【原核生物全系列-81】梭菌目—梭菌科(下)

梭菌目—梭菌科(下)

(3)艱難梭菌

艱難梭菌(英語:Clostridiumdifficile),又稱難辨梭菌、難辨棱狀芽孢桿菌(c-diff)或困難梭菌,屬厭氧性梭菌屬細菌,一般寄生在人的腸道內。厭氧性細菌是指那些在無氧條件下要比在有氧環境下生長好的細菌,而人的腸道正好是一個相對無氧的環境。如果過度服用某些抗生素,艱難梭菌的菌群生長速度加快,影響腸道中其他細菌,引發炎癥。

艱難梭菌是梭菌屬的一個成員,對氧十分敏感,很難分離培養,故得名。梭菌屬成員很多,可分為幾個群,其中有幾個成員對人是致病性的。最著名的有產氣莢膜梭菌、破傷風梭菌和肉毒梭菌。產氣莢膜梭菌可引起傷口氣性壞疽、食物中毒、肌肉壞死、梭菌蜂窩織炎等,破傷風梭菌可引起破傷風,肉毒梭菌可引起肉毒中毒。肉毒中毒的典型臨床特征是急性弛緩麻痹,先從雙側顱神經阻礙開始,包括面部、頭顱和咽部的肌肉,然後對稱性下降,包括喉部和肢體肌肉。由於舌或咽部肌癱瘓可引起的呼吸困難,隔膜和肋部的癱瘓可能引起死亡。產氣莢膜梭菌是一種常見的引起食物中毒的細菌。

艱難梭菌發現於1935年,但直到1977年發現本菌與臨床長期使用某些抗生素(氨芐青黴素、頭孢黴素、紅黴素、氯林可黴素等)引起的偽膜性結腸炎有關,方被重視。

艱難梭菌廣泛分佈於自然環境中,如土壤、幹草、沙、一些大型動物(牛、驢和馬)的糞便,及狗、貓、嚙齒動物和人的糞便,除此之外還大量存在於水和動物的腸道中。嬰兒的糞便中常含有艱難梭菌,為新生嬰兒腸道中正常菌群,大約50% 12月齡嬰兒的腸道中有艱難梭菌,2歲以上兒童的帶菌率大約為3%,但此菌在健康成人中出現頻率較低,無癥狀帶菌的成人在瑞典是1.9%,在日本為15.4%,這種細菌會產生腸毒素和細胞毒素,是一種能引起偽膜性結腸炎的厭氧梭菌屬細菌,也是一種導致住院病人腹瀉的常見細菌,病征由輕度以至嚴重的腹瀉。

艱難梭菌是一種厭氧生長的革蘭陽性梭狀產毒芽孢桿菌,為人類腸道中的正常菌群,抗生素的應用可導致該菌過度生長。自1978年開始,艱難梭菌被認為與抗生素相關性腹瀉有關,曰前認為25%的抗生素相關性腹瀉由艱難梭菌引發。隨著廣譜抗菌藥物的廣泛使用,在全球范圍內,艱難梭菌相關性腹瀉發生率不斷升高,近年來出現暴發流行,其流行菌株發生基因變異,產生毒素的能力增加,患者病死率及病情復發率升高,已引起醫學界的重視。

艱難梭菌可產生兩種毒素:腸毒素和細胞毒素。腸毒素能趨化中性粒細胞浸潤回腸腸壁,釋放細胞因子,導致腸道大量失水和出血性壞死。細胞毒素能解聚肌動蛋白,損壞細胞骨架,導致局部腸壁細胞壞死,有直接損傷腸壁作用。

艱難梭菌感染大多數為無癥狀攜帶者。長期服用抗生素可引起內源性感染。若易感人群較多,也可引起外源性感染。耐藥艱難梭菌能導致抗生素相關性腹瀉和假膜性結腸炎等疾病。

艱難梭菌感染引起腸炎,主要是結腸段的腸炎。長期大量應用抗生素,尤其是作用於腸道細菌的廣譜抗生素,如氨芐西林、阿莫西林、克林黴素和各種頭孢菌素等,可殺滅或抑制腸道內乳酸桿菌和雙歧桿菌等正常菌群的細菌,失去或減弱瞭對艱難梭菌的拮抗作用;而對這些抗生素耐藥的艱難梭菌則大量增殖,引起菌群失調。導致抗生素相關性腹瀉。

(4)產氣莢膜梭菌

產氣莢膜梭菌(學名:Clostridiumperfringens)又名魏氏梭菌,是革蘭氏陽性桿狀厭氧菌,因能分解肌肉和結締組織中的糖類而產出大量氣體以及可以在體內能形成莢膜而得名。會引起魏氏梭菌病。發現於人類和其他脊椎動物的腸道、昆蟲和土壤等處。

產氣莢膜梭菌是臨床上氣性壞疽病原菌中最多見的一種梭菌,因能分解肌肉和結締組織中的糖,產生大量氣體,導致組織嚴重氣腫,繼而影響血液供應,造成組織大面積壞死,加之本菌在體內能形成莢膜,故名產氣夾膜梭菌。

人類氣性壞疽的主要病原菌。1892年,美國病理學傢W.H.韋爾奇等自一屍體分出本菌,因而又稱韋氏梭菌。菌體較大,大小為(0.9~1.3)×(3.0~9.0)微米,無鞭毛,有莢膜。芽孢橢圓形,位於次級端。厭氧不嚴格。菌落直徑2~5毫米,血瓊脂平板上有溶血圈。糖發酵能力強,產酸產氣。本菌的特征之一是在牛乳培養基中呈暴烈發酵現象。形成的毒性物質有12種,可損傷細胞膜、血管內皮細胞並使糖類分解,導致細胞壞死、組織水腫、充氣等病變。根據產生毒素種類和致病性的不同,本菌有A、B、C、D、E、F6個型。有些菌株產生腸毒素,可引起食物中毒。DNA中的G+C克分子含量為24~27%。本菌廣泛存在於土壤、人和動物的腸道以及動物和人類的糞便中,會散發臭味。常因深部創傷而感染。導致氣性壞疽的病原菌還有諾維氏梭菌、腐敗梭菌、溶組織梭菌、產芽孢梭菌等。此外,產氣莢膜梭菌能引起羔羊痢疾和羔羊、牛犢、仔豬、傢兔、雛雞等的壞死性腸炎;諾維氏梭菌引起羊、牛的傳染性壞疽性肝炎;腐敗梭菌引起牛、羊、豬等傢畜的腸型壞疽“快疫”(braxy);肖維氏梭菌引起牛、羊氣腫疽等。

產氣莢膜梭菌既能產生強烈的外毒素,又有多種侵襲性酶,並有莢膜,構成其強大的侵襲力,引起感染致病。毒素的毒性雖不如肉毒毒素和破傷風毒素強,但種類多,外毒素有α、β、γ、δ、ε、η、θ、ι、κ、λ、μ、ν等12種,和具有毒性作用的多種酶,如卵磷脂酶、纖維蛋白酶、透明質酸酶、膠原酶和dna酶等,構成強大的侵襲力。根據細菌產生外毒素的種類差別,可將產氣莢膜梭菌分成a、b、c、d、e5個型。對人致病的主要是a型,引起氣性壞疽和食物中毒。c型則引起壞死性腸炎。在各種毒素和酶中,以α毒素最為重要,α毒素是一種卵磷脂酶,能分解卵磷脂,人和動物的細胞膜是磷脂和蛋白質的復合物,可被卵磷脂酶所破壞,故α毒素能損傷多種細胞的細胞膜,引起溶血、組織壞死,血管內皮細胞損傷,使血管通透性增高,造成水腫。此外,θ毒素有溶血和破壞白血球的作用,膠原酶能分解肌肉和皮下的膠原組織,使組織崩解,透明質酸酶能分解細胞間質透明質酸,有利於病變擴散。本菌能引起人類多種疾病,其中最重要的是氣性壞疽。

(5)破傷風梭菌

破傷風梭菌(學名:Clostridiumtetani)是一種梭菌屬的桿狀專性厭氧菌,外觀類似網球拍和雞腿,是破傷風的病原體。

破傷風梭菌(clostridiumtetani)是引起破傷風的病原菌,大量存在於人和動物腸道中,由糞便污染土壤後經傷口感染引起疾病。本菌繁殖體抵抗力與其他細菌相似,但其芽孢抵抗力強大。在土壤中可存活數十年,能耐煮沸40~50分鐘。對青黴素敏感,磺胺類有抑菌作用。

破傷風梭菌是破傷風的病原體。當機體受到深部創傷或手術時使用不潔器械等情況下易感染該菌,發病後機體呈強直性痙攣,可因窒息或呼吸衰竭而死亡。

破傷風梭菌經傷口侵入人體引起破傷風。其感染的重要條件是傷口形成厭氧微環境:如傷口窄而深(如刺傷),有泥土或異物污染;創傷壞死組織多,局部組織缺血缺氧;伴有需氧菌或兼性厭氧菌的混合感染等。

其主要致病物質是外毒素,即破傷風痙攣毒素,它是一種神經毒素,毒性極強,僅次於肉毒毒素。該毒素對中樞神經系統有特殊的親和力,可阻止抑制性突觸末端釋放抑制性神經遞質(甘氨酸與γ氨基丁酸),使肌肉活動的興奮與抑制失調,以致伸肌與屈肌同時強烈收縮,造成肌肉強直痙攣,形成破傷風特有的牙關緊閉、角弓反張等癥狀。破傷風痙攣毒素具有免疫原性,經0.3%的甲醛作用後脫毒成為類毒素。

破傷風潛伏期可從幾天至幾周,與原發感染部位距離中樞神經系統的長短有關。病菌在創傷局部繁殖產生的外毒素,經血流或淋巴進入中樞神經系統,亦可經末梢神經軸索逆行而上到達中樞神經系統,最終形成破傷風特有的癥狀。新生兒破傷風常為分娩時使用不潔器械剪斷臍帶,病原菌自臍部侵入所致,俗稱“臍帶風”“七日風”。

病後獲得免疫力不強,可再感染。獲得牢固免疫力的途徑是人工免疫。

2.八疊球菌屬

八疊球菌屬(學名:Sarcina)為梭菌目梭菌科的一屬革蘭氏陽性菌。在環境中分佈廣泛,通常從哺乳動物的腸道和谷物的種子中分離而得。此屬的模式種為胃八疊球菌(Sarcina ventriculi)。

八疊球菌屬,是一種革蘭氏陽性、無芽胞、不運動的厭氧性球菌。細胞直徑2-3 mm,一般8個細胞相互排列成方堆狀。營養要求較高:主要生活在人或其他動物的腸道中。最適生長溫度為20-30 ℃,許多種能在<10 ℃的低溫中生長,最適生長pH為6.5-8,多數種耐鹽並且生長在小於3-15%的NaCl中。嚴格進行發酵性代謝。葡萄糖發酵產生二氧化碳、氫和乙酸等。過氧化氫酶陽性,大多數物種也有氧化酶和脲酶陽性。可將硝酸鹽還原為亞硝酸鹽,不產生色素。細胞壁肽聚糖在肽亞單位的位置3處含有L-賴氨酸,是A4α型。主要脂肪酸為C15:0,DNA (G + C )含量為38%–46.5% (mol%),典型菌株:Sporosarcina ureae(Beijerinck1901)。菌體直徑1.8~8μm,一般由8個球菌相疊成立方形的包裹狀,此因由三個互相垂直的平面分裂所致。無動力。個別報告有芽胞形成。DNA的G+C含量為28~31 %。在普通瓊脂平板上生長迅速,形成邊緣整齊,表面光滑的菌落,培養最適溫度為25C.對葡萄糖、乳糖、蔗糖均不分解。本菌屬常見於水、空氣、泥土、皮膚等處,對人一般無致病性。本菌屬有胃八疊球菌和最大八疊球菌兩個菌種。

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