英文名称 :staphylococcic meningitis
葡萄球菌脑膜炎(staphylococcic meningitis)发病率有增高趋势。绝大部分是金黄色葡萄球菌(金葡菌)所致,亦有白色葡萄球菌及柠檬色葡萄球菌引起化脓性脑膜炎的报告。小儿各年龄组均可发生,新生儿及年长儿童发病较多。预后欠佳。
葡萄球菌(Staphylococcus)至少有九种以上,有的致病,有的一般不致病。根据菌株生化性状和色素不同,将其分为三类:金葡菌、白色葡萄球菌和柠檬色葡萄球菌。其致病力大小主要取决于产生毒素及酶的能力。一般以溶血素及血浆凝固酶的有无来判断是否具有致病力。
(1)形态染色:球形或稍呈椭圆形,直径1.0μm左右,排列成葡萄状。葡萄球菌无鞭毛,不能运动。无芽孢,除少数菌株外一般不形成荚膜。易被常用的碱性染料着色,革兰染色为阳性。其衰老、死亡或被白细胞吞噬后,以及耐药的某些菌株可被染成革兰阴性。
(2)培养特性:营养要求不高,在普通培养基上生长良好,在含有血液和葡萄糖的培养基中生长更佳,需氧或兼性厌氧,少数专性厌氧。28~38℃均能生长,致病菌最适温度为37℃,pH为4.5~9.8,最适为7.4。在肉汤培养基中24小时后呈均匀混浊生长,在琼脂平板上形成圆形凸起,边缘整齐,表面光滑,湿润,不透明的菌落。不同种的菌标产生不同的色素,如金黄色、白色、柠檬色。色素为脂溶性。葡萄球菌在血琼脂平板上形成的菌落较大,有的菌株菌落周围形成明显的全透明溶血环(β溶血),也有不发生溶血者。凡溶血性菌株大多具有致病性。
(3)生化反应:多数葡萄球菌能分解葡萄糖、麦芽糖和蔗糖,产酸不产气。致病性菌株能分解甘露醇。
(4)分类与分型:根据生化反应和产生色素不同,可分为金黄色葡萄球菌(Staph. aureus)、表皮葡萄球菌(Staph. Epidermidis)和腐生葡萄球菌(Staph. Saprophyticus)三种。其中金黄色葡萄球菌多为致病菌,表皮葡萄球菌偶尔致病,腐生葡萄球菌一般不致病。60%~70%的金黄色葡萄球菌可被相应噬菌体裂解,表皮葡萄球菌不敏感。用噬菌体可将金黄色葡萄球菌分为4群23个型。肠毒素型食物中毒由Ⅲ和Ⅳ群金黄色葡萄球菌引起,Ⅱ群菌对抗生素产生耐药性的速度比Ⅰ和Ⅳ群缓慢很多。造成医院感染严重流行的是Ⅰ群中的52、52A、80和81型菌株。引起疱疹性和剥脱性皮炎的菌株经常是Ⅱ群71型。
(5)抗原结构:葡萄球菌抗原构造复杂,已发现的在30种以上,其化学组成及生物学活性了解的仅少数几种。
1)葡萄球菌A蛋白(Staphylococcal protein A,SPA):存在于菌细胞壁的一种表面蛋白,位于菌体表面,与胞壁的黏肽相结合。它与人及多种哺乳动物血清中的IgG的Fc段结合,因而可用含SPA的葡萄球菌作为载体,结合特异性抗体,进行协同凝集试验。A蛋白有抗吞噬作用,还有激活补体替代等活性。SPA是一种单链多肽,与细胞壁肽聚糖呈共价结合,是完全抗原,具属特异性。所有来自人类的菌株均有此抗原,动物源株则少见。
2)多糖抗原:具有群特异性,存在于细胞壁,借此可以分群,A群多糖抗原体化学组成为磷壁酸中的N-乙酰葡胺核糖醇残基。B群化学组成是磷壁酸中的N-乙酰区糖胺甘油残基。
3)荚膜抗原:几乎所有金黄色葡萄球菌菌株的表面有荚膜多糖抗原的存在。表皮葡萄球菌仅个别菌株有此抗原。
(6)致病性:金葡菌产生多种毒素与酶引起人体损害。
1)血浆凝固酶(coagulase):是能使含有枸橼酸钠或肝素抗凝剂的人或兔血浆发生凝固的酶类物质,致病菌株多能产生,常作为鉴别葡萄球菌有无致病性的重要标志。
凝固酶有两种:一种是分泌至菌体外的,称为游离凝固酶(free coagulase)为蛋白质。作用类似凝血酶原物质,可被人或兔血浆中的协同因子(cofactor)激活变成凝血酶样物质后,使液态的纤维蛋白原变成固态的纤维蛋白,从而使血浆凝固。另一种凝固酶结合于菌体表面并不释放,称为结合凝固酶(bound coagulase)或凝聚因子(chumping factor),在该菌株的表面起纤维蛋白原的特异受体作用,细菌混悬于人或兔血浆中时,纤维蛋白原与菌体受体交联而使细菌凝聚。游离凝固酶采用试管法检测,结合凝固酶则以玻片法测试。凝固酶耐热,粗制品100℃30分钟或高压灭菌后仍保持部分活性,但易被蛋白分解酶破坏。
凝固酶和葡萄球菌的毒力关系密切。凝固酶阳性菌株进入机体后,使血液或血浆中的纤维蛋白沉积于菌体表面,阻碍体内吞噬细胞的吞噬,即使被吞噬后,也不易被杀死。同时,凝固酶集聚在菌体四周,亦能保护病菌不受血清中杀菌物质的作用。葡萄球菌引起的感染易于局限化和形成血栓,与凝固酶的生成有关。
凝固酶具有免疫原性,刺激机体产生的抗体对凝固酶阳性的细菌感染有一定的保护作用。慢性感染患者血清可有凝固酶抗体的存在。
2)葡萄球菌溶血素(staphyolysin):多数致病性葡萄球菌产生溶血等。按抗原性不同,至少有α、β、γ、δ、ε五种,对人类在致病作用的主要是α溶血素。它是一种“攻击因子”,化学成分为蛋白质,分子量约为30000,不耐热,65℃30分钟即可破坏。如将α-溶血素注入动物皮内,能引起皮肤坏死,如静脉注射,则导致动物迅速死亡。α溶血素还能使小血管收缩,导致局部缺血和坏死,并能引起平滑肌痉挛。α溶血素是一种外毒素,具有良好的抗原性。经甲醛处理可制成类毒素。
3)杀白细胞素(leukocidin):含F和S两种蛋白质,能杀死人和兔的多核粒细胞和巨噬细胞。此毒素有抗原性,不耐热,产生的抗体能阻止葡萄球菌感染的复发。
4)肠毒素(enterotoxin):从临床分离的金黄色葡萄球菌,约1/3产生肠毒素,按抗原性和等电点等不同,葡萄球菌肠毒素分A、B、C1、C2、C3、D、E和F八个血清型(现在已经取消了F这个血清型,因为事实上,F型肠毒素就是TSST1),细菌能产生一型或两型以上的肠毒素,肠毒素是单一的多肽链,含有较多的赖氨酸、酪氨酸、天门冬氨酸和谷氨酸。肠毒素可引起急性胃肠炎即食物中毒。与产毒菌株污染了牛奶、肉类、鱼虾、蛋类等食品有关,在20℃以上经8~10小时即可产生大量的肠毒素。肠毒素是一种可溶性蛋白质,耐热,经100℃煮沸30分钟不被破坏,也不受胰蛋白酶的影响,故误食污染肠毒素的食物后,在肠道作用于内酯神经受体,传入中枢,刺激呕吐中枢,引起呕吐,并产生急性胃肠炎症状。发病急,病程短,恢复快。一般潜伏期为1~6小时,出现头晕、呕吐、腹泻,发病1~2日可自行恢复,愈后良好。
5)表皮溶解毒素(epidermolytic toxin):也称表皮剥脱毒素(Exfoliatin),引起人类或新生小鼠的表皮剥脱性病变。主要发生于新生儿和婴幼儿,引导起烫伤样皮肤综合征。主要由噬菌体Ⅱ型金葡萄产生的一种蛋白质,分子量24 000,具有抗原性,可被甲醛脱毒成类毒素。
6)毒性休克综合毒素Ⅰ(toxic shock syndrome toxin1,TSST1):系噬菌体Ⅰ群金黄色葡萄球菌产生。可引起发热,增加对内毒素的敏感性,增强毛细血管通透性,引起心血管紊乱而导致休克。
7)其他:葡萄球菌尚可产生葡激酶(staphylokinase),亦称葡萄球菌溶纤维蛋白酶(staphylococcal fibrinolysin),产生耐热核酸酶(heat-stable nuclease),透明质酸酶(hyaluronidase),脂酶(lipase)等。
本病多继发于头颅、面部感染及外伤等,如面部疖肿、中耳炎、乳突炎等所致海绵窦感染,或硬脑膜外脓肿破裂直接感染脑膜。也可因颅脑外伤或手术感染金葡菌所致或脐带等其他部位感染金葡菌引起败血症及心内膜炎,细菌栓子或感染性血栓经血液循环侵袭脑膜。
本病早期仅显示软脑膜及大脑浅表血管充血、扩张,继之炎症病变迅速沿着蛛网膜下腔扩延。病变另外还会累及大脑的额叶、顶叶、颞叶,大量的黄色或灰色脓性渗出物覆盖于脑表面,并沉积于脑沟和诸脑池等处,也可累及脑室内。金葡菌脑膜炎常合并硬脑膜外、硬脑膜下积脓或脑脓肿,海绵窦血栓形成等。脑脊液常呈混浊状,镜检有大量炎症性细胞。
人类对致病性葡萄球菌有一定的天然免疫力。只有当皮肤黏膜受创伤后,或机体免疫力降低时,才易引起感染。患病后所获免疫力不强,难以防止再次感染。目前无有效的预防措施。