酿脓链球菌( ),即 A 群链球菌( Group A streptococcus, GAS),为 β 溶血、对 杆菌肽敏感、 PYR 阳性,具有兰氏 A 群抗原,在血平板上形成大 菌落,是人体的重要致病菌之一,可以引起很多种疾病,因此早期 GAS 还被称为丹毒链球菌( )和 猩红热链球菌( )等。酿脓链球菌属 链球菌科( Streptoccaceae )、链球菌属( Streptococcus )。链球菌属细菌种类繁多,其传统的分类方法主要有以下两种, ( 1 ) 根据血平板上菌落的溶血现象可以分为三种, ① 甲型 溶血性链球菌( α-Hemolytic streptococcus) :菌落周围有 1mm~ 2mm 的溶血环,呈草绿色,称甲型溶血或 α 溶血。甲型溶血性链球菌可分为草绿色链球菌( )和肺炎链球菌( )。草绿色链球菌常常寄生在口腔、胃肠道、女性生殖道,为人体的 正常菌群。肺炎链球菌亦称 肺炎球菌( Pneumococcus ),是肺炎的重要致病菌,还可引起中耳炎或脑膜炎,最早被称为 肺炎双球菌,由于在液体培养基中形成长链,后来更名为肺炎链球菌。 ② 乙型溶血性链球菌( β-Hemolytic streptococcus) :菌落周围有 2mm~ 4mm 界限分明、完全透明的溶血环,称乙型溶血或 β 溶血,乙型溶血性链球菌致病力强,能引起很多种疾病, ③ 丙型链球菌 ( γ-Streptococcus) :菌落周围无溶血环,一般不致病,为口腔,鼻腔及肠道的正常菌群; (2) 又根据表面群特异性多糖抗原(兰氏血清学试验),链球菌分为 A 、 B 、 C 、 F 、 G 等 18 个群,其中引起人类感染的 90% 链球菌属于 A 群,而 A 群链球菌大部分是乙型溶血性链球菌,因此还被称为溶血性链球菌( )。另外, A 、 C 、 G 群 β 溶血性链球菌可分为两组:大菌落组(直径大于 0.5mm )和小菌落组(直径小于 0.5mm )。形成大菌落的 A 、 C 、 G 群化脓性链球菌,具有多种有效的致病机制。而形成小菌落的具有兰氏 A 、 C 、 G 群抗原的 β 溶血性链球菌,在遗传上与化脓性 菌株不同,属于 咽峡炎群( Anginosus group )或 米勒链球菌群 ( group) ,目前该菌群包括咽峡炎链球菌,星座链球菌和中间链球菌。该群链球菌具有不同的兰氏抗原,是口腔和生殖道正常菌群的组成部分,有可能参与感染的形成(主要是脓肿),也有可能作为共生菌被分离。
GAS 目前已有 13 个全基因组序列,以 M1 型菌株( SF370 )为例 (1) ,其基因组大小为 1 , 852 , 442 个 碱基对, G + C 含量为 38.5% ,是 革兰氏阳性菌中属 G + C% 较低家族中的一员。基因组中共预测了 1 , 752 个 ORF ,其中有 1 , 282 个( 83% )与其他菌种已有的假想蛋白或同源蛋白相匹配,这些菌种包括枯草杆菌、乳酸乳球菌及其他链球菌。共有 79 个稳定的 RNA基因,其中包括 6 个 rRNA 操纵子。另外,将近 10% 的 ORF ( 176 个)与 前噬菌体( prophage )或转 座子基因有关,前噬菌体基因组共有四个,分别携带及编码不同的毒力基因如链球菌致热 外毒素( SPE, streptococcal pyrogenic exotoxins )。这些毒力基因一般位于 噬菌体基因组的末端即整合位点附近,而且 G+C 含量在 26%~30% 之间,明显低于临近的噬菌体其他基因或整个染色体的平均 G+C% ( 38.5% ),说明这些基因可能是从其他菌获得 , 另外某些链球菌致热外毒素还与 金黄色葡萄球菌的 肠毒素具有 同源性,但是这些基因的具体来源目前尚不清楚。 GAS 基因组中普遍存在的前噬菌体基因组可以使毒力基因水平转移,这种转移不仅可以产生高致病性菌株,而且对 GAS 的进化也具有非常重要的促进作用。
根据卫生部颁发的《人间传染的 病原微生物名录》, GAS 属于危害程度分类第三类细菌,大量的活菌操作及样本检测包括病原体分离纯化、药敏试验、生化鉴定、免疫学试验、 PCR 核酸提取、显微镜观察等操作须在 生物安全二级实验室进行。对于非感染性材料的操作可在生物安全一级实验室进行。
GAS 为需氧或兼性厌氧。营养要求较高,常规用培养基为含 5 %脱纤维羊血的 TSA 培养基( Tryptic Soy Agar, Difco 公司 )或哥伦比亚琼脂培养基。初代培养需要 5% CO2的环境 , 因为富含 CO 2 的空气可促进许多链球菌的生长及溶血性,最适温度 35 ℃ ~ 37 ℃ ,最适 pH 7.4~7.6 。在液体培养基中为絮状或颗粒状沉淀生长。在血平板上,经 37 ℃ 培养 24 小时后可形成灰白色、表面光滑、圆形、凸起、边缘整齐、直径为 0.5mm ~ 0.75mm 的细小菌落,少数菌落表面可呈干涩,菌落周围形成透明的溶血环(图 3-1 )。虽然有文献报道厌氧条件和 选择性培养基(添加磺胺甲基异噁唑)可以提高 GAS 的 检出率,但目前尚未得到公认 (2) 。
影响 GAS 检出率的另一重要因素是培养时间,对标本进行分离培养时,首次培养 18~24 小时即可检出 GAS ,如果观察结果为阴性,应再培养 24 小时后重新观察,可明显提高 GAS 的检出率 (3) 。
液体培养基包括 TSB 肉汤( Tryptic Soy Broth )和 THB 肉汤( Todd-Hewitt Broth )或 BHI 肉汤,可从 Difco 公司购买,也可自行配制葡萄糖磷酸缓冲液肉汤,其中 THB 肉汤特别用于血清分型的 GAS 培养。
图 3-1 GAS 菌落形态 ( 37 ℃ , 5%CO 2 , 24 小时 )
链球菌镜下呈球形或卵圆形,直径约 0.5~1.0μm ,呈链状排列,链长短不一,在液体培养基中易形成长链。(图 4-1 )无芽孢,无鞭毛。多数菌株在培养早期( 2~4 小时)形成透明质酸 荚膜。链球菌易被普通的碱性染料着色,自病灶新分离株为革兰染色阳性,老龄菌或被吞噬后的细菌可转成革兰阴性。