志贺菌属
文 / 刘晶星 陈 洪
志贺菌属（Shigella）是人类细菌性痢疾的病原菌，通称痢疾杆菌（dysentery bacterium）。细菌性痢疾是一种常见病，主要流行于发展中国家，全世界年病例数超过2亿，其中500万例需住院治疗，年死亡病例达65万。
一、生物学性状
形态、培养及生化反应 大小为0.5～0.7?m×2～3?m革兰阴性的短小杆菌。无芽胞，无鞭毛，无荚膜，有菌毛。
营养要求不高，在普通琼脂平板上经24小时生长，形成直径达2mm大小、半透明的光滑型菌落。志贺菌属中的宋内志贺菌常出现扁平的粗糙型菌落。
分解葡萄糖，产酸不产气。除宋内志贺菌个别菌株迟缓发酵乳糖（一般需3～4天）外，均不分解乳糖。故在S.S 等选择鉴别培养基上，呈无色半透明菌落。在克氏双糖管中，斜面不发酵，底层产酸不产气，硫化氢阴性，动力阴性。可同沙门菌、大肠埃希菌等区别。
抗原构造及分类 志贺菌属细菌有O和K两种抗原。O抗原是分类的依据，分群特异抗原和型特异抗原，藉以将志贺菌属分为4群（种）40余血清型（包括亚型）。K抗原在分类上无意义，但可阻止O抗原与O抗体的结合。从生化特性看，除A群外，B、C、D群志贺菌均能发酵甘露醇；除D群外，A、B、C、群志贺菌均无鸟氨酸脱羧酶。
A群：即痢疾志贺菌（S. dysenteriae）。有10个血清型，其中8型尚可分3个亚型。是唯一不能发酵甘露醇的一群志贺菌。
B群：即福氏志贺菌（S. flexneri）。有13个血清型（包括变型和亚型），各型间有交叉反应。
C群：即鲍氏志贺菌（S. boydii）。有18个血清型。
D群：即宋内志贺菌（S. sonnei）。抗原单一，只有一个血清型。是唯一具有鸟氨酸脱羧酶的一群志贺菌。宋内志贺菌有Ⅰ相和Ⅱ相两个交叉变异相。Ⅰ相呈S型菌落，对小鼠有致病力，多自急性期感染病人标本中分离到。Ⅱ相为R型菌落，对小鼠不致病，常从慢性患者或带菌者检出。Ⅰ相抗原受控于一个140MD的大质粒，若质粒丢失，Ⅰ相抗原不能合成，菌则从有毒的Ⅰ相转变为无毒的Ⅱ相。
抵抗力 志贺菌的抵抗力比其它肠道杆菌弱，加热60℃10分钟可被杀死。对酸和一般消毒剂敏感。在粪便中，由于其他肠道菌产酸或噬菌体的作用常使本菌在数小时内死亡，故粪便标本应迅速送检。但在污染物品及瓜果、蔬菜上，志贺菌可存活10～20天。在适宜的温度下，可在水及食品中繁殖，引起水源或食物型的暴发流行。由于磺胺及抗生素的广泛运用，志贺菌的多重耐药性的问题日趋严重，即使在边远地区分离的志贺菌也常见4～8种抗药谱，极大影响临床疗效。
二、致病性与免疫性
志贺菌感染几乎只局限于肠道，一般不侵入血液。
致病物质 包括侵袭力和内毒素，有的菌株尚能产生外毒素。
1．侵袭力 志贺菌有菌毛，能粘附于回肠末端和结肠粘膜的上皮细胞（特别是M细胞），诱导细胞内吞。继而穿入上皮细胞内生长繁殖，再向两侧扩散到毗邻细胞和向深部扩散到粘膜固有层（图15-1）。在粘膜固有层内繁殖形成小的化脓灶，造成上皮细胞死亡，毛细血管血栓形成，引起炎症反应。导致坏死上皮斑块状脱落，溃疡形成，多形核白细胞侵润等。细菌侵入血流罕见。
图15-1 志贺菌侵袭肠粘膜上皮细胞过程
1：志贺菌侵入M细胞；2：诱导巨噬细胞吞噬；3～4：从巨噬细胞中逃逸；5～7：从粘膜上皮细胞基
底部侵入胞浆中并增殖；8～10：侵入邻近粘膜上皮细胞胞浆中，并生长繁殖。
志贺菌穿透上皮细胞的能力和存在于质粒上的侵袭性基因相关，其编码的侵袭性膜蛋白IpaD与粘附相关，IpaB、IpaC能与宿主细胞膜相结合，触发吞噬和溶泡。病菌在邻近细胞的扩散也由质粒基因控制，其产物可使细菌产生以肌动蛋白为基础的运动动力，完成细胞内外传播。志贺菌只有侵入肠粘膜后才能致病。否则，即使菌量再大也不引起疾病。
决定志贺菌粘附、侵袭、胞内繁殖、细胞间扩散等活性的基因均存在于一个140MD的大质粒上。这个大质粒一旦丢失，有毒株就成无毒株。
2．内毒素 志贺菌所有菌株都有强烈的内毒素。内毒素作用于肠粘膜，使其通透性增高，进一步促进对内毒素的吸收，引起发热、神志障碍，甚至中毒性休克等一系列症状。内毒素破坏肠粘膜，可形成炎症、溃疡，呈现典型的脓血粘液便。内毒素尚能作用于肠壁植物神经系统，使肠功能发生紊乱，肠蠕动失调和痉挛。尤其是直肠括约肌痉挛最明显，因而出现腹痛、里急后重等症状。
3．外毒素 A群志贺菌Ⅰ型和Ⅱ型能产生一种外毒素，称为志贺毒素（Shiga toxin，ST）。ST能引起Vero细胞病变，故亦称Vero毒素（Vero toxin，VT）。VT分VT-Ⅰ和VT-Ⅱ两种，A群志贺菌产生的ST属VT-Ⅰ型。ST具有3种生物学活性：①肠毒素活性。具有类似大肠杆菌、霍乱弧菌肠毒素的作用，此可解释疾病早期出现的水样腹泻；②细胞毒活性。对人肝细胞、HeLa细胞、绿猴Vero细胞均有毒性，以HeLa细胞最为敏感；③神经毒活性。可引起中枢神经系统症状，如假性脑脊髓膜炎，昏迷等，注射于家兔或小鼠，导致动物麻痹、死亡。
ST由位于染色体上的stxA和stxB基因编码。与EHEC产生的毒素相同，ST亦由1个A亚单位和5个B亚单位组成。B亚单位与宿主细胞糖脂（Gb3）结合，导入细胞内的A 亚单位作用于60S核糖体亚单位的28S rRNA，阻止与氨酰tRNA的结合，致使蛋白质合成中断。
此外，志贺菌侵入宿主后，机体内的IL-1、IL-6、TNF-?和INF-?等细胞因子将增多。IL-1和TNF-?可提高ST受体在内皮细胞表面的表达，因而内皮细胞成为ST攻击的主要靶细胞。ST 和内毒素有协同作用，两者在体外可加重对人血管内皮细胞的损伤。在志贺菌感染的溶血性尿毒综合征（hemolytic uremic syndrome，HUS）等并发症中，ST和内毒素持续存在的联合作用可能与之有关。
所致疾病 志贺菌引起细菌性痢疾。痢疾志贺菌感染患者病情较重，宋内志贺菌多引起轻型感染，福氏志贺菌感染易转变为慢性，病程迁延。我国常见的流行型别主要为福氏志贺菌和宋内志贺菌。
传染源是病人和带菌者，无动物宿主。急性期患者排菌量大，每克粪便可有105～108个菌体，传染性强；慢性病例排菌时间长，可长期储存病原体；恢复期病人带菌可达2～3周，有的可达数月。传播途径主要通过粪-口途径，志贺菌随饮食进入肠道。志愿者研究表明，人类对志贺菌较易感，10～150个志贺菌即可引起典型的菌痢感染。常见的感染剂量为103个细菌，比沙门菌和霍乱弧菌的感染剂量低2～5个数量级。
志贺菌感染有急性和慢性两种类型。
急性细菌性痢疾经过1～3天的潜伏期后，突然发病。常有发热、腹痛和水样腹泻，约一天左右，腹泻次数增多（10多次至数十次），并由水样腹泻转变为脓血粘液便，伴有里急后重、下腹部疼痛等症状。50%以上的病例在2～5天内，发热和腹泻可自发消退。若及时治疗，预后良好。但在体弱儿童和老人，水分和电解质的丧失，可导致失水、酸中毒，在不少病例中还可引起HUS，甚至死亡。痢疾志贺菌引起的菌痢特别严重，死亡率可高达20%。急性中毒性菌痢多见于小儿，各型志贺菌都有可能引起。常无明显的消化道症状而表现为全身中毒症状。内毒素可致微血管痉挛、缺血和缺氧，导致DIC、多器官功能衰竭、脑水肿。临床主要以高热、休克、中毒性脑病为表现。可迅速发生循环及呼吸衰竭。若抢救不及时，往往造成死亡。
如急性细菌性痢治疗不彻底，造成反复发作，迁延不愈，病程在两个月以上者则属慢性。有10%～20%的病人可转为慢性。其症状不典型者，易被误诊，而影响治疗。
免疫性 志贺菌感染恢复后，大多数人在血液中可产生循环抗体，但此种抗体无保护作用。其抗感染免疫主要是消化道粘膜表面的分泌型IgA（sIgA）。病后免疫期短，也不巩固，除因细菌感染只停留在肠壁局部外，其型别多也是原因之一。
三、微生物学检查法
标本 取材应挑取粪便的脓血或粘液部分，避免与尿混合。应在使用抗生素之前采样，标本应新鲜，若不能及时送检，宜将标本保存于30%甘油缓冲盐水或专门运送培养基内。中毒性痢疾患者可取肛拭。
分离培养与鉴定 标本接种于肠道鉴别或选择培养基上，37℃孵育18～24小时。挑取无色半透明可疑菌落，作生化反应和血清学试验，以确定其菌群（种）和菌型。
毒力试验 测定志贺菌的侵袭力可用Sereny试验。系将受试菌18～24小时的固体培养物，以生理盐水制成9亿/ml菌悬液，接种于豚鼠眼结膜囊内。若发生角膜结膜炎，则Sereny试验阳性，表明受试菌有侵袭力。志贺菌ST的测定，可用HeLa细胞或Vero细胞，也可用PCR技术直接检测其产毒基因stxA、stxB。
快速诊断法
1．免疫染色法 将粪便标本与志贺菌抗血清混匀，在光镜下观察有无凝集现象。
2．免疫荧光菌球法 将标本接种于含有荧光素标记的志贺菌免疫血清液体培养基中，37℃孵育4～8小时。若标本中含有相应型别的志贺菌存在，则生长繁殖后与荧光抗体凝集成小球，在荧光显微镜下易被检出。
3．协同凝集试验 是以志贺菌IgG抗体与Cowan Ⅰ葡萄球菌结合成为试剂，用来检测病人粪便中有无志贺菌可溶性抗原。
4．胶乳凝集试验 用志贺菌抗血清致敏胶乳，使与粪便中的志贺菌抗原起凝集反应。也可用志贺菌抗原致敏胶乳，来诊断粪便中有无志贺菌抗体。
5．分子生物学方法 PCR技术、基因探针检测140MD的大质粒等。
四、防治原则
由于人类是志贺菌主要的宿主，因此，非特异性预防应努力防止个体间的感染和传播，其措施包括：水、食物和牛奶的卫生学监测，垃圾处理和灭蝇；隔离病人和消毒排泄物；检测发现亚临床病例和带菌者，特别是饮食从业人员、抗生素治疗感染者。
治疗志贺菌感染的药物颇多，但此菌很易出现多重耐药菌株。同一菌株可对5～6种甚至更多药物耐药，给防治工作带来很大困难。
疫苗研制 鉴于志贺菌的免疫防御机制主要是分泌至肠粘膜表面的sIgA，而sIgA需由活菌作用于粘膜局部才能诱发，因此，接种死疫苗防御志贺菌感染的试验已经放弃，现致力于活疫苗的研究。主要分为3类，即减毒突变株，用不同载体菌构建的杂交株以及营养缺陷减毒株。例如链霉素依赖株（streptomycin dependent strain，Sd）活疫苗是一种减毒突变株，环境中存在有链霉素时才能生长繁殖。将其制成活疫苗给志愿者口服后因正常人体内不存在链霉素，该Sd株不能生长繁殖；但也不立即死亡，尚可有一定程度的侵袭志愿者肠粘膜而激发局部免疫应答，产生sIgA。同时，血清中的IgM、IgG特异抗体也增多。Sd活疫苗的免疫保护具有特异性。目前已能产生多价志贺菌Sd活疫苗。又多种杂交株活疫苗也在研究之中。如将志贺菌的大质粒导入另一弱毒或无毒菌中，形成二价减毒活疫苗。曾被选为研究对象的有宋内志贺菌与伤寒杆菌Ty2la的杂交疫苗等。