醫(yī)學(xué)微生物學(xué)/結(jié)核桿菌
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結(jié)核桿菌（Mycobecterium Tuberculosis）引起結(jié)核病。對人類致病的有人型結(jié)核桿菌和牛型結(jié)核桿菌，非典型分枝桿菌也可引起類似結(jié)核樣病變，但少見。
目錄 |
一、生物學(xué)性狀
（一）形態(tài)染色
結(jié)核桿菌細長略彎曲，端極鈍園，大小約1～4×0.4um ，呈單個或分枝狀排列，無莢膜、無鞭毛、無芽胞。在陳舊的病灶和培養(yǎng)物中，形態(tài)常不典型，可呈顆粒狀，串球狀，短棒狀，長絲形等。結(jié)核桿菌一般常用萎～～鈉氏(Ziehl-Neelsen)抗酸性染色法染色，結(jié)核桿菌染成紅色，其他非抗酸性細菌及細胞漿質(zhì)等呈藍色。結(jié)核桿菌的抗酸性取決于胞壁內(nèi)所含分枝菌酸殘基和胞壁固有層的完整性有關(guān)。
（二）培養(yǎng)特性
結(jié)核桿菌為專性需氧菌。營養(yǎng)要求高，在含有蛋黃、馬鈐薯、甘油和天門冬素等的固體培養(yǎng)基上才能生長。最適ph 6.5～6.8 ，最適溫度為37℃，生長緩慢，接種后培養(yǎng)3～4周才出現(xiàn)肉眼可見的菌落。菌落為干燥、堅硬、表面呈顆粒狀、乳酪色或黃色，形似菜花樣。在液體培養(yǎng)內(nèi)呈粗糙皺紋狀菌膜生長，若在液體培養(yǎng)基內(nèi)加入水溶性脂肪酸，如Tween～80，可降低結(jié)核桿菌表面的疏水性，使呈均勻分散生長，此有利于作藥物敏感試驗等。
（三）抵抗力
結(jié)核桿菌對某些理化因子的抵抗力較強。在干痰中存活6～8個月，若粘附于塵埃上，保持傳染性8～10天。在3%HCI或NaOH溶液中能耐受30分鐘，因而常以酸鹼中和處理嚴重污染的檢材，殺死雜菌和消化粘稠物質(zhì)，提高檢出率。但對濕熱、紫外線、酒精的抵抗力弱。在液體中加熱62～63℃15分鐘，直射日光下2～3小時，75%酒精內(nèi)數(shù)分鐘即死亡。
（四）變異性
結(jié)核桿菌對鏈霉素、利福平、異煙肼等抗結(jié)核藥物較易產(chǎn)生耐藥性。耐藥菌菌株常伴隨活力和毒力減弱，如異煙肼耐藥菌株對豚鼠的毒力消失，但對人們?nèi)杂幸欢ǖ?a href="/w/%E8%87%B4%E7%97%85%E6%80%A7" title="致病性" class="mw-redirect">致病性。
卡～～介（Calmette-Gerine）二氏將牛型結(jié)核桿菌培養(yǎng)于膽汁、甘油、馬鈴薯培養(yǎng)基中，經(jīng)230次傳代，歷時13年，使其毒力發(fā)生變異，成為對人無致病性，而仍保持良好免疫性的菌苗株，稱為卡介菌(Bacilli Calmette-Giierin,BCG)。卡介菌接種人體后，可獲得抗結(jié)核受疫力。
（五）菌體成份與作用
結(jié)核桿菌無內(nèi)毒素，也不產(chǎn)生外毒素和侵襲性酶類，其致病作用主要靠菌體成份，特別是胞壁中所含的大量脂質(zhì)。脂質(zhì)含量與結(jié)核桿菌的毒力呈平行關(guān)系，含量愈高毒力愈強。
1．脂質(zhì)（Lipide）：脂質(zhì)占菌體干的20～40%，占胞壁干重的60%，主要是磷脂、脂肪酸和蠟質(zhì)，它們大多與蛋白質(zhì)或多糖質(zhì)結(jié)合成復(fù)合物存在。①磷脂能刺激單核細胞增生，并可抑制蛋白酶的分解作用，使病灶組織溶解不完全，形成干酷樣壞死。②脂肪酸在脂質(zhì)中比重較大，其中6,6～二分枝酰～a,a'～海澡糖(6,6～Dimycocyl～a,a'～D～trehalose)具有破壞細胞線粒體膜，毒害微粒體酶類，抑制中性粒細胞游走和吞噬作用，引起慢性肉牙腫。具有該物質(zhì)的結(jié)核桿菌毒株，在液體培養(yǎng)基中能緊密粘成索狀，故稱為索狀因子(cordfactor)。③蠟質(zhì)D為胞壁中的主要成分，是一種肽糖脂(Piptidoglycolipids)與分枝菌酸(My-colic acid)復(fù)合物，能引起遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng)，并具有佐劑作用。④硫酸腦苷脂(salfatides)和硫酸多吞噬細胞中的吞噬體與溶酶體融合，使結(jié)核桿菌在細胞內(nèi)存活。這一類糖脂能結(jié)合中性紅染料。產(chǎn)生中性紅反應(yīng)，借此可鑒定結(jié)核桿菌有無毒力。
2．蛋白質(zhì)（Protein）：結(jié)核桿菌菌體內(nèi)都含有數(shù)種蛋白質(zhì)，其中重要的蛋白質(zhì)是結(jié)核菌素(tuberculin)。結(jié)核茵素與蠟質(zhì)D結(jié)合，能引起較強的遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng)。其他蛋白質(zhì)可引起機體產(chǎn)生相應(yīng)的抗體，但無保護作用。
3．多糖質(zhì)（Polysuccharides）：多糖質(zhì)常與脂質(zhì)結(jié)合存在于胞壁中，主要有半乳糖，甘露醇、阿拉拍糖等。多糖質(zhì)可使中性粒細胞增多，引起局部病灶細胞浸潤。
4．核酸(Nucleic acid)：結(jié)核桿菌的核糖體核糖核酸(Ribonucleie acid ribosonic, rRNA)是本菌的免疫原，刺激機體產(chǎn)生特異性細胞免疫。
二、致病性
結(jié)核桿菌的致病作用可能是細菌在組織細胞內(nèi)頑強增殖引起炎癥反應(yīng)，以及誘導(dǎo)機體產(chǎn)生遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng)性損傷有關(guān)。結(jié)核桿菌可通過呼吸道、消化道和破損的皮膚粘膜進入機體，侵犯多種組織器官，引起相應(yīng)器官，引起相應(yīng)器官的結(jié)核病，其中以肺結(jié)核最常見。人類肺結(jié)核有兩種表現(xiàn)類型。
（一）原發(fā)感染
原發(fā)感染是首次感染結(jié)核桿菌，多見于兒童。結(jié)核桿菌隨同飛沫和塵埃通過呼吸道進入肺泡，被巨噬細胞吞噬后，由于細菌胞壁的碳酸腦苷脂抑制吞噬體與溶酶體結(jié)合，不能發(fā)揮殺菌溶菌作用，致使結(jié)核桿菌在細胞內(nèi)大量生長繁殖，最終導(dǎo)致細胞死亡崩解，釋放出的結(jié)核桿菌或在細胞外繁殖侵害，或被另一巨噬細胞吞噬再重復(fù)上述過程，如此反復(fù)引起滲出性炎癥病灶，稱為原發(fā)灶。原發(fā)灶內(nèi)的結(jié)核桿菌可經(jīng)淋巴管擴散在肺門淋巴結(jié)，引起淋巴管炎和淋巴結(jié)腫大，X線胸片顯示啞鈴狀陰影，稱為原發(fā)綜合征。隨著機體抗結(jié)核免疫力的建立，原發(fā)灶大多可纖維給的鈣化而自愈。但原發(fā)灶內(nèi)可長期潛伏少量結(jié)核桿菌，不斷刺激機體強化已建立起的抗結(jié)核免疫力，也可作為以后內(nèi)源性感染的來源。只有極少數(shù)免疫力低下者，結(jié)核桿菌可經(jīng)淋巴、血流擴散至全身，導(dǎo)致全身粟粒性結(jié)核或結(jié)核性腦膜炎。
（二）繼發(fā)感染
繼發(fā)感染也稱原發(fā)后感染，多見于成年人。大多為內(nèi)源性感染，極少由外源性感染所致。繼發(fā)性感染的特點是病灶局限，一般不累及鄰近的淋巴結(jié)，主要表現(xiàn)為慢性肉芽腫性炎癥，形成結(jié)核結(jié)節(jié)，發(fā)生纖維化或干酪樣壞死。病變常發(fā)生在肺尖部位。
三、免疫與變態(tài)反應(yīng)
結(jié)核桿菌的免疫原rRNA和變應(yīng)原結(jié)核菌素可誘發(fā)機體產(chǎn)生由T淋巴細胞介導(dǎo)的兩種免疫應(yīng)答反應(yīng)，即細胞免疫和遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng)。
（一）免疫性
人類對結(jié)核桿菌的感染率很高，但發(fā)病率卻較低，這表明人體感染結(jié)核桿菌可獲得一定的抗結(jié)核免疫力?？菇Y(jié)核免疫力的持久性，依賴于結(jié)核桿菌在機體內(nèi)的存活，一旦體內(nèi)結(jié)核桿菌消亡，抗結(jié)核免疫力也隨之消失，這種免疫稱為有菌免疫或傳染性免疫（Infection immunify）。
抗結(jié)核免疫主要是細胞免疫，包括致敏的T淋巴細胞和被激活的巨噬細胞。致敏的T淋巴細胞可直接殺死帶有結(jié)核桿菌的靶細胞，同時對釋放多種作用于世噬細胞的淋巴因子，使巨噬細胞聚集在病灶周圍形成以單核細胞為主的增生性炎癥。被激活的巨噬細胞極大地增強對結(jié)核桿菌的吞噬消化，抑制繁殖，阻止擴散，甚至消毀的能力，充分分揮細胞免疫的作用。
（二）免疫與變態(tài)反應(yīng)的關(guān)系
在結(jié)核桿菌感染時，細胞免疫與遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng)同時存在，此可用郭霍氏現(xiàn)象（Koch's phenomenton）說明，①在健康豚鼠皮下首次注射一定量結(jié)核桿菌，10～14天后注射部位緩慢地出現(xiàn)潰瘍，深而不易愈合，鄰近淋巴結(jié)腫大，細菌擴散至全身，此時結(jié)核菌素測試為限性。②用相同等量的結(jié)核桿菌注入曾感染已康復(fù)的豚鼠皮下，在1～2天內(nèi)即迅速發(fā)生潰瘍，但潰瘍淺而易愈合，鄰近淋巴結(jié)不腫大，細菌也很少擴散，結(jié)核菌素測試為陽性。③在康復(fù)的豚鼠皮下注射大量結(jié)核桿菌，則引起注射局部及全身嚴重的遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng)，甚至導(dǎo)致動物死亡。上述三種現(xiàn)象表明，首次感染出現(xiàn)的炎癥反應(yīng)偏重于免疫預(yù)防，潰瘍淺而愈合，細菌不擴散，說明機體尚未建立起抗結(jié)核免疫力；再次感染發(fā)生的炎癥發(fā)應(yīng)則偏重于免疫預(yù)防，潰瘍當(dāng)淺而愈合，細菌不擴散，說明機體對結(jié)核桿菌已具有一定的細胞免疫力，而潰瘍迅速形成，則說明在產(chǎn)生免疫的同時有遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng)，表現(xiàn)出對機體有利的一面；用過量的結(jié)核桿菌進行再次感染，則引起劇烈的遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng)，說明遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng)對機體不利的一面。人類的原發(fā)性肺炎結(jié)核，繼發(fā)性肺結(jié)核，嚴重而惡化的肺結(jié)核，相當(dāng)于郭霍氏現(xiàn)象的三種情況。
近年來，實驗研究證明結(jié)核桿菌細胞免疫與遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng)是由不同的T淋巴細胞亞群介導(dǎo)和不同的淋巴因子承擔(dān)的，是獨立存在的兩種反應(yīng)。①從小鼠實驗表明，結(jié)核桿菌感染的細胞免疫應(yīng)答為Lytl+-2和Lytl--2T淋巴細胞，而遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng)則為Lytl+2T淋巴細胞。②取結(jié)核桿菌rRNA免疫小鼠的T淋巴細胞與rRNA共育的上清中不含巨噬細胞移動抑制結(jié)核桿菌繁殖抑制因子（Myco IF）；但用結(jié)核桿菌減毒活菌標(biāo)（H37RV）免疫小鼠的T淋巴細胞與PPD共育，其上清中則含有MIF，而與H37RV共育的上清液不僅含有MIF而且含有Myco IF。這兩種免疫小鼠都用結(jié)核桿菌強毒株攻擊，他們都獲得相等程度的免疫力，故認為抗結(jié)核細胞免疫是由Myco IF承擔(dān)，而與MIF無關(guān)。
本試驗用于測定機體對結(jié)核桿菌有無變態(tài)反應(yīng)。將一定是結(jié)核菌素注入皮內(nèi)，如受試者曾感染結(jié)核桿菌，則在注射部位出現(xiàn)遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng)炎癥，是為陽性，未感染結(jié)核桿菌則為陰性。此法可用檢測可凝病人曾否感染結(jié)核菌，接種卡介苗后是否陽轉(zhuǎn)以及檢則機體細胞免疫功能。
結(jié)核菌素試驗一般使用舊結(jié)核菌素（Old-tubercein簡稱OT），是結(jié)核桿菌在肉汽中培養(yǎng)物經(jīng)加熱濃縮的濾液。主要成分是結(jié)核蛋白，也含有結(jié)核桿菌的其他代謝和培養(yǎng)基成分。稀釋1萬倍，0.1毫升內(nèi)含有1個單位（稀釋1000倍，0.1ml 有10個單位），取OT結(jié)核蛋白純化后稱為精制純蛋白衍生物(Purified protein derivative ,簡稱PPD )，取0.00002ml作為一個結(jié)核菌素單位，是現(xiàn)今國際制造的標(biāo)準(zhǔn)PPD，稱為PPD-S。試驗法常規(guī)使用5個單位OT（2000倍稀釋0.1ml）或PPD-S0.0001mg注入受試者前臂掌側(cè)皮內(nèi)，48～72小時內(nèi)出現(xiàn)紅腫硬節(jié)直徑大于5毫米者為陽性，雖有紅腫但無硬結(jié)或硬結(jié)直徑不到5毫米者為陰性。應(yīng)注意受拭者處于原發(fā)感染早期，變態(tài)反應(yīng)尚未發(fā)生，或正患嚴重的結(jié)核病如全身粟粒性結(jié)核和結(jié)核性腦膜炎時機無反應(yīng)能力，或患其他嚴重疾病（麻疹、結(jié)節(jié)病、惡性腫瘤），如用過兔疫抑制劑時，結(jié)核菌素反應(yīng)均可轉(zhuǎn)為陰性。
四、微生物診斷
根據(jù)結(jié)核菌感染的類型，應(yīng)采取病灶部位的適當(dāng)標(biāo)本。如肺炎結(jié)核有采取咯痰（最好取早晨第一次咯痰，挑取帶血或膿痰）；腎或膀胱結(jié)核以無菌導(dǎo)尿或取中段尿液；腸結(jié)核采取糞便標(biāo)本，結(jié)核性腦膜炎進行腰脊穿刺采取腦脊液；膿胸、肋膜炎、腹膜炎或骨髓結(jié)核等則穿刺取膿汁。
(一)直接涂片染色
咯痰可直接涂片。用萋～納氏法染色，若鏡檢找到抗酸性桿菌，可能是結(jié)核桿菌，但通常應(yīng)報告：“查到抗酸性桿菌”，因標(biāo)本中可能混雜有非致病性抗性抗酸桿菌，單憑形態(tài)染色不能確定是結(jié)核桿菌，需進一步分離培養(yǎng)鑒定。如標(biāo)本中結(jié)核桿菌量少，雜菌和雜質(zhì)多時，直接涂片不易檢出（一般需要每毫升痰液含有結(jié)核桿菌10萬個以上才能檢出），應(yīng)濃縮集菌后，再涂片染色鏡檢，以提高檢出陽性率。
無菌直接采取的腦脊液、導(dǎo)尿或中段尿可直接用離心沉淀集菌。咯痰和糞便標(biāo)本濃縮集菌因含雜功菌多，需用4%NaOH或3%HCL或6%H2SO4處理，然后，用離心沉淀法將結(jié)核桿菌濃縮聚集于管底，再取沉淀物涂片作抗酸染色檢查、分離培養(yǎng)或動物試驗。
(二)分離培養(yǎng)
結(jié)核桿菌生長緩慢，培養(yǎng)期長，當(dāng)以酸堿中和濃縮集菌的沉淀物，接種于固體培養(yǎng)基上，以蠟封口防止干燥。37℃培養(yǎng)4～6周后檢查結(jié)果。根據(jù)生長緩慢，菌落干燥、顆粒狀、乳酪色象菜花狀，菌體染色抗酸性強，多數(shù)為結(jié)核桿菌。如菌落、菌體染色都不典型，則可能為非典型分枝桿菌，應(yīng)進一步作鑒別試驗。
（三）動物試驗
常用豚鼠或地鼠鑒別凝似結(jié)核桿菌的分離培養(yǎng)物和毒力測定。取經(jīng)濃縮集菌處理的標(biāo)本1.0毫升注射于豚鼠腹股溝皮下，經(jīng)3～4周飼養(yǎng)觀察，如出現(xiàn)局部淋巴結(jié)腫大，消瘦或結(jié)核菌素試驗陽性，可及時剖檢：若觀察6～8周后，仍未見發(fā)病者，也要剖檢。剖檢時應(yīng)注意觀察淋巴結(jié)、肝、脾、肺等臟器有無結(jié)核病變。
五、防治原則
（一）預(yù)防接種
卡介苗接種是預(yù)防結(jié)核病的有效措施之一，廣泛接種卡介苗能大大地降低結(jié)核病的發(fā)病率。根據(jù)統(tǒng)計調(diào)查未接種組的發(fā)病率比接種組高4～5倍，嬰兒因免疫力低，為卡介苗接種的主要對象。6個月以內(nèi)健康兒童可直接接種，較大兒童須作結(jié)核菌素試驗，陰性者接種。一般在接種后6～8周如結(jié)核菌素試驗轉(zhuǎn)陽，則表示接種者已產(chǎn)生免疫力。試驗陰性者應(yīng)再行接種。皮內(nèi)接種卡介苗后，結(jié)素試驗轉(zhuǎn)陽率可達96～99%，陽性反應(yīng)可維護5年左右。
（二）治療
結(jié)核病的治療在于控制疾病，促使病灶愈合，消除癥狀和防止復(fù)發(fā)。抗癆藥物有制菌作用，但它們?nèi)皂毻ㄟ^體內(nèi)免疫機理而起作用。常用的藥物有異菸肼（INH）、鏈霉素、對氨水楊酸鈉（PAS）、利福平、乙胺丁醇等。各種抗癆藥物如合并應(yīng)用，有協(xié)同作用，且能降低耐藥性的產(chǎn)生，減少毒性。因耐藥菌株出現(xiàn)較多，因此由病人體內(nèi)人分離的結(jié)核菌株在治療過程中應(yīng)作藥敏試驗，以測定耐藥性的產(chǎn)生情況。
參看
 分枝桿菌 | 其他引起人類感染的分枝桿菌  |
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