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棒状杆菌属介绍

2021.5.21

棒状杆菌属（Corynebacterium）细菌种类较多，其中白喉棒状杆菌（C. diphtheriae）致病性强，可引起白喉（diphtheria）。此外，还有假白喉棒状杆菌、结膜干燥杆菌、阴道棒状杆菌、痤疮棒状杆菌等，一般统称为类白喉杆菌（diphtheroid bacilli）。这些菌分别寄生于人鼻腔、咽喉、眼结膜、外阴和皮肤等处，一般无致病性，多为条件致病菌。以下介绍的是白喉棒状杆菌。

一、生物学性状

形态与染色菌体为0.3～0.8μm×1～5μm细长弯曲的棒状杆菌。革兰阳性，菌体粗细不一，常一端或两端膨大呈棒状，故名。排列不规则，呈栅栏状，无荚膜，无鞭毛，不产生芽胞。用美蓝或奈瑟染色（Neisser stain）后，菌体两端或一端可见着色较深的异染颗粒（metachromatic granules）（图21-1）。细菌衰老时异染颗粒可消失，有鉴定意义。

奈瑟染色，1000倍

培养特性与生化反应需氧或兼性厌氧。生长适宜温度为34℃～37℃，适宜的pH为7.0～7.6。细菌在含有凝固血清的吕氏培养基（L?effler medium）上生长迅速，12～18小时即形成细小、灰白色、湿润、圆形突起的菌落。涂片染色，菌体形态典型，异染颗粒明显。本菌在含有0.03%～0.04%亚碲酸钾（K2TeO2?3H2O）血琼脂平板上生长时，能使其还原为元素碲，故菌落呈黑色。白喉棒状杆菌分解葡萄糖和麦芽糖产酸；有的菌株分解淀粉和糖原，但不产气。根据白喉棒状杆菌对亚碲酸钾的还原能力、菌落的形态及生化反应可将白喉棒状杆菌区分为3种类型：重型（gravis）、轻型（mitis）和中间型（intermedius）。重型菌落较大、灰色、能分解淀粉、不溶血；轻型菌落小、黑色、不分解淀粉、能溶血；中间型菌落，中心黑色边缘灰色、不分解淀粉、不溶血。我国以轻型为多见。三型的产毒株均能使人致病，但疾病的轻重与细菌型别无明显关系。型别鉴定有助于掌握白喉流行规律，指导制定预防措施。

变异白喉棒状杆菌形态、菌落和毒力均可发生变异。菌落能由S型变为R型。当无毒株白喉棒状杆菌携带棒状杆菌噬菌体而成为溶原性细菌时，便可产生白喉毒素并遗传下去。

抵抗力白喉棒状杆菌对干燥、寒冷和日光的抵抗力较其他无芽胞细菌强。在衣物、床单、儿童玩具等各种物品中可生存数日至数周。在干燥的假膜中能存活3个月以上。但对湿热的抵抗力不强，100℃1分钟或58℃10分钟即可将其杀死。对一般消毒剂敏感，1%石炭酸、3%来苏儿10分钟均可将其杀死。对青霉素及多数广谱抗生素敏感，但对磺胺不敏感。

二、致病性与免疫性

致病物质包括白喉毒素、索状因子和K抗原三种致病物质。

1．白喉毒素（diphtherotoxin）是一种毒性强、具有高度抗原性的蛋白质，分子量63?103，由A、B两个肽链经二硫键连接组成。经胰酶处理后二者可解离。A链分子量24?103，较稳定，耐高热（100℃），耐蛋白酶的作用，在pH2～pH12之间稳定，其作用是抑制易感细胞蛋白质的合成；B链为39?103，不稳定，在上述条件下可迅速被破坏，其本身无毒性，可协助A链进入易感细胞内。细胞内蛋白质合成过程中，需要延伸因子1（elongation factor l，EF-1）和延伸因子2（EF-2）。EF-1 使氨酰tRNA与核糖体结合，EF-2的作用在于转位，使肽基tRNA在核糖体上由受位（A位）转移到供位（D位）。而白喉毒素A链促使辅酶Ⅰ（NAD）上的腺苷二磷酸核糖（ADPR）部分与EF-2结合，而使EF-2失活，抑制氨基酸转移至肽链，阻断了宿主细胞蛋白质合成，引起组织坏死和病变。

2．索状因子（cord factor）是细菌表面的一种毒性糖脂，即海藻糖-6-6’双分枝菌酸。它能破坏哺乳动物细胞中的线粒体，影响细胞呼吸与磷酸化。

3．K抗原是细胞壁外面的一种不耐热糖蛋白，具有抗吞噬作用。白喉棒状杆菌的K抗原有利于细菌在粘膜表面的定植。

所致疾病白喉棒状杆菌存在于患者或带菌者鼻咽腔内，经飞沫或污染物品传播，引起白喉（diphtheria）。白喉棒状杆菌最常侵犯的部位是咽喉和气管粘膜。偶尔也侵犯中耳、眼结膜、鼻、阴道等处粘膜，甚至皮肤创口。细菌感染机体后，在鼻、咽粘膜上繁殖并分泌外毒素。经2～7天潜伏期，局部由于细菌和毒素的作用。渗出的纤维素和白细胞及坏死组织凝固在一起。形成灰白色膜状物，即假膜（pseudomembrane）。此假膜与粘膜下组织紧密粘连。咽、喉、气管粘膜水肿及假膜脱落，可引起呼吸道阻塞，甚至窒息死亡。细菌一般不入血，只是外毒素入血（毒血症），并与易感组织细胞如心肌、肝、肾上腺或支配咽、腭肌等的外周神经结合，临床上表现有心肌炎、软腭麻痹、声嘶、肾上腺功能障碍、血压下降等症状。

免疫性白喉的免疫主要依靠抗毒素。人体血清中抗毒素含量超过0.01U/ml以上者，即有免疫力。白喉病后、隐性感染及预防接种均可获得免疫力。抗毒素的作用是阻止白喉毒素B链与易感细胞结合，使A链不能进入细胞内发挥毒性作用。新生儿可通过胎盘自母体得到抗毒素而有免疫力。出生后这种被动免疫逐渐消失，至1周岁时几乎全部易感。以往50%白喉患者是5岁内儿童。近年来由于婴幼儿及学龄前儿童普遍进行预防接种，儿童与少年发病率有所降低。

调查人群对白喉的免疫力可用锡克试验（Schick test）进行测定。锡克试验的原理是毒素和抗毒素皮内中和试验。皮内注射毒素后24～48小时无反应时，说明体内有抗毒素，对白喉有免疫力。阳性反应则相反。锡克试验除用于检查对白喉有无免疫力外，尚可用于检查白喉预防接种后机体是否产生免疫力。因观察时间长，现已很少采用。为了简便快速，目前有人采用白喉毒素致敏的红细胞做凝集试验来测定血清中的抗毒素水平。

三、微生物学检查法

对可疑白喉病人一般可以在微生物学检查确诊之前，立即给予抗毒素及抗生素治疗。微生物学检查可用于临床确诊，也用于流行病学调查。主要是用棉拭子从患者病变部位假膜边缘取材作为标本，进行涂片镜检、分离培养及毒力试验。

涂片镜检将棉拭子标本直接涂片，进行美蓝、革兰或奈瑟染色法染色后镜检。如有典型形态的白喉棒状杆菌，结合临床症状可做初步诊断。

分离培养　将标本接种于吕氏血清斜面上，培养至18小时即可见灰白色小菌落，再涂片染色镜检。必要时用生化反应和毒力试验进一步鉴定。为快速诊断，可在吕氏血清斜面培养基培养6～12小时后，取菌再做涂片、镜检，检出率高。

毒力试验　是鉴别产毒白喉棒状杆菌与其他棒状杆菌的重要方法。

1．豚鼠试验　选体重250g的豚鼠2只。其中一只于试验前12小时由腹腔注射白喉抗毒素250～500单位作为对照。然后2只豚鼠均于皮下注射待检菌的48小时培养液2ml。若于2～4天试验动物死亡而对照动物存活，表明待检菌能产生白喉毒素。

2．琼脂平板毒力试验又称Elek平板毒力试验。此法是在含马血清、蛋白胨或猪胃消化液的平板上，将待检菌和阳性对照产毒菌平行划线接种在平板上。然后垂直铺一条浸有白喉抗毒素的滤纸片。孵育24～48小时，若待检菌产生白喉外毒素，则在纸条与菌苔交界处出现有白色沉淀线。此外，尚可用对流电泳法以抗毒素检测待检菌培养液中的毒素；或用SPA协同凝集法，将白喉抗毒素IgG吸附于SPA上，检测待检菌培养物上清液中的毒素。此二种方法简单快速，敏感性也较高。

四、防治原则

人工自动免疫　注射白喉类毒素能显著地降低白喉的发病率和死亡率。目前我国应用白喉类毒素、百日咳菌苗、破伤风类毒素的混合制剂（DPT混合疫苗）进行人工自动免疫，效果良好。婴儿满月即可接种白百破疫苗，以后在3～4岁和6～8岁时各加强注射一次。锡克试验阳性的青少年及成年人也需接种白喉类毒素。

人工被动免疫　白喉病人及与白喉病人密切接触的易感儿童需肌肉注射1000～2000单位白喉抗毒素进行紧急预防。同时应注射白喉类毒素以延长免疫力。此外，还要注意带菌者检查及对病人的隔离治疗。对白喉患者的治疗要早期、足量注射白喉抗毒素。注射前做皮肤试验，阳性者应采取脱敏注射。

抗菌治疗应用青霉素、红霉素，不仅能抑制白喉杆菌，还能抑制混合感染的细菌生长，预防继发感染及恢复期带菌者的出现。

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