第 8 讲 : 分枝杆菌属第 13 章, p.141~149 结核分枝杆菌 结核病 麻风及非结核分枝杆菌
1. 结核分枝杆菌 (Mycobacterium tuberculosis) 四型别 : 人, 牛, 非洲, 田鼠型 ; 四特点 : 馋 懒 顽 变 Mycobacterium tuberculosis Mycobacterium bovis - BCG Mycobacterium africanum Mycobacterium microti Mycobacterium canettii Mycobacterium pinnipedii Mycobacterium mungi
发现与形态 结核病的病原菌的发现 : 德国细菌学家 :Robert Koch-1882 细长略弯曲, 呈单个或分枝状排列, 无荚膜 无鞭毛 无芽胞 陈旧的病灶和培养物中, 形态不典型, 呈颗粒状 串珠状 短棒状 长丝形等 抗酸染色
结核分枝杆菌细胞壁结构 外层 : 脂质与多肽 脂质阿拉伯甘露聚糖 分枝菌酸 阿拉伯半乳糖 肽聚糖 甘露磷酸肌醇
致病物质 1. 无内毒素, 外毒素和侵袭性酶类 2. 蛋白质 : 结核菌素与腊质 D 结合 -IV 型超敏反应 3. 荚膜 : 黏附 抗吞噬 保护细菌 4. 多糖 : 中性粒细胞增多, 局部病灶细胞浸润 5. 核酸 : 刺激机体产生特异性细胞免疫 6. 菌体胞壁中的大量脂质, 占菌体干重 20~40%, 占胞壁干重 60%, 脂质含量含量愈高毒力愈强 : 1. 索状因子 ( 脂肪酸 ): 6,6 双分枝菌酸海藻糖破坏线粒体 抑制中性粒细胞游走和吞噬, 引起慢性肉芽肿 2. 磷脂 : 刺激单核细胞增生, 抑制蛋白酶分解, 病灶组织溶解不完全, 形成结核结节 干酪样坏死 3. 硫酸脑苷酯 : 使结菌在吞噬细胞中长期存活 4. 腊质 D: 与分枝菌酸的复合物引起超敏反应 佐剂
生长特点 懒 - 生长缓慢 : 繁殖一代需 18~24 小时,3~4 周出现肉眼可见的菌落 馋 - 营养要求高 : 罗氏培养基 ( 蛋黄 甘油 马铃薯 无机盐 孔雀绿等 )
顽
变 1: 耐药性 多重耐药结核 (Multidrug-resistant TB,MDR-TB): 指 M. tuberculosis 同时对异烟肼及利福平有耐药的菌株 超级耐药结核 (Extensive or extreme drug-resistant TB, XDR-TB): 2006 年 3 月, 美国 CDC 和 WHO 首次用在于描述 M. tuberculosis 不但抗异烟肼及利福平, 而且也抗 6 个二线药物 (aminoglycosides, polypeptides, fluoroquinolones, thioamides, cycloserine and para-aminosalycilic acid) 中的三个 2006 年 10 月,WHO 正式定义为 : 除拮抗异烟肼及利福平外, 还拮抗 fluoroquinolone 及三个注射用 capreomycin, kanamycin 和 amikacin 的一个
变 2: 毒力 -BCG M.bovis-low toxicity Calmette & Guérin 13 年,230 次传代 (1906-1921) BCG 的免疫佐剂作用 : Freud s complete adjuvant
免疫与变态反应 抗结核免疫属于感染性免疫, 或称有菌免疫 抗结核免疫主要是细胞免疫 感染 特异免疫与变态反应同时存在
结核菌素试验 : 原理与方法 将一定量结核菌素注入前臂皮内,48-72h 后如受试者曾感染结核杆菌, 则在注射部位出现迟发型超敏反应炎症, 判为阳性, 未感染者则为阴性 旧结核菌素 (old tuberculin, OT): 含结核分枝杆菌的甘油肉汤培养物加热过滤液, 主要成分是结核蛋白, 也含细菌的其他代谢产物和培养基成分 纯蛋白衍生物 (purified protein derivative, PPD): 三氯醋酸沉淀的纯化物
结核菌素试验 - 结果与应用 阳性 : 硬结 红肿直径 0.5-1.5cm 之间, 表示有结核免疫力, 不表示正患结核病 强阳性 : 硬结直径超过 1.5cm 以上, 表明可能有活动性结核, 应进一步检查 阴性 : 注射部位有针眼大的红点或稍有红肿, 硬结直径小于 0.5cm 无结核免疫力, 应考虑 : 原发感染早期 粟粒样结核 极度营养不良 恶性肿瘤后期 免疫状态受抑制 : 使用免疫抑制药或激素治疗 ; 同时感染其它传染病原导致的免疫状态受抑制 实际应用 : 1. 选择 BCG 接种对象和测定 BCG 接种后的免疫效果 ; 2. 结核杆菌感染的流行病学调查 ; 3. 作为婴幼儿 ( 尚未接种 BCG) 结核病的辅助诊断 ; 4. 测定肿瘤患者的细胞免疫功能
微生物学检测 标本采取 : 肺结核可采取痰液 肾或膀胱结核以无菌导尿或取中段尿液 肠结核采取粪便标本 ; 结核性脑膜炎进行腰穿采取脑脊液 ; 脓胸 腹膜炎等可穿刺取脓汁 检测方法 : 涂片染色镜检 培养 动物试验 基因诊断 : 免疫学检测 ( 结核菌素试验 血清学试验 ) 抗酸染色 荧光金胺染色
抗酸染色 1. 初染 : 石碳酸复红 - 加温 2. 脱色 : 盐酸乙醇 3. 复染 : 美蓝
新 TB 免疫检测方法 :ELISpot
2. 结核病
结核病的三个时期 1882 年郭霍发现结核杆菌前 对结核病没有一个科学的认识, 结核病流行十分猖獗, 结核病死亡率高, 称为 白色瘟疫 新石器时代人类的骨化石和埃及 4500 年前的木乃伊上, 发现了脊柱结核 黄帝内经 - 素问 ( 公元前 403- - 前 211 年 ) 上有类似肺结核病症状的记载 ; 希波克拉底 ( 公元前 460- - 前 377 年 ) 也曾对结核病做过描述 1882 年 -1945 年, 明确了传染源和传播途径, 在肺结核的诊断 早期发现 预防 治疗 消毒 隔离及卫生宣教等方面有了新的进展 ; 从 1945 年开始, 已进入现代化学疗法的阶段, 随着各种化学药物的问世, 化学疗法逐渐普及, 结核病控制措施不断完善, 结核病的流行状况发生了显著的变化, 结核病的流行呈加速下降趋势
严峻形势 结核病还是一种人畜共患传染病 结核病不仅是一个公共卫生问题, 也是一个社会经济问题 结核病还是因病致贫 因病返贫的主要疾病 (WHO) 于 1993 年宣布 全球结核病紧急状态, 确定每年 3 月 24 日为 世界防治结核病日 每秒钟世界上就有一人新感染结核杆菌 世界三分之一人口目前已感染结核杆菌 感染结核杆菌的人有 5-10% 在一生期间的某一时间患病或具有传染性 每位活动型结核病人每年将感染 10-15 人 多重耐药病例不断出现 结核是艾滋病毒阳性者死亡的一个首要原因
全球结核控制报告 -WHO2009 2007 年, 据估计全球共有 927 万起结核发病病例, 流行病例约为 1370 万例 ( 每 10 万人 206 例 ) 2007 年多数估计病例发生在亚洲 (55%) 和非洲 (31%), 小部分病例发生在东地中海区域 (6%) 欧洲区域 (5%) 和美洲区域 (3%) 排名前五位的国家是 : 印度 (200 万 ) 中国 (130 万 ) 印度尼西亚 (53 万 ) 尼日利亚 (46 万 ) 和南非 (46 万 ) 2007 年, 在艾滋病毒阴性的结核发病病例中, 约有 130 万人死亡 ( 每 10 万人 20 例 ) 在艾滋病毒阳性的结核发病病例中, 有 45.6 万人死亡 ; 2007 年 45.6 万起艾滋病毒阳性结核发病死亡病例占艾滋病毒阳性结核病例数的 33%, 占艾滋病毒估计死亡数 (200 万 ) 的 23% 2007 年, 耐多药结核病例估计数为 50 万例 在这些病例中,27 个国家 ( 其中 15 个是欧洲区域国家 ) 占 85% 耐多药结核病例总数排名第一至第五位的国家是 : 印度 (13.1 万 ) 中国 (11.2 万 ) 俄罗斯联邦 (4.3 万 ) 南非 (1.6 万 ) 和孟加拉国 (1.5 万 )
每 10 万人群病例数
我国现状 2010 年中国发病数和死亡数均居甲 乙类传染病的第二位 我国是世界上 22 个结核病高负担国家之一, 结核病患者数量居世界第二位,80% 的病人在农村,75% 的病人为中青年 中国的疫情特点为五多一高 : 结核菌感染人数多 全国已有 4 亿人感染了结核菌, 其中 10% 的人将发生结核病 现患肺结核病人多 全国有 500 万肺结核病人, 占全球病人总数的 25%, 其中传染性肺结核病人 200 万 结核病死亡人数多 因结核病每年死亡人数约有 15 万, 结核病已成为青年人死亡的头号杀手 耐药结核病人多 我国的结核病耐药情况十分突出, 耐药率高达 46%, 被世界卫生组织列入特别引起警示的国家和地区之一 农村结核病人多 结核病是一个贫困病, 越贫困病人越多, 结核病人 80% 在农村 传染性肺结核病疫情居高不下 10 年来, 传染性肺结核患病率无明显改变
结核杆菌感染特点 结核病是由结核分枝杆菌侵入机体, 引起的慢性传染病 结核病起病较隐匿, 病情进展缓慢, 病程比较长, 是一种慢性消耗性疾病 患病器官的功能因存在结核病变而严重破坏 因而对人类的健康和生命危害极大 结核 : 地质学名词, 与周围沉积物成分不同的矿物质团块称结核 如大洋底部的锰结核 尤指沉积岩中的包裹结核 结核病的 结核 : 典型的结核结节, 由淋巴细胞 上皮样细胞 朗汉斯巨细胞及成纤维细胞组成 结核结节中间可出现干酪样坏死 呼吸道 肺结核 结核杆菌 消化道 破损皮肤粘膜 肠结核 皮肤结核病 肺外感染
结核的传染性 传染源 开放性肺结核病人 痰涂片抗酸杆菌阳性的肺结核病人 传播途径 : 易感人群 婴幼儿 老年人 HIV 感染者 免疫抑制剂使用者 慢性疾病患者 山区及农村居民移居城市易感 影响传染性的因素 : 与排出菌量多少 ; 空间微滴密度 ; 通风 接触的密切程度和时间长短 ; 个体免疫力有关 自然抵抗力 : 与遗传因素 生活贫困 居住拥挤 营养不良有关 获得性特异性抵抗力 : 来自自然或人工感染
肺结核 呼吸系统症状 : 咳嗽 咳痰 咯血 :1/3 1/2 患者 胸痛 : 胸膜性疼痛 呼吸困难 : 干酪性肺炎和胸腔积液 全身症状 : 午后潮热 倦怠乏力 盗汗 ; 食欲减退 体重减轻 育龄女性月经不调 成年人 - 大多为复发或再次感染, 此时机体已建立了抗结核分枝杆菌的免疫和超敏反应性, 病症常为慢性局限性结核, 不引起全身粟粒性结核和结核性脑膜炎, 但局部病症较重, 形成结核结节, 发生纤维化或干酪样坏死 诱发因素 : 原发病灶中潜伏的结核杆菌 ; 外界的结核杆菌再次侵入 儿童 - 大多为初次感染, 机体尚未建立免疫和超敏反应, 可发生急性全身粟粒性结核和结核性脑膜炎 粟粒性肺结核
原发性肺结核 感染的巨噬细胞 巨噬细胞侵润, 形成早期结核 巨噬细胞活化, 淋巴细胞侵润 成熟结核 : 外膜与空洞形成 支气管壁破坏 形成开放性结核
继发性肺结核 干酪样肺结核 慢性纤维空洞性肺结核
Koch 现象与免疫状态
肺外结核感染 结核分枝杆菌可经血液 淋巴液扩散侵入肺外组织器官, 引起相应的脏器结核, 如脑 肾 骨 关节 生殖器官等结核如脑 肾 骨 关节 生殖器官等结核 艾滋病等免疫力极度低下者, 严重时可造成全身播散性结核 痰菌被咽入消化道可引起肠结核肠结核 结核性腹膜炎结核性腹膜炎等 通过破损皮肤感染结核分枝杆菌可导致皮肤结核皮肤结核 慢性肾结核脊椎结核皮肤结核
脑结核 脑 X 线断层造影示结核 结核性脑膜炎
结核预防 : 卡介苗 (BCG) 1921 first injection 1928 allies 1945 worldwide 接种对象 : 新生儿 ; 结核菌素试验阴性人群
常用药物 : 抗结核药物治疗 异烟肼 (isoniazid,inh,h) 利福平 (rifampicin,rfp,r) 吡嗪酰胺 (pyrazinamide,pza,z) 乙胺丁醇 (ethambutol,emb,e) 链霉素 (streptomycin,sm,s) 用药原则早期 : 及时 早期给予药物的治疗 联合 : 几种抗结核药物的联合用药 规律 : 结核病的治疗要坚持规律用药, 不能随意更改化疗方案或间断服药甚至中断治疗 ( DOTS) 适量 : 对每一个抗结核药物的剂量选择适当 全程 : 就应按照化疗方案连续不间断的治疗直至完成所规定的疗程 DOTS( 短程督导化疗 ): 疗程一般是 6 至 9 个月, 大多数肺结核病人不必住院 病人在治疗的过程中, 要由医务人员看着服用每剂抗结核药物 如果病人没有按时服药, 医护人员应该及时追访病人, 争取在 24 小时内让病人补服 ; 病人每次服药后还要及时填写肺结核病人治疗记录卡 ; 出现药物不良反应时, 及时找医生处理 这样可以保证在不住院条件下患者得到规律治疗, 提高治愈率, 防止耐药性的产生, 减少复发
抗结核药物治疗的策略 Y Zhang (2007) Advances in the Treatment of Tuberculosis. Clinical Pharmacology & Therapeutics 82, 595 600 阳 : 快速生长的细菌群 ; 对 INH, SM, and EMB 敏感 也对 RIF, MOXI/GATI, or J compound 敏感 少量形成耐药为维持菌株 (Persisters) 1. 维持菌株部分被 RIF, MOXI/GATI, JC 杀灭 2. 维持菌株部分被 PZA( 酸性条件 ) 杀灭 3. 少量对 RIF 和耐受 PZA 阴 : 缓慢或不生长细菌群 只对 RIF, MOXI/GATI, or J compound 敏感 少量形成耐药为复燃菌株 (Reverters) 复燃菌株快速生长, 对 INH, SM, and EMB 敏感用药策略 : INH, RIF, SM,PZA 二个月 INH, RIF 二个月
3. 麻风与其他分枝杆菌
麻风病 慢性传染病, 世界各地均有流行 侵犯皮肤 黏膜和外周神经组织, 晚期可侵入深部组织和脏器, 形成肉芽肿 从 1985 年以来, 麻风病在全球的流行已降低 90% 1985 年全球有 122 个国家呈地方流行, 到 2003 年已减少至 10 个, 集中在非 亚和拉丁美洲, 高发国家为印度 尼泊尔和巴西
麻风分枝杆菌 (M.leprae) 形态上酷似结核分枝杆菌, 呈束状排列 典型的胞内寄生菌, 某些类型患者的渗出物标本中可见泡沫细胞或麻风细胞, 这是与结核分枝杆菌感染的一个主要区别 麻风分枝杆菌是至今不能人工培养的细菌 动物模型 : 小白鼠 犰狳 (Dasypodidae,Armadillo, Qiuyu)
麻风的传染性与致病性 传播途径 : 呼吸道传播 破损的皮肤 粘膜潜伏期 : 长, 数年 - 数十年 临床病理表现 : 分为瘤型麻风和结核样型麻风 瘤型麻风 : 免疫力低 ; 含菌量大 ; 预后差 ; 易传染 结核型麻风 : 免疫力稍强 ; 含菌量少 ; 预后好 ; 不易传染
麻风微生物学检查与防治 1. 涂片染色镜检 患者鼻黏膜或皮肤病变处取刮取物做涂片, 抗酸染色法检查有无排列成束的抗酸杆菌存在 而结核样型患者标本中病理活检也是较好的诊断方法 2. 麻风菌素试验 应用原理和结核菌素试验相同 麻风菌素常由麻风结节病变组织制备 此试验在诊断上意义不大 3. 预防 : 主要依靠早期发现 早期隔离及早期治疗患者, 特别对密切接触者要做定期检查 目前尚无特异性的疫苗 4. 治疗 : 麻风药物主要是砜类, 如氨苯砜 苯丙砜 醋氨苯砜等 利福平也有较强的抗麻风分枝杆菌作用 为防止耐药性产生应采用多种药联合治疗 39
非结核分枝杆菌的特征 人型结核分枝杆菌 牛型结核分枝杆菌与麻风分枝杆菌以外的 多存在于自然界, 是条件致病菌, 可与结核杆菌发生混合感染, 引起结核样病变 ;HIV 携带者或 AIDS 病人易并发感染 菌落色素和生长速度分为 4 组 : 1. 第 Ⅰ 组 - 光产色菌 : 海分枝杆菌 2. 第 Ⅱ 组 - 暗产色菌 : 瘰疬分枝杆菌 3. 第 Ⅲ 组 - 不产色菌 : 鸟胞内分枝杆菌 4. 第 Ⅳ 组 - 快速生长菌 : 偶发分枝杆菌 龟分枝杆菌 溃疡分枝杆菌 光产色菌 M. chelonae abscessus M. scrofulaceum M. ulcerans
非结核分枝杆菌的致病性小结 菌种 豚鼠 家兔 鸡 人 鸟分枝杆菌 - + + 结核病 ( 稀少 ) 堪萨斯分枝杆菌 - - - 类似结核病 海水分枝杆菌 - - - 游泳池肉芽肿 戈登分枝杆菌 - - - 无致病性 胞内分枝杆菌 + - ± 成人类似结核病 溃疡分枝杆菌 - + - 皮肤广泛坏死 胃分枝杆菌 - - - 类似结核病 偶发分枝杆菌 - - - 类似结核病 耻垢分枝杆菌 - - - 无致病性
复习参考 重点 : 结核分枝杆菌的结构和生长, 致病特点 ; 结核分枝杆菌感染的防治要点 作业 : 分析结核分枝杆菌耐药性形成的机制
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