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

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1 Microbiology /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)

2 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。

3 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

4 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

5 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。

6 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

7 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。

8 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。

9 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。

10 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%

11 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 : % ELISA PCR

12 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。 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。

13 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

14 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。

15 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

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17 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。

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

19 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。

20 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。

21 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。

22 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。

23 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

24 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

25 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。

26 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

27 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。

28 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。

29 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。

30 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。

31 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

32 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。

33 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。

34 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。

35 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。

36 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。

37 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。

38 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。

39 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

40 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。

41 Multiplication of Legionella pneumophilia in human macrophages

42 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﹪。

43 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。

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

45 50 – 70 m

46

47 20-46C The risk of multiplication of legionella varies with temperature

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49 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。