第七节 支原体特性
学习目标
掌握 支原体与人类疾病的关系。
熟悉 支原体的生物学特性。
了解 支原体的实验室检查方法与防治原则。
支原体（mycoplasma）是一类缺乏细胞壁、呈高度多形性、能通过滤菌器和在无生命培养基中能够生长繁殖的最小的原核细胞型微生物。1898年由Noccard等首次分离出支原体，直到50年代，分离到的这类微生物愈来愈多，1967年将其正式命名为支原体。
从人体中分离出的支原体有16个种，其中对人类有致病性的支原体主要包括肺炎支原体、人型支原体、生殖支原体和嗜精子支原体；条件致病支原体主要有发酵支原体、穿透支原体、梨支原体、解脲脲原体和微小脲原体。
一、生物学性状
（一）形态与结构
支原体大小一般在0.3~0.5μm。基因组为环状双股DNA，大小在600~2200kb之间（约为大肠埃希菌的1/5），（G＋C）mol%低，仅25%~40%。支原体无细胞壁，不能维持固定的形态而呈高度多形性，有球形、杆形、丝状和分枝状等多种形态（图5-7-1）。革兰氏染色为阴性，但不易着色，一般以Giemsa染色较佳，被染为淡紫色。支原体的细胞膜厚7.5~10nm，可分外、中、内三层，内外两层为蛋白质及糖类，中层为脂类，主要为磷脂。胆固醇位于磷脂分子之间，对保持细胞膜的完整性具有一定的作用。因此，凡能作用于胆固醇的物质如皂素、洋地黄苷、两性霉素B等，均能破坏支原体的细胞膜而导致其死亡。有的支原体在细胞膜外产生一种由多聚糖构成的荚膜或微荚膜。有些支原体具有一种特殊的顶端结构，能黏附在宿主上皮细胞表面，与支原体的致病有关。
图5-7-1 肺炎支原体的形态（扫描电镜×10 000）
（二）培养特性
支原体对营养物质的要求高于一般细菌，需加入10%~20%人或动物血清以提供胆固醇与其他长链脂肪酸。多数支原体还需添加酵母浸液、组织浸液、核酸提取物和辅酶等才能生长。
大部分支原体生长适宜的pH为7.6~8.0，低于7.0易死亡，但解脲脲原体最适的pH为5.5~6.5。支原体为兼性厌氧，但大多数寄生性支原体在37℃时在微氧环境（含5%CO2和90%N2）中生长最佳。
支原体的繁殖方式多样，除二分裂繁殖外，还有分节、断裂、出芽或分枝等方式。繁殖时胞质分裂往往落后于基因组的复制，故可形成多核丝状体。大部分支原体繁殖速度比细菌慢，在合适环境中孵育约3~4小时才能繁殖一代，在琼脂含量较少的固体培养基上，2~7天长出直径10~600μm的典型的“油煎蛋样”菌落（图5-7-2），低倍镜下观察菌落呈圆形，中心致密隆起，深入琼脂，外周由颗粒包绕；在液体培养基中支原体增殖量不超过106~107 CCU/ml，故液体清亮。CCU（color changing unit）即颜色变化单位，将支原体接种在一定量的鉴别培养基中，能分解底物并使指示剂变色的最小支原体量。
图5-7-2 肺炎支原体的菌落
支原体有许多特性与L型细菌相似，如无细胞壁、呈多形性、能通过滤菌器、对低渗敏感、“油煎蛋”样菌落，但L型细菌在无抗生素等诱导因素作用下易返祖为原菌，支原体则在遗传上与细菌无关。
（三）生化反应
根据支原体分解葡萄糖、精氨酸和尿素的能力，可鉴别支原体（表5-7-1）。
表5-7-1 人类主要支原体的生化反应
a：仅血清3型
（四）抗原结构
支原体细胞膜上的抗原结构由蛋白质和糖脂组成。各种支原体均有其特有的抗原结构，交叉反应较少，可用于支原体的鉴定。用补体结合试验可检测糖脂类抗原，用ELISA试验可检测蛋白质类抗原。支原体特异的抗体可用于生长抑制试验（growth inhibition test，GIT）和代谢抑制试验（metabolic inhibition test，MIT）以鉴定支原体，特异性与敏感性高。GIT法的操作步骤与药敏试验的纸片法相似，将含有特异性抗体的纸片贴于接种有支原体的琼脂平板表面，若两者相对应则纸片周围生长的菌落受到抑制。MIT试验是将支原体接种在一个含有支原体抗体与酚红的葡萄糖培养基中，若抗体与支原体相对应，则支原体的生长、代谢受到抑制，酚红不变颜色。应用这两种方法还可将某些支原体分成若干血清型，如解脲脲原体可分为14型。
（五）抵抗力
支原体因无细胞壁，对理化因素的抵抗力比细菌弱。对重金属盐和常用消毒剂如乙醇、酚、甲醛等敏感，但对结晶紫、醋酸铊、亚碲酸钾有抵抗力，在培养基中加入适当浓度的上述物质可作为分离培养时防止杂菌污染的抑制剂。支原体对影响细胞壁合成的抗生素如青霉素类天然耐受，但对干扰蛋白质合成的抗生素如多西环素、交沙霉素等敏感，对作用于DNA旋转酶而阻碍DNA复制的喹诺酮类药物如左氧氟沙星、司帕沙星等敏感。
二、致病性与免疫性
（一）致病机制
支原体广泛存在于人和动物体内，大多不致病。对人致病的支原体主要通过以下几种机制引起细胞损伤。①黏附素：有些支原体（肺炎支原体、生殖支原体等）具有黏附素，能黏附于呼吸道或泌尿生殖道上皮细胞的黏蛋白受体上，导致宿主细胞损伤；②荚膜或微荚膜：具有抗吞噬作用；③毒性代谢产物：如神经毒素、磷脂酶C、核酸酶、过氧化氢和超氧离子均能引起宿主黏膜上皮细胞或红细胞的病理损伤；④超抗原（superantigen）：是支原体产生的一类具有免疫调节活性的蛋白，能在感染部位刺激炎症细胞分泌大量的细胞因子，开始为TNF-α和IL-1，随后为IL-6，从而引起组织损伤。另外，穿透支原体能黏附并侵入CD4＋T淋巴细胞，导致免疫损伤。
（二）所致疾病
不同支原体感染机体的部位不同，因而可引起不同类型的疾病（表5-7-2）。
表5-7-2 人类致病支原体的感染部位与所致疾病
（三）免疫性
人体感染支原体后可产生特异的体液免疫和细胞免疫。抗膜蛋白的抗体包括IgM、IgG和SIgA，在抗支原体感染中发挥主要作用，特别是SIgA，在局部黏膜阻止支原体感染中起重要作用。
细胞免疫主要是特异性CD4＋Th1细胞分泌细胞因子IL-2、TNF-α、IFN-γ和GM-CSF，活化巨噬细胞以清除支原体感染。免疫细胞在清除支原体的同时，释放大量炎症细胞因子，也能引起自身组织损伤。
三、感染后检查方法
标本应采取患者咽洗液、咽拭子、痰液及生殖道分泌物。直接镜检意义不大，仅在早期临床诊断比较重要。
1.分离培养
取可疑患者的咽拭子、痰及生殖道标本接种在含血清和酵母浸膏的琼脂培养基或SP-4培养基上，在5%CO2与95%N2的环境中孵育2~7天出现典型的“油煎蛋样”菌落。根据糖发酵试验、溶血性、血细胞吸附与生化反应可进行初步鉴定，进一步鉴定需用特异性血清做GIT与MIT。
2.血清学检测
将支原体脂质膜蛋白抗原包被在微量板上，采用间接ELISA检测特异IgM抗体，对早期感染具有诊断意义。
3.分子生物学检测
支原体分子生物学检测方法主要应用PCR方法，选用支原体16S rRNA可变区，设计特异性引物检测临床标本。此法特异性与敏感性高，适宜大量临床标本检测。
四、防治原则
加强卫生宣传教育，切断传染源，患者可采用大环内酯类抗生素和喹诺酮类药物等进行治疗。
（吴移谋）
学习小结
支原体属于原核细胞型微生物，无细胞壁，能在无生命培养基中生长繁殖。（G+C）mol%低，仅25%~40%。细胞膜胆固醇含量高。在固体培养基上生长出典型的“油煎蛋”样菌落。各种支原体对葡萄糖、精氨酸和尿素的分解能力不同。支原体通过多种机制能引起机体不同疾病，如非典型性肺炎、泌尿生殖道感染等。实验室诊断包括分离培养、血清学试验与核酸检测。预防措施是注意个人卫生，避免接触感染。治疗首选喹诺酮类和大环内酯类药物。
复习参考题
1.简述支原体形态结构的主要特征？
2.比较支原体与L型细菌有何相似之处，其主要区别是什么？
3.简述支原体的种类及所致疾病？