卡他莫拉菌(莫拉氏菌屬 catarrhalis,MC)又稱卡他布蘭漢菌,可存在于健康人群的上呼吸道,是導致中耳炎、鼻竇炎、慢性阻塞性肺炎的病原體;在免疫抑制和ICU的患者可導致菌血癥;是社區(qū)呼吸道感染的主要病原體之一。
卡他莫拉菌于1896年被首次發(fā)現(xiàn),在20世紀70年代之前一直被認為是非病原菌,但直至1972年,VERGER和RIOR在經過對痰液細菌定量研究后首次確認其為一種可致呼吸道感染的病原菌。卡他莫拉菌為革蘭陰性雙球菌,多呈腎形或咖啡豆形,莫拉氏菌屬,無芽孢,無鞭毛,形態(tài)上不易與腦膜炎奈瑟菌鑒別,需氧,營養(yǎng)要求不高,在普通培養(yǎng)基上18~20℃即可生長,菌落光滑,不透明,灰白色,菌落易從培養(yǎng)基上刮下。氧化酶和觸酶陽性,產脫氧核糖核酸酶,多數(shù)菌株還原硝酸鹽和亞硝酸鹽(借此可與奈瑟菌屬相鑒別)。
簡介
革蘭氏染色顯示為陰性,故為革蘭氏陰性非發(fā)酵菌。過去一直認為卡他莫拉菌是對人體無致病性的上呼吸道正常寄居菌。但是,近20多年的研究發(fā)現(xiàn),該菌不僅可以引起兒童和老年人的上呼吸道感染,而且還是引起成人下呼吸道感染的重要病原菌,是兒童上頜竇炎、中耳炎、肺炎以及成人的慢性下呼吸道感染的第3位最常見致病菌,僅次于流感嗜血桿菌和肺炎鏈球菌,而且其發(fā)病率逐年增加,尤其多見于慢性阻塞性肺病患者。
國外已建立了卡他莫拉菌感染的血清學檢測方法分子流行學的發(fā)展使得人們可以建立全國乃至世界性的卡他莫拉菌院內感染和攜帶者的動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng),并已經發(fā)現(xiàn)產β-內酰胺酶菌株占分離菌90%以上,這種情況令人擔憂。雖然卡他莫拉菌的毒力因子已有詳細的描述,但其與細菌的黏附、侵襲、耐藥等(感染與免疫)中的作用尚沒完全闡明,最近10年來建立了研究卡他莫拉菌的各種動物模型,有些模型并不適用于研究人類感染。分子生物學技術的應用豐富了我們對卡他莫拉菌致病基因、反應原性致病機制及宿主免疫反應的知識,并有望研制出新型冠狀病毒疫苗。
流行病學
隨著抗生素、激素及免疫抑制劑的廣泛應用,使人體寄生菌與宿主之間的關系發(fā)生了變化院內感染率明顯增加。由于肺部感染的致病菌與患者口咽部寄居的菌群密切相關,所以卡他莫拉菌可在條件適宜時致病。慢性阻塞性肺病患者久病體弱,長期應用廣譜抗生素和激素,呼吸道防御功能及機體免疫力降低,使細菌進入下呼吸道而引起感染。人體的卡他莫拉菌帶菌率與年齡有關,健康成人上呼吸道帶菌率為1%~5%,有慢性肺部疾病者痰培養(yǎng)卡他莫拉菌陽性率高于健康成人。嬰兒在鼻咽部常有卡他莫拉菌定植,冬季在病毒感染的基礎上更易有卡他莫拉菌定植。嬰兒鼻咽部卡他莫拉菌定植率因不同地區(qū)而有較大的差別,如在紐約為66%,而在澳大利亞的Darwin郊區(qū)則高達100%。此差異可能與環(huán)境衛(wèi)生條件、人種基因的不同、宿主因素等有關鼻咽部的卡他莫拉菌可導致兒童反復發(fā)生中耳炎。應用分子流行病學包括基因組限制性酶切分析(REA)脈沖場凝膠電泳等方法研究發(fā)現(xiàn),嬰兒及患有慢性肺部疾病的成人,呼吸道卡他莫拉菌呈動態(tài)性變化,即原有的卡他莫拉菌不斷被清除而新的卡他莫拉菌又會出現(xiàn),表明免疫反應使得人體可以識別并清除卡他莫拉菌。卡他莫拉菌院內感染可通過呼吸道傳播,有證據(jù)表明卡他莫拉菌在痰液中可生存3星期以上,所以呼吸病房尤易造成人與人間的傳播。
結構特點
MC在血平板、蛋白巧克力平板等各種培養(yǎng)基上生長良好,菌落呈“冰球”狀。菌落光滑、直徑1~3mm不透明,乳白色,易從培養(yǎng)基上刮下,不易乳化在生理鹽水中自凝。本菌無芽孢、無鞭毛形態(tài)上易與其他奈瑟菌屬相混淆。MC可產生氧化酶、觸酶和脫氧核糖核酸酶。菌體基因組DNA中G+C含量為40.0~40.3摩爾%。對MC表面結構的認識有利于闡明細菌的致病機制、人體對細菌的免疫反應過程、新型冠狀病毒疫苗的研制等。將不同地區(qū)分離到的MC經對細菌外膜蛋白(outermembraneproteinOMP)進行純化、k12聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE)分析發(fā)現(xiàn)其成分高度相似。主要OMP的特性已經闡明,并用于疫苗的研制。MC外膜包含有類脂-低聚糖(LOS),由一個類脂A核與低聚糖偶合。95%健康搜索的分離菌中含有三種主要的抗原LOS,根據(jù)LOS分子末端連接的糖的不同而分為不同的血清型。LOS可能也是MC致病的毒力成分。大多數(shù)MC都表達菌傘,菌傘與人體上皮細胞的糖(神經)鞘脂受體結合健康搜索,從而黏附在呼吸道上皮細胞上啟動感染的過程。發(fā)病機制:MC可引起兒童和成人黏膜感染。細菌自呼吸道定植的部位可向鄰近區(qū)域擴散出現(xiàn)感染的臨床癥狀。鼻咽部的MC可經由歐氏管進入中耳導致中耳炎。有研究證實引起中耳炎的致病菌包括MC在呼吸道的定植是發(fā)生中耳炎的首要步驟,然而有病原菌的定植并不一定引起感染。成人COPD患者MC自正常寄植部位如何移行引起下呼吸道感染的機制尚知之甚少。OM P有A至H等8種主要蛋白,分子量為(21~98)×103,具有血凝作用。近年一種新的0MP稱為有機高分子化合物量OMP或稱為普遍存在的表面蛋白(ubiquitoussurfaceproteinA,UspA)引起了人們的廣泛重視,是由兩種基因編碼其編碼的蛋白序列同源性在90%以上。UspAl編碼基因的變異導致其編碼蛋白黏附功能大大降低,純化的蛋白對HEp-2細胞有親嗜性,并可與纖連蛋白結合,此表現(xiàn)型的菌株毒力降低;UspA2基因是補體耐受(complementresistance)基因,其蛋白易與玻璃體結合s蛋白結合動物實驗證明這兩種蛋白具有將細菌從肺部清除的功能。UspA的兩種蛋白是目前研究最深入的MC蛋白,其作為新型冠狀病毒疫苗的研制仍未成功。MC表面有兩種受體分別稱為運鐵蛋白結合蛋白(tbpa和TbpB)、乳鐵蛋白結合蛋白(LbpA和LbpB)編碼這些蛋白的基因具有部分同源性,而且這些蛋白也存在于奈瑟菌和流感嗜血桿菌等革蘭陰性菌體表面,是為細菌的致病因子。編碼基因的變易或缺失可影響其致病性及免疫原性MC產生的β-內酰胺酶不僅保護著細菌產生的各種致病性的酶,而且使得其他嚴重呼吸道合并感染如肺炎鏈球菌、未分型流感嗜血桿菌感染對芐青霉素治療無效。細菌間可發(fā)生與耐藥相關性的基因傳導,如Bootsma等發(fā)現(xiàn)MC與革蘭陽性微生物偶有交叉耐藥基因存在。此現(xiàn)象表明MC具有間接致病性。事實上,因上述情形而治療失敗已有報道,說明無論MC是純培養(yǎng)陽性還是混合培養(yǎng)陽性都具有重要的臨床意義老年患者痰標本常可分離出補體耐受菌株。補體耐受可認為是MC的一種致病因素:兒童89%的下呼吸道分離MC菌株對補體介導的殺滅作用具有耐受性;而上呼吸道分離菌則多數(shù)敏感(58%)。補體耐受菌株可與人玻璃體結合蛋白結合形成阻礙補體攻擊的膜復合物從而抑制補體的最終通路。實驗室檢查:細菌學檢測應根據(jù)不同的感染部位盡早獲得標本并進行細菌學鑒定傳統(tǒng)方法是根據(jù)糖類健康搜索的降解反應及硝酸鹽還原試驗,此法需要大量細菌耗時長,且易出現(xiàn)假陽性。近年來不斷推出快速、準確、簡易的方法,如改良糖類降解試驗;產色底物快速酶試驗;丁酸鹽油脂水解試驗;丁酸酯[zhǐ]酶試驗。其中:Bacto-TB水解試驗具有特異實用、簡單、費用低等優(yōu)點,可對MC作出快速鑒定。基于LPS的血清學分型、β內酰胺酶蛋白等電聚焦、蛋白外膜電泳譜均已用于MC的表現(xiàn)型鑒定。最近基于核酸多態(tài)性的限制酶分析、巨限酶(macrorestrictionenzyme)和脈沖場凝膠電泳(PFGE)技術也為細菌學檢測提供了有力武器。菌株特異性脫氧核糖核酸探針也已試用于臨床。片段長度多態(tài)性分析(FLPA)和自動化核型分析系統(tǒng)用于臨床分離菌的鑒定發(fā)現(xiàn),耐藥MC為同種間的異質基因,是來自于某一克隆的成功繁殖。此外,利用PCR和16SrRNA基因測序可精確鑒定MC。同時測定三種或更多種常見致病菌的多重(multiplex)PCR技術也已經在臨床應用。血常規(guī)檢查白細胞數(shù)和中性粒細胞數(shù)顯著增高可有核左移。但免疫低下等機體反應較低者或老人和小兒等白細胞也可不高。影像學檢查可用于肺部、鼻竇等感染的輔助診斷 其它輔助檢查:肺部感染時,X線胸片可見異常病變。>丙酮酸 >抗核仁核糖核酸抗體 >;白細胞計數(shù) >脂肪酶 >脫氧核糖核酸染色 >;血小板 臨床表現(xiàn):該菌可引起人類多種感染。如急性中耳炎、上頜竇炎和下呼吸道感染,亦可引起腦膜炎心內膜炎、尿道炎,嬰兒和兒童眼結膜炎、角膜炎和敗血癥近來報道MC尚可致男女性生殖泌尿道的感染如前庭大腺膿腫、男性尿道炎等。該菌產生β-內酰胺酶的菌株漸多為臨床治療帶來一定困難。中耳炎:3歲以前的兒童80%曾患有至少一次中耳炎。反復出現(xiàn)中耳炎的兒童常伴有語言發(fā)育延遲。采用鼓膜穿刺術對中耳炎致病因子進行多中心研究,20年間美國和歐洲有15個研究中心對穿刺得到的中耳液進行培養(yǎng)鑒定,得到完全一致的結論:中耳炎的主要致病菌為肺炎鏈球菌、未分型流感嗜血桿菌和MC,其中15%~20%為MC近來采用較細菌培養(yǎng)更敏感的PCR方法對穿刺液進行鑒定,可能會得到更高的MC陽性率。COPD患者的下呼吸道感染:因為MC與其他奈瑟菌從革蘭染色及菌落形態(tài)上難以區(qū)別,故直到近15年來,其引起健康搜索的COPD者下呼吸道感染始被重視。以下證據(jù)表明MC感染加速了COPD的進程:病情加速進展的COPD患者痰培養(yǎng)革蘭染色優(yōu)勢菌為MC,有時甚至為MC純培養(yǎng);COPD病情加速的某些患者經氣管穿刺吸痰可純培養(yǎng)出MC;被認為是MC感染使COPD惡化的患者應用有效的抗菌藥后病情改善;痰中有MC的COPD惡化者可檢測出對MC的特異性免疫反應。目前估計MC感染是繼未分型流感嗜血桿菌感染造成COPD病情惡化的第二位原因,30%由MC引起。COPD患者在MC感染后鶒[chì]的臨床表現(xiàn)與其他細菌感染的表現(xiàn)沒有區(qū)別,可出現(xiàn)咳嗽咳痰增加,呼吸困難加重等。痰標本革蘭染色細胞內外均可發(fā)現(xiàn)大量革蘭陰性的雙球菌。老年人肺炎:位于美國及歐洲的研究中心發(fā)現(xiàn)MC是引起相當比例的老人肺炎患者鶒的致病菌因為MC可寄生于呼吸道而不出現(xiàn)任何癥狀,所以很難精確判定老人肺炎的比例健康搜索但一項前瞻性研究表明老人社區(qū)獲得性肺炎中10%由MC引起,多數(shù)感染者有基礎疾病如COPD、心力衰竭、糖尿病等。雖然老人發(fā)生MC肺炎后病情危重,但暴發(fā)性肺炎少見院內呼吸道感染:20世紀80年代人們即關注到MC可造成院內下呼吸道感染,已有幾起呼吸科病房暴發(fā)的報道這些成年患者往往都有肺心病的基礎。對暴發(fā)流行的分離菌進行鑒定發(fā)現(xiàn)有些暴發(fā)是有多種MC菌株引起,而另一些暴發(fā)則來自同一克隆,表明MC可在人與人之間傳播。鼻竇炎:經鼻竇灌洗可得到鼻竇炎患者的標本,培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)引起成人和兒童鼻竇炎的致病菌依次為未分型流感嗜血桿菌、肺炎鏈球菌和MC。敗血癥:近來有文獻報道MC可致敗血癥。MC引起的敗血癥少見,可發(fā)生于任何年齡的人群中,從新生兒到老人,病情表現(xiàn)較大差別,從輕微癥狀到危及生命。基礎疾病是決定預后的關鍵因素在病毒感染后健康搜索,MC可引起兒童細菌性氣管炎。MC還可導致兒童眼結膜炎和角膜炎,其所造成的致死性腦膜炎也有一例報道。
診斷
根據(jù)各系統(tǒng)的臨床表現(xiàn)、實驗室檢查等可判斷感染發(fā)生的部位,細菌培養(yǎng)到MC為確診依據(jù),應注意有基礎疾病和免疫力低下的患者感染的臨床表現(xiàn)可不典型要依賴痰菌培養(yǎng)生化鑒定和涂片革蘭染色,有條件者可進行分子生物學檢測,應注意與其他奈瑟菌科細菌相鑒別。
治療
自1970年代以來產生β-內酰胺酶的MC菌株在美國和歐洲迅速增加,是細菌耐藥性出現(xiàn)的一個實例。對產生β內酰胺酶的MC株,即使藥敏實驗對氨芐西林敏感也要避免應用氨西林,因為氨芐西林可誘導MC產生β內酰胺酶。MC所致許多感染均可口服抗生素治療。對MC菌感染者,建議首選頭孢唑林和(或)氨基糖苷類抗生素。此外,對于原發(fā)病的治療,增強抵抗力加強營養(yǎng)支持療法等亦十分重要。
預防
兒童和成人感染后會產生特異性IgG,可能具有保護作用MC感染的動物模型表明用小鼠經黏膜免疫較之全身免疫效果更好。OMP成分中的B1,CopB/OMPB2,LbpB,OMPCD,OMPE,OMPG,TbpB和UspA都曾用于新型冠狀病毒疫苗的研究,但均無確切結論。估計研制出可用于臨床健康搜索的有效的疫苗仍需10年時間。
參考資料 >
卡他莫拉菌研究進展.醫(yī)脈通.2024-03-21
卡他莫拉菌/Moraxella catarrhalis.灰藻生物.2024-03-21