1.破伤风梭菌（Clostridium tetani）

物种名：破伤风梭菌

拉丁学名：Clostridium tetani

分类学地位：细菌界Bacteria；厚壁菌门Firmicutes；梭菌纲Clostridia；

梭菌目Clostridiales；梭菌科Clostridiaceae；

梭状芽孢杆菌属Clostridium

破伤风梭菌（Clostridium tetani）广泛存在于自然环境中，如土壤、水体、沉积物等。该菌可产生两种具有强致病性的外毒素：破伤风溶血毒素和破伤风痉挛毒素。当机体受外伤并且伤口被污染，或分娩时使用不洁净器械剪断脐带时，破伤风梭菌或其芽孢可侵入伤口并生长繁殖，释放外毒素，引起破伤风。

1.1生物学特性

1.1.1培养特征

专性厌氧菌，最适生长温度为37℃，pH值为7.0-7.5。血平板37℃培养48小时可见β-溶血现象。在普通肉汤培养基上培养24-48小时，菌落呈质地疏松，不规则，上有羽毛状花纹，边缘呈锯齿状^[1]。

1.1.2形态学特征

本菌为革兰氏阳性大杆菌，菌体细长，大小为（0.5-1.7） μm×（2.1-18.1） μm（图1A）。有周身鞭毛、无荚膜。该菌可产生芽孢，位于菌体的顶端，呈正圆形，直径大于菌体横径，使得细菌呈鼓槌状或羽毛球拍状，为本菌的典型特征（图1B）^[1]。

图1破伤风梭菌梭菌显微照片

A：革兰氏染色照片^[2]，B：鼓槌状显微照片^[3]

1.1.3生化特征

该菌的芽孢抵抗力强，100℃加热1小时才能被完全破坏。一般不发酵糖类，对蛋白质有微弱消化作用，但该菌能液化明胶产生硫化氢，形成吲哚，不能还原硝酸盐为亚硝酸盐^[1]。

1.1.4分子生物学特征

破伤风梭菌的基因组由一条环状染色体组成，有2799250个碱基对，其中G-C含量为28.6%。这种细菌还含有一个质粒（pE88），有74082个碱基对，G-C含量为24.5%。pE88质粒由61个ORF组成，其中只有一半与已知的特定功能有关。该质粒还含有破伤风毒素（tetX）基因和编码胶原酶（colT）的毒力因子基因，这些基因与破伤风杆菌的发病机制有关^[4]。

1.2分布、传播与致病性

1.2.1分布与传播

破伤风梭菌广泛存在于自然环境以及人、畜粪便中，如土壤、水体、沉积物等。破伤风梭菌在水体中主要存在于河流、湖泊、池塘和水库等。若水体或土壤等环境中的破伤风梭菌感染人类受创伤的皮肤，极易导致人患破伤风^[5]。

1.2.2致病性

破伤风梭菌经创伤侵入机体引起破伤风。但并非所有伤口都会引起破伤风，伤口的厌氧微环境是破伤风梭菌感染致病的重要条件。如伤口窄而深，混有污染物；坏死组织多、局部组织缺血；同时伴有需氧或兼性厌氧菌混合感染，均易造成厌氧环境。在疾病初期，患者伤口局部肌肉痉挛，出现流口水、出汗和易激动等现象，典型的临床症状是由于咀嚼肌痉挛而出现的牙关紧闭和苦笑面容，及躯干和四肢肌肉强直而呈现特有的角弓反张体征。病人最终因呼吸肌痉挛造成呼吸困难窒息而死^[5]。

破伤风梭菌可分泌两种外毒素^[6]：①对氧敏感的破伤风溶血毒素（telanospasmin），其特性与链球菌溶血素O相似；②由质粒编码的破伤风痉挛毒素（tetanospasmin），是破伤风梭菌的主要致病物质。该毒素属于神经毒素，毒性极强，在目前已知的外毒素中，破伤风痉挛毒素毒性仅次于肉毒毒素。

破伤风梭菌只在局部增殖，一般不进入血液，而其产生的破伤风痉挛毒素可进入血液引起毒血症。具体过程为：毒素在局部产生后，由末梢神经沿轴突从神经纤维间隙至脊髓前角神经细胞，上达脑干。也可经淋巴吸收，通过血液到达中枢神经。毒素对脑干和脊髓前角运动神经细胞有高度的亲和力，可以阻止抑制性神经介质的释放，从而破坏上下神经元之间的正常抑制性冲动的传递，使肌肉活动的兴奋与抑制失调，导致伸肌、屈肌同时强烈收缩而呈强直性痉挛^[6]。

1.3检测方法

（1）传统方法：通常在实验室检测中，可以对组织样本进行普通肉汤培养，观察菌落形态，随后挑取单菌落进行染色镜检，观察细菌形态，破伤风梭菌的典型特征为其芽孢呈鼓槌状或羽毛球拍状。

（2）环介导恒温扩增法：李蒙^[7]等以破伤风梭菌的痉挛毒素基因为靶基因，设计了LAMP引物，检测时间缩短至30-60分钟，而且操作简便，具有特异性强、灵敏度高的优点。

表1 破伤风梭菌LAMP引物序列

名称	序列
F3	5′-CACATTGTAGGTTATCCGAAAG-3′
B3	5′-GCCTATTTGACCATTATGGGT-3′
FIP	5′-AGAGGGATACCTGGGGCATTATAAGGAAAT GCCTTTAATAATCTTGA-3′
BIP	5′-TGGAAGCAGTAAAATTGCGTGATTCCTAAAGATGCATCTTTATCATCA-3′

1.4典型案例

破伤风最常见感染原因是生锈铁钉扎破足部早期未给予正规处理。有报道称一名患者入院前1天无明显诱因下出现牙关紧闭，进食困难，对光刺激敏感，感喉咙发紧，自行服用止疼药物无好转。医生诊断后发现患者有明确铁钉扎伤左足外伤史，未及时性破伤风被动免疫，主要症状为牙关紧闭、吞咽困难、肌紧张、苦笑面容，可诊断为破伤风^[8]。

1.5防治对策

日常生活中受伤后应注意清洁伤口，如有需要，应手术清创失活和坏死的组织。通过接种破伤风类毒素疫苗进行主动免疫是预防破伤风的关键。除此以外，也可采用青霉素、四环素、克林霉素、红霉素和万古霉素等抗生素对破伤风进行治疗。

 

参考文献

[1] 邢秀玲. 病原生物学与免疫学. 郑州: 河南科学技术出版社, 2019.

[2] https://microbewiki.kenyon.edu/index.php/File:Clostridium-tetani-kunkel-97312ag-wm.jpg.

[3] https://phil.cdc.gov/Details.aspx?pid=14348.

[4] Bruggemann H, Baumer S, Fricke WF et al. The genome sequence of Clostridium tetani, the causative agent of tetanus disease. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2003, 100: 1316-1321.

[5] Parija SC. Textbook of microbiology and immunology. Springer: India, 2023.

[6] Hussein MF. Infectious Diseases of Dromedary Camels. Cham: Springer, 2021.

[7] 李蒙, 刘萍, 吴佳燕 等. 基于环介导恒温扩增法快速检测破伤风梭菌. 国际检验医学杂志, 2011, 32: 1924-1926.

[8] 李晋福, 范月莹, 贾赤宇. 铁钉扎伤足致重症破伤风感染1例. 中国临床案例成果数据库, 2022, 04: E03352.