肺炎球菌

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肺炎球菌(Streptococcus pneumoniae)簡稱肺炎球菌(pneumococcus)。1881年首次由巴斯德(Louis Pasteur)及G. M. Sternberg分別在法國及美國從患者痰液中分離出。為革蘭染色陽性,菌體似矛頭狀,成雙或成短鏈狀排列的雙球菌,有毒株菌體外有化學成分多糖莢膜。5%~10%正常人呼吸中攜帶此菌。有毒株是引起人類疾病的重要病原菌

簡介

  在化膿性球菌中,肺炎鏈球菌的致病力僅次於金黃色葡萄球菌。不同的是,到目前為止,肺炎鏈球菌極少對青黴素抗生素產生耐藥性。肺炎球菌主要的致病物質是肺炎球菌溶血素及莢膜。莢膜具有抗原性,是肺炎鏈球菌分型的依據。此菌可引起大葉性肺炎、腦膜炎、支氣管炎等疾病。

生物性狀

肺炎鏈球菌電鏡下的形態

  1.菌體呈矛頭狀,多成雙排列,寬端相對,尖端相背,有較厚莢膜,革蘭陽性.   2.培養特性和生化反應 營養要求及在血平板上菌落特徵基本同甲型鏈球菌,培養時間稍久菌落中央下陷呈臍窩狀.在血清肉湯中培養稍久亦因細菌自溶而使混濁的培養液漸變澄清.自溶酶可被膽汁膽鹽等物質活化,加速細菌溶解,故可用膽汁溶菌試驗與甲型鏈球菌相區別;肺炎鏈球菌能分解菊糖這點也可作為與甲型鏈球菌相區別的依據.   3.抗原結構與分型   ⑴莢膜多糖抗原 按此抗原不同分為84個血清型,個別型還可分成不同的亞型.其中有20多個型可引起疾病.   ⑵菌體抗原   1)C多糖 存在細胞壁中,為各型肺炎鏈球菌所共有,可與血清中一種正常蛋白質(C反應蛋白)出現沉澱反應.C反應蛋白(CRP)在急性炎症患者中含量劇增.可用C多糖測定CRP,輔助診斷活動性風濕熱等疾病.   2)M蛋白:具有型特異性,類似A群鏈球菌的M蛋白,但與菌的毒力無關.

致病性與免疫

  1.致病物質 有莢膜,肺炎鏈球菌溶素O,脂磷壁酸神經氨酸酶等.   2.所致疾病 主要引起大葉性肺炎,成人中75%由1,2,3,4,5,7,8,12,14,和19型引起,半數以上為1,2,3型.3型產生大量莢膜物質,毒力強,病死率高.兒童以第14型肺炎鏈球菌感染最常見.可繼發胸膜炎,膿胸中耳炎,腦膜炎和敗血症等.   肺炎鏈球菌在正常人的口腔鼻咽部經常存在,一般不致病,只形成帶菌狀態.只有在免疫力下降時才致病.尤其在呼吸道病毒感染后或嬰幼兒,年老體弱者易發生肺部感染.   感染后,可建立較牢固的型特異性免疫.其免疫機制主要是產生莢膜多糖型特異抗體,起調理作用,增強吞噬功能.

細菌的傳播與致病

  肺炎鏈球菌在自然界中分佈廣泛,常生活在正常人的鼻腔中,多數不致病或致病力很弱,少數致病力較強。   引起肺炎等疾病的鏈球菌屬細菌。呈圓形,在痰和膿液中常形成短鏈狀,無鞭毛;在人和動物體內可產生莢膜。該菌對溫度抵抗力較弱,在52~56℃時加熱15~20分鐘即被殺死;對乾燥的抵抗力較強,在陰暗處的干痰中生存1~2月。這種細菌在自然界中分佈 廣泛,常生活在正常人的鼻腔中,多數不致病或致病力很弱,少數致病力較強。其能否致病與莢膜有密切關係,因莢膜能抵抗人體內吞噬細胞吞噬作用而大量繁殖,引起疾病。肺炎鏈球菌主要引起大葉性肺炎以及氣管炎、中耳炎、腦膜炎、胸膜炎心內膜炎、敗血症等疾病。典型的大葉性肺炎起病急驟,病人有高燒、寒顫,開始時有陣發性乾咳,不久有少量粘液痰,隨後痰變黃色,呈粘膿性。病人在發熱期間,應卧床休息,吃容易消化食物,多喝水。一般病程1~2周預防。肺炎鏈球菌感染關鍵在於養成良好的衛生習慣,保持環境衛生。必要時對體弱兒童及老年人可用疫苗進行預防注XX。用細菌莢膜多糖製備的多糖疫苗進行預防,效果較好。磺胺類藥物、青黴素等對肺炎等疾病的治療較為有效。   由肺炎鏈球菌引起的急性肺部感染肺炎鏈球菌肺炎。該菌革蘭染色陽性,常為短鏈狀,細菌外面由多糖體組成的莢膜為致病的物質基礎。若3歲以下的嬰幼兒肺部受到感染,則引起支氣管肺炎;3歲以上年長兒受到感染,由於此時機體抵抗力逐漸增強,能使病變局限於一個肺葉或一個節段,以右上葉或左下葉最為多見,故肺炎鏈球菌肺炎又叫大葉性肺炎,近年來發病率較低。   起病多急驟(少數患兒先有輕微的上呼吸道感染癥狀),中毒癥狀重。突然高熱、體溫可達40℃~41℃,頭痛胸痛呼吸急促煩躁不安,早期往往不咳嗽或輕咳,病兒常不吐痰。年長兒可有寒戰、咯吐鐵鏽色痰,但有的患兒仍咳黃膿痰。重症患兒可有驚厥譫妄昏迷等中毒性腦病表現。

細菌的生物學特性

  典型的肺炎鏈球菌為革蘭染色陽性球菌,直徑約1μm。常呈雙排列。菌體成矛頭狀,寬端相對,尖端向外。在痰、膿液標本中可呈單個或短鏈狀。有毒株在體內形成莢膜。普通染色時莢膜不著色,表現為菌體周圍透明環。無鞭毛。不形成芽胞。菌體衰老時,或由於自溶酶(autolysin)的產生將細菌裂解后,可呈現革蘭染色陰性

肺炎鏈球菌 莢膜染色&amp

本菌營養要求較高,需在含血液或血清的培養基生長。在固體培養基上形成小圓形、隆起、表面光滑濕潤的菌落。培養初期菌落隆起呈穹窿形,隨著培養時間延長,細菌產生的自溶酶裂解細菌,使菌落中央凹陷,邊緣隆起成「臍狀」。表面活性劑如膽汁或脫氧膽酸鹽可激活自溶酶,加速菌體自溶。   兼性厭氧,C02 5-10%生長最好,且生成的菌落周圍有草綠色溶血環。若於液體培養基中培養24h,呈均勻混濁,後期可因產生自溶而變得澄清。   甲型溶血性鏈球菌不產生自溶酶,故加入膽鹽等表面活性劑不能溶解,利用此特點可鑒別甲型溶血性鏈球菌與肺炎鏈球菌。肺炎鏈球菌在血瓊脂平板上菌落周圍形成α溶血環。細菌生長的能量來源於分解葡萄糖,伴隨乳酸的形成。乳酸的堆積會抑制細菌的生長,故間斷性加入鹼可使肺炎鏈球菌大量繁殖。Optochin可抑制肺炎鏈球菌生長。   該菌可分解多種糖類,產酸不產氣。膽汁溶解試驗陽性、Optochin敏感試驗陽性。   大多數新分離出的肺炎鏈球菌可發酵菊糖,故菊糖發酵試驗在鑒別肺炎球菌與甲型溶血性鏈球菌時有一定的參考價值

抗原構造、分型及變異

莢膜多糖抗原

  存在於肺炎鏈球菌莢膜中。根據莢膜多糖抗原性的不同將肺炎球菌分為91個血清型。

菌體抗原

  ⑴C多糖:存在於肺炎鏈球菌細胞壁中,具有種特異性,為各型菌株所共有。C多糖可被血清中C-反應蛋白沉澱。在鈣離子存在時,C多糖可與正常人血清中稱為C-反應蛋白(C reactive protein,CRP)的β球蛋白結合,發生沉澱。   ⑵M蛋白:具有型特異性。M蛋白刺激機體產生的相應抗體無保護作用。

變異

  肺炎鏈球菌可能發生的變異有莢膜變異:即從有莢膜有毒力的光滑(S)型菌變異為失去莢膜毒力減低或消失的粗糙(R)型。

抵抗力

  抵抗力較弱,56℃15~30分鐘即被殺死。對一般消毒劑敏感。有莢膜株抗乾燥力較強。對青黴素、紅黴素林可霉素等敏感。

致病性

致病物質

  1.莢膜(capsule) 是肺炎鏈球菌主要的致病因素。無莢膜的變異株無毒力,感染實驗動物,如鼠、兔等,很快被吞噬細胞吞噬並殺滅。有莢膜的肺炎球菌可抵抗吞噬細胞的吞噬,有利於細菌在宿主體內定居並繁殖。   2.肺炎鏈球菌溶血素(pneumolysin) 高濃度時對實驗動物致死性。對人的致病機理尚待確定。   3.紫癜形成因子(purpura-producing principle) 注入家兔皮內,可產生紫癜及出血點並伴有內臟出血。紫癜形成因子與人類肺炎球菌感染間的關係尚不明確。

所致疾病

  肺炎鏈球主要引起人類大葉性肺炎。75%的成年人肺炎鏈球菌肺炎及50%以上嚴重的肺炎鏈球菌菌血症是由1~8型肺炎鏈球菌引起。肺炎鏈球菌6、14、19及23型,常引起兒童肺炎鏈球菌性疾病。40%~70%的正常人上呼吸道中攜帶有毒力的肺炎鏈球菌。由此可見呼吸道粘膜對肺炎鏈球菌存在很強的自然抵抗力。當出現某種降低這種抵抗功能的因素時,肺炎鏈球菌可引起感染,如①呼吸道功能異常:病毒及其它感染性因子損傷呼吸道粘膜上皮細胞;某些異常因素(如過敏)導致粘液的過度分泌,使侵入的病原菌受到保護;各種原因導致的支氣管阻塞及各種原因導致的纖毛功能損傷;②酒精及藥物中毒:酒精及某些藥物中毒可抑制吞噬細胞的活性及咳嗽反XX,有利於病原菌的吸入;③循環系統功能異常及任何原因導致的肺充血、心功能衰竭;④其它:營養缺陷體質虛弱、貧血、血清補體水平低下等。肺炎鏈球菌肺炎常突然發病,表現為高熱、寒戰、胸膜劇烈疼痛咳鐵鏽色痰。10%~20%的患者可於高熱期伴發菌血症。其病理表現主要是最初肺泡內有大量纖維蛋白滲出液,繼之是紅細胞白細胞向肺泡內滲出,最終導致病變部位組織實變。病變通常僅累及單個肺葉,故稱為大葉性肺炎。如果早期使用抗生素治療,可阻止肺實變發生。   肺炎鏈球菌也可侵入機體其它部位,引起繼發性胸膜炎、中耳炎、乳突炎、心內膜炎及化膿性腦膜炎等。

免疫性

  肺炎鏈球菌感染后,機體可建立較牢固的型特異性免疫,同型病菌的再次感染少見。患者發病後5~6天,體內可形成莢膜多糖型特異性抗體。這種抗體與莢膜結合后,肺炎鏈球菌易被機體吞噬細胞吞噬殺滅。補體在清除病原菌過程中發揮調理作用,當抗原抗體複合物與補體結合后,可增強吞噬細胞對病原菌的吞噬功能。

細菌的實驗室檢查

標本採集

  包括痰、膿液、血液、腦脊液等標本。

塗片染色鏡檢

  革蘭氏色染色呈陽性球菌,呈矛頭狀成雙排列,坦面相鄰,尖端向外。若標本可見大量炎性細胞同時存在時有重要的參考價值。

莢膜染色

  陽性。

分離培養

  常採用羊血平板,有助於其溶血特徵的識別和進一步鑒定,而且初代分離應置5%~10%CO2的環境下培養。在血平板上,肺炎鏈球菌的菌落直徑0.5~1.5mm,灰白色、半透明、表面光滑(有些菌株可表現為粘液狀)扁平,周圍環繞著草綠色溶血環。培養或放置24h以上的培養物還會由於肺炎鏈球菌的自溶作用而致菌落中央塌陷而邊緣隆起,而呈臍窩狀。

鑒定試驗

  ① 膽汁溶菌試驗:本試驗的原理基於膽鹽能夠通過活化肺炎鏈球

奧普托欣(Optochin)試驗

菌的自溶酶而溶解肺炎鏈球菌,但不能溶解草綠色鏈球菌。常用的方法包括快速平板法和標準試管法。前者取一接種環2%去氧膽酸鈉溶液加於血平板待鑒定菌的菌落上,置35℃孵育15~30min,菌落溶解消失為陽性。而後者則是在1ml待鑒定菌18~24h培養液中加入2滴10%去氧膽酸鈉溶液,35℃孵育5-10min后鑒定菌管由混濁變為透明者為陽性。   ② 奧普托欣(Optochin)試驗:用以與其他草綠色鏈球菌相鑒別。用接種環將單個待鑒定菌落均勻塗于血平板上,用含量為5μg的optochin紙片貼于接種區中央,35℃需氧培養過夜,抑菌圈 >18mm的為陽性。本菌為陽性。

小鼠毒力試驗

  若用有毒力的菌株接種小鼠,接種后12-36h,小鼠死亡。

肺炎鏈球菌型別鑒定

  1.莢膜腫脹試驗(capsule swelling test) 亦稱為Quellung試驗。新鮮的標本懸液與等量不稀釋的肺炎球菌分型診斷血清混合后,覆以蓋玻片,油鏡下觀察。標本中肺炎球菌若與同型免疫血清相遇,莢膜將顯著XX。   2.凝集試驗(agglutination test) 將可疑肺炎球菌與已知標準分型血清作玻片凝集試驗,若細菌凝集成堆,為同型肺炎球菌。

細菌的防治

  肺炎鏈球菌感染關鍵在於養成良好的衛生習慣,保持環境衛生。必要時對體弱兒童及老年人可用疫苗進行預防注XX,如用細菌莢膜多糖製備的多糖疫苗進行預防,效果較好。   病人在發熱期間,應卧床休息,吃容易消化的食物,多喝水。磺胺類藥物、青黴素等對肺炎等疾病的治療較為有效。   由於肺炎球菌對多種抗生素敏感,早期治療通常患者可很快恢復。青黴素G為首選治療藥物。但目前已發現肺炎球菌對青黴素、紅黴素、四環素的耐葯菌株。對青黴素的耐葯菌株,對萬古霉素依然敏感。

肺部查體

  肺部早期往往缺乏明顯陽性體征,或僅有呼吸音減低,晚期才出現肺實變體征,如胸部叩診濁音,可聞及管狀呼吸音及大量的濕羅音

血常規

  白細胞總數及中性粒細胞均升高。

痰培養

  可見肺炎鏈球菌生長。

X線檢查

  沿肺葉分佈大片狀模糊陰影,密度均勻,邊緣清楚,占全肺葉或一個節段。

細菌的生物安全防護

  根據《病原微生物生物實驗室生物安全管理條例》中的有關規定,人間傳播的微生物名錄(待頒布)肺炎鏈球菌屬於三類,BSL-2。相關的防護事宜包括:

操作要求

  1、實驗時,未經實驗室主任同意,限制或禁止XX實驗室。   2、不許在工作區域飲食吸煙、清洗隱型眼鏡化妝。食物應存放在工作區域以外專用櫥櫃或冰箱中。   3、所有的操作過程應盡量細心,避免產生和濺出氣溶膠。   4、對於污染銳器,必須時刻保持高度的警惕,包括針、注XX器、玻片、加樣器等。   5、注XX和吸取感染材料時,只能使用針頭固定注XX器或一次性注XX器(即注XX器和針頭是一體的)。用過的一次性針頭必須彎曲切斷破碎、重新套上針頭套、從一次性注XX器上去掉,或在丟棄前進行人工處理,要不將之小心放入不會被刺穿的、用於收集廢棄銳器的容器中。非一次性銳器必須放置在堅壁容器中,轉移至處理區消毒,最好高壓殺菌。   6、打碎的器皿不能直接用手處理,必須用其它工具處理,如刷子和簸箕、夾子或鑷   子。盛污染的針頭、銳器、碎玻璃的容器在倒掉前,應按照相關的規定進行消毒。   7、所有的培養物、儲存物及其它規定的廢物在釋放前,均應使用可行的消毒方法進行消毒,如高壓滅菌。轉移到就近實驗室消毒的物料應置於耐用、防漏容器內,密封運出實驗室。離開該系統進行消毒的物料,在轉移前應包裝,其包裝應符合有關的法規。   8、濺出或偶然事件中,明顯暴露于傳染源時,要立即向實驗室主任報告。進行適當的醫學評估、觀察、治療,保留書面記錄。   9、按日常程序、在有關傳染源的工作結束后、尤其是傳染源濺出或灑出后、或受到其他傳染源污染后,實驗室設備和工作檯面應當使用有效的消毒劑消毒。污染的設備在送去修理、維護前,要按照相關的規定消毒;在離開設施轉移前,要按照相關的規定打包運輸。

安全設備

  1、正確使用和保養生物安全櫃最好是二級生物安全櫃、或其他合適的人員防護設施、或物理遏制裝置。   2、確定可能形成傳染性氣溶膠或濺出物的實驗過程,包括離心、研磨、勻漿、劇烈   震蕩或混勻、超聲波XX、開啟裝有傳染源的容器、採集感染標本等。   3、涉及高濃度或大體積的傳染源時,若選用密封轉頭或帶安全罩的離心機,若轉頭或安全罩僅在生物安全櫃中打開,則可在開放實驗室內離心。   4、當必須在生物安全櫃外處理標本時,需採取面部保護措施(跟鏡、口罩面罩、或其他防濺裝置),以免傳染源或其他有害物濺或灑到面上。   5、在實驗室內,必須使用專用的防護性外衣、大褂、罩衫或制服。人員到非實驗室   區域時,防護服必須留在實驗室內。防護服可以在實驗室內處理,也可以在洗衣房中洗滌,但不能帶回家中。   6、可能接觸潛在傳染源、被污染的表面或設備時,要戴手套。一次性手套不用清洗、不能重複使用,不能用於接觸「潔凈」的表面(鍵盤、電話等),也不應當戴著到實驗室外。要備有帶滑石粉乳膠手套。脫掉手套后,要洗手