臨床班病原生物學(xué)總論-1課件

1、 病原生物學(xué) Medical Microbiology 西藏大學(xué)醫(yī)學(xué)院病原學(xué)教研室：白瑪卓嘎 病原生物學(xué)概述病原生物學(xué)：是研究病原生物的形態(tài)、生物學(xué)特性、致病性、免疫原性及其傳播相關(guān)疾病的診斷和防治方法的一門科學(xué)。病原微生物人體寄生蟲它所涉及的學(xué)科分別為：醫(yī)學(xué)微生物學(xué) 人體寄生蟲學(xué) 緒 論 一、微生物的概念、特點與種類 （一）概念：微生物（microorganism）是存在 于自 然界的一大群體形微小，結(jié)構(gòu)簡單、肉眼直 接看不見，必須借助光學(xué)顯微鏡或電子顯微 鏡放大數(shù)百倍、數(shù)千倍，甚至數(shù)萬倍才能觀 察到的微小生物。（二）特點： 1、個體微小，結(jié)構(gòu)簡單； 2、種類繁多，分布廣泛； 3、繁殖迅速，

2、易于變異。（三）分類： A. 按生物學(xué)特點分：八大類微生物 B. 按細(xì)胞結(jié)構(gòu)分：三大類 1、非細(xì)胞型（acellular）：病毒 2、原核細(xì)胞型（prokaryote）： 細(xì)菌、放線菌、螺旋體、 支原體、衣原體、立克次體 3、真核細(xì)胞型（eukaryote）：真菌 二、微生物與人類的關(guān)系： （一）有利方面 1、植物方面： 2、生產(chǎn)上 （1）工業(yè)上：食品、皮革、紡織、化工等。 （2）農(nóng)業(yè)上：制造菌肥、植物生長素、滅蟲等。 三、醫(yī)學(xué)微生物學(xué)發(fā)展過程 1. 經(jīng)驗時期 特點：人類對微生物視而不見，觸而不覺， 嗅而不聞， 食而不查，得其益、不 感其恩，受其害、不知其誤。 2. 實驗時期 特點：人們將微生

3、物與生產(chǎn)、生活密切聯(lián)系 起來，發(fā)現(xiàn)了許多病的病原體，找到了 醫(yī)治和預(yù)防方法，并能利用它。荷蘭，Leeuwenhoek法國，Pasteur德國，Koch1905年獲諾貝爾獎3. 現(xiàn)代時期 具有以下特點： a. 新病原微生物的發(fā)現(xiàn)（新現(xiàn)p.4表1-1，再現(xiàn)） b. 致病機制 c. 診斷技術(shù) d. 防治措施 e. 生物安全我國科學(xué)家對微生物學(xué)發(fā)展的成就：目前病原微生物對人類的威脅：近年公共衛(wèi)生突發(fā)事件的大事記： 2003年春，SARS病毒爆發(fā)流行； 2004年春，禽流感爆發(fā)（H5N1）； 2005年春，流腦局部流行； 2005年6-7月，人-豬鏈球菌感染； 2005年冬，全球性禽流感爆發(fā) 2006年

4、夏，登革病毒 目前，狂犬病毒2005年8月11日重點內(nèi)容： 1. 微生物的概念 2. 微生物的分類：生物學(xué)特性分8大類 細(xì)胞結(jié)構(gòu)分3類 3. 現(xiàn)代微生物學(xué)的主要標(biāo)志 第一篇 細(xì) 菌第一章 細(xì)菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)第一節(jié)、細(xì)菌的大小和形態(tài)一、 細(xì)菌的大?。阂詍 作為測量單位。二、細(xì)菌的形態(tài)：球菌（coccus） 桿菌（bacillus） 螺形菌（spirala bacterium）三、細(xì)菌的排列： 1、球菌：雙、鏈、四聯(lián)、 八疊、葡萄樣。 2、桿菌和螺菌：多分散排列，偶呈鏈狀。 第二節(jié) 細(xì)菌的結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)：細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、核質(zhì)特殊結(jié)構(gòu)：莢膜、鞭毛、菌毛、芽胞一、細(xì)菌的基本結(jié)構(gòu)（一）細(xì)胞壁（cel

5、l wall）： 是細(xì)菌細(xì)胞的外層結(jié)構(gòu)，可通過膜分離法、特殊染 色和EM進(jìn)行觀察1、性質(zhì)與功能： 性質(zhì)：堅韌而有彈性的膜狀結(jié)構(gòu)，占干重的10% 25% 功能：（1）維持細(xì)菌固有的形態(tài)； （2）保護(hù)細(xì)菌抗低滲，起到屏障作用； （3）參與物質(zhì)交換； （4）與細(xì)菌的抗原性、致病性有關(guān)。 2、細(xì)胞壁的主要成分肽聚糖 (1)、肽聚糖（peptidoglycan）：原核生物細(xì)胞特有 G+菌：豐富的肽聚糖，大量的磷壁酸，表面蛋白。 聚糖骨架 (backbone) 肽聚糖 四肽側(cè)鏈 (side chains) 五肽橋 (cross-bridge) 形成牢固的三維立體框架結(jié)構(gòu)，層數(shù)多。 五肽交聯(lián)橋 五個甘氨酸四

6、肽側(cè)鏈 L-丙、D-谷、L-賴、D-丙 （2）G+菌的特殊組分磷壁酸(teichoic acid)： 是核糖醇及甘油醇?xì)埢B接而成的多聚物。 分為：a. 壁磷壁酸 b. 膜磷壁酸（LTA）：為甘油醇型 具有粘附功能 是G+菌的主要抗原。 表面蛋白（surface protein）： 如鏈球菌的M蛋白， 葡萄球菌的SPA（3）G-菌的特殊組分外膜 （out membrane） 占細(xì)胞壁干重的80% 脂蛋白：蛋白質(zhì)部分與DAP連 脂質(zhì)部分與脂質(zhì)雙層連 脂質(zhì)雙層：類似細(xì)胞膜，允許小分子通過， 可阻止多種大分子 脂多糖 (LPS)： 脂類A-是糖磷脂，為內(nèi)毒素的毒性所在， 無特異性 （lipid A）

7、 核心多糖-己糖、庚糖、KDO等組成，屬 特異性 特異性多糖-重復(fù)寡糖，具種型特異性 脂多糖3、革蘭陰性、陽性細(xì)菌的細(xì)胞壁比較 見下表研究細(xì)菌細(xì)胞壁的意義： 鑒別細(xì)菌 致病機制 藥物作用靶點與指導(dǎo)用藥 有無外膜無有磷壁酸占細(xì)胞壁干重5%-20%占細(xì)胞壁干重50%-80%肽聚糖含量1-2層可多達(dá)50層肽聚糖層數(shù)10-15nm20-80nm厚度較疏松較堅韌強度革蘭陰性菌革蘭陽性菌細(xì)胞壁細(xì) 胞 壁G+ 菌與G- 菌細(xì)胞壁的比較溶菌酶作用部位為肽聚糖 聚糖骨架青霉素作用部位為肽聚糖 五肽交聯(lián)橋內(nèi)毒素為陰性菌細(xì)胞壁成分 脂多糖細(xì)胞壁的化學(xué)組成不同細(xì)胞壁對酒精的通透性細(xì)胞壁的關(guān)系無效有效對溶菌酶的作用無效

8、有效對青霉素的作用有內(nèi)毒素?zé)o內(nèi)毒素毒性主要為外膜主要為磷壁酸抗原性紅色紫色染色性革蘭陰性菌革蘭陽性菌項目G+ 菌與G- 菌的差別及與細(xì)胞壁的關(guān)系4、細(xì)菌的L型（L formed bacteria）： 即肽聚糖結(jié)構(gòu)被破壞或合成受抑制后所形成 的細(xì)胞壁缺陷型細(xì)菌。 分類：G+ 原生質(zhì)體(protoplast) G- 原生質(zhì)球（spheroplast, 圓球體） 例：PNC妨礙肽鏈與肽橋的交聯(lián) 溶菌酶裂解-1、4糖苷鍵 以及膽汁、抗體和補體等因素 特點：呈高度的多形性；多染為革蘭陰性； 在高滲、低瓊脂、含人或馬血清的平 板上經(jīng)2-7 天形成油煎蛋樣的細(xì)小菌落； 仍有一定的致病力。 分顆粒狀、絲狀（如

9、結(jié)核桿菌）臨床分離葡萄球菌L型葡萄球菌L型回復(fù)后細(xì)菌L型菌落類型電鏡照片 （二）細(xì)胞膜（cell membrane）：1、結(jié)構(gòu)：液態(tài)脂質(zhì)雙層內(nèi)鑲嵌多種蛋白質(zhì)， 但不含膽固醇。2、功能：物質(zhì)交換，呼吸作用，生物合成， 分泌作用。 3、中介體（mesosome): 細(xì)胞膜內(nèi)折形成的囊管狀物，多見于G+菌。 分類：橫膈中介體、側(cè)中介體。 功能：與細(xì)菌的分裂、能量代謝、以及生物 合成有關(guān)。 所以又被稱為“擬線粒體，chondroid”（三）細(xì)胞質(zhì)（cytoplasm） 1、核糖體(ribosome)：RNA:90%、蛋白質(zhì) 與真核細(xì)胞的不同，可作為抗菌藥物靶點。 鏈霉素及紅霉素均通過與亞基的結(jié)合而干擾

10、 細(xì)菌蛋白質(zhì)的合成來殺菌。 2、質(zhì)粒（plasmid）： 概念：染色體外的遺傳物質(zhì)，存在于細(xì)胞質(zhì)中。 為環(huán)狀閉合的雙鏈DNA，控制部分特定的遺傳 信息。能在胞漿中自我復(fù)制，維持許多世代。 醫(yī)學(xué)上重要的質(zhì)粒有F質(zhì)粒、R質(zhì)粒、Col質(zhì)粒。核糖體（ribosome)質(zhì)粒異染顆粒 特點：獨立自行復(fù)制；編碼重要的生物學(xué)信息； 非細(xì)菌生命活動所必須；可在細(xì)菌之間相互轉(zhuǎn)移； 一種質(zhì)粒可同時決定幾種功能； 3、胞漿顆粒： 多為營養(yǎng)儲存物，其中的異染顆粒(metachromatic granules)有鑒別意義。白喉棒狀桿菌（四）核質(zhì)（nuclear material） 裸露的雙股DNA鏈卷曲盤繞而成的松散網(wǎng)狀

11、物， 是細(xì)菌遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)。無內(nèi)含子 微生物基因組學(xué)（microbial genomics）細(xì)菌DNA：長度：一般為：13mm例：大腸桿菌的DNA長約1mm，在細(xì)胞內(nèi)只有2-3m。功能：負(fù)載遺傳信息。Electron micrograph of an isolated nucleoid released from E.coli. 三、細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)： （一）莢膜（capsule）: 1、概念(1)莢膜 （2）微莢膜 2、化學(xué)組成：多糖或多肽。 3、形成條件：營養(yǎng)豐富 4、功能：抗吞噬、抗有害物質(zhì)的損傷作用、 粘附作用。莢膜是構(gòu)成細(xì)菌致病力的重要因素之一。 5、觀察法：莢膜染色或墨汁負(fù)性染色

12、。 （二）鞭毛（flagellum）1、概念: 所有的弧菌和螺菌、約半數(shù)桿菌、 個別球菌，在菌體上附著的細(xì)長、彎曲 的絲狀物。分單、雙、叢、周毛菌。 2、化學(xué)組成：由鞭毛蛋白構(gòu)成。 3、超微結(jié)構(gòu)： 基礎(chǔ)小體、 鉤狀體、絲狀體 4、功能：（1）細(xì)菌的運動器官； （2）具有特定的H抗原； （3）有些與致病性有關(guān)(粘附作用)。5、檢查方法： （三） 菌毛（pilus）1、概念：多數(shù)G-菌及少數(shù)G+菌菌體表面存在 著一種比鞭毛更細(xì)、更短、更直的絲狀物。2、組成：由菌毛蛋白構(gòu)成。3、分類及作用： 普通菌毛：具有粘附能力，與致病性有關(guān)。 性菌毛： 遺傳物質(zhì)的載體；噬菌體的受體。 4、觀察法：EM下可見。

13、（四）芽胞（spore）：1、概念：營養(yǎng)缺乏時，某些細(xì)菌脫水濃縮在細(xì)胞內(nèi)形成的圓形或橢圓形的小體，多見于G+菌。2、特點：保存了細(xì)菌的全部生命活性，是細(xì)菌的休眠狀態(tài)；條件適宜時，芽胞可萌發(fā)成繁殖體而致?。坏挚沽?。 3、結(jié)構(gòu)：多層厚膜。 4、意義：鑒別細(xì)菌；判斷滅菌效果。 5、觀察法：芽胞染色后LM下可見。芽胞的形成過程一個細(xì)菌只形成一個芽胞，一個芽胞發(fā)芽也只生成一個菌體，細(xì)菌數(shù)量并未增加，因而芽胞不是細(xì)菌的繁殖方式。與芽胞相比，未形成芽胞而具有繁殖能力的菌體可稱為繁殖體(vegetative form)。 四、細(xì)菌的理化性狀與新陳代謝 （一）、細(xì)菌的理化性狀 1、細(xì)菌的物理性狀： 細(xì)菌為半透

14、明體；體積小但表面積大； 具有帶電現(xiàn)象、半透性；滲透壓高。 2、細(xì)菌的化學(xué)組成 水、無機鹽、蛋白質(zhì)、糖類、脂類、 核酸、維生素（二）細(xì)菌的新陳代謝與能量轉(zhuǎn)換 1、細(xì)菌的能量代謝 發(fā)酵、需氧呼吸、厭氧呼吸 2、細(xì)菌的分解代謝產(chǎn)物 （1） 糖發(fā)酵實驗 (fermentation) （2）甲基紅實驗（methyl red, M） （3） V-P實驗（voges-proskauer, Vi） （4）枸櫞酸鹽利用實驗（citrate utilization, C）（5）吲哚試驗（indol test, I）（6）硫化氫實驗 （7）尿素酶實驗 其中IMViC常用于鑒定腸道桿菌， 大腸桿菌為+-，產(chǎn)氣桿菌為

15、-+。 3、細(xì)菌的合成代謝產(chǎn)物：（1）熱原質(zhì)(pyrogen)：多由G-菌產(chǎn)生，為一種 脂多糖，注入人體或動物體內(nèi)能引起發(fā)熱 反應(yīng)，耐高溫。（2）毒素及侵襲性酶： （3）抗生素（antibiotics）：多由放線菌和真菌產(chǎn)生， 細(xì)菌產(chǎn)生的只有多粘菌素和桿菌肽。 （4）細(xì)菌素（bacterocin）：也有抗菌作用，但作用 譜狹窄，僅對與其有親緣關(guān)系的細(xì)菌才有抗菌作 用，可用于細(xì)菌的分型。（5）維生素：主要有B族和維生素K。（6）色素（pigment）：分為脂溶性和水溶性兩種。 五、細(xì)菌的生長繁殖與培養(yǎng) （一）生長繁殖的條件 1、營養(yǎng)物質(zhì)： 包括水、氮源、碳源、無機鹽及生長因子。 2、合適的pH值

16、：最適pH7.27.6。 3、適宜的溫度：最適溫度37。C 。4、必要的氣體環(huán)境：主要包括O2及CO2。 據(jù)其對氧氣的需求不同，可將細(xì)菌分為 專性需氧菌(obligate aerobe) 專性厭氧菌(obligate anaerobe) 微需氧菌(microaerophilic bacterium) 兼性厭氧菌(facultative anaerobe) 厭氧菌缺乏： 1) SOD、過氧化氫酶與過氧化物酶、 2) Eh高的呼吸酶5、滲透壓（二）生長方式與速度1、生長方式：多為無性二分裂2、生長曲線(growth curve)（1）概念：（2）分期： a、遲緩期(lag)：為分裂作準(zhǔn)備。 b、對

17、數(shù)生長期(logarithmic)：性狀典型，對抗生素 敏感。 c、穩(wěn)定期(stationary)：收獲代謝產(chǎn)物, 芽胞形成。 d、衰亡期(decline)：出現(xiàn)多形態(tài)的衰退型。（三）培養(yǎng) 1、培養(yǎng)基(media) 2、細(xì)菌在培養(yǎng)基中的生長表現(xiàn) 液體培養(yǎng)基(liquid) 半固體培養(yǎng)基(semisolid) 斜面（slant） 平板（plate） 3、培養(yǎng)方法 4、應(yīng)用固體培養(yǎng)基(solid)：A. 金黃色葡萄球菌菌落B.表皮葡萄球菌菌落C. 斜面培養(yǎng)D. 半固體培養(yǎng)六、細(xì)菌的分類和命名1、種（species): 細(xì)菌分類的基本單位 菌種(species)：生物學(xué)性狀基本相同的細(xì)菌群體。 菌屬

18、(genus)：性狀相近關(guān)系密切的若干菌種組成。 菌株（strain)：不同來源的同一菌種的細(xì)菌。2、命名法： 拉丁雙命名法。生物安全的菌（毒）種分類：類：感染后癥狀嚴(yán)重，危及生命，缺乏有效預(yù)防 措施，易造成實驗室污染，包括國內(nèi)未出現(xiàn) 過的。鼠疫、霍亂、炭疽和HIV類：感染后癥狀較嚴(yán)重，可危及生命，不易治療， 可造成實驗室污染。麻風(fēng)分枝桿菌、結(jié)核分枝 桿菌、肝炎病毒、出血熱病毒，狂犬病毒等。1，2類為高致病性類：感染后癥狀較輕，有防治措施，一般不引起實 驗室污染。腦膜炎球菌、白喉桿菌、流感病 毒、麻疹病毒、風(fēng)疹病毒等類：弱毒和減毒的菌（毒）種，常用于制備疫苗。重點內(nèi)容：1. 革蘭陰性與陽性細(xì)菌細(xì)胞壁（或細(xì)菌）比較2. 細(xì)菌特殊結(jié)構(gòu)的概念及醫(yī)學(xué)意義3. 如何對細(xì)菌或微生物（或新發(fā)現(xiàn)的微生物） 進(jìn)行分離和鑒定 第二節(jié) 病 毒 病毒（virus）為非細(xì)胞型微生物，體積小，能通過除菌濾器；無細(xì)胞結(jié)構(gòu)，只含有一種類型的核酸；嚴(yán)格細(xì)胞內(nèi)寄生；以復(fù)制的方式增殖；耐冷不耐熱，對抗生素不敏感。 1892年俄國學(xué)者首先發(fā)現(xiàn)了煙草花葉病病毒，1897年又發(fā)現(xiàn)了口蹄疫病毒，1915年英國細(xì)菌學(xué) 家Twort發(fā)現(xiàn)了噬菌體。 病毒與人類關(guān)系密切：1、分布廣泛；2、所致疾病約占傳染病的75%；3、傳播力很強，病死率高； 4、與致畸、腫瘤和某些免疫性疾病有關(guān)。3000BC，埃及孟非思壁畫