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痢疾杆菌是革兰氏阴性兼性菌,不具动力,在普通培养基中生长良好,最适宜温度为37℃,在水果、蔬菜及腌菜中能生存10日左右;在牛奶中可生存24日之久;在阴暗潮湿及冰冻条件下生存数周。阳光直射有杀灭作用,加热60℃10分钟即死,一般消毒剂能将其杀灭。
所有痢疾杆菌均能产生内毒素、细胞毒素、肠毒素(外毒素),志贺氏痢疾杆菌尚可产生神经毒素。志贺氏菌属有菌体抗原O及表面抗原K,有其群与型的特异性,据生化反应及抗原组成,痢疾杆菌可分为4群:①A群:包括志贺氏菌及其血清型1~15;②B群:包括福氏菌及其血清型:1a~c、2a~b、3a~c、4a~c、x、y等;③C群:包括鲍氏菌及其血清型1~18;④D群:宋内氏菌属:1。临床上可以特异性血清作凝集反应加以定型。目前以福氏和宋内氏菌占优势,某些地区仍有志贺氏菌群流行。福氏菌感染易转为慢性,宋内氏菌感染则多呈不典型发作,志贺菌的毒力最强,可引起严重症状。
痢疾杆菌对结肠粘膜上皮细胞有吸附和侵袭作用,对肠粘膜上皮细胞具有侵袭力的菌株才能引起结肠典型病变,而对上皮细胞无侵袭力的菌株并不引起病变。胃酸、肠道菌群产生的短链脂肪酸、过氧化氢以及大肠杆菌素等,对痢疾杆菌有杀灭或拮抗作用。人体肠粘膜产生的分泌型IgA等特异性抗体,对痢疾杆菌有重要排斥作用。某些足以降低人体全身和胃肠道局部防御功能的因素,如慢性病、过度疲劳、暴饮暴食及消化道疾患等,则有利于痢疾杆菌侵入肠粘膜而致病。
痢疾杆菌侵入肠粘膜上皮和因有层,并在其中繁殖,引起肠粘膜的炎症反应,固有层呈现毛细血管及小静脉充血,并有细胞及血浆的渗出与浸润、甚至可致固有层小血管循环衰竭,从而引起上皮细胞变性甚至坏死,坏死的上皮细胞脱落后可形成小而浅表的溃疡,因而产生腹痛、腹泻、脓血便。直肠括约肌受刺激而有里急后重感,内毒素可致全身发热。
中毒性菌痢的全身中毒症状与肠道病变程度不一致,虽有毒血症症状,但肠道炎症反应极轻。除痢疾杆菌内毒素作用外,可能与某些儿童具特异体质,对细菌毒素呈现强烈反应,引致微血管痉挛、缺血和缺氧,导致DIC、重要脏器功能衰竭、脑水肿和脑疝。