下列何種黏液型（ mucoid morphotype ）細菌最常從囊性纖維化（ cystic fibrosis ）的患者痰檢體分離？

本題觀念：

囊性纖維化（Cystic Fibrosis, CF）患者的呼吸道因 CFTR 蛋白功能異常，導致黏液黏稠、纖毛清除功能受損，極易發生慢性細菌感染。在 CF 患者的病程中，銅綠假單胞菌（Pseudomonas aeruginosa） 是最關鍵且最常導致慢性感染與肺功能惡化的病原菌。

該菌在 CF 肺部環境中會發生獨特的表型轉換（Phenotypic conversion），突變成為 黏液型（Mucoid morphotype）。這種型態的細菌會過度產生 藻酸鹽（Alginate） 形成生物膜（Biofilm），使其難以被抗生素清除及免疫系統吞噬，是 CF 患者預後不良的重要指標。

選項分析

• (A) Haemophilus influenzae（流感嗜血桿菌）：

  • 這是 CF 兒童患者（早期） 常見的病原菌之一，通常與 Staphylococcus aureus 一起出現。雖然它在 CF 患者中很常見，但臨床上強調的「黏液型轉換（Mucoid conversion）」特徵主要是指 P. aeruginosa。此外，隨著患者年齡增長，其分離率會下降，被 P. aeruginosa 取代。

• (B) Klebsiella pneumoniae（肺炎克雷伯氏菌）：

  • 雖然 K. pneumoniae 本身具有多醣體莢膜，菌落外觀常呈現黏液狀（Mucoid），且在台灣是引起肝膿瘍的重要病原菌（高黏液性菌株）。但在 囊性纖維化（CF） 的特定臨床情境下，它並非最主要的特異性病原菌，其分離率遠低於 P. aeruginosa 和 S. aureus。

• (C) Pseudomonas aeruginosa（銅綠假單胞菌）： (正確答案)

  • 流行病學：這是 CF 患者（特別是青少年與成人）最常見且最重要的呼吸道病原菌。
  • 致病機轉：初次感染時通常為非黏液型（Non-mucoid），但在 CF 肺部缺氧且發炎的環境下，細菌的 mucA 基因易發生突變，導致 藻酸鹽（Alginate） 過度表現，轉變為 黏液型（Mucoid morphotype）。
  • 臨床意義：黏液型菌株的出現象徵著感染已進入 慢性期，細菌形成生物膜保護自己免受抗生素攻擊，導致肺功能急劇下降及死亡率增加。因此，「從 CF 痰液分離出的黏液型細菌」是 P. aeruginosa 的經典描述。

• (D) Streptococcus pneumoniae（肺炎鏈球菌）：

  • 這是一般社區型肺炎常見的病原體，雖然其莢膜使其菌落具有黏液感，且偶爾可從 CF 患者中分離出來，但它不是 CF 患者長期慢性感染與肺部結構破壞的主要驅動者，其重要性與特異性皆不如 P. aeruginosa。

答案解析

囊性纖維化（CF）患者呼吸道最典型的微生物學特徵，就是 銅綠假單胞菌（Pseudomonas aeruginosa） 由非黏液型轉變為 黏液型（Mucoid）。這種黏液型菌株過度產生藻酸鹽（Alginate），形成厚實的生物膜，是導致 CF 患者慢性肺部感染難以治癒的主要原因。雖然其他細菌（如 K. pneumoniae）菌落外觀也是黏液狀，但在 CF 考題的語境下，Mucoid morphotype 專指 P. aeruginosa 的這種表型轉換。

故正確答案為 (C) Pseudomonas aeruginosa。

核心知識點

1. CF 病原菌演變：
   • 早期（兒童）：以 Staphylococcus aureus 和 Haemophilus influenzae 為主。
   • 晚期（成人）：以 Pseudomonas aeruginosa 為主（最常見且最嚴重）。
   • Burkholderia cepacia complex：雖較少見但致死率極高（Cepacia syndrome）。
2. 黏液型機制（Mucoid Phenomenon）：
   • 專指 P. aeruginosa 在 CF 肺部環境下的適應性突變。
   • 關鍵物質：Alginate（藻酸鹽） 過量產生（Exopolysaccharide）。
   • 關鍵基因：通常涉及 mucA 基因突變，導致 Sigma factor AlgU (AlgT) 活性增加。
   • 臨床後果：抗吞噬、抗抗生素、形成生物膜（Biofilm）、慢性感染。

參考資料

1. Pseudomonas aeruginosa mucoid phenotype in cystic fibrosis. National Institutes of Health (NIH). Available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC108743/
2. Microbiology of Cystic Fibrosis. Clinical Microbiology Reviews.
3. Murray's Medical Microbiology, 9th Edition. Chapter on Pseudomonas and related bacteria.