厭氧菌感染

厭氧菌感染

(一)發病原因
厭氧菌尚無公認的確切定義，通常認為這是一類只能在低氧分壓的條件下生長，而在二氧化碳濃度為10%的空氣中(含氧18%)無法在固體培養基表面生長的細菌。大多數厭氧菌不含過氧化氫酶(catalase)而無法降解過氧化氫，通常也無法破壞超氧化基團。但是，臨床意義大的厭氧菌常含有少量超氧化歧化酶(SOD);并且，這些厭氧菌對氧的耐受程度和SOD的含量有關。按厭氧菌對氧的耐受程度的不同，可分為專性厭氧菌、兼性厭氧菌和微需氧厭氧菌。后者指那些在有氧環境中生長較差或不生長，但是在二氧化碳濃度低于10%的空氣中或者無氧條件下生長較好的一類厭氧菌。厭氧菌包括有芽孢和無芽孢兩類，后者亦能以芽孢的形式存在于體外。引起感染的常見致病性厭氧菌有下列幾種。
1.革蘭陰性桿菌
(1)類桿菌屬(Bacteroides)：如脆弱類桿菌(B.fragilis)、口腔類桿菌(B.oralis)、腐蝕類桿菌(B.corrodens)、吉氏類桿菌(B.distasonis)、普通類桿菌(B.vulgatus)、多形類桿菌(B.thetaiotaomicron)、卵形類桿菌(B.ovatus)、解脲類桿菌(B.ureolyticus)和纖維類桿菌(B.gracilis)等。
(2)梭形桿菌屬(Fusobacterium)：如核梭形桿菌(F.nucleatum)、壞死梭形桿菌(F.necrophorum)、易變梭形桿菌(F.varium)、致死梭形桿菌(F.mortiferum)等。
(3)卟啉單胞菌屬(Porphyromonas)：如非解糖卟啉單胞菌(P.asaccharolytica)、牙髓卟啉單胞菌(P.endodontalis)、牙齦卟啉單胞菌(P.gingivalis)。
(4)普氏菌屬(Prevotella)。
①產黑色素普氏菌：棲牙普氏菌(P.dentis)、中間普氏菌(P.intermedia)、洛氏普氏菌(P.loescheii)、產黑色普氏菌(P.melarinogenicus)、軀體普氏菌(P.copporis)和變黑普氏菌(P.nigrescens)等。
②非產黑色素普氏菌：口普氏菌(P.oris)、頰普氏菌(P.buccae)、口腔普氏菌組(P.oralis group)、二路普氏菌(P.bivia)、解糖胨普氏菌(P.disiens)等。
(5)嗜膽菌屬(Bilophila)：如華德嗜膽菌(B.wadsworthia)。
(6)華德薩特菌(Sutterella wadsworthensis)。
2.革蘭陽性球菌
(1)消化鏈球菌屬(Peptostreptococcus)：如大消化鏈球菌(P.magnus)、厭氧消化鏈球菌(P.anaerobius)、中間型消化鏈球菌(P.intermedius)、微小消化鏈球菌(P.micros)、不解糖消化鏈球菌(P.acaccharolyticus)、普氏消化鏈球菌(P.prevotii)等。
(2)微需氧鏈球菌(Microaerophilic streptococci)。
3.革蘭陰性球菌 主要有韋榮球菌屬(Veillonella)等。
4.革蘭陽性產芽孢桿菌 主要為厭氧芽孢梭菌屬(Clostridium)，如產氣莢膜梭菌(C.perfringenes)、敗毒梭菌(C.septicum)、諾維梭菌(C.novyi)、溶組織梭菌(C.histolyticum)、產芽孢梭菌(C.sporogenes)、索氏梭菌(C.sordellii)、破傷風梭菌(C.tetani)、肉毒梭菌(c.botulinum)、艱難梭菌(C.difficile)、多枝梭菌(C.ramosum)、雙酶梭菌(C.bifermentans)、梭狀樣梭菌(C.clostridioforme)、譎詐梭菌(C.fallax)和無害梭菌(C.innocuum)等。
5.革蘭陽性非產芽孢桿菌
(1)放線菌屬(Actinomyces)：如衣氏放線菌(A.israelii)、奈氏放線菌(A.naeslundii)、溶齒放線菌(A.odontolyticus)、黏稠放線菌(A.viscosus)、紐氏放線菌(A.neuii)、麥氏放線菌(A.meyerii)、A.radingae和A.turicensis等。
(2)短棒菌苗屬(Propionibacterium)：主要有痤瘡短棒菌苗(P.acnes)和丙酸短棒菌苗(P.propionicum)等。
(3)乳酸桿菌屬(Lactobacillus)。
(4)雙歧桿菌屬(Bifidobacterium)：如齒雙歧桿菌(B.dentium)等。
(5)優(真)桿菌屬(Eubacterium)：如遲緩優桿菌(E.lentum)、黏性優桿菌(E.limosum)、纏結優桿菌(E.nodatum)等。綜上所述，厭氧菌感染中最常見的為下列五種菌群*：①脆弱類桿菌組(Bacteroidesfragilis group)，主要為脆弱類桿菌;②普氏菌和卟啉單胞菌;③核梭形桿菌;④消化鏈球菌;⑤產氣莢膜梭菌和多枝梭菌?？谇?、鼻腔、口咽、鼻咽隱藏著復雜的菌群，他們在不同的部位各不相同，通常稱為微生態環境。唾液中的細菌含量約108/ml，其中一半為厭氧菌，主要是韋榮球菌。牙垢和牙周袋含厭氧菌1011～1012/g。在胃腸道中厭氧菌量自上而下遞增，胃內僅含少量乳酸桿菌;回腸下端腸液含細菌約108/ml，其中厭氧和需氧菌數量相等;結腸中大便含細菌1011～1012/g，99.9%為厭氧菌，厭氧菌的種類繁多，包括消化鏈球菌、類桿菌、厭氧芽孢梭菌、雙歧桿菌、真桿菌和乳酸桿菌等。在上呼吸道中較主要的致病厭氧菌為消化鏈球菌、梭桿菌和類桿菌等。在陰道和宮頸部細菌含量變化相當大，可在105～1011/ml之間波動，并受月經周期的影響。主要的厭氧菌為乳酸桿菌，而各種厭氧球菌、類桿菌、普氏菌和梭菌也較常見。皮膚含大量痤瘡短棒菌苗，但會陰部皮膚和下肢的一些部位的皮膚有結腸菌群中的部分細菌，如類桿菌和梭狀桿菌。需要指出的是，厭氧菌普遍存在于皮膚、口腔、鼻腔和咽部等暴露于空氣的部位，分析其原因有兩方面：①存在于這些部位的需氧菌和兼性厭氧菌消耗了氧;②牙縫、扁桃體隱窩和皮膚毛囊等部位氧化還原電勢低，有利于組織內厭氧菌的繁殖。此外，分布在消化道不同部位的厭氧菌含量和類型存在很大差異。由于胃酸的存在，胃內的含菌量較少。腸蠕動使絕大多數細菌被送入下段腸道，因而可以解釋小腸內菌量較少的現象。末端回腸和結腸的活動性相對較差，且氧化還原電勢較低，所以細菌含量高，且99.9%是厭氧菌。由此可見，大量的厭氧菌分布在人體皮膚和黏膜表面。在一定條件下，厭氧菌即易入侵而引起感染，約2/3的厭氧菌感染為混合性。
(二)發病機制
1.人體的防御功能 完整的皮膚和黏膜是預防感染的天然屏障，抗體、補體系統、中性粒細胞和細胞免疫反應在預防厭氧菌感染中同樣也具有相當重要的地位。某些革蘭陰性厭氧桿菌可被血清抗體直接殺死。中性粒細胞可以通過氧化和非氧化機制殺滅厭氧菌。此外，厭氧菌可能更容易被巨噬細胞所殺滅。實驗證實，在循環抗體和補體可防御和腹腔感染有關的菌血癥，而T細胞可以防止膿腫形成。
2.厭氧菌的致病性 與細菌的黏附、侵襲力、產生的毒素和酶，以及細菌表面成分等毒力因素相關。某些厭氧菌可借其毒素、莢膜、黏附因子(如菌毛可黏附宿主上皮細胞)、酶或代謝產物而使其致病力增高，如產氣莢膜梭菌能產生多種強力的外毒素和侵襲性酶，并有莢膜，因而有強大的侵襲力，并可通過水解胞膜磷脂酰膽堿產生溶血、肌肉壞死等致死作用。某些菌株尚產生溶血素、彈力纖維素、明膠酶、脫氧核糖核酸酶等。革蘭陰性厭氧桿菌和需氧菌相同，亦產生內毒素，某些還產生神經氨酸酶、纖溶酶、硫化氫、吲哚、氨和β-葡萄糖醛酸酶等。脆弱類桿菌胞壁上存在脂多糖(LPS)，但其LPS的核心多糖部分缺少2-酮基-3脫氧辛烷酸和庚糖，類脂部分缺少β-羥基肉豆蔻酸。由于此三者為內毒素的主要活性部分，故其LPS活性較一般革蘭陰性桿菌為弱。脆弱類桿菌能產生β-內酰胺酶、肝素酶、透明質酸酶、DNA酶和神經氨酸酶等，此類酶與致病力密切相關，如β-內酰胺酶能降解β-內酰胺類抗生素，不僅可保護自身，同時可保護對β-內酰胺類抗生素敏感的共生菌，從而協同致病;肝素酶可降解肝素，促進凝血，易形成細菌栓子;透明質酸酶等能增強細菌的侵襲和播散能力。產黑色素普氏菌(Prevotella melarinogenica)和其他一些厭氧菌菌株具高度蛋白質分解活性，對多種蛋白質，包括酪蛋白、纖維蛋白、膠原、免疫球蛋白等均有作用，能分解結締組織建立厭氧病灶。能在血和滲出物中產生大量氨，后者能溶解黏膜上皮，因而是牙周病的誘發因素之一。韋榮球菌、雙歧桿菌、真桿菌、短棒菌苗、乳酸桿菌等菌屬為致病性較弱的條件致病菌。
3.厭氧菌感染的發病機制
(1)皮膚黏膜屏障功能破壞:如手術、外傷或某些疾病狀態下。
(2)正常菌群定植位置的改變。
(3)厭氧菌的致病性和菌量。
(4)氧化還原電勢降低(pH降低)：有利于組織內厭氧菌的繁殖。造成pH降低的原因主要為供血不足、組織壞死，或同時存在需氧菌或兼性厭氧菌。常見于影響血供的血管性疾病(包括動脈硬化)、惡性腫瘤(如淋巴組織增生性或鄰近黏膜面的腫瘤等因易引起局部阻塞、缺血缺氧、組織壞死以及黏膜破損而有利于厭氧菌的繁殖)、冷凍、休克、水腫、外傷(特別是腹部、盆腔和牙齒的外傷)、外科操作(如拔牙等)、異物、產氣菌的存在等情況。
(5)人體防御功能的下降：可見于某些病理情況下，此外，厭氧菌可進一步削弱體液免疫和細胞免疫功能。某些厭氧菌結合或消耗調理素，防止后者和非厭氧菌(包括耐氧厭氧菌、微需氧厭氧菌和兼性厭氧菌)結合，從而影響吞噬細胞對其吞噬作用。噬二氧化碳細胞菌屬(Capnocytophaga)可引起可逆的獲得性中性粒細胞趨化功能缺陷。體外實驗證實，在特定條件下，厭氧菌可直接抑制中性粒細胞、巨噬細胞和淋巴細胞的功能。在低pH條件下，由類桿菌和其他革蘭氏陰性厭氧桿菌產生的短鏈脂肪酸可抑制中性粒細胞的殺傷性。而且，脆弱類桿菌和腹膜巨噬細胞的相互作用可誘導其促凝活性;感染部位的纖維素沉積，使細菌清除減少?？傊?，除厭氧芽孢梭菌感染外，多數厭氧菌感染為內源性，且致病菌常為復數性，例如腹部感染平均存在五種不同細菌，其中三種為厭氧菌，兩種為需氧或兼性厭氧菌。如前述，凡降低pH的情況均有利于厭氧菌感染的發生。同樣，患有糖尿病、嚴重肝病肝硬化、尿毒癥、血過氧化氫酶缺乏癥、褥瘡潰瘍、人或動物咬傷、肢體壞疽等疾病，以及長期接受免疫抑制劑、氨基糖苷類抗生素、血過氧化氫酶缺乏癥腎上腺皮質激素、抗代謝藥物、放射治療和器官移植等患者，發生厭氧菌感染的機會增加。