第13章.分枝杆菌属

第十三章分枝杆菌属(Mycobacterium)蒋露芳[e-mail]thMicrobiologySchoolofPublicHealth分枝杆菌属(Mycobacterium)放线菌门，放线菌纲，放线菌亚纲，放线菌目，棒杆菌亚目，分枝杆菌科特性胞壁中含有大量脂质--染色性(抗酸杆菌)、生长特性、致病性、抵抗力无鞭毛、无芽胞，不产生内、外毒素种类很多：150个种和亚种所致感染多为慢性感染过程，长期迁延，有破坏性的组织病变(肉芽肿)临床分类结核分枝杆菌非结核分枝杆菌麻风分枝杆菌腐物寄生性分枝杆菌第9版《伯杰细菌鉴定手册》：根据细菌的生长速度分为三类缓慢生长分枝杆菌快速生长分枝杆菌不能培养分枝杆菌临床检验诊断分类分类生长特性菌落和色素产生主要对人致病的分枝杆菌致病性结核分枝杆菌复合群生长缓慢结核分枝杆菌牛分枝杆菌结核病非结核分枝杆菌Ⅰ群光产色菌生长缓慢菌落不见光时为奶油色，光照1h后则变为橘黄色或橙色堪萨斯分枝杆菌海分枝杆菌肺结核样病变皮肤丘疹、结节与溃疡Ⅱ群暗产色菌在37℃生长缓慢在暗处培养时菌落呈橘黄色，长时期曝光培养呈赤橙色瘰疠分枝杆菌儿童颈部淋巴结炎Ⅲ群不产色菌40~42℃生长缓慢通常不产生色素鸟-胞内分枝杆菌结核样病变，多见于肺与肾Ⅳ群快速生长菌25~42℃快速生长、5-7d即可见到菌落个别种产生色素偶发分枝杆菌龟分枝杆菌极少致病麻风分枝杆菌人工培养基上不生长麻风第一节结核分枝杆菌(Mycobacteriumtuberculosis)2014年，有960万人罹患结核病2014年，共计150万人死于结核病（包括40万HIV携带者）结核病是世界范围内主要的传染病杀手2014年，有960万人罹患结核病2014年，共计150万人死于结核病（包括40万HIV携带者），约95%的结核病死亡发生在低收入和中等收入国家，是导致15至44岁妇女死亡的五大原因之一2014年，估计有100万名儿童罹患结核病，有14万名儿童死于结核病结核病是艾滋病毒携带者的头号杀手：2015年，三分之一的艾滋病死亡由结核病引起2014年，全球预计有48万人患耐多药结核病1990年至2015年间，结核病死亡率下降了47%2000年至2014年间，通过结核病的诊断和治疗，估计已挽救4300万人的生命2015年遏制并扭转结核病流行的千年发展目标已经在全球得以实现：自2000年以来，结核病发病率每年平均下降1.5%，现在比2000年的水平要低18%到2030年终结结核病流行是新近通过的可持续发展目标中涉及卫生的具体目标之一2014年，全球预计有48万人患耐多药结核病结核病是世界范围内主要的传染病杀手2014年，有960万人罹患结核病2014年，共计150万人死于结核病（包括40万HIV携带者），约95%的结核病死亡发生在低收入和中等收入国家，是导致15至44岁妇女死亡的五大原因之一2014年，估计有100万名儿童罹患结核病，有14万名儿童死于结核病结核病是艾滋病毒携带者的头号杀手：2015年，三分之一的艾滋病死亡由结核病引起2014年，全球预计有48万人患耐多药结核病1990年至2015年间，结核病死亡率下降了47%2000年至2014年间，通过结核病的诊断和治疗，估计已挽救4300万人的生命2015年遏制并扭转结核病流行的千年发展目标已经在全球得以实现：自2000年以来，结核病发病率每年平均下降1.5%，现在比2000年的水平要低18%到2030年终结结核病流行是新近通过的可持续发展目标中涉及卫生的具体目标之一世界防治结核病日：3月24日一、生物学性状形态细长略带弯曲杆菌，(1～4)μm×0.4μm，无鞭毛、无芽胞呈单个、V、Y、T或条索状排列陈旧病灶和培养物种形态常不典型：颗粒状、串珠状、短棒状、索状、长丝形等微荚膜脓液涂片，条索状、V字形排列，×1000痰涂片，V、Y、X字形排列，×1000TB-H37RV罗氏培养基菌落涂片液体培养物涂片染色--Ziehl-Neelsen抗酸染色胞壁中含有大量脂质--分枝菌酸，一般不易着色加热条件下使分枝菌酸与5％石炭酸复红牢固结合成复合物，用3%盐酸酒精处理也不脱色；碱性美蓝复染后，分枝杆菌仍然为红色，而其他细菌及背景中的物质为蓝色抗酸杆菌(acid-fastbacilli)：经加温或延长染色时间而着色后又能抵抗强脱色剂盐酸酒精的脱色Ziehl-Neelsen抗酸染色结果(×1000)：红色杆菌为抗酸杆菌，蓝色为非抗酸菌痰涂片脱色5min痰涂片脱色10min痰涂片脱色15minZiehl-Neelsen抗酸染色不同脱色时间分枝杆菌显微镜下的形态，×1000培养特性专性需氧，营养要求高(蛋黄、马铃薯、甘油、天门冬酰胺等)最适生长温度为37℃，最适pH为6.5~6.8胞壁脂质含量较高，影响营养物质吸收，生长缓慢，约12~24h繁殖一代，一般3~4周肉眼可见菌落常用罗氏（Lowenstein-Jensen）固体培养基：蛋黄(含脂质生长因子，刺激生长)、甘油、马铃薯、无机盐和孔雀绿(抑制杂菌生长)等菌落特征：粗糙、干燥、凸起，呈颗粒、结节或花菜状，呈乳白色或米黄色，不透明液体培养基：生长较为迅速，一般1~2周即可生长；颗粒状沉淀生长结核分枝杆菌在L-J培养基上的菌落，培养30d结核分枝杆菌在液体培养基中颗粒状沉淀生长生化反应糖类发酵试验(-)触酶试验(+)热触酶试验(-)可合成烟酸和还原硝酸盐与非结核分枝杆菌区别：触酶试验(+)、热触酶试验(+)与牛分枝杆菌区别无内毒素不产生外毒素和侵袭性酶类主要菌体成分及其作用脂质蛋白质多糖核酸荚膜脂质磷脂刺激单核细胞增生，抑制蛋白酶的分解作用，使病灶组织溶解不完全，形成结核结节和干酪样坏死分枝菌酸：抗酸性索状因子(cordfactor)：6,6-双分枝菌酸海藻糖，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，引起慢性肉芽肿蜡质D：肽糖脂与分枝菌酸的复合物佐剂作用，引起迟发型超敏反应硫酸脑苷脂和硫酸多酰基化海藻糖：能结合中性红燃料抑制吞噬细胞中的吞噬体与溶酶体融合，使结核分枝杆菌在细胞内存活蛋白质•结核菌素(tuberculin)，与蜡质D结合，引起迟发型超敏反应多糖：半乳糖、甘露醇、阿拉伯糖等•使中性粒细胞增多，引起局部病灶细胞浸润核酸•rRNA刺激机体产生特异性细胞免疫荚膜•与吞噬细胞表面的CR3结合，帮助结核分枝杆菌在宿主细胞上的黏附与入侵•多种酶可降解宿主组织中的大分子物质，提供入侵的结核分枝杆菌繁殖所需的营养•防止宿主的有害物质进入结核分枝杆菌抵抗力四怕–乙醇–湿热：62~63℃15min–紫外线：直射日光2~3h–抗痨药物（链霉素、异烟肼、利福平等），但长期使用会出现耐药性四不怕–干燥：干痰6~8个月，尘埃8~10d–酸(3%HCl或6%H2SO4)或碱(4%NaOH)有抵抗力，30min–碱性染料–青霉素等抗生素变异性形态结构–经青霉素、环丝氨酸、溶菌酶、异烟肼作用变成L型结核菌：颗粒状、丝状、Much颗粒毒力–卡介苗BCG：1908年，Calmette和Guérin将牛分枝杆菌培养于含胆汁、甘油、马铃薯的培养基中，经13年230次传代而获得的对人物致病性的减毒活疫苗株--卡介苗(BacilleCalmette-Guérin,BCG)耐药性–耐异烟肼、利福平、链霉素及其他抗结核药物的结核菌株日益增多；MDR二、致病性不产生内、外毒素无侵袭性酶致病性主要由于菌体成分细菌在组织细胞内顽强繁殖引起炎症反应代谢产物毒性作用机体对菌体成分产生的免疫应答导致免疫损伤致病物质荚膜与吞噬细胞表面CR3结合，细菌黏附与入侵防止宿主抑制物质进入菌体降解宿主组织中的大分子物质脂质索状因子（引起慢性肉芽肿）磷脂（形成结核结节和干酪样坏死）硫酸脑苷脂（抑制吞噬体与溶酶体溶合）蜡质D（引起迟发型超敏反应）蛋白质引起迟发型超敏反应多糖局部病灶中性粒细胞浸润结核分枝杆菌可通过呼吸道、消化道和破损的皮肤进入机体，侵犯多种组织器官--结核病肺部感染--肺结核原发感染•多见于儿童•飞沫、飞沫核、尘埃•原发灶•原发综合征•转归原发后感染肺外感染原发感染结局机体抵抗力强形成结核结节→纤维化→钙化→自愈（但病灶内常有细菌的潜伏）机体抵抗力差活动性肺结核→干酪样坏死全身播散→粟粒样结核肺泡渗出性炎症（原发灶）肺门淋巴结（肿大）沿淋巴管扩散（炎症）原发综合征（哑铃型）特点：特异免疫没有建立，故局部病变较轻，但易扩散结核分枝杆菌→肺泡→巨噬细胞→巨噬细胞内繁殖→巨噬细胞死亡崩解↓原发综合征原发感染结局机体抵抗力强形成结核结节→纤维化→钙化→自愈（但病灶内常有细菌的潜伏）机体抵抗力差活动性肺结核→干酪样坏死全身播散→粟粒样结核肺泡渗出性炎症（原发灶）肺门淋巴结（肿大）沿淋巴管扩散（炎症）原发综合征（哑铃型）特点：特异免疫没有建立，故局部病变较轻，但易扩散结核分枝杆菌→肺泡→巨噬细胞→巨噬细胞内繁殖→巨噬细胞死亡崩解↓原发后感染常见成人内源性感染：原发病灶潜伏的结核分枝杆菌引起外源性再感染：再次侵入特点病灶多局限，常发生在肺尖部位局部病症较重•主要表现为慢性肉芽肿性炎症，形成结核结节•易发生纤维化或干酪样坏死，可形成空洞--开放性肺结核慢纤空洞性结核肺外感染部分患者结核分枝杆菌可经血液、淋巴液扩散侵入肺外组织器官：脑、肾、骨、关节、生殖器官等骨结核、肠结核、肾结核、结核性脑膜炎、结核性腹膜炎、结核性胸腔炎、结核性关节炎免疫力低下者：全身播散性结核痰菌被咽入消化道或食入了消毒不严格的牛奶：肠结核、结核性腹膜炎等通过破损皮肤感染：皮肤结核大多与结核分枝杆菌L型有关三、免疫性与超敏反应免疫性结核分枝杆菌是胞内感染菌感染后能产生多种抗菌体蛋白的抗体，但仅对细胞外的细菌具有一定作用，而对细胞内细菌不起作用感染后诱发机体产生由T淋巴细胞介导的两种免疫应答反应•细胞免疫应答•迟发型超敏反应巨噬细胞呈递抗原释放多种细胞因子活化CD8T细胞活化CD4T细胞活化巨噬细胞杀伤含有TB菌的靶细胞促吞噬细胞吞噬杀灭TB菌的能力三、免疫性与超敏反应免疫性：感染、免疫、超敏反应共存结核分枝杆菌是胞内感染菌感染后能产生多种抗菌体蛋白的抗体，但仅对细胞外的细菌具有一定作用，而对细胞内细菌不起作用感染后诱发机体产生由T淋巴细胞介导的两种免疫应答反应•细胞免疫应答•迟发型超敏反应：蛋白质+蜡质D有菌免疫/感染免疫(infectionimmunity)•抗结核免疫力的持久性，依赖于结核分枝杆菌或其组分在体内的存在，一旦体内结核分枝杆菌或其组分全部消失，抗结核免疫力也随之消失免疫与超敏反应结核分枝杆菌感染时，细胞免疫与迟发型超敏反应同时存在郭霍现象(Koch’sphenomenon)以前感染过或免疫豚鼠正常豚鼠24-48h10-14d局部红肿、浅溃疡局部红肿、溃疡不扩散，脱落后自行愈合坏死，经久不愈有毒TB菌全身扩散皮下郭霍现象免疫与超敏反应结核分枝杆菌感染时，细胞免疫与迟发型超敏反应同时存在郭霍现象(Koch’sphenomenon)结核分枝杆菌诱导机体产生免疫和超敏反应的物质不同结核分枝杆菌核糖核酸(rRNA)结核菌素蛋白、蜡质D结核菌素试验原理应用结核菌素进行皮肤试验来测定机体对结核分枝杆菌是否能引起迟发型超敏反应的一种试验可疑患者曾否感染过结核分枝杆菌；接种卡介苗后是否阳转；检测机体细胞免疫功能试剂旧结核菌素（oldtuberculin，OT）：通过将结核分枝杆菌接种于甘油肉汤培养基中，培养4~8周加热浓缩过滤而成；主要成分为结核分枝杆菌蛋白，也含有结核分枝杆菌生长过程中产生的其他代谢产物和培养基成分纯蛋白衍化物（purifiedproteinderivative，PPD）:OT经三氯醋酸沉淀后的纯化物；PPD-C