綠膿桿菌(學名:Pseudomonas aeruginosa),又稱銅綠假單胞菌,是假單胞菌科、假單胞菌屬細菌,廣泛存在于自然界中,常寄居在人畜腸道和皮膚上,在一定程度下對人或動物致病,且對植物亦是機會性感染的。感染后因膿汁和滲出液等病料呈綠色,故名。如綠膿桿菌肺炎、中耳炎、角膜炎等。
綠膿桿菌是1872年由施羅特首先命名。1882年,格雷薩德從臨床膿液標本中分離到該菌。該菌為需氧菌,革蘭氏陰性,大為1.5~3.0μm×0.5~0.8μm,單個、成對或偶爾成短鏈,具有1~3根鞭毛,能運動,能形成莢膜;在普通培養基上易于生長,培養適宜溫度為35度,PH值為7.2;能分解葡萄糖、伯膠糖、單奶糖等;有O抗原和H抗原,S抗原和菌毛抗原均有良好的免疫原性。
綠膿桿菌傳播途徑多樣化,可以通過污染醫療器具和帶菌醫護人員導致醫源性感染,人體感染后臨床表現為咳嗽、咳翠綠色膿痰、高熱等,輔助檢查有血常規、血液生化、病原學檢查。治療方法以藥物治療為主,對綠膿桿菌作用較強的抗菌藥物有半合成芐青霉素,如羧芐西林、阿洛西林和哌拉西林,其中以哌拉西林為最常用。
歷史
綠膿桿菌是1872年由施羅特(Schroeter)首先命名,也稱綠膿假單細胞菌。1882年,格雷薩德(Gressard)從臨床膿液標本中分離到該菌,因其膿液呈綠色,故被命名為銅綠假單細胞菌。1976年,范·通德(Van Tonder)報道綿羊的綠色羊毛病。1901年,普爾斯(Poels)等報道犢牛腹瀉糞中檢到該菌。1950年,塔克(Tucker)報道該菌引起奶牛乳腺炎。
病原學
形態結構
根據對假單胞rRNA/DNA雜試驗得出的rRNA同源性結果分析為5個群,綠膿桿菌為Ⅰ群。該菌為需氧或兼性厭氧菌,革蘭氏陰性,是一種細長的中等大桿菌,大為1.5~3.0μm×0.5~0.8μm,單個、成對或偶爾成短鏈,具有1~3根鞭毛,能運動,能形成芽孢和莢膜。
生物學特征
生化反應
綠膿桿菌能分解葡萄糖、伯膠糖、單奶糖、甘露糖,產酸不產氣;不能分解乳糖、蔗糖、麥芽糖、低聚果糖和棉子糖、液化明膠,不產靛基質,不產H?S、MR和VP試驗均為陰性。分解尿素,氧化酶(根據細胞色素氧化酶陽性與腸桿菌科細菌區分)、觸酶試驗為陽性,能還原硝酸鹽(可利用硝酸鹽作為受氫體在厭氧條件下生長),利用檸檬酸。
在普通培養基上易于生長,4℃下不生長,42℃可生長,最適溫度35℃,最適pH為7.2。菌落中等大小、光滑、微隆起、邊緣整齊或波狀。由于產生水溶性的綠膿素(藍綠色)、綠膿熒光素(黃綠色)和膿紅素,使培養基變為黃綠色,數日后,培養基的綠色逐漸變深,菌落表明呈現金屬光澤。還可產生紅膿素、黑膿素。在血瓊脂上該菌能產生綠膿酶,可將紅細胞溶解,故菌落周圍出現溶血性貧血環。在SS、麥康凱培養基上,菌落為無色半透明小菌落,中央可呈棕色,有生姜氣味。在普通肉湯培養基中呈均勻渾濁、黃綠色,可以看到長絲狀形態。液體上部的細菌發育更旺盛,表明形成一層很厚的菌膜。脫氧核糖核酸中的G+C含量為57~70摩爾%。
抗原構造與分型
綠膿桿菌有O抗原和H抗原,S抗原和菌毛抗原均有良好的免疫原性。O抗原有兩種成分,一是內毒素蛋白(外膜蛋白),為一種保護性抗原;二是脂多糖,與特異性有密切關系。應用O抗原進行血清學分型,有20個血清型。此外,還可用噬菌體、細菌素和綠膿素進行分型。該菌還可產生內毒素,外毒素A、S,致死毒素,腸毒素,溶血性貧血毒素,殺白細胞素及胞外酶(如Caspase-3、膠原酶、卵磷脂酶、纖維蛋白酶等),是人畜致病因子。
抵抗力
綠膿桿菌對化學藥物的抵抗力比一般革蘭氏陰性菌強大,1:2000的洗必太、度米芬和新潔爾滅,1:5000的消毒凈在5分鐘內均可將其殺死;0.5%~1%醋酸也可迅速使其死亡。芐青霉素對此菌無效;有些菌株對磺胺、鏈霉素、氯霉素敏感,但極易產生耐藥性;慶大霉素,多黏菌素B、E作用較明顯。
致病性
綠膿桿菌屬于條件致病菌,也是引起醫院感染的重要病原菌。內毒素是其主要致病物質,此外致病因子還包括菌毛、莢膜、外毒素和胞外酶等。綠膿桿菌的感染可以見于人體的任何部位和組織,但以皮膚黏膜受損處最為多見,如大面積燒傷、創傷、手術切口等,亦可見于長期接受化療或使用免疫抑制劑治療的患者。主要引起繼發感染,表現為局部化膿性炎癥;也可引起中耳炎、角膜炎、尿道炎、心瓣膜炎、膿胸、尿道感染、菌血癥、敗血癥等。
傳播機制
傳播途徑
綠膿桿菌傳播途徑多樣化,可以通過污染醫療器具和帶菌醫護人員導致醫源性感染,因此在醫療工作中必須嚴格執行無菌操作,防止醫院感染。
傳染機制
綠膿桿菌有多種有致病性產物,其內毒素是引起膿毒綜合征或系統炎癥反應綜合征(SIRS)的關鍵因子。不過由于銅綠假單胞菌內毒素的含量較低,故在發病上的作用要小于腸桿菌科細菌。其分泌的外毒素A(ExoA)是最主要的致病、致死性物質,進入敏感細胞后被活化而發揮毒性作用,使哺乳動物的蛋白質合成受阻并引起組織壞死,造成局部或全身性疾病過程。動物模型表明給動物注射外毒素A后,可出現肝細胞壞死、肺出血、腎壞死及休克等,如注射外毒素A抗體則對銅綠假單胞菌感染有保護作用。銅綠假單胞菌尚能產生Caspase-3,有外毒素A和彈性蛋白酶同時存在時則毒力最大;胞外酶S是銅綠假單胞菌所產生的一種不同于外毒素A的ADP核糖轉移酶,它可以破壞細胞骨架,從而促進銅綠假單胞菌的侵襲擴散,感染產此酶的銅綠假單胞菌患者,可有肝功能損傷而出現黃疸。此外,如堿性蛋白酶、磷酸酶、細胞毒素等銅綠假單胞菌外毒素亦常是造成組織破壞、細菌散布的重要原因。
綠膿桿菌是條件致病菌,完整皮膚是天然屏障,活力較高的毒素亦不能引起病變。正常健康人血清中含有調理素及補體,可協助中性粒細胞和單核巨噬細胞殺滅銅綠假單胞菌,故亦不易發病;但如改變或損害宿主正常防御機制,如皮膚黏膜破損、留置導尿管、氣管切開插管,或免疫機制缺損如粒細胞缺乏、低蛋白血癥、各種腫瘤患者、應用激素或抗生素者,在醫院環境中常可帶菌發展為感染。燒傷焦痂下,嬰兒和兒童的皮膚、臍帶和腸道,老年人的泌尿道,常常是銅綠假單胞菌敗血癥的原發灶或入侵門戶。
綠膿桿菌一旦致病,由于其產生毒力因子的多樣性和復雜性,對人類來說十分棘手。這一病原體的致病機制中包含了所有主要的細菌毒力因子。
臨床表現
癥狀
常見癥狀
常見癥狀有咳嗽、咳痰,多數患者咳黃膿痰,少數咳典型的翠綠色膿痰,可以作為診斷特征,咯血少見。有明顯中毒癥狀,高熱、嗜睡、乏力、衰竭等敗血癥樣的全身表現。胸悶、氣短、進行性發紺,心率相對緩慢。病情惡化時,可發生周圍循環衰竭,進入休克狀態。原有呼吸功能障礙的患者可發生呼吸衰竭。
非典型癥狀
由于綠膿桿菌分布廣泛,正常人皮膚,醫院的床褥、醫療器械,特別是霧化器和人工呼吸器常可分離到該菌。可通過多種途徑傳播給人,因此可引起呼吸系統以外的各種并發癥或感染。
綠膿桿菌敗血癥相對較為多見,患者可有弛張熱或稽留熱,常伴休克、急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)、彌散性血管內凝血(DIC)等。
綠膿桿菌引起的心內膜炎常發生在原有心臟病基礎上、心臟直視手術所裝的人工瓣膜或靜脈吸毒者的自然瓣膜上。炎癥可發生在各個瓣膜,但以三尖瓣為多見。如發生在左心瓣膜有贅生物生長,則預后嚴重。
綠膿桿菌所致尿路感染占院內感染尿路分離菌的第二位,特別常見于有過泌尿科操作、梗阻性腎病或接受廣譜抗生素的患者。40%綠膿桿菌敗血癥的原發病為尿路感染。
綠膿桿菌性腦膜炎或腦膿腫其臨床表現與其他細菌性中樞感染相同,但預后較差,病死率在60%以上。
消化道銅綠假單胞菌感染是敗血癥的重要入侵門戶之一,可在消化道的任何部位產生病變,可引起新生兒腹瀉、成人闌尾炎、直腸膿腫。
綠膿桿菌還可引起角膜潰瘍或角膜炎、中耳炎和乳突炎、鼻竇炎、多發性椎體骨髓炎等。
體征
常見體征
肺部體征無特殊,與一般肺炎相同。因其病變為支氣管肺炎,故啰音多為散在性。部分融合成較大片浸潤者,也可出現叩診呈濁音及管狀呼吸音等實變體征。
非典型體征
綠膿桿菌敗血癥皮膚出現壞疽性深膿皰為其特征性表現,周圍環以紅斑,皮疹出現后48~72小時,中心呈灰黑色壞疽或有潰瘍,皮疹可發生于軀體任何部位,但多發于會陰、臀部或腋下,偶見于口腔黏膜,疾病晚期可出現肢端遷徙膿腫。綠膿桿菌性角膜潰瘍由于綠膿桿菌能分泌熒光素及綠膿色素,所以附著在潰瘍面上的大量黏性分泌物呈淡綠色,為本病的特征之一。綠膿桿菌所致尿路感染、蜂窩織炎和骨髓炎、外耳炎、心內膜炎體征與其他細菌所致類似,但預后較差,病死率高。
輔助檢查
血常規
發病時白細胞往往在正常范圍,數天后升高,可見幼稚細胞。白細胞>20×109/L僅占15%。中性粒細胞大多增高,嗜酸性粒細胞也可增高,但對診斷無特異性。值得注意的是,白細胞計數與預后有關,白細胞減少癥者經治療逐漸升高則預后較好,臨床治愈率可達76%,反之則為43%。
血液生化
紅細胞沉降率增快,可出現低鉀、低鈉、低氯血癥,此可能與感染時潛在的抗利尿激素分泌失調綜合征有關。可出現肝腎功能損害。
病原學檢查
痰涂片
痰涂片是簡單快速的檢查方法,肉眼觀察呈翠綠色或黃綠色,有銅綠假單胞菌的特殊氣味。涂片后進行革蘭染色,可初步分辨革蘭染色陽性與陰性菌,這對痰培養結果得出前指導抗生素的使用有一定的價值。
痰細菌培養
痰細菌培養是診斷病原體的主要方法。雖然痰從口咽部咳出時常被上呼吸道的正常菌群污染,培養結果不能真正代表肺部感染的致病菌,但是通過改進痰液留取方法和培養方法,仍對臨床診斷有重要價值。痰培養前涂片檢查如每低倍視野鱗狀細胞<10個,白細胞>25個,則痰標本來自下呼吸道的可能性大。痰定量培養法以菌濃度>10°cfu/mL為有意義的培養界閾。防污染下呼吸道分泌物標本分離到綠膿桿菌是診斷綠膿桿菌肺炎比較可靠的證據。
診斷
診斷標準
一般而言,臨床上如有下列情況應考慮綠膿桿菌肺炎:①有慢性肺部疾病史且久咳不愈,痰量多且為黃綠膿痰或膿血痰;②有較長期糖皮質激素、抗生素治療史,出現發熱、呼吸道癥狀加重;③胸部X線提示肺部病變廣泛,兩肺呈彌散結節狀、網狀改變或小膿腫形成;④連續兩次痰培養檢出單一或優勢綠膿桿菌。
綠膿桿菌肺炎雖具有某些臨床及X線特點,但確切的診斷仍有賴于病原學檢查。綠膿桿菌可作為正常菌群的一部分寄生于上呼吸道,應用抗生素治療或危重患者均可有綠膿桿菌生長。因此,普通痰培養發現綠膿桿菌往往難以確定為肺部感染的病原。經普通氣管鏡吸取下呼吸道分泌物也并不可靠,因氣管鏡經口腔或鼻腔時,其頭部已被污染。故單一痰培養陽性尚不足以診斷綠膿桿菌肺炎;必須視菌落多少,連續培養的多次結果,以及臨床情況包括患者的致病條件、病情發展與X線變化等進行綜合判斷。
鑒別診斷
常見表現鑒別診斷
該病咯血痰多見,胸片可表現為一個肺段或一個肺葉有實變征,有時可為小葉樣浸潤,浸潤中可有一到多個透明區。其鑒別可通過痰涂片、痰和血培養檢查。
發病誘因與臨床特點與綠膿桿菌肺炎相似,鑒別主要靠病原學檢查。痰涂片革蘭染色可與腸桿菌科細菌加以鑒別,綠膿桿菌菌體較長,著色均勻,頭尾相接,配對出現;腸桿菌科菌體較寬,多呈雙極著色。此法簡單迅速,準確率在80%以上。
以高熱、痰中帶血,相對緩脈為常見表現,有時也可與綠膿桿菌肺炎混淆,但軍團菌肺炎對紅霉素治療有效。可通過病原學檢查、血清間接免疫熒光抗體測定,或支氣管灌洗液直接熒光抗體檢查加以鑒別。
非典型表現鑒別診斷
與其他細菌引起的呼吸系統以外的感染做鑒別,鑒別主要靠病原學檢查。
干預治療
選擇敏感有效抗生素
選擇敏感有效抗生素是治療的中心環節。在病原培養及藥敏試驗未有結果前,可根據經驗選用適當抗生素。
用藥方法
綠膿桿菌天生對大部分抗生素有抗藥性,而且能快速地產生抗藥性突變。一般結合兩種抗生素(氨基糖苷類抗生素,β-內酰胺類抗生素或喹諾酮類抗生素)采用進取的抗菌治療。頭孢菌素中以頭孢他啶、頭孢哌酮鈉的作用較強。其他β-內酰胺類藥物如亞胺培南及氨曲南,氨基糖苷類如慶大霉素、妥布霉素、阿米卡星,氟喹諾酮類如氧氟沙星、環丙沙星及氟羅沙星等也可使用。
治療矛盾
臨床上應用氨基糖苷類抗生素治療時應該注意,阿米卡星和妥布霉素對綠膿桿菌雖然有較好效果,但由于此類抗生素具有相當的腎毒性及耳毒性,而綠膿桿菌性肺炎又多見于老年人或有較嚴重基礎疾病患者,這些患者或多或少已有一定腎功能受損,因而在很大程度上限制了它們的使用。
對策
對老年人或有較嚴重基礎疾病患者或已有一定腎功能受損患者,可先考慮使用半合成芐青霉素、頭孢菌素或其他β-內酰胺類藥物,如對上述藥物過敏或必須選用氨基糖苷類和氟喹諾酮類的患者使用時應減量并密切觀察腎功能變化,一旦出現腎臟受損加重應即時停用。
加強基礎病治療
綠膿桿菌性肺炎均發生于有嚴重基礎疾病或免疫功能低下者,故在抗感染的同時應加強對基礎疾病的治療,加強局部引流和全身支持治療,提高免疫功能。如注意熱量供應和蛋白質補充,糖尿病患者應積極控制血糖,重癥患者或粒細胞減少癥者可間斷輸注新鮮血或白細胞。
流行病學
綠膿桿菌在土壤、空氣和水中廣泛存在,在正常人畜的腸道和皮膚上也可發現,屬于自然狀態下正常菌,幾乎在任何環境中都有少量存在。它能在含有少量有機化合物的水中繁殖,特別是污水常常是有損傷宿主的感染源。醫院因器械污染和創傷感染及抗生素治療造成感染發病率為細菌感染的70%。報道感染除人外,動物有牛、奶牛、羊、豬、犬、水貂、兔子、灰鼠、小鼠、雛雞、鴨。王文貴、張道永(1986—1990)對四川省20州18種畜禽與珍稀動物調查,從奶牛、豬、雞、羊、兔等2244份材料中分到綠膿桿菌314株占26.8%;對747株綠膿桿菌用中國Ⅰ~Ⅶ型和Iats(國際抗原分型系統)的Ⅰ~XⅧ型標準株定型血清進行凝集試驗,證明屬于中國Ⅰ~Ⅷ型的菌株484株,占64.79%,其中以Ⅰ、Ⅲ、Ⅵ、Ⅶ、XI等居多,另有263株不與中國菌型發生凝集反應,即屬于Iats的Ⅲ、XV、XⅥ、XXⅡ型,而以Ⅲ型為主。動物除了個體創傷感染外,往往會造成幼小畜禽的大群暴發,造成這種暴發型的先決條件是環境惡劣、營養不良、疲勞運輸等原因導致對該菌入侵缺乏足夠的抵抗力。在群發時,往往分離到各種血清型菌株。
參考資料 >
綠膿桿菌.中國大百科全書.2025-02-07
Pseudomonas aeruginosa (Schroeter, 1872) Migula, 1900.itis.2025-02-07
最“熟悉”的“陌生”菌——揭開銅綠假單胞菌的神秘面紗.中國醫學科學院血液病醫院.2025-02-08