生物武器科技知识(上)

霍乱弧菌

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霍乱弧菌

霍乱弧菌是人类霍乱的病原体,霍乱是一种古老且流行广泛的烈性传染病之一。曾在世界上引起多次大流行,主要表现为剧烈的呕吐,腹泻,失水,死亡率甚高。属于国际检疫传染病。

简介

霍乱弧菌包括两个生物型:古典生物型和埃尔托生物型。这两种型别除个别生物学性状稍有不同外,形态和免疫学性基本相同,在临床病理及流行病学特征上没有本质的差别。自1817年以来,全球共发生了七次世界性大流行,前六次病原是古典型霍乱弧菌,第七次病原是埃尔托型所致。

1992年10月在印度东南部又发现了一个引起霍乱流行的新血清型菌株(0139),它引起的霍乱在临床表现及传播方式上与古典型霍乱完全相同,但不能被01群霍乱弧菌诊断血清所凝集,抗01群的抗血清对0139菌株无保护性免疫。在水中的存活时间较01群霍乱弧菌长,因而有可能成为引起世界性霍乱流行的新菌株。

生物学性状

形态与培养特性

新从病人分离出古典型霍乱弧菌和ELtor弧菌比较典型,为革兰氏阴性菌,菌体弯曲呈弧状或逗点状,菌体一端有单根鞭毛和菌毛,无荚膜与芽胞。经人工培养后,易失去弧形而呈杆状。取霍乱病人米泔水样粪便作活菌悬滴观察,可见细菌运动极为活泼,呈流星穿梭运动。营养要求不高,在PH88~90的碱性蛋白胨水或平板中生长良好。因其他细菌在这种PH值不易生长,故碱性蛋白胨水可作为选择性增殖霍乱弧菌的培养基。在碱性平板上菌落直径为2毫米,圆形,光滑,透明。

霍乱弧菌能还原硝酸盐为亚硝酸盐,靛基质反应阳性,当培养在含硝酸盐及色氨酸的培养基中,产生靛基质与亚硝酸盐,在浓硫酸存在时,生成红色,称为霍乱红反应,但其他非致病性弧菌亦有此反应,故不能凭此鉴定霍乱弧菌。ELTor型霍乱弧菌与古典型霍乱弧菌生化反应有所不同。前者Vp阳性而后者为阴性。前者能产生强烈的溶血素,溶解羊红细胞,在血平板上生长的菌落周围出现明显的透明溶血环,古典型霍乱弧菌则不溶解羊红细胞。个别ELTor型霍乱弧菌株亦不溶血。

抗原性

根据弧菌O抗原不同,分成2个血清群,第1群包括霍乱弧菌的两个生物型。第2群A、B、C三种抗原成份可将霍乱弧菌分为三个血清型:含AC者为原型(又称稻叶型),含AB者为异型(又称小川型),A、B、C均有者称中间型(彦岛型)。

抵抗力

霍乱弧菌古典生物型对外环境抵抗力较弱,EL—Tor生物型抵抗力较强,在河水、井水、海水中可存活1~3周,在鲜鱼,贝壳类食物上存活1~2周。

霍乱弧菌对热,干燥,日光,化学消毒剂和酸均很敏感,耐低温,耐碱。湿热55摄氏度,15分钟,100摄氏度,1~2分钟,水中加05ppm氯15分钟可被杀死。01%高锰酸钾浸泡蔬菜、水果可达到消毒目的。在正常胃酸中仅生存4分钟。

致病性和免疫性

致病性

人类在自然情况下是霍乱弧菌的唯一易感者,主要通过污染的水源或饮食物经口传染。在一定条件下,霍乱弧菌进入小肠后,依靠鞭毛的运动,穿过粘膜表面的粘液层,可能藉菌毛作用粘附于肠壁上皮细胞上,在肠粘膜表面迅速繁殖,经过短暂的潜伏期后便急骤发病。该菌不侵入肠上皮细胞和肠腺,也不侵入血流,仅在局部繁殖和产生霍乱肠毒素,此毒素作用于不粘膜上皮细胞与肠腺使肠液过度分泌,从而患者出现上吐下泻,泻出物呈“米泔水样”并含大量弧菌,此为本病典型的特征。

霍乱肠毒素本质是蛋白质,不耐热,56摄氏度经30分钟,即可破坏其活性。对蛋白酶敏感而对胰蛋白酶抵抗。该毒素属外毒素,具有很强的抗原性。现已能将该毒素高度精制成晶状,仍保持极强的生物学活性。

霍乱肠毒素致病机理如下:毒素由A和B两个亚单位组成,A亚单位又分为A1和A2两个肽链,两者依靠二硫链连接。A亚单位为毒性单位,其中A1肽链具有酶活性,A2肽链与B亚单位结合参与受体介导的内吞作用中的转位作用。B亚单位为结合单位,能特异地识别肠上皮细胞上的受体。1个毒素分子由一个A亚单位和4摄氏度6个B亚单位组成多聚体。霍乱肠毒素作用于肠细胞膜表面上的受体(由神经节苷脂GM1组成),其B亚单位与受体结合,使毒素分子变构,A精致单位进入细胞,A1肽链活化,进而激活腺苷环化酶),使三磷酸腺苷转化为环磷酸腺苷,细胞内CAMP浓度增高,导致肠粘膜细胞分泌功能大为亢进,使大量体液和电解质进入肠腔而发生剧烈吐泻,由于大量脱水和失盐,可发生代谢性酸中毒,血循环衰竭,甚至休克或死亡。

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。高比例的无症状携带者有利于疾病的扩散,根据卫生状况,无症状携带者和病人的比率波动在10:1~100:1之间。

传播途径主要是通过污染的水源或未煮熟的食物如海产品、蔬菜经口摄入。居住拥挤,卫生状况差,特别是公用水源是造成暴发流行的重要因素。人与人之间的直接传播不常见。

在正常胃酸条件下,如以水为载体,需饮入大于1010个细菌方能引起感染;如以食物作为载体,由于食物高强度的缓冲能力,感染剂量可减少到102~104个细菌。任何能降低胃中酸度的药物或其他原因,都可使人对霍乱弧菌感染的敏感性增加。

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。01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。在古典生物型霍乱弧菌感染中,无症状者可达60%;在ElTor生物型感染中,无症状者可达75%。霍乱弧菌古典生物型所致疾病较ElTor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,多无腹痛,每天大便数次或数十次。在疾病最严重时,每小时失水量可高达1升,排出由粘膜、上皮细胞和大量弧菌构成的如米泔水样的腹泻物。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,病人可在12~24小时内死亡,死亡率高达25%~60%,但若及时给病人补充液体及电解质,死亡率可小于1%。0139群霍乱弧菌感染比01群严重,表现为严重脱水和高死亡率,且成人病例所占比例较高,大于70%,而01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3~4周,真正的慢性带菌者罕见。病菌主要存在于胆囊中。

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