First, the cause of the disease
Anaerobic bacteria are those that can only grow and reproduce under anaerobic or low redox potential conditions. According to the sensitivity to oxygen, general anaerobic bacteria can be divided into obligate anaerobes, microaerophiles, and aerobic bacteria. By convention, anaerobic bacteria refer to obligate anaerobes, that is, they must grow under conditions of significantly reduced oxygen partial pressure, and can be divided into facultative anaerobes, microaerophiles, and obligate anaerobes. The so-called anaerobic pneumonia in clinical practice mainly refers to lung infections caused by obligate anaerobes. Obligate anaerobes can only survive or grow under anaerobic or conditions with oxygen partial pressure lower than atmospheric pressure, and can be further divided into extreme anaerobes, moderate anaerobes, and aerobic anaerobes.
1, extreme anaerobes:These anaerobic bacteria are extremely sensitive to oxygen, growing in 0.5% oxygen concentration, or exposed to the air for less than10min will die. Because it is extremely difficult to isolate in clinical laboratories, the pathogenic situation is currently unknown.
2, moderately anaerobic bacteria:These anaerobic bacteria can grow in2%~8% oxygen concentration can grow, and when exposed to the air60~90min can still be isolated. Common anaerobic bacteria causing lung infections, such as Bacteroides fragilis, Clostridium perfringens, and others, belong to this category, which is the most common type of anaerobic bacteria in clinical practice.
3, oxygen-tolerant anaerobes:These anaerobic bacteria grow best under anaerobic conditions and poorly under aerobic conditions. The2Sporing and tissue-sporing cocci belong to this category.
Among the common anaerobic bacteria in lung infections are:
(1Gram-negative anaerobic bacilli: Common bacteria in lung anaerobic infections. Literature reports that Gram-negative anaerobic bacilli isolated from aspiration pneumonia, necrotizing pneumonia, lung abscess, and empyema account for approximately53.67%,56.45%,50.87% and39.29%, among which Bacteroides genus accounts for the1Position, followed by Fusobacterium genus.
①Bacteroides genus: Gram-negative non-spore-forming bacilli. Some strains have a capsule or flagella. Obligate anaerobic. Can utilize intermediate metabolic products of sugars and proteins. The type strain is Bacteroides fragilis. The bacterial body is short rod-shaped, with uneven staining, with the middle stained lightly or not stained, making the bacterial body appear vacuolated. The ends are round and heavily stained. On solid culture media, it is irregular, with varying lengths. Under slightly altered culture conditions, such as insufficient anaerobic conditions, malnutrition, or accumulation of acidic products, the bacterial body appears polymorphic. The Bacteroides genus that causes lung infections is most commonly Bacteroides fragilis and Bacteroides melaninogenicus.
②Fusobacterium genus: May be Gram-negative non-spore-forming bacilli, obligate anaerobic, without flagella, capable of utilizing sugars and peptones. The type strain is Fusobacterium nucleatum, which is centrally expanded, with pointed ends, and contains Gram-positive granules of varying lengths, with a relatively regular shape. The bacterial body is paired, with the tips facing each other. The Fusobacterium genus that causes lung infections is most commonly Fusobacterium nucleatum and Fusobacterium necrophorum.
(2Gram-positive anaerobic cocci: Gram-positive anaerobic cocci are仅次于Gram-negative anaerobic bacilli in lung infections. Literature reports that they account for approximately1/4~1/3Dentre eles, o gênero Peptostreptococcus e Peptococcus são os mais comuns.
① Gênero Peptostreptococcus: O corpo do Peptostreptococcus é pequeno, diâmetro de 0.5~0.6)mm, arranged in pairs ou em cadeias, formando um diâmetro de 0.1)mm de colônias redondas, lisas, convexas, cinza, opacas, não hemolíticas, são as colônias mais comuns de infecção pulmonar por bactérias anaeróbicas gram-positivas.
② Gênero Peptococcus: O corpo da Peptococcus é redondo, diâmetro de 0.3~1.3)mm, arranged in pairs, short chains ou em pilhas. Crescimento lento, cultivo2~4Dias formando pequenas colônias, são bactérias mais comuns de infecção por bactérias anaeróbicas pulmonares.
(3) Gram-negativo anaeróbio: A estaphylococcus vitis-vinifera, um gram-negativo anaeróbio, também é um agente etiológico de infecção por bactérias anaeróbicas pulmonares, representando aproximadamente 1/3 das infecções por bactérias anaeróbicas pulmonares.3.7%. O corpo da bactéria é pequeno, 0.3~0.6)mm de diâmetro, às vezes formando cadeias curtas, inicialmente gram-positivo no início do cultivo, e se torna gram-negativo após a noite.
(4) Gram-positivo anaeróbio: Gram-positivo anaeróbio representa aproximadamente 1/3 das bactérias anaeróbicas de infecção pulmonar.1/5Dentre eles, os gêneros Bacteroides, Propionibacterium e Clostridium são os mais comuns.
① Gênero Bacteroides: Bacteroides é um bactéria gram-positiva não esporulada, com forma regular, tamanho do corpo de (0.6~1)mm×(2~4)mm. Geralmente arranged in single, double, short chains, as colonies de bactérias gram-positivas, pequenas e redondas, planas, semi-transparentes, cinza, não hemolíticas. Bactéria patogênica é Bacteroides viscosus. Aproximadamente 1/3 das infecções bacterianas gram-positivas pulmonares.1/4.
② Gênero Propionibacterium: Propionibacterium é um bactéria gram-positiva não esporulada polimórfica. Reta ou ligeiramente curvada, em forma de vara, tamanho de (0.5~0.8)mm×(1~5)mm, coração não uniforme. Arranged in X, Y, V and lattice. Sem cápsula, sem flagelo. Colonias pequenas, redondas, cinza ou outras cores, opacas. Bactéria patogênica é Pseudomonas fluorescens. Também é uma bactéria comum de infecção pulmonar.
③ Gênero Clostridium: O corpo do bactéria se expande no meio e assume a forma de um fio. A bactéria patogênica é Clostridium butyricum. A forma da bactéria é reta ou ligeiramente curvada, de comprimento ou largura constante, extremidades pontiagudas ou arredondadas, arranged in single, double, short chains or various.
A idade avançada é um fator importante na doença, frequentemente com história de doenças como má higiene bucal, periodontite, trauma craniano, doenças vasculares cerebrais, epilepsia, abuso de álcool, anestesia geral. Além disso, doenças básicas como estenose bronquial, neoplasia bronquial, pneumonia obstrutiva, bronquite, embolia pulmonar também facilitam a infecção por bactérias anaeróbicas.
Segunda parte: Mecanismo de desenvolvimento da doença
A entrada de bactérias anaeróbicas no pulmão não necessarily leva a lesões infecciosas. A infecção por bactérias anaeróbicas no pulmão é o resultado da luta entre os dois fatores: microrganismos e corpo. A capacidade de defesa do corpo é o principal fator determinante para a ocorrência de infecção, e o processo patogênico das bactérias anaeróbicas desempenha um papel importante na诱发感染.
1A diminuição da capacidade de defesa do corpo
(1A queda da função imunológica geral: Em pacientes com doenças crônicas, como diabetes, cirrose hepática, estágio final de doenças renais, além de serem susceptíveis a infecções bacterianas comuns, também são susceptíveis a infecções por bactérias anaeróbicas. Pacientes com tumores que recebem radioterapia e quimioterapia, transplantes de órgãos e pacientes com doenças do tecido conjuntivo que usam medicamentos antimetabólicos, pacientes com doenças hematológicas que recebem tratamento com esteróides, e intoxicação crônica por álcool podem causar uma queda grave da função imunológica, facilitando infecções por bactérias anaeróbicas.
(2A disfunção da capacidade de defesa local: inclui a redução da função de barreira da mucosa local, a redução da potência redox do tecido local e a disfunção da atividade dos macrófagos e do sistema de eliminação de bactérias. A redução da função de barreira da mucosa local é mais comum em doenças pulmonares como a dilatação bronquial, câncer de pulmão, doença obstrutiva crônica do pulmão, etc., e sua lesão não só favorece a invasão das bactérias anaeróbicas, mas também favorece a reprodução e a disseminação das bactérias. A queda da potência redox do tecido local geralmente é causada por doenças vasculares locais, choque, edema, trauma, cirurgia, tumores e crescimento de bactérias aeróbicas. Em condições normais, embora as bactérias anaeróbicas possam entrar na via respiratória inferior, devido à circulação sanguínea normal do tecido mucoso respiratório, manter15A potência redox de 0mV é desfavorável para seu crescimento. No entanto, devido aos motivos mencionados acima, a potência redox cai para15Quando a potência redox está abaixo de 0mV, as bactérias anaeróbicas podem entrar no tecido e crescer e se reproduzir. A atividade dos macrófagos e do sistema de eliminação de bactérias geralmente diminui em condições de hipóxia, isquemia, acidose e presença de metabólitos bacterianos, o que também favorece o crescimento e a reprodução das bactérias anaeróbicas.
2A ação patogênica das bactérias
(1A adesão e a fixação: são o primeiro passo no processo de infecção anaeróbia. Diferentes géneros de bactérias anaeróbicas, com algumas estruturas especiais próprias, aderem às superfícies das células-alvo por diferentes mecanismos. Por exemplo, a Bacteroides fragilis utiliza principalmente pili e esporos para aderir às células epiteliais mucosas, a Fusobacterium nucleatum se liga às células-alvo contendo glicose através do mecanismo mediado pelo lectina da planta de coagulação, e o Bacteroides actinomycetis, entre outros, utiliza a hidrólise de proteases das imunoglobulinas e complementos para reduzir a obstrução dos receptores superficiais bacterianos por componentes das imunoglobulinas e complementos.
(2A invasão do tecido: Se a estrutura epitelial mucosa estiver intacta, exceto a Fusobacterium necrophorum, a maioria das bactérias anaeróbicas não pode invadir o tecido diretamente, mas, em caso de lesão na integridade da mucosa, as bactérias anaeróbicas aderentes às células-alvo dependem de suas próprias proteases e lipases C para dissolver as células epiteliais mucosas e entrar no tecido.
(3A reprodução e crescimento: Após a entrada das bactérias no tecido, se conseguem formar um foco de infecção local depende da metabolismo local, nutrição bacteriana e capacidade de resistência das bactérias ao sistema de defesa do hospedeiro. Se o tecido for afetado pela isquemia e hipóxia, causando a degradação de carboidratos, ativação e liberação aumentada de proteases e aminoácidos, por um lado, reduz a pH local e a potência redox do tecido, e por outro lado, fornece nutrientes abundantes para bactérias anaeróbicas, promovendo seu crescimento e reprodução local. Além disso, as bactérias que entram no tecido podem produzir muitos compostos para resistir aos mecanismos de defesa do hospedeiro. Por exemplo, a Bacteroides fragilis, além de produzir esporos para proteger a si mesma contra a phagocitose pelas células fagocitárias, também pode produzir alguns compostos solúveis, como ácido cetônico e outros ácidos graxos de cadeia curta, inibindo a quimiotaxia, a phagocitose e a eliminação das células granulares polimorfonucleares e dos macrófagos para as bactérias. Muitas bactérias anaeróbicas também podem produzir alguns compostos para inibir e destruir a imunidade humoral do hospedeiro. Por exemplo, o lipopolissacarídeo da Bacteroides fragilis pode atenuar a ação de调理作用 dos complementos, e a protease do Bacteroides melaninogenes pode degradar os complementos e imunoglobulinas, entre outros.
(4Danos teciduais: as bactérias anaeróbicas produzem toxinas, enzimas e substâncias solúveis durante o processo de infecção, além de agir em todas as etapas, também podem danificar diretamente a estrutura tecidual e celular. Por exemplo, a toxina alfa produzida pela Clostridium perfringens pode dissolver glóbulos vermelhos e células teciduais, causando anemia e necrose tecidual, a heparinaase produzida pelo Bacteroides fragilis decompõe a heparina, promovendo a coagulação, aumentando a possibilidade de tromboflebite trombótica, a胶原ase produzida pelo Bacteroides melaninogenes destrói o tecido conjuntivo, o Bacteroides produce hialuronidase, neuraminidase, DNAse e outros estão relacionados à patogenicidade e à disseminação da infecção.}