人兽共患病的检验诊断
上QQ阅读APP看书,第一时间看更新

第二章 人兽共患细菌病

第一节 葡萄球菌病

葡萄球菌病是常见的细菌感染性疾病,由葡萄球菌属 (Staphylococcus)细菌引起的包括皮肤、软组织化脓性感染、败血症、心内膜炎、肺炎、脑膜炎等疾病。葡萄球菌在自然界中分布十分广泛,人和畜禽的皮肤、黏膜、肠道、呼吸道及乳腺中均有葡萄球菌寄生,因此本菌有广泛的传播机会。临床上还可见葡萄球菌引起的异物相关感染,如尿路感染、骨髓炎、关节炎、肠炎等。
一、疾病概况
【病原学】
葡萄球菌属于微球菌科、葡萄球菌属,为革兰阳性球菌。典型的葡萄球菌呈球形或卵圆形,直径0.5~l.0μm,常呈单个、成对或葡萄状排列,无鞭毛,不产生芽胞。体外培养一般无荚膜,但在人或动物体内菌株可见荚膜。在固体培养基上生长的细菌呈葡萄状,致病性菌株的菌体稍小,菌体的排列和大小较整齐。衰老、死亡或被吞噬细胞吞噬以及药物如青霉素等作用下,革兰染色可呈阴性。
葡萄球菌的营养要求不高,在普通培养基上生长良好。需氧或兼性厌氧,18~40℃均可生长,最适生长温度35~37℃,最适pH 7.4~7.5。具耐盐性,在含10%的NaCl培养基中能生长,可用高盐培养基分离含有较多杂菌的标本。在普通培养基上生长良好,35~37℃培养18~24小时形成直径1~2mm,表面光滑、湿润、不透明、隆起的圆形菌落,不同菌株可产生白色或金黄色的脂溶性色素。在血平板上生长较好,形成较大菌落,多数致病性葡萄球菌可在菌落周围见到透明的β溶血环。不同菌株生化特性有所不同,多数菌株能分解葡萄糖、乳糖、麦芽糖和蔗糖,产酸不产气,致病菌株多能分解甘露醇和产卵磷脂酶,非致病菌则无此作用。还原硝酸盐,不产生靛基质。
葡萄球菌属分为32个种15个亚种。对人和动物常见的致病菌性葡萄球菌有金黄色葡萄球菌(S.aureus)和凝固酶阴性葡萄球菌(coagulase-negative Staphylococcus,CoNS)。在所有的葡萄球菌中,金黄色葡萄球菌的致病菌性最强,可产生多种侵袭性酶和毒素,通过多种途径侵入机体后可导致人或动物的皮肤、器官等发生多种感染。另外,金黄色葡萄球菌产生的肠毒素可引起人或动物食物中毒。近年来CoNS已成为医院感染的常见病原菌,可引起人工瓣膜性心内膜炎、尿道炎、中枢神经系统感染和菌血症等。CoNS中表皮葡萄球菌和溶血葡萄球菌是较常见的条件致病菌。施氏葡萄球菌、中间葡萄球菌和猫葡萄球菌常寄生于食肉动物,其中施氏葡萄球菌可引起人类的严重感染,中间葡萄球菌则通过犬咬伤人后,进入人体而引起感染。
葡萄球菌对理化因子的抵抗力较强,5%苯酚作用15分钟或75%乙醇数分钟才可杀死。
【流行病学】
1.传染源
健康人的皮肤、口腔、肠道中均有葡萄球菌,湿润的皮肤皱褶处,口咽部、消化道以及泌尿生殖道中常有金黄色葡萄球菌。除了人类带菌外,家畜、野生动物的鼻腔和咽喉也经常携带葡萄球菌,人类某些葡萄球菌还可在家养动物中做短暂停留。因此,健康人、葡萄球菌感染者以及病畜(禽)均是主要传染源。另外,健康人群带菌情况相当普遍,医院内医生、护士、护工等的带菌率可高达50%~90%,健康人群中约有20%为金黄色葡萄球菌的持续携带者。人偶尔也是观赏动物或家畜感染葡萄球菌的传染源。
2.传播途径
葡萄球菌的入侵途径主要是通过有损伤的皮肤和黏膜进入,也可因摄入含有肠毒素的食物或吸入染菌尘埃而致病。动物的传播方式是动物与动物的直接接触,或因鼻分泌物污染自身皮肤而发生感染,也可经消化道和呼吸道感染。偶见人与陪伴动物或家畜接触传播。
3.易感宿主
葡萄球菌感染可发生于人和各种温血动物。人类中新生儿、老年人、免疫缺陷者、恶性肿瘤、糖尿病患者、医院内有创口的外科患者、严重烧伤患者等,常受到金黄色葡萄球菌感染的威胁。
病后免疫力不强,可反复感染。动物感染以鸡和兔较多见。
【发病机制】
1.致病物质
葡萄球菌是人体皮肤和黏膜的正常菌群。金黄色葡萄球菌可产生多种毒力因子,其致病力强弱主要取决于其产生的毒素和侵袭性酶。
(1)葡萄球菌溶血素:
能损伤血小板,破坏溶酶体,引起肌体局部缺血和坏死。
(2)杀白细胞素:
可杀死人的白细胞和巨噬细胞。
(3)血浆凝固酶:
凝固酶和葡萄球菌的毒力密切相关。当金黄色葡萄球菌侵入人体时,该酶使血液或血浆中的纤维蛋白沉积于菌体表面或凝固,阻碍吞噬细胞的吞噬作用。葡萄球菌形成的感染易局部化与此酶有关。
(4)肠毒素:
葡萄球菌产生的肠毒素是一种可溶性蛋白质,耐热,经100℃煮沸30分钟不被破坏,也不受胰蛋白酶的影响,故误食污染肠毒素的食物后,在肠道作用于内酯神经受体,传入中枢,刺激呕吐中枢,引起呕吐,并产生急性胃肠炎症状。
(5)表皮溶解毒素:
也称表皮剥脱毒素,主要由噬菌体Ⅱ型金黄色葡萄球菌产生的一种蛋白质,分子量24 000,具有抗原性,可被甲醛脱毒成类毒素。引起人类或新生小鼠的表皮剥脱性病变,主要发生于新生儿和婴幼儿,引起烫伤样皮肤综合征。
(6)毒性休克综合毒素Ⅰ(TSST1):
系噬菌体Ⅰ群金黄色葡萄球菌产生。可引起发热,增加对内毒素的敏感性,增强毛细血管通透性,引起心血管紊乱而导致休克。
此外,金黄色葡萄球菌还产生脱氧核糖核酸酶、明胶酶、蛋白酶、脂肪酶、肽酶等。
2.病理表现
金黄色葡萄球菌可引起侵袭性和毒素性两种疾病。侵袭性疾病以化脓性感染为主要表现。通过各种途径侵入人或动物机体后,引起局部组织、内脏器官以及全身化脓性感染。局部感染主要表现为疖、痈、蜂窝织炎、伤口红肿化脓等;内脏器官感染常见肺炎、中耳炎、脓胸等;全身性感染以败血症、脓毒血症等多见。毒素性疾病主要由毒素引起,包括食物中毒、烫伤样皮肤综合征和毒性休克综合征。CoNS是皮肤和黏膜的正常菌群,侵入免疫功能低下人群或进入非正常寄居部位时,可引起多种感染。
【临床表现】
葡萄球菌对人可引起许多组织的各种化脓性疾病,以金黄色葡萄球菌感染最为常见。随着β-内酰胺类抗生素的广泛应用,耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)随之增加,且引起的感染和病死率有逐年增加的趋势。MRSA可通过接触途径进行传播,即易感人群从动物、人携带者或感染者获得MRSA,导致传播流行。各个地区和医院的MRSA检出率都明显有逐年增加的趋势。表皮葡萄球菌除可引起败血症、心内膜炎等外,也可导致尿路和皮肤感染,腐生葡萄球菌则主要引起尿路感染。根据发病机制,可将临床表现分为两大类型。
1.由毒素引起的疾病
(1)葡萄球菌胃肠炎:
进食污染葡萄球菌肠毒素的食物后,经30分钟至8小时潜伏期,即可出现恶心、呕吐、腹部疼痛和腹泻等急性胃肠炎症状,发病1~2天可自行恢复,病程自限,预后良好。
(2)烫伤样皮肤综合征:
感染产生表皮溶解毒素的金黄色葡萄球菌所致。多见于新生儿、幼儿及免疫功能低下的成人,患者皮肤呈弥漫红斑、起皱、继而形成水疱,致表皮脱落。
(3)中毒性休克综合征:
主要表现为高热、低血压、红斑皮疹伴脱屑和休克等,半数以上患者有呕吐、腹泻、肌痛、结膜及黏膜充血、肝肾功能损害等,偶尔有心脏受累的表现。
2.由葡萄球菌直接入侵或全身播散引起的疾病
侵袭性疾病主要引起化脓性炎症。葡萄球菌可通过多种途径侵入机体,导致皮肤或器官的多种感染,甚至败血症。
(1)皮肤、软组织感染:
主要有疖、痈、毛囊炎、脓痤疮、甲沟炎、睑腺炎、蜂窝织炎、压疮感染、肛周脓肿等,多由金黄色葡萄球菌引起。
(2)全身感染:
如败血症、脓毒血症等,多由金黄色葡萄球菌引起,新生儿、机体免疫功能严重受损时表皮葡萄球菌也可引起严重败血症。起病急骤,有寒战、高热,胃肠道症状,关节痛,皮疹,肝、脾大等。可伴有严重的毒血症状、感染性休克等。但感染性休克较革兰阴性菌败血症患者的发病率低。约2/3病例病程中可发生迁徙性损害和(或)脓肿。
(3)内脏器官感染:
如肺炎、脓胸、中耳炎、脑膜炎、心包炎、心内膜炎、尿路感染、骨关节感染等,主要由金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌引起。
二、检验诊断
【一般检查】
血清CRP升高,白细胞总数一般均增高,中性粒细胞增多,败血症时白细胞总数常达(10.0~30.0)×10 9/L。
【病原学检查】
1.标本
根据疾病类型和感染部位不同,可采集脓液、创伤分泌物、穿刺液、血液、尿液、痰液、脑脊液、粪便等,采集时应避免病灶周围正常菌群污染。
2.直接涂片染色检查
无菌取脓液、痰、渗出物及脑脊液(离心后取沉渣)涂片,革兰染色镜检。见革兰阳性球菌,葡萄状排列,无芽胞,无荚膜,可初步报告“查见革兰阳性葡萄状排列球菌,疑为葡萄球菌”。需注意衰老、死亡或被白细胞吞噬后,以及某些耐药菌株可被染成革兰阴性。
3.分离培养
血、骨髓、组织液等培养出细菌是确诊的重要依据。血标本先增菌培养,脓液、尿道分泌物、脑脊液沉淀物直接接种血平板,尿液标本必要时作细菌菌落计数,粪便、呕吐物等含有较多杂菌的标本最好接种高盐甘露醇平板。葡萄球菌在血琼脂平板上35~37℃培养18~24小时后形成较大菌落,有的菌株在菌落周围有透明的β溶血环,也有不发生溶血者。凡溶血性菌株大多具有致病性。对来源于动物或有杂菌污染的标本如食品等,需用含10%~15%的NaCl培养基分离金黄色葡萄球菌,也可用商品化的显色培养基快速分离筛选。
4.生化反应及鉴定特征
触酶阳性,多数分解葡萄糖、麦芽糖和蔗糖,产酸不产气,致病菌发酵甘露醇,血浆凝固酶阳性,耐热DNA酶阳性。常见葡萄球菌及主要鉴别特征见表2-1。
表2-1 常见葡萄球菌的主要鉴别特征
(1)血浆凝固酶试验:
以新鲜乙二胺四乙酸(EDTA)二钠抗凝兔血浆进行检测。有玻片法和试管法,前者检测结合型凝固酶,后者检测游离型凝固酶。玻片法以快速出现凝集颗粒为阳性;试管法以37℃水浴3~4小时后出现凝固为阳性,24小时不凝固为阴性。
(2)耐热核酸酶试验:
在含有甲苯胺蓝琼脂的DNA平板上,用无菌钢管打成直径为3mm的小孔,加入在沸水浴中15分钟后的细菌24小时肉汤培养物,38℃过夜,孔周出现粉红色圈为阳性。
(3)磷酸酶试验:
用接种针将待测葡萄球菌点种在含有硝基酚磷酸盐的pH 5.6~6.8的M-H琼脂平板上,35℃培养18~24小时,菌落周围出现黄色为阳性。
(4)吡咯烷酮芳基酰胺酶试验:
将被检菌24小时斜面培养物接种于含吡咯烷酮β-萘基酰胺(PYR)肉汤中,35℃孵育2小时,加入N,N-二甲氧基肉桂醛试剂后2分钟内产生桃红色为阳性。
(5)商品化鉴定系统:
Vitek2、Vitek AMS-3、API Staph等进行鉴定。
【免疫学检查】
免疫学检测方法主要用于葡萄球菌感染的流行病学调查和毒素检测,也可用于早期诊断严重金黄色葡萄球菌感染的患者或病畜。
1.抗体检测
可用对流免疫电泳(CIE)或ELISA法,检测患者或病畜血清中的磷壁酸抗体。正常人和畜此抗体滴度低,而金黄色葡萄球菌感染者血清中磷壁酸抗体滴度均≥1∶4。
2.抗原检测
用对流免疫电泳法检查脑脊液和胸腔积液中的抗原,有助于早期诊断,也可用放射免疫法检测感染动物血清中的抗原。
3.葡萄球菌肠毒素检测
可用动物学和免疫学方法检测,经典方法是幼猫腹腔注射食物中毒患者的高盐肉汤培养物,4小时内动物发生呕吐、腹泻、体温升高或死亡者,提示有肠毒素存在的可能。现多用免疫学方法,如免疫扩散法、反向间接凝血试验、反向被动乳胶凝集试验、放射免疫法、荧光免疫技术、ELISA、免疫印迹法等检测。此外,也有利用生物传感器检测葡萄球菌肠毒素。
【分子生物学检测】
针对耐热核酸酶 nuc、16SrRNA设计引物,用PCR技术扩增目的基因可鉴定葡萄球菌,针对 mecA基因设计引物进行PCR可快速检出MRSA。分子生物学技术检测 mecA基因是鉴定MRSA的金标准,但不常用于葡萄球菌病的诊断。对于动物来源或特殊标本怀疑为MRSA感染时,可通过扩增MRSA的 mecA基因以及葡萄球菌属 fem、nuc等基因进行检测,也可用DNA杂交技术和生物传感器等方法进行鉴定。此外,用特异性DNA探针与 mecA基因进行核酸杂交,是鉴定MRSA的可靠方法。
【诊断建议】
病原学诊断是确定葡萄球菌感染的依据。依靠各种不同部位感染的临床表现和从有关标本中找到或培养出病原菌可确诊;食物中毒诊断需进行细菌分离和肠毒素检测。
由于葡萄球菌在自然界中广泛存在,且有致病性和非致病性菌株之分,对于来源与外环境接触的标本如脓液、渗出液、呕吐物、残存食物等,只有检出优势葡萄球菌并确定是致病菌株,才可确诊。对来自无菌部位的标本如血液、关节穿刺液、胸腹水、脑脊液等,确定感染诊断时,一般只需要检出细菌即可确诊。
对人感染动物或动物感染人的菌株相关性或溯源检测,可通过菌株同源性分析确定。

(卢明芹 杜季梅)