第十一章 弧菌属

　　弧菌属(Vibrio)细菌是一大群菌体短小，弯曲成弧形的革兰阴性菌，本菌属与肠杆菌科的主要不同点是氧化酶试验阳性(麦契尼可夫弧菌除外)和有一根位于菌体一端的单鞭毛。弧菌属细菌广泛分布于自然界，以水中最多。本菌属目前有36个种，其中至少有12个种与人类感染有关，尤以霍乱弧菌，副溶血性弧菌最为重要。

　　第一节 霍乱弧菌

　　霍乱弧菌(V.cholerae)是引起烈性传染病霍乱的病原体，二千多年前已有记载。自1817年以来，已发生过7次世界性霍乱大流行，前6次均由霍乱弧菌古典生物型引起，1961年开始的第7次大流行由霍乱弧菌El Tor生物型引起。1992年一个新的流行株O139(Bengal)在沿孟加拉弯的印度和孟加拉一些城市出现，并很快传遍亚洲，这是首次由非O1群霍乱弧菌引起的流行。

　　一、生物学性状

　　形态与染色 霍乱弧菌菌体大小为0.5～0.8´1.5~3mm。从病人新分离出的细菌形态典型，呈弧型或逗点状(图10-1)。但经人工培养后，细菌常呈杆状而不易与肠道杆菌区别。革兰染色阴性。特殊结构有菌毛，无芽胞，有些菌株(包括O139)有荚膜，在菌体一端有一根单鞭毛。若取病人米泔水样粪便或培养物作悬滴观察，细菌运动非常活泼，呈穿梭样或流星状。

　　培养特性与生化反应 兼性厌氧，营养要求不高。生长繁殖的温度范围广(18~37°)，故可在外环境中生存。耐碱不耐酸，在pH8.8~9.0的碱性蛋白胨水或碱性琼脂平板上生长良好，因其它细菌在此pH中不易生长，故初次分离霍乱弧菌常用碱性蛋白胨水增菌。霍乱弧菌可在无盐环境中生长，而其它致病性弧菌则不能。霍乱弧菌为过氧化氢酶阳性，氧化酶阳性，能发酵很多常见的单糖、双糖和醇糖，如葡萄糖、蔗糖和甘露醇，产酸不产气;不分解阿拉伯胶糖;能还原硝酸盐，吲哚反应阳性。

　　抗原构造与分型 霍乱弧菌有耐热的0抗原和不耐热的H抗原。根据0抗原不同，现已有155个血清群，其中O1群、O139群引起霍乱，其余的血清群分布于地面水中，可引起人类胃肠炎等疾病，但从未引起霍乱的流行。H抗原无特异性，免疫扩散试验表明所有霍乱弧菌拥有相同的H抗原。

　　O1群霍乱弧菌根据其菌体抗原由3种抗原因子A、B、C组成，又可分为3个血清型：小川型(Ogawa)、稻叶型( Inaba)、和彦岛型(Hikojima)(表10-1)。

　　表10-1 霍乱弧菌O1群血清型

　　“+” 凝集; “-”不凝集

　　根据表型差异，O1群霍乱弧菌的每一个血清型还可分为2个生物型，即古典生物型(classical biotype)和El Tor生物型(El Tor biotype)因在埃及西奈半岛El Tor检疫站首次分离出而命名)。古典生物型不溶解羊红细胞，不凝集鸡红细胞，对50IU的多粘菌素敏感，可被第IV群噬菌体裂解，而El Tor弧菌则完全相反。

　　O139群在抗原性方面与O1群之间无交叉，序列分析发现O139群失去了O1群的0抗原基因，出现了一个约36 kb的新基因，编码与O1群不同的脂多糖抗原和荚膜多糖抗原，但与O22和O155等群可产生抗原性交叉。在遗传性方面，如核糖型，限制性酶切电泳图谱，外膜蛋白，毒性基因等则与O1群的古典型和El Tor生物型的流行株相似。

　　抵抗力 El Tor生物型和其它非01群霍乱弧菌在外环境中的生存力较古典型为强，在河水、井水及海水中可存活1~3周，有时还可越冬。本菌不耐酸，在正常胃酸中仅能存活4分钟。55°C湿热15分钟，100°C煮沸1~2分钟，0.5ppm氯15分钟能杀死霍乱弧菌。以1：4比例加漂白粉处理病人排泄物或呕吐物,经1小时可达到消毒目的。

　　二、 致病性

　　致病物质 霍乱弧菌的致病物质涉及到染色体上多个基因，它们主要包括由ToxR蛋白调控的ctxA、ctxB、tcp、zot、ace等基因，另外还有二个不受ToxR蛋白调控的毒力因子基因hlyA和hap。

　　1.霍乱肠毒素 是目前已知的致泻毒素中最为强烈的毒素，是肠毒素的典型代表。由一个A亚单位(分子量为27.2kDa)和5个相同的B亚单位(每个亚单位分子量为11.7kDa)构成的一个热不稳定性多聚体蛋白，分别由结构基因ctx(cholera toxin)A和ctxB编码。ctxAB操纵子位于染色体上称作核心区的部位，核心区的两端为重复序列(RS1)。霍乱弧菌古典生物型染色体上广泛散布着以2拷贝ctx为一组的CTX单元，。El Tor生物型染色体上CTX则为多拷贝随机分布。B亚单位可与小肠粘膜上皮细胞GM1神经节苷脂受体结合，介导A亚单位进入细胞，A亚单位在发挥毒性作用前需经蛋白酶作用裂解为A1和A2两条多肽。A1作为腺苷二磷酸核糖基转移酶可使NAD(辅酶I)上的腺苷二磷酸核糖转移到G蛋白上，称GS，GS的活化可使细胞内cAMP水平升高，主动分泌Na+、K+、HCO3—和水，导致严重的腹泻与呕吐。

　　此外，在ctx操纵子上游还存在两个编码毒性相关的zot (zonula occludens toxin ，小带联结毒素) 、ace (accessory cholera enterotoxin)基因。在实验兔中，其编码产物Zot能增加肠粘膜的通透性;Ace使结扎的回肠段中液体聚积。志愿者口服ctxAB缺失的基因工程变异株产生的轻度腹泻可能与这二个毒性基因有关。

　　2.鞭毛、菌毛及其它毒力因子 霍乱弧菌活泼的鞭毛运动有助于细菌穿过肠粘膜表面粘液层而接近肠壁上皮细胞。细菌的普通菌毛是细菌定居于小肠所必须的因子。只有粘附定居后方可致病。与此相关基因有acf和 tcpA。acf (accessory colonization factor) 编码粘附素; tcpA (toxin coregulated pilus A) 编码菌毛蛋白中一个分子量为20.5kDa的重要亚单位。实验发现使tcp失活后，变异株即失去定居功能和致泻特性。其他毒力因子还有hlyA(hemolytic-cytolytic A)基因编码的具有溶血-溶细胞的蛋白;hap(hemagglutinin/protease)基因编码的有助于细菌从死亡细胞上解离的血凝素/蛋白酶。

　　O139群除具有上述O1群的致病物质和相关基因外，还存在多糖荚膜和特殊LPS毒性决定簇，其功能是抵抗血清中杀菌物质和能粘附到小肠粘膜上，不表达LPS决定簇和荚膜的TnphoA突变株则对血清易感。

　　所致疾病 引起烈性肠道传染病霍乱，为我国的甲类法定传染病。在自然情况下，人类是霍乱弧菌的唯一易感者。在地方性流行区，除病人外，无症状感染者也是重要传染源。传播途径主要是通过污染的水源或食物经口摄入，人与人之间的直接传播不常见。在正常胃酸条件下，需要进入大量的细菌(108 )方能引起感染，但当胃酸低时，感染剂量可减少到103~105个细菌。病菌到达小肠后，粘附于肠粘膜表面并迅速繁殖，不侵入肠上皮细胞和肠腺，细菌在繁殖过程中产生肠毒素而致病。O1群霍乱弧菌感染可从无症状或轻型腹泻到严重的致死性腹泻，霍乱弧菌古典生物型所致疾病较El tor生物型严重。典型病例一般在吞食细菌后2~3天突然出现剧烈腹泻和呕吐，在疾病最严重时，每小时失水量可高达1升，排出如米泔水样腹泻物。由于大量水分和电解质丧失而导致失水，代谢性酸中毒，低碱血症和低容量性休克及心力不齐和肾衰竭，如未经治疗处理，病人死亡率高达60%，但若及时给病人补充液体及电解质，死亡率可小于1%。O139群霍乱弧菌感染比O1群严重，表现为严重脱水和高死亡率，又成人病例所占比例较高〈70%，而O1群霍乱弧菌流行高峰期，儿童病例约占60%。

　　病愈后一些患者可短期带菌，一般不超过2周，个别El Tor型病例病后可带菌长达数月或数年之久。病菌主要存在于胆囊中。

　　三、免疫性

　　对O1群霍乱弧菌感染的研究和历次霍乱流行的观察，表明感染霍乱弧菌后，机体可获得牢固免疫力，再感染少见。病人发病数月后，血液中和肠腔中可出现保护性的抗肠毒素抗体及抗菌抗体，抗肠毒素抗体主要针对霍乱毒素B亚单位，抗菌抗体主要针对O抗原。肠腔中的sIgA可凝集粘膜表面的病菌，使其失去动力;可与菌毛等粘附因子结合，阻止霍乱弧菌粘附至肠粘膜上皮细胞;可与霍乱肠毒素B亚单位结合，阻断肠毒素与小肠上皮细胞受体作用。霍乱弧菌引起的肠道局部粘膜免疫是霍乱保护性免疫的基础。

　　感染O139群的病人大多为成年人，表明以前感染O1群获得的免疫对O139群感染无交叉保护作用。O139群感染后的免疫应答与O1群基本一致。家兔肠道结扎实验和小鼠攻击实验证明，O139群的保护性免疫以针对脂多糖和荚膜多糖的抗菌免疫为主，抗毒素免疫为辅。O1群的脂多糖O抗原与O139群存在显著差异，且还缺少荚膜多糖表面抗原，故其引起的免疫不能交叉保护O139群的感染。

　　四、微生物学检查法

　　霍乱是烈性传染病，对首例病人的病原学诊断应快速、准确，并及时作出疫情报告。

　　标本 病人粪便，肛拭;流行病学调查还包括水样。霍乱弧菌不耐酸和干燥。为避免因粪便发酵产酸而使病菌灭活，标本应及时培养或放入Cary-Blair保存液中运输;肠道病原菌常用的甘油盐水缓冲保存液不适宜。

　　直接镜检 革兰染色阴性弧菌，悬滴法观察细菌呈穿梭样运动有助于诊断。

　　分离培养 常将标本首先接种至碱性蛋白胨水增菌，37°C孵育6-8小时后直接镜检并作分离培养。目前常用的选择培养基为TCBS，该培养基含有硫代硫酸盐、枸橼酸盐、胆盐及蔗糖，霍乱弧菌因分解蔗糖呈黄色菌落。挑选可疑菌落进行生化反应及与O1群多价和单价血清作玻片凝集反应。目前还需与O139群抗血清做凝集反应。其它分离培养基还有碱性平板、血平板和TTGA培养基等。

　　五、防治原则

　　改善社区环境，加强水源管理;培养良好个人卫生习惯，不生食贝壳类海产品等是预防霍乱弧菌感染和流行的重要措施。

　　疫苗预防长期以来使用O1群霍乱弧菌死菌苗肌肉注射，虽可增强人群的特异性免疫力，但保护力仅为50%左右，且血清抗体持续时间较短，仅为3~6个月。在认识到肠道局部免疫对霍乱预防起主要作用后，目前霍乱疫苗预防的重点已转至研制口服菌苗的方向上，包括B亚单位-全菌灭活口服疫苗、基因工程减毒活菌苗(用基因工程技术去除O1群霍乱弧菌野生株DNA中大部分毒力基因的活疫苗)、带有霍乱弧菌几个主要保护性抗原的基因工程疫苗等。其中前两种疫苗已进行过大规模人群试验，对其有效保护率和保护时间正在进行评估，且在某些国家已获准使用。0139尚无预防性疫苗，候选菌苗正在研制中，思路是制成包括预防O1群和O139群霍乱弧菌感染的二价菌苗。

　　及时补充液体和电解质，预防大量失水导致的低血容量性休克和酸中毒是治疗霍乱的关键;抗生素的使用可减少外毒素的产生，加速细菌的清除，用于霍乱的抗菌药物有四环素、强力霉素、呋喃唑酮、氯霉素和复方SMZ-TMP等。但带有多重耐药质粒的菌株在增加;且O139群的耐药性强于O1群，给治疗带来一定困难。