第二节 链球菌属(Streptococcus)
链球菌种类很多,在自然界分布甚广,水、尘埃、动物体表、消化道、呼吸道、泌尿生殖道粘膜、乳头等都有存在有些是非致病菌,有些构成人和动物的正常菌群,有些可致人或动物的各种化脓性疾病、肺炎、乳腺炎、败血症等。
一、分类
目前链球菌属共有30多种,比较常见的有10余种。此外,还可根据抗原结构、溶血特征分类。
(一)根据抗原结构分类
链球菌的抗原结构比较复杂,包括属特异、群特异及型特异。
1.核蛋白抗原、属特异抗原,又称P抗原,并与葡萄球菌有交叉。
2.群特异性抗原,又称C抗原,是存在于链球菌细胞壁中的多糖抗原成分,其抗原决定簇为氨基酸类,例如A群链球菌是鼠李糖-N-乙酰葡糖胺,C群是鼠李糖-N-乙酰半乳糖胺。F群链球菌是葡萄糖-N-乙酰半乳糖胺。兰氏(Lancefield)分类即以此为基础,用大写英文字母表示,目前已确定20个血清群。不过有的分离株往往不能定型。
(二)按溶血能力分类
根据链球菌在血琼脂平板上的溶血现象分为α、β、γ 3类,在鉴定链球菌的致病性方面有一定的意义。
1.α型溶血链球菌 在菌落周围形成不透明的草绿色溶血环,红细胞未溶解,血红蛋白变成绿色。这种细菌致病力不强,多为条件性致病菌。
2.β型溶血链球菌 菌落周围形成完全透明的溶血环,红细胞完全溶解。这类菌致病力强,引起人及动物各种疾病。
3.γ型溶血链球菌 菌落周围无溶血现象。一般为非致病菌。
二、形态与染色
链球菌呈圆形或卵圆形,直径小于2.0μm,常排列成链状或成双。一般致病性链球菌的链较长,非致病性菌株较短。肉汤内对数生长期的链球菌,常呈长链排列。革兰氏阳性,老龄的培养物或被吞噬细胞吞噬的细菌呈现阴性。A群等一些菌株有菌毛。A、B、C群等多数有荚膜。
三、培养特性
大多数为兼性厌氧菌,少数为厌氧菌。最适生长温度37℃,pH7.4-7.6,致病菌营养要求较高,普通培养基中生长不良,需添加血液、血清、葡萄糖等。在血液琼脂平板上成直径0.1-1.0mm,灰白色,表面光滑,边缘整齐的小菌落。多数致病菌株具有溶血能力,血环的大小和类型因菌株而异。B、D群的一些菌株可产生橙红或黄色色素。血清肉汤中生长初呈均匀浑浊,后因细菌形成长链呈颗粒状沉淀管底,上清透明。
四、生理生化特性
本属细菌都能发酵葡萄糖、蔗糖,对其他糖的利用能力则因不同菌种而异,利用他们生理生化特性可作菌种鉴定的依据之一。
五、致病性
致病性链球菌可产生各种毒素或酶,可致人及马、牛、猪、羊、犬、猫、鸡、实验动物和野生动物等多种疾病。
链球菌溶血素(Strepto1ysin) 分为对氧敏感和对氧稳定两种。前者称为溶血素O(Streptolysin,SLO),后者称为溶血素S(Strepto1ysinS,SLS)。SLO为A群和C、G群的一些菌株所产生,是一种含巯基(-SH)的蛋白质,对氧敏感,遇氧后-SH基被氧化为-SS-基,暂时失去溶血能力,加入亚硫酸钠或半胱氨酸等还原剂时可恢复溶血作用。SLO对心肌有较强的毒性作用,也能破坏中性白细胞、巨噬细胞和神经细胞,静脉注射家兔和小鼠可迅速致死。各群链球菌产生的SLO的抗原性相同,人和动物感染链球菌后可检出抗SLO抗体。SLS也由A、C、G群等链球菌产生,是含糖的小分子肽,对氧稳定,无抗原性,对热和酸敏感,不易保存,溶血作用比SLO慢,呈β溶血。SLS也能破坏白细胞、血小板等,静脉注射家兔也可迅速致死。
致热外毒素(Pyrogenlc exotoxin) 旧名红疹毒素,主要由A群链球菌产生,人的猩红热主要由它所致,C、G群的一些菌株也产生。此毒素是一种蛋白质,有A、B、C三种,分子量分别为8 000、17000、13 000,具有抗原性,小剂量皮内注射家兔可引起局部红疹,大剂量注射可致全身红疹。
链球菌的不同致病菌株,分别可产生链激酶(Streptoxlnase,又名溶纤维蛋白酶),链道酶(Streptodornase,又名链球菌脱氧核糖核酸酶),透明质酸酶等,其性质与作用与葡萄球菌的酶类相似。
致病性链球菌细胞壁上的脂磷壁酸(LTA)等与动物皮肤及粘膜表面的细胞具有高度亲和力,使菌体易吸附于宿主口腔、咽部的粘膜上皮。其荚膜成分、M蛋白等具有抗吞噬作用,均有利于细菌发挥致病作用。
六、抵抗力
本属细菌的抵抗力不强,对热较敏感,煮沸可很快被杀死,常用浓度的各种消毒药均能杀死。对青霉素、磺胺类药物敏感。
七、免疫性
链球菌的抗原结构比较复杂,机体感染后有多种抗体产生,已知抗M蛋白的抗体具有保护作用,M蛋白有多种抗原型,各型间缺乏有效的交叉保护。我国研制的猪、羊链球菌疫苗有较好的免疫效果。
八、微生物学诊断
根据不同的疾病,取适当的病料(脓汁、乳汁、血液、组织)作涂片染色、显微镜观察,见革兰氏阳性、成对或链状排列的球菌,可作初步诊断。在链球菌败血症羊、猪等动物组织涂片中,往往呈双球状,具荚膜,以瑞氏或姬姆萨染色比革兰氏染色清楚,与巴氏杆菌两极染色不同,而在腹腔或心包液等组织液中则呈长链,但荚膜不如组织涂片中明显。如需确诊,则需用血液琼脂平板分离培养,观察菌落、溶血等特征,并进行生理生化试验。若要作病原菌的定群或定型,则要用群、型特异性血清,作血清学试验。近几年已将分子生物学手段用于致病性链球菌的检测。
无乳链球菌、停乳链球菌及乳房链球菌
三种均为牛乳腺炎的病原体,在自然界中分布很广,凡有乳牛的地方,皆有存在。在健康乳牛的皮肤、乳头及乳房内也可分离到这些细菌。挤乳工的手、挤乳机的乳杯和蝇类等能机械地传播这些细菌。
形态及染色特性 这3种链球菌的形态很相似,直径0.5-1.0μm。无乳链球菌常呈长链。停乳链球菌形成中等长度的链。乳房链球菌的链较短,有时成对排列。均无荚膜。革兰氏阳性。
培养及生化特性 在普通培养基中生长不良。在血液琼脂平板上长成淡灰白色、隆起、闪光的小菌落,刀乳链球菌呈α或β溶血,停乳链球菌和乳房链球菌常见微弱的。溶血,无乳链球菌的一些菌株可产生黄色、柠檬色或砖红色色素。在血清肉汤中生长,乳房链球菌保持均匀浑浊,无乳和停乳链球菌初期均匀浑浊,后来在管底呈絮状沉淀,上部清朗。
马尿酸钠水解试验,甘露醇、山梨醇、七叶苷等发酵试验,是区别三种链球菌的重要依据。其他生化特性
抵抗力及药物敏感性 对热、干燥及消毒药的抵抗力不强。无乳链球菌能生存在40%胆汁中,乳房链球菌60℃30min虽能生存,但巴氏灭菌法可很快致死这3种细菌。一般消毒药作用15min可使它们死亡。对青霉素、红霉素等抗生素及磺胺类等药物均敏感。
致病性及免疫性 三种链球菌是牛、山羊和绵羊的急性、慢性乳腺炎的病原菌之一,其中取常见的是无乳链球菌,对其他家畜未发现致病作用。无乳链球菌能引起婴儿败血症、脑膜炎和肺炎等,人医临床上对该菌以B群链球菌相称。感染牛、山羊和绵羊发生乳腺炎后,三种细菌均不产生明显的免疫,目前也无可靠的多价菌实验动物中只有小鼠和家兔对停乳链球菌敏感,将其18h血清肉汤培养物注入小鼠腹腔,或给家兔静脉接种,可使动物在1周内死亡。
微生物学诊断
1.显微镜检查:取少量乳汁或其离心沉淀物涂片、染色、镜检,如发现链球菌及大量的白细胞,可作初步诊断。
2.分离鉴定: 应用叠氮化钠血平板分离培养,选取可疑菌落,作生化试验加以鉴定。
3.CAMP*试验:血平板上先接种一条金色葡萄球菌的划线,与此线垂直接种乳汁或分离的培养物,原来不溶血或溶血不明显的无乳链球菌,在有金色葡萄球菌产物存在时,呈明显的β型溶血。借此可区别无乳链球菌与停乳、乳房链球菌。CAMP试验并不是特异的,C、F、G群的某些链球菌株在试验中也可出现阳性现象。
马链球菌兽疫亚种(S.equi subsp. Zooepidemicus)
旧称兽疫链球菌,在自然界分布很广,有家畜的地方,皆有存在,马属动物的皮肤、上呼吸道粘膜、扁桃体以及生殖道等处常有本菌,可致多种家畜的炎症及败血病。
在血液及血清培养基中生长良好,于血平板上产生明显的β型溶血。血清肉汤培养,轻度浑浊,继而变清,于管底形成沉淀。
可致多种动物疾病。包括马的创伤感染、败血症、子宫炎、流产、关节炎、腹膜炎、幼驹脐带炎;牛乳腺炎、子宫炎;猪败血症、关节炎、流产;羊败血症、心包炎、胸膜炎、肺炎和鸡败血症等。偶有感染人的报道。
实验动物以家兔和小鼠最为敏感,家兔静脉或腹腔接种本菌后,小鼠腹腔接种后,均可致死。豚鼠及大鼠对本菌有抵抗力。
本菌属C群,至少有15个血清型。从我国各地发生的猪链球菌病及羊急性败血症分离的链球菌株,多数为本菌,其代表株已被美国菌种保存中心收藏。国内研制的弱毒菌苗具有一定的免疫效果。
注意与猪链球菌鉴别诊断,二者均可致猪急性败血死亡,往往在猪群大流行。但后者往往同时殃及与猪接触的人群。兰氏分群亦可区分,后者不属C群,而是R群或S群。
猪链球菌(S. suis)
根据荚膜抗原的差异,猪链球菌有35个血清型及相当数量无法定型的菌株。是猪的重要致病菌,并可感染人而致死,近年来已成为集约化养猪业的重要问题之一,我国亦有发生的报道。
分类 按兰氏分群过去猪链球菌属D群,现则为猪链球菌2型为R群,猪链球菌1型为S群,有的不能分群,有的属S-R群或T群,但非C群。α或β溶血,一般起先为。溶血,延时培养后则变为β溶血。或者菌落周围不见溶血,刮去菌落则可见α或β溶血。猪链球菌2型在绵羊血平板呈α溶血,马血平板则为β溶血。
形态及染色特性 菌落小,灰白透明,稍黏。菌体直径1-2μm,单个或双个卵圆形,在液体培养中才呈链状。
抵抗力 猪链球菌2型常污染环境,在粪、灰尘及水能存活较长时间。在水中该菌60C可存活10min,50℃为2h。在4℃的动物尸体中可存活6周。0℃时灰尘中的细菌可存活1个月,粪中则为3个月;25C时在灰尘和粪中则只能存活24h及8d。
毒力因子 溶菌酶释放蛋白(murarrlldae-relasedprotein,MRP)及细胞外蛋白因子(extracellular factor,EF)、是猪链球菌2型的两种重要毒力因子。MRP分子量136 000,与A群链球菌的M蛋白有同源性。EF分子量110000。从健康猪分离的菌株通常缺少这两种蛋白,而且人工感染无致病性。猪溶血素(su让ysin)是一种硫激;活的细胞毒素,属穿孔毒素,已证实它是有效的免疫原。猪链球菌2型欧洲分离株95%可检出此毒素基因 而北美分离株则只有7%的阳性率。另一种可能的毒力因子为IgC;结合蛋白,分子量60 000,属热休克蛋白家族可结合猪的IgG的Fc端,从而影响了抗体的活性。
致病性 本菌致猪脑膜炎、关节炎、肺炎、心内膜炎、多发性浆膜炎、流产和局部脓肿。在易感群可暴发败血症突然死亡。猪链球菌2型可致人类脑膜炎、败血症、心内膜炎并可致死,尤其是从事屠宰或其他与猪;打交道的人易发。还有禽感染猪链球菌的报道。
微生物学诊断 应注意与马链球菌兽疫亚种相鉴别。某些品系的小鼠可作为接种本菌的动物模型,幼鼠较成鼠易感,静脉接种或口腔感染的小鼠可通过接触传染易感鼠。

