分枝杆菌和需氧放线菌
适用教材《临床微生物学和微生物学检验》
张卓然主编 人卫 2003年 1月第 3版
检卫学院 李超
大纲要求
?掌握分枝杆菌属的生物学特性、抗酸染色

?了解不典型分枝杆菌
?了解放线菌属细菌的致病特点
第一节 分枝杆菌属 P265
? 分枝杆菌属 (Mycobacterium)是一类细长或稍弯的杆菌,
因有分枝生长的趋势而得名。 此菌属的最显著的特性
为其胞壁中含有大量类脂,达菌体干重的 40%左右,
故生长形成粗糙的疏水性菌落,且难以用一般染料染
色。若设法使之着色后,又不易以含 3%HCl的酒精脱
色。这种能抵抗盐酸酒精脱色的细菌称为抗酸杆菌 。
? 引起人类疾病的种有,(1)人型、牛型结核分枝杆菌 ;(2)
麻风分枝杆菌 ;( 3)部分条件致病菌现已证实也可引
起严重的感染。
? 本菌属细菌感染多数为慢性感染过程,长期迁延,并
有破坏性的组织病变。
一、结核分枝杆菌
?结核分枝杆菌 ( Mycobecterium Tuberculosis,TB)
简称结核杆菌,引起结核病。以人型和牛型分
枝杆菌致病多见。
?结核分枝杆菌可侵犯全身各器官,但以肺结核
为常见,结核病至今仍为第三世界国家重要的
传染病,且近年来有上升趋势。
(一 )生物学性状
1、形态染色
? 结核杆菌细长略弯曲,端极钝园,在生长中可见
分枝。在陈旧的病灶和培养物中,形态常不典型,
可呈颗粒状,串球状,短棒状,长丝形等。结核
杆菌一般常 用萋~尼 (Ziehl-Neelsen)抗酸染色法染
色,结核杆菌染成红色,其他非抗酸性细菌及细
胞浆质等呈蓝色 。镜下可见堆积成团、成束、排
列不规则,有呈链状、索状者。革兰染色不易着
色,通常视为革兰阳性,既往曾在组织中发现革
兰阳性非抗酸颗粒,接种动物可产生典型结核样
病变,曾被称为 Much颗粒。
形态染色
? 结核杆菌细长略弯曲,在生长中可见分枝。用萎~尼 (Ziehl-Neelsen)抗酸
染色法染色,结核杆菌染成红色,其他非抗酸性细菌及细胞浆质等呈蓝色。
(一 )生物学性状
2、培养特性,
?专性需氧,在无氧条件下迅速死亡。营养要求高,
在含有蛋黄、马钤薯、甘油和天门冬素等的固体培
养基 (如 Lowenstein-Jensen,罗 -杰培养基 )上才能生长。
最适 pH 6.5~ 6.8, 最适温度为 37℃, 生长缓慢,接
种后培养 3~ 4周才出现肉眼可见的菌落。菌落为凸
起、边缘不整、干燥、坚硬、表面呈颗粒状、乳酪
色或黄色,形似菜花样。 在液体培养内呈粗糙皱纹
状菌膜生长,若在液体培养基内加入水溶性脂肪酸,
如 Tween~ 80,可降低结核杆菌表面的疏水性,使
呈均匀分散生长。有毒株在液体培养基中可呈现索
状生长。
培养特性
? A microcolony growing on the surface of Middlebrook 7H10 agar,observed
microscopically under low-power optics,Note that the bacterial cells are arranged
in an undulating,serpiginous pattern,This indicates the production of cording
factor,as illustrated in the acid-fast stain shown in Color Plate 17-1I
培养特性
? A flask of Lowenstein-Jensen medium on which are growing colonies of M,
tuberculosis after a 22day incubation at 35C in a 10% CO2 incubator,The colonies
seen here are distinctly rough in consistency; however,they have more of a yellow'
pigmentation than the buff-colored colonies usually observed.
? A flask of Lowenstein-Jensen medium on which are growing colonies of M,
tuberculosis after a 22day incubation at 35C in a 10% CO2 incubator,The colonies
seen here are distinctly rough in consistency; however,they have more of a yellow'
pigmentation than the buff-colored colonies usually observed.
培养特性
培养特性
? Colonies of a subculture of M,tuberculosis growing on Middlebrook 7H10 agar
after a 25-day incubation at 35C in 10% CO2 incubator,The colonies have a rough,
buff appearance,characteristic for the species.
(一 )生物学性状
3、菌体成分及抗原性
(1)蛋白质,结核杆菌菌体内都含有数种蛋白质,
其中重要的蛋白质是结核菌素 (tuberculin)。 结
核菌素与蜡质 D结合,能引起较强的迟发型变
态反应。其他蛋白质可引起机体产生相应的抗
体,但无保护作用。
PPD:seibert提取的纯蛋白衍化物
PPD-standard:由结核菌素中提取的标准纯蛋白衍化物
PPD-Rt23:更纯的蛋白成分,可引起 IV型变态反应。
(一 )生物学性状
3、菌体成分及抗原性
(2)脂质( Lipide),脂质占菌体干的 20~ 40%,占胞壁
干重的 60%。
?其中 结核菌酸 (phthiotic acid)引起机体形成结核结
节 。 分枝菌酸与抗酸性有关 。
① 蜡质 D和多肽糖,具有佐剂活性,其中 6,6~双分枝
海藻糖 (6,6~ Dimycocyl~ a,a‘~ D~ trehalose)能使
结核菌生长成条索状,故称为索状因子 (cordfactor)。
它能作用于吞噬细胞的线粒体影响细胞呼吸及氧化 -
磷酸化作用;能抑制中性粒细胞游走、使激活的巨
噬细胞聚集及刺激慢性肉芽肿的形成 。
(一 )生物学性状
3、菌体成分及抗原性
② 硫脂 (salfatides), 能增加索状因子的毒性,抑制吞
噬细胞中的吞噬体与溶酶体融合,使结核杆菌在细
胞内存活。
③ 磷脂, 可抑制蛋白酶的分解作用,使病灶组织溶解
不完全,形成干酷样坏死 。
④ 硫脂和磷脂能与中性红染料结合,产生中性红反应,
借此可鉴定结核杆菌有无毒力。
(一 )生物学性状
4、变异性,结核分枝杆菌经多次传代培养后,毒力可以
减弱或消失。 1908年 卡~介( Calmette-Gerine) 二氏
将牛型结核杆菌培养于胆汁、甘油、马铃薯培养基中,
经 230次传代,历时 13年,使其毒力发生变异,成为对
人无致病性,而仍保持良好免疫性的菌苗株,称为 卡
介菌 (Bacilli Calmette-Giierin,BCG),1921年开始应用
于人类预防接种。卡介菌接种人体后,可获得抗结核
受疫力。
(一 )生物学性状
5、抵抗力
?结核杆菌对某些理化因子的 抵抗力较强 。在干
痰中存活 6~ 8个月,若粘附于尘埃上,保持传
染性 8~ 10天。 在 3%HCl或 NaOH溶液中能耐受 30
分钟,因而常以酸硷中和处理严重污染的检材,
杀死杂菌和消化粘稠物质,提高检出率。 但对
湿热、紫外线、酒精的抵抗力弱。在液体中加
热 62~ 63℃15 分钟,直射日光下 2~ 3小时,
75%酒精内数分钟即死亡。
(二 )临床意义
?结核杆菌的致病作用可能是细菌在组织细胞内
顽强增殖引起炎症反应,以及诱导机体产生迟
发型变态反应性损伤有关。结核杆菌可通过呼
吸道、消化道和破损的皮肤粘膜进入机体,侵
犯多种组织器官,引起相应器官,引起相应器
官的结核病,其中以肺结核最常见。人类肺结
核有两种表现类型。
(二 )临床意义
? 原发感染
? 原发感染是首次感染结核杆菌,多见于儿童。结核杆菌随同飞沫
和尘埃通过呼吸道进入肺泡,被巨噬细胞吞噬后,由于细菌胞壁
的碳酸脑苷脂抑制吞噬体与溶酶体结合,不能发挥杀菌溶菌作用,
致使结核杆菌在细胞内大量生长繁殖,最终导致细胞死亡崩解,
释放出的结核杆菌或在细胞外繁殖侵害,或被另一巨噬细胞吞噬
再重复上述过程,如此反复引起渗出性炎症病灶,称为原发灶。
原发灶内的结核杆菌可经淋巴管扩散在肺门淋巴结,引起淋巴管
炎和淋巴结肿大,X线胸片显示哑铃状阴影,称为原发综合征 。
随着机体抗结核免疫力的建立,原发灶大多可纤维给的钙化而自
愈。只有极少数免疫力低下者,结核杆菌可经淋巴、血流扩散至
全身,导致全身粟粒性结核或结核性脑膜炎 。
(二 )临床意义
? 继发感染
? 继发感染也称原发后感染,多见于成年人。大多为内
源性感染,极少由外源性感染所致。继发性感染的特
点是病灶局限,一般不累及邻近的淋巴结,主要表现
为慢性肉芽肿性炎症,形成结核结节,发生纤维化或
干酪样坏死。病变常发生在肺尖部位。
(二 )临床意义
? 郭霍氏现象 ( Koch‘s phenomenton),在健康豚鼠皮
下首次注射一定量结核杆菌,10~ 14天后注射部位缓
慢地出现溃疡,深而不易愈合,邻近淋巴结肿大,细
菌扩散至全身,直至死亡。若在 8-12周前给动物接种
过减毒的或小量结核分枝杆菌,则第二次接种的局部
反应提前出现,在 2~ 3天内即迅速发生溃疡,但溃疡
浅而易愈合,邻近淋巴结不肿大,细菌也很少扩散。
此现象于 1891年由 Koch发现,故称 Koch 现象。
(二 )临床意义
? 首次感染出现的炎症反应偏重于免疫预防,溃疡浅而
愈合,细菌不扩散,说明机体尚未建立起抗结核免疫
力;
? 再次感染发生的炎症发应则偏重于免疫预防,溃疡当
浅而愈合,细菌不扩散,说明机体对结核杆菌已具有
一定的细胞免疫力,而溃疡迅速形成。
? 用过量的结核杆菌进行再次感染,则引起剧烈的迟发
型变态反应,说明迟发型变态反应对机体不利的一面。
? 人类的原发性肺炎结核,继发性肺结核,严重而恶化
的肺结核,相当于郭霍氏现象的三种情况。
(二 )临床意义
? 结核菌素试验,一般使用旧结核菌素( Old-tubercein
简称 OT),主要成分是结核蛋白,试验法常规使用 5
个单位 OT( 2000倍稀释 0.1ml) 或 PPD-S0.0001mg注
入受试者前臂掌侧皮内,48~ 72小时内出现红肿硬节
直径大于 5毫米者为阳性,虽有红肿但无硬结或硬结直
径不到 5毫米者为阴性。应注意受拭者处于原发感染早
期,变态反应尚未发生,或正患严重的结核病如全身
粟粒性结核和结核性脑膜炎时机无反应能力,或患其
他严重疾病、用过免疫抑制剂时,结核菌素反应均可
转为阴性。
? 结核菌素试验是用来检查人体是否有抗结核杆菌的免
疫力以及人体是否有抗结核杆菌的变态反应能力,有
变态反应即表示有免疫力。
(三 )微生物学检查
1、标本采集,根据结核菌感染的类型,应
采取病灶部位的适当标本。如肺炎结核有采
取咯痰(最好取早晨第一次咯痰,挑取带血
或脓痰);肾或膀胱结核以无菌导尿或取中
段尿液;肠结核采取粪便标本,结核性脑膜
炎进行腰脊穿刺采取脑脊液;脓胸、肋膜炎、
腹膜炎或骨髓结核等则穿刺取脓液。
(三 )微生物学检查
2.1直接涂片染色,用萋~纳氏法染色,若镜检找到抗酸性
杆菌,可能是结核杆菌,但通常应报告:“查到抗酸
性杆菌” 。如标本中结核杆菌量少时,直接涂片不易
检出,应浓缩集菌后,再涂片染色镜检,以提高检出
阳性率。
报告方法
报告方法 镜检结果 报告方法 镜检结果
(- ) 末发现抗酸杆菌 /300个油镜视野 2+ 10-99个抗酸杆菌 /100个油镜视野
(± ) 1-2个抗酸杆菌 /300个油镜视野 3+ 1-10个抗酸杆菌 /每个油镜视野 *
1+ 3-9个酸杆菌 /100个油镜视野 4+ >10个抗酸杆菌 /每个油镜视野 *
*:必须看 100个油镜视野
(三 )微生物学检查
2.2集菌涂片:
?沉淀集菌法,将标本用 2%NaOH消化,置 37℃ 30min;
或高压灭菌液化后,3000r/min× 30min,取沉渣涂片。
?漂浮集菌法,将标本用生理盐水充分稀释,再加放汽
油或二甲苯 0.5-1ml,振荡 15-30min后,吸取泡沫和
油层接界部分涂片,两者均用抗酸染色,报告方法同
前述。
(三 )微生物学检查
2.3 荧光显微镜检查法,制片方法同前,用金胺 O染色,
镜检方法同前。
3 分离培养:
标本预处理, 咯痰和粪便标本浓缩集菌因含杂菌多,
需用 4%NaOH或 3%HCl或 6%H2SO4处理 30min,然
后,用离心沉淀法将结核杆菌浓缩聚集于管底,再
取沉淀物 0.1ml接种于固体培养基上,以蜡封口防止
干燥。 37℃ 培养 4~ 6周后检查结果。
4 动物试验,取经浓缩集菌处理的标本 1.0毫升
注射于豚鼠腹股沟皮下,经 3~ 4周饲养观察,
如出现局部淋巴结肿大,消瘦或结核菌素试
验阳性,可及时剖检:若观察 6~ 8周后,仍
未见发病者,也要剖检。剖检时应注意观察
淋巴结、肝、脾、肺等脏器有无结核病变。
(三 )微生物学检查
5 基因诊断:涂片检查需 5 × 103-4/ml,培养需 1
× 102/ml,标本中菌数少于此值不易被检出,PCR技
术用于快速检测,少至每 ml几个细菌均能检出,且速
度很快,因此应用前景比较广泛。但由于实验器材的
污染易出现假阳性。
6 药物敏感性实验:国内外采用方法有绝对浊度法、比
例法和扩散法,现在已有快速药敏试验商品化试剂销
售。
(三 )微生物学检查
?可见不可育菌,部分标本出现涂片阳性而培
养却阴性,有称此种菌为可见不可育菌;多
由于高效化疗药物的应用及机体免疫力的作
用等原因形成的低活性菌或死菌。因此对每
个标本都应同时进行涂片和培养检查。
(三 )微生物学检查
二、非典型分枝杆菌 P273
?光产色菌
?暗产色菌
?不产色菌
?速生菌
自学
三、麻风分枝杆菌
? 麻风分枝杆菌 (M.leprae)简称麻风杆菌,是麻风病
的病原菌,首先由 Hansen 1937年从麻风病人组织
中发现。麻风是一种慢性传染病,侵犯皮肤、粘膜
和外周神经组织,晚期还可侵入深部组织和脏器,
形成肉芽肿病变。在世界各地均有流行,我国不少
地区亦可见,但经大力开展防治工作后,病例已逐
渐减少。 此菌目前人工培养尚未成功,仅有成功的
动物模型。
一、生物学性状
(一 )形态与染色特点
?形态上麻风杆菌与结核杆菌酷似,难以区别,
亦表现明显的抗酸染色特性,常在病人溃破
皮肤渗出液的细胞中发现,呈束状排列。麻
风分枝杆菌为典型的细胞内寄生菌,有该菌
存在的细胞质呈泡沫状称为 麻风细胞 。革兰
染色阳性。
?犰狳 (armadillo)为南美的一种野生动物,体
温低,细胞免疫弱,对本菌高度易感,皮内、
皮下或静脉接种后,有 40%于 15个月内出现
进行性播散病变。因组织含菌量是人体的 100
倍,是良好的动物模型。 但迄今为止该菌仍
未获得成功的体外培养。
一、生物学性状
? 人类是麻风分枝杆菌的唯一宿主,也是唯一传染源。
本功菌传染性很低,长期直接接触可造成传染,仅少
数人发病。潜伏期长短不一,婴儿主要由密切接触而
感染,无先天性麻风。
? 本病可分为:
? 结核样型 (tubereuloid type)约 60-70%,传染性小,
称闭锁性麻风。
? 瘤型 (lepromatous type)约占 20-30%,传染性强,
称开放性麻风。
? 另外还有未定类者,发病状况界于两者之间。
二、临床意义
麻风病
? 双手神经血管骨改变,各手指末节软组织萎缩,指端骨吸收(箭头)
? 双手各指间关节挛缩及半脱位,呈“爪形手”表现
麻风病
? 结核样型:损害为大的红色斑块,边缘清楚,且有时隆起,表面干燥有鳞屑,毳
毛脱落,闭汗及有明显的浅感觉障碍。瘤型:皮损广泛,多形性,弥漫性浸润斑,
边缘不清,周围神经粗大,对称,质软。
麻风病
? 瘤型:皮损广泛,多形性,弥漫性浸润斑,边缘不清,周围神经粗大,
对称,质软,耳大神经肿大及眶上神经肿大,皮疹多发,常见皮损有斑
疹或斑块,色红或略带淡黄色。边缘境界清楚,可见卫星状损害。
麻风病
? 中间界线类麻风:皮损呈多形性,有斑疹,斑块及结节;界线类偏瘤
型:皮损多,分布广,多形性,有浸润斑,边缘不清,脱屑,周围神
经粗大,对称,质软;
麻风病
?自学
三、微生物学检查
第四节 需氧放线菌 P277
?本节讲述需氧放线菌主要内容源自教材《奴卡
菌及其它》
?奴卡菌属 (Nocardia)是一群能形成气中菌丝有孢
子的革兰阳性菌。
?对人类有致病意义的主要是星形奴卡菌
(N.asteroides)和巴西奴卡菌 (N.brasiliensis)
?本属细菌引起人类或动物的急慢性奴卡菌病。
一、生物学性状
?本菌为丝状,称为菌丝或菌丝体,革兰染色阳
性。抗酸染色弱阳性。在盐酸酒精中久置易脱
色。
?在沙保弱培养基或普通培养基上能缓慢生长,
需 5-7d长出可见菌落,菌落表面有脑沟回样皱
褶,颗粒状,不同种类可产生不同色素。
菌丝或菌丝体
? 革兰阳性丝状,抗酸染色弱阳性。
菌落
? 马杜拉放线马杜拉。菌落具有光泽、蜡状、皱褶的表面,颜色呈白至黄色
? 菌落表面有脑沟回样皱褶,颗粒状,不同种类可产生不同色素
菌落
二、临床意义
? 奴卡菌病多为外源性感染,组织病理变化主要表现为
化脓性肉芽样改变,在感染的组织内及脓液中也为类
似硫磺样颗粒,呈淡黄色、红色及黑色不等,称为色
素颗粒。
? 巴西奴卡菌因外伤侵入皮下组织,引起慢性化脓性肉
芽组织,表现为肿胀、脓肿及多发性瘘管以及好发于
足部和腿部,称为足分枝菌病 (mycetoma)。 本病亦可
由星形奴卡菌,马杜拉放线菌 (A.madurae)以及曲霉、
头孢子菌等腐生菌引起。
色素颗粒
? 在感染的组织内及脓液中也为类似硫磺样颗粒,呈淡黄色、红色
及黑色不等,称为色素颗粒。
色素颗粒
? 在感染的组织内及脓液中也为类似硫磺样颗粒 (黄白色 )
色素颗粒
? 在感染的组织内及脓液中也为类似硫磺样颗粒 (黄白色 )
足分枝菌病
? 巴西奴卡菌因外伤侵入皮下组织,引起慢性化脓性肉芽组织,表现为肿
胀、脓肿及多发性瘘管以及好发于足部和腿部,称为足分枝菌病
下颌骨放线菌病
? 巴西奴卡菌因外伤侵入皮下组织,引起慢性化脓性肉芽组织
? 左下颌骨下缘发红并有肿胀,周边有硬结,中心有波动。
下颌骨 放线菌病
? 右颊部有板状硬结,弥漫性肿胀疼痛,部分区域有小脓肿。
下颌骨 放线菌病
三、微生物学诊断
?将组织渗液等标本 压片 在显微镜下 检查色素颗
粒, 可发现颗粒呈菊花状,菌丝末端不膨大,
革兰阳性 。
?注意,本菌在脑脊液、脓胸穿刺液及痰中不形
成颗粒,可呈抗酸性杆菌,故需与结核杆菌相
区别。
显微镜下检查色素颗粒
? 在显微镜下压片检查色素颗粒,可发现颗粒呈菊花状
? 在显微镜下压片检查色素颗粒,革兰阳性,并带有菌丝的放线菌块
显微镜下检查色素颗粒
04.10.20