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1.血象 白细胞计数在正常范围内或偏低，淋巴细胞相对或绝对增多，有时可见到异常淋巴细胞。血沉增速。部分病例可有正色素大细胞性贫血。
2.细菌培养 血培养和骨髓培养可分离出病原菌，牛布氏菌初分离时不易生长，需有适宜的二氧化碳环境。绵羊布氏菌的血培养阳性率较高，急性期或复发时可达70%～80%，骨髓培养可更高。胸腔积液，支气管肺泡灌洗液，肿大的淋巴结，肺内肉芽肿活检也能分离到病原菌。其他如脑脊液 (脑膜炎病例)，关节滑囊液、乳汁、阴道分泌物、尿液、粪便等均可分离到病原菌。慢性期各种培养阳性率均很低。
3.血清学检查
(1)布氏杆菌凝集试验
①玻片凝集反应：本法快速、简便、敏感性强。用未稀释的血清在玻片上同染色抗原直接反应，凡5～10min内发生明显凝集者视为阳性。
②试管凝集试验：是一种相对的定量试验，有较高的特异性。此反应一般在感染后7天可获阳性结果，至第2周常呈强阳性。单份血清凝集效价在1∶100以上或双份血清凝集效价升高4倍以上者有助于本病诊断。急性期阳性率80%～90%，慢性期仅30%～60%。曾接种霍乱或兔热病菌苗，作布氏菌素皮内试验或耶尔森菌肠炎者，凝集试验均可呈假阳性。
③封闭抗体：系不完全抗体，能使血清学试验在血清低稀释度时为阴性(前带现象)，但在较高的稀释度中为阳性反应。可用Coombs抗球蛋白试验检出之，阳性标准为1∶160～1∶320，此法为慢性期布氏菌病(Brucellosis)中一种重要的实验诊断方法。
④含巯基化合物处理血清凝集反应：用二巯基乙醇或半胱氨酸等含巯基的化合物处理血清，以破坏IgM，测定血清中IgG抗体。如处理后血清效价比处理前总效价降低20%～30%以上，即有诊断意义。此法只需检查单份血清，对布氏菌病与菌苗免疫效果的鉴定有一定意义。
(2)补体结合试验：补体结合抗体(主要为IgG)出现较晚，约在发病后20～25天出现，其滴定效价1∶16以上者为阳性。敏感性不及凝集反应，但特异性高，在布氏菌病诊断中起决定性作用。
(3)迟发性皮肤变态反应：以布氏菌素或布氏菌蛋白提取物做皮内注射以测定皮肤变态反应。24～48h观察结果，浸润1～2cm为弱阳性，2～3cm为阳性，4～6cm为强阳性，如红肿在6～8h以内消失者为假阳性。皮试可使血清抗体升高，或产生全身反应。患者皮肤反应出现较抗体为迟，但持续时间长，有的可维持数年，个别病例可达10年，因此对追溯诊断有帮助，也适用于流行病学调查。判断结果时要排除由于免疫接种而导致的假阳性结果。
X线胸片改变通常表现为肺门和支气管周围浸润性阴影或单个肉芽肿病变，单侧肺门淋巴结肿大和胸腔积液少见。慢性期可有肺纤维化或钙化。关节摄片表现为髋关节间隙变窄，关节两侧骨质稀疏，伴有骨质增生或硬化。