Department of pathogenic Biology of Gannan Medical University 医学微生物学 Medical Microbiology 病原生物学教研室 Department of pathogenic Biology of Gannan Medical University

第十二章 厌 氧 性 细 菌 （anaerobic bacteria）

概 述 必须在无氧环境下，才能生长繁殖 根据能否形成芽胞，可分为 厌氧芽胞梭菌属 无芽胞厌氧菌

第一节 厌氧芽胞梭菌 (Clostridium)

概 述 大多为严格厌氧菌，革兰染色阳性 芽胞直径比菌体粗，使菌体膨大呈梭状，对热、干燥和消毒剂均有强大的抵抗力 概 述 大多为严格厌氧菌，革兰染色阳性 芽胞直径比菌体粗，使菌体膨大呈梭状，对热、干燥和消毒剂均有强大的抵抗力 除产气荚膜梭菌等极少数例外，均有周鞭毛，无荚膜 多数为腐生菌 少数为致病菌

一、破伤风梭菌 （C．tetani）

概 述 破伤风（tetanus）的病原菌 发病后机体呈强直性痉挛、抽搐、可因窒息或呼吸衰竭死亡 最常见疾病：新生儿破伤风

生物学性状 形态与染色 培养特性和生化反应 菌体细长，有周身鞭毛、无荚膜 形成芽胞后，使细菌呈鼓槌状 革兰染色阳性 严格厌氧 血平板上，有β溶血 不发酵糖类，不分解蛋 白质

生物学性状 抵抗力 芽胞抵抗力很强 75~80°C 10min仍保持活力 100°C 1.5小时可完全被破坏 在干燥的土壤和尘埃中可存活数年

致病性与免疫性

致病条件 伤口需形成厌氧微环境 伤口窄而深（如刺伤） 有泥土或异物污染(有需氧菌或兼性厌氧菌混合感染) 大面积创伤、烧伤，坏死组织多，局部组织缺血 局部繁殖，不侵入血流

为什么厌氧菌在有氧条件下 不能生长? 缺乏氧化还原电势高的呼吸酶 缺乏分解有毒氧基团的酶 O2－＋H2O2→ O2 ＋OH－ ＋ .OH SOD: 2O2－＋2H＋→ H2O2 ＋O2 触酶: 2 H2O2 → 2H2O ＋O2 过氧化物酶： H2O2＋AH2 → 2H2O ＋A

致病物质 对氧敏感的破伤风溶血毒素(tetanolysin) 质粒编码的破伤风痉挛毒素(tetanospasmin) 引起破伤风的主要致病物质 属神经毒素(neurotoxin)，毒性极强(小鼠LD50为0.015ng，对人致死量<1µg) 为蛋白质，不耐热；可被蛋白酶破坏

破伤风痉挛毒素 结构 菌体内时为一条分子量约150 kDa的多肽 释出菌体时，即被裂解为一条分子量约50 kDa 的轻链（A链）和一条100 kDa 的重链（B链），但其间仍由二硫键连结在一起 B链是与神经节苷脂结合的单位 A链则具有毒性作用（锌内肽酶）

破伤风痉挛毒素作用机制 与神经系统的结合： 重链识别运动神经元上的受体并与之结合，促使毒素进入细胞内形成小泡 内在化作用 小泡从外周神经末稍沿神经轴突逆行向上，到达运动神经元胞体，进入传入神经末稍，最终进入中枢神经系统

破伤风痉挛毒素作用机制 膜的转位 通过重链N端的介导产生膜的转位使轻链进入胞质溶胶 胞质溶胶中作用靶的改变 轻链发挥毒性作用，阻止抑制性神经介质γ-氨基丁酸、甘氨酸的释放，使肌肉活动的兴奋与抑制失调，造成麻痹性痉挛

破伤风痉挛毒素作用机制 破伤风梭菌或芽胞 伤口（厌氧微环境） tetanospasmin（neurotoxin） 局部繁殖 tetanolysin 脊髓前角细胞、脑干 抑制性中间神经元、Renshaw cell 阻止抑制性神经介质的释放 肌肉收缩和痉挛 破伤风

破伤风痉挛毒素作用机制 × tetanospasmin tetanospasmin 屈、伸肌同时强烈收缩 屈肌的神经冲动 + + 屈肌运动神经元 抑制性中间神经元 × 阻止抑制性介质释放 抑制性介质 + 伸肌运动神经元 Renshew 屈肌强烈收缩 屈肌收缩 伸肌松弛 伸肌收缩 tetanospasmin 屈、伸肌同时强烈收缩 (牙关紧闭;苦笑面容; 角弓反张)

破伤风痉挛毒素作用特点 对脑干神经和脊髓前角神经细胞有高度亲和力 毒素与中枢神经组织结合非常牢固，一旦结合抗毒素难以再中和

所致疾病 潜伏期（与感染部位有关） 可从几天至几周 典型的症状 苦笑面容 角弓反张(持续性背部痉挛） 呼吸困难（可窒息死亡）

免 疫 性 破伤风免疫属外毒素免疫，主要是抗毒素发挥中和作用 获得有效抗毒素的途径是人工免疫 一般病后不会获得牢固免疫力 所有的幸存者必须尽快在适当时候注射破伤风类毒素疫苗 。

微生物学检查法 一般不进行涂片镜检和分离培养 典型的症状和病史即可作出诊断

防治原则 特异性主动预防：注射类毒素并及时强化 及时清创，防止创口厌氧微环境的形成 特异性被动预防：注射破伤风抗毒素（tetanus antitoxin，TAT），紧急预防（用前皮试，注意观察避免发生超敏反应） 对已发病者，特异性治疗包括早期足量使用抗毒素及抗生素两方面

二、 产气荚膜梭菌 (C．perfringens )

形态与染色 两端几乎平切的革兰阳性粗大杆菌 芽胞位于次极端，呈椭圆形，不大于菌体 无鞭毛 在宿主机体内有明显的荚膜

产气荚膜梭菌

培养特性 厌氧。其最适生长温度45°C，繁殖周期为8分钟 血琼脂平板上，双层溶血环 Nagler反应：α毒素（卵磷脂酶）

培养特性及生化反应 代谢活跃，可分解多种糖类 牛乳培养基中，可出现“汹涌发酵”现象 分解乳糖→产酸→酪蛋白凝固，产气体(H2、CO2)→凝固的酪蛋白冲成蜂窝状，并将液面上的凡士林向上推挤，甚至冲开管口棉塞，气势汹猛

分 型 根据4种主要毒素（α、β、ε、ι）的产生情况，可分为A、B、C、D、E 5个毒素型 分 型 根据4种主要毒素（α、β、ε、ι）的产生情况，可分为A、B、C、D、E 5个毒素型 对人致病的主要为A型（主要致病菌，毒性强，可在泥土中存活）

致病性

致病物质 产气荚膜梭菌能产生10余种外毒素，有些外毒素即为胞外酶

产气荚膜梭菌要毒素及其分型

致病物质 α毒素 以A型产生量最大 分解细胞膜上磷脂和蛋白形成的复合物，造成细胞溶解，引起血管通透性增加伴大量溶血、组织坏死、肝脏、心功能受损 在气性坏疽的形成中起主要作用 β、ε、ι毒素 引起坏死损伤和血管通透性增加

致病物质 肠毒素 不耐热的蛋白质，100°C瞬时被破坏 在结肠经胰酶作用后，其毒力能增加3倍 整段肽链嵌入细胞膜，破坏膜离子运输功能 可作为超抗原

所致疾病 气性坏疽 由A型产气荚膜梭菌及其他梭菌引起 气性坏疽潜伏期短，发展迅速，病情险恶 卵磷脂酶、胶原酶、透明质酸酶、DNA酶等毒素的分解破坏作用，造成气肿及组织坏死 表现为局部伤口肿胀明显，有恶臭

           分解        ┌红细胞破坏─贫血     ┌α毒素─→细胞膜上的卵磷脂                   毒素                          └组织细胞─组织坏死     └θ毒素─→血管壁通透性↑─→水肿       ┌胶原酶─→组织崩解                        │                                               酶 透明质酸酶─→溶解细胞间质     │                                                 │      分解   产                                └多糖酶─→肌糖─→酸、气─→气肿 →气性坏疽

所致疾病 食物中毒 由某些A型菌株引起 以腹痛、腹泻、便血等症状，较少呕 吐，一般不发热，1～2日内可自愈。

微生物学检查法 直接涂片镜检 取材部位：深部创口取材涂片 镜下特点：革兰阳性大杆菌 白细胞甚少且形态不典型 伴有其它杂菌 意义：早期诊断能避免病人最终截肢或死亡

微生物学检查法 分离培养及动物实验 接种血平板或庖肉培养基，镜检及生化反应鉴定 取细菌培养液0.5~1ml静脉注射小鼠，进行动物实验 如怀疑产气荚膜梭菌性食物中毒，在发病后一日内，检出大于105病菌/克食品或106病菌/克粪便可确立诊断

防治原则 预防 及时处理伤口，破坏和消除厌氧微环境 预防性的使用抗生素 治疗 局部感染控制 抗生素 多价抗毒素 高压氧舱法

三、肉毒梭菌 （C．botulinum）

生物学特性 革兰阳性粗短杆菌 芽胞呈椭圆形，粗于菌体，位于次极端，使细胞呈汤匙状或网球拍状 有鞭毛，无荚膜。厌氧，营养要求不高

肉毒梭菌

致病性 致病物质肉毒毒素属神经毒素，已知最强毒素 毒素前体分子以蛋白复合物形式存在，可稳定存在于外环境和胃肠道。进入小肠后，复合物在碱性情况下解离毒素吸收入血 根据神经毒素的抗原性分A~G 7个型，各型毒素只能被同型抗毒素中和 只有C型和D型毒素是由噬菌体编码，其他型毒素均由染色体决定 肉毒毒素不耐热，煮沸1分钟即可被破坏

作用机制 肉毒毒素作用于外周胆碱能神经，抑制神经肌肉接点处神经介质乙酰胆碱的释放，导致弛缓性麻痹 毒素经内化作用进入细胞内由细胞膜形成的小泡中，不象破伤风毒素从外周神经末稍沿神经轴突上行，而是留在神经肌肉接点处

(a) Prior to injection Acetylcholine Release Contracted Muscle Botulinum toxin releases muscle contraction by inhibiting acetylcholine release.   (a) Prior to injection Acetylcholine Release        Contracted Muscle NERVE MESSAGE (b) Post injection Release Reduced Relaxed

与破伤风痉挛毒素作用的区别 破伤风痉挛毒素 肉毒毒素 进入途径 局部创口 消化道 作用部位 中枢神经系统 外周胆碱能神经 破伤风痉挛毒素 肉毒毒素 进入途径 局部创口 消化道 作用部位 中枢神经系统 外周胆碱能神经 作用机制 抑制γ-氨基丁酸释放 抑制乙酰胆碱释放 作用效果 麻痹性痉挛 弛缓性麻痹

所致疾病 食物中毒 原因 单纯性毒素性中毒，而非细菌感染 临床表现与其它食物中毒不同，主要为神经末稍麻痹，呈下行性发展。 死亡率较高

所致疾病 婴儿肉毒病 感染者以6个月以内的小婴儿居多，为细菌芽胞直接感染 症状与肉毒毒素食物中毒类似，最先引人注意的症状是便闭，吸乳、啼哭无力。婴儿肉毒病死亡率不高（1%～2%）

肉毒毒素治疗作用 美国FDA于1989年12月 正式批准A型肉毒毒素，商品名为BOTOX用于治疗眼睑痉挛、 面肌痉挛、斜视 等眼科、神经科和耳鼻喉科肌肉痉挛疾病，这是美国FDA第一次批准用于作注射的微生物毒 素制剂。

我国也于1993年研制成功，试用于临床。1997年正式被国家批准“注射用A型肉毒 毒素”投放市场(97卫药 准字(兰)S-01号)，商品名为“衡力”。

微生物学检查法 标本 病人：食物中毒患者、婴儿肉毒病患者 标本：粪便、食物 先80℃加热10分钟之后培养 毒素检查：取可以食物或呕吐物 对照组：食物或呕吐物上清+抗毒素 测试组：食物或呕吐物上清

防治原则 加强食品卫生管理和监督，提高防范意识 尽早根据症状作出诊断，迅速注射A、B、E三型多价抗毒素，同时加强护理和对症治疗

四、艰难梭菌 （C．difficile）

生物学特性 正常菌群之一 革兰阳性粗大杆菌 芽胞呈椭圆形，位于次极端 有鞭毛，无荚膜。厌氧，营养要求不高 对多种抗生素耐药

致病性 内源性感染：所致疾病为假膜性肠炎 发病原因：长期应用抗生素所致菌群失调 临床症状：腹痛、腹泻和全身中毒症状 艰难梭菌产生A和B 二种毒素。 A毒素为肠毒素，可趋化中性粒细胞破坏回肠壁并释放细胞因子，导致分泌亢进，使肠壁坏死出血； B毒素为细胞毒素，能造成肌动蛋白解聚，细胞骨架破坏，损伤肠壁细胞，病损处形成假膜。

第二节 无芽胞厌氧菌

概 述 广泛分布于人体皮肤和开放的外界通道上，数量多，种类多 属人体内的主要正常菌群，包括革兰阳性和革兰阴性的球菌和杆菌。 概 述 广泛分布于人体皮肤和开放的外界通道上，数量多，种类多 属人体内的主要正常菌群，包括革兰阳性和革兰阴性的球菌和杆菌。 在某些特定状态下，这些厌氧菌作为条件致病菌可导致内源性感染

一、主要种类

与人类疾病相关的主要无芽胞厌氧菌

二、 致病性

致病条件 属正常菌群，在成为条件致病菌后，可引起内源性感染 感染条件 寄居部位改变 宿主免疫力下降 菌群失调 厌氧微环境

细菌毒力 改变其对氧的耐受性 与混合感染的需氧菌或兼性厌氧菌协同作用 通过菌毛、荚膜等表面结构吸附和侵入上皮细胞和各种組织 产生多种毒素，胞外酶和可溶性代谢物

感染特征 原发或继发引起内源性感染 无特定病型，多为化脓性感染 分泌物或脓液粘稠，乳白色、粉红色、血色或棕黑色，有恶臭，有时有气体 使用氨基糖苷类抗生素长期无效 分泌物直接涂片可见细菌，但普通培养法无细菌生长

所致疾病 败血症 中枢神经系统感染 脑脓肿 口腔与牙齿感染 齿槽脓肿和下颌骨髓炎 急性坏死性溃疡性齿龈炎（奋森咽峡炎） 约30%的牙周病

所致疾病 呼吸道感染 腹部和会阴部感染 女性生殖道感染 其他

三、 微生物学检查法 标本采取 从感染中心处采取 切取或活检得到的组织标本 从感染深部吸取的渗出物或浓汁 采取后立刻放入厌氧标本瓶中，迅速送检 直接涂片镜检 分离培养与鉴定

四、防治原则 避免正常菌群侵入不应存在的部位以及防止局部出现厌氧微环境（伤口清洗，清创，引流，维持和重建局部良好血液循环） 合理使用抗生素，避免二重感染