一、染色与形态
结核分枝杆菌因细胞壁肽聚糖层被大量分枝菌酸包围,可影响染料的渗入,常用萋—尼(Ziehl-Neelsen)抗酸染色:5%石炭酸复红加热条件下与分枝菌酸结合形成复合物而着色,用3%盐酸乙醇处理也不易脱色,最后加亚甲蓝复染,分枝杆菌呈红色,其他细菌及背景中的物质则为蓝色。在光学显微镜下观察,可见不同种类的分枝杆菌形态各异(图3—1—1—1),多数为细长稍弯曲的杆状,有时可见呈直的两端钝圆的棒杆状;单个散在或呈人形、V形、T形、Y形排列,菌体多时细菌扭集在一起呈绳索状、束状或丛状,菌体堆积一团时类似“菊花冠”状杆菌团;菌体大小不一,长度为0.5 ~8 μm,多为1 ~4 μm,菌体宽度0.3 ~0.6 μm,在慢性排菌者中有时可见到长达20 μm异常结核分枝杆菌。牛分枝杆菌相对粗短,也有少数较长呈螺旋状。染色良好的结核分枝杆菌,其菌体内常可见深染的异染颗粒。结核分枝杆菌经荧光染料金胺O染色后,在荧光显微镜下呈明亮的黄绿色,与暗背景在视觉上形成了鲜明的对比。有研究显示,荧光染色法相比萋—尼抗酸染色法在结核分枝杆菌涂片镜检方面阳性率更高,阅片时间可由原来的5 min缩短到2 min,但荧光染色法存在假阳性的缺点。需要注意的是,生长中的结核分枝杆菌菌落在培养基上放置过久或在缺少营养成分的培养基上培养,尤其缺乏甘油或在培养基上加入某种糖苷,结核分枝杆菌的抗酸性将降低;在干酪病灶中或脓液中,结核分枝杆菌多失去抗酸性。
从生长中的结核分枝杆菌菌体中见到其密度不均匀的现象,是由于生存环境的恶劣使生长停止,这样就在菌体内出现数个高密度颗粒状粒子,粒子的数量和密度随时间增加而增加。随着菌体其他部分的密度下降,这些颗粒好像是独立的粒子。当再次置于适宜环境中,其一部分会发育成杆菌状菌体。也就是说,结核分枝杆菌在适宜的条件下生长为杆菌状态,不良条件下以静止维持生命的颗粒状态存在。
结核分枝杆菌的多形态可分为杆菌型(典型形态)、球菌型(L型)、颗粒型、滤过型四种类型。杆菌型是结核菌的正常典型形态,此外结核分枝杆菌可生出膨大部分,呈哑铃形、鼓槌状和串珠状(图3—1—1—1)。
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图3—1—1—1 结核分枝杆菌多形态性
球菌型是结核分枝杆菌在体内外免疫、营养、药物等人工诱导或自然情况下,维持细菌固有形态的细胞壁中肽聚糖缺损或丧失,使细菌在生长发育过程中呈现的一种变异的菌体形态。Mattman于1960年在强化治疗后的病灶中发现L型结核分枝杆菌。异烟肼影响分枝菌酸的合成,可使结核分枝杆菌抗酸染色变为阴性。L型结核分枝杆菌细胞壁的破坏导致其形态、生理、生化、毒力与病理等均与亲代细菌不同,临床表现为非特征型,给临床诊治带来极大困难。一旦机体免疫功能低下,体内L型结核分枝杆菌又可返祖为亲代菌株,其毒力引起结核病恶化与进展,L型结核分枝杆菌的产生是导致结核病难治和复发的重要原因之一。临床结核性冷脓肿、浆液性渗出液、淋巴结和痰标本中甚至还会检出非抗酸性革兰染色阳性颗粒,过去称为Much颗粒。Much颗粒(颗粒型)为非细胞型体,但在适宜的营养条件下有发育成正常分枝杆菌的能力,故亦为L型。早在1901年,Foutes就用电子显微镜观察到经细菌过滤器滤过的结核分枝杆菌培养滤液中存在球状微粒。这种球状微粒可通过细菌滤膜,故称为滤过型,1991年研究人员在豚鼠肺结核模型中证实了滤过型的存在。这些滤过型保持了结核分枝杆菌的遗传信息,能够进行复制,可再次引起结核病。
正确认识结核分枝杆菌多形态,尤其是辨别是否存在非杆菌型,对结核病尤其是“菌阴”结核病的成功诊治和预防有重要意义。但另一方面,异型结核分枝杆菌是否真正存在并被正确判别和鉴定,其产生的机制以及与临床中结核病的确切关系,均尚不明确。因此,目前临床微生物检验工作中仍以典型的杆菌形态为判定依据。