Microbiology /21/2011 Department of Nursing Yu Chun-Keung

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Microbiology 2011 11/21/2011 Department of Nursing Yu Chun-Keung Small G(-) bacilli 博德氏菌Bordetella (36) 布魯氏桿菌Brucella 法蘭西氏菌Francisella (37) 嗜血桿菌Haemophilus (35) 退伍軍人菌 Legionella (38)

博德氏菌屬(Bordetella) 生長需求挑剔,一般培養基不生長,須有碳、澱粉、血液、球蛋白以中和培養基中有毒物質。 三種與人類疾病有關 1. 百日咳菌 (B. pertussis)-哮喘;百日咳 2. 副百日咳菌 (B. parapertussis)-溫和型 百日咳。 3. 支氣管膿毒博德氏菌 (B. bronchiseptica) -多感染豬和狗,較少感染人。

致病因 感染→黏附呼吸道纖毛細胞→增殖→毒素→組織壞死、全身毒害。 黏附因子 (Adhesins) 毒素 (Toxins) Colonization of tracheal epithelial cells by Bordetella pertussis 2004 Kenneth Todar University of Wisconsin-Madison Department of Bacteriology

黏附因子 (Adhesins) Pertactin (P69 protein)和絲狀紅血球凝集素 (Filamentous hemagglutinin):結合上皮細胞的硫化醣脂 (sulfated glycolipids)、和多形核白血球的CR3。 百日咳毒素 (Pertussis toxin)的S2至S5 :百日咳毒素是一種A-B毒素,S1是毒素部分, S2至S5結合單位;S2結合纖毛上皮細胞,S3結合吞噬細胞。 纖毛Fimbria: function unknown

毒素 (Toxins) 百日咳毒素S1:作用在細胞膜上G1 protein ,使cAMP上升,呼吸道分泌物增加 Adenylate cyclase / hemolysin toxin: 使cAMP上升,分泌增加;抑制白血球的趨化、吞噬和毒殺作用。 皮膚壞死毒素 (dermonecrotic toxin):造成血管收縮,局部組織壞死。 氣管毒素 (tracheal cytotoxin):一種細胞壁胜肰聚醣,破壞纖毛細胞,造成ciliostasis,破壊呼吸道清除功能,咳嗽主因;刺激IL-1釋放產生發燒。 脂多糖體 (LPS):活化補體和刺激細胞激素產生。

A tracheal organ culture 72 h after infection with B. pertussis. Bordetella Cilia Extruded epithelial cell with attached bacteria Denuded epithelium of non-ciliated cells

臨床症狀 1. 吸入傳染性飛沫傳播。潛伏期:7-10天。 2. 卡他期:似感冒,流鼻涕、噴涕、倦怠、 低燒。大量細菌增殖,傳染高峰期,約1-2 週。 3. 突發期:纖毛受損,致呼吸道清除作用消 失,喘息式咳嗽,嘔吐或虛脫為止,40- 50次/天, 2-4週。 4. 恢復期:症狀減緩。

流行病學 過去是小孩(< 1 year)主 要傳染病,因接種疫苗, 罹病率及死亡率自1949 年大幅減少。近年大小 孩和大人病倒明顯增加 (免疫力下降)。 2.只有人類感染,無動物 性或環境之傳染窩,理 論上可以疫苗根除。

檢體收集 百日咳菌對乾燥極敏感 須在病床邊將檢體直接接種,最理想的檢 體 : 鼻咽抽吸液 口咽部塗抹器(swab)不能收集足夠數量的 纖毛上皮細胞 須用合成纖維的塗抹器,棉花塗抹器可能 含有毒性脂肪酸。 新鮮培養劑:例如炭碳馬血agar, Bordet- Gengou medium。

診斷 檢體玻片風乾熱固定螢光抗體染色 直接螢光抗體法, 檢出率約50% 1. Direct and indirect fluorescent antibody tests for antigen detection 檢體玻片風乾熱固定螢光抗體染色 Aspirated specimen Fluorescein-labeled rabbit anti-Bp Ab Fluorescein-labeled anti-rabbit Ig Ab Rabbit anti-Bp Ab Direct Indirect 直接螢光抗體法, 檢出率約50%

診斷 2.培養用 Charcoal +馬血清+甘 油+蛋白腖, 35℃加濕培養7 天,檢出率約50%。受不同 病程和使用抗生素影響。 3. ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay) 血 清學檢定特異性絲狀紅血球 凝集素或百咳毒素抗體。 4. 核酸增幅 (PCR) PCR+培養=常規診斷 (取代直接螢光法) 敏感度 : 80- 100% ELISA PCR

治療、預防、控制 1. 加強照顧。 2. 抗生素(紅黴素)可殺菌,但無法改善病程(康復取決於纖毛細胞再生)。 1. 加強照顧。 2. 抗生素(紅黴素)可殺菌,但無法改善病程(康復取決於纖毛細胞再生)。 3. 在卡他期無法做正確診斷,失去治療先機。 4. 全細胞不活化疫苗,(三合一DPT疫苗 : 白喉、百日咳、破傷風) 80-85﹪預防效果。因副作用減低接受意願。 5. 1996 無細胞疫苗(不活化百日咳毒素+1~2種細菌成份)。 6. 百日咳有高度傳染性,且病人的家屬會成為傳染源,以紅黴素作社區族群預防投藥。

Chapter 37 Brucella 和 Francisella 為重要人畜共同病原(zoonosis),可用作生物戰戰劑 (碳疽Anthrax,鼠疫Plague) 非常細小,生長需求排剔,生長緩慢

布魯氏桿菌屬(Brucella) 流產布魯氏桿菌 (B. abortus)-牛 犬布魯氏桿菌 (B. canis)-犬、狐狸、狼 馬爾他布魯氏桿菌 (B. melitensis)-山羊、綿羊 豬布魯氏桿菌 (B. suis)-豬 自然宿主的症狀輕微。 偏好含紅鮮醇(erythritol)器官-動物的子宮、胎盤、 副睪、乳房,造成動物不孕、流產或無症狀之帶菌者。

流行病學 全世界,以拉丁美洲、 非洲、地中海或中東 等地區為主 感染來源,直接接觸病 原(實驗室內),接觸感 染動物(器官、毛皮), 進食污染食品或吸入 感染。 Sources of Brucella infection. G.G. Alton & J.R.L. Forsyth

致病因 不產生毒素,內毒素毒力不強。 細胞內寄生,經吞噬細胞和單核細 胞吞噬→脾、 肝、骨髓、淋巴結、 腎→形成肉芽腫 (granuloma) 破壞組 織。

Granuloma (肉牙腫) Inner mass : alveolar macrophages, epithelioid cells, Langhans giant cells (fused epithelioid cells) Dense wall : CD4, CD8, NK, T cells, macrophages

布魯氏桿菌症 (Brucellosis, Bang’s disease, undulant fever) 流產布魯氏桿菌 -溫和。 犬布魯氏桿菌-溫和。 馬爾他布魯氏桿菌- 嚴重急性。 豬布魯氏桿菌-嚴重慢性。

臨床症狀 1. 依不同病原有所不同 2. 持續發燒 (波狀熱),虛弱、畏寒、肌病痛、關節痛、體重減輕。 3. 腸胃道症狀 (70﹪),骨質溶解病變,關節滲液 (20-60%),呼吸道症狀 (25%)。 4. 演變成長期性疾病。

診斷 1. 多處(血液、骨髓、感染部)採樣培養。 2. 菌體小,細胞內寄生,鏡檢用處不大。 3. 培養:生長需求挑剔,生長緩慢。 1. 多處(血液、骨髓、感染部)採樣培養。 2. 菌體小,細胞內寄生,鏡檢用處不大。 3. 培養:生長需求挑剔,生長緩慢。 4. 鑑定:標準實驗室。 5. 血清學:抗體可維持數月至數年,確認臨床診斷,不作唯一依據, 抗體力價(Titer)增加4倍、或單一力價 ≧160以上。

治療、預防、控制 1. 四環黴素、doxycycline(抑菌) 2. 持續6週以上以免復發 3. 無疫苗 4. 控制動物疾病 (血清學確診+撲殺+免疫接種) 5. 避免食用消毒不完全奶製品。

法蘭西氏土倫桿菌 (Francisella tularensis) 菌體非常細小,生長需求挑剔。 野生哺乳類、畜養動物、鳥、魚、吸血節肢動物、污染水源。 人因接觸患畜、被蜱叮咬、食用污染肉類和水、吸入傳染性飛沫感染 皮屑傷口:10,吸入:50,攝食:108

法蘭西氏土倫桿菌 (Francisella tularensis) 寄生巨噬細胞,抑制phagosome-lysosome融合,長期存活。 土倫病、兔熱 : 發熱、發冷、 局部淋巴腫大。全身感染,肉芽腫、腫瘍。 鏈黴素,gentamycin。 避免接觸野生動物和病媒昆蟲 有減毒疫苗 Ulcer Cutaneous tularemia infection microbes.historique.net

嗜血桿菌屬(Haemophilus) 1. 嗜血桿菌屬是人類常見病原體。 2. 寄生粘膜表面。 3. 生長需要X因子 (hematin)和V因子 (NAD);巧克力培養基 (加熱血液培養基)培養。

嗜血桿菌屬(Haemophilus) H. influenzae 流行性感冒嗜血桿菌 H. parainfluenzae H. ducreyi 杜克氏嗜血桿菌

流行性感冒嗜血桿菌(H. influenzae) 1. 部份的菌株有多糖類莢膜,共分6個血清型a,b,c,d,e,f。 2. 生化反應不同 (indole, urease, ornithine decarboxylase) ,可分為8種生物型 (biotypes) I-VIII。 3. 臨床症狀不同分為2個生物組(biogroups),其中的埃及型造成巴西紫斑熱。

致病因 無莢膜H. influenzae 和 H. parainfluenzae: 在嬰兒期就在上呼吸道菌落化 局部擴散造成中耳炎、鼻竇炎、支氣管炎、 肺炎,但不造成散漫性疾病。

致病因 莢膜H. influenzae(b群)(Hib) 不存在呼吸道 感染造成幼童腦膜炎、會厭炎、蜂窩組織炎 主因。 在使用疫苗後,其他血清型和無莢膜型菌株 成為重要致病原。

致病因 藉纖毛和黏附素在口咽部形成群落,藉 細胞壁成份傷害纖毛,經上皮、內皮→ 血液,如果缺抗多糖莢膜抗體→敗血症 →全身。 H. influenzae可產生分解IgA1蛋白酶。

H. influenzae b群主要毒力因子是抗吞噬作用的莢膜 成份 : ribose+ribitol+phosphate(PRP) 抗PRP抗體可增加吞噬作用和補體殺菌作用。 抗體、補體缺乏或切除脾臟容易引起腦膜炎和會厭炎 Phagocytic engulfment of H. influenzae bacterium opsonized by antibodies specific for the capsule and somatic (cell wall) antigen 2004 Kenneth Todar University of Wisconsin-Madison Department of Bacteriology

臨床症狀 (1) 腦膜炎:有疫苗以前b型菌是造成3-18月大幼兒腦膜炎主因。鼻咽部→菌血症→腦。 (2) 會厭炎:2-4歲小孩,聲門組織腫大、呼吸困難、窒息死亡。 (3) 蜂窩組織炎:幼兒,發燒、面頰眼窩周邊產生紅藍斑點。 (4) 關節炎:2歲以下幼兒最常見之關節炎,侵犯單一大關節。

臨床症狀 (5) 耳炎、竇炎、下呼吸道疾病:H. influenzae和肺炎鏈球菌是造成急 性與慢性耳炎及竇炎主因。 (6) 巴西紫斑熱:埃及型菌株所造成。 (7) 軟性下疳:杜克氏嗜血桿菌(H. ducreyi)在亞、非洲造成生殖道潰 瘍(下疳,chancroid),需與梅毒、 泡疹病毒鑑別診斷。

診斷 (1) 檢體:必須收集腦脊髓液和血液樣本,因為其中菌量多(107/ml),患部(竇、耳)穿刺檢體。 (2) 鏡檢:靈敏、專一性高,腦膜炎的檢出率可達80%。 (3) 培養:以chocolate agar分離培養;衛星現象-嗜血桿菌在金黃色葡萄球菌菌落周圍生長。 (4) 抗原檢測:粒子凝集法(particle agglutination),利用包覆抗體的粒子檢測檢體中是否有PRP抗原。

治療 (1) 腦膜炎和會厭炎必須迅速以抗生素治療,否則死亡率可達100%。 (2) 重症用頭孢菌素,輕症用ampicillin。 (3) 針對帶菌者可用抗生素作預防治療,保護高危險族群。

預防、控制 早期多醣疫苗無法保護18個月大以下幼兒,因為免疫系統未完全發育,對多糖抗原無反應。 使用結合型疫苗後(PRP+蛋白載體),流行的情況發生很大改變。 5歲以下幼兒侵入型病例減少95﹪。 目前b型菌只發生在沒有免疫力小孩和免疫力弱的老人。 入侵型疾病由c型、f型和無莢膜菌取代。 結合型(純化PRP)疫苗主動免疫:6個月齡以前接種3劑,以後再追加。

退伍軍人菌(Legionella) (1) 致病性G(-)桿菌 (2) 1976年,美國退伍軍人協會費城舉行年會,多件肺炎死亡病例,分離嗜肺性退伍軍人菌 (Legionella pneumophilia)。 (3) 一般培養基中不生長 (需添加鐵鹽和L-cysteine);一般染劑無法染色。

流行病學 1. 最普遍的水棲腐生菌。 2. 存在自然界水、空氣調節器、冷卻水塔、供水系統(蓮蓬頭)。 3. 寄生水中阿米巴,在高溫及氯環境中能存活。也存在水管壁的生物膜(biofilms)中。 4. 血清學證實感染應十分普遍。 5. 老年人 (免疫力不足,肺功能異常)為高危險群,非經人傳人感染。

Electron micrograph showing L pneumophila serogroup 1 in the process of dividing (arrows) within a vesicle of an amoeba (Hartmanella veriformis) cell. (X 18,500.) (Courtesy of Barry S. Fields, Centers for Disease Control.) Washington C. Winn, Jr. http://www.gsbs.utmb.edu/microbook/ch040.htm

致病因 1. 有感受性的人吸入感染性微粒, 與補體的C3b結合,再連接吞噬細 胞的CR3,進入細胞。 2. 在肺泡巨噬細胞或單核細胞內寄 生,抑制 phagosome 和 lysosome融 合。藉各種enzymes毒殺細胞。

Multiplication of Legionella pneumophilia in human macrophages

臨床症狀 1. 無症狀感染(低力價抗體反應)較多。 2. 肺臟感染有兩種型態 (1)Pontiac fever:自限性發熱性疾病,無肺炎,持續2-5天。 (2)Legionnaires’disease:忽發急性全身徵兆 (發熱、畏寒、乾咳、頭痛)、肺炎、多器官疾病 (胃、腸、肝、腎、中樞神經系統)、致死率15-20﹪。

診斷 抗原檢測 一般染色效果差,用鍍銀染色。 血清中抗體檢測:力價上升4倍或以上 (128或更高),多在發病後3週才出現。 直接螢光抗體試驗,特異性高,但靈敏度低。因快速,有臨床價值。 培養:buffered charcoal-yeast extract (BCYE agar) 35℃,3-5天。 EIA、RIA、PCR。 血清中抗體檢測:力價上升4倍或以上 (128或更高),多在發病後3週才出現。

This type of cooling tower does not contain drift eliminators which would minimize the outflow of droplets.

50 – 70 m

20-46C The risk of multiplication of legionella varies with temperature

治療、預防、控制 1. 紅黴素有效;β-lactam抗生素無效 (產生β-lactamases) 。 2. 水加氯和維持高水溫可減少病菌。