链球菌属
链球菌属(Streptococcus)中的细菌种类多,分布广泛。根据链球菌的C多糖抗原可将其分为A-H、K-V共20群。与人类关系密切的有化脓性链球菌(Streptococcus pyogenes)、肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae)、草绿色链球菌(Viridans Streptococcus)、无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)、马链球菌(Streptococcus equi)、牛链球菌(Streptococcus bovis)等,在此主要介绍对人致病最强的化脓性链球菌。
一、生物学特性
(一)形态与结构
化脓性链球菌属A群链球菌,菌体呈圆形或卵圆形,直径0.6~1.0μm,链状排列。链的长短与生长环境相关,在液体培养基中,易形成长链,管底呈絮状或颗粒状沉淀;血平板上生长常呈短链,临床标本中也见可成双排列。革兰染色阳性,当衰老、死亡或被吞噬细胞吞噬后,可呈阴性。幼龄菌多有荚膜。
(二)基因组
链球菌属多个菌株已经完成了基因测定,其全基因长1.0~2.0 Mb,蛋白编码序列1 800~2 000个,其中约10%为前噬菌体、转座子等序列,前噬菌体编码基因与A群链球菌毒力变异关系密切。值得提及是已明确的毒力相关基因中,有些基因的编码产物与人类宿主细胞成分极其相似,揭示了其与超敏反应的相关性。
(三)抗原构造
A群链球菌细胞壁上有多糖抗原(C抗原),具有群特异性。C抗原外层有蛋白质表面抗原(M抗原),依其可分型,如A群根据其M抗原不同,可分成100多个型。
(四)代谢与培养
兼性厌氧,营养要求高,在加血液或血清的培养基中生长良好。在血平板上,菌落细小,表面光滑、灰白色、边缘整齐。菌落周围有较宽的完全透明溶血环(β-溶血环),溶血环中红细胞完全溶解,因此又常称此菌为溶血性链球菌。触酶试验阴性。
(五)抵抗力
A群链球菌抵抗力不强,60℃、30分钟即被杀死,但在干燥的痰或尘埃中能存活数周。对常用的消毒剂敏感,对青霉素、红霉素、四环素、杆菌肽等抗生素和磺胺药均敏感,较少产生耐药性。
二、致病性与免疫性
(一)致病性
1.致病物质 A群链球菌的主要致病物质有:
(1)黏附素:A群链球菌菌体表面的黏附素有脂磷壁酸、纤连蛋白结合蛋白等,两者与细胞膜均有高度亲和力。其中,纤维粘连蛋白结合蛋白可与人上皮细胞表面的纤连蛋白(fibronectin,Fn)结合,是细菌定植在宿主皮肤和呼吸道黏膜细胞表面的主要因素。(https://www.daowen.com)
(2)M蛋白:是A群链球菌细胞壁中的蛋白质成分,具有抗吞噬作用及抵抗吞噬细胞内的杀菌作用,并与人心肌有共同抗原表位,可通过交叉反应导致损伤,与某些超敏反应的发生有关。
(3)侵袭性酶:A群链球菌引起的感染容易经周围组织或淋巴、血流扩散,与其产生的下列酶类有关。①透明质酸酶(hyaluronidaes):又名扩散因子,可分解细胞间质的透明质酸,使组织通透性增加,病菌易于蔓延扩散。②链激酶(streptokinase,SK):又称链球菌溶纤维蛋白酶,能使血液中纤维蛋白酶原变成纤维蛋白酶,可溶解血块或阻止血浆凝固,有利于病原菌扩散。③链道酶(streptodornase,SD):又称链球菌DNA酶,能降解脓液中高度黏稠的DNA,使脓液变稀,其抗体可作为皮肤化脓性链球菌感染的重要指标。目前临床已将SK、SD制成酶制剂,用以液化脓性渗出液。
(4)链球菌溶血素(streptolysin):①链球菌溶素O(streptolysin O,SLO):有溶解红细胞的作用。为含有-SH基的蛋白质,对氧敏感,遇氧时,-SH被氧化成-SS-基而失去溶血能力,若加入还原剂,溶血作用又可恢复。此毒素能破坏白细胞、血小板、巨噬细胞和神经细胞,对心肌有急性毒性作用。SLO免疫原性强,可刺激机体产生对应抗体。大多数链球菌感染患者在感染后2~3周,即可检出抗链球菌溶素“O”的抗体(antistreptolysin O,ASO),并可持续到病愈后数月至1年。②链球菌溶素S(streptolysin S,SLS):对氧稳定,血平板上菌落周围的溶血环即为链球菌溶素S所致,对白细胞和多种组织细胞有破坏作用,无抗原性。
(5)致热外毒素(pyrogenic exotoxin):由前噬菌体编码,能引起发热和皮肤红疹等,又称红疹毒素或猩红热毒素,是人类猩红热的主要毒性物质。有A、B、C 3个血清型,能刺激机体产生抗毒素。三型间无交叉反应。
2.所致疾病 A群链球菌所致疾病的传染源是患者及带菌者,主要传播途径为空气飞沫传播、皮肤伤口感染等。化脓性链球菌引起的疾病主要有:
(1)化脓性疾病:上呼吸道感染如扁桃体炎、咽炎、中耳炎、乳突炎、肺炎等。细菌通过破损的皮肤黏膜入侵可引起淋巴管炎、丹毒、蜂窝组织炎、坏死性筋膜炎、脓疱疮、产褥热等。链球菌引起的化脓感染有脓液稀薄、易扩散的特点。
(2)毒素性疾病:猩红热,是一种常见的儿童急性传染病。由产生致热外毒素的菌株感染所致。临床表现为发热、咽峡炎、全身弥漫性鲜红色皮疹、草莓舌,疹退后皮肤脱屑。少数患者可发生超敏反应。
(3)链球菌超敏反应性疾病:①风湿热:青少年较多见,约3%的咽峡炎患者发生风湿热,表现为心肌炎、心内膜炎、心包炎、多发性关节炎等。发生机制是由交叉反应和免疫复合物沉积而造成的Ⅱ型或Ⅲ型超敏反应所致免疫病理损伤。②免疫复合物型肾小球肾炎:主要是由于链球菌的细胞壁抗原与相应抗体结合后形成循环免疫复合物,沉积于肾小球基底膜,引起免疫复合物型肾炎。
(二)免疫性
链球菌感染后,可出现抗M蛋白、抗致热外毒素等多种抗体。但因其型别多,各型之间无交叉免疫性,可反复感染。感染猩红热后可获得对同型链球菌的免疫力,对其他型则无免疫力。
三、检测与防治
(一)病原学检测
临床标本可取痰液、脓液、咽喉、鼻腔等病灶的棉拭子,败血症取血液等。直接涂片镜检见到革兰阳性、链状排列球菌可做初步诊断。也可将脓液、棉拭子等直接接种在血平板上进行分离培养鉴定。疑为败血症的血液标本,增菌后再分离培养。37℃、24小时孵育后,见到有β溶血的菌落可与金黄色葡萄球菌鉴别。
抗“O”试验(ASO test):原理是用A群链球菌产生的溶血素“O”测定机体产生的链球菌溶血素“O”的抗体,常用于风湿热的辅助诊断。风湿热患者血清中ASO效价显著增高,一般在250 U左右,活动性患者常可超过400 U。因皮肤脂质中的胆固醇能抑制链球菌溶血素“O”,故链球菌引起的皮肤感染和皮肤感染相关的急性肾小球肾炎,ASO不会升高。
(二)防治原则
保护皮肤黏膜,防止创口感染。注意空气、医疗器械、敷料等的消毒灭菌。急性咽峡炎和扁桃体炎患者应及时治疗,并彻底治愈,以防引发超敏反应。对猩红热患者治疗的同时要进行隔离。首选药物为青霉素G。