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细菌性角膜炎的病因

温馨提示

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  (一)发病原因

  随着时代的变迁致病细菌发生了很大变化。20世纪50年代以肺炎球菌为主;60年代金黄色葡萄球菌占优势;70年代则以铜绿假单胞菌为主导;80年代由于氨基糖苷类抗生素的应用,铜绿假单胞菌相对减少,而耐青霉素葡萄球菌则相对增多;90年代以来其他革兰阴性菌,如不发酵革兰阴性杆菌、黏质沙雷菌、厌氧性细菌等有逐渐增多的趋势。

  其中最常见的致病细菌有4种,即革兰阳性菌中的肺炎链球菌(streptococcus pneumoniae,S)和金黄色葡萄球菌(staphylococcus aureus,S),革兰阴性菌中的铜绿假单胞菌(pseudomonas aeruginosa,P)和莫拉菌(moraxella,M)简称为SSPM感染。据日本横滨大学近年来的对120例细菌性角膜炎的统计,SSPM感染占72.5%(87例),上述4种致病细菌分别为15%(18例)、11.7%(14例)、35.8%(43例)、10%(12例),美国、加拿大也有同样的统计结果。这种倾向不仅出现在工业发达国家,发展中国家也是如此。菲律宾最近对1762例的统计,SSPM感染占92.2%(1624),分别为4.7%(83例)、42.31%(745例)、26.6%(468例)及18.6%(328例)。

  外伤是细菌性角膜炎最常见的危险因素之一,职业性眼前节的外伤中,有6%会发生细菌性角膜炎。在农村,角膜擦伤的患者发生细菌性感染的占5%。各种原因导致角膜上皮和基质的外伤,首先使角膜基质组织暴露于结膜囊正常菌群,易导致细菌感染;角膜异物及污染水源溅入等均是外界细菌进入角膜的重要载体;如果患者有慢性细菌性睑缘炎或泪囊炎存在,这些部位的细菌很容易导致角膜感染。

  在发达国家,配戴角膜接触镜是细菌性角膜炎最常见的危险因素,所有类型的角膜接触镜都可能造成角膜的细菌感染,其中软性接触镜过夜配戴者发生比例最高。统计资料显示,硬性角膜接触镜配戴者每年角膜溃 疡的发生率为0.02%,透 气性硬性接触镜为0.04%,日戴型软性接触镜0.04%,传统型软性接触镜即日夜配戴者为0.2%。配戴角膜接触镜导致角膜细菌感染,与接触镜本身对角膜上皮结构及功能的影响、镜片及镜片盒的细菌污染、配戴和护理方式以及配戴者的生活与卫生习惯等均有密切关系。

  眼表疾病当中,泪液量及泪液成分的异常及眼睑闭合功能的破坏为常见的与角膜细菌感染相关的因素。所有引起角膜上皮破坏的病变如单孢病毒性角膜上皮性病变、长期应用抗生素或抗病毒药物导致的上皮细胞中毒、局部长期使用糖皮质激素、内皮失代偿所引起的大泡性角膜病变,以及各种累及角膜上皮的变性与营养不良等,均可能继发细菌感染。

  (二)发病机制

  角膜细菌感染所导致的临床表现是细菌与宿主反应共同作用的结果。

  造成角膜炎的细菌种类众多,其中以微球菌科(主要是葡萄球菌属和微球菌属)、链球菌属、假单胞菌属及肠杆菌科为主,约87%的细菌性角膜炎是由上述4类细菌所致。细菌菌属的分布会因地域、环境、生活及卫生条件等因素影响而有所不同。北京市眼科研究所眼微生物室1989~1998年的统计结果显示,铜绿假单胞菌、凝固酶阴性葡萄球菌、肺炎球菌、棒状杆菌以及金黄色葡萄球菌是细菌性角膜炎的主要致病菌。

  1.金黄色葡萄球菌性角膜炎 金黄色葡萄球菌能够产生血浆凝固酶。在感染组织中可产生多种致病因子,根据其作用可分为两种:与感染扩散有关的因子和毒性相关的因子。

  (1)与感染扩散有关的因子包括:玻璃酸酶、脂酶、磷脂酶、核酸酶、明胶酶、纤溶酶、蛋白酶及溶解酶等。

  (2)与毒性有关的因子:内毒素A、B、C、D和E、溶血毒素a、p、7和8、中毒性休克综合征毒素-1,以及表皮松解毒素A和B。金黄色葡萄球菌的血浆凝固酶使细菌周围形成一层纤维蛋白膜,将病灶包绕形成脓肿。溶血毒素具有杀白细胞的功能。

  2.凝固酶阴性葡萄球菌性角膜炎 该菌本身不分泌很强的毒素,一般属于弱毒菌或条件致病菌。其导致的角膜病变病程较缓慢,细菌周围易形成一层生物膜。该膜由细菌分泌的糖蛋白组成,覆盖在菌体表面,细菌借助此膜与周围的细菌黏附在一起形成细菌斑。在这种状态下,细菌对抗生素的抵抗力明显增强,使药物难以起效。

  3.肺炎球菌性角膜炎 肺炎球菌荚膜能够逃避中性粒白细胞的吞噬,故容易侵入角膜组织并迅速扩散。该菌能分泌溶白细胞素、神经氨酸酶以及溶血毒素,造成组织破坏。此外,该菌产生的免疫球蛋白A分解酶能够水解几乎所有参与局部免疫反应的分泌型IgA,使眼局部的非特异性免疫功能受到抑制。

  4.铜绿假单胞菌性角膜炎 铜绿假单胞菌感染除与眼部防御能力下降有关外,主要与细菌的毒力和侵袭力有关。该菌能够产生外毒素A、弹性蛋白酶、胞外酶s等重要致病物质。在铜绿假单胞菌鞭毛和蛋白酶的作用下,细菌易于移生到有组织破损的部位;黏多糖蛋白质复合体使细菌易黏附到组织细胞表面;弹性蛋白酶、碱性蛋白酶及细胞毒素和溶血毒素有利于其侵入与繁殖,并造成角膜基质的坏死性损伤。

  5.摩拉杆菌性角膜炎 不同种株的摩拉杆菌在眼部的致病性相近。该菌可产生蛋白酶与内毒素,分解破坏角膜组织。有些种株的摩拉杆菌能够产生类似磷脂酶、玻璃酸酶及溶血毒素的酶类及毒素。

  6.放线菌性角膜炎 奴卡菌属导致的角膜炎在感染性角膜炎中所占的比例不足1/100。奴卡菌为专性细胞内生长的微生物,可在吞噬细胞内繁殖,不产生外毒素,繁殖速度较慢。细胞壁含有脂肽和脂多糖成分,不同菌种以及不同生长时期这些成分会有所差别。铁离子是奴卡菌能够在细胞内繁殖的重要因素。角膜的奴卡菌感染往往继发于轻微损伤,体液与细胞免疫均参与了防御机制。

  7.链球菌性角膜炎 链球菌可产生多种毒素,主要有溶血毒素和红疹毒素。溶血毒素具有细胞毒性;红疹毒素为一种外毒素。链球菌也可产生一系列酶类,主要有链激酶和玻璃酸酶。前者能使纤溶酶原激活为纤溶酶,使纤维蛋白溶解;后者分解细胞外基质,有利于细菌扩散。

  8.沙雷门菌性角膜炎 沙雷门菌很难侵入正常的角膜组织。只有当角膜上皮屏障作用被破坏时,细菌才可侵入角膜基质内并进行繁殖。实验证实,沙雷门菌导致的角膜炎其病变程度与细菌分泌蛋白水解酶的量正相关,强毒株产生的蛋白水解酶量多,引起的角膜溶解坏死反应明显;反之,弱毒株的蛋白水解酶分泌量少,组织破坏也轻。

  9.痤疮丙酸杆菌性角膜炎 由于正常人穹隆结膜处为相对缺氧状态,故常存在各种厌氧菌,其中40%~85%为痤疮丙酸杆菌。该菌为条件致病菌,感染一般与黏膜屏障破坏和组织缺氧坏死有关。该菌释放的多糖具有白细胞趋化性,细菌可在细胞内繁殖。痤疮丙酸杆菌常与其他需氧菌或厌氧菌同时感染。

  大多数细菌只有在角膜上皮受损伤时方能侵入角膜基质层。细菌一旦进入角膜即发生多核白细胞(polymophonuclear leukocytes,PMN)趋化,释放溶解酶导致基质坏死(stroma necrosis)。在一些毒性特别强的细菌如铜绿假单胞菌感染时,除上述原因外,细菌繁殖过程中也可产生蛋白溶解酶,因此病情更为严重和迅速。虽然角膜后弹力膜对细菌穿透有一定的抵抗作用,但最终还是发生角膜穿孔。

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