微生物和微生物学检验

《微生物和微生物学检验》右江民族医学院检验医学系潘国刚《微生物和微生物学检验》绪论一、微生物（microorganisms）：概念：一群肉眼看不见的微小生物，包括：细菌、螺旋体、立克次体、衣原体、支原体、放线菌（原核）、病毒（非细胞）、真菌（真核）。原核与真核细胞的区别：细胞核的区别古细菌：(Archaeobacteria)嵌合进化或共生进化真细菌：真核生物：微生物的分类：微生物与人类的关系：（1）大多数不致病，甚至是对人、动、植物有益和必需的，如：固氮菌；酿酒、制醋、抗生素、肠道正常菌群。（2）病原微生物:pathogenicmicroorganisms二、微生物学(microbiology)：微生物的进化分类、生命活动规律及与动植物、人类、自然相互关系。按研究对象分：细菌、病毒、真菌学按应用领域分：工业、农业、医学、兽医按研究方向分：基础微生物、分子微生物学、微生态学等医学微生物学(medicalmicrobiology)：与医学有关病原微生物的生物性状、致病机理、免疫性及有关技术和理论的应用。临床微生物学(clinicalmicrobiology)：测重研究感染性疾病诊断方法，提供诊断依据和指导用药。三、医学微生物学发展简史1、微生物学的经验时期：•（１）酿酒、制醋、腌腊等食品生产、保存；•（２）师道南《天愚集》：清乾隆年间，“东死鼠，西死鼠，人见死鼠如见虎。鼠死未几日，人死如圻堵”；“三人行未十步路，忽死两人横截路”•（３）人痘接种法：免疫最早概念。2．实验微生物学时期（17世纪始）：显微镜＋培养基•（１）微生物的发现：列文虎克、巴斯德（发现微生物的作用，创立巴氏消毒法）、李斯特、郭霍氏（固体培养、染色技术）郭霍氏法则：①、②、③、④。逐渐被淘汰。新的病原确定方法：核酸确定法•（２）免疫学的兴起、分离：•牛痘、巴斯德（霍乱、炭疽、狂犬疫苗）、白喉抗毒素动物血清治愈白喉。•（３）抗生素的发现：•目前遇到的问题：滥用导致耐药性增高3．现代微生物学时期：近二、三十年•（1）新病原微生物的发现•a．传统病原卷土重来；•b．新型病原。•（2）致病机理的深入研究•a．采用新技术；•b.各种致病因素的分子机理及调控。•（3）诊断技术的发展：•三大标记技术•各种分子生物学技术：核酸杂交，PCR，微量化，自动化。•（4）各种新型疫苗的研制•传统疫苗、亚单位疫苗、基因工程疫苗、DNA疫苗。•（5）免疫学独立•远远超越感染免疫的范畴。思考：（１）预测微生物学发展下一阶段；（２）目前科学界研究热点？4．基因组微生物学•（１）微生物在基因组前时代在生物学研究中的地位；•（２）结构简单，可做为模型，模式生物；•（３）在基因组时代，作为急先锋；•（４）微生物基因组的研究成功，必然极大地改变微生物学科现状。因此，微生物学研究正面临前所未有地机遇和挑战。从上看出，医学微生物学的发展，也是各种技术方法的发展，也是临床微生物学的发展历史。四、临床微生物学的任务１．研究感染性疾病的病原体特征：传统的病原微生物条件致病菌２．提供快速、准确的病原学诊断；３．指导合理使用抗生素；目前检验科的主要任务。４．对医院感染进行监控。五、临微学习方法：重要性：与毕业后工作紧密相关。（１）平时注意预习、复习；（２）对内容上，紧紧围绕诊断，诊断又是由各种典型特性建立的方法来进行的抓特性、去共性（３）注意新动向。第一篇微生物学细菌学总论一、细菌(bacterium)的形态与结构（一）形态：个体微小、形态各异•球菌（coccus）•杆菌(Bacillus)•弧菌与弯曲菌•螺旋菌及螺旋体•不规则形。（二）结构：１．基本结构：包括胞壁、胞膜、胞浆及核质•细胞壁：主要成分――肽聚糖。Ｎ－乙酰胞壁酸聚糖骨架β－１.4糖苷键Ｇ－Ｎ－乙酰葡糖胺四肽侧链Ｇ＋五肽桥（苷氨酸）Ｇ＋菌肽聚糖厚、层数多、立体状坚固。图金黄色葡萄球糖细胞细胞壁的肽聚糖结构图大肠杆菌细胞壁的肽聚糖结构膜磷壁酸Ｇ＋菌细胞壁壁磷壁酸特殊结构表面蛋白：SPA、M蛋白Ｇ－菌细胞壁磷脂特殊结构脂蛋白类脂Ａ：毒性部分(外膜)脂多糖（LPS，内毒素）：核心多糖：属和组特异特异多糖：种和型特异Ｇ＋和Ｇ－菌细胞壁差异：特征革兰氏阳性菌革兰氏阴性菌强度较坚韧较疏松厚度厚，20～80nm薄，5～10nm肽聚糖层数多，可达50层少，1～3层肽聚糖含量多，可占胞壁干重50～80%少，占胞壁干重10～20%磷壁酸+-外膜-+结构三维空间（立体结构）二维空间（平面结构）Ｌ型细菌：细胞壁缺陷型细菌。高渗培养基中：油煎蛋样菌落。在临床上注意Ｌ型带来的漏诊。2.特殊结构•荚膜(capsule)：（１）保护作用；（２）致病作用：侵袭力；（３）免疫原性；（４）鉴别与分型。鞭毛(flagellum)：运动器官，Ｈ抗原。•菌毛(Pilus)：（１）普通菌毛：粘附素；（２）性菌毛：１－４根，长而粗，Ｆ＋菌转移Ｆ质粒，耐药及毒力质粒。芽胞(Spore)：不利环境中的一种抵抗形式，是休眠体而非繁殖体。二、细菌的繁殖与新陈代谢：掌握几个概念：•１．自养菌、异养菌；•２．需氧菌、专性厌氧菌、兼性厌氧菌、微需氧菌。专性厌氧菌有氧不生长，原因有二：①厌氧菌缺乏细胞色素与细胞色素氧化酶，因此不能氧化那些氧化还原电势较高的氧化型物质。②厌氧菌缺乏过氧化氢酶、过氧化物酶和超氧化物歧化酶,不能清除有氧环境下所产生的超氧离子（O2-）和过氧化氢（H2O2），因而难以存活。３．群体细菌的生长繁殖曲线：迟缓期、对数期、稳定期、衰退期四、消毒与灭菌掌握几个概念：消毒（Disinfection）：杀灭病原微生物的方法。灭菌（Sterilization）：杀灭物体上所有的微生物（包括病原体和非病原体的繁殖体和芽胞）的方法。无菌（Asepsis）：物体上或容器内无活菌存在的意思。防腐（Antisepsis）：防止或抑制微生物生长繁殖的方法。五、微生物的遗传变异（一）遗传变异的物质基础•染色体•质粒（plasmid）：细菌存在于染色体外的少部分（约1～2%）DNA，可决定细菌的一些生物学特性。•转位因子：插入顺序、转座子、转座噬菌体质粒的生物学性质：1．质粒并非细菌生存所必不可少的遗传物质。2．质粒的传递（转移）是细菌遗传物质转移的一个重要方式。3．质粒可自行失去或经人工处理而消失。4．质粒可以独立复制。5．可有几种质粒同时共存在于一个细菌内。（二）细菌的变异现象•形态与结构变异•培养特性变异•毒力变异•耐药性变异（三）细菌变异的机制•突变•基因的转移和重组•转化（transformation）是受体菌直接摄取供体菌游离的DNA片段，通过与染色体重组，获得了供体菌的部分遗传特性。•转导(transduction)是噬菌体为媒介，把供细菌的基因转移到受体菌内，导致后者基因改变的过程。•接合(conjugation)是两个通过直接接触，在暂时的沟通中进行基因转移的过程。(四)遗传变异研究的实际意义•在细菌分类上的应用•在诊断中的应用•在预防中的应用•在治疗中的应用•检查致癌物质的作用•在遗传工程方面的应用六、微生物的致病性与感染（一）微生物与宿主的关系常居菌正常菌群过路菌（１）抵抗力下降；（２）长期化疗、放疗、条件致病菌：免疫抑制剂患者；（３）外伤；（４）菌群失调：菌群失调症。正常菌群的生理意义：•（１）生物拮抗；•（２）促进机体免疫；•（３）与衰老有关：双歧杆菌；•（４）合成维生素和细菌素。（二）细菌的致病物质及作用：•１．细菌的表面成分：参与粘附、定植和侵入；•２．毒素及毒性蛋白和酶：•外毒素：•内毒素：细菌外毒素举例细菌种类革兰氏染色引起疾病毒素名称毒素作用方式白喉杆菌+白喉白喉毒素坏死性霍乱弧菌-霍乱肠毒素引起小肠过度分泌液体鼠疫杆菌-鼠疫鼠疫毒素可能坏死性破伤风杆菌+破伤风破伤风溶血毒素溶血性心脏毒素破伤风痉挛毒素引起骨骼肌痉挛产生荚膜杆菌+气性坏疽α-毒素溶血性卵磷脂酶，坏死性β-毒素溶血性心脏毒素λ-毒素溶蛋白性外毒素与内毒素的主要区别区别要点外毒素内毒素存在部位由活的细菌释放至细菌体外为细菌细胞壁结构成份，菌体崩解后释出细菌种类以革兰氏阳性菌多见革兰氏阴性菌多见化学组成蛋白质（分子量27，000～900，000）磷脂一多糖一蛋白质复合物（毒性主要为类脂A）稳定性不稳定，60℃以上能迅速破坏耐热，60℃耐受数小时毒性作用强，微量对实验动物有致死作用（以ug计量）。各种外毒素有选择作用，引起特殊病变，不引起宿主发热反应。抑制蛋白质合成，有细胞毒性、神经毒性、紊乱水盐代谢等稍弱，对实验动物致死作用的量比外毒素为大。各种细菌内素的毒性作用大致相同。引起发热、弥漫性血管内凝血、粒细胞减少血症、施瓦兹曼现象等抗原性强，可刺激机体产生高效价的抗毒素。经甲醛处理，可脱毒成为类毒霉，仍有较强的抗原性，可用于人工自动免疫刺激机体对多糖成份产生抗体，不形成抗毒素，不能经甲醛处理成为类毒素医院感染：医院中发生的一切感染。包括在医院中活动的所有人群。外源性感染内源性感染