結(jié)核分枝桿菌（M.tuberculosis），俗稱結(jié)核桿菌（tubercle bacillus），是引起結(jié)核病的病原體。1882年由德國細菌學(xué)家郭霍（Robert Koch，1843-1910）發(fā)現(xiàn)并證明為人類結(jié)核病的病原菌，該菌可侵犯全身各器官，但以引起肺結(jié)核最多見。結(jié)核病是一種古老的疾病，全球廣泛分布，是細菌感染性疾病致死的首位原因。

結(jié)核桿菌是需氧菌，生長緩慢，但它對干燥、冷、酸、堿等抵抗力也很強，在陽光直射下，痰中結(jié)核桿菌需要經(jīng)過2～7小時才會被殺死。

簡介

結(jié)核分枝桿菌（M. tuberculosis）簡稱為結(jié)核桿菌（tubercle bacilli），是人類結(jié)核病的病原體。是專性需氧的一類細菌，抗酸染色陽性。無鞭毛，有菌毛，有微莢膜但不形成芽孢，其細菌壁既沒有革蘭陽性菌的磷壁酸，也沒有革蘭陰性菌的脂多糖。德國細菌學(xué)家郭霍（Robert Koch，1843-1910）于1882年發(fā)現(xiàn)并證明為人類結(jié)核病的病原菌。該菌感染人體導(dǎo)致的結(jié)核病是嚴重影響人類生命健康的一種傳染病，經(jīng)過與其幾個世紀的抗?fàn)幒笾饾u得到控制，但近年來由于多種因素的影響，該疾病變得日趨嚴重。

研究歷史

1882年，德國細菌學(xué)家郭霍（Robert Koch，1843-1910）首先發(fā)現(xiàn)并證明結(jié)核分枝桿菌是結(jié)核病的病原菌。本菌可侵犯全身各組織器官，但以肺部感染最多見。結(jié)核病嚴重影響人類健康和生命，人類與之斗爭了許多世紀。在17-18世紀的歐洲，結(jié)核病被稱為"白色瘟疫"，幾乎100%的歐洲人被感染，25%的歐洲人死亡。隨著抗結(jié)核藥物的不斷發(fā)展和衛(wèi)生生活狀況的改善，結(jié)核的發(fā)病率和死亡率曾一度大幅下降。20世紀90年代以來，由于艾滋病和結(jié)核分枝桿菌耐藥菌株的出現(xiàn)、免疫抑制劑的應(yīng)用、吸毒、貧困及人口流動等因素，全球范圍內(nèi)結(jié)核病的疫情驟然惡化。結(jié)核病成為首要的再現(xiàn)傳染病，成為了全球尤其是發(fā)展中國家最為嚴重的全球性衛(wèi)生問題。全世界約有1/3的人感染結(jié)核分枝桿菌，每年有900萬的新病例出現(xiàn)，有200萬人死于該疾病。

生物學(xué)性狀

形態(tài)與染色

結(jié)核分枝桿菌為細長略帶彎曲的桿菌，大小1～4X0.4μm。牛分枝桿菌則比較粗短。分枝桿菌屬的細菌細胞壁脂質(zhì)含量較高，約占干重的60%，大量分枝菌酸（mycolic acid）包圍在肽聚糖層的外面，可影響染料的穿入。分枝桿菌一般用齊尼（Ziehl-Neelsen）抗酸染色法，以5%石炭酸復(fù)紅加溫染色后可以染上，但用3%鹽酸乙醇不易脫色。若再加用美藍復(fù)染，則分枝桿菌呈紅色，而其他細菌和背景中的物質(zhì)為藍色。本菌無芽孢、無鞭毛。

結(jié)核分枝桿菌在體內(nèi)外經(jīng)青霉素、環(huán)絲氨酸或溶菌酶誘導(dǎo)可影響細胞壁中肽聚糖的合成，異煙肼影響分枝菌酸的合成，巨噬細胞吞噬結(jié)核分枝桿菌后溶菌酶的作用可破壞肽聚糖，均可導(dǎo)致其變?yōu)長型細菌，呈顆粒狀或絲狀。異煙肼影響分枝菌酸的合成，可變?yōu)榭顾崛旧幮?。這種形態(tài)多形染色多變在肺內(nèi)外結(jié)核感染標(biāo)本中常能見到。臨床結(jié)核性冷膿瘍和痰標(biāo)本中甚至還可見有非抗酸性革蘭陽性顆粒，過去稱為Much顆粒。該顆粒在體內(nèi)或細胞培養(yǎng)中能返回為抗酸性桿菌，故亦為L型細菌。

培養(yǎng)特性

專性需氧。最適溫度為37℃，低于30℃不生長。結(jié)核分枝桿菌細胞壁的脂質(zhì)含量較高，影響營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，故生長緩慢。結(jié)核菌在含氧40%~50%并有5%~10%CO2和溫度為36℃±5℃，合適PH值為6.8~7.2的條件下生長旺盛。在一般培養(yǎng)基中每分裂1代需時18～24小時，營養(yǎng)豐富時只需5小時。

初次分離需要營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基。常用的有羅氏（Lowenstein-Jensen）固體培養(yǎng)基，內(nèi)含蛋黃、甘油、馬鈴薯、無機鹽和孔雀綠等。孔雀綠可抑制雜菌生長，便于分離和長期培養(yǎng)。蛋黃含脂質(zhì)生長因子，能刺激生長。根據(jù)接種菌多少，一般2～4周可見菌落生長。菌落呈顆粒、結(jié)節(jié)或花菜狀，乳白色或米黃色，不透明。在液體培養(yǎng)基中可能由于接觸營養(yǎng)面大，細菌生長較為迅速。一般1～2周即可生長。臨床標(biāo)本檢查液體培養(yǎng)比固體培養(yǎng)的陽性率高數(shù)倍。

生化反應(yīng)

結(jié)核分枝桿菌不發(fā)酵糖類。與牛分枝桿菌的區(qū)別在于結(jié)核分枝桿菌可合成煙酸和還原硝酸鹽，而牛分枝桿菌不能。熱觸酶試驗對區(qū)別結(jié)核分枝桿菌與非結(jié)核分枝桿菌有重要意義。結(jié)核分枝桿菌大多數(shù)觸酶試驗陽性，而熱觸酶試驗陰性； 非結(jié)核分枝桿菌則大多數(shù)兩種試驗均陽性。熱觸酶試驗檢查方法是將濃的細菌懸液置68℃水浴加溫20分鐘，然后再加H2O2。觀察是否產(chǎn)生氣泡，有氣泡者為陽性。

抵抗力

結(jié)核分枝桿菌對乙醇敏感，在70%乙醇中2分鐘死亡。此外，菌體脂質(zhì)可防止菌體水分丟失，故對干燥的抵抗力特別強。粘附在塵埃上保持傳染性8～10d，在干燥痰內(nèi)可存活6～8個月。結(jié)核分枝桿菌對濕熱敏感，在液體中加熱62～63℃ 15分鐘或煮沸即被殺死。結(jié)核分枝桿菌對紫外線敏感。直接日光照射數(shù)小時可被殺死，可用于結(jié)核患者衣服、書籍等的消毒。

結(jié)核分枝桿菌對酸（3%HCl或6%H2SO4）或堿（4%NaOH）有抵抗力，15分鐘不受影響?？稍诜蛛x培養(yǎng)時用于處理有雜菌污染的標(biāo)本和消化標(biāo)本中的粘稠物質(zhì)。結(jié)核分枝桿菌對1：13000孔雀綠有抵抗力，加在培養(yǎng)基中可抑制雜菌生長。

變異性

結(jié)核分枝桿菌可發(fā)生形態(tài)、菌落、毒力、免疫原性和耐藥性等變異?？ń槊纾˙CG）就是Calmette和Guerin（1908）將牛結(jié)核分枝桿菌在含甘油、膽汁、馬鈴薯的培養(yǎng)基中經(jīng)13年230次傳代而獲得的減毒活疫苗株，現(xiàn)廣泛用于預(yù)防接種。

致病性

結(jié)核分枝桿菌不產(chǎn)生內(nèi)、外毒素。其致病性可能與細菌在組織細胞內(nèi)大量繁殖引起的炎癥，菌體成分和代謝物質(zhì)的毒性以及機體對菌體成分產(chǎn)生的免疫損傷有關(guān)。

致病物質(zhì)

1.莢膜　莢膜的主要成分為多糖，部分脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。其對結(jié)核分枝桿菌的作用有：①莢膜能與吞噬細胞表面的補體受體3（CR3）結(jié)合，有助于結(jié)核分枝桿菌在宿主細胞上的粘附與入侵；②莢膜中有多種酶可降解宿主組織中的大分子物質(zhì)，供入侵的結(jié)核分枝桿菌繁殖所需的營養(yǎng)；③莢膜能防止宿主的有害物質(zhì)進入結(jié)核分枝桿菌，甚至如小分子NaOH也不易進入。故結(jié)核標(biāo)本用4%NaOH消化時，一般細菌很快殺死，但結(jié)核分枝桿菌可耐受數(shù)十分鐘。結(jié)核分枝桿菌入侵后莢膜還可抑制吞噬體與溶酶體的融合。

2．脂質(zhì)　據(jù)實驗研究細菌毒力可能與其所含復(fù)雜的脂質(zhì)成分有關(guān)，特別是糖脂更為重要。①索狀因子：是分枝菌酸和海藻糖結(jié)合的一種糖脂。能使細菌在液體培養(yǎng)基中呈蜿蜒索狀排列。此因子與結(jié)核分枝桿菌毒力密切相關(guān)。它能破壞細胞線粒體膜，影響細胞呼吸，抑制白細胞游走和引起慢性肉芽腫。若將其從細菌中提出，則細菌喪失毒力。②磷脂：能促使單核細胞增生，并使炎癥灶中的巨噬細胞轉(zhuǎn)變?yōu)轭惿掀ぜ毎?，從而形成結(jié)核結(jié)節(jié)。③硫酸腦苷脂（sulfatide）：可抑制吞噬細胞中吞噬體與溶酶體的結(jié)合，使結(jié)核分枝桿菌能在吞噬細胞中長期存活。④蠟質(zhì)D：是一種肽糖脂和分枝菌酸的復(fù)合物，可從有毒株或卡介苗中用甲醇提出，具有佐劑作用，可激發(fā)機體產(chǎn)生遲發(fā)型超敏反應(yīng)。

3.蛋白質(zhì)　結(jié)核分枝桿菌含有大量蛋白質(zhì)，作為毒力因子與細菌致病性有關(guān)。結(jié)核菌素是菌體蛋白的主要成分，和蠟質(zhì)D結(jié)合后能使機體發(fā)生超敏反應(yīng)，引起組織壞死和全身中毒癥狀，并在形成結(jié)核結(jié)節(jié)中發(fā)揮一定作用。

所致疾病

結(jié)核分枝桿菌可通過呼吸道、消化道或皮膚損傷侵入易感機體，引起多種組織器官的結(jié)核病，其中以通過呼吸道引起肺結(jié)核為最多。結(jié)核分枝桿菌可通過飛沫微滴或含菌塵埃的吸入，故肺結(jié)核較為多見。

1.肺內(nèi)感染⑴原發(fā)感染：多發(fā)生于兒童。多表現(xiàn)為低熱，盜汗，少量咯血等癥狀。肺泡中有大量巨噬細胞，少數(shù)活的結(jié)核分枝桿菌進入肺泡即被巨噬細胞吞噬。由于該菌有大量脂質(zhì)，可抵抗溶菌酶而繼續(xù)繁殖，使巨噬細胞遭受破壞，釋放出的大量菌在肺泡內(nèi)引起炎癥，稱為原發(fā)灶。初次感染的機體因缺乏特異性免疫，結(jié)核分枝桿菌常經(jīng)淋巴管到達肺門淋巴結(jié)，引起肺門淋巴結(jié)腫大和導(dǎo)致淋巴管炎，三者稱為原發(fā)綜合征。其中少數(shù)患者因免疫低下，可經(jīng)血和淋巴系統(tǒng)，播散至骨、關(guān)節(jié)、腎、腦膜及其他部位引起相應(yīng)的結(jié)核病。90%以上的原發(fā)感染形成纖維化或鈣化，不治而愈，但病灶內(nèi)常仍有一定量的結(jié)核分枝桿菌長期潛伏。

⑵繼發(fā)性感染：本類型是成人最常見的類型。病灶亦以肺部為多見。多為原發(fā)潛伏病灶來源細菌導(dǎo)致，少數(shù)是外來源性細菌感染。主要表現(xiàn)為低熱，盜汗，咯血等癥狀。長呈慢性發(fā)病，少數(shù)急性發(fā)作。由于免疫以及治療的差別導(dǎo)致出現(xiàn)多種不同類型的病灶。繼發(fā)性結(jié)核病病灶趨于極限，但是排菌較多，在流行病學(xué)上更為重要。

2.肺外感染　部分患者結(jié)核分枝桿菌可進入血液循環(huán)引起肺內(nèi)、外播散，如腦、腎結(jié)核，痰菌被嚥入消化道也可引起腸結(jié)核、結(jié)核性腹膜炎等。

免疫性

免疫機制

結(jié)核分枝桿菌是兼性胞內(nèi)寄生菌，其免疫主要是以T細胞為主的細胞免疫，CD4T細胞是主要的免疫細胞。機體對結(jié)核分枝桿菌雖能產(chǎn)生抗體，但此抗體無保護作用。CD4T細胞激活后釋放細胞因子刺激巨噬細胞，巨噬細胞殺傷和清除結(jié)核分枝桿菌，從而使病灶炎癥消失，機體康復(fù)。病灶的清除與病灶的大小有關(guān)，病灶過大，形成纖維囊時，則巨噬細胞無法進入殺滅細菌，細菌會在病灶中進入靜息狀態(tài)，產(chǎn)生潛伏感染。

結(jié)核的免疫屬于感染免疫（infection immunity），又稱有菌免疫，即只有當(dāng)結(jié)核分枝桿菌或其組分存在體內(nèi)時才有免疫力。一旦體內(nèi)的結(jié)核分枝桿菌或其組分全部消失，免疫也隨之不存在。

超敏反應(yīng)

隨著機體對結(jié)核分枝桿菌產(chǎn)生保護作用的同時，也可以有遲發(fā)型超敏反應(yīng)的產(chǎn)生，二者均為T細胞介導(dǎo)的結(jié)果。超敏反應(yīng)既與免疫機制有關(guān)，也與細菌的致病機制有關(guān)。

實驗室診斷

結(jié)核菌素試驗

結(jié)核菌素試驗（PPDtest）是應(yīng)用結(jié)核菌素進行皮膚試驗來測定機體對結(jié)核分枝桿菌是否能引起超敏反應(yīng)的一種試驗。

常規(guī)試驗分別取2種PPD 5個單位注射兩前臂皮內(nèi)，48～72h后紅腫硬結(jié)超過5mm者為陽性，≥15mm為強陽性，對臨床診斷有意義。若PPD-C側(cè)紅腫大于BCG-PPD側(cè)為感染。反之，BCG-PPD側(cè)大于PPD-C側(cè)，可能系卡介苗接種所致。

陰性反應(yīng)表明未感染過結(jié)核分枝桿菌，但應(yīng)考慮以下情況：①感染初期，因結(jié)核分枝桿菌感染后需4周以上才能出現(xiàn)超敏反應(yīng)；②老年人；③嚴重結(jié)核患者或正患有其他傳染病，如麻疹導(dǎo)致的細胞免疫低下；④獲得性細胞免疫低下，如艾滋病或腫瘤等用過免疫抑制劑者。為排除假陰性，國內(nèi)有的單位加用無菌植物血凝素（PHA）針劑，0.1ml含10μg作皮試。若24h紅腫大于PHA皮丘者為細胞免疫正常，若無反應(yīng)或反應(yīng)不超過PHA皮丘者為免疫低下。

結(jié)核菌γ干擾素釋放試驗

細胞免疫介導(dǎo)的結(jié)核菌γ干擾素釋放試驗（T-cell interferon gamma release assays，TIGRA，又稱IFNGRA或GRA）是近年來采用酶聯(lián)免疫吸附測定（ELISA）或酶聯(lián)免疫斑點（ELISPOT）法定量檢出受檢者全血或外周血單個核細胞對結(jié)核分枝桿菌特異性抗原的IFN-γ檢測釋放反應(yīng)，用于結(jié)核菌潛伏感染的診斷。IFN-γ為Th1細胞分泌的一種細胞因子，不但能夠反映機體結(jié)核的Th1細胞免疫情況，還與體內(nèi)結(jié)核菌的抗原含量密切相關(guān)。被結(jié)核分枝桿菌抗原致敏的T細胞再遇到同類抗原時能產(chǎn)生高水平的IFN-γ，因此被用于結(jié)核潛伏感染的診斷。特異性強于PPD。

直接涂片鏡檢

標(biāo)本直接涂片或集菌后涂片，用抗酸染色。若找到抗酸陽性菌即可初步診斷。抗酸染色一般用Ziehl-Neelsen法。為加強染色，可用IK（intensified Kinyoun）法染色。將石炭酸復(fù)紅染色過夜，用0.5%鹽酸乙醇脫色30s，則包括大多結(jié)核分枝桿菌L型也可著色。為提高鏡檢敏感性，也可用金胺染色，在熒光顯微鏡下結(jié)核分枝桿菌呈顯金黃色熒光。

分離培養(yǎng)

將經(jīng)中和集菌材料接種于固體培養(yǎng)基，器皿口加橡皮塞于37℃培養(yǎng)，每周觀察1次。結(jié)核分枝桿菌生長緩慢，一般需2～4周長成肉眼可見的落菌。液體培養(yǎng)可將集菌材料滴加于含血清的培養(yǎng)液，則可于1～2周在管底見有顆粒生長。取沉淀物作涂片，能快速獲得結(jié)果，并可進一步作生化、藥敏等測定和區(qū)分結(jié)核分枝桿菌與非結(jié)核分枝桿菌。國內(nèi)學(xué)者已證明結(jié)核分枝桿菌L型可存在于血細胞內(nèi)或粘附于細胞表面。這種患者往往血沉加快，用低滲鹽水溶血后立即接種高滲結(jié)核分枝桿菌L型培養(yǎng)基能提高培養(yǎng)陽性率。

動物試驗

將集菌后的材料注射于豚鼠腹股溝皮下，3～4周后若局部淋巴結(jié)腫大，結(jié)核菌素試驗陽轉(zhuǎn)，即可進行解剖。觀察肺、肝、淋巴結(jié)等器官有無結(jié)核病變，并作形態(tài)、培養(yǎng)等檢查。若6～8周仍不見發(fā)病，也應(yīng)進行解剖檢查。

快速診斷

一般涂片檢查菌數(shù)需5x103～4/ml，培養(yǎng)需1x102/ml，標(biāo)本中菌數(shù)少于此數(shù)時不易獲得陽性結(jié)果，且培養(yǎng)需時較長。應(yīng)用多聚酶鏈反應(yīng)（PCR）擴增技術(shù)應(yīng)用于結(jié)核分枝桿菌DNA鑒定，每ml中只需含幾個細菌即可獲得陽性，且1-2d得出結(jié)果。操作中需注意實驗器材的污染問題，以免出現(xiàn)假陽性。又細菌L型由于缺壁并有代償性細胞膜增厚，而一般常用的溶菌酶不能使細胞膜破裂釋出DNA，以致造成PCR假陰性。用組織磨碎器充分研磨使細胞破裂后，則可出現(xiàn)陽性。有條件的單位使用BACTEC法，以含14C棕櫚酸作碳源底物的7H12培養(yǎng)基，測量在細菌代謝過程中所產(chǎn)生的14C量推算出標(biāo)本中是否有抗酸桿菌，5～7d就可出報告。

防治原則

預(yù)防

近20年國際組織提出控制結(jié)核病主要方法有：發(fā)現(xiàn)和治療痰菌陽性者在傳染源上進行防控?？ń槊纾˙CG）接種。目前較普遍的看法是接種后尚不足以預(yù)防感染，但可以顯著降低新生兒發(fā)病及嚴重性。Dots戰(zhàn)略是who根據(jù)20年來的經(jīng)驗將其上升為一種保證結(jié)核病控制對策獲得成功的戰(zhàn)略。

治療

目前結(jié)核病治療主要以藥物化療為主。利福平、異煙肼、乙胺丁醇、鏈霉素，吡嗪酰胺等為一線抗結(jié)核藥物。藥物失敗或者危及生命的局限性病變等可以采取手術(shù)治療。治療中重要的還有對癥治療，例如發(fā)熱的治療，咯血的防治等。