球菌是細菌中的一大類。對人類有致病性的病原性球菌（Pathogeniccoccus）主要引起化膿性炎症，又稱為化膿性球菌（Pyogeniccoccus），其中革蘭氏陽性菌主要包括葡萄球菌、鏈球菌、肺炎球菌；革蘭氏陰性菌包括腦膜炎球菌和淋球菌等。
基本介紹
- 中文學名：病原性球菌
- 拉丁學名：Pathogeniccoccus
- 別稱：化膿性球菌
- 界：細菌界
葡萄球菌,生物學性狀,形態,培養特性,生化反應,分類與分型,抗原結構,致病性,免疫性,微生物學診斷,鏈球菌,
葡萄球菌
葡萄球菌屬（Staphylococcus）是一群革蘭氏陽性球菌，因常堆聚成葡萄串狀，故名。多數為非致病菌，少數可導致疾病。葡萄球菌是最常見的化膿性球菌，是醫院交叉感染的重要來源。
生物學性狀
形態
染色球形或稍呈橢園形，直徑1.0um左右，排列成葡萄狀。葡萄球菌無鞭毛，不能運動。無芽胞，除少數菌株外一般不形成莢膜。易被常用的鹼性染料著色，革蘭氏染色為陽性。其衰老、死亡或被白細胞吞噬後，以及耐藥的某些菌株可被染成革蘭氏陰性。
培養特性
營養要求不高，在普通培養基上生長良好，在含有血液和葡萄糖的培養基中生長更佳，需氧或兼性厭氧，少數專性厭氧。28-38℃均能生長，致病菌最適溫度為37℃，PH為4.5-9.8，最適為7.4。在肉湯培養基中24小時後呈均勻混濁生長，在瓊脂平板上形成圓形凸起，邊緣整齊，表面光滑，濕潤，不透時的菌落。不同種的菌標產生不同的色素，如金黃色、白色、檸檬色。色素為脂溶性。葡萄球菌在血瓊脂平板上形成的菌落較大，有的菌株菌落周圍形成明顯的全透明溶血環（β溶血），也有不發生溶血者。凡溶血性菌株大多具有致病性。
生化反應
多數葡萄球菌能分解葡萄糖、麥芽糖和蔗糖，產酸不產生氣。致病性菌株能分解甘露醇。
分類與分型
根據生化反應和產生色素不同，可分為金黃色葡萄球菌（Staph.aureus）、表皮葡萄球菌(Staph.epidermidis)和腐生葡萄球菌(Staph.saparophytics)三種。其中金黃色葡萄球菌多為致病菌，表皮葡萄球菌偶爾致病，腐生葡萄球菌一般不致病。60%-70%的金黃色葡萄球菌可被相應噬菌體裂解，表皮葡萄球菌不敏感。用噬菌體可將金葡萄菌分為4群23個型。腸毒素型食物中毒由Ⅲ和Ⅳ群金葡萄菌引起，Ⅱ群菌對抗生素產生耐藥性的速度比Ⅰ和Ⅳ群緩慢很多。造成醫院感染嚴重流行的是Ⅰ群中的52、52A、80和81型菌株。引起皰疹性和剝脫性皮炎的菌株經常是Ⅱ群71型。
抗原結構
葡萄球菌抗原構造複雜，已發現的在30種以上，其化學組成及生物學活性了解的僅少數幾種。
1．葡萄球菌A蛋白（StaphylococcalproteinA,SPA）存在於菌細胞壁的一種表面蛋白，位於菌體表面，與胞壁的粘肽相結合。它與人及多種哺乳動物血清中的lgG的Fc段結合，因而可用含SPA的葡萄球菌作為載體，結合特異性抗體，進行協同凝集試驗。A蛋白有抗吞噬作用，還有激活補體替代途等活性。SPA是一種單鏈多肽，與細胞壁肽聚糖呈共價結合，是完全抗原，具屬特異性。所有來自人類的菌株均有此抗原，動物源株則少見。
2．多糖抗原具有群特異性，存在於細胞壁，藉此可以分群，A群多糖抗原體化學組成為磷壁酸中的N-乙醯葡胺核糖醇殘基。B群化學組成是磷壁酸中的N-乙醯區糖胺甘油殘基。
3．莢膜抗原幾乎所有金黃色葡萄球菌菌株的表面有莢膜多糖抗原的存在。表皮葡萄球菌僅個別是菌株有此抗原。
致病性
（一）致病物質金葡菌產生多種毒素與酶
1．血漿凝固酶（Coagulase）是能使含有枸椽酸鈉或肝素抗凝劑的人或兔血漿發生凝固的酶類物質，致病菌株多能產生，常作為鑑別葡萄球菌有無致病性的重要標誌。
凝固酶有兩種：一種是分泌至菌體外的，稱為游離凝固酶（Freecoagulase）為蛋白質。作用類似凝血酶原物質，可被人或兔血漿中的協同因子(Cofactor)激活變成凝血酶樣物質後，使液態的纖維蛋白原變成固態的纖維蛋白，從而使血漿凝固。另一種凝固酶結合於菌體表面並不釋放，稱為結合凝固酶(Boundcoagulase)或凝聚因子(Chumpingfactor)，在該菌株的表面起纖維蛋白原的特異受體作用，細菌混懸於人或兔血漿中時，纖維蛋白原與菌體受體交聯而使細菌凝聚。游離凝固酶採用試管法檢測，結合凝固酶則以玻片法測試。凝固酶耐熱，粗製品100℃30分鐘或高壓滅菌後仍保持部分活性，但易被蛋白分解酶破壞。
凝固酶和葡萄球菌的毒力關係密切。凝固酶陽性菌株進入機體後，使血液或血漿中的纖維蛋白沉積於菌體表面，阻礙體內吞噬細胞的吞噬，即使被吞噬後，也不易被殺死。同時，凝固酶集聚在菌體四周，亦能保護病菌不受血清中殺菌物質的作用。葡萄球菌引起的感染易於局限化和形成血栓，與凝固酶的生成有關。
凝固酶具有免疫原性，刺激機體產生的抗體對凝固酶陽性的細菌感染有一定的保護作用。慢性感染患者血清可有凝固酶抗體的存在。
2．葡萄球菌溶血素（Staphyolysin）多數致病性葡萄球菌產生溶血等。按抗原性不同，至少有α、β、γ、δ、ε五種，對人類在致病作用的主要是α溶血素。它是一種“攻擊因子”，化學成分為蛋白質，分子量約為30，000，不耐熱，65℃30分鐘即可破壞。如將α-溶血素注入動物皮內，能引起皮膚壞死，如靜脈注射，則導致動物迅速死亡。α溶血素還能使小血管收縮，導致局部缺血和壞死，並能引起平滑肌痙攣。α溶血素是一種外毒素，具有良好的抗原性。經甲醛處理可製成類毒素。
3．殺白細胞素（Leukocidin）含F和S兩種蛋白質，能殺死人和兔的多形核粒細胞和巨噬細胞。此毒素有抗原性，不耐熱，產生的抗體能阻止葡萄球菌感染的復發。
4．腸毒素（Enterotoxin）從臨床分離的金黃色葡萄球菌，約1/3產生腸毒素，按抗原性和等電點等不同，葡萄球菌腸毒素分A、B、C1、C2、C3、D、E和F八個血清型，細菌能產生一型或兩型以上的腸毒素，腸毒素是單一的多肽鏈，含有較多的賴氨酸、酷氨酸、天門冬氨酸和谷氨酸。腸毒素可引起急性胃腸炎即食物中毒。與產毒菌株污染了牛奶、肉類、魚是蝦、蛋類等食品有關，在20℃以上經8～10小時即可產生大量的腸毒素。腸毒素是一種可溶性蛋白質，耐熱，經100℃煮沸30分鐘不被破壞，也不受胰蛋白酶的影響，故誤食污染腸毒素的食物後，在腸道作用於內脂神經受體，傳入中樞，刺激嘔吐中樞，引起嘔吐，並產生急性胃腸炎症狀。發病急，病程短，恢復快。一般潛伏期為1～6小時，出現頭暈、嘔吐、腹瀉，發病1～2日可自行恢復，預後良好。
5．表皮溶解毒素（Epidermolytictoxin）也稱表皮剝脫毒素（Exfoliatin)引起人類或新生小鼠的表皮剝脫性病變。主要發生於新生兒和嬰幼兒，引導起燙傷樣皮膚綜合徵。主要由噬菌體Ⅱ型金葡萄產生的一種蛋白質，分子量24，000，具有抗原性，可被甲醛脫毒成類毒素。
6．毒性體克綜合重量毒素Ⅰ（Toxicshocksyndrometoxin1,TTST1）系噬菌體Ⅰ群金黃色葡萄球菌產生。可引起發熱，增加對內毒素的敏感性。增強毛細血管通透性，引起必血管紊亂而導致休克。
7．其他葡萄球菌尚可產生葡激酶（Staphylokinase），亦稱葡萄球菌溶纖維蛋白酶（Staphylococcalfibrinolysin），產生耐熱核酸酶(Heat-stablenuclease)，透明質酸酶(Hyaluronidase)，脂酶(Lipase)等。
（二）所致疾病
1．侵襲性疾病主要引起化膿性炎症。葡萄球菌可通過多種途徑侵入機體，導致皮膚或器官的多種感染，甚至敗血症。
（1）皮膚軟組織感染主要有癤、痛、毛囊炎、膿痤瘡、甲溝炎、麥粒腫、蜂窩組織炎、傷口化膿等。
（2）內臟器官感染如肺炎、膿胸、中耳炎、腦膜炎、心包炎、心內膜炎等，主要由金葡菌引起。
（3）全身感染如敗血症、膿毒血症等，多由金葡菌引起，新生兒或機體防禦可能嚴重受損時表皮葡萄球菌也可引起嚴重敗血症。
2．毒性疾病由金葡菌產生的有關外毒素引起
（1）食物中毒進食含腸毒素食物後1～6小時即可出現症狀，如噁心、嘔吐、腹痛、腹瀉，大多數病人於數小時至1日內恢復。
（2）燙傷樣皮膚綜合徵多見於新生兒、幼兒和免疫功能低下的成人，開始有紅斑，1～2天有皮起皺，繼而形成水皰，至表皮脫落。由表皮溶解毒素引起。
（3）毒性休克綜合徵由TSST1引起，主要表現為高熱、低血壓、紅斑皮疹伴脫屑和休克等，半數以上病人有嘔、腹瀉、肌痛、結膜及黏膜充血，肝腎功能損害等，偶爾有心臟受累的表現。
（4）假膜炎腸炎本質是一種菌群失調性腸炎，病理特點是腸黏膜被一層炎性假膜所覆蓋，該假膜由炎性滲出物、腸黏膜壞死塊和細菌組成。人群中約10～15%有少量金葡菌寄居於腸道，當優勢菌如脆弱類桿菌、大腸肝菌等因抗菌藥物的套用而被抑制或殺滅後，耐藥的金葡菌就乘機繁殖而產生毒素，引起以腹瀉為主的臨床症狀。
免疫性
人類對致病性葡萄球菌有一定的天然免疫力。只有當皮膚黏膜受創傷後，或機體免疫力降低時，才易引起感染。患病後所獲免疫力不強，難以防止再次感染。
微生物學診斷
不同病型採取不同檢材如膿汁、血液、可疑食物、嘔吐物及糞便等。
（一）直接塗片鏡檢
取標本塗片，革蘭氏染色後鏡檢，根據細菌形態，排列和染色性可作出初步診斷。
（二）分離培養與鑑定
將標本接種於血瓊脂平板，甘露醇和高鹽培養基中進行分離培養，孵育後挑選可凝菌落進行塗片、染色、鏡檢。致病性葡萄球菌的主要特點：凝固酶產生陽性，金黃色素，有溶血性，發酵甘露醇。
食物中毒病人的嘔吐物，糞便或剩餘食物在作細菌分離鑑定的同時，接種於肉湯培養基中，孵育後取濾液注射於6～8周齡的幼貓腹腔，注射後4小時內發生嘔吐、腹瀉、體溫升高或死亡提示有腸毒素存在的可能。這年來，採用免疫學方法檢測葡萄球菌腸毒素繁多，如反向間接血凝、ELISA、放射免疫等方法較快速敏感。
防治原則
加強衛生宣傳教育，講究個人衛生，皮膚創傷應及時處理，注意中西醫結合，合理用藥避免濫用抗生素。
鏈球菌
鏈球菌(Streptococcus)是化膿性球菌的另一類常見的細菌，廣泛存在於自然界和人及動物糞便和健康人鼻咽部，引起各種化膿性炎症，猩紅熱，丹毒，新生兒敗血症，腦膜炎，產褥熱以及鏈球菌變態反應性疾病等。
生物學性狀
（一）形態
染色球形或卵圓形，直徑0.6～1.0um，呈鏈狀排列，短者4～8個細菌組成，長者有20～30個細菌組成。幼令培養物大多可見到透明質酸形成的莢膜。無芽胞，無鞭毛，革蘭氏染色陽性。
（二）培養特性
需氧或兼性厭氧，有些為厭氧菌。營養要求較高。普通培養基中需加有血液、血清、葡萄糖等才能生長。最適溫度37℃，最適PH7.4～7.6，血瓊脂平板上形成灰白、光滑、園形突起小菌落，不同菌株有不同溶血現象。
（三）生化反應
能發醇簡單的糖類，產酸不產氣。一般不分解菊糖，不被膽汗或1%去氧膽酸鈉所溶解。這兩種特性用來鑑定甲型溶血型鏈球菌和肺炎球菌。
（四）抗原結構
主要有三種：
1．核蛋白抗原或稱P抗原，無特異性，各種鏈球菌均同，與葡萄球菌有交叉。
2．多糖抗原或稱C抗原系統族特異性抗原，是細菌壁的組成成份。對人致病的90%屬於A族，其次為B族，其它族少見。
3．蛋白質抗原或稱表面抗M、R、T、S等四種不同性制質的抗原組份，具有型特異性。是鏈球菌細胞壁的蛋白質抗原，位於C抗原外層，同族鏈球菌可根據表面抗原不同進行分型，如A族鏈狀菌可據此分為60多型。
（五）分類
1．根據對紅細胞的溶血能力
（1）甲型溶血性鏈球菌（α-Hemolyticstreptococcus）,菌落周圍有1～2mm寬的草綠溶血環，稱甲型溶血或α溶血。這類鏈球菌亦稱草綠色鏈球菌（Streptococcusviridans）。此類鏈球菌為條件致病菌。
（2）乙型溶血性鏈球菌（β-Hemolyticstreptococcus）菌落周圍形成一個2～4mm寬，界限分明、完全透明的溶血環，完全溶血，稱乙型溶血或β溶血。這類細菌又稱溶血性鏈球菌(Streptoccushemolyticus)，致病力強，引起多種疾病。
（3）丙型鏈球菌（γ-Streptococcus），不產生溶血素，菌落周圍無溶血環，故又稱不溶血性鏈球菌(Streptococcusnon-hemolytics)，一般不致病。
2．根據抗原結構分類
按C抗原不同可分類A、B、C、D、E、F、G、H、K、L、M、N、O、P、Q、R、S、T等18個族。對人致病的大多屬於A族。A族又稱為化膿性鏈球菌（Pyogenicstreptococcus）。
3．根據對氧需求分類又可分為需氧、兼性厭氧和厭氧三大類鏈球菌。
（六）抵抗力
抵抗力，55℃可殺死大部分鏈球菌，對一般消毒劑敏感，在乾燥塵埃中可存活數日，對青黴素、紅黴素、氯黴素、四環素等均敏感，耐藥性低。
致疾性與免疫性
（一）致病物質
A族鏈球菌有較強的侵襲力，可產生多種酶和外毒素。
1．M蛋白是鏈球菌細胞壁中的蛋白質組份，具有抗吞噬和抗吞噬細胞內的殺菌作用。純化的M蛋白能使纖維蛋白原沉澱，凝集血小板，白細胞，溶解多形核細胞，並抑制毛細血管中的細胞的移動。M蛋白有抗原性，刺激機體產生型特異性抗體，並與變態反應疾病有關。
2．脂磷壁酸（LTA）與細菌粘附於宿主細胞表面有關，大多數LAT位於細胞膜和肽聚糖之間，通過肽聚糖孔伸展至細菌細胞表面，人類口腔黏膜和皮膚上皮細胞、血細胞等細胞膜上均有LAT的結合位點。
3．透明質酸酶（Hyaluronidaes），能分解細胞間質的透明質酸，使病菌易於在組織中擴散。又稱為擴散因子。
4．鏈激酶(Streptokinase,SK),又稱鏈球菌溶纖維蛋白酶(Streptococcalfibrinolysin)是一種激酶，能激活血液中的血漿蛋白酶原，成為血漿蛋白酶，即可溶解血塊或阻止血漿凝固，有利於細菌在組織中的擴散。耐熱，100℃50分鐘加熱仍保持活性。鏈激酶抗體能中和該酶的活性。
5．鏈道酶（Streptodonase）又名脫氧核糖核酸酶(Streptococcaldeoxyribonuclease)。主要由A、C、G族鏈球菌產生。此酶能分解粘稠膿液中具有高度粘性的DNA，使膿汁稀薄易於擴散。產生的相應抗體有中和該酶的活性。用鏈激酶、鏈道酶製劑進行皮膚試驗作為測定機體細胞免疫的一種方法。
6．鏈球菌溶血素（Streptolysin）有溶解紅細胞，殺死白細胞及毒害心臟的作用，主要有“O”和“S”兩種。
鏈球菌溶血素O（StreptolysinO;SLO）為含-SH基的蛋白質，對氧敏感，遇氧時一SH基即被氧化為-SS-基，暫時失去溶血能力。若加入0.5%亞硫酶鈉和半胱氨酸等還原劑，又可恢復溶血能力。溶血素O能破壞白細胞和血小板。動物試驗又證實對心臟有急性毒害作用，使心臟驟停。抗原性強，感染後2～3周，85%以上病上產生抗“O”抗體，病癒後可持續數月甚至數年，可作為新近鏈球菌感染，或可能風濕活動的輔助診斷。
溶血素“S”（StreptolysinS,SLS）是一種小分子的糖肽，無抗原性。對氧穩定，對熱和酸敏感。血平板所見透明溶血是由“S”所引起，能破壞白細胞和血小板，給動物靜注可迅速致死。注射小鼠腹腔，引起腎小管壞死。
7．致熱外毒素（Pyrogenicextoxin）曾稱紅疹毒素(Erythrotoxin)或猩紅熱毒素(Scarletfevertoxin)是人類猩紅熱的主要致病物質，為外毒素，使病人產生紅疹。該毒素是蛋白質，對熱穩定，具有抗原性，則產生的毒素能中和該毒素的活性。但可分為A、B、C三種不同抗原性的毒素。無交叉保護作用。該毒素還有內毒素樣的致熱作用，對細胞或組織有損害作用。
（二）所致疾病
鏈球菌引起人類多種疾患，A族占90%以上，在致分為化膿性、中毒性和變態反應三類。
1．化膿性炎症由皮膚傷口侵入，引起皮膚及皮下組織化膿性炎症，如癤癰，蜂窩組織炎、丹毒等。沿淋巴管擴張，引起淋巴管炎，淋巴腺炎，敗血症等，經呼吸道侵入，常有急性扁桃腺炎、咽峽炎，並蔓延周圍引起膿腫、中耳炎、乳突炎、氣管炎、肺炎等。不衛生接生，經產道感染，造成“產褥熱”。
2．猩紅熱由產生致熱外毒素的A族鏈球菌所致的急性呼吸道傳染病，臨床特徵為發熱、咽峽炎、全身瀰漫性皮疹和疹退後的明顯脫屑。
3．鏈球菌感染後疾病主要是病原菌引起的變態反應疾病
風濕熱由A族鏈球菌的多種型別引起，臨床表現以關節炎、以肌炎為主。致病機理認為兩種：一是第Ⅱ型變態反應，鏈球菌細壁多糖抗原和心肌瓣膜，關節組織糖蛋白有共同抗原性，胞壁蛋白抗原和心肌有共同抗原性。二是第Ⅲ型變態反應，可能是M蛋白的免疫複合物沉積於心瓣膜和關節滑液膜上造成。
急性腎小球腎炎多見於兒童和少年，大多數由A族12型鏈球菌引起。臨床表現為蛋白尿、浮腫和高血壓。也是一種變態反應性疾病。鏈球菌的某些抗原與腎小球基底膜有共同抗原，機體針對鏈球菌所產生的抗體與腎小球基底膜發生反應，屬第Ⅱ型變態反應。由鏈球菌的M蛋白所產生的相應抗體形成的免疫復物沉積於腎小球基底膜，造成基底膜損傷，屬於第Ⅲ型變態反應。
4．其他疾病
B族鏈球菌又稱無乳鏈球菌（Streptococusagalactiae）當機體免疫功能低下時，可引起皮膚感染、心內膜炎、產後感染、新生兒敗血症和新生兒腦膜炎。
甲型（草綠色）鏈球菌人類口腔和上呼吸道的正常菌群，若心臟瓣膜已有缺陷或損傷，本菌可在損傷部位繁殖，引起亞急性細菌性心內膜炎。在拔牙或摘除扁桃體時，寄居在口腔、齦縫中的草綠色鏈球菌可侵入血流引起菌血症。
變異鏈球菌為厭氧菌，可引起齲齒。
（三）免疫性
A族鏈球菌感染後，可產生特異免疫，主要是M蛋白的抗體（lgG）。由於型別多，無交叉免疫性。猩紅熱病後可產生對同型紅疹毒素的抗體，建立同型抗毒素免疫。檢測易感人群對猩紅熱有無感受性的試驗稱為狄克氏試驗(Dicktest)，即用一定量紅疹毒素作皮膚試驗。
微生物學檢查法
根據鏈球菌所致疾病不同，可採取膿汁、咽拭、血液等標本送檢。
（一）直接塗片鏡檢
取膿汁塗片，革蘭氏染色，鏡檢，發現革蘭氏陽性呈鏈狀排列的球菌，就可以初步診斷。
（二）分離培養
膿汁或棉拭直接劃線接種在血瓊脂平板上，孵育後觀察有無鏈球菌菌落。根據溶血性不同，可區分為甲型、乙型或丙型鏈球菌。有β溶血的菌落，應與葡萄球菌區別；α溶血的菌落，要和肺炎球菌鑑別。疑有敗血症的血標本，應先在葡萄糖肉湯中增菌後再在血平板上分離鑑定。心內膜炎病例，培養草綠色鏈球菌宜孵育3個星期以上。
（三）血清學試驗
抗鏈球菌溶血素O試驗（Anti-streptolysinotest,ASOtest）簡稱抗O試驗。常用於風濕熱的輔助診斷。患者血清中的抗O大多在250單位左右，活動者一般超過400單位。
Dick試驗猩紅熱病人早期陽性，病後轉陰。
四、防治原則
鏈球菌感染的防治原則與葡萄球菌相同。鏈球菌主要通過飛沫傳染，應對病人和帶菌者及時治療，以減少傳染源。空氣、器械、敷料等注意消毒。對急性咽峽炎和扁桃體炎患者，尤其是兒童，須治療徹底，防止變態反應疾病的發生。所有溶血性A鏈球菌對磺胺、青黴素及紅黴素等都敏感。其他族細菌對抗生素的敏感不同，臨床套用最好作藥物敏感試驗。
