呼吸道感染细菌

第四节　呼吸道感染细菌

本节所涉及的呼吸道感染细菌包括分枝杆菌属的结核杆菌、棒状杆菌属的白喉棒状杆菌、军团菌属的军团菌以及鲍特菌属的百日咳杆菌。上述细菌主要以呼吸道作为侵入机体的门户。

一、结核分枝杆菌

结核分枝杆菌（M．tuberculosis）简称结核杆菌，是引起结核病的病原菌。可侵犯全身各器官，但以肺结核最多见。近些年世界上有些地区因艾滋病、吸毒、免疫抑制剂应用等原因，发病率呈上升趋势，结核病目前仍为重要的传染病。

（一）生物学性状

1．形态与染色　结核分枝杆菌为细长略弯的杆菌，常聚集成团，有分枝生长现象，（1～4）μm×0．4μm。无鞭毛和芽胞，镜下观察有荚膜，革兰染色阳性，抗酸染色阳性。

2．培养特性　结核分枝杆菌为专性需氧菌，营养要求高，生长缓慢。常用罗氏培养基分离培养，经2～4周才可见乳白色或淡黄色菜花状粗糙型菌落；在液体培养基中生长时表面形成皱褶的菌膜。

3．抵抗力　结核分枝杆菌对70%～75%乙醇、湿热（62～63℃15min，70℃3min可杀死）、紫外线敏感，对酸（3%HCl或6%H₂SO₄）、碱（4%NaOH）、干燥、染料有较强抵抗力。对链霉素、异烟肼、利福平、乙胺丁醇等敏感，但不合理用药易产生耐药性。

4．变异性　结核分枝杆菌可发生形态、菌落、毒力、免疫原性和耐药性变异。

（二）致病性与免疫性

1．致病物质　结核杆菌致病主要与菌体成分和荚膜有关。

（1）脂质　①磷脂：能促使单核细胞增生，引起结核结节形成及干酪样坏死。②索状因子：为6，6－双分枝菌酸海藻糖，能破坏细胞线粒体膜，影响细胞呼吸，抑制白细胞游走和引起慢性肉芽肿。③蜡脂D：是一种肽糖脂与分枝菌酸的复合物，具有佐剂作用，可激发机体产生迟发型变态反应。④硫酸脑苷脂：可抑制吞噬体与溶酶体融合，使结核杆菌能在吞噬细胞中长期存活。

（2）蛋白质　结核杆菌具有多种蛋白质成分，其中结核菌素比较重要。它与蜡脂D结合可诱发超敏反应，引起组织坏死和全身中毒症状。

（3）荚膜　具有抗吞噬、抗化学物质和黏附作用。

2．致病机制及所致疾病　结核分枝杆菌的传染源主要是结核病人。可通过呼吸道、消化道及损伤的皮肤黏膜侵入机体。其致病机制可能与细菌在细胞内大量繁殖引起的炎症、菌体成分和代谢产物的毒性作用及免疫反应有关。

（1）原发感染　多发生于儿童。含有结核杆菌的飞沫或尘埃经呼吸道进入肺泡，既被肺泡中吞噬细胞吞噬。因菌体有脂类成分，细菌能在吞噬细胞中生长繁殖，导致吞噬细胞裂解，释放大量细菌，在肺泡内引起炎症，此为原发灶。因机体缺乏特异性免疫，结核杆菌可经淋巴管扩散至肺门淋巴结，引起肺门淋巴结肿大。原发灶、淋巴管炎和肺门淋巴肿大称为原发复合征。原发复合征常能自愈，但病灶内常有一定量结核杆菌长期潜伏，不断刺激机体维持特异性免疫，也可作为日后内源性感染的来源。少数病人因免疫力低下，结核杆菌可随吞噬细胞经血流扩散，引起全身粟粒性结核。

（2）原发后感染　多见于成年人。结核杆菌可能是外来的，也可能是潜伏于原发病灶内的。由于机体已形成特异性细胞免疫，故对结核杆菌有较强的局限能力。因此，病灶常限于局部，一般不累及邻近淋巴结。干酪样坏死病灶可钙化而痊愈，也可被液化并排入邻近支气管，结核杆菌随咳痰排出体外，此为开放性结核，传染性很强。

3．免疫性　机体感染结核杆菌后，虽能产生多种抗体，但由于细菌在细胞内寄生，故此类抗体无保护作用。抗结核免疫主要是细胞免疫。结核免疫属于感染免疫或称有菌免疫，即只有当结核杆菌或其组分在体内存在时才有免疫力。机体在产生对结核杆菌特异性免疫的同时，也可有迟发型超敏反应的发生，二者均为T细胞介导的结果。

（1）结核菌素试验　是应用结核菌素测定机体对结核杆菌有无细胞免疫力、能否引起Ⅳ型超敏反应的一种皮肤试验。其原理是细胞免疫和Ⅳ型超敏反应同时存在，注射一定量结核菌素诱导Ⅳ型超敏反应以测定机体对结核杆菌细胞免疫状况。使用的结核菌素有两种，一是旧结核菌素（OT），系将结核杆菌接种于甘油肉汤培养基中，培养4～8周后加热浓缩过滤制成，主要成分是结核杆菌蛋白。另一种是纯蛋白衍生物（PPD），是OT经三氯醋酸沉淀后的纯化物。

（2）方法与结果分析　吸取OT或PPD　0．1mL（5U）注入受试者前臂掌侧皮内，48～72h后观察结果。若局部无红肿硬结或直径小于5mm为阴性，表明机体未感染结核杆菌或未接种，无免疫力。若红肿硬结直径大于5mm为阳性，表明可能感染过结核杆菌或接种过卡介苗，有免疫力。红肿硬结直径超过15mm为强阳性，表明可能有活动性感染，应进一步检查。

（3）实际应用　①选择卡介苗接种对象和免疫效果的测定；②作为婴幼儿结核病辅助诊断手段；③在未接种卡介苗人群中作结核病流行病学调查；④测定肿瘤病人的细胞免疫功能。

（三）微生物学检查

1．标本　根据感染部位不同可取痰、支气管灌洗液、尿、粪便、脓汁、脑脊液、胸水、腹水等标本。

2．直接涂片镜检　直接涂片或经酸碱处理浓缩集菌后涂片，经抗酸染色镜检。为提高检出率，可用金胺染色，在荧光显微镜下检查（结核杆菌显金黄色荧光）。

3．分离培养　必要时将处理后的标本接种于固体培养基上分离培养。

近年来已将多聚酶链反应技术应用于结核杆菌的快速诊断。对于活动性结核，可采用ELISA方法检测相应抗体来辅助诊断。

（四）防治原则

除进行卫生宣传教育外，主要是接种卡介苗进行特异性预防。中国采用出生后即接种、7岁时复种（农村12岁再复种1次）的程序进行接种。

治疗应遵循早期、联合、适量、规律、全程5个原则，注意防止耐药菌株的产生。利福平、异烟肼、乙胺丁醇和链霉素是传统一线抗结核药物，但近年有些医院采用卡那霉素、氧氟沙星、异烟肼联合治疗方案，效果较好。

二、白喉棒状杆菌

白喉棒状杆菌（C．diphtheriae）属于棒状杆菌属，俗称白喉杆菌，是引起急性呼吸道传染病———白喉的病原菌。

（一）生物学性状

1．形态与染色　菌体细长微弯，一端或两端膨大成棒状，排列不规则，常呈L、V、Y形或栅栏状。无特殊结构，革兰染色阳性。用美蓝、奈瑟或Albert染色后可见菌体内的异染颗粒，是本菌的主要特征，具有鉴别意义（图20－6）。

2．培养特性　为需氧菌，营养要求高，常用吕氏血清培养基分离培养，用亚碲酸钾血平板鉴别培养，前者可见细小、圆形、灰白色光滑菌落，后者由于细菌吸收碲盐还原为元素碲而使菌落呈黑色或灰黑色。

3．抵抗力　白喉杆菌对湿热（煮沸1min或加热60℃10min）和一般消毒剂（1%石炭酸1min，3%来苏儿10min）敏感，但对干燥、寒冷和日光的抵抗力较其他细菌强。对青霉素、红霉素及广谱抗菌素敏感。

图20－6　白喉棒状杆菌及其异染颗粒（×1　000）

（二）致病性与免疫性

1．致病物质　白喉毒素是白喉杆菌的主要致病物质，该毒素为细胞外毒素，由A、B两个亚单位构成，A亚单位是毒素的活性中心，B亚单位能与易感细胞膜的毒素受体结合。当B亚单位吸附至易感细胞膜受体上时，A亚单位即活化进入细胞内，抑制细胞内蛋白质的合成，引起细胞变性坏死。

2．所致疾病　传染源为白喉病人或带菌者。多在秋冬季流行，主要经飞沫传播。细菌侵入鼻咽部黏膜表面生长繁殖，产生白喉毒素引起局部上皮细胞坏死、血管扩张、炎性细胞浸润，表现为咽喉部充血、疼痛，由血管渗出的纤维蛋白将炎性细胞、黏膜坏死组织和细菌凝聚在一起，形成灰白色膜状物称为假膜。假膜脱落可引起呼吸道阻塞，甚至窒息而死亡。本菌不入血，但外毒素易被吸收入血，可与敏感组织如心肌、外周神经、肝、肾及肾上腺等结合，引起细胞变性坏死，导致中毒性心肌炎、软腭麻痹、声嘶、周围神经麻痹及肾上腺功能障碍等。

3．免疫性　病后可获得牢固免疫力，主要为抗毒素免疫。抗毒素可阻止毒素B亚单位与易感细胞结合，使A亚单位不能进入细胞。6个月以内婴儿可获得来自母体的抗毒素而获得被动免疫。

（三）微生物学检查法

1．病原学检查　用无菌棉拭子从病人鼻咽假膜边缘取材，涂片后分别用革兰染色，美蓝或奈瑟染色后镜检。若发现典型的革兰阳性棒状杆菌，并有异染颗粒，结合临床可作初步诊断。进一步分离培养可将标本接种于吕氏血清斜面及亚碲酸钾血平板上，培养后依据菌落特点、生化反应、涂片染色镜检等作出最后鉴定。

2．毒力鉴定　是鉴别白喉杆菌与其他棒状杆菌的重要试验。检测方法分体外与体内两类，体外法可用琼脂Elek平板毒力试验或SPA协同凝集试验，体内法可用豚鼠做体内中和试验。

（四）防治原则

对幼儿接种白喉类毒素（常用百白破三联疫苗）进行人工主动免疫，是预防白喉的主要措施，效果显著。接种方案为出生后3个月初种，3～4岁和6～8岁各加强1次。对密切接触病人的易感者，可注射1　000～3　000U的白喉抗毒素进行紧急预防。

对白喉病人应早期足量使用白喉抗毒素，一般用2万～10万U肌内注射。注射前必须做皮肤过敏试验，阳性反应者可采用脱敏疗法。在抗毒素治疗的同时，常用青霉素、红霉素等抗生素进行抗菌治疗。

三、嗜肺军团菌

军团菌属（legionella）包括39个种和61个血清型，从人体分离的已有19种，其中主要致病菌为嗜肺军团菌（L．pneumophila）。

（一）生物学特性

1．形态与染色　为两端钝圆小杆菌，革兰染色阴性，但常规染色不易着色，多用镀银法或Giemsa法染色，分别染成黑褐色和红色。有菌毛和单端鞭毛，无荚膜，不形成芽胞。

2．培养特性　需氧，营养要求较苛刻，生长缓慢。在F－G（Feeley－Garman）琼脂培养基中，3～5d形成针尖大小菌落，在紫外线照射下可发出黄色荧光。在富含L－酪氨酸－苯丙氨酸琼脂平板上产生棕色水溶性色素。触酶阳性，氧化酶阳性，能分解马尿酸盐。

3．分型　有O和H两种抗原，根据O抗原分为15个血清型，其中1型就是1976年美国退伍军人中流行的严重肺炎的病原菌。

4．抵抗力　嗜肺军团菌在自然界可长期存活，自来水中可存活1年。耐酸，对化学消毒剂敏感。

（二）致病性

1．致病物质　嗜肺军团菌能产生多种酶类及内、外毒素，但确切的致病机制目前尚不清楚。

2．感染途径　嗜肺军团菌引起军团病，通过带菌的飞沫或气溶胶经呼吸道传播。常见的感染源为污染的空调和供水系统（中央空调冷却塔用水）。

3．所致疾病　军团病有两种临床类型。①肺炎型：是一种急性致死性肺部感染。死亡率在15%以上。②流感样型：病程短，症状轻，预后良好。

（三）微生物学检查

标本主要是痰、咽部分泌物、血液或肺组织活检等。标本采集后可直接涂片，镀银染色或特异荧光抗体染色后镜检。培养常用活性炭－酵母浸出液琼脂培养基，接种置2．5%～5%CO₂环境中，根据菌落特征，也可与利福平联合用药。

四、百日咳杆菌

百日咳鲍特菌（B．pertussis）属鲍特菌属，简称百日咳杆菌，为引起小儿百日咳的病原菌。

（一）生物学性状

革兰阴性卵圆形短小杆菌，光滑型菌株有荚膜和菌毛，无鞭毛和芽胞。本菌需氧，营养要求较高，初次分离需用含有甘油、马铃薯、血液的鲍－金（B－G）培养基，培养2～3d后形成细小、光滑、不透明、银灰色露滴状菌落，菌落周围有狭窄溶血环。该菌常发生光滑型（有毒力）至粗糙型（无毒力）变异。其抵抗力较弱，对干燥和一般消毒剂敏感，对多种抗生素如氨苄西林、氯霉素、红霉素敏感。

（二）致病性与免疫性

1．致病物质　致病物质为荚膜、菌毛、外毒素和内毒素。

2．感染途径　该菌主要通过飞沫经呼吸道传播，进入易感儿童机体后，以菌毛黏附在呼吸道上皮细胞上生长繁殖，产生外毒素导致细胞坏死，抑制上皮细胞纤毛的正常运动，影响黏稠分泌物的排出，加之内毒素的作用，刺激支气管黏膜感觉神经末梢，反射性引起痉挛性阵咳。百日咳潜伏期为7～14d，病程分3期。①卡他期：症状类似感冒，传染性最强。②痉咳期：出现阵发性痉挛性咳嗽，伴有高调鸡鸣样吸气声。③恢复期：症状逐渐减轻。由于整个病程较长，接近一百天，临床症状又以痉挛性阵咳为主，故名百日咳。

3．免疫性　该病病后或预防接种后，可获持久免疫力，气管黏膜局部SIgA起重要的防御作用。

（三）微生物学检查法及防治原则

可用鼻咽拭子取材，接种培养，根据菌落特点进行诊断。也可用酶联免疫吸附试验检测病人血清中特异性IgM进行早期诊断。常用百白破三联疫苗进行特异性预防。治疗可选用红霉素、氨苄西林等。