【病原体科普】2026-07-17 临床重要厌氧菌感染详解

一、概述

厌氧菌（anaerobic bacteria）是一类只能在低氧分压条件下生长、不能在空气（含18%氧气）和/或10%二氧化碳浓度下的固体培养基表面生长的细菌。厌氧菌是人体正常菌群的主要组成部分，广泛分布于皮肤、口腔、消化道及女性生殖道黏膜表面，在特定条件下可突破黏膜屏障引起内源性感染。临床上由厌氧梭状芽孢杆菌所致的特殊病症如破伤风、气性坏疽、肉毒中毒等早已为临床医师熟知，而由无芽孢厌氧菌引起的感染则常被忽视和漏诊。厌氧菌在细菌感染性疾病病原中的重要地位已受到广泛重视。据文献报道，厌氧菌血症约占所有菌血症的1%–17%（随年代及诊断技术而异），粗死亡率达21.9%–44%，其中以脆弱拟杆菌（Bacteroides fragilis）最为常见[1-3]。

二、形态学与分类特征

2.1 氧耐受分类

按对氧的耐受程度，厌氧菌可分为：（1）专性厌氧菌（obligate anaerobes），又进一步分为极度厌氧菌（耐受≤0.5% O₂）、中度厌氧菌（耐受2%–8% O₂）和耐氧厌氧菌（可耐受大气氧但时间有限）；（2）微需氧菌（microaerophilic），需低浓度O₂（2%–10%）及高浓度CO₂生长；（3）兼性厌氧菌（facultative anaerobes），可在有氧或无氧条件下生长[4]。

2.2 革兰染色与形态分类

临床重要的厌氧菌按革兰染色及形态可分为四大类[4-6]：

（1）革兰阳性球菌：包括消化球菌属（Peptococcus）、消化链球菌属（Peptostreptococcus）、微需氧链球菌等，分布于皮肤、口腔、肠道及阴道。

（2）革兰阴性杆菌：为临床最主要的厌氧致病菌群，包括拟杆菌属（Bacteroides，以脆弱拟杆菌B. fragilis最为常见）、普雷沃菌属（Prevotella）、卟啉单胞菌属（Porphyromonas）、梭杆菌属（Fusobacterium）等。

（3）革兰阴性球菌：主要为韦荣球菌属（Veillonella），见于口腔、肠道和阴道。

（4）革兰阳性杆菌：分为有芽孢菌和无芽孢菌两大类。有芽孢者主要为梭菌属（Clostridium），包括破伤风梭菌（C. tetani）、产气荚膜梭菌（C. perfringens）、肉毒梭菌（C. botulinum）及艰难梭菌（Clostridioides difficile，原属于梭菌属）等，共78个种以上。无芽孢者包括放线菌属（Actinomyces）、丙酸杆菌属（Propionibacterium）、真杆菌属（Eubacterium）、乳酸杆菌属（Lactobacillus）、双歧杆菌属（Bifidobacterium）等7个属76个种以上[5]。

2.3 人体分布与数量

厌氧菌是人体各腔道黏膜表面正常菌群的优势菌。唾液细菌含量约10⁸ CFU/ml，其中约一半为厌氧菌；牙缝细菌含量高达10¹² CFU/ml，99.9%为厌氧菌。粪便细菌含量达10¹² CFU/g，99.9%为厌氧菌，其中最重要的为拟杆菌属、普雷沃菌属、梭菌属和消化链球菌属。阴道和宫颈部细菌含量在10⁵–10¹¹ CFU/ml之间波动，主要厌氧菌为乳酸杆菌、消化球菌和拟杆菌等[5]。

三、毒力因子与致病机制

3.1 主要毒力因子

厌氧菌的致病依赖多种毒力因子，不同菌种特征各异：

（1）荚膜多糖（Capsular polysaccharide）：脆弱拟杆菌的荚膜多糖是其最重要的毒力因子。Kasper等通过动物腹腔感染模型证明，有荚膜菌株可在无其他菌种协同下单独形成脓肿，而无荚膜菌株则需要需氧菌的协同作用。该荚膜多糖可直接诱导脓肿形成，且免疫接种该多糖可产生T细胞依赖的保护性免疫[7,8]。脆弱拟杆菌可表达多种荚膜多糖（至少8种），通过相变机制调节表达以逃避免疫应答[9]。

（2）外毒素：梭菌属产生的毒素最为突出。产气荚膜梭菌的α毒素（卵磷脂酶C）具有磷脂酶活性，可水解细胞膜磷脂，导致溶血和组织坏死；ε毒素和θ毒素等也具有强致病性。破伤风梭菌产生破伤风痉挛毒素（tetanospasmin），通过抑制抑制性神经递质释放引起强直性痉挛。肉毒梭菌产生肉毒毒素（botulinum toxin），阻断乙酰胆碱释放致弛缓性麻痹。艰难梭菌产生毒素A（肠毒素）和毒素B（细胞毒素），介导假膜性肠炎[4,6]。

（3）内毒素（LPS/LOS）：革兰阴性厌氧杆菌产生的脂多糖（LPS）或脂寡糖（LOS）化学结构不同于需氧菌内毒素，其生物活性较弱。这可能解释了厌氧菌败血症时弥散性血管内凝血（DIC）和紫癜发生率相对较低的现象[7]。

（4）酶类：多种厌氧菌产生大量胞外酶：产气荚膜梭菌产生胶原酶、透明质酸酶、DNA酶、纤溶酶等，促进组织破坏和扩散。拟杆菌、消化链球菌和梭杆菌产生肝素酶，可加速凝血，易致化脓性血栓性静脉炎和迁徙性脓肿。多数产黑素普雷沃菌和其他一些厌氧菌具高度蛋白分解活性，可降解酪蛋白、纤维蛋白、免疫球蛋白和胶原等[5,6]。

（5）其他毒力因子：脆弱拟杆菌的菌毛介导黏附于上皮细胞；β-内酰胺酶的产生导致对青霉素类抗生素耐药[5]。

3.2 致病机制

厌氧菌感染多为内源性感染，即由自身正常菌群易位所致。致病过程通常经历以下环节[5,6]：

1. 黏膜屏障破坏：手术、创伤、穿孔、炎症等导致黏膜屏障完整性受损，厌氧菌得以从腔道进入无菌组织和体腔。
2. 氧化还原电势（Eh）降低：局部组织供血不足、坏死、需氧菌共存消耗氧气等因素造成Eh降低，为厌氧菌增殖创造适宜环境。
3. 混合感染协同：厌氧菌感染常与需氧菌/兼性菌混合存在。需氧菌消耗氧气进一步降低局部Eh，有利于厌氧菌生长；厌氧菌产生的酶类则保护需氧菌免受宿主免疫清除。
4. 脓肿形成：以脆弱拟杆菌荚膜多糖为典型，诱导宿主产生以Th1型免疫应答为主的炎症反应，促进纤维蛋白沉积和脓肿壁形成。

易感因素包括：糖尿病、恶性肿瘤（尤其血液系统肿瘤及消化道肿瘤）、器官移植后免疫抑制、肝硬化/严重肝病、慢性肾病、长期使用糖皮质激素/免疫抑制剂/细胞毒性药物、近期腹部/盆腔/口腔手术、外伤等[5,6,10]。

四、所致临床疾病

4.1 非侵袭性感染

• 口腔颌面部感染：牙源性感染（根尖周脓肿、牙周炎）、颌面部间隙感染、路德维希咽峡炎（Ludwig angina）。常见病原体为消化链球菌、普雷沃菌、卟啉单胞菌和梭杆菌[4,5]。
• 腹腔感染：最常见且最具临床意义的厌氧菌感染类型，包括继发性腹膜炎、腹腔脓肿、肝脓肿等。脆弱拟杆菌群为最主要的致病菌，常与大肠埃希菌等需氧菌混合感染[4]。
• 女性生殖道感染：盆腔炎性疾病、输卵管卵巢脓肿、产后子宫内膜炎、细菌性阴道病等。常见厌氧菌包括拟杆菌属、消化链球菌和普雷沃菌[6]。
• 皮肤软组织感染：糖尿病足溃疡感染、压疮感染、肛周脓肿等。常为混合感染[4]。

4.2 侵袭性感染

• 厌氧菌血症：占所有菌血症的1%–17%，其中脆弱拟杆菌群占约一半以上。Zouggari等报道30天粗死亡率为21.9%，与脓毒症、慢性肾脏病和Clostridium spp.菌血症显著相关[2,10]。
• 颅内感染：脑脓肿多见于邻近感染灶（中耳炎、鼻窦炎、牙源性感染）的蔓延，也可经血行播散。常见病原体包括梭杆菌属、拟杆菌属和消化链球菌等[4]。
• 厌氧菌肺炎与肺脓肿：多见于吸入性肺炎、肺脓肿、脓胸。常见病原体包括消化链球菌、梭杆菌属、普雷沃菌和产黑素普雷沃菌等[4,5]。
• 骨与关节感染：常为血行播散或邻近感染蔓延所致，厌氧菌在化脓性关节炎和骨髓炎中约占5%–10%[4]。

4.3 特殊综合征

• 破伤风：由破伤风梭菌毒素引起，以全身肌肉强直性痉挛为特征，破伤风类毒素疫苗可有效预防[4]。
• 气性坏疽：主要由产气荚膜梭菌引起，以广泛肌坏死和气体形成为特征，属外科学急症[4]。
• 艰难梭菌感染（CDI）：由艰难梭菌毒素A/B引起，表现为抗生素相关性腹泻至假膜性肠炎，是医疗机构内获得性腹泻最常见的原因之一[4]。
• 肉毒中毒：由肉毒梭菌产生的神经毒素引起，表现为对称性下行性弛缓性麻痹[4]。

五、流行病学

5.1 流行现状

厌氧菌血症的发病率在20世纪70–80年代约占菌血症的10%–20%，20世纪90年代后下降至约4%（0.5%–12%），约1例/1000住院人次。这一下降趋势可能部分归因于碳青霉烯类广谱抗菌药物的广泛应用[3]。近年来随着人口老龄化和免疫缺陷人群增加，厌氧菌血症再度受到关注。一项2022年比利时三级医院研究显示，厌氧菌血症患者平均年龄（66.4±16.8）岁，常见基础疾病包括高血压、慢性肾病和糖尿病，社区获得性占70.5%，腹腔来源占35.2%，30天粗死亡率为21.9%[10]。

5.2 主要病原体构成

临床分离的厌氧菌以革兰阴性杆菌为主，脆弱拟杆菌群是最常见的血培养分离菌（占31.4%–50%），其次为梭杆菌属（约17%）、梭菌属（约15%）和革兰阳性厌氧球菌[3,10]。住院患者标本中最常从腹腔来源标本中检出厌氧菌，门诊患者则多从泌尿生殖道来源标本中检出[5]。

5.3 高危人群

高龄（>65岁）、恶性肿瘤（尤其消化道和血液系统肿瘤）、实体器官移植、造血干细胞移植、糖尿病、肝硬化、近期腹部/盆腔手术、长期使用免疫抑制剂或糖皮质激素等均为厌氧菌感染的独立危险因素。一项纳入1050例厌氧菌感染的韩国回顾性研究显示，年龄增长和肝病与死亡率独立相关（P=0.005和P=0.003）[1,11]。

六、实验室诊断

6.1 标本采集与运送

由于无芽孢厌氧菌是人体正常菌群优势菌，采集标本应避免正常菌群污染。目前推荐的合格标本包括：无菌体液（血液、脑脊液、胸腹水、关节液）、脓肿穿刺液、深部组织活检标本等。不推荐标本包括：痰液、粪便（艰难梭菌毒素检测除外）、尿液、经阴道拭子等。标本运送应采用无氧环境转运系统（如厌氧转运管、预还原Cary-Blair培养基），尽快送检[4,5]。

6.2 培养与鉴定

厌氧培养需在严格无氧环境下（厌氧罐/厌氧袋/厌氧工作站）进行，气体环境通常为80% N₂、10% CO₂、10% H₂。培养时间一般≥48小时，复杂菌种需1周以上。

鉴定方法包括：（1）传统生化法（如VITEK ANI卡），准确率约80.4%；（2）基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS），敏感度高达94.6%，30分钟内可完成鉴定；（3）16S rRNA基因测序，为分类学金标准[6]。

6.3 药敏试验

由于大多数厌氧菌具有可预测的敏感性且药敏试验成本较高，CLSI虽已制定厌氧菌药敏试验的标准化方法（如琼脂稀释法、肉汤微量稀释法），但临床实验室常规开展仍不普遍。在耐药率上升的背景下（如脆弱拟杆菌对克林霉素的耐药率可达30%–40%），对重症感染患者的分离株进行药敏试验具有重要临床意义[4,5,12]。

七、治疗与抗生素耐药

7.1 经验性治疗

厌氧菌感染的治疗应遵循外科引流联合抗菌药物的原则。经验性抗厌氧菌治疗需考虑感染的解剖部位、严重程度及患者既往抗生素暴露史[4,12]：

• 甲硝唑：为最经典的抗厌氧菌药物，对绝大多数专性厌氧菌（包括脆弱拟杆菌群）具有强大的杀菌活性，但对需氧菌及微需氧链球菌无效，常需联合抗需氧菌药物。推荐剂量：静脉给药，成人0.5 g q8h。
• β-内酰胺类/β-内酰胺酶抑制剂复合制剂：如哌拉西林/他唑巴坦、替卡西林/克拉维酸、氨苄西林/舒巴坦、阿莫西林/克拉维酸等，覆盖范围广，常用于腹腔和盆腔混合感染。
• 碳青霉烯类（亚胺培南、美罗培南、厄他培南）：抗菌谱极广，覆盖需氧菌与厌氧菌，常用于重症混合感染。我国2018年版碳青霉烯类临床应用专家共识充分肯定其在需氧菌与厌氧菌混合感染中的治疗地位[13]。
• 克林霉素：曾为常用药物，但因耐药率持续上升（脆弱拟杆菌群耐药率报道达30%–40%），已不作为经验治疗首选[4,5]。
• 头霉素类（如头孢西丁、头孢替坦）：具有一定抗厌氧菌活性，但不如甲硝唑和碳青霉烯类可靠。
• 替加环素：覆盖需氧和厌氧菌，可用于复杂性腹腔感染的替代治疗（美国FDA已批准该适应证）。

7.2 目标治疗

在获得培养和药敏结果后应降阶梯为目标治疗。不同病原体的首选治疗[4,5]： - 脆弱拟杆菌群及其他革兰阴性厌氧杆菌：甲硝唑为首选，也可选用哌拉西林/他唑巴坦或碳青霉烯类。 - 产气荚膜梭菌：青霉素G为首选（敏感时）。 - 破伤风梭菌：甲硝唑联合抗毒素免疫治疗。 - 艰难梭菌感染：首选万古霉素口服或非达霉素（fidaxomicin），严重病例可考虑粪菌移植（FMT）[4]。 - 放线菌：青霉素G为首选，疗程需延长至6–12个月。

7.3 抗生素耐药

厌氧菌耐药问题日益严峻。脆弱拟杆菌群的耐药机制主要包括：（1）产生β-内酰胺酶（主要为头孢菌素酶和金属β-内酰胺酶）；（2）青霉素结合蛋白（PBP）改变；（3）外排泵机制。近年来，脆弱拟杆菌对克林霉素、头孢西丁甚至碳青霉烯类的耐药率在全球范围内呈上升趋势，值得临床高度关注[4,12]。

八、预防与控制

8.1 外科预防

对外伤伤口，最有效的预防措施是尽快彻底清创、去除异物与死腔、重建良好的血供。腹部贯穿性损伤，尤其累及结肠时，应予以预防性应用覆盖厌氧菌的抗生素。手术前规范化使用抗生素预防（如头孢西丁或厄他培南）可降低术后腹腔感染风险[5,6]。

8.2 一般预防

慢性病灶（如慢性中耳炎、鼻窦炎、乳突炎）的积极治疗可预防颅内厌氧菌感染。体弱、神志不清或吞咽困难患者进食时应防止误吸。有瓣膜性心脏病患者行牙科手术或黏膜操作时应按照指南给予预防性抗生素[5]。

8.3 院内感染防控

艰难梭菌感染是医疗机构面临的重要挑战。核心防控措施包括：抗生素管理（减少不必要的广谱抗生素使用，尤其是氟喹诺酮类和克林霉素）、接触隔离、手卫生（推荐水和肥皂洗手，乙醇基手消毒剂对艰难梭菌芽孢效果有限）、环境消毒（含氯消毒剂杀灭芽孢）[4]。

8.4 疫苗预防

• 破伤风类毒素疫苗是全球计划免疫的核心疫苗之一（百白破联合疫苗），保护效力显著。
• 艰难梭菌疫苗尚在研发中（包括类毒素疫苗和重组蛋白疫苗），部分已进入临床试验阶段。
• 目前尚无针对脆弱拟杆菌或其他常见厌氧菌的商用疫苗[4]。

九、总结

厌氧菌感染是临床感染性疾病的重要组成部分，其病原学谱广、致病机制复杂、临床表现多样。临床关键的厌氧致病菌包括脆弱拟杆菌群、梭菌属、梭杆菌属、普雷沃菌属和消化链球菌属等。厌氧菌感染常以混合感染形式存在，治疗应兼顾外科引流（清创、脓肿引流）和有效抗菌药物，选用原则基于解剖部位和耐药谱。甲硝唑、β-内酰胺类/β-内酰胺酶抑制剂复合制剂和碳青霉烯类为最主要的抗厌氧菌药物。随着人口老龄化和免疫缺陷人群增多，厌氧菌感染的临床重要性将进一步凸显。提高临床医师对厌氧菌感染的识别意识、规范标本送检和病原学诊断、合理选用抗菌药物，是改善患者预后的关键。

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