为卡介苗（BCG）。本菌对链霉素、利福平、异烟肼等抗结核药物较易产生耐药性。
（二）致病性
1．致病物质 结核杆菌无内毒素，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。脂质含量与结核杆菌的毒力呈平行关系。（1）脂质：主要是磷脂、脂肪酸和蜡质，它们大多与蛋白质或多糖质结合成复合物存在。①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，形成干酪样坏死；
②索状因子：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作用，引起慢性肉牙肿；
③蜡质D：为胞壁中的主要成分，是一种糖肽脂与分枝菌酸的复合物，具有佐剂作用，能激发机体产生迟发型超敏反应；
④硫酸脑苷脂：能抑制吞噬细胞中的吞噬体与溶酶体融合，使结核杆菌能够在吞噬细胞内长期存活。
（2）蛋白质：有数种，其中重要的蛋白质是结核菌素。它与蜡质D结合，能引起较强的迟发型变态反应。也可刺激机体产生相应的抗体，虽无保护作用但在微生物学检查中有意义。
（3）荚膜：其主要成分是多糖，它有助于结核杆菌的黏附与入侵，还可抑制吞噬体与溶酶体融合。
2．所致疾病 结核杆菌的致病作用可能与细菌在组织细胞内顽强增殖引起的炎症反应、菌体成分及代谢产物的毒性作用和机体对菌体成分产生的迟发型超敏反应有关。
结核杆菌可通过呼吸道、消化道和破损的皮肤、黏膜侵入机体，引起多种组织、器官的结核病，其中以肺结核最常见。
人类肺结核有两种表现类型。
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结核病 是严重危害人类健康的慢性传染病。1993年，世界卫生组织（WHO）宣布“全球结核病处于紧急状态”，把结核病列为重点控制的传染病之一。据2000年全国结核病流行病学抽样调查数据显示：估算全国有活动性肺结核病人500万，每年约有13万人死于结核病。1998年，WHO再次指出“遏制结核病行动刻不容缓”。
（1）原发感染：原发感染是首次感染结核杆菌，多见于儿童。结核杆菌随同飞沫和尘埃通过呼吸道进入肺泡，被巨噬细胞吞噬并在细胞内大量生长繁殖，释放出的结核杆菌或在细胞外繁殖侵害，或被另一巨噬细胞吞噬再重复上述过程，如此反复引起渗出性炎症病灶，称为原发病灶。原发灶内的结核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。原发病灶、淋巴管炎和淋巴结肿大称为原发综合征。X线胸片显示哑铃状阴影为其主要特征。随着特异性细胞免疫的建立，原发灶大多可纤维化或钙化而痊愈。只有极少数免疫力低下者可发生恶化，病菌经气管、淋巴或血流扩散，引起全身粟粒型结核或结核性脑膜炎。
（2）继发感染（原发后感染）：多见于成人，病变常发生在肺尖部位。大多为内源性感染，极少由外源性感染所致。继发性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、纤维化或干酪样坏死，甚至形成空洞。
（三）免疫性与超敏反应
1．免疫性 人类对结核杆菌的感染率很高，但发病率却较低，这表明人体对结核杆菌有强的免疫力，主要是细胞免疫。属于传染性免疫，即只有当结核杆菌在机体内存在时才有免疫力，一旦体内结核杆菌消亡，免疫力也随之消失。
2．免疫与超敏反应 在机体产生抗结核免疫的同时，也导致了迟发型超敏反应的发生，二者均是T细胞介导的结果，是同时出现、伴随发生的。结核菌素试验是基于该机制建立的。
3．结核菌素试验
（1）结核菌素：有两种，一种是旧结核菌素（简称OT），主要成分是结核蛋白，另一种是纯蛋白衍生物（简称PPD）。
（2）试验方法：常规使用5U的OT或PPD注入受试者前臂掌侧皮内，48～72h出现红肿硬节直径大于5mm者为阳性，大于15mm为强阳性，虽有红肿但无硬结或硬结直径不到5mm者为阴性。阴性者表示未感染过结核杆菌。但应注意①受试者处于原发感染早期，超敏反应尚未发生；②老年人反应低下；③严重的结核病患者或患其他传染病；④继发性细胞免疫低下等，结核菌素反应均可转为阴性。阳性反应表明机体已感染过结核杆菌或接种卡介苗成功，对结核杆菌有免疫力。强阳性表明机体可能有活动性结核，应做进一步检查。
（3）实际应用：①选择卡介苗接种对象及接种后效果的判断；②作为婴幼儿结核病的辅助诊断；③在未接种卡介苗人群中做核杆菌感染的流行病学调查；④测定肿瘤患者的细胞免疫功能。
（四）微生物学检查
1．标本 根据结核菌感染的类型，采取不同部位的标本。最主要的是痰（晨痰、夜间痰或即时痰）标本，其他还有尿液、粪便、脑脊液、穿刺液标本等。
2．直接涂片染色镜检 标本直接厚膜涂片或浓缩集菌后涂片用抗酸染色、镜检，若找到抗酸性杆菌，再做进一步分离培养鉴定。
3．分离培养 将经集菌处理并中和后的标本接种于固体培养基上，37℃培养，每周观察1次，一般2～6周形成菌落。根据菌落特点、涂片染色及动物实验等进行鉴定。
4．血清学试验等 用酶联免疫吸附试验（ELISA）等方法测定待检标本中的抗体，明显增高者有助于活动性结核病的诊断。还可用多聚酶链反应（PCR）法检测结核杆菌的DNA，敏感性极高，但特异性不强。
（五）防治原则
1．预防 卡介苗接种是预防结核病的有效措施之一，接种对象为结核菌素试验阴性者及新生儿。一般多采用皮内法接种，接种后免疫力可维持5年左右。
2．治疗 治疗结核病应遵循早期、联合、规律、适量和全程的原则。常用的药物有异烟肼、利福平、吡嗪酰胺、乙胺丁醇和链霉素等药物。因耐药菌株出现较多，因此由患者体内分离的结核菌株在治疗过程中应做药敏试验，以选择最有效的抗生素。
附：麻风分枝杆菌
麻风分枝杆菌（M．leprae）简称麻风杆菌，是麻风病的病原菌。麻风是一种慢性传染病，主要表现为皮肤、黏膜和神经末梢的损害，晚期可侵犯深部组织和器官，形成肉芽肿。本病在世界各地均有流行，但目前已较少见。
麻风杆菌的形态、染色与结核杆菌相似，革兰染色和抗酸染色均为阳性。患者渗出物标本中可见到大量呈索状排列的麻风杆菌存在于细胞内，该细胞的胞质呈泡沫状，称为麻风细胞。麻风杆菌迄今仍不能人工培养。
麻风患者是麻风病的唯一传染源。患者的鼻分泌物、痰、汗液、乳汁、精液或阴道分泌物可有麻风杆菌。通过呼吸道或直接接触经破损的皮肤、黏膜进入机体。本菌潜伏期长，发病慢，病程长。临床表现有瘤型、结核样型、界线类和未定类。麻风病的诊断主要靠微生物学检查，尚无特异的预防方法。隔离是目前唯一可行的方法。
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