一、菌名

        Clostridium perfringens (产气荚膜梭状芽孢杆菌)

二、分类地位

      Clostridium属(梭状芽孢杆菌属)为endospore-forming 的Gram-postive杆菌。

三、自然栖息地

        通常存在于土壤、水或活的有机体内。在人体中主要存活在口腔、腋下尤其是肠道中。

四、大小型态

      细胞大小通常为0.6~2.4*1.5~19 μm，细胞在PYG broth中为gram-positive，无鞭毛，无运动性，呈直杆状，但终端钝，通常单独或成对存在.这类物种会产生可溶解的物质，形成不同的毒素，对在试管内或活的有机体内的物质会造成影响。根据主要产生的致命毒素可分为5类(A、B、C、D、E)

五、培养特性

          1974年，Nakamura 和 Nishida 先经过加热处理后发酵糖类能力与形成孢子能力的关系. 1977 Sacks 和 Thompson 发现加入不同的 methylxanthines到培养基中，会使孢子的产量显著增加.对热具抗性的孢子，通常须先经过热的活化才能生长，对热敏感的则相反.对热具抗性的孢子对于容易使它们致命的gamma radiation 也较具抗性，它们的细胞壁含有LL-DAP，细胞壁上的糖类为glucose ， galactose(半乳糖)， rhamnose(鼠李糖)，(不同菌株的细胞壁并不会同时拥有这三种糖类)，3/4的种类会具有由polysaccharides组成的capsule，(不同菌株的组成份也会不同)。在sheep blood agar 上的菌落直径为2~5mm，圆形，呈灰色或灰黄色，表面有半透明环，即使在相同培养基中也会有不同的菌落型态(矮，有叶状边缘，或是平的菌落，有不规则的表面且丝状边缘)，且具溶血性，hemolysis的种类及程度是根据血球种类及 C. perfringens 的型态而定，有3种类型，分别为 alpha、delta、 theta。在rabbits、 sheeps 、 cows、 horses or human blood ， 大部分的菌株会产生狭窄的narrow zone of complete hemolysis→theta toxin，和 a surrounding zone of incomplete hemolysis→alpha toxin，一些typeB和C的菌株会产生很广的zone→delta toxin.在agar中，菌落通常为双凸透镜状，在PYG broth中培养，成混浊或偶尔有黏稠状沉淀物，一周后pH为4.8~5.6。

六、适合培养环境

         Type A、 D、 E最适合生长的温度为45℃， type B、 C在37℃与45℃时生长较好，大部份可生长的温度范围为20℃~50℃，及少数的菌株可在6℃的环境生长，但这并不代表它们为嗜低温菌。发酵碳水化合物可促进其生长，且不会被20%的bile(胆汁)抑制，通常在pH5.5~8.0之间，在NaCl=2%的时候，并不会抑制其生长，但浓度达6.5%时，则会明显的抑制。

七、生化特性

1. 高压的氧(100% at 3 atm)为此菌种的杀菌剂，但部分加入全血的菌则有保护作用，推测是因为酵素(enzyme)藉由过氧化氢?(catalase)破坏 hydrogen peroxide而造成。

2. 在PYG broth 中培养可产生丰富气体。

3. 虽然95%的菌株会发酵蔗糖(sucrose)，产生lecithinase(卵磷脂?)，但是少部分的菌株对此为负反应。

4. Kramer & schallehn (1974) 发现大部分的菌株对 enterococci 所产生的细菌素(bacteriocins)敏感。

5. Clostridium perfringens 也会产bacteriocins 可对抗其他的C.perfringens 。一个菌株产生的 bacteriocins (细菌素)为单链的polypeptide 分子量为82，000。 Bacteriocins作用的机制会抑制大分子(DNA、RNA 、 proteins)的合成。 Bacteriocins的产生和对抗其他菌株所产生的bacteriocin被认为和plasmid有关。

八、应用性

1. 会使猪只感染芽孢梭菌症，病原菌为c型产气荚膜芽孢梭菌，本菌对一周龄以下仔猪造成高死亡率之坏死性肠胃炎，主要症状为下痢，病理学上常见坏死及细菌侵入肠组织，死后解剖可见小肠有严重出血及溃疡等特殊病灶。

2. 另一种A型产气荚膜芽孢梭菌，所产生的肠毒素会造成猪只分泌性下痢，用抗生素治疗A型效果比C型效果好。

3. Alpha toxin藉由溶解细胞膜造成致命的影响，动物或人类有外伤或流产时会使肌肉有肌肉骨疽造成肌肉坏死，也会造成血管内部的红血球溶解，其他在动物身上的疾病被认为是A型的菌株所引起的，A型菌株也会产内毒素造成食物腐败而引起人类食物中毒现象。因为其会溶解细胞膜所以会造成人类死亡。

4. Beta toxin是由B型C型的菌株所产生的，有trypsin-sensitive(胰蛋白敏感性)为单链的polypeptide，分子量约为30,000。利用毛细管的透率来使毒素产生影响。此毒素的产生被认为可能是用质体(plasmid)来传达。所产生的疾病包含胃肠方面的疾病，若吃了受感染的猪只马上会对人类造成坏死性肠炎。

5. Epsilon toxin 由B型D型菌株所产生，它是一种nontoxin prototoxin，它可藉由proteolytic enzyme转变成heat-labile toxin，使之具有毒性。其可让血管通透性增加，最后导致组织的坏死，会对脑部造成严重影响、脑组织有坏疽、大脑水肿而造成死亡。

6. Iota toxin 只有E型会产生，为一种原始毒素，通常会被有机体的蛋白质水解酵素(proteolytic enzymes)所活化。此毒素会显著的增加血管通透性，在皮肤内产生坏疽，在静脉充血时会致命，若在兔子体内则造成结肠炎。只有type A及C发生食物中毒；type A为人体发生坏疽之典型菌种；而type E则与动物之肠内毒血症有关。 type A 的食物中毒较tpye C普遍，且症状较温和。一般Clostridium perfringens产孢时，伴随毒素的合成，尤其在培养基中，唯有形成孢子时才可能合成大量毒素，而不产孢之营养细胞只能产生少量的肠毒素。肠毒素作用使液体堆积于细胞腔(cell lumen)中，过多液体堆积而致下痢。

九、参考文献

1. Noel R.Kring,J.G.Holt,1984,The Mycoplasmas,Bergry's Manual of Systematic Bacteriology Vol2 p1179-1182

2. www.ag007.com.tw/cgi-bin/magazine/article.pl?category=z&sn=331