沙门氏菌--伤寒和副伤寒的病原体

伤寒是一种严重的急性传染病，其特征是严重的全身中毒、菌血症以及小肠淋巴系统的特定损害。中毒症状包括剧烈头痛、意识模糊和谵妄（伤寒源于希腊语“typhos”，意为“迷雾”）。俄国医生A.G.皮亚特尼茨基于1804年首次尝试将伤寒确立为一个独立的疾病分类学实体，但最终于1822年由R.布勒托诺完成，他将伤寒与肠结核区分开来，并提出了伤寒的传染性。

伤寒的病原体是伤寒沙门氏菌，由 K. Ebert 于 1880 年发现，并于 1884 年由 K. Gaffky 在纯培养物中分离出来。不久，副伤寒甲型和乙型的病原体——甲型副伤寒沙门氏菌和乙型副伤寒沙门氏菌——也被分离出来并进行了研究。沙门氏菌属包括一大群细菌，但只有其中三种——伤寒沙门氏菌、甲型副伤寒沙门氏菌和乙型副伤寒沙门氏菌——可导致人类出现伤寒的临床症状。从形态上看，它们难以区分——短的革兰氏阴性杆菌，末端圆，长 1-3.5 μm，直径 0.5-0.8 μm；它们不形成芽孢或荚膜，具有主动运动能力（周生）。DNA 中的 G + C 含量为 50-52 mol %。

伤寒和副伤寒的病原体是兼性厌氧菌，最适生长温度为37°C（但可在10至41°C范围内生长），pH值6.8-7.2；它们对培养基的要求不高。在肉汤中生长伴有浑浊，在MPA上形成细小的圆形、光滑、半透明的菌落，直径为2-4毫米。然而，带有Vi抗原的伤寒沙门氏菌菌落是浑浊的。乙型副伤寒沙门氏菌菌落较粗糙，几天后边缘会形成特殊的脊状物。在Endo培养基上，三种沙门氏菌的菌落都是无色的，在亚硫酸铋琼脂上则是黑色的。如果在致密培养基上分离，则会生长出R型菌落。伤寒和副伤寒病原体的选择性环境是胆汁或胆汁肉汤。

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伤寒和副伤寒病原体的生化特性

伤寒和副伤寒病原体与MR反应呈阳性，不形成吲哚，不液化明胶，将硝酸盐还原为亚硝酸盐，不形成乙偶姻。伤寒沙门氏菌在含柠檬酸盐的饥饿琼脂上不生长。伤寒沙门氏菌和副伤寒沙门氏菌的主要生化差异在于：伤寒沙门氏菌发酵葡萄糖和其他一些碳水化合物后仅产生酸，而甲型副伤寒沙门氏菌和乙型副伤寒沙门氏菌则同时产生酸和气体。

伤寒沙门氏菌根据其发酵木糖和阿拉伯糖的能力分为四种生化型：I、II、III、IV。

木糖 + - + -

阿拉伯糖 - - + +

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伤寒和副伤寒病原体的抗原结构

沙门氏菌具有O抗原和H抗原。它们根据O抗原分为多个血清群，根据H抗原又分为不同的血清型（有关沙门氏菌血清学分类的更多信息，请参阅下一节）。伤寒沙门氏菌、甲型副伤寒沙门氏菌和乙型副伤寒沙门氏菌在O抗原（属于不同血清群）和H抗原方面均存在差异。

1934年，A. Felix 和 R. Pitt 发现，伤寒沙门氏菌除了O抗原和H抗原外，还有另一种表面抗原，他们称之为毒力抗原（Vi抗原）。Vi抗原的化学性质与O抗原和H抗原不同；它由三个不同的部分组成，但其基础是分子量为10 MD的N-乙酰半乳糖胺糖醛酸复合聚合物。Vi抗原通常存在于新鲜分离的培养物中，但它很容易在各种因素的影响下丢失（尤其是在40°C以上和20°C以下的温度下生长，在含有石炭酸的培养基中等），并且在培养物长期储存过程中，在100°C温度下10分钟就会被破坏。由于其位置比O抗原更浅，它的存在会阻止伤寒沙门氏菌培养物与O特异性血清发生凝集，因此必须用Vi血清进行凝集反应检测。相反，Vi抗原的丢失会导致O抗原释放，O抗原恢复凝集，但Vi凝集会消失。伤寒沙门氏菌中Vi抗原的含量差异很大，因此F. Kauffmann建议根据Vi抗原的含量将伤寒沙门氏菌分为三类：

• 纯 v 形式（德语 viel - 许多）；
• 纯 w 形式（德语 wenig - 小）；
• 中间 vw 形式。

已发现三种不寻常的伤寒沙门氏菌突变体：Vi-I，一种 R 型，其细胞缺乏 H 和 O 抗原，但持续保留 Vi 抗原；O-901，缺乏 H 和 Vi 抗原；H-901，含有 O 和 H 抗原，但缺乏 Vi 抗原。这三种抗原：O、H 和 Vi，都具有明显的免疫原性。Vi 抗原的存在使得伤寒沙门氏菌培养物可以进行噬菌体分型。有两种噬菌体只裂解含有 Vi 抗原的培养物：Vi-I，一种通用噬菌体，可裂解大多数含有 Vi 的伤寒沙门氏菌培养物；以及一组 Vi-II 噬菌体，可选择性裂解伤寒沙门氏菌培养物。这首次由 J. Craige 和 K. Ian 于 1938 年展示。他们使用 II 型 Vi 噬菌体将伤寒沙门氏菌分为 11 种噬菌体类型。截至1987年，已鉴定出106种不同的Vi型伤寒沙门氏菌噬菌体。这些菌对相应噬菌体的敏感性具有稳定的特性，因此噬菌体分型具有重要的流行病学意义。

甲型副伤寒沙门氏菌和乙型副伤寒沙门氏菌的噬菌体分型方案也已开发出来，并据此将其分为数十种噬菌体类型。值得注意的是，沙门氏菌噬菌体类型之间可能没有其他特征上的差异。

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伤寒和副伤寒病原体的耐药性

伤寒和副伤寒病原体在外部环境（水、土壤、灰尘）中存活，具体存活时间取决于具体条件，从几天到几个月不等。它们在流水中可存活长达10天，在死水中可存活长达4周，在蔬菜和水果中可存活5-10天，在餐具中可存活长达2周，在黄油和奶酪中可存活长达3个月，在冰块中可存活长达3个月甚至更久；60°C加热30分钟即可杀死病原体，煮沸可立即杀死。常规化学消毒剂可在几分钟内杀死病原体。自来水中活性氯含量为0.5-1.0毫克/升或对水进行臭氧处理，可确保有效杀灭沙门氏菌和其他肠道致病菌。

伤寒、副伤寒病原体的致病因素

甲型和乙型伤寒和副伤寒病原体最重要的生物学特征是其能够抵抗吞噬作用并在淋巴系统细胞中繁殖。它们不产生外毒素。除Vi抗原外，其致病性的主要因素是内毒素，其毒性异常高。纤溶酶、血浆凝固酶、透明质酸酶、卵磷脂酶等致病因子在伤寒和副伤寒病原体中非常罕见。DNA酶是最常见的（在75-85%的伤寒沙门氏菌和乙型副伤寒沙门氏菌培养物中发现）。已证实，携带mm 6 MD质粒的伤寒沙门氏菌菌株具有更高的毒力。因此，这些沙门氏菌的致病因素仍不清楚。

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感染后免疫

持久、长期、反复发作的伤寒和副伤寒很少见。免疫力源于针对Vi、O和H抗原的抗体、免疫记忆细胞以及吞噬细胞活性的增强。接种疫苗后的免疫力与感染后免疫力不同，持续时间较短（约12个月）。

伤寒和副伤寒的流行病学

甲型伤寒和副伤寒的来源仅限于人、患者或带菌者。乙型副伤寒的来源除人类外，还可为动物，包括鸟类。感染途径为粪口传播。伤寒沙门氏菌的感染剂量为105个细胞（导致50%的志愿者发病），甲型和乙型副伤寒沙门氏菌的感染剂量明显更高。感染主要通过直接或间接接触，以及通过水或食物（尤其是牛奶）传播。最大的流行病是由自来水中的病原体感染引起的（水源性流行病）。

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伤寒和副伤寒的症状

伤寒的潜伏期为15天，但也可能在7至25天之间。这取决于感染剂量、病原体的毒力以及患者的免疫状态。伤寒与甲型和乙型副伤寒的发病机制和临床表现非常相似。该疾病的发展可明确分为以下几个阶段：

• 侵入阶段。病原体通过口腔进入小肠；
• 沙门氏菌通过淋巴途径穿透小肠粘膜下层的淋巴结构（派尔集合淋巴结和孤立性滤泡），并在其中繁殖，引起淋巴管炎和淋巴结炎（一种伤寒颗粒）；
• 菌血症 - 大量病原体释放入血。菌血症阶段始于潜伏期末期，若无有效治疗，可能持续整个疾病过程；
• 中毒阶段是由于血液的杀菌特性影响下细菌分解和内毒素的释放而发生的；
• 实质扩散阶段。沙门氏菌被骨髓、脾脏、淋巴结、肝脏和其他器官的巨噬细胞从血液中吸收。伤寒病原体大量积聚在肝脏的胆管和胆囊中，这些地方为其繁殖提供了有利条件，并且血液的杀菌特性会因胆汁的影响而减弱；
• 排泄-过敏期。随着免疫力的增强，病原体开始释放。这一过程由所有腺体进行：唾液腺、肠道腺体、汗腺、乳腺（哺乳期间）、泌尿系统，以及尤其活跃的肝脏和胆囊。从胆囊释放的沙门氏菌再次进入小肠，其中一些随粪便排出，一些再次侵入淋巴结。再次侵入已经致敏的淋巴结会导致淋巴结发生高能反应，表现为坏死和溃疡。这一阶段很危险，因为有可能导致肠壁穿孔（溃疡）、内出血和腹膜炎；
• 恢复期。溃疡愈合过程发生在坏死沉积物清除的区域，不会形成毁容性疤痕。

反过来，该疾病的临床表现可分为以下几个时期：

• 初始阶段-体温升高期（第1周）：体温逐渐升高至40-42°C，中毒症状和疾病的其他表现加重。
• II - 所有症状发展至最大阶段 - 高峰期（发病2-3周）：体温持续较高；
• III - 疾病的衰退阶段 - stadium decrementi (疾病的第 4 周)：体温逐渐下降，其他症状的表现减弱;
• IV-恢复阶段。

在发病的第8-9天，有时甚至更晚，许多患者的腹部、胸部和背部皮肤会出现玫瑰疹。皮疹（小红点）的出现是由于皮肤浅层局部过敏性增殖性炎症反应引起的，这些炎症发生在淋巴管附近，而淋巴管内含有大量的病原体。临床康复并不总是与细菌学康复同步。约5%的康复者会成为伤寒或副伤寒沙门氏菌的慢性携带者。长期（超过3个月，有时甚至多年）携带沙门氏菌的原因尚不清楚。胆道（有时是泌尿道）的局部炎症过程在携带者的形成中起着一定的作用，这些炎症过程通常与伤寒-副伤寒感染有关，或由于这些感染而加剧。然而，L型沙门氏菌的转化在长期携带甲型和乙型伤寒和副伤寒沙门氏菌的过程中起着同样重要的作用。L型沙门氏菌会失去H抗原、部分O抗原和Vi抗原，通常位于细胞内（骨髓巨噬细胞内），因此化疗药物和抗体都无法接近它们，并可能在康复者体内长期存活。沙门氏菌恢复到原始形态并完全恢复其抗原结构后，会再次变得具有毒性，再次穿透胆管，加剧携带过程，并随粪便排出体外，而这些携带者最终成为他人的传染源。携带者的形成也可能与免疫系统的某些缺陷有关。

伤寒和副伤寒的实验室诊断

诊断伤寒和副伤寒的最早和主要方法是细菌学方法——获取血液培养或骨髓培养。为此目的，需要进行血液或骨髓穿刺检查。最好将血液以 1:10 的比例接种到 Rapoport 培养基（添加葡萄糖、指示剂和玻璃浮子的胆汁肉汤）中（每 10 ml 培养基接种 1 ml 血液）。培养物应在 37°C 下孵育至少 8 天，考虑到可能存在 L 型，最多可孵育 3-4 周。为了鉴定分离的沙门氏菌培养物，使用含有针对抗原 O2（甲型副伤寒沙门氏菌）、O4（乙型副伤寒沙门氏菌）和 O9（伤寒沙门氏菌）的抗体的诊断性吸附血清（考虑到它们的生化特性）。如果分离的伤寒沙门氏菌培养物不能与 O9 血清凝集，则必须用 Vi 血清进行检测。

为了分离伤寒沙门氏菌，可以使用通过玫瑰疹划痕培养获得的渗出液——玫瑰疹培养物生长。

对粪便、尿液和胆汁进行细菌学检查是为了确诊、监测康复者出院时的细菌恢复情况以及诊断细菌携带情况。在这种情况下，将样本初步接种到增菌培养基（含有亚硒酸盐等化学物质的培养基，这些化学物质可以抑制大肠杆菌和其他肠道菌群的生长，但不抑制沙门氏菌的生长），然后将增菌培养基接种到鉴别诊断培养基（Endo、亚硫酸铋琼脂）上，以分离菌落并从中获得纯培养物，并根据上述方案进行鉴定。为了检测患者血清和粪便中的O抗原和Vi抗原，可以使用RSC、抗体诊断试剂RPGA、协同凝集反应、聚集血凝反应和IFM。为了加速伤寒沙门氏菌的鉴定，使用携带Vi抗原基因的DNA片段作为探针有望实现（鉴定时间为3-4小时）。

从发病第一周结束起，患者血清中就会出现抗体，因此，F. Widal 于 1896 年提出了用扩增试管凝集反应来诊断伤寒。伤寒沙门氏菌抗体含量的变化规律十分特殊：O 抗原抗体首先出现，但其滴度在康复后迅速下降；H 抗体出现较晚，但在发病和接种疫苗后仍可持续存在数年。考虑到这种情况，Widal 反应会同时进行，分别使用 O 抗原和 H 抗原（以及甲型副伤寒和乙型副伤寒抗原），以排除可能与疫苗接种或既往疾病相关的错误诊断。然而，肥达氏反应的特异性不够高，因此，使用RPGA（即用O型血凝集素（检测O型血凝集素）或Vi型血凝集素（检测Vi型血凝集素）对红细胞进行致敏）更为可取。其中，最可靠、最特异的是后者（Vi型血凝集素）。

伤寒和副伤寒携带者的诊断

携带细菌的唯一证据是从携带者体内分离出伤寒沙门氏菌、甲型副伤寒沙门氏菌和乙型副伤寒沙门氏菌培养物。研究材料包括十二指肠内容物、粪便和尿液。问题的复杂性在于，携带者并不总是通过这些物质排出病原体；有时会出现间歇，而且间歇时间很长。为了缩小检测范围，可以使用血清学反应（同时检测到O型、H型、Vi型或O型、Vi型抗体表明体内可能存在病原体）和Vi-伤寒沙门氏菌过敏性皮肤试验。Vi-伤寒沙门氏菌含有Vi抗原，与Vi抗体相互作用时，会引起局部过敏反应，表现为红肿，持续20-30分钟。Vi-伤寒沙门氏菌阳性反应表明体内存在Vi抗体，可能存在伤寒沙门氏菌。已有人提出使用针对病原体L型抗原的特殊免疫荧光抗体来识别伤寒沙门氏菌的L型。V. Moore提出了一种识别该细菌携带者的原始方法。该方法需要检查同时被扔进人口稠密地区整个污水管网沿线的沙井盖中的卫生棉条。

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伤寒和副伤寒的治疗

伤寒的治疗主要基于使用各种抗生素，病原体对这些抗生素高度敏感（例如左旋霉素、氨苄西林、四环素类等）。抗生素可以减轻疾病的严重程度并缩短病程。然而，R质粒从大肠杆菌或其他肠道细菌转移到沙门氏菌中，可能导致它们之间出现危险的流行性克隆。

伤寒和副伤寒的具体预防

自1978年以来，我国不再使用七种不同的伤寒疫苗，而是只生产一种——化学吸附伤寒单苗。然而，由于伤寒已从流行病转变为散发性疾病（这首先得益于供水和污水处理系统的改善以及居民卫生习惯的提高），大规模免疫接种的必要性已经消失。因此，只有在出现流行病迹象时才会接种伤寒疫苗。