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土拉菌病的病原体

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最近審查:06.07.2025
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土拉菌病是动物(啮齿类动物)的主要疾病,在人类中则是一种急性传染病,临床表现多样,恢复缓慢。土拉菌病的病原体——土拉弗朗西斯菌,由G. McCoy和S. Chapin于1912年在图莱里湖(加利福尼亚州)附近的地松鼠中发现,E. Francis对其进行了详细研究,并以他的名字命名了该属。

这些菌株体型极小,大小为0.2-0.7微米,呈球状或椭圆状多形杆状,使用特殊染色方法时常呈现双极染色;它们不运动,革兰氏阴性,不形成孢子;过氧化氢酶阴性,产生H2S,为严格需氧菌,最适生长温度为37°C,pH值为6.7-7.2。强毒株有荚膜,在发酵某些碳水化合物(葡萄糖、麦芽糖、甘露糖、果糖、糊精)时产酸但不产气,不同菌株的发酵程度不同,DNA中G+C的含量为33-36摩尔%。土拉弗朗西斯菌在普通培养基中不能生长。G. McCoy和Sh. Chapin使用凝固型卵黄培养基。土拉菌杆菌在其上生长,形成类似露珠的纤细小菌落,随后培养物会呈现出一层纤细的鲨鱼皮涂层,并带有微弱的粘液稠度。E. Francis 建议使用营养琼脂来培养土拉菌杆菌,其中含有 0.05-0.1% 的胱氨酸、1% 的葡萄糖和 5-10% 的血液。在这种培养基中,菌落生长得更加茂盛和粗糙:菌落呈圆形,表面光滑,呈乳白色,湿润,具有粘液稠度,周围环绕着特征性的绿色光晕。菌落生长缓慢,在第 3-5 天达到最大尺寸(1-4 毫米)。土拉菌杆菌在鸡胚的卵黄囊中繁殖良好,并于第 3-4 天导致鸡胚死亡。

土拉弗朗西斯菌的生长需要以下氨基酸:精氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、脯氨酸、苏氨酸、组氨酸、缬氨酸、胱氨酸,某些亚种还需要丝氨酸、酪氨酸、天冬氨酸;此外,土拉弗朗西斯菌的生长还需要泛酸、硫胺素和Mg2+离子。考虑到这些特性,可以使用合成培养基来培养土拉弗朗西斯菌。

弗朗西斯菌属(Francisella)属于变形菌门(Proteobacteria)、γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)。该属还包括新凶手弗朗西斯菌(F. novicida),其对人类的致病性尚不明确。

土拉菌病的病原体是一种细胞内寄生虫。其毒性源于其荚膜抑制吞噬作用、神经氨酸酶促进粘附、内毒素、细胞壁的致敏性,以及在吞噬细胞中繁殖并抑制其杀伤作用的能力。其毒性机制尚未阐明。此外,在土拉菌中发现了能够与IgG免疫球蛋白Fc片段相互作用的受体。这种结合会破坏补体系统和巨噬细胞的活性。

S型(强毒力)的土拉弗朗西斯菌有两种抗原——O抗原和Vi抗原(荚膜抗原)。O抗原与布鲁氏菌的抗原相关。S型→SR型→R型的分离会导致荚膜、毒力和免疫原性的丧失。土拉弗朗西斯菌种分为三个地理亚种(亚种):

  • 全北极地区(对家兔致病性低,不发酵甘油,也不含有北半球国家发现的瓜氨酸脲酶);
  • 中亚(对兔子致病性低,含有瓜氨酸脲酶并能发酵甘油);
  • 新北菌(美洲),对兔子的致病性更强,可发酵甘油,含有瓜氨酸脲酶。

此外,美洲和中亚亚种的菌株具有磷酸酶活性,而全北极亚种的菌株则没有这种活性。

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土拉菌病病原体的耐药性

土拉弗朗西斯菌在外部环境中相当稳定,尤其是在病理物质中。在饲料、谷物中,以及被病鼠粪便污染的环境中,其存活时间可达4个月;在水中可达3个月;在冰中可达1个月以上。土拉弗朗西斯菌对阳光直射(30分钟内死亡)、高温(60°C下10分钟内死亡)敏感,在3%来苏尔溶液、50%酒精、福尔马林和其他消毒剂的作用下,5-10分钟内即可死亡。

土拉菌病的流行病学

土拉菌病在自然界的主要宿主是啮齿动物,其中在自然条件下观察到动物流行病。人类仅通过动物感染;病原体不会在人与人之间传播。该病原体已在82种啮齿动物和兔形目动物中发现,最常见于4个科的代表动物:鼠科(Muridae)、野兔科(Leporidae)、松鼠科(Sciuridae)和跳鼠科(Dipodidae)。在俄罗斯,主要的带菌者是鼠科啮齿动物:水鼠、普通田鼠、家鼠和麝鼠。

根据对土拉菌病的敏感性,动物可分为四类:

  • 第一组 - 最易感动物(田鼠、水鼠、家鼠、白鼠、豚鼠等)。最低致死剂量为一个微生物细胞;
  • 第二类——敏感性较低(灰鼠、地鼠等)。最低致死剂量为10亿个微生物细胞,但一个微生物细胞就足以感染其中一些;
  • 第三组(捕食动物——猫、狐狸、雪貂)。对高感染剂量有抵抗力,疾病进展时无明显症状;
  • 第 4 组 - 对土拉菌病免疫(有蹄类动物、冷血动物、鸟类)。

对于人类来说,最低感染剂量是一个微生物细胞。人类可以通过各种可能的途径感染:直接或间接接触患病的啮齿动物、其尸体或被啮齿动物感染的物品;食物途径(食用被啮齿动物感染的食物和水);空气中的尘埃;以及传播途径。土拉菌病菌已在77种吸血节肢动物中被确认感染。尤为重要的是硬蜱,病原体在其体内终生存在,甚至通过卵巢传播给后代。这些情况都有助于疾病在自然界的传播。人类感染蜱虫并非通过叮咬,而是病原体随蜱虫排泄物进入皮肤。

在俄罗斯,土拉菌病自然疫源地主要有 7 种景观类型:沼泽、草甸田野、草原、森林、山麓溪流、苔原和沙漠。

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土拉菌病的症状

土拉菌病的病原体通过外层覆盖物(受损和完整的皮肤和黏膜)侵入人体。侵入部位常形成溃疡。细菌通过淋巴管进入局部淋巴结并在其中自由繁殖;炎症过程导致腹股沟淋巴结炎的形成。病原体由此进入血液,引起菌血症的全身化,累及各个器官和组织,细菌增殖导致肉芽肿和坏死性溃疡的形成。菌血症和全身化与机体的过敏性结构改变有关。土拉菌病的潜伏期为2至8天。该病起病急:出现发热、头痛、肌肉疼痛、面部充血。土拉菌病的进一步发展取决于其入侵部位,根据入侵部位,土拉菌病可分为以下临床类型:溃疡腺型(腺性)、眼腺型、咽峡腺型、腹部型和肺部型。土拉菌病的死亡率不超过1-2%。

感染后免疫力强,持久,在大多数情况下持续终生,具有细胞特性,主要由T淋巴细胞和巨噬细胞引起,抗体也参与其中。具有免疫力的个体的吞噬功能是完全的。

土拉菌病的实验室诊断

所有微生物学方法均用于诊断土拉菌病。研究在安全的实验室进行。研究材料——血液、腹股沟淋巴结穿刺物、溃疡刮片、结膜分泌物、咽部斑块、痰液等——将根据疾病的临床表现确定。此外,研究还可以采集水和食物。在土拉菌病自然疫源地,有计划地开展系统性研究,以从啮齿动物中分离土拉菌病病原体。

用细菌学方法诊断人类土拉菌病很少能得到阳性结果。纯培养物通常在易感实验动物体内积累后分离。白鼠和豚鼠用于生物测定。小鼠皮下感染,豚鼠腹腔感染;动物在第3-6天死亡,有时在霜冻后死亡。感染动物被饲养在特殊条件下(如诊断鼠疫时),并观察6-14天。凝胶实验动物在7-15天内不会死亡,它们在第15-20天被宰杀,尸体进行尸检。土拉菌病的病理和解剖学变化表现为伴有坏死的增殖过程。纯培养物可在卵黄培养基、葡萄糖-半胱氨酸血凝集物等培养基中从内脏器官中分离。鉴定依据是病原体的形态和染色特性、在MPA培养基上不生长以及与同源血清的凝集。对白鼠和豚鼠具有致病性。纯培养物可通过感染12天鸡胚和卵黄囊来分离。为了从水中分离病原体的纯培养物,需要将其离心或通过细菌过滤器过滤,然后用沉淀物感染实验动物。在研究食品时,需要用MP B清洗,然后离心,然后用沉淀物感染实验动物。

在进行细菌学检查的同时,需对待检材料进行涂片印迹分析,并根据罗曼诺夫斯基-吉姆萨染色法进行染色。在器官涂片中,可检测到细小的球状和杆状细菌,这些细菌位于细胞内,成簇存在,形成一层薄薄的荚膜。

为了进行诊断,使用详细的凝集反应、RPGA 和 RIF。

过敏测试用于土拉菌病的早期诊断(发病后第五天起)。土拉菌素有两种类型,因此给药方法也有两种:皮肤给药和皮内给药。由于两种土拉菌素的过敏原浓度不同,因此不能将皮肤给药的土拉菌素用于皮内给药,反之亦然。过敏反应结果会在24、36、48小时后动态显示。直径至少为5毫米的浸润物被认为是阳性结果。对于接种过疫苗或曾患过土拉菌病的人来说,过敏测试结果会在数年内保持阳性(回忆反应)。

土拉菌病的具体预防

为了进行具体的预防,可以使用由苏联军医B. Ya. Elbert和NA Gaisky于1930年从Me 15毒株中获得的土拉菌病疫苗。该疫苗在感染欧洲亚种和全北极亚种后可提供长达5-6年的强效免疫力,并且对美洲亚种的土拉菌病也有效。疫苗接种应根据流行病学指征以及高危人群的情况进行。可以同时接种土拉菌病和布鲁氏菌病疫苗、土拉菌病和鼠疫疫苗,以及土拉菌病和其他一些感染疫苗。

土拉菌病的非特异性预防与其他人畜共患病相同,主要目的是控制啮齿动物。

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