第十三章 棒状杆菌
棒状杆菌属(Corynebacterium)与分枝杆菌属和诺卡菌属一样，是放线菌中细胞壁含短链分枝菌酸的菌属。革兰阳性，菌体一端或两端膨大呈棒状的杆菌。菌体染色不均匀，出现节段浓染或有异染颗粒。排列不规则，呈栅栏状。无荚膜、无鞭毛，不产生芽胞。此属细菌种类较多。广泛分布于动、植物上。可定植于人皮肤、上呼吸道和泌尿生殖道粘膜。大多为条件致病菌，能引起人类致病且具传染性的主要为白喉棒状杆菌。
第一节 白喉棒状杆菌
白喉棒状杆菌(C.diphtheriae),俗称白喉杆菌，是白喉的病原菌。白喉是一种急性呼吸道传染病，患者咽喉部出现灰白色的假膜。该菌能产生强烈外毒素，进入血液可引起全身中毒症状。
一、 生物学性状
形态与染色菌体细长微弯，一端或两端膨大呈棒状。细菌常排列呈V、L等文字形。革兰染色阳性。用美蓝短时间染色菌体着色不均匀，出现有深染的颗粒。用Neisser或Albert 等法染色，这些颗粒与菌体着染颜色不同，称为异染颗粒（图13-1）。颗粒的主要成分是核糖核酸和多磷酸盐，在鉴定时有重要意义。但当细菌衰老时异染颗粒被消耗而不明显，且细胞壁变薄易被脱色，常造成革兰染色不定，有时在革兰阴性的菌体中见有阳性颗粒或节段。
培养特性需氧或兼性厌氧。培养过夜在血平板上可见1~3mm菌落。在含有凝固血清的吕氏血清斜面上生长迅速，涂片染色异染颗粒明显。分离培养时常用鉴别选择培养基含0.03%～0.04%亚碲酸钾的血平板。亚碲酸钾能抑制杂菌，且白喉棒状杆菌能吸收亚碲酸盐使其还原为元素碲，菌落呈黑色。
抵抗力 白喉棒状杆菌对湿热抵抗力不强，煮沸1min死亡。但对寒冷和干燥抵抗力强。在衣服、床单、玩具上可存活数天至数周。5%石炭酸中１min、3% 来沙尔中10min死亡。对青霉素、氯霉素、红霉素敏感。
二、致病性
致病物质白喉棒状杆菌的致病性与其产生的白喉外毒素有关。大多白喉棒状杆菌的-噬菌体带有编码外毒素的tox基因，而白喉棒状杆菌本身无此基因。当这种噬菌体侵入白喉棒状杆菌，在溶原阶段tox基因即可整合到宿主染色体上，使之产生毒素。白喉毒素含有A和B 2个亚单位。B亚单位上有1个受体结合区和1个转位区。A亚单位上有1个催化区。许多真核细胞，特别是心肌和神经细胞上都有这种毒素的受体，说明严重的白喉患者可有中毒性心肌炎和神经症状的原因。当毒素与宿主细胞结合而被吞入细胞的内泡中后，通过B亚单位转位区的介导，使A亚单位释放到宿主胞质内。A亚单位有毒性，可使细胞内延伸因子2(elongation factor-2,EF-2)灭活，影响蛋白质的合成。
白喉毒素有剧毒，估计1个毒素分子能使1个细胞内所有的EF-2灭活，故1~2个毒素分子进入细胞即可将细胞杀死。现已有人证明成人与鼠对白喉毒素尚有一定的耐受性。但肿瘤组织对白喉毒素高度敏感。故有人提出将肿瘤单克隆抗体与毒素A亚单位结合，注入患者。可使A亚单位对肿瘤有特异性杀伤作用，以此作为生物导弹来治疗肿瘤。
所致疾病白喉棒状杆菌存在于患者及带菌者的鼻咽腔中，随飞沫或污染的物品传播。感染后细菌在鼻咽喉部粘膜上繁殖并分泌外毒素，引起局部炎症及全身中毒症状。细菌和外毒素可使局部粘膜上皮细胞产生炎性渗出与坏死。渗出物中含有纤维蛋白，能将炎性细胞、粘膜坏死组织和白喉棒状杆菌凝聚在一起，形成灰白色点状或片状假膜。此假膜在咽部与粘膜下组织紧密粘连不易拭去。若假膜扩展至气管、支气管粘膜，由于其上具有纤毛，假膜容易脱落而引起呼吸道阻塞，成为白喉早期致死的主要原因。有报道从喉、气管镜检中取出气管、支气管铸型膜管。白喉棒状杆菌本身一般不侵入血流，但被吸收的外毒素则可通过血液与易感的组织结合，在临床上引起各种表现，如心肌炎、软腭麻痹、声嘶、肾上腺功能障碍等症状。约23患者的心肌受损，多发生在病后2~3周，成为白喉晚期致死的主要原因。此外，该菌偶可侵害眼结膜、外耳道、阴道和皮肤创口等处，亦能形成假膜。
三、免疫性
白喉的免疫主要靠抗毒素中和外毒素的作用。抗毒素可阻止毒素B亚单位与敏感的哺乳动物细胞结合，使A亚单位不能进入细胞。在病后、隐性感染和预防接种等均可获得特异免疫力。
人对白喉棒状杆菌普遍易感。新生儿从母体被动获得抗毒素而有免疫力，出生后免疫逐渐消失。3个月时仅60%有免疫力，1岁时几乎全部易感。以往白喉患者约50%在5岁以内。近年来由于婴幼儿及学龄前儿童普遍进行预防接种，儿童与少年发病率有所降低，白喉在人群中的传播日益减少，隐性感染的机会也随之减少，故发病年龄出现推迟现象。
调查人群对白喉的免疫力可用白喉毒素作皮内试验，称为锡克试验(Schick test)。试验是根据毒素抗毒素中和原理，以少量毒素测定机体内有无抗毒素免疫的一种方法。在一侧前臂皮内注射白喉毒素0.1 ml，内含150豚鼠最小致死量。另一侧前臂皮内注射0.1 ml对照液（同样毒素加热80C 5 min破坏其毒性）。结果与判断如下：
阴性反应两侧前臂注射处均无任何反应。表示机体有足量抗毒素，对白喉有免疫力。
阳性反应试验侧注射局部于24~48h开始出现红肿，直径1~2cm，4~7d达高峰，对照侧无反应。表明机体对白喉易感，无免疫力。
假阳性反应 试验侧与对照侧均于6~18h出现红肿，1~2d消退。表明机体对毒素蛋白质有超敏反应，同时血液内有足够抗毒素，所以对白喉有免疫力。
混合反应 两侧前臂注射处均于6~18h出现红肿，对照侧3~4d反应消退，试验侧至第4~7d才达高峰。表明机体对毒素蛋白有超敏反应，而对白喉没有免疫力。
四、 微生物学检查法
标本 用无菌棉拭从患者病变部位假膜及其边缘取材检查。
直接涂片镜检 将棉拭标本直接作涂片，用美蓝或Albert法染色后镜检。若找到有白喉棒状杆菌典型形态、排列，并有异染颗粒者，结合临床即可作初步诊断，以便及时治疗。白喉的治疗是否及时与死亡率密切相关，故早期快速诊断至关重要。
分离培养 将棉拭取材接种于吕氏血清斜面，经37C 6~12h增菌后作涂片镜检。检出率要比直接涂片高，有助于快速诊断。延长培养至12~18h，则可长出灰白色小菌落。
毒力鉴定 毒力鉴定是鉴别白喉棒状杆菌与其他棒状杆菌的重要试验。检测方法分体外与体内两类，体外法可用SPA协同凝集试验; 体内法可用豚鼠作体内中和试验。后者选体重250g的豚鼠2 只，其中1 只于试验前12h由腹腔注射白喉抗毒素250~500单位作为对照。然后2只豚鼠均于皮下注射待检菌的48h培养液2ml。若于2~4d试验动物死亡，而对照动物活存，表明待检菌能产生白喉毒素。
五、防治原则
白喉的特异性预防有人工主动免疫和人工被动免疫两种。注射白喉类毒素是预防白喉的主要措施。自从应用白喉类毒素后，我国白喉的发病率从1949年的23.110万下降至1985年的0.1410万。目前国内外均应用白喉类毒素、百日咳疫苗和破伤风类毒素混合制剂（简称白百破三联疫苗）。国外报道有效率达97%，但大量成人血清抗体低于保护水平（0.01IUml)因此，应在出生后3月初次接种，3~4岁和6岁各加强1次。以后每10年应重复免疫1次。对密切接触过白喉病人的易感儿童，应肌肉注射白喉抗毒素1000~3000单位作紧急预防。为避免用马血清制备的白喉抗毒素引起速发型 超敏反应，一般主张立即给密切接触且鼻咽部培养阳性者进行药物预防，如注射青霉素或口服红霉素，而不轻易使用抗毒素。
对白喉患者的治疗，使用抗生素外应尽早注射足量白喉抗毒素。根据病情通常用2~10万单位肌肉或静脉注射。注射前应作皮肤试验，阳性者进行脱敏治疗。抗毒素的治疗应当尽早，毒素一旦与宿主易感细胞结合则不能被抗毒素中和。延迟1d使用抗毒素 ，心肌炎等并发症与死亡率将增加1倍。
第二节 其他棒状杆菌
棒状杆菌属除白喉棒状杆菌外，大多不产生外毒素。菌体较粗短，着色较均匀，很少有异染颗粒。大多寄生在人或动物的鼻腔、咽喉、外耳道、外阴、泌尿道和皮肤等处。为条件致病菌。人体常见的有溃疡棒状杆菌(C.ulcerans)，可从类似白喉的溃疡性咽喉病灶中分离出; 痤疮棒状杆菌(C.acnes),可引起痤疮或粉剌; 阴道棒状杆菌(C.vaginale),可引起非特异性阴道炎或尿道炎; 假白喉棒状杆菌(C.pseudodiphtheriticum),常存在于正常人鼻咽腔、咽喉部; 结膜干燥棒状杆菌(C.xerosis)，常寄居于眼结膜; 溶脲棒状杆菌(C.urelyticum)引起泌尿道感染，此菌能产生大量尿素酶使尿液变碱导致结石形成。另有1种短小棒状杆菌(C.pavum)具有佐剂作用，可作为免疫增强剂。