棒狀桿菌屬 (Corynebacterium)介紹
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一、 分類與命名
隸屬放線菌科 (Actinomycetaceae),棒狀桿菌屬的DNA G+C 含量變化較大:46~74mol%,代表菌種為白喉棒狀桿菌(C.diphtheriae)。
與臨床關系密切棒狀桿菌屬菌種有白喉棒狀桿菌 、假白喉棒狀桿菌 (C.pseudodiphtheriticum)、干燥棒狀桿菌 (C.xerosis)、假結核棒狀桿菌 (C.pseudotuberculosis)、無枝菌酸棒狀桿菌 (C.amycolatum)、麥氏棒狀桿菌 (C.macginleyi)、紋帶棒狀桿菌 (C.striatum)、潰瘍棒狀桿菌 (C.ulcerans)、解脲棒狀桿菌 (C.urealyticum),及CDC group F-1和CDC group G兩個未命名種等。引起人類疾病的主要是白喉棒狀桿菌,其他的多數為條件致病菌,形態與白喉棒狀桿菌相似,統稱為棒狀桿菌。
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二、生物學特性
棒狀桿菌屬細菌為革蘭陽性直或微彎曲桿菌,菌體不分枝、兩邊不平行,一段或兩端膨大呈棒狀;細胞無抗酸性,革蘭染色通常均勻;成單、成對、V 型、柵型或呈簇狀排列。不產生芽胞,無莢膜,多數無鞭毛。通常細胞內有異染顆粒 (metachromatic granules)。
白喉棒狀桿菌(C.diphtheriae)是棒狀桿菌屬中最重要的醫學相關菌種,用亞甲藍、Albert法、Neisser法等染色可顯示菌體內有濃染的異染顆粒,排列成念珠狀或位于菌體兩端,也稱為極體,為本菌的形態鑒別特征(圖17-14)。
在血平板上35℃培養24小時后形成灰白色、不透明的S型菌落,有狹窄的β-溶血環。在呂氏血清斜面上生長較快,10~12小時即形成灰白色、有光澤的菌苔,鏡下形態典型,異染顆粒明顯。
白喉棒狀桿菌(C.diphtheriae) 亞碲酸鉀能抑制雜菌生長,因此,亞碲酸鉀血平板通常用于白喉棒狀桿菌的初次分離培養,亞碲酸鹽能透過細胞膜進入白喉棒狀桿菌細胞質中,還原為金屬碲而使菌落呈黑色(圖17-15)。 白喉棒狀桿菌根據在亞碲酸鉀血平板上生長的菌落特點分為重型、輕型、中間型三型,型別與疾病輕重程度無明顯相關系,我國以輕型多見。
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三、鑒別與鑒定
1.屬內鑒別 表17-5中的試驗可以鑒定大部分臨床常見的棒狀桿菌屬的菌種。目前市售的多種商品化鑒定系統能準確鑒定大部分棒狀桿菌屬細菌,但目前尚無一家能100%對棒狀桿菌直接作出準確的鑒定,有一半多需要做補充實驗。
2.白喉棒狀桿菌的鑒定
(1)直接涂片染色鏡檢 將標本直接制成兩張涂片,分別作革蘭染色和異染顆粒染色,鏡檢如出現革蘭陽性棒狀桿菌,形態典型具有明顯異染顆粒,立即可做“直接涂片檢出具有異染顆粒的革蘭陽性桿菌”的初步報告,供臨床參考。
(2)分離培養 同時接種血平板及胱氨酸-亞碲酸鉀血平板, Cystine-tellurite blood agar (CTBA), a modification of Tinsdale medium, contains sheep red blood cells, bovine serum,cystine, and potassium tellurite. CTBA is both a selective and differential medium. 35℃孵育48小時,挑取可疑菌落鏡檢,革蘭染色和異染顆粒染色。白喉棒狀桿菌鑒定要點為:革蘭陽性,著色不均勻,菌體細長微彎曲,排列不規則,具有異染顆粒,無動力,無芽胞;經亞碲酸鉀血平板分離到黑色菌落,毒力試驗陽性者,可報告“檢出白喉棒狀桿菌產毒菌株”。
(3)生化反應 白喉棒狀桿菌的生化反應為葡萄糖、麥芽糖陽性,蔗糖、脲酶陰性,觸酶陽性,與其他棒狀桿菌的區別見表17-5。已有商品化的試劑盒用于棒狀桿菌屬的鑒定如API快速棒狀桿菌試劑條、Minitek系統等。
(4)毒力檢測 白喉棒狀桿菌包括無毒株和有毒株,需要通過毒力試驗鑒定白喉桿菌的致病菌株,應用白喉抗毒素檢測白喉桿菌毒素,確定產毒株,常用方法有ELISA法和Elek平板毒力試驗。
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四、抗菌藥物敏感性
棒狀桿菌屬菌種通常對β-內酰胺類抗生素包括青霉素敏感,部分菌株對大環內酯類耐藥。部分棒狀桿菌屬細菌對萬古霉素天然耐藥,不建議使用萬古霉素作為治療棒狀桿菌感染的一線藥物,若標本分離到有臨床意義的菌株時,建議進行藥敏試驗。
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一、 臨床意義
白喉棒狀桿菌所致的疾病白喉為急性呼吸道傳染病,傳染源為患者和帶菌者,通過飛沫或污染的物品傳播,人群普遍有感染可能,但有明顯的年齡差異,2~4歲兒童發病率最高。
白喉棒狀桿菌的主要致病物質是外毒素,即白喉毒素,但是并非所有的菌株都能產生,只有攜帶有產毒素基因 (tox+)β-棒狀噬菌體 (CorynepHage β)的溶源性菌株才能產生。白喉毒素可阻斷細胞蛋白質合成,引起細胞功能的障礙。白喉毒素常見的易感細胞有心肌、外周神經、肝、腎、腎上腺等組織,使細胞蛋白質合成障礙,導致臨床常有心肌炎和軟腭麻痹癥狀及肝、腎等嚴重病變的發生。
除白喉棒狀桿菌外,棒狀桿菌屬菌種多數分布于人和動物鼻腔、咽喉、外耳道、外陰和皮膚,一般無致病性或與其他細菌一起引起混合感染。近年來,由于大量使用免疫抑制劑和不適當使用抗生素,尤其介入性診療手段的廣泛應用,這些條件致病菌導致的醫院感染病例增多,如菌血癥、心內膜炎、骨髓炎等。
棒狀桿菌在以下情況下需鑒定到種:①來自無菌體液如血液(多個標本僅一次陽性除外);②優勢菌;③尿標本純培養>104CFU/mL或菌落計數>105CFU/mL的優勢生長菌種。以下情況棒狀桿菌具有臨床意義:①多個標本均分離到同一種棒狀桿菌;②標本直接染色檢出棒狀桿菌,同時發現有白細胞;③標本分離到其他致病性較弱的細菌。