第一节 支原体的形态

一、基本形态与染色性

支原体是一类原核细胞型微生物，多数能在无活细胞培养基中自行繁殖。在相差显微镜或暗视野显微镜下观察液体培养的支原体，可见其具有高度的多形性，但基本形态有球形、双球形、丝状等，尚有其他不规则形态。支原体细胞大小悬殊：球形支原体直径为100～800nm，能繁殖的最小单位为300nm，能通过450nm微孔滤膜，压挤下可通过220nm滤膜；丝状体直径为100～400nm，长度为3～100μm，可出现分支或一端膨大，如肺炎支原体（图3-1）。螺原体主要形态为螺旋形，但在某种条件下也可呈圆形、椭圆形、线条形和球状突起等多种形态，直径一般为100～250nm，长2～4μm（图3-2）。有些种属的支原体（肺炎支原体、鸡毒支原体、鼠肺支原体等）在液体培养基中呈滑行运动，肺炎支原体滑行速度为2μm/s，鸡毒支原体稍慢，鼠肺支原体在传代后滑行消失。电镜下可见肺炎支原体、生殖支原体、鼠肺支原体、鸡毒支原体、穿透支原体、梨支原体等致病性支原体顶端有尖端结构，在液体培养基中能以旋转、波动和屈伸的方式运动。支原体革兰氏染色为阴性，但不易着色；吉姆萨染色时间约需15分钟，呈淡紫色；用Hoechest荧光染色素进行DNA染色，可检测细胞培养中的支原体污染。

多数支原体在含0.3%琼脂的半固体培养基中出现“彗星状”菌落，长度为1～2mm，尾在下；厌氧支原体在培养基中、下部生长，如人型支原体、精氨酸支原体、口腔支原体等；需氧支原体在培养基表层生长，如肺炎支原体，但呈细颗粒状，无尾部，这一观察有助于对支原体的初步鉴别。肺炎支原体初次分离株菌落不出现透明边缘区，呈圆形、圆屋顶状或颗粒状，反复传代可呈“油煎蛋”状（图3-3）。脲原体菌落小，直径为15～50μm，粗颗粒状或是极窄周边，有时呈“油煎蛋”状。螺原体在人工培养基上形成颗粒状菌落，有时也形成典型的“油煎蛋”样菌落。支原体菌落用支原体染色液（Dienes染色液）染色成蓝色，不易褪色，而细菌（除嗜血杆菌外）一般不易着色，可用于鉴别支原体。

支原体的形态可因培养基质量、渗透压、湿度及大气环境的不同而有所改变，如人型支原体在低渗环境中呈球形，高渗环境中呈丝状。螺原体需在含10%蔗糖的高渗培养基中生长。培养基环境过酸或过碱都对支原体生长不利，如肺炎支原体在培养基pH低于6.8时容易死亡，脲原体在培养基pH高于7.8时容易死亡。在培养基中加入0.075mol/L HEPES或在100% CO₂环境中，脲原体的菌落变大，易出现“油煎蛋”状菌落。

二、生长过程的形态特点

（一）分裂中的形态

支原体除以二分裂繁殖外，还有分节、断裂、出芽或分支等方式（图3-4）。繁殖形式多样，胞质分裂与基因组复制同步时呈均等二分裂繁殖。快速生长时，常常是胞质分裂落后于基因组的复制，故可形成具有多核的丝状体。由于处于不同分裂过程及分裂后支原体间存在着表面相连，从而出现双极形态、链状、成双排列等，如肺炎支原体由丝状体中含多数球形原生小体组成的长链，成熟后游离而出；鸡毒支原体繁殖时先在极端产生泡状突起，由此小泡形成均等分裂；鼠肺支原体呈芽状增殖，形成丝状体，成熟后原生小体游离而出。螺原体是从丝状体的菌体上分裂出2个或2个以上的短螺旋形子细胞。

（二）生长周期形态变化

支原体在液体培养基中生长繁殖具有与细菌在液体培养基中生长相似的规律性，一般分为迟缓期、对数期、稳定期和衰亡期，各期支原体形态特点有所不同。在迟缓期，支原体平均数并不增加，但个体增大，染色性强；对数期支原体的形态、大小和染色性均较典型，呈杆状及双极形态，螺原体出现大量活动能力很强的较短的螺旋形菌体，长度小于1μm；稳定期或衰亡早期支原体形态发生变化，并有许多空泡。在不同生长周期形态有变化，如螺原体在迟缓期球形多，稳定期长度增加。

多数支原体利用碳水化合物作为能源，并需添加维生素、氨基酸、嘌呤和嘧啶。支原体的能量代谢不是独特的，有些是需氧，具有细胞色素系统，并能通过电子传递合成ATP；有些支原体为厌氧，为发酵性代谢，通过底物水平磷酸化作用产生能量，并产生乳酸作为糖发酵的终产物。

（三）细胞内定位

自Lo报道AIDS及非AIDS患者组织及细胞内检出发酵支原体后，一些学者用金标记抗血清及钌红（ruthenium red）作用后，可见支原体在细胞内，未被染红的细胞膜包绕，而嵌入细胞的支原体，可见其周围有红染的细胞膜。发酵支原体、梨支原体、穿透支原体、人型支原体、生殖支原体、脲原体、精氨酸支原体及肺炎支原体均可在细胞质内见到。胞内定位可以保护支原体免受宿主免疫系统和抗生素的作用，这也是细胞培养物中污染支原体难以被清除以及支原体容易造成隐性感染和慢性感染的原因。

三、滤过性及非典型形态

支原体无细胞壁，具有可塑性。支原体培养物均可通过0.45μm孔径的滤膜，加压过滤下可通过0.22μm的滤膜。支原体以生物体型（organismal form）及超滤颗粒两种形式存在。支原体在某种情况下可出现异常形态，与许多细菌在不适当或不利的条件下出现多种形式的形态变化相似。研究表明，支原体呼吸链较简单，多数缺乏醌类及细胞色素，多数为厌氧，有的兼性厌氧。支原体缺乏合成嘧啶所需的乳清酸代谢途径及合成嘧啶所需酶代谢途径，培养时必须提供一些维生素、氨基酸、嘌呤或嘧啶，否则易出现非典型形态。