第五周-第一章概論3第二章消毒與滅菌

微生物學(xué)與免疫學(xué)武漢大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院第一節(jié)細(xì)菌的形態(tài)、結(jié)構(gòu)與分類第二節(jié)細(xì)菌的營(yíng)養(yǎng)與生長(zhǎng)繁殖第三節(jié)細(xì)菌的代謝第四節(jié)微生物的分布第五節(jié)細(xì)菌的感染與致病性第一章細(xì)菌學(xué)概論第六節(jié)細(xì)菌的檢查方法（三）細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖規(guī)律－－－生長(zhǎng)曲線生長(zhǎng)曲線(GrowthCurve)P145，沈萍P134延遲期對(duì)數(shù)期穩(wěn)定期衰亡期概念、特點(diǎn)穩(wěn)定期(stationaryphase)：由于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗，代謝產(chǎn)物積累和pH等環(huán)境變化，逐步不適宜于細(xì)菌生長(zhǎng)，導(dǎo)致生長(zhǎng)速率降低直至零(即細(xì)菌分裂增加的數(shù)量等于細(xì)菌死亡數(shù))。穩(wěn)定生長(zhǎng)期又稱恒定期或最高生長(zhǎng)期，此時(shí)培養(yǎng)液中活細(xì)菌數(shù)最高并維持穩(wěn)定。P145，沈萍P135穩(wěn)定期是細(xì)胞重要的分化調(diào)節(jié)階段；1）儲(chǔ)存糖原等細(xì)胞質(zhì)內(nèi)含物；2）芽胞桿菌在此階段形成芽胞或建立自然感受態(tài)等；3）發(fā)酵過(guò)程積累代謝產(chǎn)物的重要階段，某些放線菌抗生素的大量形成也在此時(shí)期。生產(chǎn)上常通過(guò)補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（補(bǔ)料）或取走代謝產(chǎn)物、調(diào)節(jié)pH、調(diào)節(jié)溫度、對(duì)好氧菌增加通氣、攪拌或振蕩等措施延長(zhǎng)穩(wěn)定生長(zhǎng)期，以獲得更多的菌體物質(zhì)或積累更多的代謝產(chǎn)物衰亡期(deathphase)：營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)耗盡和有毒代謝產(chǎn)物的大量積累，細(xì)菌死亡速率超過(guò)新生速率，整個(gè)群體呈現(xiàn)出負(fù)增長(zhǎng)。該時(shí)期死亡的細(xì)菌以對(duì)數(shù)方式增加，但在衰亡期的后期，由于部分細(xì)菌產(chǎn)生抗性也會(huì)使細(xì)菌死亡的速率降低，仍有部分活菌存在。P146，沈萍P1361）細(xì)菌代謝活性降低；2）細(xì)菌衰老并出現(xiàn)自溶；3）產(chǎn)生或釋放出一些產(chǎn)物，如氨基酸、轉(zhuǎn)化酶、外肽酶或抗生素等；4）細(xì)胞呈現(xiàn)多種形態(tài)，有時(shí)產(chǎn)生畸形，細(xì)胞大小懸殊，有些革蘭氏染色反應(yīng)陽(yáng)性菌變成陰性反應(yīng)等。衰亡期的特點(diǎn)：P146，沈萍P136速效碳源（或氮源）：可直接被利用的物質(zhì)（如葡萄糖或NH4+等）。遲效碳源（或氮源）：需要經(jīng)過(guò)一定的適應(yīng)期后才能利用的物質(zhì)（如乳糖或NO3-等）。不同的微生物或同一種微生物對(duì)不同物質(zhì)的利用能力是不同的。速效碳源遲效碳源二次生長(zhǎng)（Diauxicgrowth）：當(dāng)培養(yǎng)基中同時(shí)含有速效和遲效碳源（或氮源）時(shí)，微生物形成的生長(zhǎng)現(xiàn)象。P146，沈萍P136（四）細(xì)菌生長(zhǎng)量的測(cè)定微生物生長(zhǎng)的測(cè)定個(gè)體計(jì)數(shù)法重量法生理指標(biāo)法評(píng)價(jià)培養(yǎng)條件、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響；評(píng)價(jià)不同的抗菌物質(zhì)對(duì)微生物產(chǎn)生抑制(或殺死)作用的效果；客觀地反映微生物生長(zhǎng)的規(guī)律。P146，沈萍P1511.計(jì)數(shù)法直接計(jì)數(shù)法間接計(jì)數(shù)法（活菌計(jì)數(shù)法）比濁法P146，沈萍P152直接計(jì)數(shù)法采用細(xì)菌計(jì)數(shù)板或血球計(jì)數(shù)板，在顯微鏡下對(duì)微生物數(shù)量進(jìn)行直接計(jì)數(shù)（計(jì)算一定容積里樣品中微生物的數(shù)量）。缺點(diǎn)：不能區(qū)分死菌與活菌；不適于對(duì)運(yùn)動(dòng)細(xì)菌的計(jì)數(shù)；需要相對(duì)高的細(xì)菌濃度；個(gè)體小的細(xì)菌在顯微鏡下難以觀察。P146，沈萍P152間接計(jì)數(shù)法（活菌計(jì)數(shù)法）P146，沈萍P152采用培養(yǎng)平板計(jì)數(shù)法要求操作熟練、準(zhǔn)確，否則難以得到正確的結(jié)果：樣品充分混勻；每支移液管及涂布棒只能接觸一個(gè)稀釋度的菌液；同一稀釋度三個(gè)以上重復(fù)，取平均值；每個(gè)平板上的菌落數(shù)目合適，便于準(zhǔn)確計(jì)數(shù)。倒平板涂平板間接計(jì)數(shù)法（活菌計(jì)數(shù)法）一個(gè)菌落可能是多個(gè)細(xì)胞一起形成，所以在科研中一般用

菌落形成單位（colonyformingunits，CFU）來(lái)表示，而不是直接表示為細(xì)胞數(shù)。間接計(jì)數(shù)法（活菌計(jì)數(shù)法）比濁法在一定波長(zhǎng)下，測(cè)定菌懸液的光密度，以光密度(opticaldensity,即O.D.)表示菌量。實(shí)驗(yàn)測(cè)量時(shí)應(yīng)控制在菌濃度與光密度成正比的線性范圍內(nèi)，否則不準(zhǔn)確。P146，沈萍P1532.重量法以干重、濕重直接衡量微生物群體的生物量；通過(guò)樣品中蛋白質(zhì)、核酸含量的測(cè)定間接推算微生物群體的生物量。測(cè)定多細(xì)胞及絲狀真菌生長(zhǎng)情況的有效方法。P146，沈萍P1533.生理指標(biāo)法微生物的生理指標(biāo)，如呼吸強(qiáng)度，耗氧量、酶活性、生物熱等與其群體的規(guī)模成正相關(guān)。樣品中微生物數(shù)量多或生長(zhǎng)旺盛，這些指標(biāo)愈明顯，因此可以借助特定的儀器如瓦勃氏呼吸儀、微量量熱計(jì)等設(shè)備來(lái)測(cè)定相應(yīng)的指標(biāo)。P146，沈萍P154第三節(jié)細(xì)菌的代謝一、細(xì)菌的酶1.存在部位胞內(nèi)酶胞外酶3.專屬性2.產(chǎn)生方式組成酶誘導(dǎo)酶共有酶特有酶限制酶（restrictionenzyme）修飾酶（modificationenzyme）P147，沈萍P102二、細(xì)菌的產(chǎn)能方式光能營(yíng)養(yǎng)型：光合磷酸化化能異養(yǎng)型呼吸發(fā)酵有氧呼吸無(wú)氧呼吸以分子氧作為最終電子受體以氧化型化合物作為最終電子受體有機(jī)物氧化釋放的電子直接交給有機(jī)物本身未完全氧化的某種中間產(chǎn)物，同時(shí)釋放能量并產(chǎn)生各種不同的代謝產(chǎn)物?；茏责B(yǎng)型：無(wú)機(jī)物氧化P148，沈萍P102三、細(xì)菌的代謝過(guò)程（一）分解代謝（二）合成代謝P149，沈萍P102-125四、細(xì)菌的重要代謝產(chǎn)物（一）分解代謝產(chǎn)物和相關(guān)的生化反應(yīng)實(shí)驗(yàn)1.單糖發(fā)酵實(shí)驗(yàn)產(chǎn)酸不產(chǎn)氣產(chǎn)酸產(chǎn)氣不產(chǎn)酸不產(chǎn)氣未接種在培養(yǎng)基中加入某種單糖和指示劑，以此鑒定細(xì)菌利用單糖后的產(chǎn)酸、產(chǎn)氣情況。（傷寒沙門菌）（大腸桿菌）P151IMViC

實(shí)驗(yàn)：常用于腸道桿菌的鑒定3.硫化氫實(shí)驗(yàn)菌名IMViC實(shí)驗(yàn)硫化氫實(shí)驗(yàn)吲哚實(shí)驗(yàn)（I）甲基紅實(shí)驗(yàn)（M）VP實(shí)驗(yàn)檸檬酸鹽實(shí)驗(yàn)（C）大腸桿菌＋＋－－－產(chǎn)氣腸桿菌－－＋＋＋P151（二）合成代謝產(chǎn)物及其應(yīng)用1.熱原質(zhì)4.色素3.細(xì)菌素2.毒素與侵襲酶5.抗生素6.維生素P152第四節(jié)微生物的分布一、微生物在自然界中的分布（一）土壤中的微生物（二）水中的微生物（三）空氣中的微生物（四）極端環(huán)境中的微生物P153，沈萍P303二、微生物在正常人體中的分布P155，沈萍P312人體內(nèi)共生菌群數(shù)量是人體細(xì)胞的10倍（從細(xì)胞數(shù)量說(shuō)，人體9/10是細(xì)菌），重量是人體體重的1/50-1/100，生活在我們的體內(nèi)，與我們同呼吸共命運(yùn)，很多人意識(shí)不到它們的存在，它們是人類親密而陌生的朋友。

要了解人類疾病發(fā)生的原因、藥物的作用機(jī)理，僅僅研究人類基因組是不夠的，參與人體生命活動(dòng)的細(xì)菌尤其是腸道菌群同樣很重要。第五節(jié)細(xì)菌的感染與致病性病原微生物(Pathogenicmicroorganism)或病原體(pathogen)：寄生于生物(包括人)機(jī)體并引起疾病的微生物。感染(infection)：病原體侵入機(jī)體，導(dǎo)致不同程度的病理過(guò)程。感染不是疾病的同義詞！感染性疾病(infectiousdisease)：感染后表現(xiàn)有臨床癥狀。P156，沈萍P392病原體不同的個(gè)體相同個(gè)體的不同生理狀態(tài)不同的結(jié)果病原體侵入其宿主后，二者之間的力量對(duì)比決定著感染的結(jié)局：（一）隱性感染（四）帶菌狀態(tài)（三）顯性感染一、細(xì)菌的感染（二）潛伏感染P156，沈萍P393（一）隱性感染如果宿主的免疫力很強(qiáng)，而病原體的毒力相對(duì)較弱，數(shù)量又較少，傳染后只引起宿主的輕微傷害，且很快就將病原體徹底消滅，因而基本上不表現(xiàn)臨床癥狀。

通過(guò)隱性感染，機(jī)體可獲得某種特異性的免疫力。（二）潛伏感染機(jī)體與致病菌在相互作用過(guò)程中的暫時(shí)平衡狀態(tài)。一旦機(jī)體免疫力下降，潛伏的病原菌則大量繁殖，導(dǎo)致發(fā)病。P156（三）顯性感染如果宿主的免疫力較低，或入侵病原菌的毒力較強(qiáng)、數(shù)量較多，病原菌很快在體內(nèi)繁殖并產(chǎn)生大量有毒產(chǎn)物，使宿主的細(xì)胞和組織蒙受嚴(yán)重?fù)p害，生理功能異常，于是就出現(xiàn)了一系列臨床癥狀。按病情緩急急性感染慢性感染按病變部位局部感染全身感染P156（四）帶菌狀態(tài)如果病原體與宿主雙方都有一定的優(yōu)勢(shì)，但病原體僅被限制于某一局部且無(wú)法大量繁殖，二者長(zhǎng)期處于僵持狀態(tài)，就稱為帶菌狀態(tài)。這種長(zhǎng)期處于帶菌狀態(tài)的宿主，稱為帶菌者（carrier），是該傳染病的重要傳染源。P156“傷寒瑪麗”（MaryMallon，1869-1938）可能與10次“傷寒熱”的發(fā)作、53個(gè)病例、3例死亡有關(guān)15歲由愛(ài)爾蘭移民美國(guó)，成為廚娘。1900-1907在紐約做廚娘，感染多人。1907-1910被隔離在小島，允諾不當(dāng)廚師后解除隔離。1915年以假名重操舊業(yè)，又感染多人。1915-1938又被隔離在小島，期間在小島上實(shí)驗(yàn)室當(dāng)過(guò)實(shí)驗(yàn)員。最后死于中風(fēng)，尸檢發(fā)現(xiàn)其膽囊仍然釋放活的傷寒桿菌。小說(shuō)《傷寒瑪麗民謠》“TyphoidMary”MaryMallonphotographedwithbacteriologistEmmaShermanonNorthBrotherIslandin1931or1932.ThecottageonNorthBrotherIslandinNewYork'sEastRiverwhereMaryMallon,betterknownasTyphoidMary,wasquarantinedfrom1907to1910,andagainfrom1915untilherdeathin1938.TyphoidMary:VillainorVictim?二、細(xì)菌的致病性感染致病細(xì)菌的致病性是對(duì)特定宿主而言，能使宿主致病的為致病菌，反之為非致病菌，但二者并無(wú)絕然界限。條件致病菌(opportunisticpathogen)或機(jī)會(huì)致病菌：在一般情況下不致病，但在某些條件改變的特殊情況下可致?。?？P157，沈萍P394病原菌致病力的強(qiáng)弱毒力侵襲力毒素（一）細(xì)菌的毒力致病菌的致病性強(qiáng)弱程度即為毒力。毒力常用半數(shù)致死量（medianlethaldose,LD50）或半數(shù)感染量（medianinfectivedose,ID50）來(lái)表示。即在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，通過(guò)指定的感染途徑，使一定體重和年齡的某種動(dòng)物半數(shù)死亡或感染的最小細(xì)菌數(shù)或其毒素量。P157，沈萍P394（1）莢膜細(xì)菌的莢膜和微莢膜具有抗吞噬和體液殺菌物質(zhì)的能力，有助于病原菌于在體內(nèi)存活，例如肺炎球菌的莢膜。1.侵襲力(invasiveness)病原菌突破宿主防線，并能于宿主體內(nèi)定居、繁殖、擴(kuò)散的能力，稱為侵襲力。侵襲力莢膜粘附素侵襲性物質(zhì)P157，沈萍P394細(xì)菌通過(guò)具有粘附能力的結(jié)構(gòu)如革蘭氏陰性菌的菌毛等粘附于宿主的呼吸道、消化道及泌尿生殖道粘膜上皮細(xì)胞的相應(yīng)受體，于局部繁殖，積聚毒力或繼續(xù)侵入機(jī)體內(nèi)部。淋病奈瑟氏球菌：菌毛可使其吸附于尿道粘膜上皮的表面而不被尿液沖走；變異鏈球菌、乳桿菌：牙齒表面粘連成菌班，造成齲齒。在原處生長(zhǎng)繁殖并引起疾?。夯魜y弧菌（Vibrio）侵入細(xì)胞內(nèi)生長(zhǎng)繁殖并產(chǎn)生毒素，使細(xì)胞死亡，造成潰瘍：痢疾志賀氏菌（Shigella

ddysenteriae）通過(guò)粘膜上皮細(xì)胞或細(xì)胞間質(zhì)侵入表層下部組織或血液中進(jìn)一步擴(kuò)散：溶血鏈球菌（Streptococcushaemolyticus）（2）粘附素P157，沈萍P394P157，沈萍P394（3）侵襲性物質(zhì)通過(guò)水解性酶類，使組織疏松、通透性增加，有利于病原菌擴(kuò)散。透明質(zhì)酸酶鏈激酶膠原酶等P158，沈萍P3942.毒素(toxin)細(xì)菌毒素按其分泌方式、性質(zhì)和作用的不同外毒素內(nèi)毒素病原細(xì)菌，主要是一些革蘭氏陽(yáng)性菌，在生長(zhǎng)過(guò)程中合成并分泌到胞外的毒素，如破傷風(fēng)痙攣毒素、白喉毒素等；也有存于胞內(nèi)當(dāng)細(xì)菌溶解后才釋放的如痢疾志賀菌的腸毒素。（1）外毒素（exotoxin）：特點(diǎn)通常為蛋白質(zhì)，抗原性強(qiáng)，可選擇作用于各自特定的組織器官，不同病原菌產(chǎn)生的外毒素不同，所引起的癥狀也不同。其毒性作用強(qiáng)，但毒性不穩(wěn)定，對(duì)熱和某些化學(xué)物質(zhì)敏感。P158，沈萍P394破傷風(fēng)痙攣毒素對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)有高度親和力，封閉抑制性突觸的介質(zhì)釋放，導(dǎo)致伸肌，屈肌同時(shí)強(qiáng)烈收縮、肌肉強(qiáng)直痙攣。破傷風(fēng)痙攣毒素的毒性僅次于肉毒毒素，毒素與神經(jīng)突觸的結(jié)合是不可逆的,一般治療無(wú)效，因此該病的免疫預(yù)防特別重要。類毒素（toxoid）和抗毒素（antitoxin）：利用外毒素對(duì)熱和某些化學(xué)物質(zhì)敏感的特點(diǎn)，用0.3-0.4%甲醛處理，使其毒性完全喪失，但仍保持抗原性，這種經(jīng)處理的外毒素為類毒素，常用來(lái)預(yù)防注射。

用類毒素注射動(dòng)物（如馬）制備外毒素的抗體，稱為抗毒素，作治療用。P158，沈萍P394革蘭氏陰性菌的細(xì)胞壁物質(zhì)，主要成分是脂多糖(LPS)，于菌體裂解時(shí)釋放，作用于多種細(xì)胞和體液系統(tǒng)，引起發(fā)熱、白細(xì)胞增多、血壓下降及微循環(huán)障礙，有多方面復(fù)雜作用，但相對(duì)毒性較弱。各種革蘭氏陰性菌的內(nèi)毒素作用相似，且沒(méi)有組織細(xì)胞特異性。（2）內(nèi)毒素（endotoxin）P158，沈萍P394外毒素與內(nèi)毒素的比較：*1mg肉毒毒素純品可殺死2億只小鼠，中毒的死亡率幾近100%，但及時(shí)注射抗毒素及對(duì)癥治療可使之降低。1mg破傷風(fēng)毒素可殺死100萬(wàn)只小鼠，1mg白喉毒素可殺死1000只豚鼠。P159，沈萍P394（二）病原菌的侵入數(shù)量呼吸道感染消化道感染創(chuàng)傷感染（三）病原菌的侵入途徑1.致病能力與侵入數(shù)量呈正比；