伤寒沙门氏菌抗原(Salmonella Typhi Antigen,SH-Ag)是伤寒沙门氏菌(Salmonella enterica serotype Typhi)表面或分泌的特异性抗原物质,是细菌分类、致病性及临床诊断的核心标志物。以下从抗原类型、生物学意义、检测应用及临床关联等方面详细介绍:
一、伤寒沙门氏菌与 SH-Ag 的生物学背景
伤寒沙门氏菌是革兰氏阴性杆菌,属于肠道沙门氏菌属 D 群,通过污染食物或水源传播,可引起伤寒(一种急性肠道传染病,表现为持续高热、腹痛、玫瑰疹、肝脾肿大等,严重时可致肠出血、肠穿孔)。
SH-Ag 是伤寒沙门氏菌特有的抗原结构,其多样性和免疫原性不仅是细菌分类的依据,也是宿主免疫应答的靶点和临床诊断的关键指标。伤寒沙门氏菌的抗原系统复杂,主要包括菌体抗原(O 抗原)、鞭毛抗原(H 抗原)和表面抗原(Vi 抗原),三者共同构成 SH-Ag 的核心。
二、SH-Ag 的主要类型及功能
不同类型的 SH-Ag 在细菌定植、免疫逃逸及诊断中作用各异,以下是临床最关注的三类:
1. 菌体抗原(O 抗原,Somatic Antigen)
- 特性:位于细菌细胞壁脂多糖(LPS)的多糖部分,是伤寒沙门氏菌的群特异性抗原(属于沙门氏菌 D 群,O 抗原为 9、12 型),化学成分为多糖 - 脂质复合物,耐热(100℃煮沸数小时不破坏),免疫原性较强。
- 功能:
- 分类学意义:是区分沙门氏菌血清型的核心标志(如伤寒沙门氏菌 O9、12 型与其他沙门氏菌 O 抗原不同,可通过血清学试验鉴别)。
- 免疫应答:刺激机体产生 IgM 型抗体(O 抗体),是伤寒早期诊断的重要指标(感染后 1-2 周出现,3-4 周达高峰)。
- 致病性关联:脂多糖中的类脂 A(内毒素)是伤寒沙门氏菌的主要毒力成分,可诱发宿主发热、休克等全身炎症反应,但 O 抗原的多糖部分本身无直接毒性,主要作为免疫识别靶点。
2. 鞭毛抗原(H 抗原,Flagellar Antigen)
- 特性:位于细菌鞭毛上,成分为蛋白质,不耐热(60℃30 分钟可破坏),具有型特异性(伤寒沙门氏菌 H 抗原为 d 型)。
- 功能:
- 运动与定植:鞭毛的运动性帮助细菌穿透肠道黏膜黏液层,黏附于肠上皮细胞,H 抗原的结构稳定性是细菌定植的基础。
- 免疫应答:刺激机体产生 IgG 型抗体(H 抗体),出现时间较 O 抗体晚(感染后 2-3 周出现,持续时间长),是伤寒恢复期或既往感染的标志。
- 血清学鉴别:与 O 抗原联合检测(如肥达试验),可区分伤寒与其他沙门氏菌感染(如副伤寒)。
3. 表面抗原(Vi 抗原,Virulence Antigen)
- 特性:位于细菌细胞壁外层的多糖抗原,仅存在于伤寒沙门氏菌(及少数变异株),与细菌毒力直接相关(“Vi” 即 “毒力” 缩写),不耐热,可阻止 O 抗原与抗体结合。
- 功能:
- 抗吞噬与免疫逃逸:Vi 抗原可掩盖 O 抗原,避免被宿主免疫系统(如补体、吞噬细胞)识别,帮助细菌在巨噬细胞内存活并扩散(伤寒沙门氏菌的主要致病机制是在单核 - 巨噬细胞内繁殖)。
- 携带状态标志:约 3%-5% 的伤寒患者康复后成为慢性携带者(细菌定植于胆囊),Vi 抗原阳性是慢性携带的重要指标(携带者粪便中可检测到 Vi 抗原)。
- 疫苗与诊断价值:Vi 抗原具有免疫原性,基于 Vi 抗原的伤寒疫苗(如 Vi 多糖疫苗)可诱导特异性抗体,预防伤寒感染;临床也通过检测 Vi 抗体或 Vi 抗原(如粪便、血液)辅助诊断慢性携带或早期感染。
三、SH-Ag 的检测方法及临床意义
SH-Ag 的检测是伤寒诊断、流行病学调查及疫苗效果评估的核心手段,常用方法及意义如下:
1. 血清学检测(抗体检测,间接反映 SH-Ag 存在)
2. 抗原直接检测(检测标本中 SH-Ag)
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粪便 / 尿液抗原检测:通过免疫胶体金、ELISA 等方法,直接检测患者粪便或尿液中的 O 抗原、Vi 抗原,适用于早期诊断(发病 1-2 周内即可检出,弥补肥达试验早期假阴性的不足)。
- 优势:快速(15-30 分钟出结果)、操作简便,无需复杂设备,适合基层医疗机构或疫情暴发时的快速筛查。
- 局限性:灵敏度受标本中细菌数量影响(感染早期细菌量少可能假阴性),需结合临床表现。
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血液 / 骨髓抗原检测:伤寒沙门氏菌在血液或骨髓中繁殖,可通过核酸扩增(如 PCR)或抗原捕获试验检测 SH-Ag(如 O 抗原片段),灵敏度高于血清学检测,尤其适用于抗生素使用后的患者(细菌被抑制但抗原仍可检出)。
3. 细菌培养(金标准,同步确认 SH-Ag)
- 原理:将血液、骨髓、粪便等标本接种于选择性培养基(如 SS 琼脂),培养出伤寒沙门氏菌后,通过血清学试验(如玻片凝集)鉴定其 O、H、Vi 抗原类型,明确诊断。
- 意义:骨髓培养灵敏度最高(阳性率 80%-95%),尤其适用于早期或已用抗生素的患者;血液培养在病程 1-2 周阳性率最高(50%-70%);粪便培养在病程 3-4 周阳性率较高(用于诊断及携带者筛查)。
四、SH-Ag 与伤寒的临床关联
SH-Ag 的存在与伤寒的发病、病程及预后密切相关,具体表现为:
1. 感染过程中的抗原动态
- 早期(1-2 周):细菌在肠道黏膜繁殖并侵入血液(菌血症期),血液中 O 抗原浓度升高,刺激机体产生 O 抗体(肥达试验 O 抗体开始阳性),粪便中可能检出 Vi 抗原或 O 抗原。
- 中期(3-4 周):细菌在肝、脾、骨髓等器官繁殖后再次入血(第二次菌血症),释放大量 O 抗原和 H 抗原,O 抗体和 H 抗体滴度达高峰,患者出现典型症状(高热、玫瑰疹等)。
- 恢复期(5 周后):细菌被清除,O 抗体滴度逐渐下降,H 抗体持续时间较长(可维持数年),Vi 抗原阳性提示可能为慢性携带者(细菌定植于胆囊)。
2. 临床应用场景
- 疑似伤寒诊断:结合发热≥5 天、腹痛、白细胞减少等症状,检测 O/H 抗体(肥达试验)或粪便 / 血液 SH-Ag,快速明确病原体。
- 慢性携带者筛查:对伤寒患者康复后,检测粪便 Vi 抗原或血清 Vi 抗体,判断是否存在胆囊携带(携带者是重要传染源)。
- 疫情监测:通过检测环境(水源、食物)或人群中的 SH-Ag,追踪传染源,评估伤寒流行风险。
- 疫苗效果评估:接种 Vi 多糖疫苗后,检测血清 Vi 抗体滴度,评估免疫保护效果(抗体滴度≥1:40 提示有效免疫)。
四、注意事项
- 假阳性与假阴性:肥达试验可能因既往接种伤寒疫苗、其他沙门氏菌感染(如副伤寒)出现假阳性;发病 1 周内抗体未产生,或使用抗生素抑制细菌繁殖,可能导致假阴性,需结合培养或抗原检测综合判断。
- 标本选择:血液培养适合病程 1-2 周,骨髓培养灵敏度最高(不受抗生素影响),粪便培养适合病程 3-4 周及携带者筛查。
- 地区差异:在伤寒高发区,人群普遍存在低滴度抗体,诊断时需结合当地流行率调整判断标准(如抗体滴度需更高)。
伤寒沙门氏菌抗原(SH-Ag)包括 O 抗原、H 抗原和 Vi 抗原,是细菌分类、致病性及临床诊断的核心标志物。其中,O 抗原和 H 抗原是血清学诊断(如肥达试验)的关键靶点,Vi 抗原与细菌毒力及慢性携带相关。检测 SH-Ag 或其抗体,在伤寒早期诊断、慢性携带者筛查、疫情监测及疫苗评估中具有重要价值,临床需结合临床表现和多种检测手段,提高诊断准确性。