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傷寒桿菌屬于腸桿菌科的沙門菌屬，是一類寄生在人類腸道中、生化反應和抗原結構相關的革蘭陰性桿菌。沙門菌通過“糞-口傳播”感染，半數感染量需數萬至數百萬以上，但在爆發流行時僅需100個細菌即可感染。
傷寒桿菌的致病性包括侵襲力、內毒素和腸毒素。
傷寒桿菌屬于胞內寄生菌。當細菌被攝入并通過胃后，細菌先侵入小腸末端淋巴結的M細胞并在其中繁殖，之后宿主細胞死亡，細菌釋放進入淋巴液，并經過胸導管進入血流引起第一次菌血癥，同時，細菌可隨血流進入肝、脾、腎、膽囊等器官。
此期，患者因菌血癥，出現發熱、不適、全身疼痛等前驅癥狀。在細菌侵入人體至出現癥狀，潛伏期在不同的個體身上差異較大，約3-50天不等，應與感染的細菌數量有關。
接下來，傷寒桿菌開始在肝、脾、腎、膽囊等器官繼續繁殖，一部分再次入血引起第二次菌血癥，另一部分隨器官排出體外。
進入血液引起菌血癥時，部分細菌裂解，可有內毒素釋放出,患者癥狀明顯，出現體溫逐漸升高至39-40℃，伴有緩脈、肝脾腫大、玫瑰疹及白細胞計數降低。
而菌體排出體外有兩個途徑：①膽囊中細菌隨膽汁排入腸道，一部分隨糞便排出體外，另一部分再次侵入小腸淋巴結，發生超敏反應，引起淋巴結潰瘍、穿孔甚至壞死;②腎臟中的細菌隨尿排出。
之后，若無并發癥，3-4周時細菌開始被免疫系統消滅，病情好轉。
經過以上分析，可見傷寒的臨床變現會有明顯的階段性：第一周為髓樣腫脹期，第二周為壞死期，第三周為潰瘍期，第四周進入愈合期。
同時，隨著病程的進展，細菌出現的主要部位不同，因而應留取不同標本。初期可取外周血，第二周時可取糞便，第三周可取尿液。整個發病期間(第一至三周)均可取骨髓液。因細菌可經過膽汁排泄，還可取十二指腸引流液標本。因傷寒桿菌通過“糞-口傳播”，故還可留取可疑食物及有胃腸道癥狀者的糞便進行檢驗。
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