感染性疾病
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第二节 临床常见病原细菌

一、分类

细菌是原核生物界的一种单细胞微生物,有广义和狭义两种范畴,广义上泛指各类原核细胞型微生物,包括细菌、放线菌、支原体、衣原体、立克次体和螺旋体。狭义上则专指其中数量较大、种类最多、具有典型代表性的细菌。根据革兰染色法可将细菌分为两大类,呈紫色即为革兰阳性菌(G +菌),呈红色即为革兰阴性菌(G -菌)。根据细菌代谢时对分子氧的需要与否,可分为专性需氧菌、微需氧菌、兼性厌氧菌、专性厌氧菌(详见表2-2-1)。细菌能引起感染的能力与其致病性有关,强弱程度用毒力表示,由侵袭力和毒素构成。侵袭力包括荚膜、黏附素和侵袭性物质等,毒素可分为外毒素和内毒素。
表2-2-1 细菌的分类
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二、常见革兰阳性菌

临床常见G +菌包括金黄色葡萄球菌、肺炎链球菌、化脓性链球菌等革兰阳性球菌,也包括炭疽杆菌、产单核李斯特菌等需氧革兰阳性杆菌。本节从生物学特征、致病物质及所致感染三个方面来介绍(见表2-2-2)。

(一)金黄色葡萄球菌 1.生物学特征

需氧或兼性厌氧革兰阳性球菌。在血琼脂板上菌落呈金黄色,在菌落周围可见完全透明溶血环(β溶血),DNA酶和血浆凝固酶试验均阳性。

2.致病物质

葡萄球菌中金黄色葡萄球菌毒力最强,通过在宿主体内的增殖、扩散和产生有害的酶和毒素引起宿主致病。致病物质包括:①酶:葡萄球菌可产生血浆凝固酶,该酶使加入抗凝剂的人或兔血浆凝固,可作为鉴定致病性葡萄球菌的重要指标。凝固酶阳性菌株进入机体后,使血浆中的纤维蛋白沉积于细菌表面,阻碍吞噬细胞的吞噬作用,容易使感染局限并形成血栓,还能自我保护不受血清中杀菌物质的破坏;其他酶类包括纤维蛋白溶酶、耐热核酸酶、脂酶和透明质酸酶等。②外毒素:金黄色葡萄球菌可产生4种不同抗原型溶血毒素,α、β、γ和δ,对人类有致病作用的主要是α溶血毒素,α溶血毒素对红细胞有溶血作用,可损伤白细胞、血小板、巨噬细胞、肝细胞等;肠毒素可引起食物中毒;此外还包括杀白细胞素、表皮剥脱素、中毒性休克综合征Ⅰ型毒素。③细胞表面结构,如荚膜、肽聚糖、磷壁酸、蛋白A(SPA)等。

3.所致感染

主要引起局部组织的化脓性感染(疖、痈和创伤感染),各种器官的化脓性感染如气管炎、肺炎、脓胸、中耳炎、骨髓炎等,全身感染如败血症、脓毒血症等;由细菌外毒素引起的疾病有肠毒素性胃肠炎、烫伤样皮肤综合征和中毒性休克综合征。

(二)肺炎链球菌 1.生物学特征

革兰阳性球菌,营养要求高,兼性厌氧。在血琼脂平板上培养形成细小菌落,周围有草绿色溶血环(α溶血)。

2.致病物质

①荚膜:荚膜有抗吞噬作用,是肺炎链球菌的主要毒力因子。②肺炎链球菌溶血素和磷壁酸、肽聚糖、C多糖等细胞壁等成分激活补体旁路和传统途径,引起强烈炎性反应,是造成组织损伤的主要机制。

3.所致感染

肺炎链球菌为口腔和鼻咽部正常菌群,一般不致病。仅在感染、营养不良和抵抗力下降等因素致呼吸道异常或受损伤时才引起感染,如在寒冷刺激、感冒和麻疹后,可引起大叶性肺炎和支气管炎,还可引起化脓性脑膜炎、中耳炎、乳突炎、鼻窦炎、脑脓肿、菌血症和心内膜炎等。

(三)草绿色链球菌(α溶血性链球菌)

草绿色链球菌菌落周围有草绿色溶血环,称甲型溶血或α溶血。多为机会致病菌。通常是人体上呼吸道、口腔、胃肠道、女性生殖道的正常菌群,但该菌也可以入侵人体无菌部位,引起危及生命的感染。草绿色链球菌是感染性心内膜炎的主要病原菌,也可成为脑、肝和腹腔内感染的病原菌。当拔牙或摘除扁桃体时,寄居在口腔的这类细菌可侵入血流引起菌血症。一般情况下,少量菌很快被肝、脾、淋巴结和骨髓中的吞噬细胞清除。但在心瓣膜有病损或人工瓣膜患者体内的瓣膜上,细菌就可停留繁殖,引起亚急性细菌性心内膜炎。

(四)化脓性链球菌(A群β溶血性链球菌) 1.生物学特征

化脓性链球菌是临床上最重要的链球菌,也是链球菌中对人致病力最强的细菌,属A群β溶血性链球菌。革兰阳性球菌,多数菌株呈兼性厌氧。在血琼脂平板上形成小圆形的灰白色菌落。菌落周围形成完全溶血的透明溶血环(β溶血现象)。

2.致病物质 (1)胞壁成分:

①脂磷壁酸和F蛋白,它们与细胞膜亲和力高,能使该菌定植在皮肤和呼吸道黏膜表面;②M蛋白:具有抗吞噬和抵抗吞噬细胞内杀菌作用的能力;③肽聚糖:具有致热、溶解血小板、提高血管通透性等作用。

(2)外毒素:

①致热外毒素,又称红疹毒素或猩红热毒素,是人类猩红热的主要毒性物质;②链球菌溶血素:溶解红细胞、破坏白细胞和血小板;分为链球菌溶素O和链球菌溶素S两种,活动性风湿热患者中的血清SLO抗体显著增高。

(3)侵袭性酶:

透明质酸酶、链激酶、链道酶等。

3.所致感染

化脓性链球菌是引起化脓性感染的主要病原菌,致病力最强,可引起痈、蜂窝织炎、急性咽炎、扁桃体炎、丹毒、脓疱疮、猩红热、医源性伤口感染和产后感染等。此外其感染后也可发生急、慢性风湿热和急性肾小球肾炎等严重变态反应性并发症。抗链球菌溶素O试验(ASO test),简称抗O试验,常用于风湿热的诊断。

(五)肠球菌 1.生物学特征

需氧或兼性厌氧菌。对营养要求较高,在含有血清的培养基上生长良好。在血平板上可形成灰白色、不透明、表面光滑、直径0.5~1mm大小的圆形菌落,不同的菌株可呈β溶血或α溶血。

2.致病因素

肠球菌在生化反应上能耐受高盐和胆汁培养基,并对许多抗菌药物表现为固有耐药。

3.所致感染

肠球菌是人类肠道的正常菌群,是医院感染的重要病原菌之一,常发生在长期住院、年老体弱、腹膜透析、留置导管、广谱抗生素长期应用的患者身上。肠球菌可导致尿路感染、败血症、心内膜炎、腹腔和盆腔感染,还可引起伤口、烧伤创面、皮肤软组织及骨关节感染。因肠球菌不会产生毒素或水解酶,因此毒力不强,很少引起蜂窝织炎和呼吸道感染。

(六)产单核细胞李斯特菌 1.生物学特性

兼性厌氧,形态为球杆状,常成双排列。有鞭毛,无芽胞,可产生荚膜。营养要求不高。

2.致病物质

李斯特菌溶素O,被吞噬后在细胞内生长时释放。

3.所致感染

产单核细胞李斯特菌广泛分布于自然界,健康人均携带率低,多发生在新生儿、高龄孕妇和免疫功能低下者中,引起脑膜炎、脑炎、血流感染、流产、新生儿感染等。

(七)白喉棒状杆菌 1.生物学特征

革兰染色阳性,需氧或兼性厌氧。菌体一端或两端粗大,呈棒状。白喉棒状杆菌可发生变异,无毒株白喉棒状杆菌携带β棒状杆菌噬菌体时,便可成为产生白喉毒素的产毒株。按培养基上菌落特点和生化反应特性,分为轻型、中间型、重型,这三型都可产生外毒素,以中间型产毒株为多。

2.致病物质

①白喉毒素:是主要致病物质,是一种毒性强、抗原性强的蛋白质,抑制细胞蛋白质的合成;②索状因子:细菌表面一种毒性糖脂,破坏哺乳动物细胞中的线粒体,影响细胞呼吸与磷酸化;③K抗原:具有抗吞噬作用及利于细菌定植。

3.所致感染

白喉棒状杆菌是白喉的病原菌,白喉是一种急性呼吸道传染病,主要侵犯咽、喉、气管和鼻腔黏膜等部位,可侵犯眼结膜、阴道、皮肤伤口等,局部形成灰白色假膜,因此得名。细菌一般不进入血液,产生的外毒素可损害心肌和神经系统等。

(八)炭疽杆菌 1.生物学特征

革兰阳性粗大杆菌,芽胞为卵圆形,需氧或兼性厌氧,在普通琼脂培养基上形成灰白色粗糙型菌落。

2.致病物质

①荚膜:具有抗吞噬作用,有利于细菌在宿主体内繁殖扩散;②炭疽毒素:是造成感染者致病和死亡的主要原因,毒素损伤血管内皮细胞,使血管通透性增加形成水肿,可抑制、麻痹呼吸中枢引起呼吸衰竭死亡。

3.所致感染

炭疽杆菌主要引起牛羊等食草动物炭疽病,也可传染给人和肉食动物,临床上主要表现为皮肤坏死、溃疡、焦痂和周围组织广泛水肿及毒血症症状,偶可引致肺、肠和脑膜的急性感染,并可伴发败血症,严重时可致死亡。

(九)破伤风梭菌 1.生物学特征

菌体细长,有周鞭毛,无荚膜。芽胞呈正圆,比菌体粗,位于菌体顶端,使得细菌呈鼓槌状,此为本菌典型特征。革兰染色阳性,严格厌氧。

2.致病物质

破伤风溶血毒素和破伤风痉挛毒素两种外毒素,其中破伤风痉挛毒素是引起破伤风的主要致病物质。

3.所致感染

破伤风梭菌是导致破伤风的病原菌,在深部创伤、局部坏死组织多,同时有需氧菌或兼性厌氧菌混合感染等情况下,易造成伤口局部的厌氧微环境,有利于破伤风梭菌繁殖。其临床特征为肌强直和肌痉挛,如牙关紧闭、角弓反张等,波及的肌群主要有咬肌、背脊肌、腹肌、四肢肌等。

(十)结核分枝杆菌 1.生物学特性

结核分枝杆菌细长略弯曲,呈单个或分枝状排列,无鞭毛、无芽胞,为专性需氧菌,营养要求高,生长缓慢。一般常用齐尼抗酸性染色,呈红色。

2.致病物质

结核分枝杆菌无内毒素,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,脂质含量越高毒力越强。①脂质:磷脂能刺激单核细胞增生,并可抑制蛋白酶的分解作用,形成结核结节和干酪样坏死,脂肪酸与分枝杆菌的抗酸性有关;蜡质D能引发迟发型超敏反应;②蛋白质:最重要的是结核菌素;③多糖、核酸、荚膜等。

3.所致感染

结核分枝杆菌可通过呼吸道、消化道和破损的皮肤黏膜进入机体,侵犯多种组织脏器,引起相应器官的结核病,以肺结核最为常见。
表2-2-2 常见G +

三、常见革兰阴性菌

革兰阴性细菌包括需氧和兼性厌氧的肠杆菌科、弧菌科、非发酵革兰阴性杆菌等,脑膜炎奈瑟菌、淋病奈瑟菌等需氧革兰阴性球菌,以及韦荣球菌等厌氧革兰阴性球菌等(见表2-2-3)。
表2-2-3 常见G -
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(一)大肠埃希菌 1.生物学特征

革兰阴性短杆菌,有菌毛,兼性厌氧。

2.致病物质

①主要毒力因子:如外毒素,包括志贺毒素Ⅰ和Ⅱ,耐热肠毒素a和b、不耐热肠毒素Ⅰ和Ⅱ、溶血素A等;此外,还有内毒素(脂多糖,LPS),膜结合毒素等;②辅助独立因子:黏附素、鞭毛、荚膜、载铁蛋白和Ⅲ型分泌系统。

3.所致感染

大肠埃希菌是肠道中重要的正常菌群,并能为宿主提供一些具有营养作用的合成代谢产物。在宿主免疫力下降或细菌侵入肠道外组织器官后,即可成为机会致病菌,引起肠道外感染,以尿路感染为主,还可引起菌血症、败血症、新生儿脑膜炎、胆囊炎、手术后腹腔感染及灼伤创面感染等疾病。有一些血清型的大肠埃希菌具有致病性,导致人类胃肠炎。

(二)肺炎克雷伯菌 1.生物学特性

菌体呈卵圆形或球杆状,单个或成双排列。荚膜染色外周可见透明、环状荚膜。琼脂平板上菌落较大、隆起、黏液样,用接种环挑取呈丝状粘连,可发酵葡萄糖等多种糖类。

2.致病物质

该菌的多糖荚膜是主要的毒力因子,可抑制吞噬细胞的吞噬作用。该菌可产生多种菌毛,其中1型菌毛与细菌黏附于宿主细胞有关。

3.所致感染

肺炎克雷伯菌广泛分布于自然界水和土壤中,是人类呼吸道的常居菌,在人和动物肠道内也常见,是一种条件致病菌。肺炎克雷伯菌感染的危险因素包括年老体弱者、糖尿病和恶性肿瘤患者、抗生素应用者和婴幼儿等,可引起肺炎、脑膜炎、泌尿系统感染、败血症等疾病。

(三)流感嗜血杆菌 1.生物学特征

流感嗜血杆菌为无芽胞、无动力的革兰阴性短小杆菌。需氧或兼性厌氧,生长时需要X、V两种生长辅助因子,最适宜的培养基为巧克力琼脂平皿。流感嗜血杆菌可在金黄色葡萄球菌菌落周围生长,呈“卫星现象”。

2.致病物质

①荚膜:主要毒力因子,抗吞噬作用;②菌毛:黏附和定植于细胞;③IgA蛋白酶:能水解sIgA,降低黏膜局部免疫力。

3.所致感染

流感嗜血杆菌常是人类上呼吸道正常菌群,儿童带菌率高于成人。主要引起儿童脑膜炎、会厌炎、肺炎、脓胸、化脓性关节炎、蜂窝织炎、骨髓炎、心包炎和血流感染。引起健康人群慢性肺部疾病急性加重、中耳炎、鼻窦炎和结膜炎。脑膜炎为最严重的流感嗜血杆菌感染。

(四)铜绿假单胞菌 1.生物学特性

铜绿假单胞菌为无荚膜、无芽胞、能运动的革兰阴性菌,形态不一,成对排列或短链状,为专性需氧菌,最适宜生长温度37℃。

2.致病物质

①外毒素A是其最重要的致病、致死性物质,使哺乳动物的蛋白合成受阻并引起组织坏死,造成局部或全身疾病过程;②菌毛与鞭毛是主要的黏附素,使细菌黏附于宿主上皮细胞表面;③脂多糖:防止细菌受宿主补体的作用而溶解,该菌并可分泌多种蛋白分解酶,使宿主免疫效应器失活和分解组织成分。

3.所致感染

铜绿假单胞菌在自然界分布广泛,属条件致病菌。当手术后或某些治疗操作后(气管切开、保留导尿管)、长期应用激素、免疫抑制剂、肿瘤化疗、放疗等原因导致患者免疫功能低下时容易引起感染,可引起烧伤创面感染、肺部感染、泌尿道感染、中耳炎、脑膜炎、败血症等。

(五)鲍曼不动杆菌 1.生物学特征

鲍曼不动杆菌呈球杆状,常见成对排列,可单个存在,有时形成丝状或链状,革兰染色不易染色,无芽胞,无鞭毛,黏液型菌株有荚膜。为不发酵糖类、氧化酶阴性、不能运动的革兰阴性杆菌。

2.致病物质

抗原结构复杂,有菌体抗原和荚膜抗原。

3.所致感染

本菌存在于正常人体的皮肤、呼吸道和泌尿道,也广泛分布于自然界的水及土壤。该菌是引起医院感染的常见病原菌,常从感染患者的血、尿、脓液、呼吸道分泌物、脑脊液等标本中分离出来。本菌为条件致病菌,可引起医院获得性肺炎或者呼吸机相关性肺炎、菌血症、导管相关感染、泌尿系统感染、皮肤或术后患者的伤口感染、脑膜炎、腹膜炎等。在不发酵糖革兰阴性菌的感染中,本菌仅次于假单胞菌,近年呈上升趋势。

(六)志贺菌(痢疾杆菌) 1.生物学特征

志贺菌为革兰阴性短小杆菌。无芽胞、无鞭毛、无荚膜,有菌毛。志贺菌属细菌有O和K两种抗原。O抗原是分类基础,分为A群——痢疾志贺菌、B群——福氏志贺菌、C群——鲍氏志贺菌、D群——宋内志贺菌。

2.致病物质

①内毒素:使肠黏膜通透性增高,进一步促进对内毒素的吸收,引起发热、神志障碍,甚至中毒性休克等一系列症状;也可破坏肠黏膜,促进炎症、溃疡、坏死、出血;还可作用于肠壁自主神经系统,使肠功能紊乱、肠蠕动失调和痉挛,直肠括约肌痉挛最明显,出现腹痛、里急后重等症状;②外毒素:由A群志贺菌产生,表现为对上皮细胞的损伤;③侵袭力:痢疾杆菌对结肠黏膜上皮细胞有吸附和侵袭作用,对肠黏膜上皮细胞具有侵袭力的菌株才能引起结肠典型病变。痢疾杆菌侵入肠黏膜上皮细胞和固有层,可引起肠黏膜炎症反应,固有层小血管充血、渗出,甚至循环衰竭致上皮细胞变性、坏死,坏死的上皮细胞脱落后可形成小而浅的溃疡,产生腹痛、腹泻、脓血便。

3.所致感染

志贺菌可引起细菌性痢疾,主要有三种临床类型:①急性细菌性痢疾:又分典型、非典型及中毒型。典型的细菌性痢疾表现为腹痛、发热、大量水样便,1~2日后转为少量腹泻(有里急后重现象),便中含多量的血、黏液和白细胞。急性中毒性菌痢多见于小儿,常无明显的消化道症状而表现为全身中毒症状。②慢性细菌性痢疾:常因急性菌痢治疗不彻底,造成反复发作,迁延不愈,病程>2月。③携带者:健康带菌者是主要的传染源。

(七)沙门菌属 1.生物学特征

革兰阴性杆菌。有菌毛,周身鞭毛。无荚膜、无芽胞。兼性厌氧,营养要求不高。

2.致病物质

①侵袭力:沙门菌有毒株能侵袭小肠黏膜,还有一种耐酸应答基因保护细菌于酸性环境内,氧化酶、超氧化物歧化酶和其他因子也可保护细菌不被胞内杀菌因素杀伤;②内毒素:沙门菌死亡后释放内毒素,可使宿主体温升高、白细胞数下降,大剂量时导致中毒症状和休克;③肠毒素:鼠伤寒沙门菌可产生肠毒素。

3.所致感染

沙门菌主要通过污染的食品和水源经口感染,引起人类和动物沙门菌病,主要有:①胃肠炎:最为常见,引起轻型或暴发型腹泻,伴有低热、恶心、呕吐;②菌血症或败血症;③肠热症:即伤寒和副伤寒,最典型的是由伤寒沙门菌引起的伤寒,表现为发热,血培养或肥达反应阳性;④病毒携带者:伤寒沙门菌感染过后约3%患者可成为携带者,在粪便中可持续排菌长达1年以上。

(八)霍乱弧菌 1.生物学特征

菌体呈弧形或逗点状。兼性厌氧,在氧气充分的条件下生长更好,营养要求不高。霍乱弧菌有耐热的O抗原和不耐热的H抗原,根据O抗原不同分为不同血清群,其中O1群霍乱弧菌包括古典生物型霍乱弧菌和埃尔托生物型(EL Tor)。

2.致病物质

①霍乱肠毒素:是目前已知的致泻毒素中最为强烈的毒素,是肠毒素的典型代表;②脂多糖、鞭毛、菌毛及其他毒力因子,鞭毛运动有助于细菌穿过肠黏膜表面黏液从而接近肠壁上皮细胞,菌毛可使细菌黏附定居于小肠。

3.所致感染

霍乱弧菌是暴发流行的烈性肠道传染病霍乱的病原菌,该菌产生的霍乱肠毒素作用于小肠黏膜,引起肠液的大量分泌,表现为严重腹泻(米泔水样便)、呕吐、微循环衰竭、代谢性酸中毒和急性肾衰竭等。

(九)幽门螺杆菌 1.生物学特性

微需氧,菌体细长,弯曲呈螺旋形、S形,末端呈弯曲状。

2.致病物质

目前尚不清楚,可能与细菌的菌毛、黏附素、尿素酶、蛋白酶、空泡毒素、内毒素等作用有关。

3.所致感染

幽门螺杆菌寄生于人的胃黏膜上,感染后可引起胃黏膜的急性炎症反应,临床表现为腹痛、消化不良等症状。大多数感染者可引起慢性活动性胃窦炎,长期感染易诱发萎缩性胃炎、溃疡、胃腺癌和胃黏膜淋巴组织淋巴瘤。

(十)布氏杆菌 1.生物学特征

不活动、微小的多形球状杆菌,革兰染色阴性,无芽胞形成。

2.致病物质

仅产生内毒素。

3.所致感染

布鲁菌病是布氏杆菌引起的急性或慢性传染病,属自然疫源性疾病,临床上主要表现为病情轻重不一的发热、多汗、关节痛等。

(十一)百日咳鲍特菌 1.生物学特征

革兰阴性短杆状或椭圆形菌,无芽胞、无鞭毛、有荚膜,有嗜血性,专性需氧。

2.致病物质

百日咳毒素为主要致病因子,其中的外毒素可使外周血淋巴细胞增多;凝集原、非菌毛表面蛋白(百日咳杆菌黏附素)能促使细菌附着在呼吸道上皮细胞;腺苷酸环化酶毒素能抑制白细胞的吞噬功能;其他致病物质有气管细胞毒素、表皮坏死因子等。

3.所致感染

百日咳鲍特菌是百日咳的病原菌,百日咳是一种急性呼吸道传染病,尤其3岁以下儿童易感,临床表现为阵发性痉挛性咳嗽,咳嗽终末伴有鸡鸣样吸气性吼声和外周血淋巴细胞增多。由于病程可长达2~3个月,故名“百日咳”。典型的百日咳有三个病程:①卡他期:类似普通感冒,以打喷嚏、轻度咳嗽为主要症状;②痉咳期:阵发性痉挛性咳嗽,常伴吸气吼声(鸡鸣样吼声)、呕吐;③恢复期:阵发性咳嗽逐渐减轻。

(十二)脑膜炎奈瑟菌 1.生物学特征

肾形或豆形革兰阴性双球菌,营养需求较高,专性需氧。

2.致病物质

①荚膜:有抗吞噬作用,可增强细菌的侵袭力;②菌毛:可黏附至咽部黏膜上皮细胞的表面,利于细菌进一步侵入;③脂寡糖抗原(LOS),是脑膜炎奈瑟菌的主要致病物质。

3.所致感染

主要引起流行性脑脊髓膜炎。通过飞沫经空气传播,感染者多为幼儿和青少年。患者先有呼吸道感染,致病菌由鼻咽部侵入血液循环,形成败血症,最后局限于脑膜及脊髓膜,形成化脓性脑脊髓膜炎。主要症状有发热、头痛、呕吐、皮肤瘀点及颈项强直等脑膜刺激征。

(十三)淋病奈瑟菌 1.生物学特征

革兰阴性球菌,成双排列。营养要求高,专性需氧。

2.致病物质

①菌毛:可黏附于尿道柱状上皮细胞表面,在局部形成小菌落,再侵入细胞内增殖,还有抗吞噬作用;②外膜蛋白:损伤宿主中性粒细胞膜、黏附作用等;③脂寡糖:与补体、IgM等共同作用,在局部形成炎症反应;因其与人类细胞表面糖脂分子结构相似,可逃避机体免疫系统的识别。

3.所致感染

淋病奈瑟菌是淋病的病原菌,人类是淋病奈瑟菌的唯一宿主,主要通过性接触传播。可引起男性的尿道炎、附睾炎、前列腺炎、咽喉炎,女性的尿道炎、阴道炎、子宫炎。新生儿经过产道时被感染,可引起淋球菌结膜炎。

(十四)梅毒螺旋体 1.生物学特征

菌体螺旋致密而规则,两端尖直。普通染色不易着色,需用暗视野或镀银染色法观察。培养困难,至今尚不能在无生命培养基上生长。

2.致病物质

目前尚未证实梅毒螺旋体内具有内毒素和外毒素,但是侵袭力较强。主要致病物质有:①荚膜:抗吞噬作用;②外膜蛋白:黏附到宿主细胞表面,激活人皮肤微血管内皮上的黏附分子的表达,促进T细胞增殖,释放炎症因子;③透明质酸酶:分解作用,有利于其扩散并造成组织损伤。

3.所致感染

梅毒螺旋体是梅毒的病原菌,主要通过性接触传播,也可通过胎盘和血液传播。梅毒的临床过程分三期,第一期为硬性下疳期(1月左右),在外生殖器感染局部形成无痛性硬结及溃疡,病灶中有大量螺旋体存在,传染性极强;第二期为梅毒疹期(3周至3个月),全身皮肤黏膜出现皮疹,伴淋巴结肿大,梅毒疹和淋巴结中有大量螺旋体;第三期梅毒,皮肤黏膜会出现溃疡性坏死灶或内脏器官肉芽肿样病变(梅毒瘤)。第一、二期为早期梅毒,第三期为晚期梅毒,约1/4患者可发展为晚期。

四、非典型病原体

非典型病原体主要是指能引起呼吸道感染的一组病原体,目前已成为引起社区获得性肺炎(CAP)的主要病原体,包括肺炎支原体(MP)、肺炎衣原体(CP)、嗜肺军团菌(LP)、脲原体属(主要引起泌尿生殖道感染)和沙眼衣原体(多引起沙眼及泌尿生殖道感染),见表2-2-4。
表2-2-4 非典型病原体

(一)肺炎支原体 1.生物学特征

支原体没有细胞壁,仅有细胞膜,呈多形性,菌落呈“油煎蛋”状。在无生命培养基中能生长繁殖的最小原核细胞型微生物,可形成有分支的长丝,故称为支原体。革兰阴性染色,但不易着色。一般以吉姆萨染色较佳,可染成淡紫色。

2.致病物质

①黏附素:能黏附于呼吸道上皮细胞的黏蛋白受体上,导致宿主细胞损伤;②毒性代谢产物:过氧化氢,可引起宿主细胞损伤;③超抗原:具有免疫调节活性的蛋白,能在感染部位刺激炎症细胞,分泌大量的细胞因子,引起组织损伤。

3.所致感染

肺炎支原体主要通过呼吸道传播,秋冬季较多见,青少年易感,引起间质性肺炎和急性支气管炎,临床表现为咳嗽、发热、头痛、咽喉疼痛和肌肉酸痛等。个别患者可见呼吸道以外的并发症,如心血管和神经症状以及皮疹。

(二)肺炎衣原体 1.生物学特征

只有一个血清型,即TWAR组衣原体。有衣原体独特的生活周期,原体呈梨形,感染细胞中形成包涵体。

2.所致感染

肺炎衣原体是近来确定的衣原体的新种,可引起上、下呼吸道感染。肺炎衣原体寄生于人类,通过飞沫或呼吸道分泌物传播。肺炎衣原体是呼吸道疾病的重要病原体,易引起肺炎、支气管炎、咽炎和鼻窦炎等,临床表现为咽痛、咳嗽、咳痰、发热等。还可引起心包炎、心肌炎和心内膜炎。

(三)嗜肺军团菌 1.生物学特征

革兰阴性杆菌,专性需氧菌,兼性胞内寄生。普遍存在于天然淡水和人工水域环境中,能以气溶胶方式传播。

2.致病物质

主要是产生的多种酶类、毒素和溶血素,可抑制吞噬体与溶酶体融合,使吞噬体内的细菌在吞噬细胞内生长繁殖而间接导致宿主细胞死亡。此外,还有菌毛的黏附作用、微荚膜的抗吞噬作用及内毒素毒性作用等。

3.所致感染

嗜肺军团菌是军团菌病的病原菌,可通过空气传播进入肺脏引起全身性感染,临床上最常见有两种类型,一种为军团菌肺炎,起病急骤,以肺炎症状为主,伴有多器官损害。患者出现高热寒战、心动过缓、头痛、肌痛剧烈,开始干咳,后出现脓痰或咯血,常伴有神经系统和消化道症状,不及时治疗可导致死亡。另一种为庞提阿克热(Pontiac fever),为轻症感染,表现为发热、头痛、寒战、肌肉酸痛等症状,无肺炎X线表现及多系统损害症状为本型特点。

(四)沙眼衣原体 1.生物学特征

衣原体在宿主细胞内生长繁殖,具有特殊的发育周期。①原体:具有高度感染性;②网状体或称始体:不能在胞外存活,无感染性。

2.致病物质

有属、种、型等特异性抗原。衣原体胞壁脂多糖为属特异性补体结合抗原。

3.所致感染

沙眼衣原体有两种类型:沙眼生物型和性病淋巴肉芽肿生物型。主要寄生于人类,无动物宿主。沙眼衣原体可引起①沙眼:通过眼-眼或眼-手-眼传播感染眼结膜上皮,在其中繁殖并在细胞浆内形成包涵体,引起局部炎症;②包涵体结膜炎:婴儿结膜炎经产道感染,引起急性化脓性结膜炎;成人结膜炎可经性接触、手-眼或污染的游泳池水感染,引起滤泡性结膜炎(游泳池结膜炎);③泌尿生殖道感染:男性多表现为非淋菌性尿道炎,经性接触传播;还可引起附睾炎、前列腺炎、直肠炎等;女性表现为尿道炎、宫颈炎、盆腔炎等;④婴幼儿肺炎;⑤性病淋巴肉芽肿:男性以腹股沟淋巴结为常见,女性以肛门直肠淋巴结多见,淋巴结可肿大、化脓、穿孔、形成瘘管。

五、常见耐药菌及耐药机制

随着临床上广谱抗生素的广泛应用,细菌耐药性不断出现,多重耐药菌也不断增加,成为抗感染治疗的一个难题,细菌耐药性已成为全世界广泛关注的焦点。在常见的耐药菌中,革兰阳性球菌包括耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)、耐青霉素的肺炎链球菌(PRSP)、耐万古霉素的肠球菌(VRE);革兰阴性杆菌中,主要包括铜绿假单胞菌、鲍曼不动杆菌、产超广谱β-内酰胺酶的大肠埃希菌和肺炎克雷伯杆菌等。近年来多重耐药或泛耐药现象日益严重,研究多重耐药菌的耐药机制及防治控制措施成为全球关注的重要问题。耐药菌感染多发生于医院内,尤其是重症监护病房(ICU)中,耐药菌定植和感染的危险因素包括:长期住院、长期使用广谱抗生素、气管插管、中心静脉导管、留置导尿管等侵袭性检查和操作、血液透析及合并某些基础疾病等。耐药菌可在医院内通过接触传播,如住院患者之间、医护人员的手或被污染的医疗器械间的传播,还可通过空气传播、食物传播等进行播散。

(一)耐甲氧西林金黄色葡萄球菌

耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(methicillin-resistant staphylococcus aureus,MRSA)是医院感染的重要病原菌,定义为对甲氧西林、苯唑西林、头孢拉定耐药或Mec基因阳性的金黄色葡萄球菌。MRSA对目前已上市的所有β-内酰胺类抗生素耐药。自1961年首次出现以来,临床分离率逐渐增加,不仅对β-内酰胺类抗生素,如青霉素类、头孢菌素及含酶抑制剂的抗生素耐药,同时对大环内酯类、喹诺酮类、林可霉素类、氨基糖苷类也不敏感,且有多重耐药的特点,并且部分地区也已出现耐万古霉素的金黄色葡萄球菌。MRSA的耐药机制主要包括以下几方面。

1.药物灭活酶的产生

①β-内酰胺酶:MRSA可以产生β-内酰胺酶导致对β-内酰胺类耐药;②产生MSL灭活酶导致对大环内酯类、链阳霉素和林可霉素类耐药;③产生氨基糖苷类灭活酶导致对氨基糖苷类耐药。

2.药物作用靶位的改变

①mecA基因介导的耐药:由mecA基因编码的青霉素结合蛋白PBP2a,与β-内酰胺酶抗菌药物亲和力降低,使抗菌药物不能阻碍细胞壁肽聚糖合成,是MRSA耐药的主要原因。PBP2a是由β-内酰胺类抗生素与mecR基因编码的细胞质膜传感受体结合后诱导表达的。②VAN基因:通过质粒自由转移,编码D-丙氨酸-D-乳酸连接酶,可将肽聚糖前体末端的最后一个氨基酸由D-丙氨酸置换为D-乳酸,改变了糖肽类药物的作用靶位,从而导致糖肽类的高度耐药,在金黄色葡萄球菌对万古霉素的耐药性中起重要作用。③rRNA甲基化和突变:抗菌药物作用的靶位发生变化,导致对利奈唑胺、克林霉素、大环内酯类、氯霉素等耐药。

3.细胞壁通透性改变

MRSA的肽聚糖合成增多、细胞壁变厚,阻止了糖肽类进入细胞与肽聚糖前体相互作用,导致对糖肽类的低水平耐药。

4.药物主动外排泵作用

金黄色葡萄球菌细胞膜上有3种多药泵出蛋白:QacA、NorA和Smr,MRSA对多种药物的耐药性都与主动外排系统有关,MRSA的天然外排泵系统高表达,将进入细菌体内的抗菌药物主动排出体外,降低抗菌药物在菌体内的浓度,使抗菌药物的作用降低或无效,导致多重耐药。

(二)耐青霉素肺炎链球菌

肺炎链球菌是儿童和成人社区获得性肺炎的重要病原菌,还可引起化脓性脑膜炎、中耳炎、乳突炎、鼻窦炎、脑脓肿、菌血症和心内膜炎。长期以来,青霉素等β-内酰胺类抗生素是治疗肺炎链球菌感染的首选抗生素。1967年首次出现耐青霉素的肺炎链球菌。近年来,耐青霉素肺炎链球菌(penicillin resistant Streptococcus pneumoniae,PRSP)逐年增多,1997年又发现多重耐药肺炎链球菌流行。PRSP的耐药机制主要包括以下几方面。

1.药物作用靶位的改变

对β-内酰胺类抗生素耐药机制主要是通过青霉素结合蛋白(penicillin binding protein, PBP)基因通过种间重组,改变了细胞壁上相应高分子量青霉素结合蛋白的结构,与青霉素的亲和力降低和(或)结合抗生素分子的数量减少,产生不同程度的耐药。

2.耐药基因传播

①同源重组,通过对PBP测序显示,低亲和力PBP嵌和序列可通过敏感株的PBP结构基因与外源性耐药基因发生同源重组产生,重组可发在不同的位点,几次独立的重组突变可产生多种不同类型的低亲和力PBP,从而产生不同的耐药克隆或遗传谱系。重组突变有累积效应,每一次重组突变,均可使耐药水平有一定程度提高。②自然转化:肺炎链球菌通过自然转化在不同菌株间通过耐药基因水平转移,引起耐药性播散。③克隆传播:地区间的耐药克隆播散是全球PRSP流行的重要基础。

(三)耐万古霉素肠球菌

粪肠球菌和屎肠球菌主要引起医院感染,最常见为尿道感染,其次为腹部和盆腔等部位的创伤和外科术后感染。肠球菌的致病力明显低于其他常见致病菌,因此,肠球菌感染实际上是患者自身免疫功能严重受损的临床表现。肠球菌在使用糖肽类抗菌药物(万古霉素)治疗过程中,其自身代谢和结构发生改变,使细菌对糖肽类(万古霉素)抗菌药物敏感性下降,甚至出现敏感性完全丧失,即为临床的VRE(vancomycin resistant enterococci,VRE)感染。VRE从1988年开始出现,近年来,VRE感染逐渐增加,为抗感染治疗增加了难度。
肠球菌与其他临床上重要的革兰阳性菌相比,具有更强的天然耐药性,存在对头孢菌素类、部分喹诺酮类、氨基糖苷类等多种抗菌药物天然耐药。肠球菌在大量广谱抗菌药物使用的前提下,出现了对β-内酰胺类、氨基糖苷类、四环素类、红霉素、氯霉素、利福平等药物的获得性耐药,其耐药机制各不相同。
肠球菌在使用万古霉素治疗时,通过合成低亲和力的黏肽前体,使细菌的黏肽链末端成分发生改变,D-丙氨酰-D-乳酸(D-Ala-D-Lac)或D-丙氨酸-D-丝氨酸(D-Ala-D-Ser)代替了D-丙氨酸-D-丙氨酸(D-Ala- D-Ala),改变了万古霉素的作用位点,消除了与万古霉素结合的靶位,导致VRE的产生。VRE可分为VanA、VanB、VanC、VanD、VanE和VanG不同表型和基因型,不同分型决定了对万古霉素和替考拉宁的不同耐药性。

(四)产超广谱β-内酰胺酶(ESBLs)的肺炎克雷伯杆菌和大肠埃希菌

超广谱β-内酰胺酶(extended-spectrum β-lactamase,ESBLs)是肠杆菌科细菌对β-内酰胺类抗菌药物耐药的主要机制之一。1982年首次发现产ESBLs肺炎克雷伯杆菌,ESBLs主要存在于革兰阴性杆菌,最为常见的是肠杆菌科中的大肠埃希菌和肺炎克雷伯杆菌。超广谱β-内酰胺酶:细菌在持续的各种β-内酰胺类抗菌药物的选择压力下,被诱导产生活跃的及不断变异的β-内酰胺酶,扩展了其耐受头孢他啶、头孢噻肟、头孢吡肟等第3代、第4代头孢菌素以及氨曲南等单环β-内酰胺类抗菌药物的能力,这些新的β-内酰胺酶被称为ESBLs。根据质粒所携带编码基因同源性不同,ESBLs主要有TEM、SHV、CTXM、OXA型。ESBLs的耐药机制主要包括以下几方面。
1.基因突变 一般认为一些窄谱的β-内酰胺酶(TEM-1、TEM-2、SHV-1)的编码基因出现突变是导致产生ESBLs的主要原因之一。
2.耐药基因的转移 编码ESBLs的绝大多数基因位于质粒上,而极少位于染色体上,质粒对于ESBLs的转导起主导作用。位于质粒DNA上的ESBLs编码基因常常通过转化、转导、结合等方式在同种属甚至不同种属细菌的质粒与质粒间、质粒与染色体间不断转移,导致更多的细菌产生ESBLs,并通过特异性的整合和重组使多种耐药基因在细菌的耐药上聚集,致使细菌产生多重耐药。
3.细胞膜通透性的改变 使抗生素不能或很少透入细菌体内到达作用靶位。
4.灭活酶或钝化酶的产生 如产生β-内酰胺酶,使抗生素失效。
5.药物主动外排泵系统。

(五)多重耐药铜绿假单胞菌

铜绿假单胞菌( pseudomonas aeruginosa, PA)为革兰阴性杆菌,广泛分布于水、空气、土壤以及正常人体皮肤、呼吸道与肠道黏膜中,为条件致病菌。当手术、激素治疗等原因使人体抵抗力降低时容易引起感染。铜绿假单胞菌可引起烧伤创面感染、肺部感染、泌尿道感染、中耳炎、脑膜炎、败血症等。近年来,铜绿假单胞菌对人体的致病率明显增加,随着抗菌药物的广泛应用,铜绿假单胞菌对临床常用抗生素出现不同程度的耐药且耐药率呈逐年上升的趋势,铜绿假单胞菌感染对多种抗生素呈多药耐药,为治疗感染带来挑战。
多重耐药铜绿假单胞菌的耐药机制主要包括以下几方面。

1.产生药物灭活酶

①β-内酰胺酶:主要有超广谱β-内酰胺酶(ESBLs)、产头孢菌素C β-内酰胺酶(Ampc酶)、金属β-内酰胺酶(MBL)。ESBLs能水解青霉素类、头孢菌素类抗菌剂,一般对β-内酰胺类酶抑制剂复合物、碳青霉烯类敏感,编码ESBLs的基因大多存在于细菌质粒DNA上,也可存在于细菌染色体DNA上;AmpC酶是典型的诱导酶,正常情况下表达水平很低,但大量使用第3代头孢菌素等β-内酰胺类抗菌剂后可使表达水平增加;金属β-内酰胺酶能水解除单环类以外所有的β-内酰胺类抗菌药物,使细菌对青霉素、头孢菌素和碳青霉烯类药物耐药,耐药基因由染色体或质粒介导。②氨基糖苷类钝化酶:主要有氨基糖苷磷酸转移酶(APH)、氨基糖苷乙酰转移酶(AAC)、氨基糖苷核苷转移酶(ANT)。③氯霉素乙酰转移酶:由质粒编码使氯霉素乙酰化而失去抗菌活性。

2.药物作用靶位的改变

①青霉素结合蛋白(PBPs)改变,PA能改变青霉素结合蛋白的结构或产生一种新的青霉素结合蛋白,使其与β-内酰胺类抗生素的亲和力降低而导致耐药的发生;②细菌编码的DNA螺旋酶和拓扑异构酶Ⅳ的基因突变,改变了酶的结构,使药物不能与酶-DNA复合物稳定结合,是细菌对喹诺酮类药物的主要耐药机制。

3.外膜孔蛋白(outer membrane porin.Opr)缺失

特定Opr的缺失可能造成相关抗菌剂耐药。OprD2的缺失或低表达导致PA对碳青霉烯类耐药。

4.药物主动外排泵系统

PA细胞膜上有7种外排泵系统,最重要的4种为MexAB-OprM、MexXY-OprM、MexCD-OprJ、MexEF-OprN。主动外排泵系统为喹诺酮类药物的主要耐药机制。

5.细菌生物膜形成

生物膜是细菌的保护性生长方式,主要致病因子为胞外黏液多糖,主要由藻酸盐和碳水化合物组成,细菌生物膜的形成是受严密基因调控的。

(六)多重耐药鲍曼不动杆菌

鲍曼不动杆菌为专性需氧非发酵革兰阴性球杆菌,广泛分布于自然界和医院环境中,是人类皮肤、呼吸道、胃肠道、生殖道的正常菌群,也是住院患者中一种重要的条件致病菌,尤其是在重症监护病房,可引起患者死亡率的增加。鲍曼不动杆菌感染包括医院获得性肺炎或者呼吸机相关性肺炎、菌血症、导管相关感染、泌尿系统感染、皮肤或术后患者的伤口感染、脑膜炎、腹膜炎等。鲍曼不动杆菌感染的高危因素包括严重基础疾病、ICU长时间住院、败血症、手术后、广谱抗生素的长期应用、中心静脉插管或导尿管的留置、肠外营养、持续机械通气等。在过去的十余年,鲍曼不动杆菌作为最成问题的病原菌出现,其感染治疗的药物选择十分有限。最值得关注的是多重耐药鲍曼不动杆菌(Multidrug resistant Acinetobacter baumannii,MDR-AB),现在全世界对它的报道也逐渐增加,增高的发病率和死亡率也被认为与其导致的感染有关。全世界有关其定义不尽相同,《中国鲍曼不动杆菌感染诊治与防控专家共识》将其定义为对下列五类抗菌药物中至少三类抗菌药物耐药的菌株,包括抗假单胞菌头孢菌素、抗假单胞菌碳青霉烯类抗生素、含有β-内酰胺酶抑制剂的复合制剂(包括哌拉西林/他唑巴坦、头孢哌酮/舒巴坦、氨苄西林/舒巴坦)、氟喹诺酮类抗菌药物、氨基糖苷类抗生素。MDR-AB的耐药机制主要包括以下几方面。

1.产生药物灭活酶

①β-内酰胺酶:B类金属β-内酰胺酶、水解碳青霉烯类的D类苯唑西林β-内酰胺酶、由染色体介导的非诱导型AmpC酶、质粒介导的超广谱β-内酰胺酶(ESBLs);②氨基糖苷修饰酶:主要有乙酰转移酶(AAC)、磷酸转移酶(APH)、核苷转移酶(ANT)3类,使氨基糖苷类抗菌药物同细菌的结合力下降。

2.药物作用靶点改变

①青霉素结合蛋白(PBPs)改变;②喹诺酮类耐药决定区域的gyrA和parC基因发生突变后,编码DNA螺旋酶或拓扑异构酶Ⅳ结构发生改变,导致药物与酶-DNA复合体亲和力下降;③氨基糖苷类耐药细菌可产生armA编码的16S rRNA甲基化酶,该酶可保护细菌核糖体中的30s亚单位的 16S rRNA的结合位点不被氨基糖苷类药物结合。

3.外膜通透屏障改变

①外膜蛋白减少或缺失:如产OXA-24酶的耐碳青霉烯类菌株与22kDa和33kDa外膜蛋白减少有关。亚胺培南耐药与外膜蛋白CarO的缺失有关。②脂多糖改变:阳离子脂肽类抗生素多黏菌素,与脂多糖脂质A阴离子位点作用,当脂多糖脂质A特异修饰可导致多黏菌素耐药性。

4.药物主动外排泵系统

外排系统编码基因发生突变或表达改变引起外排功能增强,adeABC基因过度表达在碳青霉烯类耐药、替加环素类耐药中发挥重要作用。

(七)嗜麦芽窄食单胞菌

嗜麦芽窄食单胞菌( Stenotrophomonas maltophilia)广泛存在于自然界中,也可寄居于人的呼吸道和肠道中,是一种条件致病菌,好发于免疫力低下或长期大量使用广谱抗生素者,近年来,由于广谱抗菌药物大量使用,使其成为医院感染的主要病原菌之一。可引起呼吸道、泌尿道和伤口感染及心内膜炎、脑膜炎、腹膜炎等,对大多数临床常用的抗生素如氨基糖苷类和很多β-内酰胺类天然耐药,且耐药机制十分复杂,因此临床治疗该菌感染非常困难。嗜麦芽窄食单胞菌耐药机制主要包括以下几方面。

1.外膜通透性降低

①孔蛋白数量或孔径的减少均可导致细菌产生耐药性;②脂多糖的O侧链或磷酸盐含量改变影响膜的通透性,使嗜麦芽窄食单胞菌对氨基糖苷类耐药。

2.多重外排泵系统

多重外排泵系统是导致嗜麦芽窄食单胞菌天然或获得性多重耐药的重要原因。smeABC及smeDEF是目前研究较多的2种嗜麦芽窄食单胞菌的多外排泵系统。外排泵smeDEF与喹诺酮类耐药有关。

3.药物灭活酶的产生

①L1或L2型β-内酰胺酶是嗜麦芽窄食单胞菌耐β-内酰胺类抗生素的主要机制。L1和L2均为染色体酶,存在于菌体内,均可被诱导;L1类既是青霉素酶,又是碳青霉烯酶,可被EDTA抑制,不能被克拉维酸抑制,可水解青霉素类、头孢菌素类、β-内酰胺酶抑制剂和大部分碳青霉烯类,但不包括单环氨曲南;L2类可被克拉维酸抑制,可水解头孢菌素类、单环类。②由染色体或I型整合子介导的aac(6’)–Iz基因,可以编码氨基苷6’-N-乙酰转移酶,是导致嗜麦芽窄食单胞菌对氨基苷类耐药的主要原因。

4.药物作用靶点改变

靶位旋转酶Ⅱ基因(gyrA,gyrB)和拓扑异构酶Ⅳ基因(parC,parD)的突变,可导致嗜麦芽窄食单胞菌对喹诺酮类的耐药。

5.耐药基因

由I型整合子介导的sul1基因,可在不同菌株间传递,是嗜麦芽窄食单胞菌对磺胺类耐药的主要原因。

(于翠香 张晓玲)