螺旋體(spirochete)是一類細長、柔軟、螺旋狀、運動活潑的原核細胞型微生物。其基本結(jié)構(gòu)與細菌相似,例如有細胞壁、原始核質(zhì),以二分裂方式繁殖和對抗生素等藥物敏感等。因此,分類學上劃歸廣義的細菌范疇。
螺旋體在自然界和動物體內(nèi)廣泛存在,種類很多。根據(jù)螺旋體的大小,螺旋數(shù)目、規(guī)則程度及螺旋間距等,螺旋體目可分為兩個科。螺旋體科(Spirochaetaceae)又分5個屬,而鉤端螺旋體科(Leptospiraceae)分2個屬。7個菌屬中,密螺旋體、疏螺旋體和鉤端螺旋體3個菌屬能引起人類的有關(guān)疾病。
第一節(jié) 密螺旋體屬
密螺旋體的螺旋細密、規(guī)則、兩端尖,數(shù)目較多;包括致病性和非致病性兩大類。對人致病的密螺旋體有蒼白密螺旋體(T.pallidum)和品他密螺旋體(T.carateum)兩個種。蒼白密螺旋體又分3個亞種:蒼白亞種(subsp.pallidum)、地方亞種(subsp.endemicum)和極細亞種(subsp.pertenue),它們分別引起人類梅毒、地方性梅毒和雅司。品他密螺旋體引起人類品他病。梅毒是性病,其他3種不是性病。
一、蒼白密螺旋體蒼白亞種
俗稱梅毒螺旋體。人體是唯一宿主。
生物學性狀
1.形態(tài)與染色 直徑0.10-0.15μm,波幅0.3μm,波長0.6μm,全長7-8μm。有8-14個致密而規(guī)則的小螺旋,兩端尖直。運動活潑。
電鏡下觀察,有細胞壁和細胞膜。細胞壁外尚有包膜,細胞膜內(nèi)為含細胞質(zhì)和核質(zhì)的螺旋形原生質(zhì)圓柱體。圓柱體上緊繞著3-4根周漿鞭毛(periplasmicflagella),也稱軸絲或內(nèi)鞭毛(endoflagella),與運動有關(guān)。運動方式多樣,有移行、曲伸、滾動等。
革蘭染色呈陰性,但不易著染。Fontana鍍銀染色法可將螺旋體染成棕褐色,在光鏡下易于查見。新鮮標本不用染色,在暗視野顯微鏡下,可觀察其形態(tài)和運動方式。
2.培養(yǎng) 蒼白密螺旋體蒼白亞種不能在無活細胞的人工培養(yǎng)基中生長繁殖。在家兔上皮細胞培養(yǎng)中能有限生長,繁殖慢,約30h才分裂一次,并只能維持數(shù)代。原認為該螺旋體嚴格厭氧,后發(fā)現(xiàn)在含3%-4%氧時生長最宜。
3.抵抗力 蒼白密螺旋體蒼白亞種的抵抗力極弱。對溫度和干燥特別敏感。加熱41.5℃經(jīng)1h死亡,在50℃時5min死亡;血液中的蒼白亞種螺旋體,在4℃置3d后可死亡,因此4℃血庫存放3d以上的血液無傳染梅毒的危險。蒼白亞種螺旋體離體后1-2h將死亡。對常用化學消毒劑亦敏感,1%-2%石炭酸內(nèi)數(shù)分鐘就死亡。對青霉素、四環(huán)素、紅霉素或砷劑均敏感。
致病性與免疫性
1.致病物質(zhì) 蒼白密螺旋體蒼白亞種在體外細胞m.zxtf.net.cn/sanji/培養(yǎng)中不可能大量繁殖,因而難以檢測其毒性物質(zhì)。近來利用分子生物學技術(shù),將其不同基因克隆到大腸埃希菌,然后研究各個基因產(chǎn)物有無致病性。迄今已發(fā)現(xiàn)有些基因產(chǎn)物只存在于有毒菌株。例如有毒株產(chǎn)生可與宿主細胞表面發(fā)生粘附作用的外膜蛋白;產(chǎn)生透明質(zhì)酸酶,利于菌擴散到血管周圍組織。有毒株尚能以宿主細胞的纖維連接蛋白復蓋于其表面,以保護菌體勿受宿主吞噬細胞的攻擊。梅毒中出現(xiàn)的組織破壞和病灶,主要是患者對該螺旋體感染的免疫損傷所致。
2.所致疾病 自然情況下,蒼白密螺旋體蒼白亞種只感染人類,人是梅毒的唯一傳染源。梅毒有先天性和獲得性兩種,前者從母體通過胎盤傳染胎兒,后者主要經(jīng)性接觸傳播。
獲得性梅毒,臨床上分為三期。
、泞衿冢ǔ跗)梅毒:感染后3周左右局部出現(xiàn)無痛性硬下疳。多見于外生殖器,其潰瘍滲出液中有大量蒼白亞種螺旋體,感染性極強。一般4-8周后,硬下疳常自愈。
⑵Ⅱ期梅毒:發(fā)生于硬下疳出現(xiàn)后2-8周。全身皮膚、粘膜常有梅毒疹,全身淋巴結(jié)腫大,有時亦累及骨、關(guān)節(jié)、眼及其他臟器。在梅毒疹和淋巴結(jié)中,存在有大量蒼白亞種螺旋體。初次出現(xiàn)的梅毒疹經(jīng)過一定時期后會自行消退,但隱伏一段時間后重又出現(xiàn)新的皮疹。Ⅰ、Ⅱ期傳染性強,但破壞性較小。
、洽笃(晚期)梅毒:發(fā)生于感染2年以后,亦可長達10-15年的。病變可波及全身組織和器官;緭p害為慢性肉芽腫,局部因動脈內(nèi)膜炎所引起的缺血而使組織壞死。Ⅲ期梅毒損害也常進展和消退交替出現(xiàn)。皮膚、肝、脾和骨骼常被累及,病損內(nèi)螺旋體少但破壞性大。若侵害中樞神經(jīng)系統(tǒng)和心血管,可危及生命。
先天性梅毒,又稱胎傳梅毒。系母體蒼白亞種螺旋體通過胎盤進入胎兒所致,多發(fā)生于妊娠4個月之后。蒼白亞種螺旋體經(jīng)胎盤進入胎兒血流,并擴散至肝、脾、腎上腺等大量繁殖,引起胎兒的全身性感染,導致流產(chǎn)、早產(chǎn)或死胎;或出生梅毒兒,呈現(xiàn)馬鞍鼻、鋸齒形牙、間質(zhì)性角膜炎、先天性耳聾等特殊體征。
3.免疫性 梅毒的免疫是感染性免疫,即有蒼白亞種螺旋體感染時才有免疫力,一旦螺旋體被殺滅,其免疫力亦隨之消失。例如Ⅰ期梅毒時,硬下疳未經(jīng)治療自愈后,患者再次感染時,不再形成硬下疳。因此時期螺旋體已經(jīng)入血呈菌血癥狀態(tài),感染仍是存在,只是處于潛伏狀態(tài)。若硬下疳一發(fā)現(xiàn),即用有效藥物及時治療,殺死患者體內(nèi)的全部螺旋體。這樣,局部和血液都不存在有螺旋體,亦即感染與免疫同時終止。如此時患者再次感染,則其病程重新從Ⅰ期硬下疳開始。
蒼白亞種螺旋體侵入機體后,可被中性粒細胞和巨噬細胞吞噬,但不一定被殺死。只有當特異性抗體形成后,并在補體協(xié)同下,才能使吞噬加強并具殺傷作用。根據(jù)近來研究,表明在梅毒免疫中,細胞免疫比體液免疫重要。從實驗資料發(fā)現(xiàn),Ⅰ、Ⅱ期梅毒病變中的細胞因子類型呈現(xiàn)典型的Th1細胞免疫應答,同時亦有CD8CTL參與。
微生物學檢查法
1.標本 、衿诿范救∮蚕吗釢B出液,Ⅱ期梅毒取梅毒疹滲出液或局部淋巴結(jié)抽出液。
2.顯微鏡檢查 新鮮標本可加蓋玻片后,立即在暗視野顯微鏡下檢查。蒼白亞種螺旋體呈現(xiàn)活潑的運動,沿其長軸滾動、屈伸、旋轉(zhuǎn)、前后移行等。亦可將標本與熒光標記的蒼白亞種螺旋體抗體結(jié)合后,在熒光顯微鏡下觀察;或用ELISA法,在普通光學顯微鏡下檢查。
3.血清學診斷 人體感染蒼白亞種螺旋體后,除產(chǎn)生特異性抗體外;還產(chǎn)生一種稱為反應素(reagin)的抗體。反應素的來源有兩種假說:①蒼白亞種螺旋體表面存在的脂質(zhì)所引起;②蒼白亞種螺旋體破壞宿主細胞,由細胞釋放的脂質(zhì)所引起。因此,梅毒血清學試驗有非密螺旋體抗原試驗和密螺旋體抗原試驗兩類。
⑴非密螺旋體抗原試驗:用正常牛心肌的心脂質(zhì)(cardiolipin)作為抗原,測定患者血清中的反應素(抗脂質(zhì)抗體)。最常用的有VDRL試驗和RPR試驗。
VDRL試驗(veneraldiseaseresearchlaboratory)試驗是1946年美國性病研究實驗室創(chuàng)建的,故以該實驗室命名之。原理是以膽固醇為載體,包被上心脂質(zhì),構(gòu)成VDRL抗原微粒。當與血清中的反應素結(jié)合,就相互粘附形成凝集,是為陽性反應。不發(fā)生凝集者,為陰性反應。試驗在玻片上進行,可以定性或半定量,結(jié)果需用10×10低倍顯微鏡觀察。
RPR試驗(rapidplasmareagin)是VDRL試驗的改良。原理是用未經(jīng)處理的活性炭顆粒(直徑3-5μm)吸附VDRL抗原。此顆粒若與待檢血清中的反應素結(jié)合,便形成黑色凝集塊,肉眼即可識別,不需低倍鏡觀察。試驗在專用紙卡的反應圈(內(nèi)徑18mm)內(nèi)進行,亦可以定性或半定量。
VDRL和RPR兩種試驗適用于大量過篩時使用。由于它們采用的是非密螺旋體抗原,而反應素亦可以在非密患者血清中出現(xiàn),例如風疹、水痘等病毒性感染,類風濕性關(guān)節(jié)炎、系統(tǒng)性紅斑狼瘡等自身免疫病,麻風、瘧疾,以及吸毒者,妊娠、甚至個別健康人也可呈生物學假陽性。同時,對這類敏感性很高、特異性較差的非密螺旋體抗原試驗的結(jié)果分析和判定時,必須結(jié)合臨床資料。
⑵密螺旋體抗原試驗:采用Nichols株螺旋體作為抗原,測定血清中的螺旋體特異抗體,特異性強,可用作梅毒證實試驗。常用的有FTA-ABS試驗和MHA-TP試驗。
FTA-ABS(fluorescenttreponemalantibody-absorption)試驗是一種間接熒光抗體檢測方法。原理是先用Reiter螺旋體吸收去患者血清中可能存在的螺旋體雜抗體后,滴加到已吸附有Nichols株螺旋體的玻片反應圈內(nèi);然后再加入異硫氰酸熒光素標記的抗人IgG(FITC-抗人IgG)。若待檢血清中有密螺旋體抗體,就會結(jié)合在玻片上固著的Nichols螺旋體上;隨后加入的FITC-抗人IgG抗體,又與結(jié)合在螺旋體上的抗體作用。因而,在熒光顯微鏡下可觀察到發(fā)熒光的Nichols螺旋體。
MHA-TP(microhemagglutinationassayforantibodiestoTreponemapallidum)試驗是一種微量間接血凝試驗。原理是先用Reiter螺旋體吸收去患者血清中非密螺旋體抗體后,以Nichols株螺旋體提取物致敏的羊或雞紅細胞加入之。若待檢血清中有密螺旋體抗體存在,則致敏紅細胞與之結(jié)合后,在微量血凝板上形成散在的紅細胞凝集細片,是為陽性反應。反之,待檢血清不存在密特異抗體時,致敏紅細胞不發(fā)生凝集,這些未凝集紅細胞沉降于血凝板孔底部,呈現(xiàn)致密小紅斑,則為陰性反應。
密螺旋體抗原試驗的特異性雖強,但仍不能區(qū)分雅司、品他病和地方性梅毒。又膿皮病、痤瘡、真菌病、銀屑病、類風關(guān)、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、妊娠、吸毒者等也可出現(xiàn)生物學假陽性。因此,這些試驗的結(jié)果判定,仍需結(jié)合臨床資料來分析。
診斷先天性梅毒,應取臍血標本進行檢測。當臍血的梅毒抗體效價明顯高于母體時應疑及嬰兒感染,俟后若效價恒定上升,則提示新生兒感染了梅毒。神經(jīng)梅毒應檢測腦脊液有無梅毒抗體的存在。
近來,也可用PCR技術(shù)檢測蒼白亞種螺旋體的特異DNA片段,或用免疫印跡法測定與蒼白亞種螺旋體特異抗原組分發(fā)生反應的特異抗體。
防治原則 梅毒是一種性病,應加強性衛(wèi)生教育和嚴格社會管理。梅毒確診后,宜用青霉素等藥物及早予以徹底治療。
二、其他密螺旋體
密螺旋體屬中與人類有關(guān)的尚有蒼白密螺旋體地方亞種、極細亞種,以及品他密螺旋體,它們分別引起地方性梅毒、雅司和品他病。這些非性傳播疾病大多發(fā)生于經(jīng)濟較落后地區(qū)的兒童。
地方性梅毒,也稱Bejel病(非性病性梅毒)。人與人間的傳播是通過污染的食具。臨床表現(xiàn)與梅毒很相似。Ⅰ期口腔病灶不易察覺。Ⅱ期損害有口咽部粘膜斑、口角開裂性丘疹、骨膜炎和局部淋巴結(jié)腫大等。Ⅲ期病變有皮膚和骨的慢性肉芽腫,可造成鼻的破壞性毀形。心血管和中樞神經(jīng)系統(tǒng)罕有累及。
雅司傳播方式主要通過與感染皮膚病損的直接接觸。臨床表現(xiàn)類似梅毒。病程分三期,也有反復隱伏和再發(fā)的特點。Ⅰ、Ⅱ期主要是皮膚發(fā)生楊梅狀丘疹,全身都有,以四肢和頭部為多。Ⅲ期是皮膚、淋巴結(jié)和骨的破壞性病變。一般不侵犯心血管和中樞神經(jīng)系統(tǒng)。
品他病(pinta)主要危及皮膚。傳播也是與病損皮膚的直接接觸所致。1-3周潛伏期后,皮膚出現(xiàn)小的瘙癢性丘疹,遍及面、頸、胸、腹和四肢。繼而擴大、融合,表面脫屑,是為Ⅰ期品他疹。3-12月后,出現(xiàn)Ⅱ期品他疹,色素變深。Ⅲ期品他疹常在感染后1-3年發(fā)生,主要表現(xiàn)為皮損部位色素減退,甚至消失呈白瓷色斑。最后皮膚結(jié)痂、變形。品他病不累及粘膜,無全身癥狀,晚期也不影響心血管和中樞神經(jīng)系統(tǒng)。
上述三種疾病的微生物學檢查,可以從皮膚標本中直接在暗視野顯微鏡下,觀察有無密螺旋體的存在。也可用梅毒血清學試驗檢測此血清中有無相應抗體的存在。由于蒼白密螺旋體地方亞種、極細亞種和品他密螺旋體與蒼白密螺旋體蒼白亞種(梅毒病原體),在形態(tài)、抗原結(jié)構(gòu),甚至DNA同源性方面基本相同,無法將它們各個區(qū)別。因此,除微生物學檢查中查見密螺旋體并梅毒血清試驗陽性可輔助診斷為密螺旋體感染外,還必須結(jié)合臨床表現(xiàn),才能確定是哪一種密螺旋體感染。
第二節(jié) 疏螺旋體屬
疏螺旋體屬,亦稱包柔螺旋體屬。8-40μm長,0.2-0.5μm寬。有3-10個稀疏而不規(guī)則的螺旋,呈波狀。其中部分對人類、哺乳動物或禽類有致病性。對人致病的主要有伯氏疏螺旋體、回歸熱螺旋體,它們均通過吸血昆蟲媒介而分別致萊姆病(Lymedisease)和回歸熱。
一、伯氏疏螺旋體
伯氏疏螺旋體(B.burgdorferi)是萊姆病的病原體。萊姆病最初于1977年在美國康涅狄格(Connecticut)州的萊姆鎮(zhèn)發(fā)現(xiàn),故名。5年后由Burgdorfer自硬蜱(Ixodex)體內(nèi)分離出,并由Burgdorfer從患者分離培養(yǎng)證實。1985年我國在黑龍江省林區(qū)首次發(fā)現(xiàn),1988年從病人血液分得病原體。迄今,我國已有十多個省和自治區(qū)證實有萊姆病存在。
生物學性狀
1.形態(tài)與染色 疏螺旋體,長11-37μm,寬0.18-0.25μm。兩端稍尖。運動活潑,有扭轉(zhuǎn)、翻滾、抖動等多種方式。在培養(yǎng)基中,數(shù)個螺旋體可不規(guī)則地纏繞一起,呈卷圈狀。超微結(jié)構(gòu)醫(yī)學.全在線m.zxtf.net.cn中,根據(jù)菌種不同,,周漿鞭毛數(shù)自2-100根以上不等。周漿鞭毛與運動有關(guān)。革蘭染色陰性,但不易著染。Giemsa或Wright染色均佳。
2.培養(yǎng) 營養(yǎng)要求高,培養(yǎng)基需含有長鏈飽和與不飽和脂肪酸、葡萄糖、氨基酸和牛血清蛋白等。微需氧,5%-10%CO2促進生長。適宜溫度為35℃。生長慢,在液體培養(yǎng)基中的分裂1代需18h,一般需培養(yǎng)2-3周始可觀察到生長情況。在1%軟瓊脂固體培養(yǎng)基中的菌落常生長在近表面,呈細小、邊緣整齊,直徑0.40-0.45μm的菌落。
3.分類 長期以來,認為萊姆病的病原體只有伯氏疏螺旋體一個種。近來,采用DNA同源性分析了世界各地分出的萊姆病菌株,發(fā)現(xiàn)引起萊姆病的疏螺旋體至少有3個種,且它們在各地的分布不盡相同。①伯氏疏螺旋體,主要是美國和歐洲;②伽氏疏螺旋體(B.garinii),歐洲和日本為主;③埃氏疏螺旋體(B.afelii),亦主要從歐洲和日本分離出。
有學者應用SDS-PAGE分析了伯氏疏螺旋體國際代表株B31的蛋白圖譜,將世界各地萊姆病分離株與之比較。發(fā)現(xiàn)美國菌株與B31株主要蛋白表型一致,而歐洲分離的絕大多數(shù)菌株明顯不同于美國株。例如美國株都有外膜蛋白OspA,而歐洲株極少有OspA。研究表明,我國分離的大部分菌株的蛋白圖譜更接近于歐洲菌株。
有學者按不同菌株在基因組上的異質(zhì)性,將常見的伯氏疏螺旋體分為3個基因種(genospecies):①基因種Ⅰ(代表株為B.burgdorferisensustricto,B31)②基因種Ⅱ(代表株為B.gariniisp.nov,20047)③基因種Ⅲ(代表株為Vs461)。
又有學者應用單克隆抗體,對萊姆病病原體外膜蛋白OspA的不同表位進行血清型分類,認為可分成4種,除日本疏螺旋體(B.japonica)不感染人外,另3種B.burgdorferisensustricto,B.garinii和B.afzelii均可引起萊姆病。B.burgdorferisensustricto屬于OspA血清1型;埃氏疏螺旋體屬于OspA血清2型;而伽氏疏螺旋體有明顯的異質(zhì)性,病株分屬于OspA血清3-7型。另有學者以其外膜蛋白OspC來分型,謂至少可將萊姆病分離株分成13個OspC血清型。
鑒于萊姆病病原體存在著異質(zhì)性,其分類尚未取得統(tǒng)一,現(xiàn)一般以伯氏疏螺旋體作為萊姆病病原體的統(tǒng)稱。
致病性與免疫性 萊姆病是一種自然疫源性傳染病。儲存宿主主要是野生和馴養(yǎng)的哺乳動物。嚙齒類中的白足鼠,畜類中的鹿更為重要。主要傳播媒介是硬蜱,已確定的有4種:美國的丹敏硬蜱、太平洋硬蜱;歐洲的蓖子硬蜱和亞洲的全溝硬蜱。病原螺旋體主要在蜱的中腸生長繁殖。當蜱叮咬宿主時,可通過染有病原體的腸內(nèi)容物返流、唾液或糞便而罹患。除硬蜱外,也可能有其他吸血昆蟲參與媒介。
1.致病物質(zhì) 伯氏疏螺旋體未發(fā)現(xiàn)有外毒素,其致病物質(zhì)有粘附素等侵襲力和內(nèi)毒素等。
伯氏疏螺旋體具有粘附并侵入某些組織細胞的侵襲能力。將伯氏螺旋體加至人皮膚或成纖維細胞,可觀察到螺旋體粘附、穿入并在成纖維細胞的胞質(zhì)內(nèi)生存。螺旋體也能粘附到人臍帶靜脈內(nèi)皮細胞,并可被多價特異免疫血清或特異OspB單克隆抗體抑制。表明伯氏疏螺旋體表面存在有粘附素和入侵功能的物質(zhì),但其結(jié)構(gòu)尚未完全確定。
伯氏疏螺旋體的新分離株對小鼠毒力強,在人工培養(yǎng)基中傳代多次后可喪失毒力。同時發(fā)現(xiàn)小鼠對螺旋體的抗吞噬能力也大為減弱,外膜蛋白OspA亦隨之消失。OspA可能與抗吞噬有關(guān)。
伯氏疏螺旋體細胞壁中有LPS組分,具有內(nèi)毒素作用。
2.所致疾病 人被疫蜱叮咬后,伯氏疏螺旋體在局部繁殖。經(jīng)3-30d潛伏期,在叮咬部位可出現(xiàn)一個或數(shù)個慢性移行性紅斑(erythemachronicummigrans,ECM)。開始時為紅色斑疹或丘疹,隨后逐漸擴大形成一片大的圓形皮損,外緣有鮮紅邊界,中央呈退行性變,故似一紅環(huán);也可在皮損內(nèi)形成幾圈新的環(huán)狀紅圈,似槍靶形。皮損逐漸擴大,可達直徑5-50cm。一般經(jīng)2-3周,皮損自行消退,偶留有斑痕與色素沉著。早期尚可有乏力、頭痛、發(fā)熱、肌痛等。未經(jīng)治療的萊姆病病人,約80%可發(fā)展至晚期,時間快慢不一,快的在發(fā)病后1周內(nèi)出現(xiàn),慢的可超過2年。晚期主要表現(xiàn)為慢性關(guān)節(jié)炎、慢性神經(jīng)系統(tǒng)或皮膚異常。萊姆病患者的個體差異明顯,輕者可為亞臨床感染或僅累及一個系統(tǒng),重者可同時出現(xiàn)皮膚、神經(jīng)系統(tǒng)、關(guān)節(jié)、心臟等多臟器損害。任何一個系統(tǒng)的受累均可呈暫時性、再發(fā)和慢性化特點。不同地區(qū)可有不同臨床特征,如在美國,關(guān)節(jié)炎較多見,而歐洲則以神經(jīng)系統(tǒng)改變更常見,此可能與不同菌株有關(guān)。
3.免疫性 當移行性紅斑形成后,皮損中的伯氏螺旋體數(shù)量不多,這已由分離培養(yǎng)和PCR技術(shù)予以證實。在晚期,臨床標本亦難以分離出螺旋體。因此,菌量如此少卻能使療程持續(xù)進展深受學者注目。
有報道謂伯氏疏螺旋體進入宿主體后,能激發(fā)巨噬細胞等使之產(chǎn)生IL-1、IL-6和TNF等細胞因子;亦能活化補體替代途徑,釋放C3a、C5a等炎癥介質(zhì)。促使炎癥的發(fā)生,既造成機體的損傷,但亦有對宿主有益的免疫防御作用。
伯氏螺旋體的抗原性比較穩(wěn)定,在體內(nèi)形成的特異性抗體是清除它們的主要免疫機制。
微生物學檢查法 由于伯氏疏螺旋體在萊姆病的整個病程中數(shù)量較少,因此直接鏡檢和分離培養(yǎng)一般不做,主要依靠血清學試驗和分子生物學技術(shù)來診斷萊姆病。
使用最廣泛的是免疫熒光法和ELISA。因ELISA在萊姆病的各期均較敏感和特異,更受到選用。IgM抗體在移行性紅斑出現(xiàn)后2-4周形成,6-8周達峰值,一般在4-6月后恢復正常。在持續(xù)性感染患者,IgM保持高水平。IgG抗體出現(xiàn)較遲,其峰值在發(fā)病后4-6月,并持續(xù)至病程的晚期。若腦脊液中查有特異抗體,表示中樞神經(jīng)系統(tǒng)已被累及。
ELISA陽性時,需用蛋白印跡分析其特異性。IgM抗體的主要靶抗原是41kDa的鞭毛抗原,IgG抗體的靶抗原則為31kDaOspA、34kDaOspB、21kDaOspC和60kDa熱休克蛋白。
由于伯氏疏螺旋體與蒼白密螺旋體等在抗原結(jié)構(gòu)上有共同部分,生物學假陽性難以避免。又引起萊姆病的螺旋體不只一種,特異靶抗原隨不同菌株而異。因此,ELISA和蛋白印跡分析所得結(jié)果,仍需結(jié)合臨床資料判定。近來又有試用更特異的PCR技術(shù),來檢測疏螺旋體特異DNA進行萊姆病診斷的。
防治原則 疫區(qū)工作人員要加強個人保護,避免硬蜱叮咬;瘜W滅活全疫苗,1992年已獲準在美國家犬中使用。研制中的人用侯選菌,主要是重組單一蛋白疫苗。研究最多的伯氏疏螺旋體OspA和OspC,存在的問題是OspA變異多。又缺乏OspA和OspB的伯氏疏螺旋體突變株,在動物實驗中亦可產(chǎn)生保護性免疫。
二、回歸熱疏螺旋體
回歸熱是由多種疏螺旋體引起的急性傳染病。其臨床特點為急起急退的高熱,全身肌肉酸痛,1次或多次復發(fā),肝、脾腫大,重癥可出現(xiàn)黃疸和出血傾向。根據(jù)回歸熱傳播媒介昆蟲的不同,可分為兩類。一為虱傳回歸熱,或稱流行性回歸熱,其病原體為回歸熱疏螺旋體(B.recurrentis)。另一為蜱傳回歸熱,又稱地方性回歸熱,其病原體多至15種,例如杜通疏螺旋體(B.duttonii)、赫姆斯疏螺旋體(B.hermsii)等。我國流行的回歸熱主要是虱傳型。
流行性回歸熱主要通過人體虱在人類中傳播。當虱吸吮病人血液后,螺旋體從中腸進入血淋巴大量繁殖,不進入唾液或卵巢。人被虱叮咬后,因抓癢將虱壓碎,螺旋體經(jīng)皮膚創(chuàng)傷進入人體。螺旋體在人血流中大量繁殖,數(shù)量可高達10萬條/mm3;颊吒邿,持續(xù)3-4d后,熱退;隔1周左右,又高熱。如此反復發(fā)作3-9次,亦有多達14次者。其機制是螺旋體外膜蛋白易發(fā)生變異之故。
蜱傳回歸熱主要通過軟蜱傳播,儲存宿主是嚙齒類動物。螺旋體在蜱的體腔、唾液、糞便內(nèi)均可存在,且經(jīng)卵傳代。故蜱叮咬人后,病原體可直接從皮膚創(chuàng)口注入體內(nèi)。蜱傳回歸熱的病程和臨床表現(xiàn)與虱傳型相似,只是病程較短、癥狀較輕。
回歸熱的免疫機制主要是以特異性抗體為主的體液免疫。當?shù)谝淮胃邿嵯饲埃颊哐逯幸殉霈F(xiàn)特異的IgM類抗體。這些抗體與補體協(xié)同作用可裂解螺旋體,清除血流中的螺旋體。但隱匿在內(nèi)部組織的螺旋體,其外膜蛋白可因編碼基因重排形成新的突變株,逃逸初次感染病原體特異抗體的攻擊。當這些突變株繁殖至一定數(shù)量,則引起第二次高熱。如此多次,直至螺旋體的突變類型不再超越宿主產(chǎn)生的多種特異性抗體的范圍為止。
回歸熱的微生物學檢查法主要采取發(fā)熱期血液,直接涂片后進行Giemsa或Wright染色,在光鏡下可查見比紅細胞長數(shù)倍的螺旋體。
三、奮森疏螺旋體
奮森疏螺旋體(B.vincentii)的形態(tài)與回歸熱疏螺旋體類似。正常情況下,與梭形梭桿菌(Fusobecteriumfusiforme)寄居于人類口腔牙齦部。當機體免疫功能下降,則這兩種菌大量繁殖,協(xié)同引起奮森咽峽炎、牙齦炎、口腔壞疽等。
微生物學檢查法可采取局部病變材料,直接涂片,革蘭染色鏡檢?捎^察到螺旋體和梭桿菌并存,兩者均呈革蘭陰性反應。
第三節(jié) 鉤端螺旋體屬
鉤端螺旋體的螺旋較密螺旋體的更多、更細密而規(guī)則,一端或兩端彎曲鉤狀,故名。
鉤端螺旋體屬細菌很多,可分為兩個種。Ⅰ種為問號狀鉤端螺旋體(L.interrogans),對人致病的屬于此種。Ⅱ種為雙曲鉤端螺旋體(L.biflexa),為腐生性菌,對人不致病。
一、生物學性狀
形態(tài)與染色 大小0.1-0.2×6-12μm.。螺旋細密、規(guī)則,形似細小珍珠排列的細鏈。一端或兩端呈鉤狀。運動活潑,常使菌體呈C、S或8字形。
鉤端螺旋體的最外層為外膜,其內(nèi)為螺旋狀的肽聚糖層和細胞膜包繞的圓柱狀原生質(zhì)。在外膜與肽聚糖層間有兩根周漿鞭毛,每根各自菌體一端伸展至中央但不重疊。
革蘭染色陰性,但不易著染。常用Fontana鍍銀染色法,鉤端螺旋體被染成棕褐色。
培養(yǎng)特性 需氧或微需氧。營養(yǎng)要求復雜,常用Korthof培養(yǎng)基,內(nèi)含基本成分外,尚需加10%兔血清或牛血清。血清除促進鉤端螺旋體生長外,尚有中和其代謝過程中產(chǎn)生的毒性物質(zhì)。適宜生長溫度為28-30℃,若11-13℃能生長的為非致病的雙曲鉤端螺旋體。最適pH7.2-7.6,<pH6.5死亡,最高能耐pH8.4。
鉤端螺旋體在人工培養(yǎng)基中生長緩慢。在液體培養(yǎng)基中,分裂一次需6-8h;28℃孵育1-2周,液體培養(yǎng)基呈半透明云霧狀生長。在固體培養(yǎng)基上,經(jīng)28℃孵育1-3周,可形成透明、不規(guī)則、直徑<2mm的扁平細小菌落。如將瓊脂濃度減至0.8%-1.0%,則3-10d孵育后,在培養(yǎng)基表面下形成針尖大小的半圓形菌落。
抵抗力 鉤端螺旋體對熱抵抗力弱,60℃1min即死亡。0.2%來蘇、1:2000升汞、1%石炭酸經(jīng)10-30min被殺滅。對青霉素敏感。在濕土或水中可存活數(shù)月,這在傳播上有重要意義。
分類
1.抗原分類
⑴屬特異性抗原(genus-specificproteinantigen,GP-AG):只存在于鉤端螺旋體屬中,細絲體屬無此抗原。故GP-AG有助于鉤端螺旋體病的血清學診斷,也可用于鉤端螺旋體科的分類.
⑵群特異性抗原(serogroup-specificantigen):系菌體類脂多糖復合物。
、切吞禺愋钥乖(serovar-specificantigen):系表面抗原,為多糖蛋白復合物。
應用顯微鏡凝集試驗(microscopicagglutinationtest,MAT)和凝集素吸收試驗(agglutinationabsorptiontest,AAT),可將鉤端螺旋體屬進行血清群和血清型的分類。目前問號狀鉤端螺旋體至少可分為25個血清群、273個血清型,其中有我國學者發(fā)現(xiàn)的237個血清型。迄今,我國已發(fā)現(xiàn)的致病性鉤端螺旋體至少有19個血清群、74個血清型,是發(fā)現(xiàn)血清型最多的國家。
2.DNA分類 應用DNA雜交技術(shù)對不同鉤端螺旋體株進行DNA同源性分析,可將腐生性的雙曲鉤端螺旋體分成3個基因種,致病性的問號狀鉤端螺旋體分成7個基因種。
二、致病性與免疫性
致病物質(zhì) 鉤端螺旋體具有類似細菌外毒素和內(nèi)毒素的致病物質(zhì)。
1.內(nèi)毒素樣物質(zhì)(endotoxin-likesubstance,ELS)或稱脂多糖樣物質(zhì)(lipopolysaccharide-likesubstance,LLS)。鉤端螺旋體的細胞壁中含有類似革蘭陰性菌的脂多糖物質(zhì)。經(jīng)動物試驗,其引起的病理變化與典型的內(nèi)毒素相似,只是活性較低。重癥患者表現(xiàn)的癥狀與病變亦與革蘭陰性菌內(nèi)毒素血癥類同。這種ELS與革蘭陰性菌的內(nèi)毒素LPS,在結(jié)構(gòu)上有一定差異。例如ELS缺乏2-酮-3脫氧辛糖酸(KDO),脂質(zhì)A不含3-羥基豆蔻酸,這些可能與ELS的毒性較低有關(guān)。
2.溶血素 波摩那型、犬型、七日熱型等鉤端螺旋體培養(yǎng)物上清液,有溶血素產(chǎn)生,能破壞紅細胞膜而溶血。注射入小羊,可出現(xiàn)貧血、出血、肝腫大、黃疸和血尿。溶血素不耐熱,56℃經(jīng)30失活。對氧穩(wěn)定,可被胰蛋白酶破壞。有認為溶血素的本質(zhì)是鞘磷酶C。
3.細胞毒性因子(cytotoxicityfactor,CTF) 鉤端螺旋體患者急性期血漿中存在有一種CTF,將之注射小鼠,可出現(xiàn)肌肉痙攣、呼吸困難而死亡。癥狀與鉤端螺旋體接種至金地鼠臨死前的癥狀相同。鉤端螺旋體無毒株不產(chǎn)生CTF。
另發(fā)現(xiàn)致病鉤端螺旋體能產(chǎn)生一種細胞致病作用(cytopathiceffect,CPE)物質(zhì)。56℃經(jīng)30被破壞。注射入家兔,可形成紅斑和水腫。
所致疾病 鉤端螺旋體病是一種人畜共患傳染病。我國已從50多種動物中檢出有致病性鉤端螺旋體,其中以鼠類和豬為主要儲存宿主,蛇、雞、鴨、鵝、蛙、兔等亦可能是儲存宿主。
動物感染鉤端螺旋體后,大多呈隱性感染,不發(fā)病。但在腎臟中長期存在,持續(xù)隨尿不斷排菌,污染水源和土壤。人類與污染的水或土壤接觸而受感染。鉤端螺旋體也可通過胎盤垂直感染胎兒,導致流產(chǎn);偶有經(jīng)哺乳傳給嬰兒或吸血昆蟲傳播。
鉤端螺旋體纖細、運動極為活潑,能穿透完整的粘膜或經(jīng)皮膚破損處進入人體。病原體進入后,即在局部迅速繁殖,并經(jīng)淋巴系統(tǒng)或直接進入血循環(huán)引起菌血癥。由于鉤端螺旋體的血清型別不同、毒力不一,宿主免疫水平差異,臨床表現(xiàn)輕重相差甚大。輕者似感冒,僅出現(xiàn)輕微的自限性發(fā)熱;重者可有明顯的肝、腎、中樞神經(jīng)系統(tǒng)損害,肺大出血,甚至死亡。鉤端螺旋體病的特點是起病急、高熱、乏力、全身酸痛、眼結(jié)膜充血、腓腸肌壓痛、表淺淋巴結(jié)腫大等。
免疫性 致病性鉤端螺旋體進入人體后,中性粒細胞不能吞噬病菌,單核-巨噬細胞可以吞噬。若病菌數(shù)量少、毒力低,病菌被完全或大部分殺滅,則感染不形成或呈隱性感染狀態(tài)。發(fā)病后1-2周,隨著特異性抗體的產(chǎn)生并逐漸增多,使吞噬細胞的吞噬和殺傷效率大為加強,血循環(huán)中的鉤端螺旋體迅速被清除。但抗體等對侵入腎臟的病菌作用較小,它們能在腎小管等組織中繼續(xù)有一定程度的繁殖和經(jīng)尿排菌,一般排菌在半年左右。
三、微生物學檢查法
病原體檢測 發(fā)病10內(nèi)取血液;1周后取尿液,有時可長達至3個月;有腦膜刺激者取腦脊液。
1.直接鏡檢 將標本行差速離心集菌后作暗視野檢查,或用Fontana鍍銀法染色后鏡檢。也可用免疫熒光法或免疫酶染色法檢查。
2.分離與鑒定 將標本接種至Korthof培養(yǎng)基,置28℃孵育。多數(shù)陽性標本在2周內(nèi)可見培養(yǎng)液呈輕度混濁,然后以暗視野顯微鏡檢查有無鉤端螺旋體存在。若有,則用已知診斷血清診斷鑒定其血清群和血清型。分離培養(yǎng)標本應連續(xù)觀察至4個月,仍無生長者始判定為陰性。
3.動物接種 是分離鉤端螺旋體的敏感方法,尤其適用于有雜菌污染的標本。方法是將標本接種于幼齡豚鼠或金地鼠腹腔。接種3-5d后,可用暗視野顯微鏡檢查腹腔液;亦可在接種后3-6d取心血檢查并作分離培養(yǎng)。動物死后解剖,可見皮下、肺部等有大小不等的出血斑,肝、脾臟器中有大量鉤端螺旋體存在。
4.分子生物學方法 采用同位素或生物素、地高辛標記的特異DNA探針法,其檢出標本中鉤端螺旋體的特異性、敏感性均優(yōu)于培養(yǎng)法,且得出結(jié)果快速。若先用PCR技術(shù)將特異DNA片段先行擴增,再用探針確定,則靈敏度更可提高。例如單用DNA探針技術(shù),可測出200條左右的鉤端螺旋體,加用PCR擴增后,則少至10條病原體就可檢出。
血清學診斷 應采取病程早、晚期雙份血清,一般在病初和發(fā)病后第3-4周各采一次。有腦膜刺激癥狀者采取腦脊液檢測特異抗體。
1.顯微鏡凝集試驗(MAT) 或稱凝溶試驗。鉤端螺旋體與相應的特異性抗體結(jié)合,可發(fā)生凝集現(xiàn)象,在暗視野顯微鏡下明顯可見。但當補體效價高時,則在補體的參與下,出現(xiàn)溶解反應。MAT有較高的特異性和敏感性,但需用不同血清型別的活鉤端螺旋體來作為已知抗原進行檢測。
2.間接凝集試驗 以乳膠(聚苯乙烯)或活性炭微粒為載體,吸附鉤端螺旋體可溶性抗原作為指示物。當這些以特異抗原致敏的載體與病人血清中的相應抗體結(jié)合后,就出現(xiàn)凝集現(xiàn)象,是為陽性反應。間接凝集試驗結(jié)果可用肉眼直接觀察。
以上各項血清學試驗有助于鉤端螺旋體病的診斷。MAT抗體效價>1:300,炭粒凝集效價>1:8、乳膠凝集效價>1:2,可判為陽性。但若第2次采血測定效價呈4倍或以上增長者,臨床意義更大。
四、防治原則
鉤端螺旋體病是一種人畜共患病,要做好防鼠、滅鼠工作,以及加強對帶菌家畜的管理。
在常年流行地區(qū),對易感人群和與疫水接觸者宜接種包含當?shù)亓餍兄暝趦?nèi)的多價鉤端螺旋體疫苗。目前沿用的是多價全細胞死疫苗,只要疫苗株的血清型與流行株一致,有肯定預防效果。但因接種量大、接種需多次,而全菌中帶有免疫預防無關(guān)的組分,因而有副反應較大等不足。為此,國內(nèi)外均在研究新一代的鉤端螺旋體疫苗。
我國研制的鉤端螺旋體外膜疫苗,經(jīng)過動物保護試驗、毒力試驗和安全試驗,皆獲得滿意結(jié)果。經(jīng)志愿者試驗,接種后無反應或反應極為輕微。免疫后1-3個月,血清特異抗體明顯上升,持續(xù)時間長。以后,在此第一代外膜疫苗研究基礎(chǔ)上,對培養(yǎng)基和生產(chǎn)工藝作了較大改進,制成了第2代外膜疫苗。動物試驗表明,接種100μg量即可獲得保護作用。人體接種后,副反應輕微,一次免疫后特異抗體明顯升高,免疫后3個月,抗體下降慢于全疫苗,提示第2代鉤端螺旋體外膜蛋白疫苗可以替代傳統(tǒng)的全疫苗,成為預防鉤端螺旋體的較理想的新一代疫苗。
其他研究中的新鉤端螺旋體新疫苗,尚有以其LPS或LPS與白喉類毒素偶聯(lián)物作為免疫原的。小鼠實驗發(fā)現(xiàn)兩者免疫后第4周出現(xiàn)特異抗體,6-8周時抗體效價達峰值,但LPS與白喉類毒素偶聯(lián)物產(chǎn)生的抗體效價要比單獨LPS的高15-100倍。表明鉤端螺旋體LPS或與白喉類毒素偶聯(lián)后,亦有可能成為預防鉤端螺旋體病的侯選新疫苗,值得進一步深入研究。