破傷風梭菌

破傷風梭菌
	顯微鏡下呈典型「網球拍」形狀的破傷風梭菌
科學分類
域：	細菌域 Bacteria
門：	芽孢桿菌門 Bacillota
綱：	梭菌綱 Clostridia
目：	梭菌目 Clostridiales
科：	梭菌科 Clostridiaceae
屬：	梭菌屬 Clostridium
種：	破傷風梭菌 C. tetani
二名法
	Clostridium tetani; (Flügge 1886) Bergey et al. 1923
模式菌株
	ATCC 19406 = CCUG 4220 = NCTC 279

破傷風梭菌（學名：Clostridium tetani）是一種常見的梭菌屬杆狀專性厭氧菌，外觀類似網球拍和雞腿^[1]，是破傷風的病原體。若進入到傷口深處，則會滋生並產生劇毒，稱為破傷風痙攣毒素（英語：tetanospasmin），干擾運動神經元，造成破傷風。破傷風類毒素疫苗能夠阻礙該毒素作用，各地常為兒童接種，以作預防。

破傷風梭菌通常有0.5μm寬和2.5μm長。^[2]

破傷風梭菌雖不能生長在有氧氣的情況下^[2]，其孢子耐受力強，可於世界各地土壤或動物消化道找到。生活並分佈在世界各地的土壤中以及各種牲畜和伴侶動物的腸道中^[3]。且在33至37°C的溫度範圍內生長最好。^[2]

破傷風梭菌的孢子非常耐寒，耐熱，耐各種防腐劑，可煮沸幾分鐘。^[4]

特徵

各種條件下，破傷風梭菌都會脫落鞭毛形成內生孢子。每個破傷風梭菌都可以形成孢子，一般孢子形成在破傷風梭菌的一端，形成鼓槌的形狀^[2]。

演化

破傷風梭菌屬於梭菌屬，而梭菌屬是一個廣泛的組群，包含百多種革蘭氏陽性細菌。其中近百個物種，又比任何其他從基因上更密切。該集群包括肉毒梭菌和產氣莢膜梭菌。與破傷風梭菌最近的近親是梭狀芽孢桿菌^[3]。

疾病

雖然破傷風梭菌在土壤或動物腸道中大多是良性，但有時依然會導致嚴重的破傷風。疾病通常始於孢子通過傷口進入人體^[5]。深傷口中，例如被鐵釘頂穿大腿，壞死組織和低氧環境，會使破傷風梭菌孢子發芽^[4]。當破傷風梭菌在傷口部位生長時，會滋生並產生劇毒外毒素、tetanolysin（英語：tetanolysin）和破傷風痙攣毒素（英語：tetanospasmin），干擾運動神經元，造成破傷風。tetanolysin的功能尚不清楚，它可能有助於破傷風梭菌感染。破傷風痙攣毒素是已知最有效的毒素之一，估計致死劑量低於每公斤體重2.5納克，是造成破傷風症狀的原因^[2]^[6]。

破傷風梭菌通過淋巴系統和血液傳播，並被吸收到神經系統的各個部分^[6]。

在神經系統中，破傷風梭菌阻斷運動神經末梢的抑制神經遞質甘氨酸和γ-氨基丁酸的釋放。這種封鎖導致運動神經元廣泛激活而全身痙攣。肌肉痙攣通常從身體頂部開始並向下移動，先感染頜，然後腹部肌肉，再然後是四肢。肌肉痙攣會持續數週^[5]^[6]。

在許多破傷風梭菌菌株攜帶的質粒上發現了編碼破傷風痙攣的基因；缺乏該質粒的菌株不產生毒素^[2]^[5]。破傷風痙攣在細菌生理學中的作用是未知的^[2]。

治療和預防

許多抗生素對破傷風梭菌有效，包括氯黴素、克林黴素、紅黴素、青黴素和四環素^[3]。然而，用抗生素治療破傷風梭菌感染的有效性仍不清楚。^[2]

此外，苯二氮卓或肌肉鬆弛劑可用於減少影響肌肉痙攣。^[2]

破傷風梭菌感染造成的損害通常由甲醛滅活的破傷風疫苗來預防。疫苗的商業生產方式是大量種植破傷風梭菌，然後純化毒素並在40%甲醛中滅活4至6週的^[2]。通常與白喉類疫苗和某種形式的百日咳疫苗合為DPT疫苗或DTaP。疫苗會分開數次施打，每針之間相隔數月或數年，以引發免疫反應，保護宿主免受毒素影響^[6]。

研究

破傷風梭菌可在各種厭氧培養基生長，例如巰基乙酸鹽培養基、酪蛋白水解物培養基等。培養物在中性至鹼性pH值的培養基上生長特別好^[2]。

破傷風梭菌菌株的基因組已被測序，包含280萬個鹼基對和2,373個蛋白質編碼基因^[7]。

歷史

至少早在公元前4世紀希波克拉底就寫了破傷風的臨床描述^[8]。不過第一次與土壤明確聯繫是在1884年，1884年普魯士人亞瑟·尼古拉耶（英語：Arthur Nicolaier）發現動物注射土壤樣本的患破傷風^[6]。

1889 年，日本醫學家北里柴三郎從人類受害者身上分離出破傷風梭菌，後來證明這種生物體注射到動物體內也會產生疾病，並且毒素可被特定抗體中和^[6]。

1897年，法國獸醫埃德蒙·諾卡爾（法語：Edmond Nocard）發現破傷風抗毒素可在人體中引起被動免疫，可用於預防和治療^[6]。

第一次世界大戰，馬的破傷風抗血清被廣泛用於預防受傷士兵破傷風，所以戰爭期間破傷風病例急劇減少^[9]。

用甲醛滅活破傷風毒素的現代方法是由加斯頓·拉蒙（法語：Gaston Ramon）在1920年開發的^[6]。

很快，1924年P. Descombey開發了破傷風類毒素疫苗，該疫苗被廣泛用於預防二戰期間因戰傷引起的破傷風^[6]。

參考文獻

^ Ryan, Kenneth J.; Ray, C. George; Sherris, John C. Sherris medical microbiology : an introduction to infectious diseases 4th. New York: McGraw-Hill. 2004. ISBN 0-8385-8529-9. OCLC 52358530.
^ ^2.00 ^2.01 ^2.02 ^2.03 ^2.04 ^2.05 ^2.06 ^2.07 ^2.08 ^2.09 ^2.10 Roper, Martha H.; Wassilak, Steven G.F.; Tiwari, Tejpratap S.P.; Orenstein, Walter A. Tetanus toxoid. Vaccines. Elsevier. 2013: 746–772 [2022-11-12]. ISBN 978-1-4557-0090-5. doi:10.1016/b978-1-4557-0090-5.00039-2. （原始內容存檔於2021-08-29）（英語）.
^ ^3.0 ^3.1 ^3.2 Whitman, William B (編). Bergey's Manual of Systematics of Archaea and Bacteria 1. Wiley. 2015-04-17 [2022-11-12]. ISBN 978-1-118-96060-8. doi:10.1002/9781118960608.gbm00619. （原始內容存檔於2020-10-26）（英語）.
^ ^4.0 ^4.1 Pottinger P, Reller B, Ryan KJ, Weissman S. Chapter 29: Clostridium, Bacteroides, and Other Anaerobes. Ryan KJ (編). Sherris Medical Microbiology 7. McGraw-Hill Education. 2018. ISBN 978-1-259-85980-9.
^ ^5.0 ^5.1 ^5.2 Todar K. Pathogenic Clostridia, including Botulism and Tetanus. Todar's Online Textbook of Bacteriology. 2005: 3 [2022-07-20]. （原始內容存檔於2021-05-15）.
^ ^6.0 ^6.1 ^6.2 ^6.3 ^6.4 ^6.5 ^6.6 ^6.7 ^6.8 Hamborsky J, Kroger A, Wolfe C (編). Chapter 21: Tetanus. The Pink Book - Epidemiology and Prevention of Vaccine-Preventable Diseases 13. U.S. Centers for Disease Control and Prevention. 2015: 341–352 [24 June 2018]. （原始內容存檔於2017-04-13）.
^ Brüggemann, Holger; Bäumer, Sebastian; Fricke, Wolfgang Florian; Wiezer, Arnim; Liesegang, Heiko; Decker, Iwona; Herzberg, Christina; Martínez-Arias, Rosa; Merkl, Rainer; Henne, Anke; Gottschalk, Gerhard. The genome sequence of Clostridium tetani , the causative agent of tetanus disease. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2003-02-04, 100 (3) [2022-11-12]. Bibcode:2003PNAS..100.1316B. ISSN 0027-8424. PMC 298770 . PMID 12552129. doi:10.1073/pnas.0335853100. （原始內容存檔於2022-11-12）（英語）.
^ Pearce, J. M. Notes on tetanus (lockjaw).. Journal of Neurology, Neurosurgery & Psychiatry. 1996-03-01, 60 (3) [2022-11-12]. ISSN 0022-3050. PMC 1073859 . PMID 8609513. doi:10.1136/jnnp.60.3.332. （原始內容存檔於2022-11-12）（英語）.
^ Wever, Peter Cornelis; van Bergen, Leo. Prevention of tetanus during the First World War. Medical Humanities. 2012-12, 38 (2) [2022-11-12]. ISSN 1468-215X. PMID 22543225. S2CID 30610331. doi:10.1136/medhum-2011-010157. hdl:20.500.11755/8e372c60-b6a6-4638-a2ba-664e20b30ad1. （原始內容存檔於2022-11-12）（英語）.

延伸閱讀

Clinical Microbiology, ISBN 0-940780-49-6

外部連結

微生物免疫學-Clostridium tetani(破傷風梭孢桿菌) （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
（英文）Pathema-梭菌（Clostridium）信息資源網

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[Sherris0-1] Ryan, Kenneth J.; Ray, C. George; Sherris, John C. Sherris medical microbiology : an introduction to infectious diseases 4th. New York: McGraw-Hill. 2004. ISBN 0-8385-8529-9. OCLC 52358530.

[Roper-2] 2.00 ^2.01 ^2.02 ^2.03 ^2.04 ^2.05 ^2.06 ^2.07 ^2.08 ^2.09 ^2.10 Roper, Martha H.; Wassilak, Steven G.F.; Tiwari, Tejpratap S.P.; Orenstein, Walter A. Tetanus toxoid. Vaccines. Elsevier. 2013: 746–772 [2022-11-12]. ISBN 978-1-4557-0090-5. doi:10.1016/b978-1-4557-0090-5.00039-2. （原始內容存檔於2021-08-29）（英語）.

[Rainey2015-3] 3.0 ^3.1 ^3.2 Whitman, William B (編). Bergey's Manual of Systematics of Archaea and Bacteria 1. Wiley. 2015-04-17 [2022-11-12]. ISBN 978-1-118-96060-8. doi:10.1002/9781118960608.gbm00619. （原始內容存檔於2020-10-26）（英語）.

[Sherris-4] 4.0 ^4.1 Pottinger P, Reller B, Ryan KJ, Weissman S. Chapter 29: Clostridium, Bacteroides, and Other Anaerobes. Ryan KJ (編). Sherris Medical Microbiology 7. McGraw-Hill Education. 2018. ISBN 978-1-259-85980-9.

[Todar-5] 5.0 ^5.1 ^5.2 Todar K. Pathogenic Clostridia, including Botulism and Tetanus. Todar's Online Textbook of Bacteriology. 2005: 3 [2022-07-20]. （原始內容存檔於2021-05-15）.

[PinkBook-6] 6.0 ^6.1 ^6.2 ^6.3 ^6.4 ^6.5 ^6.6 ^6.7 ^6.8 Hamborsky J, Kroger A, Wolfe C (編). Chapter 21: Tetanus. The Pink Book - Epidemiology and Prevention of Vaccine-Preventable Diseases 13. U.S. Centers for Disease Control and Prevention. 2015: 341–352 [24 June 2018]. （原始內容存檔於2017-04-13）.

[7] Brüggemann, Holger; Bäumer, Sebastian; Fricke, Wolfgang Florian; Wiezer, Arnim; Liesegang, Heiko; Decker, Iwona; Herzberg, Christina; Martínez-Arias, Rosa; Merkl, Rainer; Henne, Anke; Gottschalk, Gerhard. The genome sequence of Clostridium tetani , the causative agent of tetanus disease. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2003-02-04, 100 (3) [2022-11-12]. Bibcode:2003PNAS..100.1316B. ISSN 0027-8424. PMC 298770 . PMID 12552129. doi:10.1073/pnas.0335853100. （原始內容存檔於2022-11-12）（英語）.

[8] Pearce, J. M. Notes on tetanus (lockjaw).. Journal of Neurology, Neurosurgery & Psychiatry. 1996-03-01, 60 (3) [2022-11-12]. ISSN 0022-3050. PMC 1073859 . PMID 8609513. doi:10.1136/jnnp.60.3.332. （原始內容存檔於2022-11-12）（英語）.

[Wever-9] Wever, Peter Cornelis; van Bergen, Leo. Prevention of tetanus during the First World War. Medical Humanities. 2012-12, 38 (2) [2022-11-12]. ISSN 1468-215X. PMID 22543225. S2CID 30610331. doi:10.1136/medhum-2011-010157. hdl:20.500.11755/8e372c60-b6a6-4638-a2ba-664e20b30ad1. （原始內容存檔於2022-11-12）（英語）.

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