一、生物學性狀
�。ㄒ唬┬螒B(tài)染色
結核桿菌細長略彎曲，端極鈍園，大小約1～4×0.4um ，呈單個或分枝狀排列，無莢膜、無鞭毛、無芽胞。在陳舊的病灶和培養(yǎng)物中，形態(tài)常不典型，可呈顆粒狀，串球狀，短棒狀，長絲形等。結核桿菌一般常用萎～～鈉氏(Ziehl-Neelsen)抗酸性染色法染色，結核桿菌染成紅色，其他非抗酸性細菌及細胞漿質等呈藍色。結核桿菌的抗酸性取決于胞壁內(nèi)所含分枝菌酸殘基和胞壁固有層的完整性有關。
（二）培養(yǎng)特性
結核桿菌為專性需氧菌。營養(yǎng)要求高，在含有蛋黃、馬鈐薯、甘油和天門冬素等的固體培養(yǎng)基上才能生長。最適ph 6.5～6.8 ，最適溫度為37℃，生長緩慢，接種后培養(yǎng)3～4周才出現(xiàn)肉眼可見的菌落。菌落為干燥、堅硬、表面呈顆粒狀、乳酪色或黃色，形似菜花樣。在液體培養(yǎng)內(nèi)呈粗糙皺紋狀菌膜生長，若在液體培養(yǎng)基內(nèi)加入水溶性脂肪酸，如Tween～80，可降低結核桿菌表面的疏水性，使呈均勻分散生長，此有利于作藥物敏感試驗等。
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結核桿菌對某些理化因子的抵抗力較強。在干痰中存活6～8個月，若粘附于塵埃上，保持傳染性8～10天。在3%HCI或NaOH溶液中能耐受30分鐘，因而常以酸鹼中和處理嚴重污染的檢材，殺死雜菌和消化粘稠物質，提高檢出率。但對濕熱、紫外線、酒精的抵抗力弱。在液體中加熱62～63℃15分鐘，直射日光下2～3小時，75%酒精內(nèi)數(shù)分鐘即死亡。
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結核桿菌對鏈霉素、利福平、異煙肼等抗結核藥物較易產(chǎn)生耐藥性。耐藥菌菌株常伴隨活力和毒力減弱，如異煙肼耐藥菌株對豚鼠的毒力消失，但對人們?nèi)杂幸欢ǖ闹虏⌒浴?/P>
卡～～介（Calmette-Gerine）二氏將牛型結核桿菌培養(yǎng)于膽汁、甘油、馬鈴薯培養(yǎng)基中，經(jīng)230次傳代，歷時13年，使其毒力發(fā)生變異，成為對人無致病性，而仍保持良好免疫性的菌苗株，稱為卡介菌(Bacilli Calmette-Giierin,BCG)�？ń榫臃N人體后，可獲得抗結核受疫力。
�。ㄎ澹┚w成份與作用
結核桿菌無內(nèi)毒素，也不產(chǎn)生外毒素和侵襲性酶類，其致病作用主要靠菌體成份，特別是胞壁中所含的大量脂質。脂質含量與結核桿菌的毒力呈平行關系，含量愈高毒力愈強。
1．脂質（Lipide）：脂質占菌體干的20～40%，占胞壁干重的60%，主要是磷脂、脂肪酸和蠟質，它們大多與蛋白質或多糖質結合成復合物存在。①磷脂能刺激單核細胞增生，并可抑制蛋白酶的分解作用，使病灶組織溶解不完全，形成干酷樣壞死。②脂肪酸在脂質中比重較大，其中6,6～二分枝�！玜,a'～海澡糖(6,6～Dimycocyl～a,a'～D～trehalose)具有破壞細胞線粒體膜，毒害微粒體酶類，抑制中性粒細胞游走和吞噬作用，引起慢性肉牙腫。具有該物質的結核桿菌毒株，在液體培養(yǎng)基中能緊密粘成索狀，故稱為索狀因子(cordfactor)。③蠟質D為胞壁中的主要成分，是一種肽糖脂(Piptidoglycolipids)與分枝菌酸(My-colic acid)復合物，能引起遲發(fā)型變態(tài)反應，并具有佐劑作用。④硫酸腦苷脂(salfatides)和硫酸多酰基化海澡糖(Multiasiylated trehalose salfate)在結核桿菌毒株胞壁中含有，能抑制吞噬細胞中的吞噬體與溶酶體融合，使結核桿菌在細胞內(nèi)存活。這一類糖脂能結合中性紅染料。產(chǎn)生中性紅反應，借此可鑒定結核桿菌有無毒力。
2．蛋白質（Protein）：結核桿菌菌體內(nèi)都含有數(shù)種蛋白質，其中重要的蛋白質是結核菌素(tuberculin)。結核茵素與蠟質D結合，能引起較強的遲發(fā)型變態(tài)反應。其他蛋白質可引起機體產(chǎn)生相應的抗體，但無保護作用。
3．多糖質（Polysuccharides）：多糖質常與脂質結合存在于胞壁中，主要有半乳糖，甘露醇、阿拉拍糖等。多糖質可使中性粒細胞增多，引起局部病灶細胞浸潤。
4．核酸(Nucleic acid)：結核桿菌的核糖體核糖核酸(Ribonucleie acid ribosonic, rRNA)是本菌的免疫原，刺激機體產(chǎn)生特異性細胞免疫。
二、致病性
結核桿菌的致病作用可能是細菌在組織細胞內(nèi)頑強增殖引起炎癥反應，以及誘導機體產(chǎn)生遲發(fā)型變態(tài)反應性損傷有關。結核桿菌可通過呼吸道、消化道和破損的皮膚粘膜進入機體，侵犯多種組織器官，引起相應器官，引起相應器官的結核病，其中以肺結核最常見。人類肺結核有兩種表現(xiàn)類型。
（一）原發(fā)感染
原發(fā)感染是首次感染結核桿菌，多見于兒童。結核桿菌隨同飛沫和塵埃通過呼吸道進入肺泡，被巨噬細胞吞噬后，由于細菌胞壁的碳酸腦苷脂抑制吞噬體與溶酶體結合，不能發(fā)揮殺菌溶菌作用，致使結核桿菌在細胞內(nèi)大量生長繁殖，最終導致細胞死亡崩解，釋放出的結核桿菌或在細胞外繁殖侵害，或被另一巨噬細胞吞噬再重復上述過程，如此反復引起滲出性炎癥病灶，稱為原發(fā)灶。原發(fā)灶內(nèi)的結核桿菌可經(jīng)淋巴管擴散在肺門淋巴結，引起淋巴管炎和淋巴結腫大，X線胸片顯示啞鈴狀陰影，稱為原發(fā)綜合征。隨著機體抗結核免疫力的建立，原發(fā)灶大多可纖維給的鈣化而自愈。但原發(fā)灶內(nèi)可長期潛伏少量結核桿菌，不斷刺激機體強化已建立起的抗結核免疫力，也可作為以后內(nèi)源性感染的來源。只有極少數(shù)免疫力低下者，結核桿菌可經(jīng)淋巴、血流擴散至全身，導致全身粟粒性結核或結核性腦膜炎。
�。ǘ├^發(fā)感染
繼發(fā)感染也稱原發(fā)后感染，多見于成年人。大多為內(nèi)源性感染，極少由外源性感染所致。繼發(fā)性感染的特點是病灶局限，一般不累及鄰近的淋巴結，主要表現(xiàn)為慢性肉芽腫性炎癥，形成結核結節(jié)，發(fā)生纖維化或干酪樣壞死。病變常發(fā)生在肺尖部位。
三、免疫與變態(tài)反應
結核桿菌的免疫原rRNA和變應原結核菌素可誘發(fā)機體產(chǎn)生由T淋巴細胞介導的兩種免疫應答反應，即細胞免疫和遲發(fā)型變態(tài)反應。
（一）免疫性
人類對結核桿菌的感染率很高，但發(fā)病率卻較低，這表明人體感染結核桿菌可獲得一定的抗結核免疫力�？菇Y核免疫力的持久性，依賴于結核桿菌在機體內(nèi)的存活，一旦體內(nèi)結核桿菌消亡，抗結核免疫力也隨之消失，這種免疫稱為有菌免疫或傳染性免疫（Infection immunify）。
抗結核免疫主要是細胞免疫，包括致敏的T淋巴細胞和被激活的巨噬細胞。致敏的T淋巴細胞可直接殺死帶有結核桿菌的靶細胞，同時對釋放多種作用于世噬細胞的淋巴因子，使巨噬細胞聚集在病灶周圍形成以單核細胞為主的增生性炎癥。被激活的巨噬細胞極大地增強對結核桿菌的吞噬消化，抑制繁殖，阻止擴散，甚至消毀的能力，充分分揮細胞免疫的作用。
�。ǘ┟庖吲c變態(tài)反應的關系
在結核桿菌感染時，細胞免疫與遲發(fā)型變態(tài)反應同時存在，此可用郭霍氏現(xiàn)象（Koch's phenomenton）說明，①在健康豚鼠皮下首次注射一定量結核桿菌，10
～14天后注射部位緩慢地出現(xiàn)潰瘍，深而不易愈合，鄰近淋巴結腫大，細菌擴散至全身，此時結核菌素測試為限性。②用相同等量的結核桿菌注入曾感染已康復的豚鼠皮下，在1～2天內(nèi)即迅速發(fā)生潰瘍，但潰瘍淺而易愈合，鄰近淋巴結不腫大，細菌也很少擴散，結核菌素測試為陽性。③在康復的豚鼠皮下注射大量結核桿菌，則引起注射局部及全身嚴重的遲發(fā)型變態(tài)反應，甚至導致動物死亡。上述三種現(xiàn)象表明，首次感染出現(xiàn)的炎癥反應偏重于免疫預防，潰瘍淺而愈合，細菌不擴散，說明機體尚未建立起抗結核免疫力；再次感染發(fā)生的炎癥發(fā)應則偏重于免疫預防，潰瘍當淺而愈合，細菌不擴散，說明機體對結核桿菌已具有一定的細胞免疫力，而潰瘍迅速形成，則說明在產(chǎn)生免疫的同時有遲發(fā)型變態(tài)反應，表現(xiàn)出對機體有利的一面；用過量的結核桿菌進行再次感染，則引起劇烈的遲發(fā)型變態(tài)反應，說明遲發(fā)型變態(tài)反應對機體不利的一面。人類的原發(fā)性肺炎結核，繼發(fā)性肺結核，嚴重而惡化的肺結核，相當于郭霍氏現(xiàn)象的三種情況。
結核菌素試驗一般使用舊結核菌素（Old-tubercein簡稱OT），是結核桿菌在肉汽中培養(yǎng)物經(jīng)加熱濃縮的濾液。主要成分是結核蛋白，也含有結核桿菌的其他代謝和培養(yǎng)基成分。稀釋1萬倍，0.1毫升內(nèi)含有1個單位（稀釋1000倍，0.1ml 有10個單位），取OT結核蛋白純化后稱為精制純蛋白衍生物(Purified protein derivative ,簡稱PPD )，取0.00002ml作為一個結核菌素單位，是現(xiàn)今國際制造的標準PPD，稱為PPD-S。試驗法常規(guī)使用5個單位OT（2000倍稀釋0.1ml）或PPD-S0.0001mg注入受試者前臂掌側皮內(nèi)，48～72小時內(nèi)出現(xiàn)紅腫硬節(jié)直徑大于5毫米者為陽性，雖有紅腫但無硬結或硬結直徑不到5毫米者為陰性。應注意受拭者處于原發(fā)感染早期，變態(tài)反應尚未發(fā)生，或正患嚴重的結核病如全身粟粒性結核和結核性腦膜炎時機無反應能力，或患其他嚴重疾病（麻疹、結節(jié)病、惡性腫瘤），如用過兔疫抑制劑時，結核菌素反應均可轉為陰性。
四、微生物診斷
根據(jù)結核菌感染的類型，應采取病灶部位的適當標本。如肺炎結核有采取咯痰（最好取早晨第一次咯痰，挑取帶血或膿痰）；腎或膀胱結核以無菌導尿或取中段尿液；腸結核采取糞便標本，結核性腦膜炎進行腰脊穿刺采取腦脊液；膿胸、肋膜炎、腹膜炎或骨髓結核等則穿刺取膿汁。
(一)直接涂片染色
咯痰可直接涂片。用萋～納氏法染色，若鏡檢找到抗酸性桿菌，可能是結核桿菌，但通常應報告：“查到抗酸性桿菌”，因標本中可能混雜有非致病性抗性抗酸桿菌，單憑形態(tài)染色不能確定是結核桿菌，需進一步分離培養(yǎng)鑒定。如標本中結核桿菌量少，雜菌和雜質多時，直接涂片不易檢出（一般需要每毫升痰液含有結核桿菌10萬個以上才能檢出），應濃縮集菌后，再涂片染色鏡檢，以提高檢出陽性率。
無菌直接采取的腦脊液、導尿或中段尿可直接用離心沉淀集菌�？┨岛图S便標本濃縮集菌因含雜功菌多，需用4%NaOH或3%HCL或6%H2SO4處理，然后，用離心沉淀法將結核桿菌濃縮聚集于管底，再取沉淀物涂片作抗酸染色檢查、分離培養(yǎng)或動物試驗。
(二)分離培養(yǎng)
結核桿菌生長緩慢，培養(yǎng)期長，當以酸堿中和濃縮集菌的沉淀物，接種于固體培養(yǎng)基上，以蠟封口防止干燥。37℃培養(yǎng)4～6周后檢查結果。根據(jù)生長緩慢，菌落干燥、顆粒狀、乳酪色象菜花狀，菌體染色抗酸性強，多數(shù)為結核桿菌。如菌落、菌體染色都不典型，則可能為非典型分枝桿菌，應進一步作鑒別試驗。
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常用豚鼠或地鼠鑒別凝似結核桿菌的分離培養(yǎng)物和毒力測定。取經(jīng)濃縮集菌處理的標本1.0毫升注射于豚鼠腹股溝皮下，經(jīng)3～4周飼養(yǎng)觀察，如出現(xiàn)局部淋巴結腫大，消瘦或結核菌素試驗陽性，可及時剖檢：若觀察6～8周后，仍未見發(fā)病者，也要剖檢。剖檢時應注意觀察淋巴結、肝、脾、肺等臟器有無結核病變。