螺旋菌全面解析：从生物学特性到致病机制

mysmile 百科 2025-09-10 71

螺旋菌全面解析：从生物学特性到致病机制

螺旋菌

螺旋菌（Spirillum），是一类形态独特的细菌，归类于细菌域，变形菌门，ε-变形菌纲，弯曲菌目，弯曲菌科。该类细菌可分为好氧型、绝对厌氧型及兼性厌氧型三类，其形态特征常以长度与宽度进行描述。

螺旋菌的细胞呈弯曲杆状，依据弯曲程度可进一步划分为螺旋菌属与弧菌属。螺菌属细菌呈螺旋形态，属于革兰氏阴性菌，多数具有双端丛毛、可运动，为专性需氧型螺旋细菌；弧菌属则因形态弯曲如弧而得名，种类多样、分布广泛，尤以水体环境中最为常见。

常见的螺旋菌包括幽门螺杆菌（H. pylori）、毕氏螺杆菌（H. bizzozeronii）、犬螺杆菌（H. canis）、同性恋螺杆菌（H. cinaedi）及温哈门螺杆菌（H. winghamensis）等，其中幽门螺杆菌为人体中最常见的种类。

螺旋菌可通过影响组织趋化性与宿主免疫应答，引发直接组织损伤与免疫相关性损伤。例如，幽门螺杆菌感染人体后定植于胃黏膜，通过分泌毒素与酶类物质刺激胃壁细胞，诱发局部炎症反应，进而导致十二指肠溃疡、胃溃疡，甚至与胃癌的发生密切相关。

定义

螺旋菌（Spirillum）属于细菌域，变形菌门，ε-变形菌纲，弯曲菌目，螺杆菌科。其细胞呈弯曲杆状，依形态弯曲程度可分为螺旋菌属与弧菌属。该类菌细胞壁坚韧，宽度约0.5~5.0μm，长度介于5~15μm，革兰氏染色呈阴性，具单根或成束鞭毛，为好氧、绝对厌氧或兼性厌氧型微生物，常见于废水或处于有氧-无氧过渡状态的样品中繁殖。

生物学特性结构特征形态

在电镜下，螺旋菌呈螺旋形、“S”形或鸥形弯曲，菌群分布可呈鱼群状。菌体尺寸约（0.2~1.2）×（1.5~10.0）μm，不同种类的螺旋菌其菌毛类型与数量存在差异。

结构

螺旋菌作为细菌，虽个体微小，却具备完整细胞结构，主要包括细胞壁、细胞膜、细胞质、核质、荚膜、鞭毛及芽孢等组成部分。

1.细胞壁

细胞壁作为细菌最外层结构，主要成分为肽聚糖，起到维持细胞形态、保护细胞及抵御外界压力与渗透压的作用。

2.细胞膜

细胞膜位于细胞内侧，由磷脂双分子层与蛋白质构成，负责物质转运、细胞代谢及信号传导等关键功能。

3.细胞质

细胞质为细胞内含物，包含细胞质基质与细胞器，富含多种酶与辅助因子，参与代谢与能量合成过程。

4.核质

核质为细菌遗传物质，存在于细胞质中，由脱氧核糖核酸及蛋白质组成，掌控细菌生长、繁殖与应激响应。

5.荚膜

部分螺旋菌在细胞壁外形成胶状荚膜，具抗吞噬作用，可助菌体逃避免疫攻击并在特定环境中存活繁殖。

6.鞭毛

鞭毛作为细菌的运动器官，由蛋白质构成，使菌体能在液体中移动，以寻找适宜生存环境。部分螺旋菌藉鞭毛粘附于宿主细胞表面引发感染。多数螺杆菌具多根单极鞘内鞭毛，幽门螺杆菌则为一端多根带鞘鞭毛。

7.芽孢

芽孢是某些细菌在逆境中形成的休眠体，具极强抗逆性，可抵抗高温、干燥与辐射，待条件适宜时重新萌发，对细菌传播与感染具有重要意义。

生存环境

螺杆菌属细菌为革兰阴性菌，生长缓慢且营养要求高，需在微需氧或厌氧环境、35~42℃及富含马/羊血的培养基中生长。微需氧条件通常为N₂:O₂:CO₂混合气（85:5:10），尤其利于弯曲菌与幽门螺杆菌生长。新近发现的胆汁螺杆菌、肝螺杆菌等在O₂浓度高于5%时生长受限，而在CO₂:H₂:N₂为5:5:90或10:10:80的气体中生长良好，培养3~7天后可形成无色或灰色半透明黏性菌膜。

分类

依形态弯曲程度，螺旋菌分为螺菌属与弧菌属。螺菌属呈螺旋状，革兰氏阴性，多具双端丛毛，可运动，为专性需氧菌，对糖类发酵能力弱，部分菌株产生黄绿或棕色水溶性色素，细胞长约2—60μm，宽0.25~1.7μm。

弧菌属种类繁多、分布广泛，常见于水体。弧菌短小弯曲，约0.5μm×（1—5）μm，可呈散在、S形或螺旋排列，革兰氏阴性，一端具单鞭毛，运动活泼，无芽孢与荚膜，属需氧或兼性厌氧菌，可分解葡萄糖产酸、氧化酶阳性，赖氨酸脱羧酶阳性而精氨酸水解酶阴性，耐碱耐盐但不耐酸，具硝酸盐还原为亚硝酸盐能力。

常见螺旋菌幽门螺旋杆菌

早在1875年，德国解剖学家已发现人体胃黏膜中存在螺旋样细菌，但因未能纯培养而被忽视。1893年，意大利学者Bizzozero通过显微镜在狗胃中确认该螺旋体样微生物。1979年，美国医生W.P.Fung等在胃炎与胃溃疡患者胃黏膜中发现螺旋状杆菌。

1982年，两位澳大利亚学者罗宾·沃伦（Robin Warren）与巴里·马歇尔（Barry Marshall）首次从胃病患者胃黏膜中分离出该菌，颠覆了“胃内无细菌”的传统认知。2005年，二人因发现幽门螺杆菌导致胃炎与胃溃疡而获诺贝尔生理学或医学奖。

幽门螺杆菌与人体胃肠疾病关系密切，通过寄生于胃黏膜、释放毒素及诱发炎症，破坏胃黏膜屏障，长期感染可致消化不良、胃溃疡乃至胃癌。

肝螺杆菌

1992年，美国Frederick癌症中心的科学家在A/JCr小鼠中发现不明原因肝炎与肝肿瘤，并从肝组织中发现螺旋状病原菌。Fox与Wang成功分离该菌，经鉴定命名为肝螺杆菌（H. hepaticus）。该菌可引致慢性活动性肝炎、肝癌、乳腺癌、阑尾炎及结肠炎等疾病。

胆汁螺杆菌

最初从患消化不良的老龄鼠类中分离，该菌在37℃与42℃均可生长，氧化酶、脲酶及触酶均阳性，耐胆汁浓度达20%。已在犬、猫及腹泻患者中检出，与多种肠炎相关。动物实验显示，其可导致严重盲肠炎与黏膜增生。

同性恋螺杆菌

1985年由Totten等从同性恋直肠拭子中分离，后证实为螺杆菌。Fox等在患肠炎与肝炎的猕猴中亦检出该菌。常见于免疫低下人群如HIV感染者，可致菌血症，伴发蜂窝织炎、关节炎及肺炎等。

毕氏螺杆菌

分离自犬胃黏膜，在脑心琼脂上生长良好，5–7天形成菌膜。其为螺杆菌中最大者，长约5–10μm，宽0.3μm，16S rRNA与猫胃螺杆菌同源性达99%。

犬螺杆菌

最初从健康与腹泻犬粪便中分离，形态似肝螺杆菌但脲酶阴性，37℃与42℃均可生长。亦从患儿粪便及肝炎婴儿肝脏中检出，其作为致病体的机制尚待研究。

旱獭螺杆菌

2002年自旱獭肝脏与猫肠道中分离，37℃与42℃可生长，25℃则不生长，氧化酶、脲酶与触酶阳性。研究显示其与旱獭肝癌发生相关。

温哈门螺杆菌

从胃肠炎患者粪便中分离，形态似加拿大螺杆菌，但不在42℃生长。

猪胃螺杆菌

1990年通过电镜在猪胃窦发现，2008年Baele等成功培养。菌体具多根鞘鞭毛，运动性强，与猪胃食管炎症及溃疡密切相关。

致病机制

螺旋菌通过菌毛、鞭毛、脲酶及其他分泌因子影响组织趋化性与免疫应答，导致直接损伤与免疫损伤。

侵袭黏附力

鞭毛助菌穿透消化道黏液层，藉菌毛黏附上皮细胞，通过内化进入循环系统扩散。

对机体直接损伤

毒素、细胞因子、活性氧及尿素酶等直接损伤黏膜。如还原辅酶Ⅱ氧化酶活化产生活性氧，引发氧化损伤；脲酶分解尿素产氨，毒害黏膜或激活炎症反应；内毒素激活黏膜细胞释放肿瘤坏死因子等。

免疫损伤

小鼠混合感染啮齿类与肝螺杆菌后，产生更严重黏膜免疫应答，如白介素-10、炎性蛋白及干扰素C等细胞因子增多，加剧组织损伤。