[科普中国]-肺炎链球菌

肺炎链球菌于1881年首次由巴斯德（Louis Pasteur）及G. M. Sternberg分别在法国及美国从患者痰液中分离出。为革兰染色阳性，菌体似矛头状，成双或成短链状排列的双球菌，有毒株菌体外有化学成分为多糖的荚膜。

5%～10%正常人上呼吸道中携带此菌。有毒株是引起人类疾病的重要病原菌。

简介在化脓性球菌中，肺炎链球菌的致病力仅次于金黄色葡萄球菌。不同的是，到目前为止，肺炎链球菌极少对青霉素类抗生素产生耐药性。肺炎球菌主要的致病物质是肺炎球菌溶血素及荚膜。荚膜具有抗原性，是肺炎链球菌分型的依据。此菌可引起大叶性肺炎、脑膜炎、支气管炎等疾病。1

生物学性状菌体菌体呈矛头状，多成双排列，宽端相对，尖端相背，有较厚荚膜，革兰阳性.

培养特性和生化反应营养要求及在血平板上菌落特征基本同甲型链球菌，培养时间稍久菌落中央下陷呈脐窝状.在血清肉汤中培养稍久亦因细菌自溶而使混浊的培养液渐变澄清.自溶酶可被胆汁或胆盐等物质活化，加速细菌溶解，故可用胆汁溶菌试验与甲型链球菌相区别；肺炎链球菌能分解菊糖这点也可作为与甲型链球菌相区别的依据.

抗原结构与分型⑴荚膜多糖抗原 按此抗原不同分为84个血清型，个别型还可分成不同的亚型.其中有20多个型可引起疾病.

⑵菌体抗原

1)C多糖 存在于细胞壁中，为各型肺炎链球菌所共有，可与血清中一种正常蛋白质（C反应蛋白)出现沉淀反应.C反应蛋白（CRP）在急性炎症患者中含量剧增.可用C多糖测定CRP，辅助诊断活动性风湿热等疾病.

2)M蛋白：具有型特异性，类似A群链球菌的M蛋白，但与菌的毒力无关。2

致病性⒈致病物质 有荚膜，肺炎链球菌溶素O，脂磷壁酸和神经氨酸酶等.

⒉所致疾病 主要引起大叶性肺炎，成人中75%由1,2,3,4,5,7,8,9,12型引起，半数以上为1,2,3型.3型产生大量荚膜物质，毒力强，病死率高.儿童以第6,14,19及23型肺炎链球菌感染最常见.可继发胸膜炎，脓胸，中耳炎，脑膜炎和败血症等.

肺炎链球菌在正常人的口腔及鼻咽部经常存在，一般不致病，只形成带菌状态.只有在免疫力下降时才致病.尤其在呼吸道病毒感染后或婴幼儿，年老体弱者易发生肺部感染.

免疫性感染后，可建立较牢固的型特异性免疫.其免疫机制主要是产生荚膜多糖型特异抗体，起调理作用，增强吞噬功能.

传播与致病引起肺炎等疾病的链球菌属细菌。呈圆形，在痰和脓液中常形成短链状，无鞭毛；在人和动物体内可产生荚膜。该菌对温度抵抗力较弱，在52～56℃时加热15～20分钟即被杀死；对干燥的抵抗力较强，在阴暗处的干痰中可生存1～2月。这种细菌在自然界中分布 广泛，常生活在正常人的鼻腔中，多数不致病或致病力很弱，少数致病力较强。其能否致病与荚膜有密切关系，因荚膜能抵抗人体内吞噬细胞的吞噬作用而大量繁殖，引起疾病。肺炎链球菌主要引起大叶性肺炎以及气管炎、中耳炎、脑膜炎、胸膜炎、心内膜炎、败血症等疾病。典型的大叶性肺炎起病急骤，病人有高烧、寒颤，开始时有阵发性干咳，不久有少量粘液痰，随后痰变黄色，呈粘脓性。病人在发热期间，应卧床休息，吃容易消化的食物，多喝水。一般病程1～2周预防。用细菌荚膜多糖制备的多糖疫苗进行预防，效果较好。磺胺类药物、青霉素等对肺炎等疾病的治疗较为有效。

由肺炎链球菌引起的急性肺部感染叫肺炎链球菌肺炎。该菌革兰染色阳性，常为短链状，细菌外面由多糖体组成的荚膜为致病的物质基础。若3岁以下的婴幼儿肺部受到感染，则引起支气管肺炎；3岁以上年长儿受到感染，由于此时机体抵抗力逐渐增强，能使病变局限于一个肺叶或一个节段，以右上叶或左下叶最为多见，故肺炎链球菌肺炎又叫大叶性肺炎，近年来发病率较低。

起病多急骤（少数患儿先有轻微的上呼吸道感染症状），中毒症状重。突然高热、体温可达40℃～41℃，头痛、胸痛、呼吸急促，烦躁不安，早期往往不咳嗽或轻咳，病儿常不吐痰。年长儿可有寒战、咯吐铁锈色痰，但有的患儿仍咳黄脓痰。重症患儿可有惊厥、谵妄及昏迷等中毒性脑病表现。

生物学特性典型的肺炎链球菌为革兰染色阳性球菌，直径约1μm。常呈双排列。菌体成矛头状，宽端相对，尖端向外。在痰、脓液标本中可呈单个或短链状。有毒株在体内形成荚膜。普通染色时荚膜不着色，表现为菌体周围透明环。无鞭毛。不形成芽胞。菌体衰老时，或由于自溶酶（autolysin）的产生将细菌裂解后，可呈现革兰染色阴性。本菌营养要求较高，需在含血液或血清的培养基中生长。在固体培养基上形成小圆形、隆起、表面光滑、湿润的菌落。培养初期菌落隆起呈穹窿形，随着培养时间延长，细菌产生的自溶酶裂解细菌，使菌落中央凹陷，边缘隆起成“脐状”。表面活性剂如胆汁或脱氧胆酸盐可激活自溶酶，加速菌体自溶。

兼性厌氧，C02 5-10%生长最好，且生成的菌落周围有草绿色溶血环。若于液体培养基中培养24h，呈均匀混浊，后期可因产生自溶而变得澄清。

甲型溶血性链球菌不产生自溶酶，故加入胆盐等表面活性剂不能溶解，利用此特点可鉴别甲型溶血性链球菌与肺炎链球菌。肺炎链球菌在血琼脂平板上菌落周围形成α溶血环。细菌生长的能量来源于分解葡萄糖，伴随乳酸的形成。乳酸的堆积会抑制细菌的生长，故间断性加入碱可使肺炎链球菌大量繁殖。Optochin可抑制肺炎链球菌生长。

该菌可分解多种糖类，产酸不产气。胆汁溶解试验阳性、Optochin敏感试验阳性。

大多数新分离出的肺炎链球菌可发酵菊糖，故菊糖发酵试验在鉴别肺炎球菌与甲型溶血性链球菌时有一定的参考价值。

抗原构造荚膜多糖抗原存在于肺炎链球菌荚膜中。根据荚膜多糖抗原性的不同将肺炎球菌分为91个血清型。

菌体抗原⑴C多糖：存在于肺炎链球菌细胞壁中，具有种特异性，为各型菌株所共有。C多糖可被血清中C-反应蛋白沉淀。在钙离子存在时，C多糖可与正常人血清中称为C-反应蛋白（C reactive protein,CRP）的β球蛋白结合，发生沉淀。

⑵M蛋白：具有型特异性。M蛋白刺激机体产生的相应抗体无保护作用。

抗原变异肺炎链球菌可能发生的变异有荚膜变异：即从有荚膜有毒力的光滑（S）型菌变异为失去荚膜毒力减低或消失的粗糙（R）型。

细菌抵抗力抵抗力较弱，56℃15～30分钟即被杀死。对一般消毒剂敏感。有荚膜株抗干燥力较强。对青霉素、红霉素、林可霉素等敏感。

致病性致病物质1．荚膜（capsule) 是肺炎链球菌主要的致病因素。无荚膜的变异株无毒力，感染实验动物，如鼠、兔等，很快被吞噬细胞吞噬并杀灭。有荚膜的肺炎球菌可抵抗吞噬细胞的吞噬，有利于细菌在宿主体内定居并繁殖。

2．肺炎链球菌溶血素（pneumolysin) 高浓度时对实验动物有致死性。对人的致病机理尚待确定。

3．紫癜形成因子（purpura-producing principle) 注入家兔皮内，可产生紫癜及出血点并伴有内脏出血。紫癜形成因子与人类肺炎球菌感染间的关系尚不明确。

所致疾病肺炎链球主要引起人类大叶性肺炎。75%的成年人肺炎链球菌肺炎及50%以上严重的肺炎链球菌菌血症是由1～8型肺炎链球菌引起。肺炎链球菌6、14、19及23型，常引起儿童肺炎链球菌性疾病。40%～70%的正常人上呼吸道中携带有毒力的肺炎链球菌。由此可见呼吸道粘膜对肺炎链球菌存在很强的自然抵抗力。当出现某种降低这种抵抗功能的因素时，肺炎链球菌可引起感染，如①呼吸道功能异常：病毒及其它感染性因子损伤呼吸道粘膜上皮细胞；某些异常因素（如过敏）导致粘液的过度分泌，使侵入的病原菌受到保护；各种原因导致的支气管阻塞及各种原因导致的纤毛功能损伤；②酒精及药物中毒：酒精及某些药物中毒可抑制吞噬细胞的活性及咳嗽反射，有利于病原菌的吸入；③循环系统功能异常及任何原因导致的肺充血、心功能衰竭；④其它：营养缺陷、体质虚弱、贫血、血清补体水平低下等。肺炎链球菌肺炎常突然发病，表现为高热、寒战、胸膜剧烈疼痛、咳铁锈色痰。10%～20%的患者可于高热期伴发菌血症。其病理表现主要是最初肺泡内有大量纤维蛋白渗出液，继之是红细胞和白细胞向肺泡内渗出，最终导致病变部位肺组织实变。病变通常仅累及单个肺叶，故称为大叶性肺炎。如果早期使用抗生素治疗，可阻止肺实变发生。

肺炎链球菌也可侵入机体其它部位，引起继发性胸膜炎、中耳炎、乳突炎、心内膜炎及化脓性脑膜炎等。3

细菌免疫性肺炎链球菌感染后，机体可建立较牢固的型特异性免疫，同型病菌的再次感染少见。患者发病后5～6天，体内可形成荚膜多糖型特异性抗体。这种抗体与荚膜结合后，肺炎链球菌易被机体吞噬细胞吞噬杀灭。补体在清除病原菌过程中发挥调理作用，当抗原抗体复合物与补体结合后，可增强吞噬细胞对病原菌的吞噬功能。

实验室检查标本采集包括痰、脓液、血液、脑脊液等标本。

涂片染色镜检革兰氏色染色呈阳性球菌，呈矛头状成双排列，坦面相邻，尖端向外。若标本可见大量炎性细胞同时存在时有重要的参考价值。

荚膜染色阳性。

分离培养常采用羊血平板，有助于其溶血特征的识别和进一步鉴定，而且初代分离应置5%~10%CO2的环境下培养。在血平板上，肺炎链球菌的菌落直径0.5~1.5mm，灰白色、半透明、表面光滑（有些菌株可表现为粘液状）扁平，周围环绕着草绿色溶血环。培养或放置24h以上的培养物还会由于肺炎链球菌的自溶作用而致菌落中央塌陷而边缘隆起，而呈脐窝状。

鉴定试验① 胆汁溶菌试验：本试验的原理基于胆盐能够通过活化肺炎链球菌的自溶酶而溶解肺炎链球菌，但不能溶解草绿色链球菌。常用的方法包括快速平板法和标准试管法。前者取一接种环2%去氧胆酸钠溶液加于血平板待鉴定菌的菌落上，置35℃孵育15~30min，菌落溶解消失为阳性。而后者则是在1ml待鉴定菌18~24h培养液中加入2滴10%去氧胆酸钠溶液，35℃孵育5-10min后鉴定菌管由混浊变为透明者为阳性。

② 奥普托欣（Optochin）试验：用以与其他草绿色链球菌相鉴别。用接种环将单个待鉴定菌落均匀涂于血平板上，用含量为5μg的optochin纸片贴于接种区中央，35℃需氧培养过夜，抑菌圈 >18mm的为阳性。本菌为阳性。

小鼠毒力试验若用有毒力的菌株接种小鼠，接种后12-36h，小鼠死亡。

细菌型别鉴定1．荚膜肿胀试验(capsule swelling test) 亦称为Quellung试验。新鲜的标本悬液与等量不稀释的肺炎球菌分型诊断血清混合后，覆以盖玻片，油镜下观察。标本中肺炎球菌若与同型免疫血清相遇，荚膜将显著增大。

2．凝集试验（agglutination test) 将可疑肺炎球菌与已知标准分型血清作玻片凝集试验，若细菌凝集成堆，为同型肺炎球菌。

细菌的防治肺炎链球菌感染关键在于养成良好的卫生习惯，保持环境卫生。必要时对体弱儿童及老年人可用疫苗进行预防注射，如用细菌荚膜多糖制备的多糖疫苗进行预防，效果较好。

病人在发热期间，应卧床休息，吃容易消化的食物，多喝水。磺胺类药物、青霉素等对肺炎等疾病的治疗较为有效。

由于肺炎球菌对多种抗生素敏感，早期治疗通常患者可很快恢复。青霉素G为首选治疗药物。但已发现肺炎球菌对青霉素、红霉素、四环素的耐药菌株。对青霉素的耐药菌株，对万古霉素依然敏感。

肺部查体肺部早期往往缺乏明显阳性体征，或仅有呼吸音减低，晚期才出现肺实变体征，如胸部叩诊呈浊音，可闻及管状呼吸音及大量的湿罗音。

血常规白细胞总数及中性粒细胞均升高。

痰培养可见肺炎链球菌生长。

X线检查沿肺叶分布大片状模糊阴影，密度均匀，边缘清楚，占全肺叶或一个节段。

生物安全防护根据《病原微生物生物实验室生物安全管理条例》中的有关规定，人间传播的微生物名录（待颁布）肺炎链球菌属于三类，BSL-2。相关的防护事宜包括：

操作要求1、实验时，未经实验室主任同意，限制或禁止进入实验室。

2、不许在工作区域饮食、吸烟、清洗隐型眼镜和化妆。食物应存放在工作区域以外专用橱柜或冰箱中。

3、所有的操作过程应尽量细心，避免产生和溅出气溶胶。

4、对于污染的锐器，必须时刻保持高度的警惕，包括针、注射器、玻片、加样器等。

5、注射和吸取感染材料时，只能使用针头固定注射器或一次性注射器（即注射器和针头是一体的）。用过的一次性针头必须弯曲、切断、破碎、重新套上针头套、从一次性注射器上去掉，或在丢弃前进行人工处理，要不将之小心放入不会被刺穿的、用于收集废弃锐器的容器中。非一次性锐器必须放置在坚壁容器中，转移至处理区消毒，最好高压杀菌。

6、打碎的器皿不能直接用手处理，必须用其它工具处理，如刷子和簸箕、夹子或镊

子。盛污染的针头、锐器、碎玻璃的容器在倒掉前，应按照相关的规定进行消毒。

7、所有的培养物、储存物及其它规定的废物在释放前，均应使用可行的消毒方法进行消毒，如高压灭菌。转移到就近实验室消毒的物料应置于耐用、防漏容器内，密封运出实验室。离开该系统进行消毒的物料，在转移前应包装，其包装应符合有关的法规。

8、溅出或偶然事件中，明显暴露于传染源时，要立即向实验室主任报告。进行适当的医学评估、观察、治疗，保留书面记录。

9、按日常程序、在有关传染源的工作结束后、尤其是传染源溅出或洒出后、或受到其他传染源污染后，实验室设备和工作台面应当使用有效的消毒剂消毒。污染的设备在送去修理、维护前，要按照相关的规定消毒；在离开设施转移前，要按照相关的规定打包运输。

安全设备1、正确使用和保养生物安全柜、最好是二级生物安全柜、或其他合适的人员防护设施、或物理遏制装置。

2、确定可能形成传染性气溶胶或溅出物的实验过程，包括离心、研磨、匀浆、剧烈

震荡或混匀、超声波破裂、开启装有传染源的容器、采集感染标本等。

3、涉及高浓度或大体积的传染源时，若选用密封转头或带安全罩的离心机，若转头或安全罩仅在生物安全柜中打开，则可在开放实验室内离心。

4、当必须在生物安全柜外处理标本时，需采取面部保护措施（跟镜、口罩、面罩、或其他防溅装置），以免传染源或其他有害物溅或洒到面上。

5、在实验室内，必须使用专用的防护性外衣、大褂、罩衫或制服。人员到非实验室

区域时，防护服必须留在实验室内。防护服可以在实验室内处理，也可以在洗衣房中洗涤，但不能带回家中。

6、可能接触潜在传染源、被污染的表面或设备时，要戴手套。一次性手套不用清洗、不能重复使用，不能用于接触“洁净”的表面（键盘、电话等），也不应当戴着到实验室外。要备有带滑石粉的乳胶手套。脱掉手套后，要洗手。

本词条内容贡献者为:

成玉林 - 副教授 - 重庆大学