(一)發病原因
白喉棒狀桿菌(corynebacterium diphtheria)，簡稱白喉桿菌，革蘭染色陽性菌，長約2～3μm，寬0.5～1μm。在塗片上，常呈V，X，Y字排列，一端或兩端膨大，菌體內有濃染顆粒，稱異染顆粒。用Neisser染色時，菌體呈黃褐色，異染顆粒為藍黑色;用Albert染色時，菌體呈綠色，異染顆粒為藍黑色;用Ponder染色時，菌體呈淡藍色，異染顆粒為深藍色。白喉桿菌在亞碲酸鉀培養基上生長良好，能使碲鹽還原，菌落變黑，按其在培養基上的菌落形態及生化反應，白喉桿菌可分輕型、中間型及重型。以往認為輕型多產生咽白喉，中間型和重型多為流行株，引起的病情重。目前則認為3型菌可產生相同的毒素，患者病情的輕重與分型無明確的關係。近年來國內外均有輕型菌增多的報道。採用噬菌體裂解法、菌體DNA限制性內切酶法以及毒力試驗等對分離到的白喉桿菌進行研究，有助於對本病進一步的瞭解。白喉桿菌侵襲力弱，僅在局部黏膜或皮膚生長繁殖。白喉桿菌產生的外毒素是致病的主要因素，外毒素是一種不耐熱的多肽，有較強的毒性，人的致死量為130ng/kg體重，主要侵犯神經、心肌和腎上腺。白喉桿菌只有感染了攜帶產毒基因(Tox)的β噬菌體，才具有分泌外毒素的能力，並使人致病，若將無毒株與噬菌體處理後可變為有毒株，將有毒株置於含抗白喉桿菌噬菌體血清培養基中反覆轉種，可失去產毒能力變為無毒株。細菌的產毒能力由噬菌體基因控制，侵襲能力則由細菌基因控制。臨床上用豚鼠或埃勒克(Elek)平板法進行毒力檢測。近年來有些臨床報道，從白喉患者的病變處分離出的白喉桿菌無毒力，無毒力菌株如何引起臨床症狀，尚不清楚，須進一步研究。白喉外毒素有兩個特點，一是具有高度的抗原性，可刺激人體產生高效價的抗毒素;二是很不穩定，經貯存、日光照射、化學藥品處理或加熱到75℃，均可減少或完全喪失其毒性。因此，若以0.3%～0.5%的甲醛溶液處理，經過1個月，可使其毒性喪失，而抗原性仍保存，成為類毒素，可作為預防注射及製備抗毒血清之用。白喉桿菌對外界環境的抵抗力較強，耐冷凍、乾燥，在玩具、衣物上可存在數天，造成間接傳播，對溼熱和化學消毒劑敏感，0.1%昇汞及5%苯酚溶液1min即可殺滅該菌，加熱58℃ 10min即可死亡。
(二)發病機制
白喉桿菌侵襲力弱，侵入上呼吸道黏膜後，僅在表層上皮細胞內繁殖，一般不引起菌血症。當局部黏膜有損傷時，如患麻疹、猩紅熱、百日咳或上呼吸道感染時，白喉桿菌的侵襲力增強。在白喉桿菌的繁殖過程中產生的外毒素不但可引起局部病變，還可引起全身性中毒性病變，是致病的主要因素。此毒素有A和B兩個亞單位組成，兩者通過二硫鍵連接，B亞單位無直接的毒性，但它有一個受體結合區和一個轉位區。B亞單位可以與細胞表面特異性受體(膜受體pro-hHB-EGF)結合，結合後通過轉位區的介導，可輸送A亞單位進入宿主胞質內。
