二氧化碳嗜纤维菌为细小、梭状的革兰阴性杆菌，1～3µm或更长些，末端呈锥形，形态与梭杆菌十分相似。无芽胞，无荚膜，有单生的侧鞭毛，对数生长期的培养物在暗视野显微镜下可见滑行运动。 

二氧化碳嗜纤维菌属（Capnocytophaga）又称碳酸噬胞菌，隶属于细菌域、拟杆菌门、黄杆菌纲、黄杆菌目、黄杆菌科（Flavobacteriaceae）。目前属内共有8个种。氧化酶和触酶阴性的有黄褐二氧化碳嗜纤维菌（C.ochracea）、牙龈二氧化碳嗜纤维菌（C.gingivalis）、生痰二氧化碳嗜纤维菌（C.sputigena）、溶血二氧化碳嗜纤维菌（C.haemolytica）和颗粒二氧化碳嗜纤维菌（C.granulosa）。氧化酶和触酶阳性的有C.canimorsus、C.cynodegmi和C.leadbetteri。 

X因子是一种对热稳定的血红素及其衍生物，是一种含铁的卟啉，为细菌合成过氧化氢酶、过氧化物酶、细胞色素氧化酶的辅基，供细菌氧化还原时进行电子传递。

土拉热的临床诊断主要是根据血清学试验的证据，大约只有10%经实验室血清学试验证实的病例能够分离出病原菌。在临床标本中分离到土拉热弗朗西斯菌，或血清土拉热弗朗西斯菌的抗体效价增高≥4倍，具有诊断价值。一次试验的检测滴度达1∶160或更高，具有疑似诊断价值。滴度小于1∶20无诊断价值。

测试对X因子和V因子需求的试验方法有点种法、纸片法、肉汤法和卟啉试验。

V因子是一种对热不稳定的维生素B类物质，即烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD，辅酶Ⅰ）或烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP，辅酶Ⅱ），存在于血液及某些植物组织中，是脱氢酶的辅酶，在细胞的呼吸中起递氢的作用。