白喉桿菌（Corynebacterium diphtheriae)是引起小兒白喉的病原菌,屬于棒狀桿菌屬(Corynebacterium)。棒狀桿菌種類較多，包括白喉桿菌和類白喉桿菌。類白喉桿菌為非致病菌，常見的有假白喉桿菌，結膜干燥桿菌、潰瘍桿菌和痤瘡桿菌等。本章介紹白喉桿菌。
一、生物學性狀
（一)形態染色
白喉桿菌細長稍彎，排列不規則，常呈L、V、X、T等字形或排成柵欄狀。革蘭氏染色陽性；用美蘭液染色菌體著色不均勻，常呈著色深的顆粒；用奈瑟氏染色菌體染成黃褐色，一端或二端染成蘭色或深蘭色顆粒，稱為異染顆粒（Metachromatic granules)，是本菌形態特征之一。
（二)培養特性
白喉桿菌為需氧菌或兼性厭氧菌，最適溫度為37℃，最適PH為7.2～7.8,在含血液、血清或雞蛋的培養基上生長良好。菌落呈灰白色、光滑、圓形凸起，在含有0.033%亞碲酸鉀血清培養基上生長繁殖能吸收碲鹽，并還原為金屬碲，使菌落呈黑色，為本屬其他棒狀桿菌共同特點。且亞碲酸鉀能抑制標本中其他細菌的生長，故亞碲酸鉀血瓊脂平板可作為棒狀選擇培養基。根據在此培養基上白喉桿菌落的特點及生化反應，可將白喉桿菌區分為重型（Gravis)、中間型(Intermedus)和輕型(Mitis)三型，三型白喉桿菌的分布有所不同，常隨地區和年份有別，有流行病學意義。
（三)抵抗力
對濕熱的抵抗力不強，對一般消毒劑敏感。60℃經10分鐘或煮沸迅速被殺死，1%石炭酸中經1分鐘死亡，但對干燥、寒冷和日光的抵抗力較其他無芽胞的細菌為強，在日常物品、食品及衣服上能生存多日，本菌對青霉素和常用抗生素比較敏感。
二、致病性和免疫性
（一)致病性
本菌的致病物質主要是白喉毒素。白喉毒素是含有兩個二硫鍵的多肽鏈，分子量為62，000。經蛋白酶水解后，可分為A和B兩個片段，中間仍由二硫鍵聯接。B片段，無酶活性，但能與宿主易感細胞表面特異性受體結合，并通過易位作用使A片段進入細胞。A片段具有酶活性，能將氧化型煙酰胺腺嘌呤二核苷（NAD+)水解為煙酰胺及腺嘌呤二磷酸核糖（ADPR)兩部分，并催化延伸因子-2（Elongation factor-2,EF-2)與ADPR共價結合，使EF-2失去轉位活性，從而中止肽-tRNA及mRNA在核糖體上由受位轉移至供位，肽鏈不能延長，細胞蛋白質合成受阻，細胞死亡，病變產生。
僅攜帶β-棒狀桿菌噬菌體的溶源性白喉桿菌才能產生外毒素，因為白喉毒素就是β棒狀桿菌噬體毒素基因（tox+)編碼的蛋白質。tox+基因的表達與菌體無機鐵含量密切相關，鐵含量適量時， tox+基因表達，否則不表達。
白喉桿菌尚產生一些侵襲性物質，如類似于結核桿菌的索狀因子（Cord factor),能破壞細胞的線粒體膜，導致呼吸和氧化磷酸化作用受到抑制。
白喉的傳染源是白喉病人及恢復期帶菌者。本菌存在于假膜及鼻咽腔或鼻分泌物內，經飛沫、污染物品或飲食而傳播。白喉桿菌侵入易感者上呼吸道，通常在咽部粘膜生長繁殖，并分泌外毒素及侵襲性物質，引起局部炎癥和全身中毒癥狀。局部粘膜上皮細胞發生壞死，血管擴張，粒細胞浸潤及纖維滲出，因此形成灰白色膜狀物，稱為假膜（Pseudomembrane)，若病損進一步擴展至喉部或氣管內，可引起呼吸道阻塞，甚至窒息。盡管細菌一般不侵入血流，但外毒素可被吸收入血，迅速與易感組織細胞結合，使心肌、肝、腎和腎上腺等發生退行性病變，并可侵犯腭肌和咽肌的周圍神經細胞，臨床上出現心肌炎和軟腭麻痹、聲嘶、腎上腺機能障礙，血壓下降等癥狀。本菌偶有侵害眼結膜、外耳道、陰道和皮膚傷口等處，也可形成假膜。
（二)免疫性
白喉病后有較強的免疫力，主要是機體能產生中和白喉外毒素的抗體(lgG)。1～5歲易感性最高，5歲以上易感性逐漸下降，成人絕大多數由于隱性感染或預防接種，已獲得免疫力。
錫克氏試驗（Schick's test)用于測定人體對白喉有無免疫力，確定是否需要預防接種。方法是在左前臂屈側皮內注射0.1ml白喉毒素（含1/50的豚鼠最小致死量)，同樣在右前臂屈側皮內注射對照毒素（加熱80℃經5分鐘破壞其毒性)0.1ml，作為對照。陰性反應，兩側注射處都沒有出現紅暈或浸潤，表露機體對白喉有免疫力。陽性反應，左側注射處24～36小時后，出現圓形微隆起紅暈，逐漸形成紅腫硬塊，至第四天達最高峰，直徑達1～2cm，7～14日后反應逐漸消退，而對照側沒有反應，表示對白喉沒有免疫力。假陽性反應，表示既有免疫力，又有變態反應。混合反應，表示機體對白喉毒素沒有抗毒免疫力，但對毒素蛋白則有變態反應，應注意區別。