沙门氏菌属(Salmonella)是一大群寄生于人类和动物肠道内生化反应和抗原构造相www.med126.com/wsj/似的革兰氏阴性杆菌统称为沙门氏杆菌。1880年Eberth首先发现伤寒杆菌,1885年Salmon分离到猪霍乱杆菌,由于Salmon发现本属细菌的时间较早,在研究中的贡献较大,遂定名为沙门氏菌属。目前至少有67种O抗原和2000个以上血清型,所致疾病称沙门氏菌病。根据其对宿主的致病性,可分为三类:①对人致病;②对人和动物均致病;③对动物致病。
与人类关系密切的沙门氏菌有:伤寒沙门氏菌(S.typhi),甲、乙、丙型副伤寒沙门氏菌(S.paratyphiA、B、C),鼠伤寒沙门氏菌(S.typhimurium),猪霍乱沙门氏菌(S.choleraesuis),肠炎沙门氏菌(S.enteritidis)等十余种。一般可简称伤寒杆菌,甲、乙、丙型副伤寒杆菌,鼠伤寒杆菌,猪霍乱杆菌,肠炎杆菌。
(一)形态与染色
大小0.6~1.0×2~3um,无芽胞,一般有鞭毛,无荚膜,多数有菌毛,革兰氏阴性杆菌。
(二)培养特性
兼性厌氧菌,在普通琼脂平板上形成中等大小、半透明的S型菌落。在肠道杆菌选择性培养基上形成无色菌落。
(三)生化反应
不发酵乳糖和蔗糖不产生吲哚,不分解尿素,VP试验阴性,大多产生硫化氢。发酵葡萄糖、麦芽糖和甘露醇,除伤寒杆菌产酸不产气外,其他沙门氏菌均产酸产气。
表9-5主要沙门氏菌的生化特性
菌名 | 葡萄糖 | 乳糖 | 麦芽糖 | 甘露醇 | 蔗糖 | 硫化氢 | 鼠素糖 | 吲哚 | 甲基红 | VP | 枸椽酸盐 | 卫矛醇 | 赖脱氨羧酸酶 | 鸟脱氨羧酸酶 | 木胶糖 | 阿胶拉伯糖 |
伤寒杆菌 | + | - | + | + | - | -/+ | - | - | + | - | - | +/- | + | - | +/- | +/- |
甲型副伤寒杆菌 | ⊕ | - | ⊕ | ⊕ | - | -/+ | ⊕ | - | + | - | - | ⊕ | - | + | - | ⊕ |
乙型副伤寒杆菌 | ⊕ | - | ⊕ | ⊕ | - | +++ | ⊕ | - | + | - | +/- | ⊕ | + | + | ⊕ | ⊕ |
丙型副伤寒杆菌 | ⊕ | - | ⊕ | ⊕ | - | + | ⊕ | - | + | - | + | ⊕ | + | + | ⊕ | ⊕ |
鼠伤寒杆菌 | ⊕ | - | ⊕ | ⊕ | - | +++ | ⊕/- | - | + | - | + | ⊕ | + | + | ⊕/- | ⊕ |
肠炎杆菌 | ⊕ | - | ⊕ | ⊕ | - | +++ | ⊕ | - | + | - | - | ⊕ | + | + | ⊕ | ⊕ |
猪霍乱杆菌 | ⊕ | - | ⊕ | ⊕ | - | +/- | ⊕ | - | + | - | + | ⊕/- | + | + | ⊕ | - |
生化反应在沙门氏杆菌种鉴定上有重要意义(表9-5)。
(四)抗原构造与分类
主要有O和H两种抗原。少数菌具有表面抗原,功能与大肠杆菌的K抗原相似,一般认为与毒力有关,故称Vi抗原。
1.O抗原:为脂多糖,性质稳定。能耐100℃达数小时,不被乙醇或www.med126.com/zhicheng/0.1%石炭酸破坏。决定O型原特异性的是脂多糖中的多糖侧链部分,以1、2、3等阿拉伯数字表示。例如乙型副伤寒杆菌有4、5、12三个。鼠伤寒杆菌有1、4、5、12四个;猪霍乱杆菌有6、7二个。其中有些O抗原是几种菌所共有,如4、5为乙型副伤寒杆菌和鼠伤寒杆菌共有,将具有共同O抗原沙门氏菌归为一组,这样可将沙门杆氏菌属分为A~Z、O51~O63、O65~O67共有42组。我国已发现26个菌组、161个血清型。使人类致病的沙门氏杆菌大多属于A~E组。O抗原刺激机体主要产生lgM抗体。
2.H抗原:为蛋白质,对热不稳定,60℃经15分钟或乙醇处理被破坏。具有鞭毛的细菌经甲醇液固定后,其O抗原全部被H抗原遮盖,而不能与相应抗O抗体反应。H抗原的特异性取决于多肽链上氨基酸的排列顺序和空间构型。
沙门氏杆菌的H抗原有两种,称为第1相和第2相。第1相特异性高,又称特异相,用a、b、c等表示,第2相特异性低,为数种沙门氏杆菌所共有,也称非特异相,用1、2、3等表示。具有第1相和第2相H抗原的细菌称为双相菌,仅有一相者称单相菌。每一组沙门氏杆菌根据H抗原不同,可进一步分种或型。H抗原刺激机体主要产生lgG抗体。
3.Vi抗原:因与毒力有关而命名为Vi抗原。由聚-N-乙酰-D-半乳糖胺糖醛酸组成。不稳定,经60℃加热、石碳酸处理或人工传代培养易破坏或丢失。新从患者标本中分离出的伤寒杆菌、丙型副伤寒杆菌等有此抗原。Vi抗原存在于细菌表面,可阻止O抗原与其相应抗体的反应。Vi抗原的抗原性弱。当体内菌存在时可产生一定量抗体;细菌被清除后,抗体也随之消失。故测定Vi抗体有助于对伤寒带菌者的检出。
(五)噬菌体分型
有些沙门氏菌在血清学分型的基础上,可借噬菌体进一步分型。伤寒杆菌各菌株的Vi抗原在血清学上的特异性是一致的,但对噬菌体有不同的敏感性,可用噬菌体裂解试验分为96个噬菌体型。我国常见者有12个型。伤寒杆菌的噬菌体分型在追踪传染源及发现新型菌株上有实际意义。
(六)抵抗力
对热抵抗力不强,60℃1小时或65℃经15~20分钟可被杀死。在水中能存活2~3周,类便中可活1~2个月,可在冰冻土壤中过冬。胆盐、煌绿等对属细菌的抑制作用较对其他肠道杆菌为小,故可用其制备肠道杆菌选择性培养基,利于分离粪便中的沙门氏菌。
(七)变异
1.H-O变异:指有动力的H型菌株失去鞭毛成为无动力的O型菌体。
2.S-R变异:S型菌落在培养基上多次移种后,逐渐失去O抗原变为R型菌落,细菌的毒力也随之消失。
3.V-W变异:指有Vi抗原的菌株(V型)失去Vi抗原(W型),即细菌与抗O血清凝集而不再与抗Vi血清凝集,称为V-W变异。
4.位相变异:将具有第1相和第2相H抗原的沙门氏杆菌接种于琼脂平板上,所得单个菌落,有些是第1相,有些是第2相。如任意挑选一个菌落(第1相或第2相),在培养基上多次移种后,其后代又出现部分是第1相、部分是第2相的不同菌落。
(一)致病物质
1.侵袭力:沙门氏杆菌侵入小肠粘膜上皮细胞,穿过上皮细胞层到达上皮下组织。细菌虽被细胞吞噬,但不被杀灭,并在其中继续生长繁殖。这可能与Vi抗原和O抗原的保护作用有关。菌毛的粘附作用也是细菌侵袭力的一个因素。
2.内毒素:引起发热、白细胞减少。大剂量时可发生中毒性休克。内毒素可激活补体系统释放趋化因子,吸引粒细胞,导致肠道局部炎症反应。
3.肠毒素:有些沙门氏杆菌,如鼠伤寒杆菌可产生肠毒素,性质类似肠产毒性大肠杆菌的肠毒素。
(二)人类的沙门氏菌病
1.肠热症:是伤寒病和副伤寒病的总称,主要由伤寒杆菌和甲、乙、丙型副伤寒杆菌引起。
典型伤寒病的病程较长。细菌到达小肠后,穿过肠粘膜上皮细胞侵入肠壁淋巴组织,经淋巴管至肠系膜淋巴结及其他淋巴组织并在其中繁殖,经胸导管进入血流,引起第一次菌血症。此时相当病程的第1周,称前驱期。病人有发热、全身不适、乏力等。细菌随血流至骨髓、肝、脾、肾、胆囊、皮肤等并在其中繁殖,被脏器中吞噬细胞吞噬的细菌再次进入血流,引起第二次菌血症。此期症状明显,相当于病程的第2~3周,病人持续高热,相对缓脉,肝脾肿大及全身中毒症状,部分病例皮肤出现玫瑰疹。存于胆囊中的细菌随胆汁排至肠道,一部分随粪便排出体外。部分菌可再次侵入肠壁淋巴组织,出现超敏反应,引起局部坏死和溃疡,严重者发生肠出血和肠穿孔。肾脏中的细菌可随尿排出。第4周进入恢复期,患者逐渐康复。
典型伤寒的病程约3~4周。病愈后部分患者可自粪便或尿液继续排菌3周至3个月,称恢复期带菌者。约有3%的伤寒患者成为慢性带菌者。
副伤寒病与伤寒病症状相似,但一般较轻,病程较短,约1~3周即愈。
2.急性肠炎(食物中毒):是最常见的沙门氏杆菌感染。多由鼠伤寒杆菌、猪霍乱杆菌、肠炎杆菌等引起。系因食入未煮熟的病畜病禽的肉类、蛋类而发病。潜伏期短,一般4~24小时,主要症状为发热、恶心、呕波士顿、腹痛、腹泻。细菌通常不侵入血流,病程较短,一般2~4天内可完全恢复。
3.败血症:常由猪霍乱杆菌、丙型副伤寒杆菌、鼠伤寒杆菌、肠炎杆菌等引起。病菌进入肠道后,迅速侵入血流,导致组织器官感染,如脑膜炎、骨髓炎、胆囊炎、肾盂肾炎、心内膜炎等。出现高热、寒战、厌食、贫血等。在发热期,血培养阳性率高。
(三)免疫性
伤寒或副伤寒病后有牢固的免疫性,很少再感染。主要依靠细胞免疫,表现为单核巨噬细胞系统在淋巴因子的作用下,胞内酶数量增多,活性增强,从而杀死寄生在细胞内的细菌。
体液免疫方面,局部抗体较重要,尤其是SlgA具有特异性防止伤寒杆菌粘附于肠粘膜表面的能力。抗O和抗Vi抗体能抵抗病原菌的感染。至于血循环中lgM、lgG抗体对胞内寄生菌无免疫作用。
(一)分离与鉴定
1.标本:根据伤寒病的病程采取不同标本,通常第1~2周取血液,第2~3周取粪便或尿液。急性肠炎取患者吐泻物和剩余食物。败血症取血液作培养。
2.分离培养与鉴定:血液应先接种胆汗肉汤增菌;粪便和经离心的尿沉渣可直接接种肠道杆菌选择性培养基。37℃经18~24小时培养后,挑选无色半透明的不发酵乳糖的菌落涂片、染色、镜检,并接种双糖含铁或三糖含铁培养基。疑为沙门氏杆菌时,作生化反应和玻片凝集试验鉴定。
3.快速诊断法:近年来应用葡萄球菌A蛋白协同凝集试验、酶联免疫吸附试验、放射免疫测定等方法,检测患者血清或尿液中伤寒杆菌、副伤寒杆菌的可溶性抗原,协助临床早期诊断肠热症。
(二)血清学试验
常用肥达(Widal)氏反应。即用已知的伤寒杆菌O、H抗原和甲、乙型副伤寒杆菌的H抗原与待检血作定量凝集试验。根据抗体含量多少及其增长情况,辅助临床诊断肠热症。
肠热症常由伤寒杆菌,甲、乙型副伤寒杆菌引起,故通常采用上述三种菌的抗原进行试验。有的地区可由丙型副伤寒杆菌引起,应增添丙型副伤寒杆菌H抗原作试验。
本试验在肠热症患者第一周末时,即可出现阳性结果。判定结果时必须考虑下述情况。
1.正常抗体水平:正常人因隐性感染或预防接种,血清中可含有一定量抗体,其效价随各地区情况而不同。一般说来,O凝集价≥1:80、H凝集价≥1:160时才有诊断价值。
2.动态观察:判断肥达氏反应结果须结合临床症状、病期等。单次凝集效价增高,有时不能定论。如间隔数天重复采用,若效价随病程延长而逐渐上升4倍以上,有诊断意义。
3.O与H抗体在诊断上的意义:患肠热症后,O与H抗体在体内的消长情况不同。LgM型O抗体出现较早,持续时间仅半年左右,消失后不易受伤寒、副伤寒杆菌以外细菌的非特异性抗原刺激而重新出现。lgG型H抗体出现较晚,维持时间可长达数年,消失后易受非特异性抗原刺激而短暂地重新出现。因此,①若H、O凝集效价均超过正常值,则感染伤寒、副伤寒的可能性大;②H与O效价均低,则患肠热症的可能性甚小;③若H效价高而O不高,可能系预防接种或非特异性回忆反应;④如O效价高而H不高,可能是感染早期或其他沙门氏菌感染(肠炎杆菌与伤寒杆菌有共同O抗原)引起的交叉反应。
4.其他:少数病例在整个病程中,肥达氏试验始终呈阴性。可能是①发病早期曾用大量或多种抗生素治疗;②患者免疫功能低下。故本试验阴性时,不宜匆忙地否定诊断。
伤寒伤人不同病期血、粪便、尿液中病原菌与特异性凝集素的阳性检出率(图9-1)。
图9-1伤寒病程中各种试验阳性率
(三)伤寒带菌者的检查
最可靠的方法是分离培养病原菌,但检出率不高。一般可先检测可疑血清中有无Vi抗体,当效价>1:10时,再取粪便或尿液多次分离培养,才能确定。
肠热症的特异性免疫,以往采用皮下多次接种死菌苗,虽有一定的保护作用,但常引起局部和全身反应。
近十多年来,领带链霉素(Sd)株和Ty-21a株减毒口服活菌苗的副反应较小,免疫效果且较持久。Ty-21a活菌苗是缺少尿苷二磷酸半乳糖-4-差向异构酶的伤寒杆菌突变株。该菌株失去合成脂多糖的能力,故无发热反应,无返祖现象,服用安全,以产生细胞免疫为主,经国内、外现场试用,此菌株安全、稳定、有效免疫期至少为三年。