1、病原微生物学全册病原微生物学全册配套教学课件配套教学课件2 微生物：微生物：必须借助显微镜放大后才能看到的必须借助显微镜放大后才能看到的微小微小生物生物。微生物学：微生物学：研究微生物新陈代谢、生长与繁殖、遗传与变异研究微生物新陈代谢、生长与繁殖、遗传与变异及其规律的学科。及其规律的学科。微生物种类繁多、分布广泛（土壤、空气、水及人和动物体微生物种类繁多、分布广泛（土壤、空气、水及人和动物体内或体表）。根据对象及目的不同，可分为普通微生物学、内或体表）。根据对象及目的不同，可分为普通微生物学、医学微生物学医学微生物学、兽医微生物学、农业微生物学、工业微生物、兽医微生物学、农业微生物学、工业微生
2、物学、环境微生物学等。学、环境微生物学等。微生物、微生物学和医学微生物学微生物、微生物学和医学微生物学 医学微生物学：医学微生物学：研究引起人类疾研究引起人类疾病的病原微生物基本性状、致病病的病原微生物基本性状、致病物质、免疫应答、检测方法和防物质、免疫应答、检测方法和防治原则的学科治原则的学科。根据有无细胞基本结构、分化程度、化学组成等特点，微生物分为：非细胞根据有无细胞基本结构、分化程度、化学组成等特点，微生物分为：非细胞型微生物、原核细胞型微生物型微生物、原核细胞型微生物、真核细胞型微生物、真核细胞型微生物。非细胞型微生物非细胞型微生物(acellular microbe)：由：由RNA
3、或或DNA和蛋白外壳组成、和蛋白外壳组成、无细胞结构及产生能量酶系统、必须在活细胞内以复制方式增殖的微生物。无细胞结构及产生能量酶系统、必须在活细胞内以复制方式增殖的微生物。病毒病毒(virus)。原核细胞型微生物原核细胞型微生物(prokaryotic microbe)：细胞核低分化、无核仁和核：细胞核低分化、无核仁和核膜、仅有膜、仅有DNA盘绕而成的核质盘绕而成的核质(caryoplasm)、除核糖体外无其他细胞器、主、除核糖体外无其他细胞器、主要以二分裂法繁殖的微生物。可进一步分为要以二分裂法繁殖的微生物。可进一步分为细菌、衣原体、支原体、立克次细菌、衣原体、支原体、立克次体、螺旋体和放
4、线菌体、螺旋体和放线菌。（原核核糖体。（原核核糖体30+50=70S，真核核糖体，真核核糖体40+60=80S）真核细胞型微生物真核细胞型微生物(eukaryotic microbe)：细胞核分化程度高，有核细胞核分化程度高，有核膜和核仁及染色体，有内质网和高尔基复合体及线粒体等细胞器、繁膜和核仁及染色体，有内质网和高尔基复合体及线粒体等细胞器、繁殖方式多样的微生物。殖方式多样的微生物。真菌真菌(fungus)。微生物分类微生物分类微生物在氮循环中的作用微生物在氮循环中的作用微生物在碳循环中的作用微生物在碳循环中的作用 只有只有极少数极少数微生物可感染人并引起疾病。微生物可感染人并引起疾病。致
5、病的微生物致病的微生物Few bacteria are always pathogenicMost bacteria are never pathogenicMany bacteria are potentially pathogenic 吕文虎克吕文虎克(1674)首先用凸镜首先用凸镜看见了原核细胞型微生物看见了原核细胞型微生物。医学微生物学发展简史医学微生物学发展简史 经验微生物学时期经验微生物学时期 琴纳琴纳(1796)采用牛痘苗采用牛痘苗预防接种预防接种。医学微生物学发展简史医学微生物学发展简史 巴斯德巴斯德(1859)著名的微生物引起酒腐败实验，开创了著名的微生物引起酒腐败实验，开创
6、了实验微生物学时期实验微生物学时期。医学微生物学发展简史医学微生物学发展简史 李斯特李斯特(1865)发明并在手术中采用了发明并在手术中采用了消毒技术消毒技术。医学微生物学发展简史医学微生物学发展简史 郭霍郭霍(1876)提出了确定病原微生物的提出了确定病原微生物的郭霍原则郭霍原则。医学微生物学发展简史医学微生物学发展简史 郭霍原则郭霍原则 1.引起疾病的微生物必须存在于每个同类病人中，但不存引起疾病的微生物必须存在于每个同类病人中，但不存 在于正常人。在于正常人。2.疑似病原的微生物能从病灶中分离并获得纯培养。疑似病原的微生物能从病灶中分离并获得纯培养。3.若将分离的微生物接种于正常宿主中可
7、引起相同疾病。若将分离的微生物接种于正常宿主中可引起相同疾病。4.上述感染宿主中能分离出相同微生物并获得纯培养。上述感染宿主中能分离出相同微生物并获得纯培养。医学微生物学发展简史医学微生物学发展简史 伊凡诺夫斯基伊凡诺夫斯基(1892)发现病毒发现病毒(virus)。医学微生物学发展简史医学微生物学发展简史 赫立希赫立希(1894)使用砷剂治疗梅毒使用砷剂治疗梅毒(化学药物治疗化学药物治疗)。弗莱明弗莱明(1929)发现能抑制葡萄球菌的发现能抑制葡萄球菌的青霉素青霉素。医学微生物学发展简史医学微生物学发展简史 我国古代将传染病称为我国古代将传染病称为“瘟疫瘟疫”。北宋末年刘真人提出肺痨病是由侵
8、入人体的小虫引起，明北宋末年刘真人提出肺痨病是由侵入人体的小虫引起，明隆庆年间我国已有人采用人痘接种来预防天花，清乾隆年隆庆年间我国已有人采用人痘接种来预防天花，清乾隆年间师道南在间师道南在天愚集天愚集鼠死行篇中认为人鼠密切接触导致鼠死行篇中认为人鼠密切接触导致鼠疫流行。鼠疫流行。20世纪世纪30年代我国学者黄桢祥首次建立用年代我国学者黄桢祥首次建立用细胞培养病毒细胞培养病毒技技术；术；1955年我国学者汤飞凡首次分离出沙眼衣原体，是发年我国学者汤飞凡首次分离出沙眼衣原体，是发现现人类重要病原体新种类人类重要病原体新种类的第一个中国人。的第一个中国人。我国医学微生物学发展简史我国医学微生物学发
9、展简史 20世纪中期，随着生物化学、遗传学、细胞生物学、分子世纪中期，随着生物化学、遗传学、细胞生物学、分子生物学等学科的快速发展及其新仪器的广泛应用，极大地生物学等学科的快速发展及其新仪器的广泛应用，极大地促进了医学微生物学的发展。促进了医学微生物学的发展。医学微生物学面临的主要挑战之一：医学微生物学面临的主要挑战之一：20世纪世纪70年代以来出年代以来出现的新发传染病现的新发传染病(emerging infectious diseases)和再发传染和再发传染病病(re-emerging infectious diseases)。医学微生物学面临的主要挑战之二：医学微生物学面临的主要挑战之
10、二：病原微生物、尤其是病原微生物、尤其是细菌的耐药性细菌的耐药性(drug resistance)。现代医学微生物学时期及主要挑战现代医学微生物学时期及主要挑战主要的新发传染病主要的新发传染病时间时间病原微生物病原微生物所致疾病所致疾病1986人疱疹病毒人疱疹病毒-6猝发蔷薇疹猝发蔷薇疹1988戊型肝炎病毒戊型肝炎病毒戊型肝炎戊型肝炎1989丙型肝炎病毒丙型肝炎病毒丙型肝炎丙型肝炎1992霍乱弧菌霍乱弧菌O139霍乱霍乱1992汉塞巴尔通体汉塞巴尔通体猫抓病猫抓病1993辛诺柏病毒辛诺柏病毒呼吸窘迫综合征呼吸窘迫综合征1994人疱疹病毒人疱疹病毒-8卡波西肉瘤卡波西肉瘤1994Sabia病毒病
11、毒巴西出血热巴西出血热1999西尼罗病毒西尼罗病毒西尼罗热西尼罗热1999尼派病毒尼派病毒病毒性脑炎病毒性脑炎2003SARS冠状病毒冠状病毒严重急性呼吸综合征严重急性呼吸综合征2004高致病性禽流感病毒高致病性禽流感病毒上呼吸道感染上呼吸道感染2006猪链球菌猪链球菌猪链球菌病猪链球菌病时间时间病原微生物病原微生物所致疾病所致疾病1973轮状病毒轮状病毒婴儿腹泻婴儿腹泻1975细小病毒细小病毒B19慢性溶血性贫血慢性溶血性贫血1977埃波拉病毒埃波拉病毒出血热出血热1977嗜肺军团菌嗜肺军团菌军团菌病军团菌病1977空肠弯曲杆菌空肠弯曲杆菌肠炎肠炎1978汉坦病毒汉坦病毒肾综合征出血热肾综合
12、征出血热1980嗜人嗜人T细胞白血病毒细胞白血病毒I型型成人成人T淋巴细胞白血病淋巴细胞白血病1982大肠埃希菌大肠埃希菌O157肠出血性综合征肠出血性综合征1982嗜人嗜人T细胞白血病毒细胞白血病毒II型型毛细胞白血病毛细胞白血病1982伯氏疏螺旋体伯氏疏螺旋体莱姆病莱姆病1983人免疫缺陷病毒人免疫缺陷病毒艾滋病艾滋病1983肺炎衣原体肺炎衣原体肺炎衣原体病肺炎衣原体病1983幽门螺杆菌幽门螺杆菌胃炎、胃溃疡胃炎、胃溃疡1986牛海绵状脑病朊粒牛海绵状脑病朊粒变种克变种克-雅病（疯牛病）雅病（疯牛病）新发与再发传染病病原体的研究新发与再发传染病病原体的研究：致病机制、检测、治致病机制、检测
13、、治疗药物、疫苗与防控。疗药物、疫苗与防控。病原微生物致病机制的研究：病原微生物致病机制的研究：感染或传染是病原微生物与感染或传染是病原微生物与宿主相互作用的过程。宿主相互作用的过程。病原微生物检测与诊断新技术：病原微生物检测与诊断新技术：更为快速、简便、敏感、更为快速、简便、敏感、特异、高通量实验室检测和诊断新技术。特异、高通量实验室检测和诊断新技术。抗感染免疫理论及其应用研究：抗感染免疫理论及其应用研究：新型疫苗及疫苗佐剂。新型疫苗及疫苗佐剂。抗感染新药研发：抗感染新药研发：新型化学治疗剂和抗生素、抗菌肽、新型化学治疗剂和抗生素、抗菌肽、植植物（包括中草药）类抗感染新药。物（包括中草药）类
14、抗感染新药。医学微生物学发展趋势医学微生物学发展趋势 微生物的概念及医学微生物学的定义。微生物的概念及医学微生物学的定义。非细胞型、原核细胞型非细胞型、原核细胞型、真核细胞型微生物差异、真核细胞型微生物差异。原核细胞型原核细胞型 微生物种类微生物种类。本章要点本章要点Thank you!严杰，教授医学博士严杰，教授医学博士Department of Medical Microbiology and ParasitologyZhejiang University School of MedicineHangzhou,P.R.China 细菌是原核细菌是原核细胞细胞型微生物。型微生物。以以微米微米
15、（micrometer，m）为度量单位。）为度量单位。细菌大小与形态细菌大小与形态 基本形态：基本形态：球菌球菌（cocci/coccus）单个无规则排列球菌单个无规则排列球菌 双球菌、链球菌双球菌、链球菌 四联、八叠球菌四联、八叠球菌 葡萄球菌葡萄球菌 杆菌杆菌（bacilli/bacillus）单个无规则排列杆菌单个无规则排列杆菌 球杆菌、链杆菌球杆菌、链杆菌 螺形菌螺形菌（spiral bacteria）弧菌、螺菌（螺杆菌）弧菌、螺菌（螺杆菌）原核细胞微生物分类与结构差异原核细胞微生物分类与结构差异 广义的医学细菌学包括：广义的医学细菌学包括：细菌（细菌（bacteria）支原体（支原体
16、（mycoplasma）衣原体（衣原体（chlamydia）立克次体立克次体（richettia）螺旋体（螺旋体（spirochete）放线菌（放线菌（actinomycete）螺旋体、放线菌基本结构与螺旋体、放线菌基本结构与细菌细菌十分相似，支原体、衣原十分相似，支原体、衣原体、立克次体基本结构与体、立克次体基本结构与细菌有一定差异。细菌有一定差异。细菌结构及分类细菌结构及分类 基本结构：基本结构：细胞壁细胞壁(cell wall)、细胞膜、细胞膜(cytomembrane)、细、细胞质胞质(cytoplasm)、核质、核质(caryoplasm)。特殊结构：特殊结构：鞭毛鞭毛(flagel
17、lum)、菌毛、菌毛(pilus)、荚膜、荚膜(capsule)、芽胞、芽胞(spore)。根据细胞壁结构不同，采用革兰根据细胞壁结构不同，采用革兰 (Gram)染色法可将细菌染色法可将细菌分为染成分为染成蓝色的革兰阳性蓝色的革兰阳性菌菌 (Gram-positive bacteria,G+)或或红色的革兰阴性红色的革兰阴性菌菌 (Gram-negative bacteria,G)两类。两类。细胞壁结构、差异及分类细胞壁结构、差异及分类革兰阳性菌细胞壁基本结构革兰阳性菌细胞壁基本结构 革兰阳性菌：革兰阳性菌：肽聚糖肽聚糖(peptidoglycan)磷壁酸磷壁酸(teichoic acid)：
18、主要表面抗原及黏附主要表面抗原及黏附。革兰阴性菌：革兰阴性菌：肽聚糖肽聚糖(peptidoglycan)外膜外膜(outer membrane)革兰阴性菌细胞壁基本结构革兰阴性菌细胞壁基本结构肽聚糖基本结构肽聚糖基本结构 革兰阳性菌肽聚糖：革兰阳性菌肽聚糖：聚糖骨架（聚糖骨架（backbone）、）、4肽侧链肽侧链（side chain）、）、5肽交联桥（肽交联桥（peptide cross-bridge）。）。革兰阴性菌肽聚糖：革兰阴性菌肽聚糖：聚糖骨架、聚糖骨架、4肽侧链，无交联桥。肽侧链，无交联桥。G+菌菌G菌菌 脂质双层：脂质双层：化学组成和结果与内膜化学组成和结果与内膜(inner
19、membrane)即细即细胞膜无本质区别。胞膜无本质区别。外膜蛋白外膜蛋白(outer mambrane protein,OMP)：有多种功能及：有多种功能及抗原性，如孔蛋白抗原性，如孔蛋白(porin)参与小分子物质交换、黏附素参与小分子物质交换、黏附素(adhesin)、噬菌体、噬菌体(phage)和性菌毛和性菌毛(sex pilus)的受体、与的受体、与肽聚糖或脂质结合稳定膜结构的脂蛋白肽聚糖或脂质结合稳定膜结构的脂蛋白(lipoprotein)等。等。脂多糖脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)：从内向外依次为脂质：从内向外依次为脂质A、核心多糖和特异性多糖组成。是内毒
20、素、核心多糖和特异性多糖组成。是内毒素(endotoxin)，对，对哺乳细胞有哺乳细胞有广泛毒性广泛毒性，也是，也是G主要表面抗原主要表面抗原。脂寡糖脂寡糖(lipooligosaccharide,LOS)：脂质脂质A与与 短链分枝聚糖短链分枝聚糖复合物，与细胞膜糖脂相似复合物，与细胞膜糖脂相似(免疫逃避免疫逃避)，有一定，有一定毒性毒性。革兰阴性菌外膜基本结构革兰阴性菌外膜基本结构 脂质脂质A(lipid A)：糖磷脂。含糖磷脂。含磷酸基团磷酸基团的的氨基葡糖双糖氨基葡糖双糖上上与与脂肪酸脂肪酸连接，通过连接，通过2-酮基酮基-3-脱氧辛酸脱氧辛酸(KDO)与核心多与核心多糖相连。常见脂肪酸
21、：糖相连。常见脂肪酸：12碳羟基月桂酸烯酸、碳羟基月桂酸烯酸、14碳羟基碳羟基豆蔻酸烯酸和豆蔻酸烯酸和16碳棕榈酸等，碳棕榈酸等，决定决定LPS细胞毒性细胞毒性。LPS结构与功能结构与功能 核心多糖：核心多糖：已糖、已糖、庚糖庚糖、磷、磷酸乙醇胺聚合物，分别与脂酸乙醇胺聚合物，分别与脂质质A和特异性多糖连接。和特异性多糖连接。特异性多糖：特异性多糖：由由3-6个单糖重个单糖重复单位组成，是复单位组成，是G主要菌体主要菌体抗原抗原(O抗原抗原)。细胞壁功能：细胞壁功能：决定细菌形态；保护细菌（渗透压）；决定细菌形态；保护细菌（渗透压）；参与物质交换；表面抗原；细菌毒力相关。参与物质交换；表面抗原
22、；细菌毒力相关。-内酰胺类抗生素（青霉素和头孢菌素类）能与菌体表面内酰胺类抗生素（青霉素和头孢菌素类）能与菌体表面青青霉素结合蛋白霉素结合蛋白（penicilin-binding protein,PBP）结合，）结合，PBP是肽聚糖合成有关的内肽酶或转肽酶，故此类抗生素抗菌是肽聚糖合成有关的内肽酶或转肽酶，故此类抗生素抗菌机制为抑制细菌肽聚糖合成。机制为抑制细菌肽聚糖合成。溶菌酶：水解溶菌酶：水解N-乙酰胞壁酸与乙酰胞壁酸与N-乙酰葡糖胺之间的糖苷键乙酰葡糖胺之间的糖苷键细胞壁功能细胞壁功能细胞壁细胞壁革兰阳性菌革兰阳性菌革兰阴性菌革兰阴性菌强度强度较坚韧较坚韧较疏松较疏松肽聚糖层数肽聚糖层数
23、15-50层层1-2层层厚度厚度20-80 nm10-15 nm磷壁酸磷壁酸有有无无外膜外膜无无有有 细菌细菌L型定义：型定义：细胞壁肽聚糖受理化、生物因素的直接破细胞壁肽聚糖受理化、生物因素的直接破坏或合成被抑制形成的细胞壁缺陷型细菌。坏或合成被抑制形成的细胞壁缺陷型细菌。细菌细菌L型特点：型特点：多形性（球形常见）、高渗培养、表面抗多形性（球形常见）、高渗培养、表面抗原丢失（免疫学诊断技术及原丢失（免疫学诊断技术及-内酰胺类抗生素内酰胺类抗生素无效）、毒无效）、毒力下降但可引起慢性感染。力下降但可引起慢性感染。细胞壁缺陷细胞壁缺陷 细胞膜：细胞膜：与真核细胞膜相似，与真核细胞膜相似，不含胆
24、固醇不含胆固醇。细胞质：细胞质：有核糖体，无其他细胞器。有核糖体，无其他细胞器。质粒质粒（plasmid）：细菌染色体外双链环状）：细菌染色体外双链环状DNA。核糖体（核糖体（ribosome）：）：50+30=70S，真核，真核80S。中介体（中介体（mesosome）：拟线粒体，产生能量。）：拟线粒体，产生能量。核质：绝大多数细菌为环状染色体核质：绝大多数细菌为环状染色体DNA。细胞膜细胞膜中介体中介体 细菌特殊结构：荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞。细菌特殊结构：荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞。荚膜荚膜(capsule)：细胞壁外黏液状物质，细胞壁外黏液状物质，多糖多糖，少数多肽。，少数多肽。主要功能：主
25、要功能：抗吞噬、黏附、保护作用抗吞噬、黏附、保护作用。细菌特殊结构与功能细菌特殊结构与功能 鞭毛鞭毛(flagellum)：菌体表面的细长、弯曲的长丝状物。菌体表面的细长、弯曲的长丝状物。化学组成：化学组成：鞭毛蛋白鞭毛蛋白，有抗原性（，有抗原性（H抗原抗原）。）。功能：运动器官，在功能：运动器官，在侵袭、趋化定植侵袭、趋化定植中发挥作用。中发挥作用。细菌特殊结构与功能细菌特殊结构与功能 菌毛菌毛(pilus/pili)：菌体表面的纤细短丝状物。菌体表面的纤细短丝状物。普通菌毛普通菌毛（ordinary pilus）：多而较细。）：多而较细。性菌毛性菌毛（sex pilus）：少而略粗。）：少
26、而略粗。化学组成：化学组成：菌毛蛋白菌毛蛋白，有抗原性。，有抗原性。功能：功能：普通菌毛：普通菌毛：黏附黏附；性菌毛：；性菌毛：以接合方式转移遗传物质以接合方式转移遗传物质。细菌特殊结构与功能细菌特殊结构与功能 芽胞芽胞(spore)：细菌在不利环境中胞浆浓缩后在菌体内形细菌在不利环境中胞浆浓缩后在菌体内形成的圆形或卵圆形小体。其形状、大小、位置可用于鉴别成的圆形或卵圆形小体。其形状、大小、位置可用于鉴别一些产芽胞菌，如破伤风梭菌。一些产芽胞菌，如破伤风梭菌。功能：细菌功能：细菌休眠休眠形式，无繁殖能力，形式，无繁殖能力，抵抗力显著增强抵抗力显著增强。芽胞发芽后形成繁殖体：芽胞发芽后形成繁殖体
27、：1个芽胞个芽胞1个繁殖体。个繁殖体。细菌特殊结构与功能细菌特殊结构与功能 细菌基因组：细菌基因组：细菌染色体以及染色体外（细菌染色体以及染色体外（质粒和噬菌体质粒和噬菌体）所有遗传物质的全部基因。所有遗传物质的全部基因。细菌基因组主要特点：细菌基因组主要特点：染色体通常是一个染色体通常是一个环状环状双链双链DNA，较小，无内含子。，较小，无内含子。控制特定性状基因成簇排列形成控制特定性状基因成簇排列形成基因岛基因岛(gene island)。具有具有操纵子操纵子(operon)结构结构 使多基因形成一个转录单元。使多基因形成一个转录单元。一个基因可有一个基因可有多个开放阅读框架多个开放阅读框
28、架(open reading frame)。非编码序列明显少于真核细胞非编码序列明显少于真核细胞。主要在转录水平上调控基因表达主要在转录水平上调控基因表达(mRNA)。细菌基因组特点细菌基因组特点细菌的营养类型：细菌的营养类型：自养菌自养菌(autotroph)：无机物无机物为原料合成菌体成分为原料合成菌体成分。异养菌异养菌(heterotroph)：有机物有机物为原料合成菌体成分为原料合成菌体成分 (寄生菌寄生菌)。细菌的营养物质：细菌的营养物质：水、碳源、氮源、无机盐水、碳源、氮源、无机盐 (渗透压、酶活需要等渗透压、酶活需要等)和和生长因子生长因子 (血红素血红素)等。等。生长繁殖条件：
29、生长繁殖条件：营养物质、营养物质、pH(7.4)、温度、温度(37C)、气体气体(O2、CO2)。根据代谢时是否需要氧分子分四类：根据代谢时是否需要氧分子分四类：专性需氧菌专性需氧菌(obligate aerobe)：氧分子氧分子为受氢体为受氢体。微需氧菌微需氧菌(microaerophilic bacterium)：需：需5%氧气氧气。兼性厌氧菌兼性厌氧菌(facultative anaerobe)：有无：有无氧气均可氧气均可。专性厌氧菌专性厌氧菌(obligate anaerobe)：其他为受氢体其他为受氢体，发酵，发酵，氧损伤氧损伤。细菌的生长与繁殖细菌的生长与繁殖 个体生长繁殖方式：个
30、体生长繁殖方式：二分裂法二分裂法(binary fission)无性繁殖。无性繁殖。代时代时(generation time)：多为：多为2030 min。群体生长繁殖方式：分迟缓、对数群体生长繁殖方式：分迟缓、对数(典型生物学形状典型生物学形状)、稳、稳定定(产生芽胞及外毒素产生芽胞及外毒素)、衰亡期，形成一条生长曲线。、衰亡期，形成一条生长曲线。细菌的生长与繁殖细菌的生长与繁殖abcd 合成代谢产物合成代谢产物(致病物质致病物质)：热原质热原质(pyrogen)：注入机体引起发热反应：注入机体引起发热反应(LPS、细胞壁糖肽或糖、细胞壁糖肽或糖脂、一些细菌蛋白脂、一些细菌蛋白)。毒素毒素(
31、toxin)：内毒素：内毒素(LPS)和外毒素和外毒素(exotoxin)。侵袭性酶侵袭性酶(invasive enzyme)：卵磷脂酶、透明质酸酶等：卵磷脂酶、透明质酸酶等。其他：色素其他：色素(鉴别鉴别)、抗生素、抗生素、细菌素、细菌素(抗菌蛋白抗菌蛋白)、维生素、维生素。分解代谢产物分解代谢产物(鉴定与诊断鉴定与诊断)：糖类分解产物：糖类分解产物：如糖发酵试验：产酸或产酸产气。如糖发酵试验：产酸或产酸产气。蛋白或氨基酸分解产物：蛋白或氨基酸分解产物：如靛基质试验：分解色氨酸产生吲哚如靛基质试验：分解色氨酸产生吲哚。细菌的合成代谢与分解代谢细菌的合成代谢与分解代谢气泡细菌抵抗力：细菌抵抗力
32、：耐冷不耐热耐冷不耐热，芽胞，芽胞 抵抗力极强。抵抗力极强。细菌耐药性：固有耐药性和获得耐药性细菌耐药性：固有耐药性和获得耐药性。主要耐药机制：主要耐药机制：产生药物钝化酶产生药物钝化酶(modified enzyme)：-内酰胺酶内酰胺酶(水解水解)和修饰。和修饰。药物作用靶位变异：药物作用靶位变异：药物作用靶位序列突变药物作用靶位序列突变(如如PBP)或缺失等。或缺失等。膜通透性下降：膜通透性下降：抗生素进入细菌通道表达或活性下降。抗生素进入细菌通道表达或活性下降。主动外排：主动外排：耗能耗能(ATP、质子泵、质子泵)，主要是，主要是 I 型分泌系统。型分泌系统。细菌分类：生物学分类细菌分
33、类：生物学分类界、门、纲、目、科、属、种界、门、纲、目、科、属、种。血清学分类血清学分类一般一般种以下分血清群、型。种以下分血清群、型。细菌命名：拉丁双名法：英文属名在前、种名在后，中文种名在前、属细菌命名：拉丁双名法：英文属名在前、种名在后，中文种名在前、属名在后，如名在后，如Staphylococcus aureus金黄色葡萄球菌。金黄色葡萄球菌。细菌抵抗力、耐药性及分类与命名细菌抵抗力、耐药性及分类与命名 细菌细胞壁结构与功能。细菌细胞壁结构与功能。革兰阳性和革兰阴性菌细胞壁结构差异。革兰阳性和革兰阴性菌细胞壁结构差异。细菌特殊结构及其化学组成与功能。细菌特殊结构及其化学组成与功能。细胞
34、壁缺陷细菌特点及其临床意义。细胞壁缺陷细菌特点及其临床意义。细菌个体或群体生长繁殖方式及意义。细菌个体或群体生长繁殖方式及意义。重要的细菌合成代谢产物、主要耐药机制。重要的细菌合成代谢产物、主要耐药机制。本章要点本章要点Thank you!严杰，教授医学博士严杰，教授医学博士Department of Medical Microbiology and ParasitologyZhejiang University School of MedicineHangzhou,P.R.China细菌遗传物质：细菌遗传物质：染色体、质粒、噬菌体。染色体、质粒、噬菌体。质粒质粒(plasmid)定义：定义：
35、细菌染色体外遗传物质，为双链环状细菌染色体外遗传物质，为双链环状DNA，携带，携带遗传信息并能自我复制，可丢失且不影响细菌存活。遗传信息并能自我复制，可丢失且不影响细菌存活。通过接合、转化、转导方式通过接合、转化、转导方式在细菌间转移遗传物质在细菌间转移遗传物质。细菌的遗传物质细菌的遗传物质严紧型质粒严紧型质粒(stringent plasmid)：复制与染色体同步。复制与染色体同步。松驰型质粒松驰型质粒(relaxed plasmid)：复制与染色体无关。复制与染色体无关。噬菌体噬菌体(phage)：细菌的病毒，多为蝌蚪形，蛋白外壳：细菌的病毒，多为蝌蚪形，蛋白外壳+DNA或或RNA。蝌蚪形
36、噬菌体结构：头部蝌蚪形噬菌体结构：头部=球状外壳球状外壳+核酸核酸 尾部尾部=尾板尾板(溶菌酶溶菌酶)+尾刺尾刺+尾丝尾丝(吸附细菌吸附细菌)细菌的遗传物质：噬菌体细菌的遗传物质：噬菌体可通过转导、转换方式可通过转导、转换方式在细菌间转移遗传物质在细菌间转移遗传物质。分类：分类：毒性噬菌体：感染细菌毒性噬菌体：感染细菌(注入核酸注入核酸)内复制后释放使细菌裂解。内复制后释放使细菌裂解。温和噬菌体：温和噬菌体：整合整合于细菌染色体中并随其复制于细菌染色体中并随其复制(前噬菌体前噬菌体+溶原溶原性细菌性细菌)。也可脱落、大量复制、释放时裂解细菌。也可脱落、大量复制、释放时裂解细菌。转位因子转位因子
37、（transposable element）：能在细菌基因组中：能在细菌基因组中移动位置移动位置的的一段独特一段独特DNA片段。片段。插入序列插入序列(insertion sequence,IS)：8001400 bp，仅有编码转，仅有编码转座酶的基因，两端有反向重复序列。座酶的基因，两端有反向重复序列。转座子转座子(transposon,Tn)：IS+其他基因。其他基因。转位因子与整合子转位因子与整合子整合子整合子(integron)：定位于细菌染色体、：定位于细菌染色体、能捕获和整合外源性基因能捕获和整合外源性基因的的独特独特DNA序列。序列。5-保守区保守区-整合酶整合酶-P1/P2启动
38、子启动子-整合位点整合位点-3-保守区保守区形态和结构变异：形态和结构变异：如细菌如细菌L型。型。毒力变异：毒力变异：如卡介苗（如卡介苗（BCG）、白喉棒状杆菌被）、白喉棒状杆菌被-棒状杆菌噬菌体感棒状杆菌噬菌体感染后产生白喉毒素。染后产生白喉毒素。耐药性变异：耐药性变异：产生一种或多种抗生素耐药性。产生一种或多种抗生素耐药性。抗原性变异：抗原性变异：H和和O抗原变异，带来诊断困难的问题。抗原变异，带来诊断困难的问题。菌落变异：菌落变异：光滑型光滑型(smooth，S)与粗糙型与粗糙型(rough，R)菌落菌落S-R变异变异，常伴随常伴随抗原性、毒力、酶活性等改变抗原性、毒力、酶活性等改变。多
39、数。多数S型细菌毒力强，少数型细菌毒力强，少数R型毒力强型毒力强(结核分枝杆菌、炭疽芽胞杆菌、鼠疫耶氏菌结核分枝杆菌、炭疽芽胞杆菌、鼠疫耶氏菌)。细菌的变异现象细菌的变异现象 突变（突变（mutation）：单、多点各种突变。）：单、多点各种突变。基因转移基因转移（transfer）与重组与重组（recombination）：是细菌：是细菌获得新的遗传性状的获得新的遗传性状的主要主要方式。方式。细菌基因转移和重组的主要方式：细菌基因转移和重组的主要方式：转化、接合、转导和溶转化、接合、转导和溶原性转换原性转换。提供提供DNA的细菌称为的细菌称为供体菌供体菌（donor），接受），接受DNA并进
40、行并进行重组的细菌称为重组的细菌称为受体菌受体菌（recipient）。）。细菌变异机制细菌变异机制 转化转化(transformation)：供体菌游离的供体菌游离的DNA片段片段直接被受直接被受体菌摄取并重组体菌摄取并重组，使受体菌获得新的生物学性状的过程。，使受体菌获得新的生物学性状的过程。细菌变异机制：转化细菌变异机制：转化 接合接合(conjugation)：供体菌通过性菌毛将供体菌通过性菌毛将质粒或染色体质粒或染色体DNA转移入受体菌，使受体菌获得新的生物学性状的过程。转移入受体菌，使受体菌获得新的生物学性状的过程。F质粒：编码质粒：编码性菌毛性菌毛(F+菌，又称雄性菌或供体菌菌，
41、又称雄性菌或供体菌)。细菌变异机制：接合细菌变异机制：接合F+F+F+F+F+F-F+F-F+F-F质粒还可以质粒还可以整合整合到染色体到染色体DNA中，此时该菌株能引起染色体中，此时该菌株能引起染色体DNA发生高频率转移，故称之发生高频率转移，故称之Hfr菌株。菌株。Hfr菌株染色体菌株染色体DNA在在F质粒转移启始位点处的一股单链断开后质粒转移启始位点处的一股单链断开后先经先经性菌毛进入受体菌性菌毛进入受体菌，F质粒质粒DNA后进入受体菌后进入受体菌，但此过程易受各种，但此过程易受各种影响而中断，故受体菌可获得不同长度影响而中断，故受体菌可获得不同长度Hfr菌株染色体菌株染色体DNA片段，
42、片段，但不易获得但不易获得F质粒质粒DNA。细菌变异机制：接合细菌变异机制：接合F-HfrHfrF-HfrHfrF-F-转导转导(transduction)：温和噬菌体为载体：温和噬菌体为载体将将供体菌供体菌DNA片段片段转移到受体菌内，使受体菌获得新的性状的过程。转移到受体菌内，使受体菌获得新的性状的过程。普遍性转导普遍性转导(generalized transduction)：装配错误装配错误。局限性转导局限性转导(restricted transduction)：前噬菌体从染色体：前噬菌体从染色体DNA中脱落时，有时会带有原中脱落时，有时会带有原整合部位一或两侧染色体整合部位一或两侧染色
43、体DNA片段片段，再感染，再感染细菌时可将该供体菌细菌时可将该供体菌DNA片段转移到新的受体菌内。片段转移到新的受体菌内。细菌变异机制：转导细菌变异机制：转导 溶原性转换溶原性转换(lysogenic conversion)：溶原菌染色体溶原菌染色体DNA中中整合的整合的前噬体基因前噬体基因使宿主菌获得新的遗传性状的过程。使宿主菌获得新的遗传性状的过程。白喉棒状杆菌被携带毒素基因的白喉棒状杆菌被携带毒素基因的-棒状杆菌噬菌体感染后棒状杆菌噬菌体感染后才能产生白喉外毒素。才能产生白喉外毒素。细菌变异机制：转换细菌变异机制：转换 诊断和治疗及预防方面的应用：诊断和治疗及预防方面的应用：抗原变异、耐
44、药产生、制抗原变异、耐药产生、制备疫苗等。备疫苗等。流行病学方面的应用：流行病学方面的应用：确定优势流行菌株和耐药基因等、确定优势流行菌株和耐药基因等、病原追踪与溯源，如病原追踪与溯源，如PCR+RFLP、质粒指纹图谱法。、质粒指纹图谱法。分子生物学和基因工程方面的应用：分子生物学和基因工程方面的应用：载体载体 (质粒、噬菌体质粒、噬菌体、腺病毒、腺病毒)以及以及DNA重组方法重组方法(转化、转导、转染转化、转导、转染)，生产，生产疫苗疫苗 (rHBsAg等等)及生物制品及生物制品(rIFN等等)。细菌变异的医学意义及应用细菌变异的医学意义及应用 常见的细菌变异现象及其医学意义。常见的细菌变异
45、现象及其医学意义。转化、接合、转导、转化、接合、转导、溶原性转换定义及机制溶原性转换定义及机制。细菌获得新的遗传性状的主要方式细菌获得新的遗传性状的主要方式、前噬菌体概念。、前噬菌体概念。本章要点本章要点Thank you!医学微生物学医学微生物学Medical Microbiology（第三讲：细菌感染与免疫、诊断与防治、消毒与灭菌）（第三讲：细菌感染与免疫、诊断与防治、消毒与灭菌）目目 录录 细菌感染与免疫细菌感染与免疫 第一部分第一部分 细菌的致病机制细菌的致病机制 第二部分第二部分 抗细菌免疫机制抗细菌免疫机制 细菌感染的实验室诊断与防治原则细菌感染的实验室诊断与防治原则 第一部分第一
46、部分 细菌感染的实验室诊断细菌感染的实验室诊断 第二部分第二部分 细菌感染的防治原则细菌感染的防治原则 消毒与灭菌消毒与灭菌一、基本概念一、基本概念（一）细菌的感染（一）细菌的感染（bacterial infectionbacterial infection）或传染）或传染 细菌侵入宿主机体后，进行生长繁殖、释放毒性物质等，引起不同程度细菌侵入宿主机体后，进行生长繁殖、释放毒性物质等，引起不同程度病理损伤的过程病理损伤的过程（二）致病菌或病原菌（二）致病菌或病原菌（pathogenpathogen）：能使宿主致病的细菌）：能使宿主致病的细菌 非致病菌或非病原菌（非致病菌或非病原菌（nonpat
47、hogenic bacterium,nonpathogennonpathogenic bacterium,nonpathogen）（三）正常菌群（三）正常菌群（normal flora)normal flora)：正常人的体表和同外界相通的口腔、鼻咽腔、肠道、泌尿生殖道等腔道中正常人的体表和同外界相通的口腔、鼻咽腔、肠道、泌尿生殖道等腔道中都寄居着不同种类和数量的微生物。当人体免疫功能正常时，这些微生物都寄居着不同种类和数量的微生物。当人体免疫功能正常时，这些微生物对宿主无害，有些对人还有利，是为正常微生物群，通称正常菌群对宿主无害，有些对人还有利，是为正常微生物群，通称正常菌群乳杆菌、大肠杆
48、菌、类白喉杆菌、白假丝酵母菌乳杆菌、大肠杆菌、类白喉杆菌、白假丝酵母菌阴道阴道葡萄球菌、类白喉杆菌、非致病性分枝杆菌葡萄球菌、类白喉杆菌、非致病性分枝杆菌尿道尿道大肠杆菌、产气杆菌、变形杆菌、铜绿假单胞菌、葡萄球菌、粪链球菌、类大肠杆菌、产气杆菌、变形杆菌、铜绿假单胞菌、葡萄球菌、粪链球菌、类杆菌、产气荚膜梭菌、破伤风梭菌、双歧杆菌、真细菌、乳杆菌、白假丝酵杆菌、产气荚膜梭菌、破伤风梭菌、双歧杆菌、真细菌、乳杆菌、白假丝酵母菌母菌肠道肠道一般无菌一般无菌胃胃葡萄球菌、干燥棒状杆菌、奈瑟菌葡萄球菌、干燥棒状杆菌、奈瑟菌眼结膜眼结膜葡萄球菌、类白喉杆菌、铜绿假单胞菌、非致病性分枝杆菌葡萄球菌、类白
49、喉杆菌、铜绿假单胞菌、非致病性分枝杆菌外耳道外耳道葡萄球菌、甲型和丙型链球菌、肺炎链球菌、奈瑟菌、类杆菌葡萄球菌、甲型和丙型链球菌、肺炎链球菌、奈瑟菌、类杆菌鼻咽腔鼻咽腔葡萄球菌、甲型和丙型链球菌、肺炎链球菌、奈瑟菌、乳杆菌、类白喉棒状葡萄球菌、甲型和丙型链球菌、肺炎链球菌、奈瑟菌、乳杆菌、类白喉棒状杆菌、梭菌、放线菌、螺旋体杆菌、梭菌、放线菌、螺旋体口腔口腔葡萄球菌、类白喉杆菌、铜绿假单胞菌、非致病性分枝杆菌、丙酸杆菌、白葡萄球菌、类白喉杆菌、铜绿假单胞菌、非致病性分枝杆菌、丙酸杆菌、白假丝酵母菌假丝酵母菌皮肤皮肤主要菌类主要菌类部位部位人体常见的正常菌群人体常见的正常菌群鼻咽腔鼻咽腔葡萄球
50、菌、甲，丙型链球菌葡萄球菌、甲，丙型链球菌肺炎球菌、奈氏菌、类杆菌等肺炎球菌、奈氏菌、类杆菌等外耳道外耳道葡萄球菌、类白喉杆菌葡萄球菌、类白喉杆菌绿脓杆菌、非致病性分枝杆菌绿脓杆菌、非致病性分枝杆菌表皮葡萄球菌表皮葡萄球菌口腔口腔甲，丙型链球菌甲，丙型链球菌类白喉杆菌、肺炎球菌类白喉杆菌、肺炎球菌奈氏菌、乳杆菌、梭杆菌奈氏菌、乳杆菌、梭杆菌螺旋体、放线菌、白念珠菌螺旋体、放线菌、白念珠菌肠道肠道大肠杆菌、产气杆菌、变形杆菌大肠杆菌、产气杆菌、变形杆菌绿脓杆菌、葡萄球菌、厌氧性细绿脓杆菌、葡萄球菌、厌氧性细菌菌真菌、乳杆菌，双歧杆菌等真菌、乳杆菌，双歧杆菌等阴道阴道大肠杆菌、乳杆菌大肠杆菌、乳杆
