microbiology 2007 department of nursing yu chun-keung 11/19/2007
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Microbiology 2007 Department of Nursing Yu Chun-Keung 11/19/2007. Small G(-) bacilli Bordetella (36) Brucella Francisella (37) Haemophilus (35) Legionella (38). 不確定的 G( - ) 桿菌. 大 部分 G( - ) 桿菌分布在環境或屬人體正常群大菌 但 博德氏菌屬 Bordetella 布魯氏桿菌屬 Brucella - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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Small G(-) bacilliBordetella (36) Br
ucella Francisella (37) Haemophilus (35)
Legionella (38)
Microbiology 2007Department of NursingYu Chun-Keung 11/19/2007
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不確定的 G( - ) 桿菌大部分 G( - ) 桿菌分布在環境或屬人體正常群大菌但博德氏菌屬 Bordetella 布魯氏桿菌屬 Brucella 法蘭西氏菌屬 Francisella
的分離多與疾病有關。
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博德氏菌屬( Bordetella ) 生長需求挑剔,一般培養基不生長,須有碳、澱粉、血液、球蛋白以中和有毒物質。
三種與人類疾病有關
1. 百日咳菌 (B. pertussis) -哮喘;
2. 副百日咳菌 (B. parapertussis) -溫和型百日咳。
3. 支氣管膿毒博德氏菌 (B. bronchiseptica) -多感染豬和狗,較少感染人。
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Colonization of tracheal epithelial cells by Bordetella pertussis 2004 Kenneth Todar University of Wisconsin-Madison Department of Bacteriology
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致病因感染→黏附呼吸道纖毛細胞→增殖→毒素→組織壞死、全身毒害。
黏附因子 (Adhesins)
毒素 (Toxins)
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黏附因子 (Adhesins)Pertactin (P69 protein) 和絲狀紅血球凝集素 (Filamentous hemagglutinin) :結合上皮細胞的硫化醣脂 (sulfated glycolipids) 、多形核白血球的 CR3 。
百日咳毒素 (Pertussis toxin) :是一種 A-B 毒素, S1 是毒素部分, S2 至 S5 結合單位; S2 結合纖毛細胞, S3 結合吞噬細胞。
Fimbria: function unknown
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毒素 (Toxins)百日咳毒素 S1 :作用在 G1 protein ,使 cAMP 上升,呼吸道分泌物增加Adenylate cyclase / hemolysin toxin: 使 cAMP 上升,分泌增加;抑制白血球的趨化、吞噬和毒殺作用。皮膚壞死毒素 (dermonecrotic toxin) :造成血管收縮,局部組織壞死。氣管毒素 (tracheal cytotoxin) :一種細胞壁胜肰聚醣,破壞纖毛細胞,造成 ciliostasis ,破壊呼吸道清除功能,咳嗽主因,刺激 IL-1 釋放產生發燒。脂多糖體 (LPS) :活化補體和刺激細胞激素產生。
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A tracheal organ culture 72 h after infection with B. pertussis.
Large arrow: Bordetella Small arrow: cilia
Extruded epithelial cell with attached bacteria
Denuded epithelium of non-ciliated cells
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流行病學
1.過去是小孩 (< 1 year) 主要傳染病,因接種疫苗,罹病率及死亡率自 1949年大幅減少,近年大小孩和大人病倒明顯增加 ( 免疫力下降 ) 。
2. 只有人類感染,無動物性或環境之傳染窩,理論上可以疫苗根除,疫苗毒性+非終身免疫而無法達到。
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臨床症狀 1. 吸入傳染性飛沫傳播。潛伏期: 7 - 10天。
2. 卡他期:似感冒,流鼻涕、噴涕、倦怠、低燒。傳染高峰期,大量細菌增殖,約 1-2週。
3. 突發期:纖毛受損,致清除作用消失,喘息式咳嗽,嘔吐或虛脫為止, 40 - 50次/天, 2-4週。
4. 恢復期:症狀減緩。
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檢體收集 1. 百日咳菌對乾燥極敏感
2. 須在病床邊將檢體直接接種,最理想的檢體 :鼻咽抽吸液
3.口咽部抹子不能收集足夠數量的纖毛上皮細胞
• 須用合成纖維的塗抹器,棉花塗抹器可能含有毒性脂肪酸。
• 新鮮培養劑 :例如炭碳馬血 agar, Bordet-Gengou medium 。
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Direct and indirect fluorescent antibody tests for antigen detection
檢體玻片風乾熱固定螢光抗體染色
1. 直接螢光抗體法,檢出率約 50%。診斷
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診斷 2. Charcoal + 馬血清 + 甘油 +
蛋白腖 35℃、加濕培養 7天,檢出率約 50%。受不同病程和使用抗生素影響。
3. 血清學檢定特異性絲狀紅血球凝集素或 百咳毒素抗體。
4. 核酸增幅 PCR+培養 =常規診斷 (取代直接螢光法 ) 敏感度 : 80- 100%
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治療、預防、控制 1. 加強照顧。2. 抗生素(紅黴素)可殺菌,但無法改善病程(康復取決於纖毛細胞再生)。
3. 在卡他期無法做正確診斷,失去治療先機。4. 全細胞不活化疫苗,三合一(白喉、百日咳、
破傷風; DPT) 80-85﹪預防效果。因副作用減低接受意願。
5. 1996 無細胞疫苗 ( 不活化百日咳毒素 +1~2種細菌成份 ) 。
6. 百日咳有高度傳染性,且病人的家屬會成為傳染源,以紅黴素作社區族群預防投藥。
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Chapter 37
Brucella 和 Francisella 為重要人畜共同病原,可用作生物戰戰劑(Anthrax, Plague)
非常細小,生長需求排剔,生長緩慢
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布魯氏桿菌屬( Brucella ) 流產布魯氏桿菌 (B. abortus) -牛 。犬布魯氏桿菌 (B. canis) -犬、狐狸、狼 。馬爾他布魯氏桿菌 (B. melitensis) -山羊、綿羊。豬布魯氏桿菌 (B. suis) -豬 。
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Sources of Brucella infection. G.G. Alton & J.R.L. Forsyth
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致病因 1. 細胞內寄生,經吞噬細胞和單核
細胞吞噬→脾、 肝、骨髓、淋巴結、腎→形成肉芽腫 (granulomas) 破壞組織。
2. 毒力基因 VirB調控細胞內增殖
3. 不產生毒素,內毒素毒力不強。
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肉芽腫 (granulomas)
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流行病學 1. 全世界,以拉丁美洲、非洲、地中海或中東等地區為主
2. 自然宿主的症狀輕微。
3. 偏好含紅鮮醇( erythritol )器官-動物的子宮、胎盤、副睪、乳房,造成動物不孕、流產或無症狀之帶菌者。
4. 直接接觸病原 (實驗室內 ) ,接觸感染動物器官、毛皮 ) ,進食污染食品或吸入。
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臨床症狀 1. 依不同病原有所不同
2. 持續發燒 (波狀熱 ) ,虛弱、畏寒、肌病痛、關節痛、體重減輕。
3. 腸胃道症狀 (70﹪) ,骨質溶解病變,關節滲液 (20-60%) ,呼吸道症狀 (25%) 。
4. 演變成長期性疾病。
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布魯氏桿菌症 (Brucellosis, Bang’s disease, undulant fever)
流產布魯氏桿菌 -溫和。
犬布魯氏桿菌-溫和。
馬爾他布魯氏桿菌- 嚴重急性。
豬布魯氏桿菌-嚴重慢性。
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診斷 1. 多處(血液、骨髓、感染部)採樣培養。
2. 菌體小,細胞內寄生,鏡檢用處不大。
3. 培養:生長需求挑剔,生長緩慢。
4. 鑑定:標準實驗室。
5. 血清學:抗體可維持數月至數年,確認臨床診斷,不作唯一依據, 抗體力價增加 4倍、或單一力價 ≧ 160 以上。 (Titer)
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治療、預防、控制 1. 四環黴素、 doxycycline(抑菌)2. 持續 6週以上以免復發3. 無疫苗4. 控制動物疾病 ( 血清學確診+撲殺 +
免疫接種 )5. 避免食用消毒不完全奶製品。
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法蘭西氏土倫桿菌( Francisella tularensis ) 菌體非常細小,生長需求挑剔。野生哺乳類、畜養動物、鳥、魚、吸血節肢動物、污染水源。人因接觸患畜、被蜱叮咬感染、 食用污染肉類和水、 吸入傳染性飛沫皮屑傷口: 10 ,吸入: 50 ,攝食: 108
稱土倫病、兔熱。
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法蘭西氏土倫桿菌( Francisella tularensis )
寄生巨噬細胞,抑制 phagosome-lysosome融合,長期存活。發熱、發冷、局部淋巴腫大 全身感染,肉芽腫、腫瘍。鏈黴素, gentamycin 。避免接觸野生動物和病媒昆蟲有減毒疫苗
UlcerCutaneous tularemiainfection
microbes.historique.net
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巴斯德桿菌科( Pasteurellaceae )
嗜血桿菌屬( Haemophilus) 放線桿菌屬 ( Actinobacillus) 巴斯德桿菌屬( Pasteurella)
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嗜血桿菌屬( Haemophilus )
1. 嗜血桿菌屬是人類常見病原體。
2. 寄生粘膜表面。
3. 生長需要 X因子( hematin)和 V因子( NAD);加熱血液(巧克力)培養基。
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嗜血桿菌屬( Haemophilus )
H. influenzae 流行性感冒嗜血桿菌
H. parainfluenzae H. ducreyi 杜克氏嗜血桿菌
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流行性感冒嗜血桿菌( H. influenzae )
1. 部份的菌株有多糖類莢膜,共分 6個血清型 a-f 。
2. 生化反應不同,可分為 8 種生物型 (biotypes) I-VIII 。 (indole, urease, ornithine decarboxylase)
3. 生物組( biogroups),其中的埃及型造成巴西紫斑熱。
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致病因無莢膜H. influenzae 和 H. parainfluenzae :
在嬰兒期就在上呼吸道菌落化
所有個體都有無莢膜嗜血桿菌和 H. parainfluenzae 。
唾液中 10﹪菌叢為H. parainfluenzae 。
局部擴散造成中耳炎、鼻竇炎、支氣管炎、肺炎,但不造成散漫性疾病。
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致病因莢膜H. influenzae( b 群)
不存在呼吸道,造成幼童腦膜炎、會厭炎、蜂窩組織炎主因。
在有疫苗以前, 95﹪感染是由 b 型抗原流行性感冒嗜血桿菌引起。
在使用疫苗後, c 和 f 血清型和無莢膜型菌株成為重要致病原。
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Age-specific incidence of bacterial meningitis caused by Haemophilus influenzae, Neisseria meningitidis and Streptococcus pneumoniae prior to 1985
2004 Kenneth Todar University of Wisconsin-Madison Department of Bacteriology
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致病因
藉纖毛和黏附素在口咽部形成群落,藉細胞壁成份傷害纖毛,經上皮、內皮→血液,如果缺抗多糖莢膜抗體→敗血症→全身。
H. influenzae 可產生分解 IgA1 蛋白酶。
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Phagocytic engulfment of H. influenzae bacterium opsonized by antibodies specific for the capsule and somatic (cell wall) antigen
2004 Kenneth Todar University of Wisconsin-Madison Department of Bacteriology
•H. influenzae b 群主要毒力因子是抗吞噬作用的莢膜: ribose + ribitol + phosphate( PRP)
•抗 PRP抗體可增加吞噬作用和補體殺菌作用。抗體、補體缺乏或切除脾臟容易引起腦膜炎和會厭炎
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臨床症狀 (1) 腦膜炎:有疫苗以前 b 型菌是造成 3-18月
大幼兒腦膜炎主因,鼻咽部→菌血症→腦,臨床上沒法與其他細菌性腦膜炎區分。
(2) 會厭炎: 2-4歲小孩,聲門組織腫大、呼吸困難、窒息死亡。
(3) 蜂窩組織炎:幼兒,發燒、面頰眼窩周邊產生紅藍斑點。
(4) 關節炎: 2歲以下幼兒最常見之關節炎,侵犯單一大關節。
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臨床症狀 (5) 耳炎、竇炎、下呼吸道疾病: H. infl
uenzae 和肺炎鏈球菌是造成急性與慢性耳炎及竇炎主因。
(6) 巴西紫斑熱:埃及型菌株所造成。
(7) 軟性下疳:杜克氏嗜血桿菌( H. ducreyi)在亞、非洲造成生殖道潰瘍(下疳, chancroid),需與梅毒、泡疹病毒鑑別診斷。
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診斷 (1) 檢體:必須收集腦脊髓液和血液樣本,因為其
中菌量多( 107/ml)、患部(竇、耳)穿刺檢體。
(2) 鏡檢:靈敏、專一性高,腦膜炎的檢出率可達 80%。
(3) 培養:以 chocolate agar 分離培養;衛星現象-嗜血桿菌在金黃色葡萄球菌菌落周圍生長。
(4) 抗原檢測:粒子凝集法( particle agglutination),利用包覆抗體的粒子檢測檢體中是否有 PRP抗原。
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治療
(1) 腦膜炎和會厭炎必須迅速以抗生素治療,否則死亡率可達 100%。
(2) 重症用頭孢菌素,輕症用 ampicillin 。
(3) 針對帶菌者可用抗生素作預防治療,保護高危險族群。
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預防、控制 早期多醣疫苗無法保護 18個月大以下幼兒,因為免疫系統未完全發育,無法對抗多糖抗原。使用結合型疫苗後( PRP +蛋白負載體),流行的情況發生很大改變。
5歲以下幼兒侵入型病例減少 95﹪。 目前 b 型菌只發生在沒有免疫力小孩和免疫力弱的老人。 入侵型疾病由 c 型、 f 型和無莢膜菌取代。
結合型(純化 PRP)疫苗主動免疫: 6個月齡以前接種 3劑,以後再追加。
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The decline of Hib meningitis associated with the introduction of new vaccines
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退伍軍人菌( Legionella )
(1) 屬於其他致病性 G(-) 桿菌
(2) 1976 年,美國退伍軍人協會費城舉行年會,多件肺炎死亡病例,分離嗜肺性退伍軍人菌 (Legionella pneumophilia) 。
(3) 一般培養基中不生長 ( 需添加鐵鹽和L-cysteine) ;一般染劑無法染色。
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流行病學 1. 最普遍的水棲腐生菌。 2. 存在自然界水、空氣調節器、冷卻水塔、供水系統(蓮蓬頭)。
3. 寄生水中阿米巴,在高溫及氯環境中能存活。也存在水管壁的生物膜 (biofilms) 中。
4. 血清學證實感染應十分普遍。5. 老年人 ( 免疫力不足,肺功能異常 )為高危險
群,非經人傳人感染。
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Electron micrograph showing L pneumophila serogroup 1 in the process of dividing (arrows) within a vesicle of an amoeba (Hartmanella veriformis) cell. (X 18,500.) (Courtesy of Barry S. Fields, Centers for Disease Control.)
Washington C. Winn, Jr. http://www.gsbs.utmb.edu/microbook/ch040.htm
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致病因
1. 有感受性的人吸入感染性微粒而感染,與補體的 C3b 結合,再連接吞噬細胞的 CR3 ,進入細胞。
2. 在肺泡巨噬細胞或單核細胞內寄生,抑制 phagosome 和 lysosome融合。藉各種 enzymes 毒殺細胞。
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Multiplication of Legionella pneumophilia in human macrophages
C3 depositing, bind CR3 receptors, inhibit phagolysosome fusion, grow within alveolar macrophages and monocytes.
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This type of cooling tower does not contain drift eliminators which would minimize the outflow of droplets.
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50 – 70 m
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臨床症狀 1. 無症狀感染(低力價抗體反應)較多。2. 肺臟感染有兩種型態 (1)Pontiac fever :自限性發熱性疾病,無肺炎,持續 2-5天。
(2)Legionnaires’ disease :忽發急性全身徵兆 ( 發熱、畏寒、乾咳、頭痛 ) 、肺炎、多器官疾病 (胃、腸、肝、腎、中樞神經系統 ) 、致死率 15-20﹪。
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診斷 1. 一般染色效果差,用鍍銀染色。2. 直接螢光抗體試驗,特異性高,但靈敏度低。
因快速,有臨床價值。3. 培養: buffered charcoal-yeast extract (BC
YE agar) 35℃, 3-5天。4. 抗原檢測: EIA 、 RIA 、 PCR 。5. 血清學:血清中抗體力價上升 4倍或以上 (1
28 或更高 ) ,多在發病後 3週才出現。
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治療、預防、控制
1. 紅黴素有效; β-lactam抗生素無效 ( 產生 β-lactamases) 。
2. 水加氯和維持高水溫可減少病菌。
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The risk of multiplication of legionella varies with temperature
20-46C