白喉桿菌或稱白喉狀桿菌，革蘭染色陽性，長約3～4μm，寬0.5～1μm，無芽胞、莢膜和動力。菌體直立微彎曲，一端或兩端膨大呈鼓槌狀，涂片上常呈V、L、Y字形排列。用特殊染色，如奈瑟（Neisser）染色，菌體著色不勻，有蘭黑的異染顆粒。白喉桿菌在血清培養(yǎng)基或雞血培養(yǎng)基上生長良好。在亞碲酸鉀的培養(yǎng)基上菌落呈黑色或灰黑色扁平圓型隆起。按其菌落的形態(tài)差異及生化反應(yīng)特性，將該菌分為重型、輕型及中間型。三型均能產(chǎn)生外毒素，一般認(rèn)為重型和中間型引起的病情重，發(fā)生神經(jīng)麻痹者較多，且病死率高。但近年報道輕型菌引起的重癥患者不比重型菌引起的少。白喉桿菌只有感染了攜帶產(chǎn)毒基因的噬菌體，才具有合成毒素的能力。細(xì)菌的產(chǎn)毒能力由噬菌體基因控制，侵襲能力則由細(xì)菌基因控制。白喉外毒素具有很強(qiáng)的抗原性，但不夠穩(wěn)定。
本菌對干燥、寒冷及陽光低抗力較其他非芽胞菌要強(qiáng)，在干燥假膜內(nèi)存活2個月，在水和牛奶中可活數(shù)周；隨塵埃播散，若暴露于直射陽光下經(jīng)數(shù)小時才被殺死；但對熱及化學(xué)消毒劑敏感，56℃10分鐘；在0.1%升汞、5%石碳酸和3～5%的來蘇溶液中，均能迅速被殺滅。
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