實驗名稱:T.B. bacilli & Acid-Fast Stain

 

實驗原理:

  Acid-Fast Stain是一種重要的鑑別法,適用於染細胞壁有蠟狀物質(游離脂質)的細菌。微生物學家用Acid-Fast Stain來確認Mycobacterium屬,包括有Mycobacterium tuberculosis和Mycobacterium leprae及一些不知名、不規則的Mycobacteria。除了染這種菌外,它也可以染actinomycete中的Nocardia asteroides complex。

實驗目的:了解抗酸性染色法,並觀察結核菌的形態,及其病症之探討。

實驗材料:抹片、Carbolfuchsin sol.、acid-alcohol、methylene blue、油鏡。

實驗方法:Acid-Fast Stain又稱為Ziehl-Neelsen Method,步驟如下:

  1. 作抹片並予以固定。
  2. 加入Carbolfuchsin sol.(紅色)並用火在其下緩慢地燒(切勿烤焦)大約5 ~ 10 min.。(染料要完全覆蓋在 Slide。)
  3. 冷卻、沖水(現在所有的細菌都是紅色。)
  4. 用酸性酒精(acid-alcohol)重複滴到紅色從抹片上移除。沖水。(在這個步驟,非抗酸菌的紅色被酸所移除,但是抗酸菌仍保留紅色。)
  5. 用methylene blue來做背景染色30 sec.(因為抗酸菌已完全被紅色的carbolfusin所填滿,它們不能再接受任何背景染色;至於非抗酸菌原來的染色已被酸移除,所以現在染成深藍色。)
  6. 沖水待乾,用油鏡來鏡檢。 

  簡單地說,加熱使得紅色的carbolfuchsin可以穿透並可保留這個染料。至於acid alcohol是一種脫色劑,非抗酸菌的紅色被移除;而抗酸菌因為有一層蠟狀脂肪,使得carbolfuchsin比acid alcohol更為可溶而不易脫色。 

實驗結果:Mycobacteria呈現紅色,而背景則是藍色的。 

  Mycobacterium tuberculosis一般呈現帶狀,在某些情況下會是纖維狀、黴菌樣,這也是稱做myco.的原因(myco在希臘語是黴菌的意思。) 

實驗討論:

  T.B.菌在培養上是先取得病人的第一口痰,再加2%NaCl或4%KOH做離心,然後用buffer來培養。(因為結核菌可耐短暫的鹼,所以當加入2%NaCl或4%KOH可去除一些快速生長的雜菌。) 

  在傳統上是利用egg-based(e.g.,Lowenstein-Jensen亮綠色)和agar-based (e.g.,Middlebrook)培養基。用tube做slant media(斜面培養基),再加入一些染料(例如孔雀線)來抑制其他細菌的生長。最後我們可以發現它的菌落形態是粒狀凸起。 

  為了縮短偵測時間,近來改用了特殊營養的肉湯培養基來取代egg-based media.

  結核病是由Mycobacterium tuberculosis所引起的,它是一種細長桿狀且必須要有氧氣的細菌。這種桿菌生長緩慢(20 hour一代),有時會形成纖維狀且聚集在一起。在液態培養基的表面,它們看來像黴菌樣,這也是它名稱的由來。 

  T.B.菌用Ziehl-Neelson或Kinyoun法染色時,由於acid alcohol無法脫色,所以被歸類為acid-fast。這是因為它們有一層脂肪物質,而這層脂肪也可能是抵抗環境壓力(如乾燥)的主因,它們甚至可以在乾痰中存活數週也可忍受化學環境。 

  一般而言,潛伏的T.B.菌是不易被察覺的,但是若防衛失敗,它所引起的疾病又將是很容易察覺。通常得結核病的人是本身即有其他疾病的存在,且受到物理和環境因子(如營養不良、過分擁擠、壓力)所影響。 

  結核病常由吸入結核菌所引起,只有肺部達1/3的細菌才會引起肺泡內的macrophages來吞噬。若是健康的人通常可以破壞細菌,假如不是,在化學和免疫防衛之下,結核菌仍可在macrophages存活且增生。 

  當macrophages溶解後,便將病菌釋出。引起了過敏反應來對抗微生物,tubercule也就形成了。結核病人此時形成小塊,包括了組織細胞的包裹物質和細菌的分解產物及白血球,也通常有壞死中心。此時,細菌很少存在於tubercule內。 

  其實T.B.菌並不產生任何有傷害性的毒素,組織的損傷則是由過敏應所引起。過敏反應持續地發生,最後便形成乾酪壞死(組織分解後產生高分子量看似乾酪的脂肪物質)。如果復原後,將會鈣化,在X-ray下呈現透明狀,我們稱為Ghon complexes。  

  但是如果沒好,可能會更進一步地液化壞死(liquefaction),而且會形成空氣充填的結核腔 (tuberculous cavity)。

  為了預防結核病的發生,我們用BCG來當疫苗。它是一種用牛群Tb桿菌(M.bovis)培養篩選的減毒疫苗,將它施打給較年輕的人會很明顯降低Tb的發生率。但是它也有一些缺點:如不能用在免疫疾病病人;打BCG後作skin test會是(+);有可能會引發皮膚形成肉芽腫等。

 

參考文獻

  Tortora G.J.,Funke B.R., Case C.L.(1992).Acid-Fast Stain.Microbiology an introduction(4th edition, p65).The Benjamin/Cummings Publishing Company,Inc.

  Acid-Fast stain•微免實驗手冊•p55。

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