鳥型複合分枝桿菌的分型

分枝桿菌(Mycobacterium) 是一嗜氧性、 不動性的細菌,它不含內孢子,屬於格蘭氏陽性菌(Gram- positive),在分枝桿菌中有很多致病菌,其中包含了結核分枝桿菌( Mycobacterium tuberculosis)可導致肺結核,痲瘋桿菌( Mycobacterium leprae)引起痲瘋病,像這兩種菌株都屬於法定傳染性疾病,另外有一群分枝桿菌稱為非結核性分枝桿菌 ( nontuberculous mycobacteria,NTM) 。在早期,非結核性分枝桿菌曾被命名為副結核桿菌、假性結核桿菌、無名分枝桿菌、未分類分枝桿菌、野種分枝桿菌、機會性分枝桿菌、環境分枝桿菌、非典型抗酸桿菌等,目前最常見的名稱為非結核性分枝桿菌(NTM)。

於1950年代,非結核性分枝桿菌首次被Timpe和Runyon所描述,根據這類菌在固體培養基上的生長速度與光線對其產生色素的影響來做一分類,培養需大於七天的被列為生長緩慢;反之,若培養小於七天的則是生長快速。Timpe和Runyon 分類法則將其分為以下四個群:(1)Ⅰ群為光產色菌(photochromogen):此類細菌需光產色,其菌落在暗處為奶油色,曝光一小時以候再培養即成橘黃色,生長緩慢,菌落光滑 (2)Ⅱ群為暗產色菌(scotochromogen):此類細菌為兼性產色,菌落不論在有光或無光條件下均能產色,在暗處產黃色,在有光處產橘黃色,生長緩慢,菌落光滑 (3)Ⅲ群為不產色菌(achromatic mycobacterium):此類細菌在有光或暗處均不產色素,生長緩慢 (4)Ⅳ群為快速生長菌(rapid grower) :此類細菌在25∼45℃生長,生長快,培養5∼7 天即可見到菌落,菌落粗糙,有些也能產色。

非結核性分枝桿菌廣泛分布於自然界的土壤、塵埃、溪流、河川、水循環系統、和生牛奶中,在鳥類和一些哺乳類動物身上也可發現。在過去大家都把這一群菌視為非致病性,若在人的痰液中培養出非結核性分枝桿菌,常被視為移生 ( colonization: 細菌只是附著於黏膜表面而不被視為疾病過程)或是培養過程中發生汙染(contamination),一直到了1980年代在愛滋病病人身上發現有鳥型複合分枝桿菌(Mycobacterium avium complex, MAC)之感染而造成嚴重疾病,之後非結核性分枝桿菌的致病性開始受到注意。

以台灣而言,在所有的非結核性分枝桿菌中,導致肺部疾病的菌株,以鳥型複合分枝桿菌所佔的比例最高。在影像學上的研究探討,可歸類出鳥型複合分枝桿菌所致肺部疾病在電腦斷層表現的型態可分成五種類型:(1)支氣管擴張 (2)開洞性病灶 (3)多發性小結節病灶 (大小在 5 mm) (4)堅實化病灶 (5)較大的結節(直徑大於10mm),其中以第一類的支氣管擴張和第二類的開洞性病灶較為常見。有些研究指出會影響鳥型複合分枝桿菌所致肺部疾病預後的因子為 (1)在發現時已經是很嚴重之病程 (2)發病時年紀已較老 (3)存在開洞性病灶 (4) 體質指數(Body Mass Index,簡稱BMI) 偏低 5)肺活量低 (肺活量是最大吸氣後進行最大吐氣時所吐出的氣體量)。以電腦斷層的影像來看,若有肺部塌陷、開洞性病灶、肋膜增厚,則治療的反應不好且預後較差。

在探討鳥型複合分枝桿菌的分型,過去有很多專家和學者提出了各種方法,早期以噬菌體(phage)為一種分型的方法,也有以質體(plasmid)為分型的方法,這兩種方法雖不能完全分型出不同的菌株,但卻讓後人思考出各種的方法來探討鳥型複合分枝桿菌的分型。有些專家曾以去氧核醣核酸-去氧核醣核酸雜交法 (DNA-DNA hybridization) 將其分離出兩隻菌,一為鳥型分枝桿菌(Mycobacterium avium)、另一為細胞內分枝桿菌( Mycobacterium intracellulare),之後利用限制性片段長度多態性(restriction fragment length polymorphism,RFLP) 和脈衝場凝膠電泳(pulsed field gel electrophoresis)的方法將鳥型分枝桿菌分出三隻亞種:鳥型分枝桿菌鳥型亞種( Mycobacterium avium subsp. avium)、鳥型分枝桿菌副結核型亞種(Mycobacterium avium subsp.paratuberculosis) 、鳥型分枝桿菌silvaticum亞種(Mycobacterium avium subsp. silvaticum)。另有一群研究人員利用可變數目串聯重複( variable numbers of tandem repeats,VNTR)將鳥型複合分枝桿菌做一分群,因為VNTR可得到數位化的結果,所以在分析結果時非常方便。後來有人找到一些序列如IS901、IS1245或某基因序列如hsp65來當作分型的方法。

目前以分子生物去探討鳥型複合分枝桿菌分型的方法越來越多,在諸多的方法中如何達到快速、方便、省錢、又精確,乃是目前研究之方向。
本文作者:行政院衛生署胸腔病院 胸腔病科 張祐泟醫師

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