結(jié)核分枝桿菌的介紹
臭名昭著的結(jié)核病的制造者即大名鼎鼎的結(jié)核分枝桿菌。他的戰(zhàn)斗力如此之強(qiáng),想必大家一定對(duì)其很好奇。結(jié)核分枝桿菌和牛分枝桿菌、非洲分枝桿菌還有田鼠分枝桿菌,四個(gè)好兄弟同屬結(jié)核分枝桿菌復(fù)合群。結(jié)核分枝桿菌和牛分枝桿菌、非洲分枝桿菌可感染人并致病,而田鼠分枝桿菌僅對(duì)鼠有致病性。
首先介紹一下結(jié)核分枝桿菌的形態(tài)樣貌。結(jié)核分枝桿菌是0.3-0.6μm×1-4μm的桿狀菌,身材直或稍彎曲,單個(gè)排列或偶成呈串狀,有分枝生長傾向。結(jié)核桿菌生長緩慢,無運(yùn)動(dòng)能力,性情懶惰,其最快分裂增殖速度為18小時(shí)一代,而大多數(shù)細(xì)菌都是幾分鐘或幾十分鐘便繁殖一代,如大腸桿菌約需20分鐘便可繁殖一代,10小時(shí)后,一個(gè)大腸桿菌繁殖10億個(gè)以上,可是一個(gè)結(jié)核桿菌18個(gè)小時(shí)才繁殖2個(gè)。在培養(yǎng)基中生長四周后,我們形成的菌落粗糙、突起、致密、有表面皺折和薄的不規(guī)則邊緣,菌落質(zhì)地很脆呈程度不同的黃色色澤:黃白、淺黃、黃色。
一般結(jié)核分枝桿菌不會(huì)輕易被染料染色,可是一旦著色后可耐受酸性乙醇的脫色及著色抗酸性。很可惜我們的這一特性后來被Ehrlich發(fā)現(xiàn)并加以利用,使原本隱形的結(jié)核分枝桿菌清清楚楚的呈現(xiàn)在顯微鏡下面。這使結(jié)核分枝桿菌同人類戰(zhàn)斗中威力大減,因?yàn)榻Y(jié)核分枝桿菌這種原本的隱形B2戰(zhàn)機(jī)不再隱形,人類可以很容易就發(fā)現(xiàn)結(jié)核分枝桿菌,針對(duì)其實(shí)施有效的打擊。再到后來結(jié)核分枝桿菌遇到更厲害的對(duì)手,Ziehl和Neeslen兩個(gè)人。他們以石炭酸復(fù)紅加溫染色和酸性乙醇脫色建立了齊-尼二氏染色法。這種方法被醫(yī)生一直沿用至今,用來發(fā)現(xiàn)并打擊結(jié)核分枝桿菌。但結(jié)核分枝桿菌不會(huì)束手就擒的,因?yàn)樗梢酝ㄟ^偽裝或改變自身用來迷惑敵人。比如,分枝桿菌的近親諾卡氏屬、玫瑰紅球?qū)俸桶魻顥U菌屬均有程度不一的著色抗酸性,所以結(jié)核分枝桿菌可用其近親作為自己的擋箭牌。另外結(jié)核分枝桿菌在生長過程中接受一些外界環(huán)境因素的刺激部分細(xì)胞壁脫落,菌體膨脹,著色抗酸性改變甚至完全喪失。這時(shí)結(jié)核分枝桿菌的形態(tài)改變了,不再是典型的桿狀,染色后和其它細(xì)菌沒有什么區(qū)別,增加了醫(yī)生發(fā)現(xiàn)結(jié)核分枝桿菌的難度,使其有可能逃過醫(yī)生的火眼晶晶。
結(jié)核分枝桿菌的形態(tài)是另一重要特征。早在1900年人們就發(fā)現(xiàn)了結(jié)核分枝桿菌形態(tài)多形性現(xiàn)象。電子顯微鏡觀察也證明形態(tài)多樣性的存在。人工培養(yǎng)基中生長的結(jié)核分枝桿菌往往與患病組織中結(jié)核分枝桿菌有差異。感染組織或痰中的菌體更長、更彎曲和更多的串珠狀個(gè)體。在巨噬細(xì)胞中生長的結(jié)核分枝桿菌有十分明顯的條索狀生長。在淋巴結(jié)中可觀察到顆粒樣、球狀體直至各種大小、各種形態(tài)和排列方式的桿菌形態(tài)。抗結(jié)核藥物的應(yīng)用可增加結(jié)核分枝桿菌形態(tài)多樣性出現(xiàn)的機(jī)會(huì)。目前有兩種假說解釋結(jié)核分枝桿菌形態(tài)多樣性的產(chǎn)生,即個(gè)體發(fā)育階段說和環(huán)境適應(yīng)說。個(gè)體發(fā)育階段說解釋結(jié)核分枝桿菌各種形態(tài)是不同生長相的形態(tài)。環(huán)境適應(yīng)說則認(rèn)為結(jié)核分枝桿菌形態(tài)多樣性產(chǎn)生的原因是對(duì)所面對(duì)不良生存環(huán)境的反應(yīng)。陳舊培養(yǎng)物中由于氮源缺乏、低氧分村,導(dǎo)致不平衡代謝,而出現(xiàn)菌體自溶現(xiàn)象。在這些培養(yǎng)物中往往可見球狀態(tài)和染色性改變的個(gè)體。在合適的條件下重現(xiàn)時(shí),自溶物可重新生長成特征性桿菌。電子顯微鏡也證明結(jié)核分枝桿菌H37Rv株在自溶時(shí),原生質(zhì)濃縮,脂肪向一端凝聚形成短桿狀。
結(jié)核分枝桿菌各種形態(tài)可歸納為桿菌相、球菌相、顆粒相和濾過相等四種類型。
1.桿菌相:臨床標(biāo)本中,除典型的桿菌形態(tài)外,往往會(huì)發(fā)現(xiàn)長度、彎曲度各異的多咱形態(tài)的結(jié)核分枝桿菌,甚至出現(xiàn)串珠狀和絲狀細(xì)胞。
2.球菌相:球菌相可能是由于細(xì)胞壁缺陷或發(fā)育不全的異型形態(tài)。橫隔紊亂的球狀體和L-型細(xì)胞是球狀體的兩種形態(tài)。球狀體是由Steenken氏于1936年在一結(jié)核分枝桿菌陳舊性菌落中心發(fā)現(xiàn)的。無論自發(fā)產(chǎn)生或在抗菌藥物誘導(dǎo)下產(chǎn)生的球狀體均有很薄的細(xì)胞壁,紊亂無序的橫隔,細(xì)胞壁中不含有分枝桿菌屬特征性的阿拉伯糖苷分枝菌酸。L-型細(xì)胞是一種細(xì)胞壁成份全部或大部分缺失的細(xì)胞壁缺陷型。L-型細(xì)胞部分細(xì)胞壁脫落,菌體膨脹,細(xì)菌著色抗酸性退行性改變,甚至完全喪失。在適宜條件下,L-型細(xì)胞可恢復(fù)成正常桿菌。各種抗結(jié)核藥物如異煙肼、利福平、乙胺丁醇、鏈霉素和環(huán)絲氨酸均可在體外繡發(fā)L-型細(xì)胞產(chǎn)生。在含人、馬和豚鼠血清培養(yǎng)基中很易得到L-型細(xì)胞,說明體內(nèi)因子參與人體內(nèi)L-型細(xì)胞的形成。
一般認(rèn)為,結(jié)核分枝桿菌細(xì)胞成份和其病原性有關(guān)。因此,引起了關(guān)于L-型細(xì)胞毒力問題的爭論。無病原性學(xué)者認(rèn)為,L-型細(xì)胞只是在其恢復(fù)成細(xì)胞壁完整的細(xì)菌是才具有真正的致病性。但是另一些學(xué)者認(rèn)為,正是由于缺乏細(xì)胞壁成份,L-型結(jié)核分枝桿菌得以逃脫巨噬細(xì)胞的識(shí)別,或阻礙巨噬細(xì)胞的活化,獲得在體內(nèi)增殖或生存的機(jī)會(huì)。目前,這兩種觀點(diǎn)尚缺乏依據(jù)。L-型結(jié)核分枝桿菌與化療的關(guān)系受到人們的注意。含L-型結(jié)核分枝桿菌多有局灶性結(jié)核炎癥和病程遷延性等臨床特征。抗結(jié)核藥物可進(jìn)一步誘發(fā)L-型結(jié)核分枝桿菌的產(chǎn)生,減弱抗結(jié)核藥物的作用,影響療效和預(yù)后。在化療過程中,桿菌相個(gè)體數(shù)下降,L-型結(jié)核分枝桿菌相對(duì)增加,直至桿菌相消失,出現(xiàn)以L-型結(jié)核分枝桿菌為主的遷延性或休眠性病理狀態(tài)。
3.顆粒相:又稱莫赫顆粒,一般認(rèn)為,莫赫顆粒是結(jié)核分枝桿菌非耐酸性非細(xì)胞相,有感染豚鼠并發(fā)育成正常桿菌的能力。有人認(rèn)為,莫赫顆??赡苁莻€(gè)體發(fā)育過程中一階段。遺憾的是,顆粒相結(jié)核分枝桿菌存在的可能性和其生物學(xué)及臨床意義被多數(shù)分枝桿菌學(xué)家和臨床學(xué)家所忽略。
4.濾過相:有些結(jié)核病人化療3個(gè)月和6個(gè)月后,空洞仍存在,但未能成功分離培養(yǎng)出結(jié)核分枝桿菌。但是,通過電子顯微鏡和生物學(xué)檢查發(fā)現(xiàn)空洞壁中存在形態(tài)小于正常桿菌20倍的超小型結(jié)核分枝桿菌,可通過細(xì)菌濾膜。我們把這種可通過細(xì)菌濾膜的微細(xì)球狀體稱為結(jié)核分枝桿菌濾過相或?yàn)V過型。它具有電子致密的外殼和很低的蛋白含量,可在宿主體內(nèi)持續(xù)存在。而且濾過相極可能是結(jié)核分枝桿菌在宿主體內(nèi)產(chǎn)生持留現(xiàn)象的一個(gè)原因。