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医学微生物学-电子教材:衣原体
来源:河北医科大学 更新:2013/10/14 字体:
 

衣原体

 
 

衣原体(Chlamydia)是一类严格在真核细胞内寄生,有独特发育周期,能通过细菌滤器的原核细胞型微生物。过去曾被认为是病毒,现归属于广义细菌中的一类微生物。
  衣原体的共同特征是:①革兰阴性,圆形或椭圆形体;②具有细胞壁,其组成与革兰阴性菌相似;③有独特的发育周期,行二分裂方式繁殖;④含有DNA和RAN两类核酸;⑤有核糖体和较复杂的酶类,能进行多种代谢。但缺乏供代谢所需的能量来源,必须利用宿主细胞的三磷酸盐和中间代谢产物作为能量来源;⑥对多种抗生素敏感。
  衣原体广泛寄生于人类、哺乳动物及禽类,仅少数能致病,能引起人类www.med126.com/Article/疾病的衣原体主要有沙眼衣原体和肺炎衣原体。目前在发达国家中,由衣原体感染所致的性传播疾病增加很快,生殖道感染的发病率已超过淋病奈瑟菌感染,成为最常见的性传播疾病。
  根据衣原体的抗原结构和DNA同源性的特点,将衣原体属(Chlamydiae)分为四个种,包括沙眼衣原体(Chlamydiatrachomatis)、肺炎衣原体(Chlamydiapneumoniae)、鹦鹉热衣原体(Chlamydiapsittaci)和兽类衣原体(Chlamydiapecorum),彼此间的基本性状有差异。
   第一节  概述
  生物学性状
  发育周期与形态染色  衣原体在宿主细胞内生长繁殖,具有特殊的发育周期。可观察到两种不同的颗粒结构:一种是小而致密,称为原体(elementarybody,EB);另一种是大而疏松,称为始体(initialbody),也称为网状体(reticulatebody,RB)。
  原体呈球形、椭圆形或梨形,直径0.2-0.4?m。普通光学显微镜下勉强可见;电镜下中央有致密的类核结构,有胞壁,是发育成熟的衣原体。Giemsa染色呈紫色,Macchiavello染色呈红色。原体具有高度感染性,在宿主细胞外较为稳定,无繁殖能力。当进入宿主易感细胞后,细胞膜围于原体外形成空泡。原体在空泡中逐渐发育、增大成为始体。
  始体呈圆形或椭圆形,体大,直径0.5-1?m,电子致密度较低,无胞壁,代谢活泼,以二分裂方式繁殖,在空泡内发育成许多子代原体。最后,成熟的子代原体从破坏的感染细胞中释出;再感染新的易感细胞,开始新的发育周期。每个发育周期约为48-72h(图19-1)。始体是衣原体发育周期中的繁殖型,不具感染性。Macchiavello染色呈蓝色。
  包涵体系指在易感细胞内含繁殖的始体和子代原体的空泡。由于发育时期不同,包涵体的形态和大小都有差别。成熟的包涵体含大量的原体。
  培养特性  衣原体营专性细胞内寄生。绝大多数能在6-8d龄鸡胚或鸭胚卵黄囊中生长繁殖,并可在卵黄囊膜内找到包涵体、原体和始体颗粒。某些衣原体可使小鼠感染,如鹦鹉热衣原体接种小鼠腹腔;性病淋巴肉芽肿衣原体接种小鼠脑内。
  衣原体可在某些原代或传代细胞株中生长,如HeLa-299、BHK-21、McCoy或HL细胞株,比鸡胚培养更敏感。为提高分离培养阳性率,可将接种标本的细胞离心,促进衣原体进入细胞;或先用X线照射细胞使处于非分裂状态,以提高其对衣原体的易感性。
  抗原结构  根据细胞壁的不同成份,可分为属、种、型特异抗原。
  1.属特异抗原  位于胞壁,为脂多糖,类似革兰阴性菌的脂蛋白-脂多糖复合物。用补体结合试验检测。
  2.种特异抗原  大多数衣原体的种特异抗原位于主要外膜蛋白(majoroutermembraneprotein,MOMP)上,用补体结合试验和中和试验检测,藉此可鉴别不同种衣原体。
  3.型特异抗原  根据主要外膜蛋白抗原可将每种衣原体分为不同血清型或生物型(biovar)。型特异性差别的分子基础是由氨基酸可变区的顺序变化决定的。常用检测的方法是单克隆抗体微量免疫荧光试验。
  抵抗力  衣原体对热和常用消毒剂敏感,在60℃仅能存活5-10min,在-70℃可保存数年,冷冻干燥可保存30年以上仍有活性。用75%乙醇半分钟或2%来苏液5min均可杀死衣原体。红霉素、强力霉素和四环素等有抑制衣原体繁殖的作用。
  二、致病性与免疫性
  致病机制  衣原体通过创面侵入机体后,原体吸附于易感的柱状或杯状粘膜上皮细胞并在其中繁殖,也能进入单核吞噬细胞繁殖。细胞质围绕原体内陷形成空泡,称吞噬体。原体在空泡内发育成网状体,完成其繁殖过程。细胞内溶酶体如能与吞噬体融合,溶酶体内的水解酶则可将衣原体杀灭。衣原体能产生类似革兰阴性细菌的内毒素毒性物质,抑制宿主细胞代谢,直接破坏宿主细胞。此外,衣原体主要外膜蛋白(MOMP)能阻止吞噬体和溶酶体的融合,从而有利于衣原体在吞噬体内繁殖并破坏宿主细胞。MO会计资格MP的表位还能突变,在体内可以逃避特异性抗体的中和作用而继续感染细胞。在体内抗衣原体的免疫应答过程中,一方面疾病得以缓解,另方面由T细胞与感染细胞的相互作用也会导致免疫病理损伤,产生第IV型超敏反应。已有的试验证明经小鼠静脉注入衣原体后,小鼠可出现肺、肠出血和肝坏死,受感染的机体有炎症反应和迟发型超敏反应。沙眼衣原体或MOMP成分,可促进单核细胞产生IL-1等细胞因子,而IL-1是炎症和瘢痕形成的重要因素,沙眼衣原体感染易生成瘢痕可能与此有关。
  不同的衣原体因MOMP等不同,其致病性不同,有些只引起人类疾患,例如沙眼衣原体中的沙眼亚种、性病淋巴肉芽肿亚种以及肺炎衣原体。有些是人兽共患病原体,例如鹦鹉热衣原体中部分菌株。有些只引起动物疾病,例如沙眼衣原体中的鼠亚种、鹦鹉热衣原体中的大多数菌株和兽类衣原体。人类感染衣原体后出现的衣原体病主要有沙眼、包涵体结膜炎、泌尿生殖道感染(非淋菌性尿道炎宫颈炎等)、性病淋巴肉芽肿以及肺炎等。
  免疫性  机体感染衣原体后,体内能产生型特异性的细胞免疫和体液免疫。由MOMP活化的T细胞可分泌细胞因子,抑制衣原体包涵体的发展;特异性中和抗体可以抑制衣原体吸附到宿主细胞,参与抗衣原体感染的中和作用。但这种免疫力不强,因此易造成持续感染和反复感染。此外,机体也可能出现由IV型超敏反应造成的免疫病理损伤现象,如性病淋巴肉芽肿等。
 第二节  主要病原性衣原体
  一、沙眼衣原体
  沙眼衣原体除少数菌株来自小鼠外,人类是其主要自然宿主。根据致病力和某些生物学特性的差别,沙眼衣原体可分为三个亚种,即沙眼生物变种(Biovartrachoma)、性病淋巴肉芽肿亚种(Biovarlymphogranulomavenereum,LGV)和鼠亚种(Biovarmouse)。
  (一)沙眼亚种
  生物学特性  圆形或椭圆形,不同发育阶段,大小和染色反应不一。原体直径约0.3?m,中央有致密核质,Giemsa染色呈紫红色。网状体直径0.5-1?m,核质分散,Giemsa染色为深蓝或暗紫色。原体能合成糖原,掺入沙眼包涵体的基质组成,故被碘溶液染成棕褐色。
  我国学者汤飞凡(1897-1958)在1955年采用鸡胚卵黄囊接种法在世界上首次分离培养出沙眼衣原体,他是世界上发现重要病原体的第一个中国人,开创了沙眼衣原体的实验研究工作。现可采用多种传代细胞对沙眼衣原体进行培养。
  采用微量免疫荧光法(MIF)可将沙眼衣原体至少分为18个血清型,其中沙眼生物变种包括A、B、Ba、C、D、Da、E、F、G、H、I、Ia、J和K共14个血清型。LGV生物变种包括L1、L2、L2a和L34个血清型。此外,目前还采用编码MOMP的结构基因OmpI寡核苷酸测序、OmpI限切酶片段长度多态性(RFLP)等方法分型。
  致病性与免疫性  沙眼亚种主要寄生在人类,无动物储存宿主。主要引起以下疾病:
  1.沙眼  由沙眼亚种A、B、Ba和C血清型引起。主要通过眼—眼或眼—手—眼的途径进行直接或间接接触传播。沙眼衣原体感染眼结膜上皮细胞后,在其中增殖并在细胞质内形成包涵体,引起局部炎症。沙眼的早期症状是流泪、有粘液脓性分泌物、结膜充血及滤泡增生。后期出现结膜瘢痕、眼睑内翻倒睫以及角膜血管翳引起的角膜损害,影响视力或致,是目前世界上致盲的第一位病因。
  2.包涵体结膜炎  由沙眼亚种B、Ba、D、Da、E、F、G、H、I、Ia、J、及K血清型引起。包括婴儿及成人两类。前者系婴儿通过产道时感染,引起滤泡性结膜炎,其分泌物内含大量衣原体。病变类似沙眼,但不出现角膜血管翳,不形成结膜瘢痕,一般经数周或数月痊愈。
  3.泌道生殖道感染  经性接触传播引起的非淋菌性泌尿生殖道感染,其中有50%-60%系沙眼衣原体所致,涉及的血清型与包涵体结膜炎的相同。衣原体感染是男性尿道炎最常见的病因,未经治疗者多数转变成慢性,周期性加重,或可合并附睾炎、前列腺炎等。在女性可引起尿道炎、宫颈炎、输卵管炎盆腔炎等。衣原体常与淋病奈瑟菌混合感染、淋病奈瑟菌对衣原体繁殖起着激活和促进作用。因此在合并淋病奈瑟菌感染者,沙眼衣原体分离阳性率增高。
  机体感染沙眼衣原体后,血清中有特异性抗体,但抗体持续时间短暂。沙眼病愈合后机体免疫力不强,易再受感染。
  微生物学检查法  衣原体标本的正确采集和运送方法十分重要。对急性期沙眼或包涵体结膜炎患者,以临床诊断为主。实验室检查,可取眼结膜刮片或眼穹窿部及眼结膜分泌物作涂片。对泌尿生殖道感染者,由于临床症状不一定典型,因而实验室检查很重要,可采用泌尿生殖道拭子或宫颈刮片,少数取精液或其它病灶部分活检标本,也可以用初段尿离心后涂片。若要作衣原体培养,应注意标本的保存并及时接种到培养细胞中。采集的标本或菌株可加入蔗糖—磷酸盐—谷氨酸盐(SPG)培养基,放-70℃冰箱或液氮保存。衣原体标本的运送常用含抗生素的蔗糖磷酸盐运送培养基。若标本在2h内接种,检出阳性率最高;若在24h内接种,标本可暂时保存在4℃备用。
  1.直接涂片镜检  采用Giemsa、碘液或荧光抗体染色镜检,检查上皮细胞内有无包涵体。
  2.分离培养  采用感染组织的刮取物或分泌物,接种鸡胚卵黄囊或传代细胞。衣原体培养较常用的是经放线菌酮处理的单层McCoy细胞,或HeLa-229细胞及BHK21细胞,35℃培养48-72h。用直接免疫荧光法或酶联免疫法可以检测标本中的衣原体。
  3.核酸检测  采用多聚酶链反应(PCR)、连接酶链反应(LCR)等核酸扩增技术检测沙眼衣原体,已得到较广泛应用。其中LCR采用4种寡核苷酸探针(即两对引物),可得到高度的敏感性和特异性诊断。
  (二)性病淋巴肉芽肿亚种
  生物学特性  LGV亚种的大小、染色和培养特性均类似沙眼亚种。
  引起本病的四个血清型(L1、L2、L2a及L3)与沙眼亚种E型和C型有交叉抗原存在。
  致病性与免疫性  人是性病淋巴肉芽肿衣原体的自然宿主,无动物储存宿主。主要通过两性接触在人类传播。主要侵犯淋巴组织,在男性侵犯腹股沟淋巴结,引起化脓性淋巴结炎和慢性淋巴肉芽肿,常形成瘘管。在女性侵犯会阴、肛门和直肠,可形成肠皮肤瘘管;也可引起会阴-肛门-直肠狭窄和梗阻。LGV也能引起伴有耳前、颌下及颈部淋巴结肿大的结膜炎。
  将LGV衣原体接种小鼠或猴脑内,可引起脑膜脑炎,但对鸟类不能引起感染。
  微生物学检查法  采集淋巴结脓肿、脓液、生殖器溃疡或直肠组织标本待检。LGV标本的保存、运送以及检测方法,与沙眼亚种相同。LGV衣原体容易在传代细胞培养,一般不需要特殊的技术处理。检测血清中抗衣原体抗体的血清学诊断试验,在常规临床诊断中价值不大,此因性传播的高危人群多有慢性感染,不易获得衣原体感染急性期和恢复期双份血清进行抗体水平的比较。
  防治原则  沙眼的预防重在注意个人卫生,不使用公共毛巾、浴巾和脸盆,避免直接或间接的接触传染,目前尚无特异的预防方法。泌尿生殖道衣原体感染的预防应广泛开展性病知识宣传,提倡健康的性行为,积极治愈病人和带菌者。治疗药物可选用磺胺、红霉素、诺氟沙星等。
  二、肺炎衣原体
  肺炎衣原体是衣原体属中的一个新种。只有一个血清型,即TWAR组衣原体。这是根据最初分离的两株病原体,即1965年自1名台湾小学生眼结膜分离的一株衣原体(Taiwan-183,TW-183),和1983年自美国大学生急性呼吸道感染者咽部分离的另一株衣原体(acuterespiratory-39,AR-39),因两株衣原体的抗原性相同,以这两株的字头合并后,称作TWAR。
  生物学特性  其原体结构、DNA序列、培养特性、血清学分析以及致病性与其他衣原体均有不同:
  1.TWAR的原体平均直径为0.38?m,在电镜下呈梨形,并有清晰的周浆间隙,原体中无质粒DNA。
  2.TWAR株与鹦鹉热衣原体、沙眼衣原体的DNA同源性<10%,而不同来源的TWAR株都具有94%以上的DNA同源性,其限制性内切酶的图谱相同。
  3.TWAR只有一个血清型,外膜蛋白顺序分析完全相同,98kDa蛋白为特异性抗原。其单克隆抗体与沙眼衣原体及鹦鹉热衣原体无交叉反应。
  4.TWAR株用Hep-2和HL细胞系较易分离和传代,但在第一代细胞内很少能形成包涵体。
  致病性与免疫性  肺炎衣原体寄生于人类,无动物储存宿主。TWAR感染系人与人之间经飞沫或呼吸道分泌物传播,亦可在家庭或医院等集体场所相互传染。其扩散较为缓慢,潜伏期平均30d左右。TWAR感染具散发和流行交替出现的特点。在感染人群中流行可持续6个月左右。
  TWAR是呼吸道疾病重要的病原体,主要引起青少年急性呼吸道感染,可引起肺炎、支气管炎、咽炎和鼻窦炎等。起病缓慢,临床常表现有咽痛、声音嘶哑等症状,还可引起心包炎、心肌炎和心内膜炎。近年来还发现TWAR与冠状动脉硬化和心脏病的发生有关。采用免疫组化、分子生物学和电镜形态的研究结果,证实在冠状动脉粥样硬化病灶中存在肺炎支原体。不仅有肺炎支原体类似的梨形结构,而且其病理切片用抗肺炎衣原体特异性单克隆抗体处理后呈阳性。有资料表明慢性肺炎衣原体感染及其形成的免疫复合物,可能是冠心病发病的一个重要因素,但还需要进一步研究。
  微生物学检查法
  1.病原学检查  用HL和Hep-2细胞培养肺炎衣原体较易生长,用McCoy细胞及其它传代细胞分离培养肺炎衣原体较困难,痰标本对细胞有毒性作用,通常取咽拭标本或支气管肺泡灌洗液较好。标本最好用膜式滤菌器除去杂菌,不加抗生素。痰液和咽拭均先涂片,再以免疫酶标法或直接免疫荧光法检测肺炎衣原体的存在。
  2.抗体测定  目前诊断TWAR感染较敏感的方法,是用微量免疫荧光试验检测血清中的抗体。分别检测TWAR的特异性IgM和IgG抗体,有助于区别近期感染和既往感染,也有利于区别原发感染和再感染;凡双份血清抗体滴度增高4倍或以上;或单份血清IgM抗体滴度≥1:16,或IgG抗体滴度≥1:512,可确定为急性感染。
  3.特异性核酸检测  采用限切酶PstI对TWARDNA酶切后,可以获得一474bp的核酸片段,这是其它两种衣原体没有的DNA片段。采用扩增DNA的PCR技术,可以进行TWAR特异性核酸片段的检测。


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