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第四节
厌 氧 菌

厌氧性细菌( Anaerobic bacterium )是一群只能在无氧或低氧条件下生长和繁殖,利用厌氧呼吸和发酵获取能量的细菌的总称。根据能否形成芽孢,可将厌氧菌分为两大类:有芽孢的厌氧芽孢梭菌和无芽孢厌氧菌。厌氧芽孢梭菌临床常见的病原菌仅见于梭菌属,如破伤风梭菌、产气荚膜梭菌、肉毒梭菌及艰难梭菌,引起外源性感染,感染遍及全身各器官系统。无芽孢厌氧菌则包括多个属的球菌或杆菌,大多为人体正常菌群,主要引起内源性感染。

一、梭状芽孢杆菌

梭菌属( Clostridium )是革兰氏染色阳性、能形成芽孢的厌氧菌。多为腐生菌,仅少数为致病菌;主要分布于土壤,人和动物肠道及粪便中;芽孢对氧、热、干燥和消毒剂均有强大的抵抗力,能够在体外环境生存。芽孢侵入机体后,在适宜条件下发芽形成繁殖体,可产生外毒素,引起人类和动物疾病。在人类主要引起破伤风、气性坏疽和肉毒中毒等严重疾病,还与皮肤、软组织感染,医源性腹泻和肠炎等有关。

(一)破伤风梭菌

破伤风梭菌( C . tetani )广泛分布于土壤、人和动物的粪便中。破伤风梭菌芽孢感染伤口或脐带残端时,芽孢发芽形成繁殖体,释放毒素,引起破伤风。发病后机体呈强直性痉挛,外界刺激引起手足抽搐,可因窒息或呼吸衰竭死亡。

破伤风梭菌芽孢由伤口或脐带残端侵入人体,其感染的重要条件是:伤口局部需形成厌氧微环境,以利于芽孢发芽形成繁殖体并在局部繁殖。易造成伤口局部厌氧微环境的因素有:伤口窄而深(如刺伤),伴有泥土或异物污染;大面积创伤、烧伤,坏死组织多,局部组织缺血;同时伴有需氧菌或兼性厌氧菌混合感染。破伤风梭菌仅在伤口局部繁殖,其致病作用主要依赖于该菌所产生的外毒素。破伤风梭菌能产生两种外毒素,并在细菌裂解时释放。一种是对氧敏感的破伤风溶血毒素,其功能和抗原性与链球菌溶血素O相似。另一种为质粒编码的破伤风痉挛毒素,是目前已知的引起破伤风的主要致病物质,该毒素入血经血液循环达到神经肌肉接点处而致病。破伤风痉挛毒素属神经毒素,毒性极强,仅次于肉毒毒素。破伤风分为全身型和局限型,全身型是临床上最常见的类型,全球每年约100万病例。潜伏期一般为7~8d,多数在外伤后3周内发病,潜伏期长短与芽孢侵入位距离中枢神经系统的远近有关。全身的肌肉群均可受累。早期典型的症状是咀嚼肌痉挛所造成的苦笑面容和牙关紧闭,逐步出现持续性背部肌肉痉挛、角弓反张。外界因素刺激可致手足抽搐,但神志清楚。重症患者可出现自主神经功能障碍,如血压波动、心律不齐和因大量出汗造成的脱水,死亡率高达52%。局限型少见,仅以受伤部位或邻近肌肉持续性强直痉挛为主,预后较好。

一般不进行微生物学检查,临床上根据典型症状和病史即可作出诊断。治疗原则:遵循中和毒素、清除细菌、控制症状和加强护理的原则,对降低死亡率极为重要。破伤风是可预防的急性感染性疾病,预防措施包括:

(1)正确处理伤口:

伤口应及时清创和扩创,清除坏死组织和异物,并用3%过氧化氢冲洗。

(2)人工主动免疫:

我国采用含有白喉类毒素、百日咳死菌苗和破伤风类毒素的白百破三联疫苗制剂,对3~5月龄的儿童进行免疫,可同时获得对这三种感染病的免疫力。计划免疫程序为婴儿出生后第3、4、5个月连续免疫3次,2岁、6岁时各加强一次,以建立基础免疫。易感成人或外伤后,在基础免疫基础上可再加强接种破伤风类毒素1次,血清中抗毒素滴度在3~7d内即可迅速升高。

(3)人工被动免疫:

对伤口污染严重而又未经过基础免疫者,可立即肌内注射破伤风抗毒素或破伤风免疫球蛋白作紧急预防。

(二)产气荚膜梭菌

产气荚膜梭菌( C . perfringens )广泛存在于土壤、人和动物肠道中,既是人和动物的胃肠疾病最常见的病原菌,也是引起人类严重创伤感染的重要病原菌。对局部感染应尽早施行外科清创手术,切除感染和坏死组织,必要时截肢以防止病变扩散。使用大剂量的青霉素等抗感染药物以杀灭病原菌和其他细菌。有条件可使用气性坏疽多价抗毒素治疗和高压氧舱法,后者可使血液和组织中的氧含量提高15倍,能部分抑制厌氧菌的生长。

1.致病性
(1)气性坏疽:

该病多见于战伤和地震灾害,也可见于工伤、车祸等所致的大面积创伤。致病条件与破伤风梭菌相似。气性坏疽潜伏期短,一般仅为8~48h。病菌通过产生多种毒素和侵袭性酶,破坏组织细胞,发酵肌肉和组织中的糖类,产生大量气体,造成气肿;同时血管通透性增加,水分渗出,局部水肿;水肿压迫软组织和血管,影响血液供应,造成组织坏死。严重病例表现为组织胀痛剧烈,水气夹杂,触摸有捻发感;最后产生大块组织坏死,伴有恶臭。毒素和组织坏死的毒性产物被吸收入血,引起毒血症、休克。病情进展和恶化快,死亡率为40%~100%。

(2)食物中毒:

主要因为食入大量产肠毒素的细菌污染的食物(主要为肉类食品)引起,较多见。潜伏期短,约10h,临床表现为腹痛、腹胀和水样腹泻;无发热、无恶心和呕吐;1~2d后自愈。如不进行细菌学检查,常难确诊。

(3)坏死性肠炎:

由细菌污染食物引起,累及空肠。临床表现为急性腹泻、呕吐、血样腹泻,肠壁溃疡,甚至肠穿孔导致腹膜炎和休克。

2.实验室检查
(1)直接涂片镜检:

是极有价值的快速诊断法。从深部创口取材涂片,革兰氏染色,镜检见有革兰氏阳性大杆菌,白细胞数量甚少且形态不典型(因毒素作用,白细胞无趋化反应),伴有其他杂菌等三个特点即可报告初步结果。早期诊断能避免截肢或死亡。

(2)分离培养:

取坏死组织制成悬液,接种血平板或庖肉培养基,厌氧培养,观察生长和菌落特点,取培养物涂片镜检,并用生化反应鉴定。

(三)肉毒梭菌

肉毒梭菌( C . botulinum )主要存在于土壤中,在厌氧环境下能产生毒性极强的肉毒毒素而引起疾病,最常见的为食源性肉毒中毒和婴儿肉毒中毒。肉毒梭菌为革兰氏阳性粗短杆菌,严格厌氧,可产生剧烈的神经毒素——肉毒毒素,是已知最剧烈的毒物。对患者应根据症状尽早作出诊断,迅速注射A、B、E三型多价抗毒素中和血清中游离毒素;对症治疗,特别是维持呼吸功能,能显著降低死亡率;依据病原体的分离情况,选择甲硝唑或青霉素治疗。预防强调加强食品卫生管理和监督;食品应低温保存,防止芽孢发芽;食用前80℃加热食品20分钟破坏毒素等。

1.致病性
(1)食源性肉毒中毒:

因进食含肉毒毒素或肉毒梭菌芽孢的食物所引起。引起该病的食物,国外以罐头、香肠和腊肠制品为主;国内多由发酵豆制品(臭豆腐、豆瓣酱等)引起,占80%以上,发酵面制品(甜面酱等)占10%左右。该病的临床表现与其他食物中毒不同,胃肠道症状很少见,以弛缓性瘫痪为主。潜伏期可短至数小时,一般先有乏力、头痛等不典型症状,接着出现复视、斜视眼睑下垂等眼肌麻痹症状;再是吞咽、咀嚼困难、口干、口齿不清等咽部肌肉麻痹症状;进而膈肌麻痹、呼吸困难,甚至导致死亡。很少见肢体麻痹。不发热,神志清楚。完全康复需要几个月到几年,直到受累的神经末梢再生。

(2)婴儿肉毒中毒:

常发生在1岁以下,尤其是6个月以内的婴儿。因为婴儿肠道的特殊环境及缺乏能拮抗肉毒梭菌的正常菌群,食入被肉毒梭菌芽孢污染的食品(如蜂蜜)后,芽孢能在肠道发芽、繁殖,产生的毒素经肠道吸收入血所致。早期症状是便秘,吮吸、啼哭无力,也可进展为弛缓性麻痹。死亡率低,为1%~2%。

(3)创伤、医源性或吸入性肉毒中毒:

若伤口被肉毒梭菌芽孢污染后,芽孢在局部的厌氧环境中能发芽并释放出肉毒毒素,吸收后导致创伤肉毒中毒;因美容或治疗而应用肉毒毒素超过剂量,可导致医源性肉毒中毒;肉毒毒素还可被浓缩成气溶胶形式作为生物武器,经呼吸道导致吸入性肉毒中毒,病情进展快速、死亡率高。

2.实验室检查

对临床上最常见类型如食源性肉毒中毒、婴儿肉毒中毒,可取患者的粪便、剩余食物分离病菌,同时检测粪便、患者血清或胃液中的毒素活性。

(四)艰难梭菌

艰难梭菌( C . difficile )广泛分布于土壤,多种家畜和野生动物甚至人类的粪便中。艰难梭菌感染( C . difficile infection,CDI)流行于世界各地,多数为无症状携带者,被公认为是医源性腹泻最重要的病原体,如感染老年人和接受抗感染药物治疗导致肠道菌群失调的人群。治疗CDI的主要措施包括:立即停用相关抗感染药物,轻度腹泻症状即可缓解;较重的腹泻或结肠炎患者需要采用甲硝唑或万古霉素治疗;大约20%~30%的患者会复发,甚至反复复发,主要原因是抗感染药物可杀灭细菌繁殖体但未杀灭芽孢,可尝试采用健康人的粪菌移植治疗。

1.致病性

艰难梭菌经粪-口途径传播,所致疾病统称为CDI,包括无症状感染者、医源性腹泻和假膜性结肠炎等不同类型。

(1)无症状携带者:

已证实60%~70%的新生儿、3%的3岁以上的儿童、3%的成人和10%的老年人无症状携带艰难梭菌,是重要的传染源。新生儿和婴幼儿的肠道因缺乏艰难梭菌毒素受体,常携带细菌而不致病。

(2)医源性腹泻:

老年人、抑酸剂的应用和曾接受过抗感染药物治疗等是危险诱因。其中,抗感染药物治疗史是最重要的高危诱因,常在抗感染药物预防或治疗应用5~10d后,出现水样腹泻。传统上也称为抗生素相关性腹泻。

(3)假膜性结肠炎:

5%的CDI患者,可出现血水样腹泻,排出假膜,并伴有发热、白细胞增多等全身中毒表现。

2.实验室检查

由于无症状携带者的比例较高,即使从粪便中分离培养到艰难梭菌也不能作为诊断疾病的依据。可分别采用免疫学方法或分子诊断方法,从有临床症状的患者的粪便标本中检测到细菌产生的毒素或毒素编码基因,以辅助诊断CDI。

二、脆弱类杆菌

与人类疾病有关的无芽孢厌氧菌,主要寄生于人和动物的体表及与外界相通的腔道黏膜表面。在人体正常菌群中,无芽孢厌氧菌占绝对优势。一般情况下,它们对人体无害;但在某些特定条件下,这些厌氧菌作为机会致病菌可导致内源性感染。临床上以口腔、胸腔、腹腔和盆腔感染为多见,无芽孢厌氧菌占这些部位感染的70%~93%,且以混合感染为多见。临床最常见的革兰氏阴性厌氧杆菌中,以类杆菌属中的脆弱类杆菌( B . fragilis )最重要。治疗方面外科清创去除坏死组织和异物,维持局部良好的血液循环,预防局部出现厌氧微环境。对不能立即清创或腹部贯穿性外伤累及直肠等,可预防性应用抗厌氧菌药物。临床上95%以上的无芽孢厌氧菌包括脆弱类杆菌对甲硝唑、亚胺培南、哌拉西林和克林霉素等敏感;万古霉素适用于所有革兰氏阳性厌氧菌感染。

1.致病性
(1)脓毒症:

随着抗厌氧菌抗感染药物的广泛应用,近年来临床脓毒症标本中厌氧菌培养阳性率只有5%左右,多数为脆弱类杆菌,其次为革兰氏阳性厌氧球菌。原发病灶约50%来自胃肠道,20%来自女性生殖道。病死率为15%~35%。

(2)中枢神经系统感染:

最常见的为脑脓肿,主要继发于中耳炎、乳突炎和鼻窦炎等邻近感染,亦可经直接扩散和转移而形成。

(3)口腔感染:

主要引起牙髓炎、牙周炎和牙龈脓肿等。

(4)呼吸道感染:

可感染上、下呼吸道的任何部位,如扁桃体周围蜂窝织炎、吸入性肺炎坏死性肺炎、肺脓肿和脓胸等。

(5)腹部感染:

因手术、损伤、穿孔及其他异常导致肠内容物污染腹腔为常见,因肠道含有大量的厌氧菌,所以感染以混合感染为主,主要细菌为脆弱类杆菌。腹腔内感染早期表现为腹膜炎、腹腔脓肿,部分伴菌血症。

(6)女性生殖道与盆腔感染:

手术或其他并发症引起的女性生殖道一系列严重感染中,如盆腔脓肿、输卵管卵巢脓肿、子宫内膜炎、脓毒性流产等,脆弱类杆菌是主要病原体。

2.实验室检查

标本采集对临床诊断非常关键。标本应注意避免局部环境中正常菌群的污染,且一切可能污染正常菌群的标本均不宜进行厌氧菌分离鉴定,如咽拭子、痰液和阴道分泌物等。最可靠的标本是血液、无菌切取或活检得到的组织标本、从感染深部吸取的渗出物或脓汁等。标本采集后应立刻放入特制的厌氧标本瓶中,并迅速送检。

(1)直接涂片镜检:

脓液或穿刺液标本可直接涂片染色,观察细菌的形态特征、染色性及菌量多少,供初步判断结果时参考。

(2)分离培养与鉴定:

这是证实无芽孢厌氧菌感染的关键方法。标本应立即接种到营养丰富、新鲜、含有还原剂的培养基或特殊培养基、选择培养基中,最常用的培养基是牛心脑浸液为基础的血平板,接种应在厌氧环境中进行(如厌氧手套箱等)。

(3)分子诊断:

是快速鉴定方法,常采用核酸杂交和PCR或利用气相色谱检测细菌代谢终末产物,需氧菌和兼性厌氧菌只能产生乙酸,而检测出其他短链脂肪酸,如丁酸、丙酸则提示为厌氧菌。 xmBAHZvz/tKIUU5WSbkWr2SAWSihJJt06dfoEP/2LrmNNsbKrDW9ZcML6AidJKPJ

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