鏈球菌

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球菌(Streptococcus)是化膿性球菌的另一類常見的細菌,屬於芽孢桿菌綱,乳桿菌目,鏈球菌科。廣泛存在於自然界和人及動物糞便和健康人鼻咽部,大多數不致病。醫學上重要的鏈球菌主要有化膿性鏈球菌、草綠色鏈球菌、肺炎鏈球菌、無乳鏈球菌等。引起人類的疾病主要有:化膿性炎症、毒素性疾病和超敏反應性疾病等。

概述

鏈球菌

  細胞沿一個平面分裂,常排列成鏈狀的細菌。革蘭染色陽性,但在陳舊培養基膿液標本中常呈陰性。廣泛分佈于自然界。分為致病性和非致病性兩大類。根據在血瓊脂培養基上的溶血特徵可分為三種不同類型:甲型(α)溶血性鏈球菌又稱草綠色鏈球菌,菌落周圍出現草綠色溶血環,通常寄居在人的口咽腔、呼吸道腸道中,致病力弱。乙型(β)溶血性鏈球菌產生強烈的溶血毒素,在血瓊脂培養基上,可使菌落周圍出現寬2~4毫米、界限分明、無色透明的溶血環,致病力強,能引起人類多種疾病、根據抗原構造不同,又分成A、B、C、D等20個群,在每一群中,因表面抗原的不同,又分成若干亞群,對人類有致病性的絕大多數屬於A群。丙型(γ)鏈球菌不溶血,對人類無致病作用。鏈球菌所致疾病具有複雜而多樣的特點,一方面,由於細菌類型多,且既有侵襲力也有毒素;另一方面,人體組織器官均高度易感,且有變態反應機制參與發病。鏈球菌產生的侵襲性酶有:透明質酸酶、鏈激酶鏈道酶等;產生的毒素有:鏈球菌溶血素、紅疹毒素。變態反應性疾病如風濕熱、急性腎小球腎炎等,均可由A群鏈球菌感染引發。

生物學性狀

(一)形態染色

  球形或卵圓形,直徑0.6~1.0um,多數呈鏈狀排列,短者4~8個細菌組成,長者有20~30個細菌組成。鏈的長短與菌種及生長環境有關,在液體培養基中形成鏈狀排列比在固體培養基中形成的鏈長。幼齡菌大多可見到透明質酸形成的莢膜,如延長培養時間,莢膜可被細菌自身產生的透明質酸酶分解而消失。無芽胞,無鞭毛,有菌毛樣結構,含M蛋白革蘭氏染色陽性。

(二)基因組特徵

  化膿性鏈球菌M1株的基因組大小為1.85Mb,編碼1752個ORF,G+C含量占38.5%。毒力因子基因超過50個。

(三)培養特性

  需氧或兼性厭氧,有些為厭氧菌營養要求較高。普通培養基中需加有血液血清葡萄糖才能生長。最適溫度37℃,最適PH7.4~7.6,血瓊脂平板上形成灰白色、有乳光、表面光滑、邊緣整齊、直徑0.5—0.75mm的細小菌落,不同菌株有不同溶血現象肺炎鏈球菌與甲型溶血性鏈球菌均產生α溶血環。肺炎鏈球菌可產生自溶酶,因此平板培養48小時候,菌體可自溶,菌落中央下陷呈臍狀;若是在液體培養基中培養,液體初期呈渾濁狀態,繼而逐漸變澄清。自溶酶在細菌生長的穩定期可被激活,也可被膽汁膽鹽激活。

(四)生化反應

  能發酵簡單的糖類,產酸不產氣。一般不分解菊糖,不被膽汁或1%去氧膽酸鈉溶解。這兩種特性用來鑒定甲型溶血型鏈球菌和肺炎球菌。鏈球菌與葡萄球菌不同,不產生過氧化氫酶。

(五)抗原結構

  主要有三種:   1.核蛋白抗原或稱P抗原,無特異性,各種鏈球菌均同,與葡萄球菌有交叉。   2.多糖抗原或稱C抗原系統族特異性抗原,是細菌壁的組成成份。對人致病的90%屬於A群,其次為B群,其它群少見。   3.蛋白質抗原或稱表面抗M、R、T、S等四種不同性制質的抗原組份,具有型特異性。是鏈球菌細胞壁的蛋白質抗原,位於C抗原外層,同族鏈球菌可根據表面抗原不同進行分型,如A族鏈狀菌可據此分為60多型。

(六)分類

  1.根據對紅細胞的溶血能力   (1)甲型溶血性鏈球菌(α-Hemolytic streptococcus)菌落周圍有1~2mm寬的草綠溶血環,稱甲型溶血或α溶血。這類鏈球菌亦稱草綠色鏈球菌(Streptococcus viridans)。此類鏈球菌為條件致病菌。   (2)乙型溶血性鏈球菌(β-Hemolytic streptococcus)菌落周圍形成一個2~4mm寬,界限分明、完全透明的溶血環,完全溶血,稱乙型溶血或β溶血。這類細菌又稱溶血性鏈球菌(Streptoccus hemolyticus),致病力強,引起多種疾病。   (3)丙型鏈球菌(γ-Streptococcus)不產生溶血素,菌落周圍無溶血環,故又稱不溶血性鏈球菌(Streptococcusnon-hemolytics),一般不致病。   2.根據抗原結構分類   按C抗原不同可分類A、B、C、D、E、F、G、H、K、L、M、N、O、P、Q、R、S、T、U、V等20個群。對人致病的大多屬於A群。A群又稱為化膿性鏈球菌 (Pyogenic streptococcus)。   3.根據對氧需求分類   可分為需氧、兼性厭氧和厭氧三大類鏈球菌。

(七)抵抗力

  抵抗力不強,60℃3分鐘可殺死大部分鏈球菌,對一般消毒劑敏感,在乾燥塵埃中可存活數日,對青黴素紅黴素氯黴素四環素等均敏感,耐藥性低。

致疾性與免疫

(一)致病物質

  A群鏈球菌有較強的侵襲力,可產生多種侵襲性酶和外毒素。   1.M蛋白 是鏈球菌細胞壁中的蛋白質組份,具有抗吞噬和抗吞噬細胞內的殺菌作用。純化的M蛋白能使纖維蛋白原沉澱凝集血小板白細胞,溶解多形核細胞,並抑制毛細血管中的細胞的移動。M蛋白有抗原性,刺激機體產生型特異性抗體,並與變態反應疾病有關。   2.磷壁酸(LTA) 與細菌粘附於宿主細胞表面有關,大多數LAT位於細胞膜肽聚糖之間,通過肽聚糖孔伸展至細菌細胞表面,人類口腔粘膜皮膚上皮細胞血細胞等細胞膜上均有LAT的結合位點。   3.透明質酸酶(Hyaluronidaes)能分解細胞間質的透明質酸,使病菌易於在組織中擴散。又稱為擴散因子。   4.鏈激酶(Streptokinase ,SK)又稱鏈球菌溶纖維蛋白酶(Streptococcal fibrinolysin)是一種激酶,能激活血

乳酸鏈球菌素

液中的血漿蛋白酶原,成為血漿蛋白酶,即可溶解血塊或阻止血漿凝固,有利於細菌在組織中的擴散。耐熱,100℃50分鐘加熱仍保持活性。鏈激酶抗體能中和該酶的活性。   5.鏈道酶(Streptodonase,SD)又名脫氧核糖核酸酶(Streptococcal deoxyribonuclease)。主要由A、C、G族鏈球菌產生。此酶能分解粘稠膿液中具有高度粘性的DNA,使膿汁稀薄易於擴散。產生的相應抗體有中和該酶的活性。用鏈激酶、鏈道酶製劑進行皮膚試驗作為測定機體細胞免疫的一種方法。   6.鏈球菌溶血素(Streptolysin)有溶解紅細胞,殺死白細胞及毒害心髒的作用,主要有「O」和「S」兩種。   對氧敏感鏈球菌溶血素O(Streptolysin O,SLO)為含-SH基的蛋白質,對氧敏感,遇氧時一SH基即被氧化為-SS-基,暫時失去溶血能力。若加入0.5%亞硫酶鈉和半胱氨酸還原劑,又可恢復溶血能力。溶血素O能破壞白細胞和血小板。動物試驗又證實對心臟有急性毒害作用,使心臟驟停。抗原性強,感染后2~3周,85%以上病上產生抗「O」抗體,病愈后可持續數月甚至數年,可作為新近鏈球菌感染,或可能風濕活動的輔助診斷。   對氧穩定鏈球菌溶血素「S」(Streptolysin S,SLS)是一種小分子的糖肽,無抗原性。對氧穩定,對熱和酸敏感。血平板所見透明溶血是由「S」所引起,能破壞白細胞和血小板,給動物靜注可迅速致死。注XX小鼠腹腔,引起腎小管壞死。   7.致熱外毒素(Pyrogenic extoxin)又稱紅疹毒素(Erythrotoxin)或猩紅熱毒素(Scarletfever toxin),是人類猩紅熱的主要致病物質,為外毒素,使病人產生紅疹。該毒素是蛋白質,對熱穩定,具有抗原性,則產生的毒素能中和該毒素的活性。但可分為A、B、C三種不同抗原性的毒素。無交叉保護作用。該毒素還有內毒素樣的致熱作用,對細胞或組織有損害作用。

(二)所致疾病

  1.化膿性炎症由皮膚傷口侵入,引起皮膚及皮下組織化膿性炎症,如癤癰,蜂窩組織炎丹毒等。沿淋巴管擴張,引起淋巴管炎淋巴腺炎敗血症等,經呼吸道侵入,常有急性扁桃腺炎咽峽炎,並蔓延周圍引起膿腫中耳炎乳突炎氣管炎、肺炎等。不衛生接生,經產道感染,造成「產褥熱」。   2.猩紅熱 由產生致熱外毒素的A族鏈球菌所致的急性呼吸道傳染病臨床特徵為發熱、咽峽炎、全身瀰漫性皮疹和疹退後的明顯脫屑。   3.超敏反應性疾病   風濕熱由A族鏈球菌的多種型別引起,臨床表現關節炎、以肌炎為主。致病機理認為兩種:一是第Ⅱ型變態反應,鏈球菌細壁多糖抗原和心肌瓣膜,關節組織糖蛋白共同抗原性,胞壁蛋白抗原和心肌有共同抗原性。二是第Ⅲ型變態反應,可能是M蛋白的免疫複合物沉積於心瓣膜和關節滑液膜上造成。   急性腎小球腎炎 多見於兒童和少年,大多數由A族12型鏈球菌引起。臨床表現為蛋白尿浮腫高血壓。也是一種變態反應性疾病。鏈球菌的某些抗原與腎小球基底膜有共同抗原,機體針對鏈球菌所產生的抗體與腎小球基底膜發生反應,屬第Ⅱ型變態反應。由鏈球菌的M蛋白所產生的相應抗體形成的免疫復物沉積于腎小球基底膜,造成基底膜損傷,屬於第Ⅲ型變態反應。   4.其他疾病   B族鏈球菌又稱無乳鏈球菌(Streptococus agalactiae)當機體免疫功能低下時,可引起皮膚感染、心內膜炎產後感染、新生兒敗血症和新生兒腦膜炎。   甲型溶血性(草綠色)鏈球菌 人類口腔和上呼吸道正常菌群,若心臟瓣膜已有缺陷或損傷,本菌可在損傷部位繁殖,引起亞急性細菌性心內膜炎。在拔牙或摘除扁桃體時,寄居在口腔、齦縫中的草綠色鏈球菌可侵入血流引起菌血症。還可引起齲齒

(三)免疫性

  A族鏈球菌感染后,可產生特異免疫,主要是M蛋白的抗體(lgG)。由於型別多,無交叉免疫性。猩紅熱病後可產生對同型紅疹毒素的抗體,建立同型抗毒素免疫。檢測易感人群對猩紅熱有無感受性的試驗稱為狄克氏試驗(Dick test),即用一定量紅疹毒素作皮膚試驗。

微生物學檢查法

  根據鏈球菌所致疾病不同,可採取膿汁、咽拭、血液等標本送檢。

(一)直接塗片鏡檢

  取膿汁塗片,革蘭氏染色,鏡檢,發現革蘭氏陽性呈鏈狀排列的球菌,就可以初步診斷

(二)分離培養

  膿汁或棉拭直接劃線接種在血瓊脂平板上,孵育后觀察有無鏈球菌菌落。根據溶血性不同,可區分為甲型、乙型或丙型鏈球菌。有β溶血的菌落,應與葡萄球菌區別;α溶血的菌落,要和肺炎球菌鑒別。疑有敗血症的血標本,應先在葡萄糖肉湯中增菌后再在血平板上分離鑒定。心內膜炎病例,培養草綠色鏈球菌宜孵育3個星期以上。

(三)血清學試驗

  抗鏈球菌溶血素O試驗(Anti-streptolysin O test,ASO test)簡稱抗O試驗。常用於風濕熱的輔助診斷。患者血清中的抗O大多在250單位左右,活動者一般超過400單位。   Dick試驗 猩紅熱病人早期陽性,病後轉陰。

防治原則

  鏈球菌感染的防治原則與葡萄球菌相同。鏈球菌主要通過飛沫傳染,應對病人和帶菌者及時治療,以減少傳染源空氣器械敷料注意消毒。對急性咽峽炎和扁桃體炎患者,尤其是兒童,須治療徹底,防止超敏反應性疾病的發生。所有溶血性A鏈球菌對磺胺、青黴素及紅黴素等都敏感。其他族細菌對抗生素的敏感不同,臨床應用最好作藥物敏感試驗。

A群鏈球菌

(一)生物學性狀

  1.鏈狀排列的革蘭陽性圓形或卵圓形球菌。培養早期有莢膜.細胞壁外有菌毛樣結構,含M蛋白。培養日久,老齡菌或被吞噬后,可呈革蘭陰性.   2.營養要求較高。   血瓊脂平板上形成灰白色,光滑型,小菌落,多數菌株有β溶血現象.   液體培養基中易形成長鏈,管底呈絮狀沉澱。   3.生化反應觸酶陰性.一般不分解菊糖,不被膽汁溶解,據此可區別甲型溶血性鏈球菌與肺炎鏈球菌。   4.抗原構造主要有:   (1)蛋白質抗原 有型特異性,有多種,與致病性有關的是M蛋白.   (2)多糖或C抗原有群特異性。   (3)核蛋白抗原 無特異性,不僅各型鏈球菌均相同並且與葡萄球菌有交叉.   5.抵抗力較弱,極少有耐葯株形成。但耐乾燥.

(二)致病性

  A群鏈球菌也稱化膿性鏈球菌或溶血性鏈球菌,是感染常見的病原菌之一。   1.致病物質主要有三大類:   (1)細胞壁成分   1)脂磷壁酸(LTA):與M蛋白共同組成A群鏈球菌的菌毛結構,增強對細胞的粘附性.   2)M蛋白:是A群鏈球菌細胞壁中的表面蛋白質成分,有近100個血清型。   ①有抗吞噬和抵抗殺菌作用;②與心肌,腎小球基底膜有共同抗原,故與某些超敏反應性疾病發生有關.   3)肽聚糖:有致熱,溶解血小板等作用。   4)細胞壁受體:有利於細菌粘附宿主細胞.   5)F蛋白:能與上皮細胞表面的纖維粘連蛋白結合,以利於細菌在體內定植。   (2)外毒素類   1) 致熱外毒素:是人類猩紅熱的主要毒性物質.由攜帶溶原性噬菌體的A群鏈球菌菌株產生,耐熱,有抗原性,有A,B,C三個血清型。   2) 鏈球菌溶素:有溶解紅細胞,破壞白細胞和血小板的作用.根據對O2的穩定性分為兩種:   ●SLO:絕大多數A群菌株能產生SLO,是一種含-SH基的蛋白質。   1)對氧敏感,遇O2時失去溶血活性.   2)對多種細胞有毒性作用,對心肌有急性毒性作用,可引起心跳驟停。   3)抗原性強,SL0抗體可阻止SLO的毒性作用,風濕熱患者該抗體滴度較高,活動XX例升高更為顯著,一般其效價在1:400以上,因此,測定其含量可作輔助診斷.   ●SLS:多數A,C,G群鏈球菌產生。鏈球菌在血瓊脂平板上菌落周圍的β溶血環就是由這種對O2穩定的SLS所致.無抗原性。   (3)侵襲性酶   1) 透明質酸酶:能分解細胞間質的透明質酸,使病菌易於在組織中擴散.   2)鏈激酶(SK):能使血液中的纖維蛋白酶原轉化為纖維蛋白酶,故可溶解血塊或阻止血漿凝固,有利於病菌在組織中擴散。臨床上用重組的鏈激酶治療急性心梗效果較好.   3) 鏈道酶(SD):能降解膿汁中有高度粘稠性的DNA,使膿汁稀薄,利於病菌擴散。現已將SK,SD製成酶製劑,臨床上用以液化膿性滲出物,以利於抗菌物藥物的治療.   2.所致疾病   A群鏈球菌可經空氣飛沫,皮膚傷口和污染食品等多途徑而感染,引起以下三種類型疾病:   (1)化膿性感染   1)皮膚皮下組織感染:淋巴管炎,淋巴結炎,蜂窩組織炎,癰,膿皰瘡等。   2)其他系統感染:扁桃體炎,咽峽炎,鼻竇炎,中耳炎等.   (2)中毒性疾病 猩紅熱,鏈球菌毒素休克綜合征。   (3)超敏反應性疾病風濕熱和急性腎小球腎炎.

(三)免疫性

  感染后,血清中可出現多種抗體,主要是抗M蛋白抗體,可增強吞噬細胞的作用,能保護機體免受同型鏈球菌的再感染。但由於型別多,各型間無交叉免疫,故可反覆感染.   患過猩紅熱后可獲得牢固的同型抗毒素免疫。

(四)微生物學檢查

  1.可採取膿汁,鼻咽拭子,血液等標本.   2.直接塗片鏡檢:觀察菌體特徵,作初步診斷。   3.分離培養與鑒定:觀察血瓊脂平板上的菌落,如有β溶血,應注意與葡萄球菌鑒別;   如有α溶血,應注意與肺炎鏈球菌鑒別:菊糖發酵試驗(--),膽汁溶菌試驗(--).   4.血清學試驗:抗O試驗。   測患者血清中抗O抗體:250單位左右,輔助診斷風濕熱.   >400單位,活動性風濕熱。

(五)防治原則

  1.及時治療病人和帶菌者,以減少傳染源.   2.注意對空氣,器械和敷料等的消毒   3.對急性咽峽炎和扁桃體炎兒童患者須治療徹底,以防止急性腎小球腎炎,風濕熱及亞急性細菌性心內膜炎的發生。   4.治療:A群鏈球菌感染,青黴素G為首選藥物.