水災相關的傳染病原 Flood-related infectious pathogens (part-3 of 8)

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5. Clostridium perfringence (氣性壞疽梭狀芽孢桿菌）

l        絕對厭氧革蘭陰性桿菌，菌體中央有一個孢子。遍佈土壤及脊椎動物糞便中。僅次於Bacteroides是臨床上第二常見的厭氧菌。有lecithinase (a-toxin)，是其主要毒素。以前稱為Clostridium welchii、Bacillus perfringence。

l        在blood agar上菌落周圍有double zone of hemolysis(雙重溶血圈)，內圈由q-toxin引起完全溶血，外環由a-toxin引起不完全溶血。在43 -45°C此菌之doubling time(分裂成二之時間)僅8分鐘。可使醣類發酵產氣。在奶中可產生氣和酸，酸使casein凝塊再由氣爆裂，此現象稱為stormy fermentation(風暴式發酵)。

l        由四種毒素之分泌情況分為type A到E五型。其他毒性還包括enterotoxin、neuraminidase (sialidase)、non-a-d-q-hemolysins(非a-d-q溶血素)、及細菌本身之極旺盛的新陳代謝等因素。Type A為最主要的環境細菌及病原菌。

病變﹕

l        感染常由體內之細菌，會產生大量的nitrogen and hydrogen gas(氮氣及氫氣)，在體檢﹑X-光、或CT scan、超音波掃瞄等檢查時可以查出。不過其他腸內菌也會產生氣體。

l        常常是polymicrobial infection(多菌性感染)之一部。

l        Bacteremia(菌血症)﹕在腹內感染、骨盆內感染、或皮膚及臨近組織感染時，常有C. perfringence在血中，而沒有嚴重後果。但Clostridium septicum之菌血症常表示有leukemia(白血病)、colon cancer(大腸癌)、或其他malignancy(惡性瘤)。此菌會產生a-toxin、DNase、hyaluronidase﹑hemolysin(溶血素)等，後果惡劣。Clostridium tertium菌血症在neutropenic enterocolitis(嗜中性白血球缺少性腸炎)時發生，Clostridium sordellii常在functional asplenia(機能性無脾臟)及inflammatory bowel disease(發炎性大腸疾病)時入侵血液。

l        其他常會引起﹕intra-abdominal infection(腹腔內感染)、biliary tract infection(膽道感染) emphysematous cholecystitis(氣腫性膽囊炎)、female pelvic infection(骨盆腔感染) (uterine gas gangrene；子宮壞疽)、pleuropulmonary infection(肺肋膜腔感染)、CNS infection (cerebral abscess；腦膿瘍)，middle ear infection (otitis media；中耳炎)。

l        皮膚﹑皮下組織﹑肌肉等皮膚及臨近組織感染(所謂soft tissue infection，或應更適切地稱為 skin and adjacent tissue infection)﹕有polymicrobial infection (在腹部或缺氧部位)﹑crepitant cellulitis(常無痛，有特異的臭味﹔其他腸內菌、葡萄球菌也可能是病原)﹑suppurative myositis(有膿、發炎而無肌肉壞死。Tropical pyomyositis=熱帶性膿肌炎，是由葡萄球菌引起)、及clostridial myonecrosis (gas gangrene=氣性壞疽)。

l        Gas gangrene(氣壞疽)﹕

¨       主要由Clostridium perfringence之exotoxins引起。其他C. seticum，C. novyi，C. sordellii，C. histolyticum，C. fallax，C. bifermentans佔20%。

¨       a-toxin (plc gene) 又稱phosphlipase(磷脂脢)，分子量43kDa，可將lecithin分解為phosphoryl choline、及diglyceride，可引起溶血(hemolysis)、血小板破壞、小血管損傷及心肌機能損壞﹔q-toxin (pfoA gene)又稱perfringolysin O，也可引起thiol-activated hemolysis。

¨       一般傷口之20-30%有clostridia之污染，發生gas gangrene者不到2%。其危險因子為﹕有異物、血流不通、有其他細菌感染、大腸、膽道開刀、糖尿病患腳潰瘍、褥瘡、外傷、燒傷、septic abortion(敗毒性流產)等。自發性者多半由C. septicum，大慨都有大腸黏膜病變，如leukemic infiltrate、tumors、neutropenic enterocolitis等。

¨       潛伏期：6小時到3週。

¨       先有劇痛，幾分鐘內水腫、便白、壓痛，繼而出現銅紫色、出血性水泡、組織內氣體、污血汁滲出、特異臭味。分泌物中可染色看出無孢子的細菌，而無白血球(由各種毒素破壞而消失)。病人看來極為病重，心跳快、溶血、血紅素尿、血壓降低、腎衰竭、酸中毒等。菌血症者只有10-15%。

¨       鑑別診斷包括：streptococcal fasciitis(鏈球菌肌膜炎)、necrotizing fasciitis(壞死性肌膜炎、crepitant cellulitis、synergistic necrotizing fasciitis。

¨       治療靠絲毫不猶豫的、早期的、徹底的、需要時重復的debridement(清瘡)或amputation(截肢)、hyperbaric oxygen therapy (高壓氧療法。首48小時內五次、3氣壓)，如有compartment syndrome(區隔症候群)則要儘速fasciotomy(肌膜切開術)，注射penicillin (3百萬單位, iv drip, q4h)，或 chloramphenicol、metronidazole、imipenem、clindamycin、erythromycin、rifampin、tetracycline等。後四項蛋白質抑制劑效果似較佳。死亡率約四分之一。

l        Enteritis necroticans(壞死性腸炎)﹕

¨       由C. perfringence type C之b-toxin引起的小腸壞死，及阻塞、穿孔、出血。流行於Papua New Guinea。

¨       b-toxin為蛋白質外毒素，極易受蛋白脢(protease)破壞。在流行區腸內帶菌者達三分之二。發病為下列因素合併之故﹕protein malnutrition(蛋白質營養缺乏)而protease合成不足、食用含有耐熱的trypsin(一種蛋白脢) inhibitor之甜地瓜(Ipomea batalas)、有Ascaris lumbricoides(蛔虫可分泌trypsin inhibitor)之寄生。

¨       用penicillin、metronidazole、chloramphenicole注射，必要時切除小腸。

¨       b-toxoid做成之pig-bel vaccine在小孩2、4、6個月時注射有效地減少了病例。

l        Neutropenic enterocolitis (typhlitis)﹕

¨       有neutropenia又有黏膜損傷者常在cecum(盲腸)由C. septicum引起感染。有消化道或骨盆內腫瘤及嗜中性白血球減少病人有腹痛﹑發燒則應懷疑。早期注射抗生素可使死亡率減半。

¨       Clostridium tertium及其他clostridia也可引起。C. tertium者症狀較輕。

l        Clostridium perfringence food poisoning(食物中毒)

¨       較輕微但頻率僅次於Staphylococcus aureus食物中毒及Salmonella spp.感染引起之流行。由C. perfringence type A之enterotoxin (cpe gene)所致。

¨       產孢、厭氧的革蘭陽性桿菌，孢子在被污染之鮮肉中不會被烹煮殺死，在大腸發芽產生毒素。

¨       Type C菌株在小腸產生毒素(b toxin)，此毒素可被trypsin破壞(trypsin-sensitive)，但食用低蛋白質飲食(low protein diet)者可能缺少trypsin。毒素引起嚴重壞死性腸炎(necrotizing enteritis)，有出血性腹瀉、血便(bloody diarrhea )。死亡率50%。

¨       可增強cpe gene之機序也可增強sporulation gene。因此培養在DS (Duncan and Strong) medium同時可加強sporulation(發芽)及毒素之產生。Reverse passive hemagglutination偵測毒素更敏感。

¨       腸毒素為35kDa﹑320 amino acids之蛋白質，heat-labile(對熱敏感)，可以pronase破壞，對Vero cell有毒性，可損害小腸細胞膜之permeability(可滲透性)以致細胞死亡。它是超級抗原(superantigen)，就是說可不經巨噬細胞(macrophage)處理，直接刺激多數T lymphocytes產生大量細胞激素（cytokines）等inflammatory mediators(炎症介體)。

¨       動物性食品最易受污染。吞噬10⁸細菌就可發病。在43°-47°C時之generation time為10-12分鐘。潛伏期為6-24小時。有絞痛﹑腹瀉﹑噁心﹑發燒﹐一天之內自己消失。

¨       診斷靠：1)食物內有10⁵ cfu/gm之C. perfringence﹔2)發病48小時內之糞便中有10⁶/gm之C. perfringence spore(孢子)﹔3)以reverse passive latex agglutination﹑EIA﹑Vero cell with neutralizing antibody等方法檢測糞便內之enterotoxin(最好)。須在Robertson‘s cooked meat medium (x2)培養，在80°C加熱10分鐘，然後在空氣中35°C培養18小時 ，再次培養(subculture)到neomycin blood agar厭氧狀態中18小時、35°C。

¨       差不多不需要用抗菌藥治療。

6. Enterococcus spp. (腸球菌屬)

l        因為是可呈鍊狀排列的Gram-positive桿菌，以前被列入group D streptococci （其中true streptococci為Streptococcus bovis及Streptococcus equi）。約十年前Enterococcus自成一屬，其下至少有12種，Enterococcus faecalis佔80-90%，Enterococcus faecium佔5-10%，Enterococcus gallinarum、Enterococcus casseliflavus、Enterococcus durans、Enterococcus avium等偶而也致病。

l        此類細菌為兼性厭氧菌(facultative anaerobes)，生活力強，可在6.5% NaCl中pH 9.6、10-45°C生存，有些在60°C活30分鐘，可在40% bile salt中生長、水解esculin及L-pyrrolidonyl-b-naphthylamide (PYR)。

l        遍佈於水(water)、土壤(soil)、食物(food)、及動物身上，是腸內正常菌。

病變：

l        致病力不強，常在腹腔及骨盆腔感染部位分離出來，尤其常由Bacteroides fragilis協助生長(synergize)，但不一定和病變有關。以對此菌無效之抗生素治療也常會痊癒。不過抗藥性強之故，一般抗生素治療之後繁殖，成為尿導管或血管導管常見的院內感染菌。

l        Urinary tract infection (尿道感染；UTI)絕大多數和catheter(導管)或instrumentation(使用器械)有關。會成cystitis(膀胱炎)、pyelonephritis(腎盂腎炎)、prostatitis(前列腺炎)、perinephric abscess(腎周圍膿瘍)等

l        Bacteremia (菌血症)常源於血管內catheter、intraabdominal infection(腹腔內感染)、cholangitis(疸管炎)、diabetic foot(糖尿病腳感染)、decubitus ulcers(褥瘡)、burn wound(燒傷)等。約2%成為endocarditis(心內膜炎)。感染灶的轉移(metastatic infection)則很少見。

l        Endocarditis會發生在正常的瓣膜(尤其mitral valve)。Endocarditis中之5-15%是由enterococci引起。

l        常是polymicrobial intraabdominal infection(多菌種腹腔內感染

[下略。可參看本部落格內病原簡介中「腸球菌屬」]

 

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