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Clostridium /klɑːˈstrɪd.i.əm/
梭菌属(Clostridium)属于梭菌科,是指一群厌氧、革兰氏染色阳性、能形成芽胞的大杆菌,由于芽胞直径比菌体宽,使菌体膨大呈梭形,故此得名。该属已报道176个种和5个亚种,多数为腐生菌,仅少数为病原菌;主要分布于土壤,人和动物肠道及粪便中;芽胞对氧、热、干燥和消毒剂均有强大的抵抗力,能够在体外环境生存;芽胞侵人机体后,在适宜条件下发芽形成繁殖体,可产生强烈的外毒素, 引起人类和动物疾病。在人类主要引起破伤风、气性坏疽、肉毒中毒,以及皮肤和软组织感染等疾病。
该属绝大多数细菌均有周鞭毛,无荚膜;仅产气荚膜梭菌等极少数细菌例外;不同的细菌芽胞形态、大小及其在菌体中的位置各不相同,这些特点有助于菌种的鉴定。
本属的致病菌主要有:
生物学性状 | 破伤风梭菌 | 产气荚膜梭菌 | 肉毒梭菌 |
---|---|---|---|
菌体 | 细长 | 粗短 | 粗短 |
芽孢形状 | 圆 | 椭圆 | 椭圆 |
芽胞大小 | 大于菌体 | 略小于菌体 | 大于菌体 |
芽孢位置 | 极端 | 次极端 | 次极端 |
菌体形状 | 火柴/鼓槌状 | 两端略钝圆 | 汤匙/网球拍状 |
鞭毛 | + | - | + |
荚膜 | - | + | - |
G⁺ | |||
培养特性 | 严格厌氧 | PPT:中度厌氧-“厌氧,但不十分严格”[1] | 严格厌氧 |
对营养要求不高,不发酵糖类,不分解蛋白质。 | 血琼脂平板:双层溶血环; 蛋黄琼脂平板:乳白色浑浊圈; 牛乳培养基:stormy fermentation |
能消化肉渣,腐败恶臭。产酸产气。 | |
疱肉培养基 | - | 不能消化肉渣,产气[2] | 能消化肉渣,产酸产气 |
糖类 | 不发酵 | 分解多种常见的糖类 | 分解 |
致病 | 破伤风、新生儿破伤风 | 严重创伤感染,食物中毒和坏死性肠炎 | 食源性肉毒中毒、婴儿肉毒中毒 |
主要毒素 | 破伤风痉挛毒素 | α 毒素(alpha toxin),又称磷酯酶 C(phospholipase C) | 肉毒毒素 |
微生物学检查法 | 一般不进行微生物学检查 临床上根据典型的症状和病史即可作出诊断。 |
直接涂片镜检 | |
伤口局部需形成厌氧微环境,以利于芽胞发芽形成繁殖体并在局部繁殖并产生毒素。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。
在细菌裂解时释放
编码毒力的基因包括破伤风痉挛毒素(tetanospasmin)的基因tetX及其调节基因 tetR等, 均位于一个大小74kb、有83个可读框的质粒上。
尽管破伤风(tetanus)不会人传人,病人仍应单独隔离在暗室中,避免受到刺激。遵循中和毒素、清除细菌、控制症状和加强护理的原则,对降低死亡率极力重要。
破伤风是可预防的急性感染性疾病。预防措施主要包括以下几个方面:
在卵黄琼脂平板上,菌落周围出现乳白色混浊圈,是由细菌产生的α毒素分解卵磷脂所致;若在培养基中加入特异性抗血清(Anti-alpha toxin),则不出现混浊,此现象称 Nagler 反应 ,为产气荚膜梭菌的特点。
产气荚膜梭菌(C. perfringens)在牛乳培养基中能分解乳糖产酸,使其中酪蛋白凝固;
同时产生大量气体(H2和CO2),可将凝固的酪蛋白冲成蜂窝状,将液面封固的凡士林层上推,甚至冲走试管口棉塞,气势凶猛,称“汹涌发酵”(stormy fermentation)现象。
牛乳培养基显示三种产气荚膜杆菌分离物的汹涌发酵反应。 左侧试管未接种。
产气荚膜梭菌(C. perfringens)
根据产生毒素与鼠源抗体对毒素活性的特异性抑制效应可分A、B、C、D、E、F 和G七个毒素型。大多数菌株只产生一种型别毒素;只有C型和D型毒素是由噬菌体感染肉毒梭菌经溶源性转换产生,其他型毒素均由细菌染色体上的基因编码。对人致病的主要有A、B 和E型,F型极少见;我国报告大多为A型。
婴儿肉毒中毒(infant botulism):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微生物群,食入被肉毒梭菌芽胞污染的食品(如蜂蜜)后,芽胞能在肠道发芽、繁殖,产生的毒素经肠道吸收入血所致。早期症状是便闭,吮吸、啼哭无力,也可进展为弛缓性麻痹。死亡率低(1%~2%)。
婴儿肉毒中毒(infant botulism):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微生物群,食入被肉毒梭菌芽胞污染的食品(如蜂蜜)后,芽胞能在肠道发芽、繁殖,产生的毒素经肠道吸收入血所致。早期症状是便闭,吮吸、啼哭无力,也可进展为弛缓性麻痹。死亡率低(1%~2%)。
肉毒毒素进人小肠后跨过黏膜层被吸收进人血液循环;肉毒毒素作用于外周胆碱能神经;重链羧基端结合神经元细胞膜表面的受体(唾液酸和糖蛋白),内化进入细胞质内形成含毒素的突触小泡,与破伤风痉挛毒素沿神经轴突上行不同的是,肉毒毒素保留在神经肌肉接头处,含毒素的突触小泡与内体融合、酸化,导致重链氨基端与轻链解离并释放轻链入细胞质中;轻链也具有锌内肽酶活性,可灭活神经元突触小泡内参与乙酰胆碱释放的膜蛋白,抑制神经肌肉接头处神经递质乙酰胆碱的释放,导致弛缓性瘫痪(flaccid paralysis)。