奈瑟菌属
文 / 李俊茜
奈瑟菌属(Neisseria)是一群革兰染色阴性,常成双排列的球菌。此菌属包括脑膜炎奈瑟菌(N. meningitidis)、淋病奈瑟菌(N. gonorrhoeae)、干燥奈瑟菌(N. sicca)、微黄奈瑟菌(N. subflava)、浅黄奈瑟菌(N. flavescens)、粘液奈瑟菌(N. mucosa)等。其中脑膜炎奈瑟菌及淋病奈瑟菌是引起人类疾病的病原菌。典型的标本涂片,镜下在中性粒细胞内可见到成双排列的脑膜炎奈瑟菌或淋球菌。其他奈瑟菌多为人体呼吸道中寄生的正常菌群。镜下观察时多存在于细胞外。奈瑟菌属细菌常可发酵多种糖类,产酸不产气。糖发酵试验可用于鉴别此属细菌。
脑膜炎奈瑟菌与淋病奈瑟菌遗传性上十分接近,DNA序列存在70%的同源性。主要不同点表现为:①脑膜炎球菌有多糖成分的荚膜,淋球菌分离初期有荚膜;②脑膜炎球菌菌体内很少有质粒,淋球菌可携带几种质粒;③脑膜炎球菌存在于呼吸道,引起脑膜炎,淋球菌引起泌尿生殖系统疾病。
第一节 淋病奈瑟菌
淋病奈瑟菌简称淋球菌(gonococcus),是我国目前发病人数最多的性传播疾病—淋病的病原体。淋病奈瑟菌主要侵犯人类泌尿生殖道的粘膜上皮细胞,侵入粘膜下层,引起化脓性炎症。
一、生物学性状
形态与染色 淋球菌形态与脑膜炎球菌相似。革兰染色阴性,圆形或卵圆形,直径约为0.8μm。常呈双排列,菌体相接触面略凹陷,形似一对咖啡豆。急性淋病患者标本涂片镜下观察时,淋球菌多存在于中性粒细胞内(图13-1),慢性淋病时则多在细胞外。淋球菌无鞭毛,但有菌毛,不形成芽胞,分离初期有荚膜。

图13-1 淋病奈瑟菌形态
尿道分泌物中的淋球菌,革兰染色,X1500。
培养特性 需氧,营养要求高。常用的培养基为巧克力色血液琼脂平板。最适培养温度为35℃~36℃。最适pH为7.5。初次分离培养时,需提供5%~10%的CO2气体。培养48小时后,淋球菌形成圆形、隆起、表面有光泽、无色透明或半透明、直径约1mm~5mm的光滑型菌落。
生化反应 除葡萄糖外,淋球菌不分解其它糖类。分解葡萄糖只产酸,不产气。产生氧化酶和过氧化氢酶。
抗原构造 淋球菌抗原构造复杂,主要菌体表面抗原有:
1.菌毛(pili) 菌毛蛋白分子量为17?103~21?103。蛋白氨基端富含疏水性氨基酸,序列保守。近中端的氨基酸序列同样较保守,免疫原性不强。此段序列与淋球菌吸附易感细胞有关。近羧基端氨基酸序列具有高度的可变性。这种可变性使同一株细菌的菌毛蛋白表现出不同的抗原性。
2.脂多糖抗原(lipopolysaccharide antigen) 淋球菌脂多糖抗原可发生变异,不同菌株的脂多糖抗原性也不同,因此淋球菌感染后机体产生的抗脂多糖抗体对再感染无有意义的保护作用。
3.外膜蛋白(outer membrane protein) 具有特征性的外膜蛋白有两种:
(1)PⅠ:占淋球菌外膜总重量的60%以上,称为主要外膜蛋白。PⅠ为分子量34?103~37?103的三聚体,在菌体表面形成孔隙,有利于营养物质进入菌体细胞内。利用PI单克隆抗体凝集试验,将淋球菌分为18个血清型。感染淋球菌后机体可产生抗PI抗体,可防止同型淋球菌的再次感染。
(2)PⅡ:存在于形成半透明菌落的淋球菌菌体表面,与淋球菌吸附易感细胞有关。
抵抗力与耐药性 淋球菌对外界抵抗力弱,不耐干燥和寒冷。55℃5分钟内即被杀死。对一般消毒剂敏感,1:4000硝酸银经2分钟即死亡。对青霉素、磺胺药物、金霉素均敏感,但易产生耐药性。淋球菌菌体内可同时包含几个质粒。其中有的质粒DNA编码β-内酰胺酶。携带此酶的淋球菌对青霉素类抗生素产生耐药性。5%~10%的淋球菌体内可携带编码接合的质粒。耐药性质粒可通过接合的方式在不同菌株间传递。
二、致病性与免疫性
致病物质
1.菌毛 增强细菌与易感细胞的粘附作用。实验证明只有有菌毛的淋球菌有毒力。
2.脂多糖 淋球菌脂多糖分子结构与人类细胞表面糖鞘脂分子结构相似,这种相似性使淋球菌可逃避机体免疫系统的识别。
3.IgA1蛋白酶(IgA1 protease) 淋球菌可产生IgA1蛋白酶,此酶可裂解并灭活粘膜表面存在的特异性IgA1抗体,使细菌粘附于粘膜上皮细胞表面。
所致疾病 人类是淋球菌唯一的天然宿主。成人淋病绝大多数是通过性接触感染,故淋病是重要的性传播疾病(sexually transmitted disease,STD)之一。淋球菌侵入泌尿生殖道粘膜,产生急性化脓性炎症,进而细菌侵犯组织,形成慢性炎症及组织纤维化。男性感染一般为尿道炎。患者表现为尿道脓性分泌物,排尿时疼痛感。感染还可发展成附睾炎。部分患者病灶纤维化,导致尿道狭窄。女性感染淋球菌初始部位为子宫颈内膜,继之可侵犯尿道和阴道。如不能得到控制,感染可继续扩展到输卵管,导致输卵管纤维化、阻塞。患淋球菌性输卵管炎的女性患者中,有20%的病例可导致不育。
感染淋球菌的孕妇在分娩时,胎儿通过产妇产道可被感染,引起新生儿淋球菌性结膜炎,有大量脓性分泌物排出,称为“脓漏眼”。
免疫性 人类对淋球菌普遍易感。感染后机体可产生特异性IgM、IgG和分泌型IgA抗体。但由于淋球菌抗原易变异,反复感染的现象普遍。
三、微生物学检查法
标本 采取泌尿生殖道、眼结膜脓性分泌物。
直接涂片镜检 标本制成涂片后,革兰染色镜检。如观察到中性粒细胞内大量成双排列的革兰阴性球菌时,具有诊断意义。
分离培养与鉴定 淋球菌抵抗力弱,标本采集后应注意保湿保温,并尽快检测。将标本划线接种于巧克力色血液琼脂平板上。在5%~10%CO2环境中孵育24~48小时,挑选可疑菌落涂片染色镜检,同时做生化反应等实验鉴定。
细菌抗原的检测 根据抗原与抗体特异性结合的原理,应用多克隆或单克隆抗体直接检测临床标本中淋球菌抗原。此类方法快速、简便。常用的有免疫酶试验和直接荧光抗体染色法。
核酸检测 检测淋球菌特异的核酸序列。PCR敏感性和特异性均较强,但要求有一定技术的工作人员及一定条件的实验室,以避免出现假阳性结果。
四、防治原则
淋病是一种性传播性疾病。预防淋病应取缔娼妓、防止不正当的两性关系。
防止新生儿感染淋球菌,原始的方法是采用1%硝酸银滴入两眼。硝酸银对眼结膜有刺激作用,储存较困难。因此,目前常用红霉素或四环素眼药膏等替代硝酸银。
对患者应早期用药,彻底治疗。1976年发现产生青霉素酶的淋球菌菌株,现在淋病奈瑟菌普遍耐青霉素族抗生素,治疗时应加大青霉素的用量及采用新型青霉素族抗生素。
第二节 脑膜炎奈瑟菌
脑膜炎奈瑟菌(N. meningitidis)简称为脑膜炎球菌(meningococcus),是流行性脑脊髓膜炎(简称流脑)的病原菌。
一、生物学性状
形态与染色 脑膜炎球菌为革兰染色阴性,常呈双排列,直径约为0.8μm的双球菌。单个菌体呈肾形。成双排列时,两个凹面相对。无鞭毛,不形成芽胞。有菌毛,新分离菌株有荚膜。
培养特性 专性需氧。营养要求高。最常用的培养基是巧克力色培养基。即将血液加热80℃后制成的血琼脂培养基。初次分离培养时,还需提供5%~10%的CO2气体。一般培养48小时后,脑膜炎球菌在培养基上形成圆形隆起、表面有光泽、透明或半透明、直径约1mm~5mm的露滴样粘液型菌落。无色素形成。血平皿上无溶血现象。
生化反应 分解糖类产酸不产气。氧化酶试验阳性。脑膜炎球菌可产生自溶酶,人工培养时若不及时移种,数日后菌体自溶。
抗原构造及分类
1.荚膜多糖抗原(capsular polysaccharides antigen) 具有群特异性。根据此抗原性不同,可将脑膜炎球菌分为至少13个血清群。与人类疾病关系密切的主要是A、B、C、Y及W-135群。A群及C群是引起脑膜炎流行的主要血清群。
2.外膜蛋白(outer membrane protein) 具有型特异性。根据外膜蛋白不同将脑膜炎球菌分为20个血清型。2型和15型与流行性脑脊髓膜炎有关。外膜蛋白的功能是在细菌细胞壁上形成孔隙,有利于营养物质进入细胞内。
3.脂多糖抗原(lipopolysaccharide antigen, LPS) 此抗原与大肠杆菌有共同抗原存在。脂多糖是脑膜炎球菌的主要致病物质。
抵抗力 脑膜炎球菌对外界环境的抵抗力弱。干燥、阳光、湿热及一般消毒剂很快将细菌杀死。本菌可产生自溶酶。体外25℃,碱性环境中很快导致菌体肿胀、裂解死亡。
二、致病性
致病物质
1.荚膜 淋球菌荚膜可抵抗宿主体内吞噬细胞的吞噬作用,增强细菌对机体的侵袭力。
2.菌毛 介导细菌粘附在宿主易感细胞表面,有利于细菌在宿主体内定居、繁殖。
3.内毒素 是脑膜炎球菌的主要致病物质。内毒素作用于小血管或毛细血管,引起血栓、出血,表现为皮肤出血性瘀斑;作用于肾上腺,导致肾上腺出血。大量内毒素可引起弥漫性血管内凝血(disseminated intravascular coagulation,DIC),导致休克,预后不良。
所致疾病 人类是脑膜炎球菌唯一的易感宿主。细菌由鼻咽部侵入机体,依靠菌毛的作用粘附于鼻咽部粘膜上皮细胞表面。多数人感染后表现为带菌状态或隐性感染,细菌仅在体内短暂停留后被机体清除。只有少数人发展成脑膜炎。我国引起脑膜炎的主要是A群菌,B群常为带菌状态。
脑膜炎球菌感染的发病过程可分为3个阶段:①病原菌首先由鼻咽部侵入,依靠菌毛吸附在鼻咽部粘膜上皮细胞表面,引起局部感染;②随后细菌侵入血流,引起菌血症,伴随恶寒、发热、呕吐、皮肤出血性瘀斑等症状;③侵入血流的细菌大量繁殖,由血液及淋巴液到达脑脊髓膜,引起脑脊髓膜化脓性炎症。患者出现高热、头痛、喷射性呕吐、颈项强直等脑膜刺激症状。严重者可导致DIC,循环系统功能衰竭,于发病后数小时内进入昏迷。病理改变表现为脑膜急性化脓性炎症伴随血管栓塞,白细胞渗出。
免疫性 机体对脑膜炎球菌感染的免疫力主要依赖于体液免疫。显性感染、隐性感染或疫苗接种2周后,血清中群特异性IgG、IgM和IgA抗体水平明显升高。分泌型IgA抗体可阻止脑膜炎球菌侵袭呼吸道粘膜上皮细胞;血清IgG及IgM抗体在补体的参与下有杀死病原菌的作用;血清抗体在补体的参与下可增强吞噬细胞对病原菌的吞噬与杀灭。6个月内的婴儿可通过母体获得IgG抗体,产生自然被动免疫,故很少发生感染。6个月后,来自母体的抗体水平逐渐下降,婴儿对疾病的易感性逐渐增强,故6月~2岁年龄组婴儿免疫力最低,是脑膜炎球菌的易感人群。
三、微生物学检查法
标本 取患者脑脊液或刺破皮肤出血瘀斑取渗出物作涂片或培养。血液标本作培养。带菌者检测可取鼻咽拭子。
直接涂片镜检 脑脊液离心沉淀后,取沉淀物涂片,革兰染色后镜检。或消毒患者皮肤出血瘀斑处皮肤,用无菌针头挑破瘀斑取渗出物制成涂片,革兰染色后镜检。如镜下见到中性粒细胞内、外有革兰染色阴性双球菌时,即可作出初步诊断。
分离培养与鉴定 血液与脑脊液标本在血清肉汤培养基中增菌后,接种到巧克力色血琼脂平板上,置于含5%~10%CO2的环境中孵育。挑取可疑菌落涂片镜检,并作生化反应(表13-1)及型特异性多价血清的凝集试验鉴定。
快速诊断法 依据是脑膜炎患者脑脊液及血清中存在脑膜炎球菌可溶性抗原。因此可采用已知的抗体检测有无相应的抗原。
1.对流免疫电泳 此法较常规培养法敏感,特异性高。一般1小时内即可得到结果。
2.SPA协同凝集试验 将待检的患者脑脊液或血清与已知脑膜炎球菌IgG类抗体标记的产生SPA的金黄色葡萄球菌混合。若标本中存在脑膜炎球菌的可溶性抗原,则使抗体标记的金黄色葡萄球菌聚集在一起,形成肉眼可见的凝集现象。
四、防治原则
预防脑膜炎球菌感染的关键是要尽快消除传染源、切断传播途径及提高人群免疫力。
我国1980年正式使用A群多糖菌苗,临床观察表明对学龄儿童和成人保护率可达90%。但此种疫苗对2岁以下婴幼儿免疫原性差,其一是因为脑膜炎荚膜多糖抗原属于T细胞非依赖抗原,免疫效果与接种者年龄有明显的依赖关系;其二,多糖菌苗诱导机体产生的IgG抗体主要为IgG2亚类,出现较迟,一般到8~12岁才能上升至成人水平。因此,婴幼儿接种多糖菌苗后往往以产生短暂的IgM抗体为主。国外采用A群和C群多糖与白喉毒素蛋白偶联的偶联菌苗接种8~10周龄的婴儿,证明这种偶联菌苗具有良好的免疫原性及安全性。
流脑的治疗首选药物为青霉素G,剂量要大。对青霉素过敏者,可用氯霉素或红霉素。