分枝杆菌属医学知识讲座专家讲座

第十八章

分枝杆菌属

分枝杆菌属医学知识讲座第1页结核病是一个古老疾病。从新石器时代人类遗骨和古代木乃伊骨关节病理组织中，已发觉人类在史前时代已患过结核病。中国医史中，结核病最早记载于《内经》并形容为“虚痨”之症。古代文件有提及肺痨为痨虫于肺所致，但未能确定致病成因。

分枝杆菌属医学知识讲座第2页19世纪，结核病在欧洲和北美大肆流行，散布到社会各个阶层，生活困顿人群成了结核病温床。而且是当初造成死亡主要原因，被人们称为“巨大白色瘟疫”。许多当年出色人物罹患结核病：雪莱、席勒、勃朗宁、梭罗等。结核病流行甚至影响了诗人和艺术家思想。

分枝杆菌属医学知识讲座第3页德国科学家RobertKoch在1882年发觉了一个特殊微生物——结核杆菌，结核病致病细菌。他还证实了这种微生物是能够在培养基里培养出来。这一发觉使得结核试验研究成为现实。分枝杆菌属医学知识讲座第4页世界结核病防治现实状况自发觉MTB以来，全球约有两亿人死于TB，且疫情发展日趋严重。WHO已将TB作为重点控制传染病之一，并于1995年起将每年3月24日定为“世界防治结核病日”，以提醒公众加深对TB认识。分枝杆菌属医学知识讲座第5页据WHO预计，当前全球约20亿人已感染了MTB。全球现有TB病人万。TB死亡将达历史最高水平，全球天天有8000人死于TB，每年约300万人死于TB。尤其是在发展中国家，TB形势尤其严峻，全球98％TB死亡和95％新发TB都是在发展中国家。分枝杆菌属医学知识讲座第6页分枝杆菌属医学知识讲座第7页我国属于全球22个TB高负担国家之一，TB患病人数在世界各国中居于第2位。我国TB流行含有“五多一高”特点：MTB感染人数多。现患肺TB病人多。TB死亡人数多。耐药TB人多。农村TB人多。传染性肺TB患者疫情居高不下。分枝杆菌属医学知识讲座第8页第一节结核分枝杆菌

分枝杆菌属（Mycobacterium）是一类细长或稍弯杆菌，因有分枝生长趋势而得名。

结核杆菌引发结核病。对人类致病有些人型结核杆菌和牛型结核杆菌。分枝杆菌属医学知识讲座第9页1.形态与染色

结核杆菌细长略弯曲，端极钝园，大小约1～4×0.4μm，呈单个或分枝状排列，无荚膜、无鞭毛、无芽胞。在陈旧病灶和培养物中，形态常不经典，可呈颗粒状、串珠状、短棒状、长丝形等。一、生物学性状分枝杆菌属医学知识讲座第10页

抗酸染色（Ziehl-Neelsen）显示痰标本中染为红色特异性抗酸细菌（结核杆菌）。其它非抗酸性细菌及细胞浆质等呈蓝色。结核杆菌抗酸性取决于胞壁内所含分枝菌酸残基和胞壁固有层完整性。分枝杆菌属医学知识讲座第11页2.培养特征与生化反应♥专性需氧菌♥营养要求高：在含有蛋黄、马铃薯、甘油和天门冬酰胺等固体培养基上才能生长。最适pH为6.5~6.8，最适温度为37℃。♥生长迟缓：18~24h繁殖一代，接种后3～4周才出现肉眼可见菌落。菌落为干燥、坚硬、表面呈颗粒状、乳酪色或黄色，形似菜花样。在液体培养基中呈粗糙皱纹状菌膜生长。♥不发酵糖类：与牛分枝杆菌区分在于前者可合成烟酸和还原硝酸盐，而后者则不能。分枝杆菌属医学知识讲座第12页结核杆菌培养菌落分枝杆菌属医学知识讲座第13页（1）脂质（Lipid）：占菌体干重20～40%，占胞壁干重60%，主要是磷脂、脂肪酸和蜡质，大多与蛋白质或多糖结合成复合物。3.主要菌体成份及其作用

结核分枝杆菌无内毒素，也不产生外毒素和侵袭性酶类，其致病作用主要靠菌体成份，尤其是胞壁中所含大量脂质。脂质含量与结核分枝杆菌毒力呈平行关系，含量愈高毒力愈强。分枝杆菌属医学知识讲座第14页①磷脂：

能刺激单核细胞增生，并可抑制蛋白酶分解作用，使病灶组织溶解不完全，形成结核结节和干酪样坏死。

②脂肪酸：

在脂质中比重较大，与分枝杆菌抗酸性相关。其中6,6-双分枝菌酸海藻糖含有破坏细胞线粒体膜，毒害微粒体酶类，抑制中性粒细胞游走和吞噬，引发慢性肉芽肿作用。含有该物质结核杆菌毒株在液体培养基中能紧密黏成索状，故称索状因子。分枝杆菌属医学知识讲座第15页③蜡质D：

胞壁中主要成份，是一个肽糖脂与分枝菌酸复合物，能引发迟发型超敏反应，并含有佐剂作用。④硫酸脑苷脂和硫酸多酰基化海藻糖：

存在于结核分枝杆菌毒株细胞壁中，能抑制吞噬细胞中吞噬体与溶酶体融合，使结核分枝杆菌在细胞内存活。这类糖脂能结合中性红染料产生中性红反应，借此可判定结核分枝杆菌有没有毒力。分枝杆菌属医学知识讲座第16页（2）蛋白质

结核分枝杆菌菌体内含有各种蛋白质，其中主要是结核菌素（tuberculin）。结核菌素与蜡质D结合，能引发较强迟发型超敏反应。

（3）多糖

多糖常与脂质结合存在于胞壁中，主要有半乳糖、甘露醇、阿拉伯糖等。多糖可使中性粒细胞增多，引发局部病灶细胞浸润。而多糖抗原Ⅱ是阿拉伯甘露聚糖，是分枝杆菌发生凝聚反应特异性表面抗原。

（4）核酸

核糖体核糖核酸是本菌免疫原之一，能刺激机体产生特异性细胞免疫。分枝杆菌属医学知识讲座第17页近年发觉结核分枝杆菌在细胞壁外还有一层荚膜。普通因制片时遭受破坏而不易看到。若在制备电镜标本固定前用明胶处理，可预防荚膜脱水收缩，在电镜下可看到菌体外有一层较厚透明区，即荚膜。（5）荚膜

主要成份为多糖，部分脂质和蛋白质。

荚膜对结核分枝杆菌有一定保护作用：①与吞噬细胞表面补体受体3（CR3）结合，有利于结核杆菌在宿主细胞上粘附与入侵；②荚膜中有各种酶可降解宿主组织中大分子物质，给入侵细菌提供繁殖所需营养；③预防宿主有害物质进入结核分枝杆菌，甚至如小分子NaOH也不易进入。分枝杆菌属医学知识讲座第18页

抵抗力较强：干痰中可存活6～8个月；在3％HCl、6％H2SO4或4％NaOH溶液中能耐受30min，因而常以酸碱处理严重污染样本，杀死杂菌和消化粘稠物质，以提升检出率。4.抵抗力

对湿热、紫外线、乙醇抵抗力弱。在液体中加热62～63℃15min或煮沸、直射日光下2～3h、75%乙醇内数分钟即死亡。分枝杆菌属医学知识讲座第19页5.变异性对链霉素、利福平、异烟肼等抗结核药品较易产生耐药性，耐药性菌株常伴随活力和毒力减弱。菌落、毒力等也易发生变异。

1908年Calmette和Guérin将有毒牛分枝杆菌培养于含胆汁、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，而仍保持良好免疫原性疫苗株，称为卡介苗（BacillusCalmette-Guérin，BCG）。分枝杆菌属医学知识讲座第20页结核分枝杆菌无内毒素，也不产生外毒素和侵袭性酶类，其致病作用可能与细菌在组织细胞内顽强增殖引发炎症反应，以及诱导机体产生迟发型超敏反应性损伤相关。结核分枝杆菌可经过呼吸道、消化道和破损皮肤黏膜进入机体，侵犯各种组织器官，引发对应器官结核病，以肺结核最为常见。二、致病性与免疫性分枝杆菌属医学知识讲座第21页1.原发感染

多见于儿童。随飞沫和尘埃经过呼吸道进入肺泡。细胞内寄生。

原发灶内结核杆菌可经淋巴管扩散到肺门淋巴结。伴随机体免疫力建立，原发灶大多可纤维化和钙化而自愈。

极少数免疫力低下者经淋巴、血流扩散至全身，造成全身粟粒性结核或结核性脑膜炎。（一）肺部感染分枝杆菌属医学知识讲座第22页

多见于成年人。大多为内源性感染，极少由外源性感染所致。因为机体已形成对结核分枝杆菌特异性细胞免疫，对再次侵入结核分枝杆菌有较强局限能力，故继发感染特点是病灶局限，普通不累及邻近淋巴结，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。（一）肺部感染

2.继发感染分枝杆菌属医学知识讲座第23页

（二）肺外感染

部分肺结核患者体内结核分枝杆菌可经血液、淋巴液扩散侵入肺外组织器官，引发对应脏器结核，如脑、肾、骨、关节、生殖器官等结核。艾滋病等免疫力极度低下者，严重时可造成全身播散性结核。痰菌被咽入消化道可引发肠结核、结核性腹膜炎等。经过破损皮肤感染结核分枝杆菌可造成皮肤结核。近年有许多报道，肺外结核标本中结核分枝杆菌L型检出率比较高，应引发足够重视。分枝杆菌属医学知识讲座第24页（三）免疫性与超敏反应人类对结核分枝杆菌感染率很高，但发病率却较低，表明人体对结核分枝杆菌有较强免疫力。机体感染结核分枝杆菌后，虽能产生各种抗菌体蛋白抗体，但这些抗体仅对细胞外细菌含有一定作用，而对细胞内细菌不起作用。

结核分枝杆菌免疫性与致病性均与结核分枝杆菌感染后诱发机体产生由T淋巴细胞介导两种免疫应答反应相关，即细胞免疫和迟发型超敏反应。分枝杆菌属医学知识讲座第25页1.免疫性

抗结核免疫力持久性依赖于结核分枝杆菌在机体内存活，一旦体内结核分枝杆菌消亡，抗结核免疫力也随之消失，这种免疫称为有菌免疫或传染性免疫。抗结核免疫主要是细胞免疫，包含致敏T淋巴细胞和Mφ。致敏T淋巴细胞可杀死有结核杆菌靶细胞，同时释放各种淋巴因子（如TNF-α、IFN-γ、IL-2、IL-6等），吸引NK、T、Mφ等聚集炎症部位，还能增强这类细胞直接或间接杀菌活性。激活Mφ极大地增强对结核分枝杆菌吞噬消化、抑制繁殖、阻止扩散甚至彻底毁灭能力，充分发挥细胞免疫作用。（三）免疫性与超敏反应分枝杆菌属医学知识讲座第26页2.超敏反应

机体取得对结核杆菌免疫力同时，结核分枝杆菌蛋白质与蜡质D共同刺激T淋巴细胞，形成迟发型超敏反应状态。体内致敏T淋巴细胞再次碰到结核分枝杆菌时，即释放出淋巴因子，引发强烈迟发型超敏反应，形成以单核细胞浸润为主炎症反应，轻易发生干酷样坏死，甚至液化形成空洞。

（三）免疫性与超敏反应分枝杆菌属医学知识讲座第27页

儿童结核病大多为首次感染，机体还未建立免疫和超敏反应，可发生急性全身粟粒性结核和结核性脑膜炎。

成年人结核大多为复发或再次感染，此时机体已建立了抗结核分枝杆菌免疫和超敏反应性，病症常为慢性不足结核，不引发全身粟粒性结核和结核性脑膜炎，但局部病症较重，形成结核结节，发生纤维化或干酪样坏死。2.超敏反应分枝杆菌属医学知识讲座第28页3.结核菌素试验

将一定量结核菌素注入皮内，如受试者曾感染结核杆菌，则在注射部位出现迟发型超敏反应炎症，判为阳性，未感染者则为阴性。此法可用于检测可疑患者曾否感染过结核菌、接种卡介苗后是否阳转以及检测机体细胞免疫功效。

结核菌素试剂有两种：

旧结核菌素（oldtuberculin，OT）：

含结核分枝杆菌甘油肉汤培养物加热过滤液，主要成份是结核蛋白，也含细菌其它代谢产物和培养基成份。

纯蛋白衍生物（purifiedproteinderivative,PPD）：OT经三氯醋酸沉淀后纯化物。分枝杆菌属医学知识讲座第29页3.结核菌素试验方法：当前多用PPD法。取PPD-C和BCG-PPD各5单位分别注入两前臂皮内，48～72h后，红肿硬结小于5mm者为阴性反应；超出5mm者为阳性；≥15

mm为强阳性。分枝杆菌属医学知识讲座第30页结果分析：

阳性反应表明机体已感染过结核枝杆菌或卡介苗接种成功，对结核杆菌有迟发型超敏反应，说明有特异性免疫力。强阳性反应则表明可能有活动性结核病，尤其是婴儿。阴性反应表明未感染过结核分枝杆菌或未接种过卡介苗。原发感染早期、正患严重结核病或其它严重疾病致细胞免疫功效低下者（如用过免疫抑制者）也可能出现阴性反应。3.结核菌素试验分枝杆菌属医学知识讲座第31页应用：

①诊疗婴幼儿结核病；

②测定接种卡介苗后免疫效果；

③在未接种卡介苗人群作结核分枝杆菌感染流行病学调查；

④用于测定肿瘤患者细胞免疫功效。3.结核菌素试验分枝杆菌属医学知识讲座第32页依据结核分枝杆菌感染类型，应采取病灶部位适当样本。如肺结核取咳痰（最好取第一次晨痰，挑带血或脓痰）；肾或膀胱结核以无菌导尿或取中段尿液；肠结核取粪便；结核性脑膜炎取脑脊液；脓胸、肋膜炎、腹膜炎或骨髓结核等则穿刺取脓汁。1．直接涂片染色

咳痰、无菌采取脑脊液、导尿或中段尿。

抗酸染色法2．分离培养3．动物试验：豚鼠或地鼠4．结核分枝杆菌核酸及抗体检测：PCR，ELISA三、微生物学检验法分枝杆菌属医学知识讲座第33页预防：

接种卡介苗能极大降低结核病发病率。婴儿出生后即接种，较大儿童须做结核菌素试验，阴性者接种。接种后6～8周结核菌素试验即可阳性，阳转率可达96～99%，表示接种者已经有免疫力。阳性反应可维持约5年。治疗：

早期、联合、足量、规范使用抗结核药品。惯用药品有异烟肼、利福平、链霉素、对氨水杨酸、乙胺丁醇等。四、防治标准分枝杆菌属医学知识讲座第34页第二节麻风分枝杆菌

麻风分枝杆菌可引发麻风病。该病是一个慢性传染病，世界各地都有流行。病菌可侵犯皮肤、黏膜和外周神经组织，晚期可侵入深部组织和脏器，形成肉芽肿。从1985年以来，麻风病在全球流行已降低90%。1985年全球有122个国家呈地方流行，到年已降低至10个，集中在非、亚和拉丁美洲，高发国家为印度、尼泊尔和巴西。该病在我国仅剩二百余例。分枝杆菌属医学知识讲座第35页形态上酷似结核分枝杆菌，亦表现显著抗酸染色特征，常在患者破溃皮肤渗出液细胞中发觉，呈束状排列。该菌是经典胞内寄生菌，一些类型患者渗出物标本中可见大量麻风分枝杆菌存在感染细胞，这种细胞胞质呈泡沫状，称为泡沫细胞或麻风细胞，这是与结核分枝杆菌感染一个主要区分。麻风分枝杆菌是至今唯一不能人工培养细菌。以麻风分枝杆菌感染小鼠足垫或接种至犰狳可引发动物进行性麻风感染，是研究麻风病主要动物模型。一、生物学性状分枝杆菌属医学知识讲座第36页麻风分枝杆菌抗酸染色分枝杆菌属医学知识讲座第37页自然状态下麻风分枝杆菌只侵害人，细菌由患者鼻分泌物及其它分泌物、精液或阴道分泌液中排出，故主要经过呼吸道、破损皮肤和亲密接触等方式传输，家庭内传输多见。流行地域人群多为隐性感染，幼年最敏感。潜伏期长，平均2～5年，长者可达数十年。发病迟缓，病程长，迁延不愈。依据临床表现、免疫病理改变、细菌检验等可将大部分患者分为瘤型麻风和结核样型麻风；介于两型之间少数患者又可再分为两类：界限类与未定类，两类可向两型转化。二、致病性与免疫性分枝杆菌属医学知识讲座第38页1.涂片染色镜检

患者鼻黏膜或皮肤病变处取刮取物做涂片，

抗酸染色法检验有没有排列成束抗酸杆菌存在。

普通瘤型和界限类患者标本在细胞