病原生物学(第4版)(全国高等学历继续教育“十三五”(临床专升本)规划教材)
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第九节 立克次体特性

学习目标

掌握 立克次体的致病性与免疫性。

熟悉 立克次体的共同特点。

了解 立克次体的生物学特性及防治原则。

立克次体(rickettsia)是一类以节肢动物为传播媒介、严格细胞内寄生的革兰氏阴性原核细胞型微生物。目前发现对人类有致病作用的立克次体主要包括:立克次体属的斑疹伤寒群(typhus group)与斑点热群(spotted fever group)立克次体;东方体属的恙虫病东方体;无形体属的嗜吞噬细胞无形体;埃立克次体属的查菲埃立克次体和伊文埃立克次体;新立克次体属的腺热新立克次体。原来的巴通体属现归于根瘤菌目巴通体科,柯克斯体属现归于军团菌目柯克斯体科。

立克次体的共同特点是:①有细胞壁,形态多样,革兰氏阴性;②专性细胞内寄生,以二分裂方式繁殖;③含有DNA和RNA两种核酸;④以节肢动物作为传播媒介或储存宿主;⑤多数是人兽共患疾病的病原体,以发热、头痛及出疹为主要临床表现;⑥对多种抗生素敏感。

由于不同立克次体的传播媒介——节肢动物的地理分布不同,各种立克次体病的流行也有明显的地区性。我国较常见的立克次体病有流行性斑疹伤寒、地方性斑疹伤寒和恙虫病等。近年来世界范围内新发立克次体病不断出现,如人粒细胞无形体病和人单核细胞埃立克体病等。常见立克次体的分类、所致疾病、流行环节和地理分布(表5-9-1)。

表5-9-1 常见立克次体的分类、所致疾病和流行环节

一、生物学性状

(一)形态染色

立克次体形态多样,以球杆状或杆状为主。大小(0.2~0.6)μm×(0.8~2.0)μm,均可在光学显微镜下观察到;有细胞壁,革兰氏染色阴性,但不易着色,常用吉姆萨(Giemsa)染色,立克次体被染成紫蓝色,常有两极浓染;也可用Gimenez或Macchiavello法染色,前者将立克次体染成红色,后者染成红色或紫色。

(二)结构

大多数立克次体结构与一般革兰氏阴性菌相似,有细胞壁和细胞膜。斑疹伤寒群与斑点热群立克次体细胞壁含肽聚糖和脂多糖,但东方体、埃立克体和无形体的细胞壁均不含肽聚糖和脂多糖。细胞壁上有外膜蛋白OmpA和OmpB等,这些表面蛋白能与宿主细胞表面受体结合,介导立克次体黏附并侵入宿主细胞内。表面蛋白是诱导体液免疫应答的主要抗原,也是血清分型的基础。多数立克次体细胞壁外有多糖组成的微荚膜样黏液层,此黏液层具有黏附宿主细胞和抗吞噬作用,与其致病性有关。

(三)培养特性

立克次体由于酶系统不完善,缺乏细胞器,故为专性细胞内寄生,以二分裂方式繁殖,生长速度缓慢,9~12小时分裂一代,最适生长温度为34℃。可用细胞培养法和鸡胚卵黄囊接种进行培养。也可接种动物,常用动物有豚鼠、大鼠、小鼠和家兔。多种病原性立克次体在豚鼠和小鼠体内生长繁殖良好。

(四)抗原结构

立克次体具有群特异性和种特异性抗原两种,前者主要由脂多糖构成,后者主要由外膜蛋白构成。斑疹伤寒群立克次体和恙虫病东方体与普通变形杆菌的某些X菌株的菌体抗原有共同抗原成分,故可用这些菌株的菌体抗原(如OX19、OX2和OXK)代替立克次体抗原检测患者血清中相应抗体,此交叉凝集试验称为外斐反应(Weil-Felix reaction),可辅助诊断立克次体病,但由于敏感性低、特异性差,目前已较少应用。

(五)抵抗力

大多数立克次体抵抗力均较弱,56℃30分钟即被灭活,用5g/L石炭酸和75%乙醇处理数分钟即可失活。置-20℃或冷冻干燥可保存约半年,在节肢动物粪便中可存活数月。对氯霉素和四环素类抗生素敏感,但磺胺类药物可促进其生长繁殖。

二、致病性和免疫性

(一)流行环节

立克次体以节肢动物作为传播媒介或储存宿主,啮齿类动物等亦常成为寄生宿主和储存宿主。大多数立克次体可引起人畜共患病,绝大多数为自然疫源性疾病,其流行有明显的地区性。临床表现以发热、头痛、皮疹、肝脾大等为特征。立克次体易引起实验室感染,故在进行立克次体研究或临床标本检测时应注意生物安全。

(二)致病物质

立克次体属主要感染的靶细胞是血管内皮细胞,主要致病物质是脂多糖和磷脂酶A,前者具有与细菌内毒素相似的毒性,后者可破坏细胞膜和吞噬体膜,并促进立克次体从细胞内吞噬体中释放到细胞质中繁殖。

(三)致病机制

立克次体的致病物质主要有内毒素和磷脂酶A。内毒素的化学成分为脂多糖,可刺激单核巨噬细胞产生IL-1和TNF-α。IL-1具有致热性,引起发热;TNF-α引起血管内皮细胞损伤、微循环障碍、中毒性休克和DIC等。磷脂酶A能溶解宿主细胞膜和吞噬体膜,有利于立克次体穿入宿主细胞内生长繁殖。此外,荚膜样黏液层有利于立克次体黏附于宿主细胞,并具有抗吞噬作用。

(四)所致疾病

立克次体引起的疾病虽然在流行病学上有所不同,但在临床表现上有许多共同之处。潜伏期多为3~14天,约有半数病例为突然发病,以发热、头痛、结痂、皮疹为主要临床特征。立克次体侵入人体后,首先在局部血管内皮细胞中大量繁殖,引起局部血管病变后进入血流引起第一次菌血症,随后进入全身脏器小血管内皮细胞中繁殖,再次释放进入血流引起第二次菌血症,导致皮疹及脏器功能紊乱。早期病变主要由脂多糖引起,晚期病变由免疫病理所致。埃立克体属和无形体属感染的靶细胞主要是白细胞,前者感染单核细胞和巨噬细胞,后者感染中性粒细胞。人类感染立克次体后,可产生抗原抗体复合物,可造成免疫病理损伤。另外通过影响宿主细胞基因转录、细胞凋亡、细胞因子产生紊乱、吞噬功能缺陷等方式造成组织损伤。严重者伴有全身实质性脏器的血管周围广泛性病变,常见于皮肤、心脏、肺和脑。宿主可因心、肾衰竭而死亡。

(五)免疫力

感染后机体可产生抗病原体及其毒素的相应抗体,但立克次体为细胞内感染,故细胞免疫较体液免疫更为重要。病后可获得抵抗再感染的部分免疫力,但可以复发。

三、感染后检查方法

实验室诊断对鉴定立克次体病与流行病学监控极为重要,但分离培养、动物实验须在特定实验室进行,以防止生物安全危害事故发生。

1.标本采集

早期患者可取血液标本做血清学检测,也可做病原分离;恢复期可取血液做血清学试验,观察是否有抗体滴度变化,比早期是否增加4倍或4倍以上。流行病学监控应采集动物器官及节肢动物等标本。

2.分离培养

将血液或其他组织悬液接种雄性豚鼠腹腔,接种后体温升高到40℃表示已发生感染,取脑组织再用豚鼠传代后查抗体与立克次体。也可在鸡胚及细胞中传代,最后用免疫荧光抗体或PCR鉴定。

3.血清学检测

主要用ELISA、免疫荧光试验及Western blot试验检测其相应的抗体。

4.分子生物学检测

临床上可用PCR检测立克次体的特异性核酸,该方法具有简便、特异、灵敏等优点。

四、防治原则

预防措施包括加强病区检疫与控制消灭中间宿主和储存宿主,普及防病知识,加强个人防护。接种灭活疫苗及亚单位疫苗有一定预防效果。四环素和氯霉素早期应用效果好,连续口服至退热后3~4天,重症患者应采用静脉滴注给药。喹诺酮类药物对斑点热效果好,最后能否完全清除立克次体以致痊愈取决于机体免疫功能状态。

(吴移谋)

学习小结

本节概括了立克次体的概念、发展、分类、共同特点和流行区域。较为详细的描述了立克次体的形态、染色性、培养特性、抵抗力、抗原构造以及与变形杆菌之间存在的交叉抗原等生物学性状;立克次体的传播途径、流行环节、致病物质、所致疾病与免疫性;对实验室诊断和防治原则也做了简要的概述。重点是立克次体的致病性和免疫性。

复习参考题

1.什么是立克次体?立克次体具有哪些共同特点?

2.简述立克次体的种类、所致疾病及临床特征。