1、病原生物与人类病原生物与人类Pathogenand Human 导论导论:病原生物与我们共存病原生物与我们共存 一、一、病原生物对人的挑战病原生物对人的挑战l生生老老病病死死 自然规律自然规律l大多数人会想到生病大多数人会想到生病 致病因素致病因素 中医理论中医理论天人相应天人相应 阴阳互根阴阳互根七情六淫七情六淫 致病致病l七情（内因）七情（内因）喜喜 怒怒 忧忧 思思 悲悲 恐恐 惊惊 l六淫（外因）六淫（外因）风风 寒寒 暑暑 湿湿 燥燥 火火 l内因是根本，外因是条件，内因是根本，外因是条件，外因通过内因起作用。外因通过内因起作用。致病因素致病因素 现代病理学现代病理学 l外因（环境外
2、因（环境）物理：机械性（重力挤压），物理：机械性（重力挤压），温、光、电、声、辐射温、光、电、声、辐射化学：酸、碱、药物、化学：酸、碱、药物、O2、大气、毒品、大气、毒品生物：病原体生物：病原体内因内因生长发育生长发育营养代谢营养代谢遗传免疫遗传免疫 二、二、微生物发现史微生物发现史 History of Microbiology （一）地球上出现生命的时限（一）地球上出现生命的时限Ancestors of bacteria were the first life on Earth 1.生命发生到细胞生命发生到细胞l30亿年前地球上开始微生物发生进化出现复杂亿年前地球上开始微生物发生进化出现复
3、杂生命生命l单细胞微生物发生在海洋中单细胞微生物发生在海洋中lCO2+甲烷甲烷 在空气中含量极高，在空气中含量极高，尚无尚无O2 lO2 对所有生物有毒对所有生物有毒l微生物从光合作用获得能量，分解微生物从光合作用获得能量，分解H2O分子而释出分子而释出O2 l6亿年前大气中有了足够的亿年前大气中有了足够的O2支持多细胞生物支持多细胞生物 2.古代对病原生物的认识古代对病原生物的认识中国中国l瘟疫论瘟疫论：疫厉（厉气），：疫厉（厉气），16世纪世纪 李时珍李时珍本草纲目本草纲目l疥疥 见于殷墟甲骨文见于殷墟甲骨文（前（前14 前前11世纪）世纪）l虱、蚤、螕（蜱）、恙、（虫穴）虱、蚤、螕（蜱）
4、、恙、（虫穴）l蚊、蠓、虻、蚋蚊、蠓、虻、蚋l蛔、蛲蛔、蛲l寸白寸白l齇齇(齄齄 渣渣)l疟疟l伤寒伤寒l蛊蛊西方西方l1600 B.C.埃及纸莎草记载用石榴树皮浸液驱埃及纸莎草记载用石榴树皮浸液驱“牛肉绦虫牛肉绦虫”l1379 Jehan de Brie 发现羊肝片吸虫发现羊肝片吸虫3.显微镜发明前微生物的应用显微镜发明前微生物的应用l发面 暴晒 鸦胆子 烟熏（焚香）种痘l酿酒 冷藏 槟榔 火燎l制醋 煮沸 苦楝 焚烧l 盐渍 驱邪草药（菖蒲、雄黄）l 腌制 深埋l 蜜渍l 去湿l 防腐 人类与病原生物人类与病原生物 的斗争史的斗争史 显微镜发明显微镜发明 列文虎克发明第一台显微镜列文虎克发
5、明第一台显微镜1673-1723,Antoni van Leeuwenhoek(Dutch)described live microorganisms that he observed in teeth scrapings,rain water,and peppercorn infusions.观察到齿垢、雨水、观察到齿垢、雨水、干胡椒浸液内都有微生物干胡椒浸液内都有微生物制作制作419台，放大台，放大266倍倍 发表论文四百余篇发表论文四百余篇ll1861:Louis Pasteur demonstrated that micro-organisms are present in the a
6、ir.微生物在空气中微生物在空气中lNext experiment,Pasteurs S-shaped flask kept microbes out but let air in.（These experiments form the basis of aseptic technique.）灭菌的起源灭菌的起源 Pasteur发明加热灭菌发明加热灭菌 消毒消毒Pasteur demonstrated that these spoilage bacteria could be killed by heat that was not hot enough to evaporate the alc
7、ohol in wine.This application of a high heat for a short time is called pasteurization.The Golden Age of Microbiology 1857-1914Beginning with Pasteurs work,discoveries included the relationship between microbes and disease,immunity,and antimicrobial drugs 发现：发现：l 发酵关键是微生物，将糖转化为酒精，成为酒发酵关键是微生物，将糖转化为酒精
8、，成为酒(wine)。l 食物腐败与微生物生长有关。食物腐败与微生物生长有关。l 细菌将酒精腐败成醋酸，细菌将酒精腐败成醋酸，就成了醋就成了醋(vineigar)。l 病原生物可引起动物患病。病原生物可引起动物患病。疾病病原学说疾病病原学说The Germ Theory of Disease l1835 Agostino Bassi：蚕病由真菌引起蚕病由真菌引起l1840s Ignaz Semmelwise:洗手预防产褥热洗手预防产褥热l1860s Joseph Lister：化学消毒剂预防外科术后伤化学消毒剂预防外科术后伤口感染口感染l1865 Pasteur：蚕病由原虫引起蚕病由原虫引起l
9、1876:Robert Koch：炭疽由细菌引起，实验证明炭疽由细菌引起，实验证明特定疾病由特定微生物引起特定疾病由特定微生物引起 化学治疗化学治疗Chemotherapyl广义化疗广义化疗 天然动植物和矿物天然动植物和矿物 合成化合物合成化合物 抗生素抗生素l中国传统医学数千年中国传统医学数千年 本草纲目本草纲目 奎宁奎宁 金鸡纳树皮提取物金鸡纳树皮提取物 治疗疟疾治疗疟疾 青蒿素青蒿素 现代抗疟新药现代抗疟新药 板蓝根板蓝根 抗病毒性感冒抗病毒性感冒l1910 Paul Ehrlich：开发合成有机砷：开发合成有机砷sarvasan治治疗梅毒疗梅毒l1930s 合成磺胺成功合成磺胺成功 第
10、一种抗生素第一种抗生素青霉素的发现和生产青霉素的发现和生产l1928 Alexander Fleming：最早发现最早发现l观察到青霉菌观察到青霉菌 Penicillium 能能产生青霉素产生青霉素 penicillin杀死金杀死金黄色葡萄球菌黄色葡萄球菌 S.aureus.l1940s:青霉素青霉素 Penicillin 通过临床试验并大规模生产通过临床试验并大规模生产第一种疫苗第一种疫苗 牛痘牛痘l16 世纪中国已用世纪中国已用“人苗人苗”预防天花预防天花l1796 Edward Jenner：从一挤牛奶女不患牛痘从一挤牛奶女不患牛痘得到启发，将牛痘病毒给人以预防天花得到启发，将牛痘病毒给
11、人以预防天花l“疫苗接种疫苗接种”vaccination词源词源vaccine（疫苗）（疫苗）来自来自 vacca“牛牛”l预防接种得到保护称免疫预防接种得到保护称免疫immunity（词义（词义“豁免军疫豁免军疫”）人体病原生物类型人体病原生物类型动物性动物性 寄生虫寄生虫l昆虫；昆虫昆虫；昆虫 螨、蜱螨、蜱l蠕虫：扁虫蠕虫：扁虫 吸虫、绦虫吸虫、绦虫 线虫线虫l 原虫原虫植物性植物性 微生物微生物l螺旋体螺旋体l放线菌放线菌l真菌（霉）真菌（霉）l支原体支原体l细菌细菌l立克次体立克次体l 病毒病毒 lViruses lRetroviruses,incl HIV-1,the cause o
12、f AIDS lInfluenza lan assortment of others lBacteria,the agents of ltetanus,botulism,and anthrax ltyphoid,cholera,and plague lstaphylococcal and streptococcal infections lgonorrhea ltuberculosis,leprosy,and diphtheria lsyphilis and Lyme disease ltyphus fever and Rocky Mountain spotted fever lProtist
13、s lPlasmodium(agents of malaria)lTrypanosomes lInvertebrates lTapeworms lBlood flukes 微生物微生物 Some important pathogens lMany microbes cause disease in humans.Depicted here are several pathogens that cause important illnesses.A,Influenza virus;B,West Nile Virus;C,Staphylococcus aureus;D,Streptococcus
14、pneumoniae.Some examples of the types of microbes lMany different organisms fall under the definition of microorganisms.Shown here are:A,the bacterium Escherichia coli;B,a photosynthetic cyanobacterium;C,a fungus;D,Ebola virus;E,the protozoan malaria parasite.(Sources:B,Mike Clayton;C-E,CDC).Note th
15、at the scale on each of these pictures is different 广州管圆线虫广州管圆线虫 成虫成虫 幼虫（患者眼感染）幼虫（患者眼感染）6 inch unilocular hydatid cyst that killed a 7 year-old-girl in Colorado，USADermatophagoides pteronyssinus and Dermatophagoides farinae 病原生物共性病原生物共性l寄生性寄生性l致病性致病性l抗原性抗原性l传播性传播性l变异性变异性 寄生性寄生性l共生共生symbiosis片利共生片利共生
16、 commensalism互利共生互利共生 mutualism拮抗共生拮抗共生寄生寄生 parasitisml寄生物寄生物(虫虫)parasite条件致病菌条件致病菌(机会致病菌机会致病菌)机会致病寄生虫机会致病寄生虫 opportunistic parasitel宿（寄）主宿（寄）主 host 终（末）宿主终（末）宿主 definitive host,final host中间宿主中间宿主 intermediate host，第一第一 第二第二转续宿主转续宿主 succession host储存宿主储存宿主 reservoir host,保虫宿主保虫宿主 动物宿主动物宿主 animal hos
17、t-人兽共患病人兽共患病 Zoonosis 致病性致病性Pathogenesisl机械性机械性l生化性生化性l生物性生物性l致病力致病力 pathogenicity病原体大小病原体大小感染和繁殖数量多少感染和繁殖数量多少寄生脏器部位是否要害寄生脏器部位是否要害组织损伤程度组织损伤程度代谢物毒力强弱代谢物毒力强弱抗原性抗原性 Antigenicityl免疫免疫Immunity 机体对异物或抗原识别、机体对异物或抗原识别、排斥或清除的保护性生理功能排斥或清除的保护性生理功能l抗原抗原 antigen 刺激机体产生免疫物质（抗刺激机体产生免疫物质（抗体）并发生免疫反应的物质体）并发生免疫反应的物质l
18、抗体抗体 antibody 机体因抗原刺激而产生与机体因抗原刺激而产生与抗原结合的物质抗原结合的物质l病原或其产物具有抗原性病原或其产物具有抗原性传播性传播性 Transmissibilityl传染传染 感染感染 侵染侵染l传播条件传播条件传染源传染源 病原携带者病原携带者 Carrier （患者、隐性感染者、带病毒者、带菌者、带虫者）（患者、隐性感染者、带病毒者、带菌者、带虫者）传播途径传播途径 皮肤接触皮肤接触 消化道消化道呼吸道呼吸道虫媒虫媒 vector,insect vector,arthropod vector,mite vector易感者易感者 缺乏免疫力者缺乏免疫力者 病原生物
19、出入人体的途径病原生物出入人体的途径 接触接触 (contamination)水源水源 食源食源(经口经口 per os)气传气传 飞沫飞沫(吸入吸入inhalation)虫媒虫媒 (by vector blood sucking)形成传播格局和措施形成传播格局和措施l传播格局传播格局散发散发流行流行u地方流行地方流行 疫区疫区 自然疫源地（疫区）自然疫源地（疫区）u爆发流行爆发流行u大流行大流行l控制措施控制措施消灭传染源消灭传染源切断传播途径切断传播途径保护易感者保护易感者变异性变异性l生物普遍规律：遗传与变异生物普遍规律：遗传与变异l环境相对稳定环境相对稳定 遗传形状相对稳定遗传形状相对
20、稳定 种族延续种族延续l环境发生改变环境发生改变 影响遗传因子，发生形状改变影响遗传因子，发生形状改变l小生物体积小表面积大，繁殖快，换代快，变小生物体积小表面积大，繁殖快，换代快，变异性大异性大l个体幼小期适应性强，易生变异；成体性状稳个体幼小期适应性强，易生变异；成体性状稳定保守，适应性差定保守，适应性差 淋病奈瑟菌淋病奈瑟菌 Neisseria gonorrhoeae 性接触传播，性接触传播，感染泌尿生殖道粘膜感染泌尿生殖道粘膜 表被上的菌毛为抗原表位，能诱导宿主免疫应答，产生抗体表被上的菌毛为抗原表位，能诱导宿主免疫应答，产生抗体免疫球蛋白免疫球蛋白IgA,两者结合，菌毛被消除两者结合
21、，菌毛被消除 但又能产生新的且不能为抗体所识别的表位，免疫应答作用但又能产生新的且不能为抗体所识别的表位，免疫应答作用无效，等新的能识别的特异性抗体产生而发生作用无效，等新的能识别的特异性抗体产生而发生作用 以后抗原性再变，特异抗体再跟随变换以后抗原性再变，特异抗体再跟随变换 布氏锥虫布氏锥虫Trypanosoma brucei在血液中数量变化在血液中数量变化The Evolution of Symbiosis 共生关系的演化共生关系的演化l寄生关系可能演化为互利关系病原体减低对宿主损害寄生关系可能演化为互利关系病原体减低对宿主损害 1966 Joen:培养的阿米巴（变形虫）感染了细菌，培养的
22、阿米巴（变形虫）感染了细菌，每虫体每虫体中中60,00 to 150,000个，引起虫数生长缓慢，繁殖率下降，个，引起虫数生长缓慢，繁殖率下降，生命变脆弱。生命变脆弱。5年后虫子还存活，年后虫子还存活，细菌仍然感染着，但其细菌仍然感染着，但其有害影响已经消失。有害影响已经消失。l人体大肠中某些种类细菌供应人体大肠中某些种类细菌供应Vk,片利转为互利共生片利转为互利共生l生存条件发生变化，出现共生关系变为寄生，共生无害真生存条件发生变化，出现共生关系变为寄生，共生无害真菌、细菌、原虫，转为机会感染（寄生）菌、细菌、原虫，转为机会感染（寄生）opportunistic infections tha
23、t is become parasitic in immunodeficient people,e.g.,those with AIDS 病原生物感染与免疫病原生物感染与免疫感染感染 l是是 一定条件下机体与病原体相互拮抗的过程一定条件下机体与病原体相互拮抗的过程l病原体损害人体的器官、组织或细胞病原体损害人体的器官、组织或细胞l机体在病原生物刺激下发生防御、排斥或杀灭机体在病原生物刺激下发生防御、排斥或杀灭它，破坏或排泄其毒性产物的应答它，破坏或排泄其毒性产物的应答l双方反应的强弱或增减，影响整个感染过程的双方反应的强弱或增减，影响整个感染过程的发生、发展和结局发生、发展和结局l社会因素和自
24、然因素有时可左右其结局社会因素和自然因素有时可左右其结局病原体的致病作用病原体的致病作用l机械损伤机械损伤l夺取营养夺取营养l代谢毒物代谢毒物l引发过敏（变态反应）引发过敏（变态反应）抗感染性免疫抗感染性免疫l非特异性免疫非特异性免疫u机体长期进化中不断与病原生物拮抗中逐步形机体长期进化中不断与病原生物拮抗中逐步形成成 u可遗传后代，人人都具备可遗传后代，人人都具备u不针对某种病原体不针对某种病原体u结构或功能性结构或功能性皮肤粘膜屏障皮肤粘膜屏障血脑屏障血脑屏障吞噬细胞吞噬细胞血清体液中抗病原体成分血清体液中抗病原体成分l 特异性免疫特异性免疫 u特异病原体的抗原物质激活机体免疫系统特异病原
25、体的抗原物质激活机体免疫系统器官组织器官组织:骨髓骨髓 胸腺胸腺 淋巴结淋巴结 脾脾细胞：细胞：骨髓干细胞骨髓干细胞 淋巴细胞淋巴细胞 巨噬细胞巨噬细胞 浆细胞浆细胞u细胞免疫细胞免疫 淋巴淋巴(T)细胞直接杀伤靶细胞，或释细胞直接杀伤靶细胞，或释放淋巴因子激活吞噬细胞杀伤功能放淋巴因子激活吞噬细胞杀伤功能u体液免疫体液免疫 淋巴淋巴(B)细胞产生抗体（免疫球蛋白细胞产生抗体（免疫球蛋白immunoglobulin,Ig），与抗原结合而中和致病），与抗原结合而中和致病作用作用u细胞免疫与抗体免疫协同作用于与病原体及其细胞免疫与抗体免疫协同作用于与病原体及其产物产物 机体与病原体拮抗的结局机体与
26、病原体拮抗的结局l病原体消灭病原体消灭 组织修复组织修复l病原体强盛病原体强盛 器官组织严重受损器官组织严重受损 宿主死亡宿主死亡l病原体减弱病原体减弱l带菌（虫）免疫带菌（虫）免疫l片利共生片利共生l互利共生互利共生l引起过敏或自体免疫性疾病引起过敏或自体免疫性疾病 20世纪世纪病原生物学重大进展病原生物学重大进展l 20 世纪上半叶世纪上半叶 中国人平均寿命中国人平均寿命30岁岁l当前上海平均寿命已当前上海平均寿命已 80l病原生物严重影响人口增长病原生物严重影响人口增长l近数十年传染病控制，发病率大幅度下降近数十年传染病控制，发病率大幅度下降天花天花 白喉白喉 沙螨热（恙虫病）沙螨热（恙
27、虫病）黑热病黑热病鼠疫鼠疫 麻疹麻疹 猩红热猩红热 血吸虫病血吸虫病伤寒伤寒 菌痢菌痢 回归热回归热 钩虫病钩虫病结核结核 斑疹热斑疹热 疟疾疟疾梅毒梅毒 战壕热战壕热 阿米巴病阿米巴病 l 学科大发展学科大发展l微生物微生物 microbe 微生物学微生物学 Microbiologyl寄生物寄生物(虫虫)parasite 寄生虫学寄生虫学 Parasitologyl病毒病毒virus 病毒学病毒学 Virologyl细菌细菌 bacteria 细菌学细菌学 Bacteriologyl原生动物原生动物 protozoa 原虫学原虫学 Protozoology l蠕虫蠕虫 helminthes
28、蠕虫学蠕虫学 Helminthologyl昆虫昆虫 insects 昆虫学昆虫学 Entomologyl（节肢动物（节肢动物 arthropods Arthropodology)l 微生物寄生虫技术大发展微生物寄生虫技术大发展l学科交叉学科交叉l病原体种类扩大病原体种类扩大l感染免疫深入了解感染免疫深入了解l抗体抗体l补体补体l免疫球蛋白免疫球蛋白l细胞因子、趋化因子细胞因子、趋化因子l化学治疗化学治疗 抗生素抗生素l防治措施防治措施l基因工程基因工程 新世纪新世纪 新问题新问题 新挑战新挑战l不少传染病远未解决，不少传染病远未解决，或缺少良方或缺少良方AIDS、流感、禽流感、流感、禽流感、S
29、ARS、肺炎、出血热、肝炎、肺炎、出血热、肝炎疟疾、弓形虫病、肺孢子虫病、包虫病、血吸虫病疟疾、弓形虫病、肺孢子虫病、包虫病、血吸虫病包虫病包虫病食源性感染食源性感染 肝吸虫肝吸虫 肺吸虫肺吸虫 广州管圆线虫广州管圆线虫水源性感染水源性感染虫媒性疾病虫媒性疾病 登革（出血）热登革（出血）热 锥虫病（昏睡病）河盲锥虫病（昏睡病）河盲症（盘尾丝虫病）症（盘尾丝虫病）自然疫源性疾病自然疫源性疾病 人兽共患病人兽共患病 流行性出血热流行性出血热 弓形虫弓形虫病病 肉眼可见的硕大肉眼可见的硕大“菌类菌类”The relative size of microbes lThough microbes are
30、 small,they nevertheless span a large range of sizes from the smallest bacterial cells at 0.15 m to giant bacteria larger than 700 m.The viruses depicted at the far left of the scale are even smaller.噬菌体噬菌体Q-beta-噬菌体噬菌体T4 乙烯脱氯球菌乙烯脱氯球菌 化脓链球菌化脓链球菌 说道芽孢杆菌说道芽孢杆菌 酿酒酵母菌酿酒酵母菌 菲氏鲷宴菌菲氏鲷宴菌 纳米比亚硫珠菌纳米比亚硫珠菌 Arch
31、aea(or Extremophiles)255 spp.古菌门古菌门l 1993 Epulopiscium fishlsoni 费氏鯛宴菌费氏鯛宴菌l 1998 Thiomargarita namibiensis 纳米硫珠菌纳米硫珠菌lThermophiles 高温高温lHyperthermophiles 超高温超高温（121）lPsychrophiles 低温低温（南极（南极 4）lHalophiles 盐水盐水（深海）（深海）lAcidophiles 低酸低酸 （pH 1,死于死于pH 7）lAlkaliphiles 高碱高碱 有益微生物与致病微生物有益微生物与致病微生物清洁卫生清洁卫生
32、 两种对立的观点两种对立的观点l病从口入病从口入 消毒无菌的观点l不干不净不干不净 吃了没病吃了没病 一般的清洁卫生就可谁对谁错？谁对谁错？因时间、地点、条件、因人而异人身上的微生物人身上的微生物l胎儿在子宫内受母体保护，无菌环境胎儿在子宫内受母体保护，无菌环境l呱呱落地前羊膜破裂，经产道被母体细菌感染呱呱落地前羊膜破裂，经产道被母体细菌感染l大部分细菌为益生菌生存与皮肤上大部分细菌为益生菌生存与皮肤上 和肠道中和肠道中l全体微生物数全体微生物数10亿亿-100亿，亿，约约2Kg，超过人体细胞数超过人体细胞数10倍倍l帮助提取食物中的帮助提取食物中的 营养和热量营养和热量l产生维生素和氨基酸产
33、生维生素和氨基酸l帮助降解有害化合物帮助降解有害化合物l帮助防御病原微生物帮助防御病原微生物l肥胖症与肠道菌群有关肥胖症与肠道菌群有关新学科新学科Metagenomicsl迈沓基因组学迈沓基因组学 or 环境基因组学环境基因组学l研究人体微生物基因组研究人体微生物基因组l指向人和动物营养、药物开发指向人和动物营养、药物开发l疾病预防疾病预防l扩及免疫紊乱、过敏、肿瘤等扩及免疫紊乱、过敏、肿瘤等Notable Moments in Microbiology微生物学诞生微生物学诞生l微生物学微生物学Microbiology 防止食物腐败防止食物腐败 防止疾病发生防止疾病发生 l衍生无菌技术衍生无菌
34、技术 防止医学污染防止医学污染 建立无菌微生物实验室建立无菌微生物实验室 树立质量法制观念、提高全员质量意识。22.9.2622.9.26Monday,September 26,2022人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。22:09:0422:09:0422:099/26/2022 10:09:04 PM安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦绷。22.9.2622:09:0422:09Sep-2226-Sep-22加强交通建设管理，确保工程建设质量。22:09:0422:09:0422:09Monday,September 26,2022安全在于心细，事故出在麻痹。22.9.2622.9.2
35、622:09:0422:09:04September 26,2022踏实肯干，努力奋斗。2022年9月26日下午10时9分22.9.2622.9.26追求至善凭技术开拓市场，凭管理增创效益，凭服务树立形象。2022年9月26日星期一下午10时9分4秒22:09:0422.9.26严格把控质量关，让生产更加有保障。2022年9月下午10时9分22.9.2622:09September 26,2022作业标准记得牢，驾轻就熟除烦恼。2022年9月26日星期一22时09分4秒22:09:0426 September 2022好的事情马上就会到来，一切都是最好的安排。下午10时9分4秒下午10时9分22:09:0422.9.26一马当先，全员举绩，梅开二度，业绩保底。22.9.2622.9.2622:0922:09:0422:09:04Sep-22牢记安全之责，善谋安全之策，力务安全之实。2022年9月26日星期一22时09分4秒Monday,September 26,2022相信相信得力量。22.9.262022年9月26日星期一22时09分4秒22.9.26谢谢大家！谢谢大家！
