一、白喉病原
1、形態(tài)染色
白喉桿菌細(xì)長稍彎，排列不規(guī)則，常呈L、V、X、T等字形或排成柵欄狀。革蘭氏染色陽性;用美蘭液染色菌體著色不均勻，常呈著色深的顆粒;用奈瑟氏染色菌體染成黃褐色，一端或二端染成藍(lán)色或深藍(lán)色顆粒，稱為異染顆粒(Metachromatic granules)，是本菌形態(tài)特征之一。
2、培養(yǎng)特性
白喉桿菌為需氧菌或兼性厭氧菌，最適溫度為37℃，最適PH為7.2～7.8，在含血液、血清或雞蛋的培養(yǎng)基上生長良好。菌落呈灰白色、光滑、圓形凸起，在含有0.033%亞碲酸鉀血清培養(yǎng)基上生長繁殖能吸收碲鹽，并還原為金屬碲，使菌落呈黑色，為本屬其他棒狀桿菌共同特點。且亞碲酸鉀能抑制標(biāo)本中其他細(xì)菌的生長，故亞碲酸鉀血瓊脂平板可作為棒狀選擇培養(yǎng)基。根據(jù)在此培養(yǎng)基上白喉桿菌落的特點及生化反應(yīng)，可將白喉桿菌區(qū)分為重型(Gravis)、中間型(Intermedus)和輕型(Mitis)三型，三型白喉桿菌的分布有所不同，常隨地區(qū)和年份有別，有流行病學(xué)意義。
3、抵抗力
對濕熱的抵抗力不強(qiáng)，對一般消毒劑敏感。60℃經(jīng)10分鐘或煮沸迅速被殺死，1%石炭酸中經(jīng)1分鐘死亡，但對干燥、寒冷和日光的抵抗力較其他無芽孢的細(xì)菌為強(qiáng)，在日常物品、食品及衣服上能生存多日，本菌對青霉素和常用抗生素比較敏感。
4、致病性
本菌的致病物質(zhì)主要是白喉毒素。白喉毒素是含有兩個二硫鍵的多肽鏈，分子量為62，000。經(jīng)蛋白酶水解后，可分為A和B兩個片段，中間仍由二硫鍵聯(lián)接。B片段，無酶活性，但能與宿主易感細(xì)胞表面特異性受體結(jié)合，并通過易位作用使A片段進(jìn)入細(xì)胞。A片段具有酶活性，能將氧化型煙酰胺腺嘌呤二核苷(NAD )水解為煙酰胺及腺嘌呤二磷酸核糖(ADPR)兩部分，并催化延伸因子-2(Elongation factor-2，EF-2)與ADPR共價結(jié)合，使EF-2失去轉(zhuǎn)位活性，從而中止肽-tRNA及mRNA在核糖體上由受位轉(zhuǎn)移至供位，肽鏈不能延長，細(xì)胞蛋白質(zhì)合成受阻，細(xì)胞死亡，病變產(chǎn)生。 僅攜帶β-棒狀桿菌噬菌體的溶源性白喉桿菌才能產(chǎn)生外毒素，因為白喉毒素就是β棒狀桿菌噬體毒素基因(tox )編碼的蛋白質(zhì)。tox 基因的表達(dá)與菌體無機(jī)鐵含量密切相關(guān)，鐵含量適量時， tox 基因表達(dá)，否則不表達(dá)。
白喉桿菌尚產(chǎn)生一些侵襲性物質(zhì)，如類似于結(jié)核桿菌的索狀因子(Cord factor)，能破壞細(xì)胞的線粒體膜，導(dǎo)致呼吸和氧化磷酸化作用受到抑制。
二、發(fā)病機(jī)制
白喉桿菌侵襲力弱，侵入上呼吸道黏膜后，僅在表層上皮細(xì)胞內(nèi)繁殖，一般不引起菌血癥。當(dāng)局部黏膜有損傷時，如患麻疹、猩紅熱、百日咳或上呼吸道感染時，白喉桿菌的侵襲力增強(qiáng)。在白喉桿菌的繁殖過程中產(chǎn)生的外毒素不但可引起局部病變，還可引起全身性中毒性病變，是致病的主要因素。此毒素有A和B兩個亞單位組成，兩者通過二硫鍵連接，B亞單位無直接的毒性，但它有一個受體結(jié)合區(qū)和一個轉(zhuǎn)位區(qū)。B亞單位可以與細(xì)胞表面特異性受體(膜受體pro-hHB-EGF)結(jié)合，結(jié)合后通過轉(zhuǎn)位區(qū)的介導(dǎo)，可輸送A亞單位進(jìn)入宿主胞質(zhì)內(nèi)(圖1)。
A亞單位有毒性，可使細(xì)胞內(nèi)延伸因子-2(elongation factor-2，EF-2)滅活。EF-2是肽鏈合成轉(zhuǎn)位反應(yīng)所必需的酶，因其失活后使核糖體“受位”上正在合成的肽鏈不能轉(zhuǎn)位至核糖體“給位”，使氨基酰-tRNA無法與核糖體結(jié)合，肽鏈延伸反應(yīng)停止，靶細(xì)胞因不能合成蛋白質(zhì)而死亡，因而白喉毒素對哺乳動物的細(xì)胞有直接致死作用。細(xì)菌造成局部組織的黏膜上皮細(xì)胞壞死，血管擴(kuò)張，大量纖維蛋白滲出及白細(xì)胞浸潤。外毒素對細(xì)胞的強(qiáng)烈毒性作用更加重了局部的炎癥、壞死，大量滲出的纖維蛋白與壞死細(xì)胞及白細(xì)胞、細(xì)菌等凝結(jié)在一起覆蓋在破壞的黏膜表面形成本病的特殊病變，即假膜。假膜一般為灰白色，有混合感染時可呈黃色或污穢色，伴有出血時可呈黑色。開始薄，繼之變厚，邊緣較整齊，不易脫落，用力剝脫時可見出血點。假膜形成處及周圍組織呈輕度充血腫脹。喉、氣管和支氣管被覆柱狀上皮的部位形成的假膜與黏膜粘連不緊，易于脫落造成窒息。外毒素由局部吸收，引起全身毒血癥癥狀。毒素吸收量可因假膜部位及范圍不同而異。咽部毒素吸收量最大，扁桃體次之，喉和氣管較少。假膜愈廣泛，毒素吸收量也愈大，病情也愈重。毒素吸附于細(xì)胞表面時，尚可為抗毒素所中和，若已進(jìn)人細(xì)胞內(nèi)，則不能被抗毒素中和，故臨床上強(qiáng)調(diào)早期足量應(yīng)用抗毒素。外毒素與各組織細(xì)胞結(jié)合后可引起全身性病理變化。其中以心肌、末梢神經(jīng)較著。心臟早期常擴(kuò)大，心肌常有混濁腫脹及脂肪變性，以后可有多發(fā)性灶性玻璃樣變，心肌壞死及單核細(xì)胞浸潤，傳導(dǎo)束也可被累及，最后可有結(jié)締組織增生，偶見心內(nèi)血栓形成。神經(jīng)病變多見于周圍神經(jīng)，髓鞘常呈脂肪變性，神經(jīng)軸亦斷裂。感覺神經(jīng)和運動神經(jīng)均可受累，但主要為運動神經(jīng)，第九和第十腦神經(jīng)最易受累。受損神經(jīng)很少壞死，因此白喉性麻痹幾乎均可恢復(fù)。腎臟可呈混濁腫脹及腎小管上皮細(xì)胞脫落。腎上腺可有充血：退行性變或出血。肝細(xì)胞可脂肪變性，肝小葉可有中央壞死。
三、傳播途徑
主要通過呼吸道飛沫傳播。亦可通過被污染的手、玩具、文具、食具及手帕等傳播。偶有通過污染牛奶而引起流行的報道。亦可通過破損的皮膚和粘膜受染。
