臨床班病原生物學總論課件

臨床班病原生物學總論病原生物學概述病原生物學：是研究病原生物的形態(tài)、生物學特性、致病性、免疫原性及其傳播相關疾病的診斷和防治方法的一門科學。病原微生物人體寄生蟲它所涉及的學科分別為：醫(yī)學微生物學人體寄生蟲學緒論

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，結構簡單、肉眼直接看不見，必須借助光學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，結構簡單；2、種類繁多，分布廣泛；3、繁殖迅速，易于變異。（三）分類：

A.

按生物學特點分：八大類微生物

B.按細胞結構分：三大類1、非細胞型（acellular）：病毒2、原核細胞型（prokaryote）：

細菌、放線菌、螺旋體、支原體、衣原體、立克次體3、真核細胞型（eukaryote）：真菌

二、微生物與人類的關系：

（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。

（3）醫(yī)藥工業(yè)上：1）抗生素的生產(chǎn)；2）生物制品的制備；3）基因工程。（4）環(huán)境衛(wèi)生：利用微生物分解污水中的酚、有機磷、氰化物還原水中汞、砷等有毒物質、變廢為寶保護環(huán)境。（二）不利方面：

1、機會（條件）致病菌（conditionedpathogen）:2、病原微生物（pahtogenicmicrobes）:

三、醫(yī)學微生物學發(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)治和預防方法，并能利用它。荷蘭，Leeuwenhoek法國，Pasteur德國，Koch1905年獲諾貝爾獎AlexanderFleming

，英國細菌學家，1945年獲得諾貝爾生理學和醫(yī)學獎。JosephListerFloryandChainWaksman3.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)表1-1，再現(xiàn)）

b.致病機制c.診斷技術

d.防治措施e.生物安全我國科學家對微生物學發(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年夏，登革病毒目前，狂犬病毒2005年8月11日四、微生物學與醫(yī)學微生物學微生物學（Microbiology)醫(yī)學微生物學（MedicalMicrobiology）1.課程結構與安排：分基本知識、細菌學、病毒學和真菌學四篇

2.學習目的：掌握感染性疾病的發(fā)病機制和診斷、防治原則。3.展望：微生物將永遠伴隨人類而存在，人類與病原微生物的斗爭永遠不會結束！特點：獨立自行復制；（三）菌毛（pilus）且有感染性的病毒顆粒，須輔助病毒補充蛋白二、細菌的形態(tài)：球菌（coccus）五、細菌的生長繁殖與培養(yǎng)驗室污染。特點：人們將微生物與生產(chǎn)、生活密切聯(lián)系（provirus）。mRNA轉譯所合成。核酸+衣殼=核衣殼（nucleocapsid）五、病毒的分類驗室污染。（3）醫(yī)藥工業(yè)上：1）抗生素的生產(chǎn)；肽聚糖四肽側鏈(sidechains)1、概念：多數(shù)G-菌及少數(shù)G+菌菌體表面存在重點內容：1.微生物的概念2.微生物的分類：生物學特性分8大類細胞結構分3類3.現(xiàn)代微生物學的主要標志

第一篇細菌第一章細菌的形態(tài)與結構第一節(jié)、細菌的大小和形態(tài)一、細菌的大?。阂?/p>

m作為測量單位。二、細菌的形態(tài)：球菌（coccus）桿菌（bacillus）螺形菌（spiralabacterium）三、細菌的排列：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。

coccusbacillusSpiralbacterium第二節(jié)細菌的結構基本結構：細胞壁、細胞膜、細胞質、核質特殊結構：莢膜、鞭毛、菌毛、芽胞一、細菌的基本結構（一）細胞壁（cellwall）：是細菌細胞的外層結構，可通過膜分離法、特殊染

色和EM進行觀察1、性質與功能：性質：堅韌而有彈性的膜狀結構，占干重的10%~25%功能：（1）維持細菌固有的形態(tài)；（2）保護細菌抗低滲，起到屏障作用；（3）參與物質交換；（4）與細菌的抗原性、致病性有關。

2、細胞壁的主要成分—肽聚糖(1)、肽聚糖（peptidoglycan）：原核生物細胞特有

G+菌：豐富的肽聚糖，大量的磷壁酸，表面蛋白。聚糖骨架(backbone)

肽聚糖四肽側鏈(sidechains)五肽橋(cross-bridge)形成牢固的三維立體框架結構，層數(shù)多。

GM五肽交聯(lián)橋五個甘氨酸四肽側鏈L-丙、D-谷、L-賴、D-丙

G-菌：含有少量的肽聚糖、很厚的外膜。

聚糖骨架：與G+菌同肽聚糖：四肽側鏈（3rd氨基酸為DAP）

缺乏五肽橋，只能形成疏松的二維平面結構，層數(shù)少（2）G+菌的特殊組分——磷壁酸(teichoicacid)：是核糖醇及甘油醇殘基連接而成的多聚物。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（surfaceprotein）：

如鏈球菌的M蛋白，葡萄球菌的SPA（3）G-菌的特殊組分——外膜

（outmembrane）

占細胞壁干重的80%脂蛋白：蛋白質部分與DAP連脂質部分與脂質雙層連脂質雙層：類似細胞膜，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，為內毒素的毒性所在，

無特異性（lipidA）

核心多糖---己糖、庚糖、KDO等組成，屬特異性特異性多糖---重復寡糖，具種型特異性

脂多糖3、革蘭陰性、陽性細菌的細胞壁比較見下表研究細菌細胞壁的意義：鑒別細菌致病機制藥物作用靶點與指導用藥有無外膜無有磷壁酸占細胞壁干重5%-20%占細胞壁干重50%-80%肽聚糖含量1-2層可多達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胞壁細胞壁G+菌與G-菌細胞壁的比較是細菌細胞的外層結構，可通過膜分離法、特殊染（二）鞭毛（flagellum）1、概念：營養(yǎng)缺乏時，某些細菌脫水濃縮在細胞內形成的圓形或橢圓形的小體，多見于G+菌。1、核酸：構成病毒的核心。無細胞結構，只含有一種類專性厭氧菌(obligateanaerobe)可阻止多種大分子荷蘭，Leeuwenhoek二、細菌的形態(tài)：球菌（coccus）1、植物方面：細菌、放線菌、螺旋體、（2）保護細菌抗低滲，起到屏障作用；漿內翻譯新病原微生物的發(fā)現(xiàn)（新現(xiàn)表1-1，再現(xiàn)）2、合適的pH值：最適pH7.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)橋內毒素為陰性菌細胞壁成分

脂多糖細胞壁的化學組成不同細胞壁對酒精的通透性細胞壁的關系無效有效對溶菌酶的作用無效有效對青霉素的作用有內毒素無內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-菌的差別及與細胞壁的關系4、細菌的L型（Lformedbacteria）：即肽聚糖結構被破壞或合成受抑制后所形成的細胞壁缺陷型細菌。

分類：G+原生質體(protoplast)

G-原生質球（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小菌落；

仍有一定的致病力。分顆粒狀、絲狀（如結核桿菌）臨床分離葡萄球菌L型葡萄球菌L型回復后細菌L型菌落類型電鏡照片

（二）細胞膜（cellmembrane）：1、結構：液態(tài)脂質雙層內鑲嵌多種蛋白質，但不含膽固醇。2、功能：物質交換，呼吸作用，生物合成，分泌作用。3、中介體（mesosome):細胞膜內折形成的囊管狀物，多見于G+菌。分類：橫膈中介體、側中介體。功能：與細菌的分裂、能量代謝、以及生物合成有關。所以又被稱為“擬線粒體，chondroid”如何對細菌或微生物（或新發(fā)現(xiàn)的微生物）按生物學特點分：八大類微生物4、觀察法：EM下可見。5、組裝、成熟、釋放：構成RNA:DNA中間體。Ⅱ類：感染后癥狀較嚴重，可危及生命，不易治療，吞飲(endocytosis)、包膜融合(fusion)、但不含膽固醇。起來，發(fā)現(xiàn)了許多病的病原體，找到了可造成實驗室污染。家Twort發(fā)現(xiàn)了噬菌體。核心多糖---己糖、庚糖、KDO等組成，屬a.（三）細胞質（cytoplasm）1、核糖體(ribosome)：RNA:90%、蛋白質

與真核細胞的不同，可作為抗菌藥物靶點。

鏈霉素及紅霉素均通過與亞基的結合而干擾細菌蛋白質的合成來殺菌。2、質粒（plasmid）：

概念：染色體外的遺傳物質，存在于細胞質中。為環(huán)狀閉合的雙鏈DNA，控制部分特定的遺傳信息。能在胞漿中自我復制，維持許多世代。醫(yī)學上重要的質粒有F質粒、R質粒、Col質粒。核糖體（ribosome)質粒異染顆粒

特點：獨立自行復制；編碼重要的生物學信息；非細菌生命活動所必須；可在細菌之間相互轉移；一種質?？赏瑫r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(metachromaticgranules)有鑒別意義。白喉棒狀桿菌（四）核質（nuclearmaterial）

裸露的雙股DNA鏈卷曲盤繞而成的松散網(wǎng)狀物，是細菌遺傳變異的物質基礎。無內含子

微生物基因組學（microbialgenomics）細菌DNA：長度：一般為：1—3mm例：大腸桿菌的DNA長約1mm，在細胞內只有2-3μm。

功能：負載遺傳信息。Electronmicrographofanisolatednucleoidreleasedfrom.三、細菌的特殊結構：

（一）莢膜（capsule）:

1、概念(1)莢膜（2）微莢膜

2、化學組成：多糖或多肽。

3、形成條件：營養(yǎng)豐富

4、功能：抗吞噬、抗有害物質的損傷作用、粘附作用。莢膜是構成細菌致病力的重要因素之一。5、觀察法：莢膜染色或墨汁負性染色。

（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，在菌體上附著的細長、彎曲的絲狀物。分單、雙、叢、周毛菌。

2、化學組成：由鞭毛蛋白構成。

3、超微結構：基礎小體、鉤狀體、絲狀體

4、功能：（1）細菌的運動器官；（2）具有特定的H抗原；（3）有些與致病性有關(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、更短、更直的絲狀物。2、組成：由菌毛蛋白構成。3、分類及作用：

普通菌毛：具有粘附能力，與致病性有關。

性菌毛：遺傳物質的載體；噬菌體的受體。

4、觀察法：EM下可見。

（四）芽胞（spore）：1、概念：營養(yǎng)缺乏時，某些細菌脫水濃縮在細胞內形成的圓形或橢圓形的小體，多見于G+菌。2、特點：保存了細菌的全部生命活性，是細菌的休眠狀態(tài)；條件適宜時，芽胞可萌發(fā)成繁殖體而致?。坏挚沽?。

3、結構：多層厚膜。

4、意義：鑒別細菌；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菌只形成一個芽胞，一個芽胞發(fā)芽也只生成一個菌體，細菌數(shù)量并未增加，因而芽胞不是細菌的繁殖方式。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(vegetativeform)。

四、細菌的理化性狀與新陳代謝

（一）、細菌的理化性狀1、細菌的物理性狀：細菌為半透明體；體積小但表面積大；具有帶電現(xiàn)象、半透性；滲透壓高。2、細菌的化學組成水、無機鹽、蛋白質、糖類、脂類、核酸、維生素（二）細菌的新陳代謝與能量轉換

1、細菌的能量代謝發(fā)酵、需氧呼吸、厭氧呼吸

2、細菌的分解代謝產(chǎn)物（1）糖發(fā)酵實驗(fermentation)（2）甲基紅實驗（methylred,M）（3）V-P實驗（voges-proskauer,Vi）（4）枸櫞酸鹽利用實驗（citrateutilization,C）（5）吲哚試驗（indoltest,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--++。

3、細菌的合成代謝產(chǎn)物：（1）熱原質(pyrogen)：多由G-菌產(chǎn)生，為一種脂多糖，注入人體或動物體內能引起發(fā)熱反應，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，細菌產(chǎn)生的只有多粘菌素和桿菌肽。（4）細菌素（bacterocin）：也有抗菌作用，但作用譜狹窄，僅對與其有親緣關系的細菌才有抗菌作用，可用于細菌的分型。（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、細菌的生長繁殖與培養(yǎng)

（一）生長繁殖的條件1、營養(yǎng)物質：包括水、氮源、碳源、無機鹽及生長因子。2、合適的pH值：最適pH7.2~7.6。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，可將細菌分為專性需氧菌(obligateaerobe)專性厭氧菌(obligateanaerobe)微需氧菌(microaerophilicbacterium)兼性厭氧菌(facultativeanaerobe)

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(growthcurve)（1）概念：（2）分期：

a、遲緩期(lag~)：為分裂作準備。

b、對數(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、細菌的分類和命名1、種（species):

細菌分類的基本單位菌種(species)：生物學性狀基本相同的細菌群體。菌屬(genus)：性狀相近關系密切的若干菌種組成。菌株（strain)：不同來源的同一菌種的細菌。2、命名法：拉丁雙命名法。生物安全的菌（毒）種分類：Ⅰ類：感染后癥狀嚴重，危及生命，缺乏有效預防措施，易造成實驗室污染，包括國內未出現(xiàn)過的。鼠疫、霍亂、炭疽和HIVⅡ類：感染后癥狀較嚴重，可危及生命，不易治療，可造成實驗室污染。麻風分枝桿菌、結核分枝桿菌、肝炎病毒、出血熱病毒，狂犬病毒等。1，2類為高致病性Ⅲ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、風疹病毒等Ⅳ類：弱毒和減毒的菌（毒）種，常用于制備疫苗。重點內容：1.革蘭陰性與陽性細菌細胞壁（或細菌）比較2.細菌特殊結構的概念及醫(yī)學意義3.如何對細菌或微生物（或新發(fā)現(xiàn)的微生物）進行分離和鑒定

第二節(jié)病毒病毒（virus）為非細胞型微生物，體積小，能通過除菌濾器；無細胞結構，只含有一種類型的核酸；嚴格細胞內寄生；以復制的方式增殖；耐冷不耐熱，對抗生素不敏感。1892年俄國學者首先發(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年英國細菌學家Twort發(fā)現(xiàn)了噬菌體。

病毒與人類關系密切：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。3000BC，埃及孟非思壁畫中長老患小兒麻痹癥。病毒與其他微生物主要特性的鑒別

一、病毒的大小與形態(tài)

病毒體（Virion）：完整、成熟的病毒顆粒（一）大?。翰《镜臏y量單位是nm，大小差別懸殊，20~300nm,EM下可見。多數(shù)病毒體<150nm。（二）形態(tài)：病毒形態(tài)多樣，多呈球形或近似球形，少數(shù)為桿狀、絲狀或子彈狀。微生物的大小比較葡萄球菌(1000nm）牛痘病毒300×250nmABCDEFG立克次體450nm衣原體390nmA、大腸桿菌噬菌體

(65×95nm)B、腺病毒

(70nm)C、脊髓灰質炎病毒

(30nm)D、乙腦病毒

(40nm)E、蛋白分子

(10nm)F、流感病毒

(100nm)G、煙草花葉病毒聚糖骨架：與G+菌同條件適宜時，芽胞可萌發(fā)成繁殖體而致?。?、超微結構：基礎小體、鉤狀體、絲狀體醫(yī)學上重要的質粒有F質粒、R質粒、Col質粒。特點：人類對微生物視而不見，觸而不覺，是G+菌的主要抗原。*細胞破裂質或基因。A.2、原核細胞型（prokaryote）：它所涉及的學科分別為：醫(yī)學微生物學普通菌毛：具有粘附能力，與致病性有關。分類：G+原生質體(protoplast)3、細菌的合成代謝產(chǎn)物：微生物基因組學（microbialgenomics）

二、病毒的結構及化學組成（一）病毒的結構：

1、核酸：構成病毒的核心。

2、衣殼（capsid）是核酸外圍的蛋白質外殼。核酸+衣殼=核衣殼（nucleocapsid）

衣殼是由一定數(shù)量的殼粒(capsomere)組成，每個殼粒又由一個或多個多肽(VP)分子組成。不同的病毒體，衣殼所含的殼粒數(shù)目不同，可作為鑒別及分類的依據(jù)之一。

殼粒的排列方式有以下三種：螺旋對稱20面立體對稱：12個頂，20個面，30個棱復合對稱3、包膜（envelope）

圍繞在核衣殼外，含糖類、蛋白質和脂類。包膜表面的突起稱包膜子粒(peplomere)或刺突（spike）。包膜子粒具有病毒種、型特異性

基質蛋白（Matrixprotein）：位于核衣殼和包膜之間

包膜病毒：核衣殼+包膜

裸露病毒：核衣殼包膜對干燥、熱、酸和脂溶劑（如乙醚）敏感（二）病毒的化學組成：

1、核酸：多樣性:DNA或RNA,線形和環(huán)形，構成上有單鏈、雙鏈和分節(jié)段核酸。

有內含子功能：病毒復制決定病毒特性具有感染性

2、蛋白質:約占病毒體總重量的70%，少數(shù)為30-40%，構成全部衣殼、包膜和基質的主要成分。結構蛋白：構成全部衣殼、包膜和基質的蛋白質。功能：保護病毒核酸，參與感染過程，具有抗原性。非結構蛋白：酶類和特殊功能的蛋白。

3、脂類和糖功能：構成表面抗原,與病毒入侵細胞和感染性相關。包膜對干燥、熱、酸和脂溶劑（如乙醚）敏感

三、病毒的增殖

病毒以復制的方式進行增殖，這種以病毒核酸分子為模板進行增殖的方式稱為自我復制（self-replication）。（一）復制周期（replicationcycle）：

隱蔽期（eclipseperiod）:

1、吸附(adsorption)

病毒體表面的蛋白質與易感細胞表面受體的特異性結合。兩個階段：(1)靜電結合：非特異性的、可逆，溫度不重要。(2)特異性結合：配體與受體的結合，特異性的、不可逆,37℃最佳。

2、穿入(Penetration)：穿入方式包括:吞飲(endocytosis)、包膜融合(fusion)、直接穿入以及注射等。3、脫殼（uncoating）

不同病毒脫殼方式不一，多數(shù)病毒穿入時已在宿主細胞溶酶體酶的作用下脫去衣殼。

痘病毒脫殼需病毒特異性的脫殼酶參與；

流感病毒不需要完全脫殼。4、生物合成（biosynthesis）：此期又稱隱蔽期。（1）DNA病毒：

雙鏈DNA：動物病毒多為雙股DNA病毒，其在細胞核內合成DNA，在細胞漿內合成病毒蛋白質。痘類病毒例外。

單鏈DNA：（2）RNA病毒：

正單鏈：其RNA基因組可作為模板而復制子代病毒RNA，同時具有mRNA的功能。正單鏈的RNA多聚酶由本身RNA作為mRNA轉譯所合成。

負單鏈：其RNA不具有mRNA的功能，負單鏈病毒的RNA多聚酶是病毒體內所攜帶的。

雙鏈RNA：2條鏈全為新合成的(3)反轉錄病毒：

a.用病毒親代RNA為模板合成互補的DNA鏈，構成RNA:DNA中間體。

b.RNA酶H水解中間體的RNA，入核。

c.以DNA鏈為模板合成互補的DNA鏈而成為雙鏈DNA。d.整合入細胞的染色體DNA上，成前病毒