(一)发病原因
白喉棒状杆菌(corynebacterium diphtheria)，简称白喉杆菌，革兰染色阳性菌，长约2～3μm，宽0.5～1μm。在涂片上，常呈V，X，Y字排列，一端或两端膨大，菌体内有浓染颗粒，称异染颗粒。用Neisser染色时，菌体呈黄褐色，异染颗粒为蓝黑色;用Albert染色时，菌体呈绿色，异染颗粒为蓝黑色;用Ponder染色时，菌体呈淡蓝色，异染颗粒为深蓝色。白喉杆菌在亚碲酸钾培养基上生长良好，能使碲盐还原，菌落变黑，按其在培养基上的菌落形态及生化反应，白喉杆菌可分轻型、中间型及重型。以往认为轻型多产生咽白喉，中间型和重型多为流行株，引起的病情重。目前则认为3型菌可产生相同的毒素，患者病情的轻重与分型无明确的关系。近年来国内外均有轻型菌增多的报道。采用噬菌体裂解法、菌体DNA限制性内切酶法以及毒力试验等对分离到的白喉杆菌进行研究，有助于对本病进一步的了解。白喉杆菌侵袭力弱，仅在局部黏膜或皮肤生长繁殖。白喉杆菌产生的外毒素是致病的主要因素，外毒素是一种不耐热的多肽，有较强的毒性，人的致死量为130ng/kg体重，主要侵犯神经、心肌和肾上腺。白喉杆菌只有感染了携带产毒基因(Tox)的β噬菌体，才具有分泌外毒素的能力，并使人致病，若将无毒株与噬菌体处理后可变为有毒株，将有毒株置于含抗白喉杆菌噬菌体血清培养基中反复转种，可失去产毒能力变为无毒株。细菌的产毒能力由噬菌体基因控制，侵袭能力则由细菌基因控制。临床上用豚鼠或埃勒克(Elek)平板法进行毒力检测。近年来有些临床报道，从白喉患者的病变处分离出的白喉杆菌无毒力，无毒力菌株如何引起临床症状，尚不清楚，须进一步研究。白喉外毒素有两个特点，一是具有高度的抗原性，可刺激人体产生高效价的抗毒素;二是很不稳定，经贮存、日光照射、化学药品处理或加热到75℃，均可减少或完全丧失其毒性。因此，若以0.3%～0.5%的甲醛溶液处理，经过1个月，可使其毒性丧失，而抗原性仍保存，成为类毒素，可作为预防注射及制备抗毒血清之用。白喉杆菌对外界环境的抵抗力较强，耐冷冻、干燥，在玩具、衣物上可存在数天，造成间接传播，对湿热和化学消毒剂敏感，0.1%升汞及5%苯酚溶液1min即可杀灭该菌，加热58℃ 10min即可死亡。
(二)发病机制
白喉杆菌侵袭力弱，侵入上呼吸道黏膜后，仅在表层上皮细胞内繁殖，一般不引起菌血症。当局部黏膜有损伤时，如患麻疹、猩红热、百日咳或上呼吸道感染时，白喉杆菌的侵袭力增强。在白喉杆菌的繁殖过程中产生的外毒素不但可引起局部病变，还可引起全身性中毒性病变，是致病的主要因素。此毒素有A和B两个亚单位组成，两者通过二硫键连接，B亚单位无直接的毒性，但它有一个受体结合区和一个转位区。B亚单位可以与细胞表面特异性受体(膜受体pro-hHB-EGF)结合，结合后通过转位区的介导，可输送A亚单位进入宿主胞质内。
