革兰阴性直杆菌,较细长,大小0.7~1.5μ m × 2 ﹒ 0~5.0μ m,多具有周鞭毛,能运动,有时会出现无鞭毛的突变型。本菌属的抗原结构主要有3种,即菌体(O)抗原、鞭毛(H)抗原及表面抗原(Vi抗原等)。3 ﹒表面抗原在沙门菌属中已被证实的表面抗原有Vi抗原。该抗原位于菌体的最表层,新分离的伤寒及副伤寒丙沙门菌常带有此抗原,有抗吞噬及保护细菌免受相应抗体和补体的溶菌作用。Vi抗原存在时可阻止O抗原与相应抗体发生凝集,故在沙门菌血清学鉴定时需事先加热破坏Vi抗原。带Vi抗原的沙门菌亦可用Vi噬菌体进行分型,有助于流行病学调查和追踪传染源。
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