厭氧菌感染

(一)發(fā)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(yǎng)基表面生長的細菌。大多數(shù)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(guān)。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(huán)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)芽孢桿菌 主要為厭氧芽孢梭菌屬(Clostridium)，如產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(yōu)(真)桿菌屬(Eubacterium)：如遲緩優(yōu)桿菌(E.lentum)、黏性優(yōu)桿菌(E.limosum)、纏結(jié)優(yōu)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(chǎn)氣莢膜梭菌和多枝梭菌。口腔、鼻腔、口咽、鼻咽隱藏著復(fù)雜的菌群，他們在不同的部位各不相同，通常稱為微生態(tài)環(huán)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(nèi)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(shù)量相等;結(jié)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(jīng)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(jié)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(nèi)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(nèi)的含菌量較少。腸蠕動使絕大多數(shù)細菌被送入下段腸道，因而可以解釋小腸內(nèi)菌量較少的現(xiàn)象。末端回腸和結(jié)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(fā)病機制
1.人體的防御功能 完整的皮膚和黏膜是預(yù)防感染的天然屏障，抗體、補體系統(tǒng)、中性粒細胞和細胞免疫反應(yīng)在預(yù)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(huán)抗體和補體可防御和腹腔感染有關(guān)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(chǎn)生的毒素和酶，以及細菌表面成分等毒力因素相關(guān)。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(chǎn)物而使其致病力增高，如產(chǎn)氣莢膜梭菌能產(chǎn)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(chǎn)生溶血、肌肉壞死等致死作用。某些菌株尚產(chǎn)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(chǎn)生內(nèi)毒素，某些還產(chǎn)生神經(jīng)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(nèi)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(chǎn)生β-內(nèi)酰胺酶、肝素酶、透明質(zhì)酸酶、DNA酶和神經(jīng)氨酸酶等，此類酶與致病力密切相關(guān)，如β-內(nèi)酰胺酶能降解β-內(nèi)酰胺類抗生素，不僅可保護自身，同時可保護對β-內(nèi)酰胺類抗生素敏感的共生菌，從而協(xié)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(zhì)酸酶等能增強細菌的侵襲和播散能力。產(chǎn)黑色素普氏菌(Prevotella melarinogenica)和其他一些厭氧菌菌株具高度蛋白質(zhì)分解活性，對多種蛋白質(zhì)，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(jié)締組織建立厭氧病灶。能在血和滲出物中產(chǎn)生大量氨，后者能溶解黏膜上皮，因而是牙周病的誘發(fā)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(fā)病機制
(1)皮膚黏膜屏障功能破壞:如手術(shù)、外傷或某些疾病狀態(tài)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(nèi)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(chǎn)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(jié)合或消耗調(diào)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(jié)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(chǎn)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(dǎo)其促凝活性;感染部位的纖維素沉積，使細菌清除減少。總之，除厭氧芽孢梭菌感染外，多數(shù)厭氧菌感染為內(nèi)源性，且致病菌常為復(fù)數(shù)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(fā)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(zhì)激素、抗代謝藥物、放射治療和器官移植等患者，發(fā)生厭氧菌感染的機會增加。