结核杆菌细长，微弯，两端钝圆，常呈分枝状排列，其长2～5微米，宽约0.2～0.5微米；在电子显微镜下可以见到菌体的最外层为细胞膜，内为细胞质膜，其中含有细胞质，内有许多颗粒，可能是线粒体类物质。结核杆菌用苯胺类染色后，不易为酸性脱色剂脱色，故又称抗酸杆菌。
结核杆菌生长缓慢，其分裂繁殖周期为14～22小时，主要营养要求是甘油、天门冬氨酸或谷氨酸，以及无机类如磷、钾、硫、镁和少量的铁等，为需氧菌，最适合生长环境为pH7.4，氧分压（PO2）13.3～18.7kPa（100～140mmHg），当pH不适宜及PO2较低时，如闭合病灶及巨噬细胞内结核杆菌代谢不活跃，生长繁殖缓慢或停滞，但同时不易为抗痨药所杀灭而成为日后复发之根源。
结核杆菌可分为4型：人型、牛型、鸟型和鼠型，对人有致病力者主要为人型，其次为牛型，感染鸟型者甚少，国内尚未见报道。牛型结核杆菌感染主要是因牛乳管理及消毒不善，饮用病牛的乳品而得，目前已少见。
结核杆菌抵抗力较强，在室内阴暗潮湿处能存活6个月，结核杆菌在阳光直接照射下2小时死亡，照射只需10～20分钟即可死亡。使用紫外线时，应注意照射范围大小及照射距离远近而决定照射时间，如距离1米，范围1.2米，照射时间20分钟，即可杀死结核杆菌。结核杆菌对酸、碱和酒精等有较强的抵抗力，湿热对其杀菌力较强，在65℃30分钟、70℃10分钟、80℃5分钟，煮沸1分钟即可杀死，干热100℃需20分钟以上才能杀死，因此干热灭菌时温度要高，时间要长。一般来说，痰内结核杆菌消毒时间要长，因痰内黏蛋白在菌体周围形成保护层，射线和消毒剂较难穿透，因此消毒痰须用5%石炭酸或20%漂白粉，消毒须经24小时处理才较为安全。5%～12%来苏水接触2～12小时，70%酒精接触2分钟均可杀死结核杆菌。
结核杆菌的耐药性
抗结核药物需长期使用，当不规则使用或药物单用及剂量不足时，易出现耐药菌株。实验和临床实践证明：合并用药可延缓或减少耐药性的发生，近年来对原发耐药菌株所致结核感染已越来越引起注意。
1、呼吸道传染：
是主要的传染途径，健康儿吸入带菌的飞沫或尘埃后可引起感染，产生肺部原发病灶。
2、消化道传染：
多因饮用未消毒的污染牛型结核杆菌的或污染人型结核杆菌的其他食物而得病，多产生咽部或肠道原发病灶。
3、其他传染：
经皮肤传染极少见，先天性传染途径为经或吸入感染，多于出生后不久发生粟粒性结核病，母亲产前多患有全身性结核，主要为粟粒性结核病，或生殖器结核。
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