第十三章 白喉杆菌

第十三章棒状杆菌属

棒状杆菌属是放线菌（分枝杆菌属、诺卡氏菌属、棒状杆菌属）中细胞壁含短链分枝菌酸（碳原子数不同）的菌属，G+，菌体一端或两端膨大呈棒状的杆菌，无荚膜、无鞭毛，不产生芽胞。棒状杆菌种类较多（16种），包括致病的白喉杆菌，条件致病的有假白喉棒状杆菌、结膜干燥棒状杆菌、溃疡棒状杆菌、痤疮杆菌和阴道棒状杆菌等。

第一节白喉棒状杆菌

白喉棒状杆菌(C. diphtheriae) 俗称白喉杆菌，是引起白喉的病原菌。

一、生物学性状

（一）形态染色

细长稍弯，菌体一端或两端膨大呈棒状，排列不规则，常呈L、

V、X、T等字形或排成栅栏状。G+；用美兰液染色菌体着色不均匀，

常呈着色深的颗粒；用奈瑟氏染色，菌体染成黄褐色，一端或二端染成

兰色或深兰色颗粒，此颗粒称为异染颗粒（Metachromatic granules），

主要成分是核糖核酸和多偏磷酸盐，是本菌储存的养料，是本菌形态特

征之一。衰老的细菌此颗粒因被消耗而不明显，革兰染色不定。

（二）培养特性

需氧或兼性厌氧，最适温度为37℃，最适PH为7.2～7.8，在含血

液、血清或鸡蛋的培养基上生长良好。在血板上过夜，菌落1~3mm，

呈灰白色、光滑、圆形凸起。在含有0.03%~0.04%亚碲酸钾血清培养基

上生长繁殖时，能吸收碲盐，并还原为金属碲，使菌落呈黑色，为本属

其他棒状杆菌共同特点。且亚碲酸钾能抑制标本中其他细菌的生长，故

亚碲酸钾血琼脂平板可作为棒状选择培养基。

根据在此培养基上白喉杆菌落的特点及生化反应，可将白喉杆菌区分为重型、中间型和轻型三型，三型均可致病，病情轻重与类型无明显关系，但其分布常随地区和年份有所不同，有流行病学意义。

（三）抵抗力

对湿热的抵抗力不强，对一般消毒剂敏感。煮沸1分钟或60℃经10分钟可杀死，5%石炭酸中经1分钟死亡，但对干燥、寒冷和日光的抵抗力较其他大多数无芽胞的细菌为强，在日常物品、食品及衣服上能生存多日。

对青霉素和常用广谱抗生素比较敏感。对磺胺不敏感。

二、致病性

（一）致病物质

主要是白喉毒素，是外毒素，能抑制敏感细胞的蛋白质合成，破坏细胞正常生理功能，引起组织坏死。

白喉毒素是含有两个二硫键的多肽链，分子量为63，000。经蛋白酶水解后，可分为A 和B两个片段，中间仍由二硫键连接。

B片段，无酶活性，有一受体结合区和一转位区，能与宿主易感细胞（心肌细胞和神经细胞）表面特异性受体结合，并通过转位区的易位作用使A片段进入细胞。引起中毒性心肌炎

和神经系统症状。

A片段有酶活性，能将氧化型烟酰胺腺嘌呤二核苷（NAD+）

水解为烟酰胺及腺嘌呤二磷酸核糖（ADPR）两部分，并催化延伸

因子-2（Elongation factor-2，EF-2）与ADPR共价结合，使EF-2

失去转位活性，从而终止肽-tRNA及mRNA在核糖体上由受位转

移至供位，肽链不能延长，细胞蛋白质合成受阻，细胞死亡，病变

产生。（图示）

白喉毒素有剧毒，1 个毒素分子可使细胞内所有的EF-2灭活。

仅携带β-棒状杆菌噬菌体的溶源性白喉杆菌才能产生外毒素，因为白喉毒素就是β棒状杆菌噬体毒素基因（tox+）编码的蛋白质。tox+ 基因的表达与菌体无机铁含量密切相关，铁含量适量时，tox+ 基因表达[铁多时毒素分子以呼吸酶——细胞色素b（4分子铁，4分子卟啉，1分子外毒素）形式存在于菌体内，铁少时细菌不能代谢]，否则不表达。

白喉杆菌尚产生一些侵袭性物质，如类似于结核杆菌的索状因子，能破坏细胞的线粒体膜，导致呼吸和氧化磷酸化作用受到抑制。

（二）所致疾病：

1、传染源白喉杆菌是严格寄生于人的细菌，传染原为病人和带菌者。白喉病人在潜伏期末即有传染性。不典型及轻症患者对白喉传播更具危险性，健康带菌者一般在总人口1%以下，流行时可达10～20%。由于抗生素的应用，恢复期带菌者带菌时间大大缩短，约90%的病人在4天内细菌消失。

2、传播途径主要通过呼吸道飞沫传播。亦可通过被污染的手、玩具、文具、食具及手帕等传播。偶有通过污染牛奶而引起流行的报道。亦可通过破损的皮肤和粘膜受染。

3、人群易感性普遍易感，易感性的高低取决于体内抗毒素的量。儿童易感性最高；新生儿通过胎盘及母乳获得免疫力，到1岁时几乎全消失。以后随着年龄的增长易感性逐渐增高。由于白喉预防接种的广泛开展，儿童免疫力普遍增强，疾病高发年龄后移。患病后可获得持久性免疫，偶有数次发病者。

4、寄居部位：

侵入易感者上呼吸道，常在咽部粘膜生长繁殖，并分泌外毒素及侵袭性物质，引起局部炎症和全身中毒症状。

5、临床表现

潜伏期1～7天，一般为2～4天。局部粘膜上皮细胞发生坏死，血

管扩张，粒细胞浸润及纤维渗出，因此形成灰白色膜状物，称为假膜（Pseudomembrane），假膜质地致密，开始薄，继之变厚，边缘较整齐，

不易脱落，用力剥脱时可出血。假膜形成处及周围组织呈轻度充血肿胀。

若病损进一步扩展至喉部或气管内，可引起呼吸道阻塞，甚至窒息。细菌一般不侵入血流，但外毒素可被吸收入血，有全身的中毒症状，同时迅速与易感组织细胞结合（毒素始吸附于细胞表面，可为抗毒素所中和，若已进入细胞内，则不能被抗毒素中和），出现心肌、肝、肾和肾上腺等退行性病变，并可侵犯腭肌和咽肌的周围神经细胞，临床上出现心肌炎（发病后2周）和软腭麻痹、声嘶、肾上腺机能障碍，血压下降等症状。心肌受损成为白喉晚期致的主要原因，本菌偶有侵害眼结膜、外耳道、阴道和皮肤伤口等处，也可形成假膜。根据假膜所在部位及中毒症状轻重，分为下列类型：

（1）咽白喉最常见，占发病人数的80%左右。

①无假膜的咽白喉部分患者仅有上呼吸道症状如咽痛，全身中毒症状较轻。咽部只有轻度炎症。扁桃体可肿大，但无假膜形成，或仅有少量纤维蛋白性渗出物，细菌培养阳性。此类患者易被误诊和漏诊。

②局限性咽白喉

a、扁桃体白喉假膜局限于一侧或双侧扁桃体。起病徐缓，自觉症状轻和中度发热，全身不适，疲乏，食欲不振及轻度咽痛。扁桃体充血、稍肿胀，假膜初呈点状后融合成片。颌下淋巴结可肿大，微痛。

b、咽白喉假膜局限于腭弓、悬雍垂等处，症状较轻。

③播散型咽白喉假膜由扁桃体扩展到悬雍垂、软腭、咽后壁、鼻咽部或喉头。假膜色灰白或黄白，边界清楚，周围组织红肿较重。双侧扁桃体肿大，甚至充塞咽门，导致呼吸困难。颈部淋巴结肿大、周围有水肿。此型全身中毒症状重，有高热、乏力、厌食、咽痛等症状，重症病例可引起循环衰竭。

④中毒型咽白喉主要由局限型及播散型转变而成。大多伴有混合感染。假膜多因出血而呈黑色，扁桃体及咽部高度肿胀、阻塞咽门，或有坏死而形成溃疡，具特殊腐败臭气。颈淋巴肿大，周围软组织水肿，以致颈部增粗（牛颈）。全身中毒症状严重，有高热、气促、唇紫绀、脉细而快、心律失常等。病死率极高。

（2）喉白喉喉白喉约占20%左右。少数为原发性，约3/4 为咽白喉向下蔓延而成。原发性喉白喉由于毒素吸收少，全身中毒症状并不严重。但少数由于假膜延及气管、支气管，可造成程度不等的硬阻现象，表现为粗糙的干咳，声音嘶哑、甚至失声，呼吸急促。严重者可出现紫绀，刀可因窒息而死亡。继发性喉白喉常发生在咽白喉基础上，伴有喉白喉的临床表现，全身中毒症状严重。

（3）鼻白喉此型较为少见，多见于婴幼儿。全身症状轻微或无，有鼻塞、流浆液血性鼻涕，鼻孔周围可见表皮剥脱或浅溃汤，鼻前庭可见白色假膜。

（4）其他部位的白喉白喉杆菌可从侵入眼结合膜、耳、外阴部、新生儿脐带及皮肤损伤处，产生假膜及化脓性分泌物。眼、耳及外阴部白喉多为继发性。皮肤白喉在热带地区较多见，病程长，皮损往往经久不愈，愈合后可有黑色素沉着。患者很少有全身中毒症状，但可发生末梢神经麻痹。

6、并发症

（1）中毒性心肌炎最为多见，其发生率多在10%以下。多发生于病程和第2～3周。毒血症越重，心肌炎发生也越早也越重。表现为高度乏力，面色苍白，烦躁不安，心前区疼痛，心脏可扩大，心律失常，心电图出现异常。

（2）神经麻痹以运动神经麻痹为主。多发生于病程3～4周。临床上以软腭麻痹最多见，表现为言语不清，呈鼻音，进流质饮食常从鼻孔呛出。其次可见于眼、咽、喉、面、颈、四肢、肋间及膈肌麻痹，引起相应部位的运动障碍，经数周或数月恢复，不留后遗症。有些人可出现感觉神经受损的症状，但较为少见。

（3）支气管肺炎多见于幼儿，常为继发感染。假膜向下延伸至气管和支气管时，肺炎更易发生，气管切开后，若护理不当，也易并发。

（4）其他细菌继发感染可并发急性咽峡炎、化脓性中耳炎、淋巴结炎、败血症等。少数患者可并发中毒性肾病及中毒性脑病。

三、免疫性

白喉病后有牢固的免疫力，主要是机体能产生中和白喉外毒素的抗体(lgG)，该抗体可阻止毒素B亚单位与敏感细胞结合，使A亚单位不能进入细胞。

人类对白喉普遍易感，婴儿6个月内不易感染，1～5岁易感性最高，5岁以上易感性逐渐下降，成人绝大多数由于隐性感染或预防接种，已获得免疫力。

锡克氏试验（Schick's test）

用于测定人体对白喉有无免疫力，确定是否需要预防接种。

方法是在左前臂屈侧皮内注射0.1ml白喉毒素（含1/50的豚鼠最小致死量），同样在右前臂注射对照毒素（加热80℃经5分钟破坏其毒性）0.1ml，作为对照。

阴性反应，两侧注射处都没有出现红晕或浸润，表示机体对白喉有免疫力。

阳性反应，左侧注射处24～36小时后，出现圆形微隆起红晕，逐渐形成红肿硬块，至第4~7天达最高峰，直径达1～2cm，7～14日后反应逐渐消退，而对照侧没有反应，表示对白喉易感，没有免疫力。

假阳性反应两侧注射处都在6~18小时出现红肿，1~2天消退，表示血液中有足够的抗毒素，有免疫力，但对毒素蛋白有变态反应。

混合反应，两侧注射处都在6~18小时出现红肿，对照侧1~2天消退，试验侧至第4~7

天才达高峰，表示机体对白喉毒素没有抗毒免疫力，但对毒素蛋白则有变态反应，应注意区别。

四、微生物学诊断

（一）流行病学资料包括年龄、季节、白喉接触史、过去是否接种全程预防注射。周围人群有无白喉流行。

临床上疑似白喉的病人不必等待检验结果，应立即给予抗毒素和抗生素治疗。但对于白喉流行期的首例病人，应做微生物学检验予以证实。

（二）标本用棉拭采取假膜边缘部渗出物

（三）直接染色镜检

涂片，用奈瑟氏染色或美兰染色，镜检有无含异染颗粒的棒状杆菌。结合临床症状，可作出初步诊断。确诊必须通过细菌培养并进行毒力试验。

（四）培养检查

将棉试检材接种于鸡蛋斜面或Loeffer's血清凝固斜面培养基及亚碲酸钾平板培养基上，置37℃培养，待斜面或平板上长出典型的灰白色小菌落，挑取转种到鸡蛋或血清斜面进行分离培养，以供进一步形态染色或毒力试验鉴定。

（五）毒力试验

1．豚鼠试验（体内法）

取体重250g 豚鼠2只，其中一只试验前12小时，由腹腔注射白喉抗毒素250～500 单位做对照。然后各于皮下注射48小时的培养液2ml，若于2～4天注射抗毒素的豚鼠死亡，而对照豚鼠存活，便证明所试验菌株为有毒白喉杆菌。

2．E平板试验

将浸有白喉抗毒素的无菌滤纸条贴在含20%马血清的琼脂平板上，

然后沿滤纸条垂直方向划线接种待测细菌，同时也接种已知产毒株和不

产毒株做为对照。37℃培养48小时后，若待检菌株产生白喉外毒素，

则在滤纸条和划线生长的菌苔交界外出现白色沉淀线。

五、防治原则

（一）控制传染源

1．早期发现及时隔离治疗病人，直至连续2次咽拭子白喉杆菌培养阴性，可解除隔离。如无培养条件，起病后隔离2周。

2．对密切接触者观察7天。对没有接受白喉类毒素全程免疫的幼儿，最好给予白喉类毒素与抗毒毒同时注射。

3．带菌者予青霉素或红霉素治疗5～7天，细菌培养3次阴性始能解除隔离。如用药无效者可考虑扁桃体摘除。

（二）切断传播途径 呼吸道隔离，病人接触过的物品及分泌物，必须煮沸或加倍量的10%漂白粉乳剂或5%石炭酸溶液浸泡1小时。

（三）提高机体免疫力

特异性预防 是控制白喉流行的关键，有人工主动和人工被动免疫两种：

人工主动免疫 6个月以上至3岁儿童，应预防接种白喉类毒素、百日咳菌苗和破伤风类毒素三联制剂或明矾淀白喉类毒素，预防接种效果良好。出生后3个月初种，3~4岁和6~8岁各加强一次。8岁以上锡克氏试验阳性者也需接种。

人工被动免疫 对密切接触过白喉病人的易感儿童，可肌注1000～2000单位白喉抗毒素作紧急预防，但为了防止血清过敏反应，对密切接触过白喉病人，鼻咽部培养（+）的儿童，可注射青霉素或口服红霉素，不轻易使用抗毒素。

对白喉的治疗：

（一）一般治疗 白喉患者一律卧床休息，轻症者2周，重症者4周。有心肌炎则需延长到6周以上。中毒症状严重者，应给予恰当的对症处理。如烦躁时可给镇静剂、高热时可给激素类药物，并补充大量的维生素B 、C 。

（二）病原治疗

1.抗毒素治疗 抗毒素为治疗白喉的特效药，它只能中和血循环中的游离毒素，不能中和已进入细胞的毒素。故应早期注射足量白喉抗毒素。 白喉抗毒素用量表

剂量：根据中毒症状轻重、假膜范围的大小、

部位及治疗早晚而定，与年龄大小无关，一次足

量。一般按剂量表，重型病例酌情加大剂量。

用法：注射前必须先作皮肤试验。皮试阴性

者应一次足量给予。目前国内外均认为静脉注射

优于肌注。

脱敏法：每20分钟注射抗毒素一次，每次注

射后观察反应，如有全身性反应，下次注射须延

至30分钟后，剂量不变。

效果观察 通常在应用白喉抗毒素后12小时，假膜停止蔓延，边缘退缩、变厚、脱落、热度下降，病情好转。经24小时假膜仍有发展，应重复注射

1次抗毒素，采用全量或半量。

2．抗生素 青霉素为首选药物，它能杀灭白喉杆菌并可控制继发感染。青霉素40～80万μ，肌肉注射，每日2次，疗程5～7天，青霉素过敏者可用红霉素，剂量25～50mg/kg/日，分4次口服。

（三）中医中药辨证施治以养阴清肺汤为主；抗白喉合剂用地黄、玄参、黄芩、连翘、麦冬、土牛膝根等，水煎服。

（四）对症治疗烦躁不安者可给适量安定、鲁米那。中毒症状严重者可给予肾上腺皮质激素。喉梗阻者要密切观察病情，做好气管切开准备。气管切开者要保持呼吸道通畅。

（五）并发症的治疗

1．心肌炎应绝对卧床休息6周以上。静脉注射葡萄糖加能量合剂和维生素C，肌注B 族维生素。严重者可服用肾上腺皮质激素。有心力衰竭时要慎用毒毛旋花子甙K，如出现室性心动过速可给利多卡因（1～2mg，静注）或用普鲁卡因酰胺（0.5～1.0溶于200ml葡萄糖液中）静滴。心律恢复后可停用或改为口服。

2．神经麻痹无特殊治疗方法。可予针刺及大剂量维生素B1、B12注射。软腭及咽麻痹者给予鼻饲，呼吸肌麻痹可用人工呼吸器。

思考题

1、白喉杆菌的形态有何特征？

2、白喉杆菌的致病机制如何？

3、白喉的临床表现有何特征？

4、如何防治白喉？