医学微生物学/产生荚膜梭菌

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产气荚膜梭菌(Cl.perfringens)是气性坏疽的主要病原菌。气性坏疽是战时多见的一种严重的创伤感染,以局部水肿、产气、肌肉坏死及全身中毒为特征。病原菌约有6~9种之多,常为混合感染。以产气荚膜梭菌为最多见(约占60~90%),其次是水肿梭菌和败毒棱菌,其他还有产芽胞梭菌、溶组织梭菌和双酶酸菌等。

(一)生物学性状

革兰氏阳性粗大梭菌,3~4×1~1.5um。单独或成双排列,有时也可成短链排列。芽胞呈卵圆形,芽胞宽度不比菌体大,位于中央或末次端。培养时芽胞少见,须在无糖培养基中才能生成芽胞。在脓汁、坏死组织或感染动物脏器的涂片上,可见有明显的荚膜,无鞭毛,不能运动。

厌氧程度不如破伤风梭菌要求高。在血液琼脂平板上菌落较大、灰白色、不透明,边缘呈锯齿状,多数菌株有双层溶血环,内环是θ毒素的作用,而外环不完全溶血是a毒素所致。在疱肉培养基中肉渣不被消化,有时呈肉红色。在牛乳培养基中能分解乳糖产酸,使酪蛋白凝固,同时生成大量气体,将凝固的酪蛋白冲成海棉状碎块。管内气体常将覆盖在液体上的凡士林层向上推挤,这种现象称为“汹涌发酵”,是本菌的特点之一。能分解多种糖类,如葡萄糖麦芽糖蔗糖和乳糖,产酸产气,不发酵甘露糖水杨苷,能液化明胶,产生硫化氢,不能消化已凝固的蛋白质血清

(二)致病物质和所致疾病

致病条件与破全国各地风梭菌相似。产气荚膜梭菌既能产生强烈的外毒素,又有多种侵袭性酶,并有荚膜,构成其强大的侵袭力,引起感染致病。毒素的毒性虽不如肉毒毒素破伤风毒素强,但种类多,外毒素有α、β、γ、δ、ε、η、θ、ι、κ、λ、μ、ν等12种,和具有毒性作用的多种酶,如卵磷脂酶、纤维蛋白酶透明质酸酶胶原酶DNA酶等,构成强大的侵袭力。根据细菌产生外毒素的种类差别,可将产气荚膜梭菌分成A、B、C、D、E5个型。对人致病的主要是A型,引起气性坏疽和食物中毒。C型则引起坏死性肠炎。在各种毒素和酶中,以α毒素最为重要,α毒素是一种卵磷脂酶,能分解卵磷脂,人和动物的细胞膜磷脂和蛋白质的复合物,可被卵磷脂酶所破坏,故α毒素能损伤多种细胞的细胞膜,引起溶血、组织坏死,血管内皮细胞损伤,使血管通透性增高,造成水肿。此外,θ毒素有溶血和破坏白血球的作用,胶原酶能分解肌肉和皮下的胶原组织,使组织崩解,透明质酸酶能分解细胞间质透明质酸,有利于病变扩散。

本菌能引起人类多种疾病,其中最重要的是气性坏疽。

1.气性坏疽

以局部剧痛、水肿、胀气、组织迅速坏死、分泌物恶臭,以伴有全身毒血症为特征的急性感染潜伏期较短,一般只有8~48小时。芽胞出芽大量繁殖,形成荚膜能抵抗吞噬,产生多种毒素及侵袭酶,损害肌肉组织引起厌氧性肌炎。由于本菌分解组织中的肌糖,产生大量气体充塞组织间隙,造成气肿,挤压软组织,阻碍血液循环,进一步促使肌肉坏死。同时毒素还可引起血管壁通透性增高,浆液渗出,形成扩散性水肿,以手触压肿胀组织可发生“捻发音”。疼痛剧烈,蔓延迅速,最后形成大块组织坏死。细菌一般不侵入血流,局部细菌繁殖产生的各种毒素以及组织坏死产生的毒性物质被吸收入血,引起毒血症而死。

2.食物中毒

某些A型菌株能产生肠毒素,食其污染的食物后,可引起食物中毒。潜伏期短,约8~22小时,发生腹痛腹泻便血症状,较少呕吐,一般不发热,1~2日内可自愈。中毒机理类似霍乱肠毒素,激活小肠粘膜细胞的腺苷酸环化酶,导致cAMP浓度增高,使肠粘膜分泌增加,肠腔大量积液,引起腹泻。

3.急性坏死性肠炎

由C型产气荚膜梭菌引起,致病物质可能为β毒素。潜伏期不到24小时,发病急,有剧烈痛、腹泻、肠粘膜出血性坏死,粪便带血;可并发周围循环衰竭肠梗阻腹膜炎等,病死率达40%。

(三)检验诊断

气性坏疽发病急剧,后果严重,及早诊断甚为重要。由于本菌分布广泛,所以单凭创口发现此菌还不足以诊断。尚需结合临床表现,才能确诊。

1.直接涂片镜检伤口深部取材涂片,革兰氏染色镜检,可见革兰氏阳性大杆菌,并有荚膜,常伴有其他杂菌,白细胞甚少,形态不规则,这是气性坏疽标本涂片的特点。

2.分离培养与鉴定取坏死组织制成悬液,接种于血球脂平板上或疱肉培养基中,厌氧培养,观察生长情况。取细菌培养物涂片镜检,并进一步用生化反应鉴定。

3.动物实验 取培养液0.5~1ml给小鼠或家兔静脉内注射,10分钟后杀死动物,置37℃5~8小时。如动物躯体膨胀,即行解剖,可见脏器和肌肉内有大量气泡,尤以肝脏最为明显,称“泡沫肝”。取内脏或心血涂片镜检或分离培养,可发现有革兰氏阳性大杆菌,并有明显荚膜。

(四)防治原则

气性坏疽病原菌种类多,大多是数种细菌混合感染,所产生毒素型别多,抗原复杂,目前尚缺乏有将效的预防制剂。预防的办法主要是早期扩创,清洁伤口,局部用双氧水冲洗,以破坏厌氧环境。

除早期应用多价抗毒素外,应配合手术、抗生素支持疗法等。近年来,临床用高压氧治疗气性坏疽,可使血液和组织中氧含量大于正常15倍左右,不利于厌氧细菌生长,有一定的疗效。

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