破伤风梭菌

破伤风梭菌
	显微镜下呈典型“网球拍”形状的破伤风梭菌
科学分类
域：	细菌域 Bacteria
门：	芽孢杆菌门 Bacillota
纲：	梭菌纲 Clostridia
目：	梭菌目 Clostridiales
科：	梭菌科 Clostridiaceae
属：	梭菌属 Clostridium
种：	破伤风梭菌 C. tetani
二名法
	Clostridium tetani; (Flügge 1886) Bergey et al. 1923
模式菌株
	ATCC 19406 = CCUG 4220 = NCTC 279

破伤风梭菌（学名：Clostridium tetani）是一种常见的梭菌属杆状专性厌氧菌，外观类似网球拍和鸡腿^[1]，是破伤风的病原体。若进入到伤口深处，则会滋生并产生剧毒，称为破伤风痉挛毒素（英语：tetanospasmin），干扰运动神经元，造成破伤风。破伤风类毒素疫苗能够阻碍该毒素作用，各地常为儿童接种，以作预防。

破伤风梭菌通常有0.5μm宽和2.5μm长。^[2]

破伤风梭菌虽不能生长在有氧气的情况下^[2]，其孢子耐受力强，可于世界各地土壤或动物消化道找到。生活并分布在世界各地的土壤中以及各种牲畜和伴侣动物的肠道中^[3]。且在33至37°C的温度范围内生长最好。^[2]

破伤风梭菌的孢子非常耐寒，耐热，耐各种防腐剂，可煮沸几分钟。^[4]

特征

破伤风梭菌示意图：图一是单独的细菌，图二是细菌产生孢子的过程，图三是单独的孢子。

各种条件下，破伤风梭菌都会脱落鞭毛形成内生孢子。每个破伤风梭菌都可以形成孢子，一般孢子形成在破伤风梭菌的一端，形成鼓槌的形状^[2]。

演化

破伤风梭菌属于梭菌属，而梭菌属是一个广泛的组群，包含百多种革兰氏阳性细菌。其中近百个物种，又比任何其他从基因上更密切。该集群包括肉毒梭菌和产气荚膜梭菌。与破伤风梭菌最近的近亲是梭状芽孢杆菌^[3]。

疾病

一个因破伤风而肌肉痉挛的人，由英属印度藏学家查尔斯·贝尔于1809年绘。

虽然破伤风梭菌在土壤或动物肠道中大多是良性，但有时依然会导致严重的破伤风。疾病通常始于孢子通过伤口进入人体^[5]。深伤口中，例如被铁钉顶穿大腿，坏死组织和低氧环境，会使破伤风梭菌孢子发芽^[4]。当破伤风梭菌在伤口部位生长时，会滋生并产生剧毒外毒素、tetanolysin（英语：tetanolysin）和破伤风痉挛毒素（英语：tetanospasmin），干扰运动神经元，造成破伤风。tetanolysin的功能尚不清楚，它可能有助于破伤风梭菌感染。破伤风痉挛毒素是已知最有效的毒素之一，估计致死剂量低于每公斤体重2.5纳克，是造成破伤风症状的原因^[2]^[6]。

破伤风梭菌通过淋巴系统和血液传播，并被吸收到神经系统的各个部分^[6]。

在神经系统中，破伤风梭菌阻断运动神经末梢的抑制神经递质甘氨酸和γ-氨基丁酸的释放。这种封锁导致运动神经元广泛激活而全身痉挛。肌肉痉挛通常从身体顶部开始并向下移动，先感染颌，然后腹部肌肉，再然后是四肢。肌肉痉挛会持续数周^[5]^[6]。

在许多破伤风梭菌菌株携带的质粒上发现了编码破伤风痉挛的基因；缺乏该质粒的菌株不产生毒素^[2]^[5]。破伤风痉挛在细菌生理学中的作用是未知的^[2]。

治疗和预防

许多抗生素对破伤风梭菌有效，包括氯霉素、克林霉素、红霉素、青霉素和四环素^[3]。然而，用抗生素治疗破伤风梭菌感染的有效性仍不清楚。^[2]

此外，苯二氮卓或肌肉松弛剂可用于减少影响肌肉痉挛。^[2]

破伤风梭菌感染造成的损害通常由甲醛灭活的破伤风疫苗来预防。疫苗的商业生产方式是大量种植破伤风梭菌，然后纯化毒素并在40%甲醛中灭活4至6周的^[2]。通常与白喉类疫苗和某种形式的百日咳疫苗合为DPT疫苗或DTaP。疫苗会分开数次施打，每针之间相隔数月或数年，以引发免疫反应，保护宿主免受毒素影响^[6]。

研究

破伤风梭菌可在各种厌氧培养基生长，例如巯基乙酸盐培养基、酪蛋白水解物培养基等。培养物在中性至碱性pH值的培养基上生长特别好^[2]。

破伤风梭菌菌株的基因组已被测序，包含280万个碱基对和2,373个蛋白质编码基因^[7]。

历史

至少早在公元前4世纪希波克拉底就写了破伤风的临床描述^[8]。不过第一次与土壤明确联系是在1884年，1884年普鲁士人亚瑟·尼古拉耶（英语：Arthur Nicolaier）发现动物注射土壤样本的患破伤风^[6]。

1889 年，日本医学家北里柴三郎从人类受害者身上分离出破伤风梭菌，后来证明这种生物体注射到动物体内也会产生疾病，并且毒素可被特定抗体中和^[6]。

1897年，法国兽医埃德蒙·诺卡尔（法语：Edmond Nocard）发现破伤风抗毒素可在人体中引起被动免疫，可用于预防和治疗^[6]。

第一次世界大战，马的破伤风抗血清被广泛用于预防受伤士兵破伤风，所以战争期间破伤风病例急剧减少^[9]。

用甲醛灭活破伤风毒素的现代方法是由加斯顿·拉蒙（法语：Gaston Ramon）在1920年开发的^[6]。

很快，1924年P. Descombey开发了破伤风类毒素疫苗，该疫苗被广泛用于预防二战期间因战伤引起的破伤风^[6]。

参考文献

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延伸阅读

Clinical Microbiology, ISBN 0-940780-49-6

外部链接

微生物免疫学-Clostridium tetani(破伤风梭孢杆菌) （页面存档备份，存于互联网档案馆）
（英文）Pathema-梭菌（Clostridium）信息资源网

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