医学微生物学 Medical Microbiology 病原生物学教研室 Department of pathogenic Biology of Gannan Medical University 第十一章 传播途径:粪-口 肠道感染细菌 包括:肠杆菌科细菌、幽门螺杆菌、霍乱弧菌、 副溶血性弧菌、弯曲菌属等 肠杆菌科中与医学有关的常见菌族和菌属 菌族 埃希菌族 菌属(菌种数) 埃希菌属 志贺菌属 爱德华菌属 沙门菌属 枸橼酸菌属 克雷伯菌属 肠杆菌属 哈夫尼亚菌属 沙雷菌属 变形杆菌属 摩根菌属 普罗威登斯菌属 耶尔森菌属 欧文菌属 代表种 大肠杆菌 痢疾志贺菌 迟钝爱德华菌 伤寒沙门菌 佛劳第枸橼酸菌 肺炎克氏菌 产气肠杆菌 蜂窝哈夫尼亚菌 粘质沙雷菌 普通变形杆菌 摩氏摩根菌属 雷氏普罗威登斯菌 鼠疫耶尔菌 草原居民欧文菌 爱德华菌族 沙门菌族 克雷伯菌族 变形杆菌族 耶尔森菌族 欧文菌族本 肠杆菌科细菌的共同特性 1、相似的形态染色 中等大小,G –杆菌,无芽胞,多数 有动力 2、简单的培养条件 3、活泼的生化反应 乳糖发酵试验 初步鉴别肠道致病菌和肠道非致病菌 肠道致病菌 肠道非致病菌 不发酵乳糖 发酵乳糖 4、抗原构造复杂 鞭毛抗原(H) K或Vi抗原 菌体抗原(O) 5、抵抗力 不强 6、易变异 通过 接合 转导 溶源性转换 耐药性变异 引起 毒力性变异 生化反应性变异 第一节 埃希菌 Escherichia 形态染色 ? 0.4-0.7 ? 短杆菌 ? 革兰染色阴性 ? 有鞭毛 ? 有菌毛 一、生物学性状 ? ?m ?1-3?m ? 培养特性与生化反应 ? 兼性厌氧 ? 营养要求不高,S型菌落 ? 生化反应活泼,发酵多种糖类 ? 绝大多数发酵乳糖 ? 吲哚、甲基红、VP、枸橼酸盐(IMViC)试验结果 为+ + - ? 抗原结构 ? O抗原:菌体抗原,170多种 ? H抗原:鞭毛抗原,56种以上 ? K抗原:荚膜抗原,100种以上 ? 大肠杆菌血清型以O:K:H表示 二、致病性 荚膜 大 肠 埃 希 菌 的 毒 力 因 子 侵袭力: 粘附素(定植因子抗原;Bpf;P菌毛、 紧密粘附素等) Ⅲ型分泌系统 内毒素: 耐热肠毒素a,b(STa,STb) 外毒素: 不耐热肠毒素Ⅰ和Ⅱ(LT-Ⅰ,LT-Ⅱ) 志贺毒素Ⅰ和Ⅱ(Stx-Ⅰ,Stx-Ⅱ) 溶血毒素 不耐热肠毒素和耐热肠毒素的比较 LT(不耐热肠毒素) 稳定性 MW 65℃,30min破坏 73000 ST(耐热肠毒素) 100℃,20min不失活 1500-4000 抗原性 结构 可刺激机体产生相 应中和抗体 1个A亚单位和5个B 亚单位 免疫原性差 低分子量多肽 LT-Ⅰ作用机制:(与霍乱肠毒素作用相似) B亚单位与肠粘膜上皮细胞表面GM1神经节苷 脂结合 A亚单位穿过细胞膜 作用于腺苷环 化酶 cAMP增高 肠粘膜细胞内水、氯、碳 腹泻 酸氢钾过度分泌至腹腔,钠吸收减少 不耐热肠毒素 的作用机理 STa的作用机制 作用于鸟苷环化酶 过度分泌至腹腔 cGMP增高 腹泻 肠粘膜细胞 志贺毒素(Stx) ? 分Stx-Ⅰ和 Stx-Ⅱ两型 ? 由1个A亚单位和5个B亚单位组成 ? 作用机制:B亚单位与宿主细胞表面特异糖脂受 体结合 A亚单位穿过细胞膜 裂解60S核糖 体亚单位的28S rRNA 蛋白质合成受阻 2、所致疾病 ? 肠道外感染 机会感染,内源性感染 ? 泌尿道感染最多见 ? 化脓性感染 ? 脑膜炎 ? 败血症等 ? 肠胃炎 外源性感染,某些特殊血清型的大肠埃希菌引起 引起肠胃炎的大肠埃希菌 ? ? ? ? 肠产毒素型大肠埃希菌 enterotoxigenic E.coli 肠侵袭型大肠埃希菌 肠致病型大肠埃希菌 肠出血型大肠埃希菌 enteroinvasive E.coli enteropathogenic E.coli ETEC EIEC EPEC enterohemorrhagic E.coli EHEC ? 肠集聚型大肠埃希菌 enteroaggregative E.coli EAggEC ? 肠产毒素型大肠埃希菌(ETEC) ? 致病物质 ? 定植因子 ? 肠毒素:LT、ST ? 内毒素 ? K抗原 ? 所致疾病 ? 5岁以下婴幼儿腹泻 ? 旅游者腹泻 ? 水样便,恶心、呕吐,腹痛,低热 ? 肠侵袭型大肠埃希菌(EIEC) ? 致病物质 ? 不产生肠毒素 ? 侵袭结肠粘膜上皮细胞并在其中生长繁殖 ? 所致疾病 ? 主要侵犯较大儿童和成人 ? 腹泻呈脓血便,有里急后重 ? 致病类似菌痢,较少见 ? 诊断 ? EIEC无动力、生化反应和抗原结构与志贺菌相似 ? 肠致病型大肠埃希菌(EPEC) ? 致病物质 ? 不产生肠毒素及其他外毒素 ? 无侵袭力 ? 所致疾病 ? 婴幼儿腹泻 ? 肠 出 血 型 大 肠 埃 希 菌 ( EHEC ) 亦 称 为 vero毒素大肠埃希菌 ? 致病物质 ? 菌毛:粘附作用 ? 毒素:产志贺毒素 Stx-Ⅰ, Stx-Ⅱ,破坏肠 绒毛结构(干扰蛋白质合成) ? 所致疾病 ? 出血性结肠炎 ? 溶血性尿毒综合征 ? 肠集聚型大肠埃希菌(EAggEC) ? 致病物质 ? 毒素:肠集聚耐热毒素(EAST) ? 粘附素 ? 所致疾病 ? 引起婴儿持续性腹泻,脱水,偶有血便 引起腹泻的大肠埃希菌 菌株 作用部 位 疾病与症状 致病机制 常见O血清型 ETEC 小肠 质粒介导LT和(或) 旅行者腹泻;婴幼儿 腹泻;水样便,恶心, ST肠毒素,大量分 呕吐,腹痛,低热 泌液体和电解质 水样便,继以少量血 便,腹痛,发热 质粒介导侵袭和破坏 结肠粘膜上皮细胞 6、8、15、25、 27、78、148、159 28ac、29、112ac、 1244、152、164、 167 2、55、86、111、 114、119、125、 126、127、128、 142、158 157、26、111 EIEC 大肠 EPEC 小肠 婴儿腹泻;水样便, 恶心,呕吐,发热 质粒介导粘附和破坏 上皮细胞 EHEC 大肠 EAggE C 小肠 水样便,继以大量出 血,剧烈腹痛,低热 或无,可并发HUS、 血小板减少性紫癜 婴儿腹泻;持续性水 样便,呕吐,脱水, 低热 溶原性噬菌体编码 SLT-I或SLT-II,中 断蛋白质合成 质粒介导集聚性粘附 上皮细胞,阻止液体 吸收并产生毒素 42、44、3、86等 微生物学检查法 临床标本的检查 ? 标本 ? 分离培养与鉴定 ? 肠道外感染 卫生细菌学检查 ? 大肠菌群指数 ? 每1000毫升样品中的 大肠菌群近似数 涂片染色检查 ? 分离培养 ? 鉴定 ? ? 细菌总数 ? 肠道内感染 ETEC ? EIEC ? EPEC ? EHEC ? EAggEC ? 大肠菌群:指在37℃,24小时 内发酵乳糖产酸产气需氧和兼 性厌氧的肠道杆菌,包括埃希 菌属、枸橼酸杆菌属、克雷伯 菌属及肠杆菌属等。 防治原则 ? ? 疫苗免疫预防已在畜牧业领域中开展了广泛研究 大肠埃希菌很多菌株都已获得耐一种或几种抗生 素的质粒,耐药性非常普遍。进行药敏试验。 第二节 志贺菌 (Shigella) ? 形态染色 G-杆菌 ? 0.5-0.7 ? m ? 2-3? m ? ? 无鞭毛,无荚膜 ? 有菌毛 ? 培养及生化反应 ? 营养要求不高 ? 不分解乳糖 ? ss选择培养基 ? 克氏双糖管 ? 抗原构造及分类 ? 由O和K抗原组成 ? 分类: 菌种 群 痢疾志贺菌 型 亚型 A 1~15 1 1~10 甘露醇 - 鸟氨酸脱羧酶 - 福氏志贺菌 B 鲍氏志贺菌 C 宋氏志贺菌 D ? 1~6,X,Y变种 + + + + 抵抗力 ? 比其他肠道杆菌弱 ? 对酸和一般消毒剂敏感: 致病物质 1、侵袭力: 2、毒 内毒素 素: 菌毛—有利于菌粘附至肠粘膜 局部 全身 作用于肠壁 内毒素血症 通透性增加 粘膜炎症、溃疡 自主神经 外毒素(A群1型) 与内毒素协同作用 加重局部和全身症状 志贺菌侵袭肠粘膜上皮细胞过程 1:侵入M细胞;2:诱导吞噬;3~4:逃逸;5~7:从粘膜上皮细胞基底 部侵入胞浆中并增殖;8~10:侵入邻近粘膜上皮细胞胞浆中,并生长繁殖 。 ? 所致疾病 ? 菌痢 ? 患者和带菌者 ? 粪-口 ? 感染灶局限于结肠粘膜层,一般不入血 ? 表现: 急性: ? 潜伏期数小时至7d ? 发热、腹痛、腹泻、里急后重、粘液脓血便 ? 中毒性菌痢 ? 慢性:病程迁移二月以上 ? ? 免疫性 ? 免疫期短,不稳固 中毒性痢疾病人 新鲜脓血便/肛拭 微生物学检查 及时送/暂用3%甘油缓冲水保存 快速诊断 分离培养 SS平板(无色透明小菌落) 荧光菌球试验 协同凝集试验 双糖培养基(生化反应) 血清学反应(玻片凝集) 明确诊断 防治原则 ? 隔离患者、彻底治疗 ? 切断传播途径 ? 试用的口服菌苗: ? 链霉素依赖株重组活菌苗。 Handwashing after defecation is the best way to prevent the spread of shigellosis. 双价疫苗,具有广谱保护作 用。 ? 磺胺药、氯霉素、青霉素 、痢特灵等均有效,亦可 选用环丙沙星、菌必治等 第三节 ? ? ? ? 沙门菌 是一群革兰阴性杆菌 菌种繁多,血清型超过2400个 多对动物致病 对人类致病的占少数 ? 伤寒沙门菌 ? 甲型副伤寒沙门菌 ? 肖氏伤寒沙门菌 ? 希氏伤寒沙门菌 ? 动物沙门菌也可对人致病 ? 肠炎沙门菌、鼠伤寒沙门菌、猪霍乱沙门菌 ? 形态染色 ? G-杆菌 ? 0.6-1.0? m╳ 2-4? m ? 周身鞭毛,有菌毛 ? 培养和生化反应 ? 兼性厌氧 ? 营养要求不高 ? 不分解乳糖 抗原构造与分类 成分 抵抗力 产生 抗体 O抗 原 LPS 耐湿 热 不耐 热 IgM 制备 组成 酒精处理 分组依据: 或加热 引起人类沙门菌 病的多属A-E组 甲醛固定 有两种: 后使O抗原 第1相为特异相, 被遮盖 第2相非特异相 H抗 蛋白 原 质 IgG Vi抗原 ? 抵抗力 ? 较差 ? 水中能存活2-3W ? 粪便中可活1-2个月 ? 冰冻土壤中可过冬 ? 耐受胆盐、煌绿及其他染料 ? 对热耐力差 ? 5%石炭酸5min杀死 ? 致病物质 ? 侵袭力 ? 菌毛、O和Vi抗原抗吞噬 ? 内毒素 ? 引起体温升高、白细胞数下降。大剂量可导致中 毒和休克 ? 炎症 ? 肠毒素 ? 某些沙门菌如鼠伤寒沙门菌 所致疾病-------人类沙门菌病 ? 肠热症 ? 伤寒、副伤寒 ? 伤寒、甲型副伤寒、肖氏、希氏沙门菌引起 ? ? 胃肠炎(食物中毒) ? 鼠伤寒沙门菌、肠炎沙门菌、猪霍乱沙门菌 败血症 ? 鼠伤寒沙门菌、肠炎沙门菌、猪霍乱沙门菌、希氏沙 门菌 ? 无症状带菌者 伤寒沙门菌 副伤寒沙门菌 全身疼痛、不适、 发热(前驱期) 肠系膜淋巴结 (潜伏期) 胸导管 菌血症 肠热症 孤立和集合淋 巴结坏死溃疡 肝、脾、肾 及胆囊等 吞噬细胞吞噬 进入肠壁淋巴组织 粪便 胆囊 肾脏 2-3W 尿 (典型病例病程为3-4W) 菌血症 持续高热、肝脾肿大、 全身中毒、玫瑰疹 (发病的第1W) 并发症:肠穿孔、血栓性静脉炎、胆囊炎 伤寒 ? Thomson’s theories on typhoid, a major killer, were derided. 伤寒表现: ? 持续高热 ? 伤寒病容 ? 玫瑰疹 ? 肝脾肿大 ? 相对缓脉 所致疾病-------人类沙门菌病 ? 肠热症 ? ? 伤寒、副伤寒 伤寒、甲型副伤寒、肖氏、希氏沙门菌引 起 ? 胃肠炎(食物中毒) ? 鼠伤寒沙门菌、肠炎沙门菌、猪霍乱沙门 菌 鼠伤寒沙门菌、肠炎沙门菌、猪霍乱沙门 菌、希氏沙门菌 ? 败血症 ? ? 无症状带菌者 免疫性 ? ? 肠热症后,能获得牢固免疫 ? 即使发生,症状也轻,很少发生再感染 细胞免疫较重要 微生物学检查法 ? 标本 ? 胃肠炎取粪便呕吐物或可疑食物 ? 肠热症在病程不同阶段采取不同标本:第1w取血和骨 髓;第2w后取粪便、尿 ? 分离培养和鉴定 ? 血液和骨髓穿刺液先增菌培养 ? 粪、尿(沉渣)可直接接种选择培养基。臵37℃ 24h ;挑选可疑菌落,生化反应和血清学鉴定 ? 血清学诊断 ? 肥达反应 ? 带菌者检查 ? 肥达反应(Widal reaction) ?用已知伤寒沙门菌O、H和 Georges Widal in 1896. 甲型副沙寒沙门菌和肖氏 沙门菌H抗原与病人血清做 定量凝集试验,用以辅助 诊断肠热症。 ? 判定结果时,应着重考虑: ? 正常凝集价 ? 伤寒沙门菌O抗体的凝集价应在1:80以上,H抗 体凝集价在1:160以上 ? 甲型副伤寒、肖氏沙门菌H抗体凝集价在1:80以 上 ? 动态观察 ? O与H抗体的诊断意义 ? 其他少数病例 H与O抗体的性质及其消长意义 抗体 类型 O抗 体 H抗 体 IgM IgG 体内出现 情况 出现较早, 维持时间短 出现较晚,维 持时间长 体内出现情况 高 高 患肠热症 可能性大 高 低 感染早期 、 其他沙门 菌引起的 交叉反应 低 高 预防接种 ; 非特异性 回忆反应 ? 判定结果时,应着重考虑: ? 正常凝集价 ? 伤寒沙门菌O抗体的凝集价应在1:80以上,H抗 体凝集价在1:160以上 ? 甲型副伤寒、肖氏沙门菌H抗体凝集价在1:80以 上 ? 动态观察 ? O与H抗体的诊断意义 ? 其他少数病例 防治原则 加强水源和食品卫生管理 ? 疫苗 ? ? 伤寒、甲及乙型副伤寒3联菌苗(死菌苗) ? Ty2la伤寒沙门菌口服活菌苗,有显著保护作用, 有效期可达3年 ? 伤寒Vi荚膜多糖疫苗 ? 治疗 ? 以氯霉素效果较好 第四节 霍乱弧菌 V.cholerae 弧菌属细菌的特点: ?菌体短小,弯曲成弧形,革兰阴性菌 ? ? ? 广布于自然界,水表面最多 氧化酶试验阳性 有单鞭毛 与人类感染有关的主要弧菌 弧菌 霍乱弧菌O1和O139 血清群 人类疾病 霍乱,可造成大流行甚至世界性大 流行 非O1和非O139霍乱弧菌血 清群 副溶血性弧菌 其他:拟态弧菌、创伤弧 菌、霍利斯弧菌、河弧菌 霍乱样腹泻,一般腹泻,偶尔,肠 道外感染 胃肠炎,肠道外感染 不常见 ? 形态与染色 ? G? 弧形或逗点状 ? 周身菌毛 ,有荚膜,无 芽胞 ? 单鞭毛,运动活泼 ? 直接染色镜检,可见排列 如“鱼群”状; ? 悬滴观察,可见穿梭运动 ? 培养 ? 兼性厌氧 ? 营养要求不高 ? 耐碱不耐酸 ? 喜pH8.0-9.0碱性环境 ? pH8.4碱性蛋白胨水(选择培养基) ? 生化反应 ? 发酵甘露醇及蔗糖,缓慢发酵乳糖 ? 霍乱红反应阳性,不同生物型生化反应不同 抗原结构与分型 O抗原 H抗原 特异性高 分155个血清群 耐热 H抗体 无保护作用 无特异性,弧菌 不耐热 属所共有 古典生物型 Classical biotype 6次霍乱大流行 O1血清群 El Tor生物型 西奈半岛 El Tor地区发现 El Torbiotype 第7次霍乱大流行 O139群: 1992年印度分离,流行于南亚和东南亚 ? 致病物质 ? 鞭毛、菌毛及其他毒力因子 ? 靠鞭毛运动,穿过粘液层 ? 粘附于肠壁上皮细胞刷状缘的 微绒毛上 ? 霍乱肠毒素 ? 霍乱肠毒素(cholera toxin) ? 强烈的致泻作用 ? 为聚合蛋白,由 1个A亚单位 和5个B亚单位以共价键结合 ? A1为毒性部分,A2为连接部分 ? B是结合部分,与小肠粘膜上皮 细胞膜受体(神经节苷脂GMI) 结合 霍乱肠毒素的作用机制 霍乱: 一种残忍的瘟疫 ? ? ? ? 传染源:患者及带菌者 人类是唯一易感者 摄入108-1010个细菌可 造成感染,引起霍乱 传播途径: ? 经水传播 ? 经食物传播 ? 经生活接触传播 ? 经苍蝇传播 霍乱 ? 剧烈的喷射状呕吐 ? 休克、电解质紊乱及酸中毒 ? 腹泻物呈米泔水样 ? 不治疗,死亡率达60% 免疫性 ? 可获得牢固的免疫力,很少再感染 ? 血流中抗毒素、抗菌抗体、局部sIgA 微生物学检查法 ? 对首例病人应快速准确诊断,并及时报 告,迅速采取防治措施,扑灭疫情。 ? 直接镜检: ? 取米泔水样粪便作悬滴法检查 ? G-弧菌 ? 分离培养: ? pH8.0-9.0的碱性蛋白胨水或琼脂平板。 ? 镜检、生化反应、血清学试验、肠毒素 ? 快速诊断:荧光菌球检查法、SPA协同凝集 试验 防治原则 ? 尽早隔离治疗 ? 及时检出病人 ? 治疗时适当补液和纠酸 ? 应用抗生素缩短排菌期,减少霍乱毒素 ? ? 切断传播途径 ? 对粪便及呕吐物处理,防污染 保护易感人群 ? 皮下接种死菌苗 ? 口服减毒活疫苗保护率可达82--近100% 第五节 形态染色 ? G? 一端有单鞭毛 副溶血性弧菌 V.parahemolyticus ? ? 培养 ? 嗜盐 ? 3.5-4.5%NaCl最适 ? 营养要求不高 致病性 ? 致病机制不清 ? 溶血毒素 ? 绝大多数致病性副溶血性弧菌能产生 ? 使人或家兔的红细胞溶解 ? 该毒素也具有肠道毒性 ? 耐热相关溶血素 ? 所致疾病:食物中毒 ? 夏秋季多发,病程短,恢 复快 ? 腹痛、腹泻,呕吐及发热 ? 水便、血便 血水样便 ? 免疫性: ? 病后免疫力不强 ? 可重复感染 ? 微生物检查法 ? 分离培养:SS琼脂平板、嗜盐菌选择平板 ? 嗜盐性试验、生化反应、诊断血清 ? 快速诊断:探针杂交、PCR ? 治疗 ? 抗菌药 ? 如庆大霉素或复方SMZ等 ? 严重病例需输液和补充电解质 消化道传播细菌感染的 预防 ? 正确洗手 ? 饭前便后要洗手 ? 生吃瓜果要洗烫 ? 病人粪便要消毒 ? 患了腹泻要快治早报 ? 消灭苍蝇蟑螂要彻底 ? 不喝生水 ? 不吃腐烂变质食物 ? 不吃不洁瓜果蔬菜 ? 不随地大小便 ? 个人卫生习 惯 对污染的处 理 ? 蒸煮 ? 晾晒 ? 擦拭 ? 消毒剂 ? 第六节 螺杆菌属 一、螺杆菌属 ? 形态呈螺旋形 ? 生长要求微需氧环境 ? 与人类疾病关系密切的有幽门螺杆菌等 第六节 幽门螺杆菌 ? 生物学性状 ? 螺旋形、S型 ? 菌体一端有2~6根鞭毛 ? 运动活泼,常呈鱼群样排列 ? 微需氧菌 ? 对营养要求高,生长缓慢,在含血液、血清或心脑浸 液琼脂培养基上,通常需要3~5天或更长时间培养, 才形成细小、针尖状、无色透明菌落。 ? 致病性与免疫性 ? 目前认为幽门螺杆菌是慢性胃炎、消化性溃疡的主要 病因,与胃腺癌、粘膜相关淋巴组织淋巴瘤的发生也 有一定关系。 第七节 ? 单鞭毛,运动活泼 ? 无荚膜,不形成芽胞 ? 革兰阴性 ? 微需氧 弯曲菌属 ? 形态细长弯曲,呈S形、逗点状、海鸥状或螺旋形 ? 该菌是引起人类腹泻的常 见病原菌 ? 由于水或牛奶被污染,还 可造成暴发性肠炎。