115年:醫學五(1)

感染性結石最常見相關的細菌是:

A克雷伯氏肺炎菌(Klebsiella pneumoniae )
B綠膿桿菌(Pseudomonas aeruginosa )
C金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus )
D奇異變形桿菌(Proteus mirabilis )

詳細解析

本題觀念:

本題考查的核心觀念是**感染性結石(Infection stones / Struvite stones)的致病機轉與其最常見的致病菌。感染性結石主要由磷酸銨鎂(Magnesium Ammonium Phosphate)組成,其形成與產尿素酶細菌(Urease-producing bacteria)**引起的泌尿道感染密切相關。

選項分析

  • A. 克雷伯氏肺炎菌(Klebsiella pneumoniae)
    • 雖然 Klebsiella 也是一種產尿素酶細菌(Urease-positive),可引起感染性結石,但其在感染性結石中的分離率通常低於 Proteus 屬。它不是考試中最具代表性的答案。
  • B. 綠膿桿菌(Pseudomonas aeruginosa)
    • Pseudomonas 同樣具有產生尿素酶的能力,可導致結石形成,常見於反覆抗生素治療或器械操作後的複雜性泌尿道感染,但並非「最常見」的感染性結石致病菌。
  • C. 金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)
    • 葡萄球菌屬(如 S. aureusS. epidermidis)也能產生尿素酶,但通常不是感染性結石的首位致病菌。值得注意的是,Staphylococcus saprophyticus 是年輕女性泌尿道感染的常見菌,但主要引起單純性膀胱炎而非結石。
  • D. 奇異變形桿菌(Proteus mirabilis)
    • 正確答案Proteus mirabilis 是醫學教科書與臨床共識中最常見引起感染性結石的細菌。它具有強大的尿素酶(Urease)活性,能迅速分解尿素產生氨(Ammonia),使尿液鹼化,導致磷酸銨鎂結晶快速沉澱並形成鹿角形結石(Staghorn calculi)。

答案解析

感染性結石(Struvite stones)的形成需要鹼性尿液環境(pH > 7.2)。人體尿液通常呈弱酸性,但在感染產尿素酶細菌時,細菌產生的 Urease 會催化以下反應: Urea+H2OUrease2NH3+CO2\text{Urea} + \text{H}_2\text{O} \xrightarrow{\text{Urease}} 2\text{NH}_3 + \text{CO}_2 產生的氨(NH3_3)溶於水形成銨根離子(NH4+_4^+)和氫氧根離子(OH^-),導致尿液 pH 值升高(鹼化)。在鹼性環境中,尿液中的鎂、銨、磷酸鹽結合,沉澱形成磷酸銨鎂結石(Struvite)

雖然選項 A、B、C 的細菌皆可能產生尿素酶,但 奇異變形桿菌(Proteus mirabilis) 是臨床上與此類結石相關性最強、分離率最高的病原體,約佔所有感染性結石病例的絕大多數。這類結石常長得非常快,容易形成填滿腎盂與腎盞的「鹿角石」,若未清除乾淨極易復發。

核心知識點

考生應熟記產尿素酶細菌(Urease-producing bacteria),這些細菌是感染性結石的元兇。

  1. 首要致病菌(必考)Proteus mirabilis(最常見、強效)。
  2. 常見產尿素酶細菌列表(口訣:P PUNCH K 或類似記憶法):
    • Proteus (e.g., P. mirabilis)
    • Pseudomonas
    • Ureaplasma urealyticum
    • Nocardia
    • Cryptococcus (黴菌,較少見於結石討論) / Corynebacterium urealyticum
    • Helicobacter pylori (主要在胃,但機制類似)
    • Klebsiella
    • 其他:Staphylococcus spp., Providencia spp., Morganella spp.
  3. 大腸桿菌(E. coli):雖然是泌尿道感染最常見的細菌,但通常不產生尿素酶,因此單純的 E. coli 感染較少直接引起感染性結石(除非是混合感染)。

臨床重要性

對於發現有鹿角形結石(Staghorn stone)的患者,臨床醫師必須高度懷疑感染性結石。治療不僅需要移除結石(如經皮腎造廔取石術 PCNL),還必須徹底根除相關的細菌感染,否則結石在短時間內復發的機率極高。

參考資料

  1. Campbell-Walsh-Wein Urology, 12th Edition, Chapter on Urinary Lithiasis.
  2. Pearle MS, et al. Urological Diseases in America Project: Urolithiasis. J Urol. 2005.
  3. NIH - Pathogenesis of Proteus mirabilis Infection - 確認 Proteus 為結石主要致病菌。
  4. Proteus mirabilis: Isolating a Cause of Kidney Stones - 說明 Proteus 的強尿素酶活性與結石關聯。