链球菌

链球菌属于链球菌科（链球菌属）。它们最早由T. Bilroth于1874年在治疗丹毒时发现；由L. Pasteur于1878年在治疗产后败血症时发现；并于1883年由F. Feleisen在纯培养物中分离出来。

链球菌（希腊语：streptos - 链，coccus - 粒）是革兰氏阳性、细胞色素阴性、过氧化氢酶阴性的球形或卵形细胞，直径为 0.6-1.0 μm，以不同长度的链状或四球菌状生长；不能运动（D 血清群的一些代表除外）；DNA 中 G + C 的含量为 32-44 mol %（对于该科而言）。它们不形成孢子。致病性链球菌形成荚膜。链球菌是兼性厌氧菌，但也有严格厌氧菌。最适温度为 37°C，最适 pH 为 7.2-7.6。致病性链球菌在普通培养基中不生长或生长不良。通常使用含有 5% 脱纤维血的糖肉汤和血琼脂进行培养。培养基中不应含有还原糖，因为它们会抑制溶血。在肉汤中，生长物呈易碎的沉淀物形式，位于底部壁层，肉汤透明。形成短链的链球菌会导致肉汤浑浊。在致密培养基中，A血清群链球菌可形成以下三种类型的菌落：

• 粘液状——体积大，有光泽，形似水滴，但具有粘稠的稠度。此类菌落由新分离的具有荚膜的毒性菌株形成；
• 粗糙型——比粘液型更大，扁平，表面凹凸不平，边缘呈扇贝状。此类菌落由具有M抗原的强毒菌株形成；
• 光滑、较小的菌落，边缘均匀；形成无毒培养物。

链球菌能发酵葡萄糖、麦芽糖、蔗糖和一些其他碳水化合物，产生酸但不产生气体（除 S. kefir 外，它产生酸和气体），不会使牛奶凝结（除 S. lactis 外），并且不具有蛋白水解特性（除一些肠球菌外）。

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链球菌致病性的主要因素

M蛋白是主要的致病因素。链球菌的M蛋白是纤维状分子，在A组链球菌的细胞壁表面形成菌毛。M蛋白决定粘附性，抑制吞噬作用，决定抗原类型特异性，并具有超抗原特性。M抗原抗体具有保护性（T蛋白和R蛋白抗体不具备这种特性）。类M蛋白存在于C组和G组链球菌中，可能是其致病性的因素。

荚膜。它由透明质酸组成，类似于组织中的透明质酸，因此吞噬细胞不会将带有荚膜的链球菌识别为外来抗原。

红细胞生成素是一种猩红热毒素，是一种超抗原，可导致中毒性休克综合征（TSS）。该毒素有三种血清型（A、B、C）。猩红热患者会出现鲜红色皮疹，皮疹出现在皮肤和黏膜上。它具有致热、致敏、免疫抑制和促有丝分裂作用，并能破坏血小板。

溶血素（链球菌溶血素）O 可破坏红细胞，具有细胞毒作用，包括白细胞毒性和心脏毒性，由大多数 A、C 和 G 血清群的链球菌产生。

溶血素（链球菌溶血素）S具有溶血和细胞毒作用。与链球菌溶血素O不同，链球菌溶血素S是一种非常弱的抗原，它也由A、C和G血清群的链球菌产生。

链激酶是一种将前激活剂转化为激活剂的酶，它将纤溶酶原转化为纤溶酶，后者水解纤维蛋白。因此，链激酶激活血液中的纤溶酶，增强链球菌的侵袭性。

趋化抑制因子（氨基肽酶）抑制中性粒细胞吞噬细胞的运动性。

透明质酸酶是一种侵袭因子。

浑浊的因素是血清脂蛋白的水解。

蛋白酶——破坏各种蛋白质；可能与组织毒性有关。

DNases（A、B、C、D）- DNA水解。

通过 I 受体与 IgG 的 Fc 片段相互作用的能力 - 抑制补体系统和吞噬细胞活性。

链球菌具有明显的致敏特性，会导致身体敏感。

链球菌耐药性

链球菌耐低温性良好，且耐干燥，尤其是在含蛋白质的环境中（血液、脓液、粘液），并且在物体和灰尘上可存活数月。加热至56°C后，链球菌会在30分钟内死亡，但D组链球菌除外，它们可以承受70°C的高温持续1小时。3-5%的石炭酸和来苏尔溶液可在15分钟内杀死链球菌。

感染后免疫

抗毒素和特异性M抗体在其形成过程中起主要作用。猩红热后的抗毒素免疫力强且持久。抗菌免疫力也强且持久，但其有效性受到M抗体类型特异性的限制。

链球菌感染的流行病学

外源性链球菌感染的来源是急性链球菌感染（扁桃体炎、猩红热、肺炎）患者及其恢复期患者。感染途径主要为空气传播，有时为直接接触，极少数情况下为食物传播（牛奶和其他食品）。

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链球菌感染的症状

链球菌寄生于上呼吸道、消化道和泌尿生殖道的黏膜，因此其引起的疾病可以是内源性的，也可以是外源性的，即由自身球菌引起，或由外部感染引起。链球菌通过受损的皮肤侵入，从局部病灶扩散至淋巴系统和循环系统。通过空气中的飞沫或粉尘感染会导致淋巴组织受损（扁桃体炎），并累及局部淋巴结，病原体由此经淋巴管和血行扩散。

链球菌引起各种疾病的能力取决于：

• 入口点（伤口感染、产褥期败血症、丹毒等；呼吸道感染——猩红热、扁桃体炎）；
• 链球菌中存在各种致病因素；
• 免疫系统状态：在缺乏抗毒性免疫的情况下，感染A血清群产毒链球菌会导致猩红热的发展，而在存在抗毒性免疫的情况下，会发生扁桃体炎；
• 链球菌的致敏特性；它们在很大程度上决定了链球菌疾病发病机制的特殊性，并且是肾肾炎，关节炎，心血管系统损害等并发症的主要原因；
• 链球菌的化脓性和败血性作用；
• 根据 M 抗原，存在大量 A 血清群链球菌血清变体。

由针对M蛋白的抗体引起的抗菌免疫具有类型特异性，由于M抗原存在多种血清变异体，因此可能出现扁桃体炎、丹毒和其他链球菌疾病的反复发作。链球菌引起的慢性感染的发病机制更为复杂：慢性扁桃体炎、风湿病、肾炎。以下情况证实了A血清群链球菌在其中的病原学作用：

• 这些疾病通常发生在急性链球菌感染（扁桃体炎、猩红热）之后；
• 此类患者血液中，尤其病情加重时，常可发现链球菌或其L型及抗原，咽部粘膜上一般可见溶血性或绿化性链球菌;
• 持续检测各种链球菌抗原的抗体。对于风湿病患者，在病情加重期间，检测血液中高滴度的抗O-链球菌溶血素和抗透明质酸酶抗体具有特殊的诊断价值；
• 对各种链球菌抗原（包括红细胞生成素的耐热成分）产生致敏作用。针对结缔组织和肾组织的自身抗体可能在风湿病和肾炎的发展中发挥作用；
• 风湿病发作时使用抗链球菌抗生素（青霉素）有明显的治疗效果。

猩红热

猩红热（拉丁语scarlatium-鲜红色）是一种急性传染病，临床表现为扁桃体炎，淋巴结炎，皮肤和粘膜上出现小点鲜红色皮疹并随后剥落，以及全身中毒和化脓性和过敏性并发症的倾向。

猩红热是由A组β-溶血性链球菌引起的，该菌具有M抗原并能产生红细胞生成素。猩红热的病因曾被归咎于多种微生物——原生动物、厌氧球菌、其他球菌、链球菌、滤过性链球菌以及病毒。俄国科学家G.N.加布里切夫斯基、I.G.萨夫琴科和美国科学家G.F.迪克（G.F.迪克和G.H.迪克）对阐明猩红热的真正病因做出了决定性的贡献。I.G.萨夫琴科早在1905-1906年就发现，猩红热链球菌能产生毒素，他所获得的抗毒血清具有良好的治疗效果。基于I.G.萨夫琴科的研究，迪克夫妇于1923-1924年发现：

• 对未患过猩红热的个体进行小剂量毒素的皮内注射，会引起局部毒性反应，表现为发红和肿胀（迪克反应）；
• 对于患过猩红热的人来说，这种反应是负面的（毒素被他们体内的抗毒素中和）；
• 将大剂量的毒素皮下注射到未患过猩红热的个体体内，会导致他们出现猩红热的特征症状。

最后，通过用链球菌培养物感染志愿者，他们得以重现猩红热。目前，猩红热的病因已被普遍认可。其特殊之处在于，猩红热并非由某种特定血清型的链球菌引起，而是由任何一种具有M抗原并产生红细胞生成素的β-溶血性链球菌引起。然而，在不同国家、不同地区和不同时期的猩红热流行病学中，起主要作用的是具有不同M抗原血清型（1、2、4或其他）并产生不同血清型（A、B、C）红细胞生成素的链球菌。这些血清型可能会发生变化。

猩红热中链球菌致病的主要因素是外毒素（红蛋白）、链球菌及其红蛋白的化脓性、败血性和致敏性。红蛋白由两部分组成：一是热不稳定蛋白（毒素本身），二是具有致敏性的热稳定性物质。

猩红热主要通过空气飞沫传播，但任何伤口表面都可能成为感染点。潜伏期为3-7天，有时甚至长达11天。猩红热的发病机制主要体现了与病原体特性相关的三个方面：

• 猩红热毒素的作用会导致中毒——该病的早期阶段。其特征是外周血管受损，出现鲜红色小点状皮疹，以及体温升高和全身中毒。免疫力的增强与血液中抗毒素的出现和积累有关；
• 链球菌本身的作用。它不具有特异性，表现为各种化脓性脓毒症过程的发展（耳炎、淋巴结炎、肾炎在疾病的第2-3周出现）；
• 机体致敏，表现为发病第2～3周出现肾肾炎、多关节炎、心血管疾病等各种并发症。

猩红热临床上也分为I期（中毒）和II期，此时可观察到化脓性炎症和过敏性并发症。由于使用抗生素（青霉素）治疗猩红热，并发症的发生率和严重程度已显著降低。

感染后免疫

猩红热病症状强烈且持久（2-16% 的病例会复发），由抗毒素和免疫记忆细胞引起。即使已康复的患者，也会保留对猩红热过敏原的过敏状态。该过敏原可通过皮内注射灭活链球菌检测。康复患者的注射部位会出现红肿和疼痛（阿里斯托夫斯基-范康尼试验）。迪克反应用于检查儿童的抗毒素免疫力。通过该反应，已确定一岁儿童的被动免疫力在出生后的前 3-4 个月内得以维持。

猩红热的实验室诊断

在典型病例中，猩红热的临床表现非常明显，无需进行细菌学诊断。在其他情况下，诊断需要分离出纯β-溶血性链球菌培养物，这种细菌存在于所有猩红热患者的咽部黏膜上。

需氧革兰氏阳性球菌，分为气球菌属、明串球菌属、小球菌属和乳球菌属，致病性较弱，在人类中引起的疾病较少，主要发生在免疫系统受损的人群中。

链球菌的分类

链球菌属约有50种，其中致病性链球菌4种（化脓性链球菌、肺炎链球菌、无乳链球菌和马链球菌），条件致病性链球菌5种，机会性链球菌20余种。为方便起见，根据以下特性将整个属分为4组：在10℃下生长；在45℃下生长；在含6.5% NaCl的培养基中生长；在pH为9.6的培养基中生长；在含40%胆汁的培养基中生长；在含0.1%亚甲蓝的牛奶中生长；在60℃加热30分钟后仍可生长。

大多数致病链球菌属于第一组（所有列出的体征通常为阴性）。肠球菌（D血清群）也导致多种人类疾病，属于第三组（所有列出的体征通常为阳性）。

最简单的分类是根据链球菌与红细胞的比例。分为：

• b-溶血性链球菌-在血琼脂上生长时，菌落周围有明显的溶血区；
• a-溶血性链球菌-菌落周围呈绿色，并有部分溶血（绿化是由于氧合血红蛋白转化为高铁血红蛋白引起的）；
• 与 b-溶血性链球菌相比，a1-溶血性链球菌形成的溶血区不太明显且浑浊；
• a 型和 al 型链球菌被称为 S. viridans（绿色链球菌）；
• γ非溶血性链球菌在固体培养基中不引起溶血。血清学分类具有重要的实际意义。

链球菌的抗原结构复杂：它们具有全属共有抗原和各种其他抗原。其中，位于细胞壁的组特异性多糖抗原对于分类尤为重要。根据这些抗原，根据R. Lansfeld的建议，链球菌被分为血清学组，分别用字母A、B、C、D、F、G等表示。目前，已知链球菌有20个血清学组（从A到V）。对人类致病的链球菌属于A组、B组和D组，较少属于C组、F组和G组。因此，确定链球菌的组属是诊断其所致疾病的决定性因素。组多糖抗原是在沉淀反应中使用相应的抗血清来确定的。

除组抗原外，溶血性链球菌还发现了型特异性抗原。A组链球菌的这些抗原包括M、T和R蛋白。M蛋白在酸性介质中耐热，但可被胰蛋白酶和胃蛋白酶破坏。该蛋白可通过盐酸水解链球菌后发生沉淀反应检测。T蛋白在酸性介质中加热时会被破坏，但对胰蛋白酶和胃蛋白酶具有抗性。该蛋白可通过凝集反应检测。R抗原也存在于B、C和D血清群的链球菌中。它对胃蛋白酶敏感，但对胰蛋白酶不敏感，在酸性条件下加热会被破坏，但在弱碱性溶液中可耐受中等程度的加热。根据M抗原，A血清群溶血性链球菌可分为多种血清型（约100种），其测定具有流行病学意义。根据T蛋白，A血清群链球菌又可分为几十种血清变异型。B血清群链球菌又可分为8种血清变异型。

链球菌还具有与皮肤上皮基底层细胞以及胸腺皮质带和髓质带上皮细胞的抗原相同的交叉反应抗原，这可能是这些球菌引起自身免疫性疾病的原因。在链球菌的细胞壁中发现了一种抗原（受体I），这与它们像具有蛋白A的葡萄球菌一样，能够与IgG分子的Fc片段相互作用有关。

链球菌引起的疾病分为11类。这些疾病的主要类别包括：

• 各种化脓性过程 - 脓肿，蜂窝织炎，耳炎，腹膜炎，胸膜炎，骨髓炎等;
• 丹毒 - 伤口感染（皮肤和皮下组织淋巴管的炎症）;
• 伤口化脓性并发症（尤其是在战争时期） - 脓肿，蜂窝织炎，败血症等;
• 扁桃体炎——急性和慢性；
• 脓毒症：急性脓毒症（急性心内膜炎）；慢性脓毒症（慢性心内膜炎）；产后脓毒症；
• 风湿病；
• 肺炎，脑膜炎，爬行性角膜溃疡（肺炎球菌）;
• 猩红热；
• 龋齿——其病原体最常见的是变形链球菌（S. mutatis）。致龋链球菌的基因已被分离和研究，这些基因负责合成确保其在牙齿和牙龈表面定植的酶。

虽然大多数对人类致病的链球菌属于A血清群，但D血清群和B血清群的链球菌也在人类病理学中发挥重要作用。D血清群链球菌（肠球菌）被认为是伤口感染、各种化脓性外科疾病以及孕妇、产妇和妇科患者化脓性并发症的病原体，它们会感染肾脏、膀胱，引发败血症、心内膜炎、肺炎和食物中毒（肠球菌的蛋白水解变体）。B血清群链球菌（无乳链球菌）常导致新生儿疾病，例如呼吸道感染、脑膜炎和败血症。从流行病学角度来看，这些疾病与母亲和妇产医院工作人员携带此类链球菌有关。

厌氧链球菌（消化链球菌）存在于健康人的呼吸道、口腔、鼻咽、肠道和阴道的微生物群中，也可能是化脓性疾病（阑尾炎、产后败血症等）的元凶。

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链球菌感染的实验室诊断

诊断链球菌病的主要方法是细菌学方法。研究材料包括血液、脓液、咽部黏液、扁桃体菌斑和伤口分泌物。分离纯培养物研究的关键步骤是确定其血清群。为此，有两种方法可用。

• 血清学 - 使用沉淀反应测定多糖组。为此，需要使用相应组特异性血清。如果菌株具有β-溶血性，则用盐酸提取其多糖抗原，并用A、B、C、D、F和G血清群的抗血清进行检测。如果菌株不具有β-溶血性，则提取其抗原，并仅用B组和D组抗血清进行检测。A、C、F和G组抗血清通常与α-溶血性和非溶血性链球菌发生交叉反应。不具有β-溶血性且不属于B组和D组的链球菌则通过其他生理学检测进行鉴定。D组链球菌被分离为一个独立的属——肠球菌属。
• 该分组方法基于氨肽酶（由A和D血清群链球菌产生的酶）水解吡咯烷萘酰胺的能力。为此，市售试剂盒包含必要的试剂，用于测定血液和肉汤培养物中的A组链球菌。然而，该方法的特异性不足80%。

仅出于流行病学目的，使用沉淀反应（确定 M 血清型）或凝集反应（确定 T 血清型）对 A 血清群链球菌进行血清分型。

在检测A、B、C、D、F和G血清群链球菌的血清学反应中，常用的是协同凝集反应和乳胶凝集反应。抗透明质酸酶和抗O-链球菌溶血素抗体滴度测定可作为诊断风湿病和评估风湿病活动性的辅助方法。

IFM 还可用于检测链球菌多糖抗原。