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1、第14章 分枝杆菌属,主讲人： 临床微生物学组(14届)全国委员 中 华 医 学 检 验 全 书 主 编 北华大学临床微生物学 教 授 海 南 医 学 院 客座教授 李影林 2011年4月,掌握：分枝杆菌的共同特性和医学上重要的分枝杆菌；结核分枝杆菌细胞壁脂类含量与其染色性、培养特性、抵抗力和致病性的关系；结核分枝杆菌的致病机理；结核菌素试验的原理、结果意义及应用价值；结核分枝杆菌的微生物学检查原则及特异性预防。 熟悉：结核分枝杆菌的生物学特性；非结核分枝杆菌与结核分枝杆菌的区别；麻风分枝杆菌的致病特点、微生物学诊断。 了解：非结核分枝杆菌的致病情况；麻风病防治原则。,目的要求,分枝杆菌属,分
2、枝杆菌属概 述,一、概念 分枝杆菌属(Mycobacterium)从形态上看是一类细长略弯曲的杆菌，它在繁殖时有分枝生长的趋势，故称为分枝杆菌。这类细菌用一般染色法不易着色，但一经着色后，有抵抗盐酸和酒精的脱色能力，故又名为抗酸性细菌。,二、分类,根据国际分枝杆菌分类研究组（IWGMT）的方案将本菌分为三类： 缓慢生长菌 迅速生长菌 不能培养菌,分枝杆菌属的分类,三、共 同 特 点,1.细长略弯曲的杆菌，有分枝生长的现象。 2.无特殊构造,细胞壁含有大量脂质。 3.不易着色，可抵抗强酸的脱色作用 （抗酸杆 菌）。 4.专性需氧，致病性分枝杆菌营养要求高，生 长缓慢（1820h一代）。 5.致病
3、性与菌体成分有关。 6.均引起慢性疾病，并都伴有肉芽肿。,结核分枝杆菌,引起结核病的病原菌， 人型和牛型结核分枝杆菌有致病作用。,第一节,形态与染色,1.形态：细长略弯曲的杆菌，有分枝；其特点是有时单独存在，有时平行相聚排列 。 .染色性：G+ ，不易着色，但用齐-尼（Ziehl-Neelsen）抗酸染色法染色后，不易被3%盐酸酒精脱色呈阳性（红色） 。非抗酸菌和背景被美蓝染成蓝色。,.环境不利时（如慢性病灶、痰中或经过治疗，产生耐药性后，及陈旧培养物）菌体会出现串珠样颗粒状结构称为Much颗粒 。,.无芽胞、无鞭毛，电镜下观察：菌外有一层薄的弹性膜，膜外有一层较厚的粘液层荚膜。,结核分枝杆菌
4、金胺“O”染色,培养特性,.专性需氧。 pH6.56.8。 .营养要求特殊。 常用Lowenstein-Jensen固体培养基（分离用）和苏通液体培养基（多用于制造结核菌素等生物制剂）。馋 .生长缓慢，约18分裂1代，24周才见菌落生长。懒 .典型菌落：粗糙型。菌落呈颗粒、结节或菜花状，乳白色或米黄色、粗糙、不透明。癞 .液体培养基：在表面形成菌膜，有毒株在液体培养在中形成索状因子、无毒株则无此现象，有毒菌株可呈索状生长。,结核分枝杆菌菌落特点（L-J培养基）,生化反应：不活跃,1各型菌均不发酵糖类，产生H2O2酶。 结核分枝杆菌触酶（+）、热触酶（-） 非结核分枝杆菌两种均为（+） 。 2人
5、型结核分枝杆菌能合成烟酸，还原硝酸盐，耐受噻吩-2-羧酸酰肼。 而牛型结核分枝杆菌不能。 3人型和牛型结核分枝菌中性红试验性，无毒株则阴性，亦失去索状生长现象。,二者鉴别的依据,二者鉴别的依据,有毒株和无毒株的区别,结核分枝杆菌菌落特点（L-J培养基）,(四)抵抗力：较强,NaOH,丝,四四丝,丝,1形态变异：颗粒状（Moch颗粒）或丝状 2菌落变异：由致病性R型非致病性的S型。 3毒力变异：,变 异 性,什么叫卡介苗？ 1901年法国人Nocard 从牛奶中分离出强毒的牛型结核分枝杆菌，保存在培养基中。1923年法国学者Calmette和Guerin二氏用含甘油、牛胆汁和马铃薯的培养基上培养
6、，每隔23周掉换培养基一次，积年累月，如此更换13年之久，共230代之多，将有毒株变为对人无毒性的，但抗原性不消失的活的牛型结核分枝杆菌，称为“卡介苗”或BCG（Bacille Calmette-Guerin）以志二氏之名。用这种无毒的，但具有抗原性的牛型结核分枝杆菌给人注射（或口服）后可预防结核病。,4耐药性变异 （1）基因突变：单一突变较双重或多重突变多见。 利福平是由结核分枝杆菌编码RNA聚合酶b亚基（YPOB）的基因突变。 链霉素其作用机制是在核糖体水平干扰结核分枝杆菌蛋白质的合成。 其耐药机制主要是结核分枝杆菌编码核糖体S12蛋白的rPSL基因发生突变，以及编码16SrRNA的rrs
7、基因突变。 异烟肼其耐药机制与结核分枝杆菌过氧化氢酶和过氧化物酶的失活有关。,（2）形成L型细菌。很可能系高效化学药物和强化治疗的产物。,致病物质（1）,致病性,1.荚膜：主要成分为多糖，部分为脂质和蛋白质 （1）与吞噬细胞表面的补体受体3（CR3）结合与菌的黏附和入侵有关。 （2）荚膜中的多种酶可降解宿主组织中的大分子物质，为结核分枝杆菌提供营养。 （3）防止宿主的有害物质进入结核分枝杆菌（小分子的40g/LNaOH也不易进入）。 （4）抑制吞噬体与溶酶体的融合。,2.脂质 （1）磷脂：促使单核细胞增生，引起结核结节形成与干酪样坏死。 （2）索状因子：存在于有毒株的细胞壁中，为分枝菌酸和海藻
8、糖结合的糖脂。能破坏细胞线粒体膜，抑制氧化磷酸化过程。抑制白细胞游走和引起慢性肉芽肿。与结核分枝杆菌毒力密切相关。 （3）蜡质D：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：抑制吞噬细胞中吞噬体与溶酶体的结合，使其能在吞噬细胞中长期存活。,致病物质（2）,3.蛋白质（结核菌素）：与蜡脂D结合使机体产生迟发型变态反应,参与结核结节的形成,蛋白质有抗原性,可刺激机体产生相应抗体。 4.多糖：主要有阿拉伯半乳聚糖和阿拉伯甘露聚糖，与脂质成分结合存在于细胞壁中。作用机制尚不清楚。 5.分枝杆菌生长素：脂溶性的铁螯合剂,对铁有亲和力。可将环境中的铁转运到菌体内，铁是结核分枝杆菌生长必
9、要的微量元素，即与宿主竞争铁，故是一种毒力因子。,致病物质（3）,所致疾病,传染源：病人 传播途径：呼吸道、消化道、破损的皮肤粘膜 等途径。,结核，尤其以肺结核多见。,肺部感染,原发感染：多见于儿童 继发感染：多见于成人，有局限性,肺外感染：脑、肾、肠结核，结核性腹膜炎等。,继发性肺结核,肺结核的两种表现,原发感染：原发综合征,原发后感染：干酪样坏死、空洞,原发综合征：原发灶、淋巴管炎、肺门淋巴结肿大呈哑铃形病损。,病程呈慢性渐进性：病灶多局限呈干酪样坏死，若结节破溃，则可形成空洞，排出大量病菌传染性强。,感染 免疫 超敏反应 同时存在,空洞病损,粟粒性（多发性）病损,致 病 机 制(1),T
10、B菌,呼吸道 消化道 皮肤黏膜 尿路,易感机体,吞噬细胞吞噬,菌量少 毒力低,菌量多 毒力强,吞噬细胞的非特异性杀菌活力所杀灭,细菌大量繁殖,导致宿主 细胞裂解,释放 细菌,再次被其他巨噬细胞吞噬,结核分枝杆菌 及其宿主细胞 产生的C5a等,可吸引更多的巨噬细胞和中性粒细胞,向局部 聚 集,炎症,早期病灶 原发结核,24W,产生,细胞免疫反应,迟发性超敏反应,导致,代谢增加 吞噬、消化、分泌 处理抗原能力,有效杀灭结核分枝杆菌,致 病 机 制(2),1.细胞免疫反应,结核分枝杆菌,致敏,CD4 细胞,再次遇到相 同抗原刺激,产生,释放,多种淋 巴因子,激活巨 噬细胞,导致,代谢增加,吞噬、消化
11、、分泌,处理抗原能力,有效杀灭结核分枝杆菌,2.迟发型超敏反应 T细胞介导，巨噬细胞为效应细胞，针对细菌及其代谢产物产生超常反应。 由于淋巴细胞和巨噬细胞释放TNF和蛋白水解酶等产物的直接作用，以及造成局部血管栓塞和缺血的间接作用，引起细胞坏死和干酪样病变，造成组织损伤和破坏，形成空洞。结核分枝杆菌易大量繁殖并扩散。,传染免疫（有菌免疫） 即只有当TB菌在体内存在时才有免疫力，一旦体内的TB菌被杀灭，免疫力也随之消失。,伴有变态反应 结核菌素蛋白、蜡质D产生变态反应 结核分枝杆菌核蛋白体RNA产生免疫,免疫性,细胞免疫为主,超敏反应,何谓郭霍现象（Koch phenomenon）？,将一定量结
12、 核分枝杆菌,健康豚鼠 第一次 皮下注射,局部发生坏死性 溃疡，不易愈合,10 14d,附近淋巴 结肿大,细菌扩 散全身,已感染过的豚鼠 第 二 次 皮下注射,局部发生溃疡， 但较浅易愈合,附近淋巴 结不肿大,细菌很 少扩散,迅速,12d,结核分枝杆菌核糖体RNA（rRNA）引起免疫反应 结核菌素蛋白与蜡质D共同刺激产生迟发性超敏反应,意义：因为在自然感染过程中，细胞免疫与迟发性超敏反应同时存在。因此通过测定机体对结核分枝杆菌有无超敏反应可判定对结核有无免疫力，常用结核菌素来测定。,结核菌素试验,原理：迟发型变态反应，应用结核菌素进行皮肤试验，测定机体对结核分枝杆菌是否能引起变态反应。 试剂：
13、OT(oid tuberculin，OT) 旧结核菌素 PPD（purified protein derivative，PPD） 纯蛋白衍生物 PPD-C 由人结核分枝杆菌 提取 BCG-PPD 由卡介苗制成 方法：OT或PPD 5u（0.1ml）前臂皮内注射，4872 h观察结果。 红肿硬结 5mm 者为阳性，15mm为强阳性， 红肿硬结5mm者为阴性。 若两侧接种时，两侧红肿中，若PPD-C侧BCG-PPD侧为感染。 若PPD-C侧BCG-PPD侧为卡介苗接种所致。,PPD,方 法,结果判定： . 阴性（-）：注射部位有针眼大的红点或稍有红肿， 硬结直径小于5mm。 . 阳性（+）：硬结直
14、径超过5mm,而在15mm以下者。 .强阳性（+）：注射部位反应较强或硬结。直径超过15mm以上。或有水泡发紫、淋巴管炎及全身反应。,结核菌素反应,迟发型超敏反应（DTH）：阳性者表现为红肿硬结 检验卡介苗的接种效果； 衡量机体免疫状态。,菌,对结核分枝杆菌有,老年人或免疫功能低下者。,接种过卡介苗,应用： 选择BCG接种对象和免疫效果的测定 作为婴幼儿结核病的辅助诊断 测定肿瘤患者的细胞免疫功能 在未接种BCG的人群中调查结核流行情况。,微生物学检查,标本采集：根据感染部位不同 直接涂片镜检：抗酸染色、金胺染色 浓缩集菌：离心沉淀 分离培养：24w观察菌落，生化、药敏试验 动物试验：豚鼠腹股
15、沟皮下接种 快速诊断：PCR、核酸探针、DNA 、色谱分析技术、Bactec TB-460系统等,防治原则,预防（1）加强卫生管理，改善营养条件。 （2）早期发现和治疗病人 （3）接种卡介苗（BCG） 治疗：链霉素、利福平、异烟肼、对氨 水杨酸、乙胺丁醇等 强调联合、足程、合理用药,第二节 牛分枝杆菌,本菌引起牛的结核感染。人饮用被此菌污染的牛乳也可被感染。一般不引起肺部感染，主要引起髋关节、膝关节及脊椎部骨髓病变及淋巴结感染。但由呼吸道吸入也可发生与结核分枝杆菌相同的感染。不易区别！ 本菌的生物学性状及毒力与结核分枝杆菌很相似。,是引起慢性传染病麻风的病原体,麻风分枝杆菌,第三节,生物学性状,形态染色： 1麻风分枝杆菌形态及大小均与结核分枝杆菌相似。但较结核分枝杆菌为短粗，G+菌。 2长短不一，常相聚成团，如球形或平行束状排列，如一捆柴或一束香烟。 3多存在于麻风细胞（或泡沫细胞）内 4经治疗后，麻风分枝杆菌多呈不典型的形态，呈破碎的菌体或似颗粒型。 5无芽胞、无荚膜、无鞭毛不能运动。 6抗酸性染色，其性能较结核分枝杆菌略差 。 典型胞内菌。 麻风细胞：胞浆呈泡沫状,培养：人工体外培养迄今尚未成功 仅建立动物感染模型,致病性与免疫性,传播途径：破损的皮肤、粘膜，呼吸道和 接触传播,传染源：患者（瘤型）,免疫力：与结核分枝杆菌相似， 以细胞免疫为
