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微生物总结医学微生物学-细菌-总论

2018-09-08 18页 doc 387KB 138阅读

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微生物总结医学微生物学-细菌-总论医学微生物学-细菌-总论 01、微生物(micro-organism):众多个体微小、结构简单、肉眼直接看不到必须借助光学显微镜或电子显微镜放大数千倍甚至数万倍才能观察到的微小生物的总称。包括细菌、真菌、病毒三类,在自然界分布广泛。 特点:①个体微小、结构简单;②种类繁多,分布广泛;③繁殖迅速,易于变异。 02、病原微生物:少数能引起人类及其他动、植物发生疾病的微生物。自然界中绝大多数微生物对人类和其他动、植物的生存是有意的,有些甚至是必要的。 03、微生物按细胞结构特点可分为三种类型(3型8种),即真核细胞型微生物(真菌),...
微生物总结医学微生物学-细菌-总论
医学微生物学-细菌-总论 01、微生物(micro-organism):众多个体微小、结构简单、肉眼直接看不到必须借助光学显微镜或电子显微镜放大数千倍甚至数万倍才能观察到的微小生物的总称。包括细菌、真菌、病毒三类,在自然界分布广泛。 特点:①个体微小、结构简单;②种类繁多,分布广泛;③繁殖迅速,易于变异。 02、病原微生物:少数能引起人类及其他动、植物发生疾病的微生物。自然界中绝大多数微生物对人类和其他动、植物的生存是有意的,有些甚至是必要的。 03、微生物按细胞结构特点可分为三种类型(3型8种),即真核细胞型微生物(真菌),属真菌界;原核细胞型微生物(细菌),属原核生物界;非细胞型微生物(病毒),属病毒界。 ①非细胞型微生物(acellular microbe):无典型细胞结构,无产能酶系统;单一核酸(只有RNA或DNA中一种核酸)和蛋白质衣壳组成;专性细胞内寄生(只能在活细胞内生长繁殖)。如病毒、朊粒。 ②原核细胞型微生物(prokaryotic microbe):细胞分化程度低,只有拟核(裸露环状DNA),无核膜无核仁;胞质内细胞器不完善,只有核糖体;DNA、RNA同时存在。属于原核细胞型的微生物统称细菌,除了古细菌和蓝细菌以外的其他原核细胞型微生物统称真细菌,包括:细菌、支原体、衣原体、立克次体、螺旋体、放线菌等。 ③真核细胞型微生物(eukaryotic microbe):细胞核分化程度高,有核膜和核仁;胞质内细胞器完整;进行有丝分裂。如真菌。 04、医学微生物学主要研究:①医学微生物的生物学特性;②致病及免疫机制;③特异性诊断、治疗措施; 05、细菌(bacterium) 广义的细菌:包括细菌、支原体、衣原体、立克次体、螺旋体、放线菌等。其特点是有细胞壁、原始核质,以二分裂方式繁殖,对抗生素类药物敏感。 狭义的细菌:专指细菌。 特性 细菌 支原体 衣原体 立克次体 螺旋体 放线菌 大小(微米) 0.5-3.0 0.2-0.3 原体0.2-0.4 0.3-0.5 6-20 0.5-0.8 形态 球形、杆形、螺形 多形态性, 有分枝长丝 原体为球形 多形态性 螺旋状 分枝, 非抗酸性菌丝 结构 有细胞壁 无细胞壁 原体有细胞壁 有细胞壁 外膜下有内鞭毛 有细胞壁 成分 细胞壁有肽聚糖 细胞膜含固醇类 类似G-菌 与变形杆菌有共同抗原 有外膜与细胞壁 细胞壁由二氨基庚二酸构成 繁殖 二分裂 二分裂,也出芽成长丝状 细胞内寄生二分裂,有独特发育周期 细胞内寄生二分裂,分布位置不同 钩体可人工培养,二分裂 有分支菌丝断裂成链杆状 要点 可在无细胞培养基生长的最小微生物 原体有感染性始体二分裂增殖 寄生节肢动物,人兽共患病病原体 可用牛心肌类脂查梅毒病人反应素 病灶组织中有硫磺样小颗粒 通过滤菌器 - + + + - - 06、细菌的分类: ㈠染色:在细菌学中,应用最广的是革兰染色法(Gram stain),经此染色后可将细菌分为两类: ①呈紫色即革兰阳性(G+)菌;②呈红色即革兰阴性(G-)菌。 ㈡按外形:球形、杆形、螺形。(不同种类细菌大小形态不一,同种细菌的大小和形态也因菌龄和环境因素的影响而改变) ①球形:大小差别不大(直径约1微米),按分裂平面及菌体排列(物理吸附,非绝对)方式不同分5类: ⒈双球菌;⒉链球菌;⒊四联球菌;⒋葡萄球菌;⒌八叠球菌; ②杆形(大、中、小等):大小、长短、粗细差异大,排列方式对鉴别意义不大,有一定运动型,可分散排列。 ③螺形:运动性好,排列对鉴别意义不大,菌体有一个或几个弯曲。 ⒈弧菌;⒉螺菌;⒊螺杆菌; 07、细菌基本结构:由外至内依次为细胞壁、细胞膜、细胞质、核质。 ㈠细胞壁(cell wall):细菌最外层结构,,一般光学显微镜下不易看到,可通过膜壁分离法、特殊染色法及电子显微镜等进行观察。功能:维持细菌固有的外形,并保护细菌抵抗低渗环境,起到屏障作用;带有多种抗原决定簇,决定菌体的抗原性。 ①G+菌和G-菌共有成分:肽聚糖,为原核生物细胞所特有物质。 G+菌的肽聚糖由聚糖骨架、四肽侧链和五肽交联桥三部分组成。 五肽交联桥连接相邻聚糖骨架四肽侧链第三位氨基酸与第四位氨基酸,形成坚韧致密三维立体网状结构。 G-菌的肽聚糖仅有聚糖骨架和四肽侧链两部分。 有些四肽侧链的第三位为二氨基庚二酸(DAP),其可与D-丙氨酸直接交联,形成疏松的二维平面。 ①聚糖骨架由N-乙酰胞壁酸和N-乙酰葡糖胺以β-1,4-糖苷键聚合; ②四肽侧链中四个氨基酸残基种类因细菌而异; ③五肽交联桥为五个甘氨酸残基交联形成; ④溶菌酶破坏聚糖骨架中的β-1,4-糖苷键;青霉素干扰四肽侧链与五肽交联桥交联。 ②G+菌细胞壁特殊组分:细胞壁厚,15-50层肽聚糖及大量磷壁酸。 ①磷壁酸:①核糖醇与甘油残基由磷酸二酯键连接成多聚体。 ②磷壁酸穿插于肽聚糖层中,分壁磷壁酸与膜磷壁酸。壁磷壁酸一端与肽聚糖M结合;膜磷壁酸一端与细胞膜上糖脂结合。另一端均游离在细胞壁外。 ③功能:协助肽聚糖加固细胞壁;参与黏附,保证革兰阳性致病菌与其宿主间的粘连;磷壁酸抗原性很强,是G+菌细胞壁重要面抗原,与致病有关,与血清学分型有关。 ②特殊的表面蛋白:均与致病性和抗原性有关。 ③G-菌细胞壁特殊组分:细胞壁薄,结构复杂,肽聚糖少,肽聚糖层在还有三层结构,由内至外:脂蛋白、脂质双层、脂多糖。此三层形成外膜,为G-菌细胞壁主要结构。 ①脂蛋白:由脂质和蛋白质构成,蛋白质部分与肽聚糖侧链共价键连接;脂质部分与其外侧脂质双层非共价结合,使外膜和肽聚糖构成一个整体。 ②脂质双层:类似细胞膜,为液态的脂质双层,中间镶嵌一些特殊蛋白质称为外膜蛋白,其功能除进行细菌细胞内外的物质交换外还有通透性屏障作用,能阻止多种大分子物质和青霉素、溶菌酶等进入细胞,故G-对溶菌酶、青霉素及去污剂和碱性染料等比G+菌有较大抵抗力。 ③脂多糖(LPS):①G-菌的脂多糖成分具有毒性,只有在菌体裂解时才被释放出,故称为内毒素 ②由3部分组成(由内到外):脂类A、核心多糖、特异多糖(寡糖重复单位)。 ①脂类A:一种糖磷脂,内毒素毒性成分,与细菌致病性有关,无种属特异性; ②核心多糖:有属的特异性; ③特异多糖:若干寡糖重复单位构成,结构复杂,位于菌体表面,G-菌菌体抗原(O抗原)。具有种或型的特异性。 ④细胞壁功能:①维持细菌的固有外形;②保护细菌抵抗低渗环境;③参与菌体内外的物质交换;④菌体表面带有多种抗原分子,可诱发机体的免疫应答;⑤某些成分与细菌致病性相关(黏附); ⑤G+菌与G-菌细胞壁结构比较 细胞壁 革兰阳性菌 革兰阴性菌 强度 较坚韧 较疏松 厚度 20-80nm 10-15nm 肽聚糖层数 可多达50层 1-3层 肽聚糖含量 占细胞壁干重50%-80% 占细胞壁干重15%-20% 磷壁酸 + - 脂质双层 - + 脂蛋白 - + 脂多糖 - + ⑥G+菌与G-菌的差别及与细胞壁的关系 革兰阳性菌 革兰阴性菌 与细胞壁关系 染色性 紫色 红色 细胞壁对酒精的通透性 抗原性 主要为磷壁酸 主要为外膜 细胞壁的化学组成不同 毒性 无内毒素 有内毒素 内毒素为G-菌细胞壁脂多糖 青霉素作用 有效 无效 青霉素作用部位为五肽交联桥 溶菌酶作用 有效 无效 溶菌酶作用部位为聚糖骨架 细菌细胞壁缺损型(bacterial L form 细菌L型):指细菌细胞壁的肽聚糖结构受到理化或生物因素的直接破坏或合成被抑制,在普通环境下不能生存,在高渗环境下仍可存活的细菌。 ①G+菌细胞壁缺失后,原生质仅被一层细胞膜包住,称为原生质体(protoplast); ②G-菌肽聚糖层受损后还有外膜保护,称为原生质球(spheroplast),对低渗环境仍有一定抵抗力; 细菌的L型生理学特性: ①形态因为缺少细胞壁而呈多形态,如球状、杆状、丝状等;(形态的多形性) ②不论是G+菌还是G-菌,绝大多数细菌的L型染色呈革兰阴性,着色不匀;(染色的革兰阴性) ③细菌的L型在低渗环境中易胀裂死亡,在高渗、低琼脂含血清的培养基中能缓慢生长,形成中间厚四周薄的“油煎蛋”样细小菌落,有的细菌L型也形成颗粒状或丝状菌落。(营养要求高,对渗透压敏感,高渗培养基,菌落油煎蛋样) 细菌的L型的复原:去除诱发因素后有的L型可回复为原菌,是否能回复取决于L型是否含有残存的肽聚糖来作为自身再合成的引物。 细菌的L型的致病:某些细菌的L型仍有致病能力,在临床上可引起慢性感染(肾盂肾炎、心内膜炎等)。常发生在使用针对细胞壁的抗菌药物治疗的过程中。 ㈡细胞膜(cell membrane): ①特点:结构与真核细胞基本相同,由磷脂和多种蛋白质组成,但不含胆固醇。 ②功能:与真核细胞类似:①渗透和运输作用;②细胞呼吸作用(与细胞呼吸、能量产生、存储和利用有关);③生物合成与分泌(与耐药有关,菌体的许多成分如肽聚糖、磷壁酸、磷脂、脂多糖等均在细胞膜上合成);④参与细胞分裂。 ③中介体(mesosome):细菌细胞膜向细胞质内陷,并折叠卷曲形成囊状或泡状物。中介体多见于G+菌,一个菌细胞内可有一个到数个中介体,常位于菌体侧面(侧中介体)或靠近中部(横隔中介体),一端连于细胞膜上,一端连于核质。由于中介体是细胞膜的延伸卷曲部分,它扩大了细胞膜的表面积,呼吸酶大量附着,可为细菌提供大量能量,其功能类似真核细胞线粒体,又称拟线粒体(chondroid)。中介体还与细胞分裂相关。 ㈢细胞质(cytoplasm):细胞膜包裹胶状物质,基本成分(六大营养物质)为水、无机盐、核酸、蛋白质、脂类、少量糖类。胞质内RNA含量较高,有较强嗜酸性。细胞质是细菌新陈代谢的重要场所。 ①核糖体:细菌蛋白质合成的场所。细菌(原核生物)核糖体与真核核糖体不同,故细菌核糖体可作为康僧俗靶点之一,药物如链霉素、红霉素能分别与核糖体上30S小亚基和50S大亚基结合,干扰蛋白质合成从而杀死细菌,同时不影响真核细胞核糖体。 ②质粒:染色体外的遗传物质,为闭合环状的双链DNA,控制细菌某些特定的遗传特性。可自行复制,但并非细菌生命活动必须的遗传物质,失去质粒的细菌可正常存活。一种质粒主要编码一种功能(结构)。 医学重要质粒:F质粒(致育性质粒)、R质粒(耐药性质粒)、Vi质粒(毒力质粒)等。 ③胞质颗粒:多为贮藏的营养物质,包括多糖、脂类物质、多磷酸盐等。许多细菌含有储藏高能磷酸键的多聚偏磷酸盐颗粒,称为纡回体。因其嗜碱性强,用美兰染色深,用特殊染色法可染成与细菌其他部分不同的颜色,故称异染颗粒,可作为鉴别细菌的根据。(白喉棒状杆菌) ㈣核质(nuclear material):细菌的遗传物质。细菌的核质是由一条双股环状DNA分子组成,DNA分子反复回旋盘绕成超螺旋体。功能与真核细胞的染色体相似。 08、细菌的特殊结构(某些细菌具备的结构,包括荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞) ①荚膜(capsule):某些细菌壁外包绕一层较厚的黏液性物质,①边界清楚,②与细胞壁牢固结合。约厚200nm(小于200nm称微荚膜)。 ①荚膜的化学组成:多数细菌的荚膜由多糖组成(复杂),少数细菌为多肽或糖与蛋白质复合物。荚膜对一般碱性染料亲和低,不易着色。 ②荚膜的形成:①细菌含有编码荚膜合成的基因; ②环境,即一般在动物体内和营养丰富的培养基(大量糖)中形成。 ③荚膜分子量大、结构复杂、处于细菌最外层,故具有良好抗原性,是血清学分型基础; ④荚膜的功能:①保护细菌:①抗吞噬作用:荚膜具有保护细菌抵抗宿主吞噬细胞的吞噬和消化作用。 ②荚膜能保护菌体避免或减少理化因素、不良环境、有害物质对细菌损伤,从而增强了细菌的侵袭力,故荚膜与细菌的致病性有关; ②黏附作用:荚膜多糖可使细菌彼此相连,黏附于组织细胞或无生命物质表面; ③与细菌抗原性相关:荚膜肿胀反应 ⑤荚膜的观察:荧光显微镜(荧光染色);荚膜特殊染色;墨汁负性染色(将菌体、背景染色); ②鞭毛(flagellum):在许多细菌(所有的弧菌和螺菌、约半数杆菌、个别球菌)的菌体上附有细长并呈波状弯曲的丝状物。鞭毛是细菌唯一运动器官(方向性运动),需用电子显微镜观察。 ①根据鞭毛的数量及部位将鞭毛菌分4类:①周毛菌、②丛毛菌(多根集中于一丛)、③双毛菌、④单毛菌; ②鞭毛蛋白为一种弹性纤维蛋白,具强免疫原性,各种细菌的鞭毛蛋白具高特异性,通称H抗原。 ③可根据细菌能否运动(有无动力)、鞭毛的数量、部位及特异的抗原性对细菌鉴定和分类; ④有些细菌的鞭毛与细菌吸附和致病性有关。 ⑤鞭毛的超微结构: ⑥鞭毛的功能:①运动器官,鞭毛菌可进行方向性运动以趋利避害; ②有些鞭毛与细菌致病性有关(活跃的运动能力、黏附等); ③鞭毛有抗原性(H抗原); ⑦鞭毛判断方法:①鞭毛染色后LM下可见;②LM下直接观察活菌运动(不染色);③半固体培养看动力(实验室常用方法);④EM观察; ③菌毛(pilus/fimbria):许多G-菌和少量G+菌的菌体表面有比鞭毛更细、更短、更直的丝状物。 ①菌毛的化学成分为菌毛蛋白,菌毛蛋白有抗原性。 ②按菌毛功能分普通菌毛和性菌毛: ①普通菌毛:多,遍布菌细胞表面,每菌可达数百根;是细菌主要的黏附结构,细菌通过其与宿主细胞表面的特异性受体结合;菌毛的受体常为糖蛋白或糖脂,与菌毛结合的特异性决定了宿主的易感部位。 ②性菌毛:仅见于少数G-菌,数量少,每个菌只有1-4根;比普通菌毛长而粗,中空呈管状;由致育因子F质粒编码(有性菌毛细菌称F+菌);介导质粒等遗传物质在细胞间的接合转移。性菌毛也是某些噬菌体吸附于菌细胞的受体。 ③菌毛只有在电镜下才能观察。 ④芽胞(spore):某些细菌在一定环境条件下,胞质脱水浓缩,在菌体内部形成的一个圆形或卵圆形小体。 ①产生芽胞的细菌都是G+菌。 ②芽胞是细菌的休眠形式。芽胞形成后,菌体逐渐崩解消失,芽胞从菌体脱落游离出来,细菌即失去繁殖能力;芽胞带有完整的核质、酶系统和合成菌体组分的结构,能保存细菌全部生命活动的物质,不直接引起疾病。当环境适宜时,芽胞又能发育成细菌的繁殖体,繁殖体大量繁殖可治病。一个细菌只能形成一个芽胞,一个芽胞发芽后也只能形成一个繁殖体,故芽胞的形成与发芽都不是细菌的繁殖方式。 ③芽胞的结构:成熟的芽胞是由多层膜结构组成,由内向外依次为核心(细菌完整核质、酶系统)及六层膜,包括:内膜(细菌原有细胞膜)、芽胞壁(含肽聚糖,发芽后形成细胞壁)、皮质(最厚,由特殊肽聚糖组成)、芽胞壳(蛋白质组成,致密、通透性差,抗理化因素渗入)、外膜(疏松脂蛋白膜)、芽胞外衣。 ④芽胞的形成条件:①细菌有形成芽胞的编码基因(染色体控制); ②环境中缺乏营养; ⑤芽胞对热、燥、辐射及消毒剂有很强抵抗力。 结构基础:①芽胞具有多层致密的膜结构,通透性低,理化因素不易进入; ②芽胞含水量少,蛋白质不易受热变性; ③芽胞的核心和皮质中含有大量DPA(吡啶二羧酸),其与钙结合的盐能提高芽胞中各种酶对热的稳定性,DPA是芽胞特有的成分,从芽胞渗出,其耐热性也随之消失; ⑥芽胞的大小、形状和在菌体内的位置随菌种而异,可鉴别细菌菌种。 ⑦将杀死芽胞作为消毒灭菌效果的指标。高压蒸气灭菌是杀灭芽胞最有效的方法。 09、细菌形态检查法 ①不染色标本检查法:①活菌轮廓;②动力 ②染色标本检查法:①单染色法 ②复染色法:①鉴别染色法:①革兰染色;②抗酸染色; ②特殊染色法:①荚膜染色;②鞭毛染色;③芽胞染色; 10、㈠细菌的化学组成: ①核酸含量各菌有别,但稳定,(G+C)%可作分类的依据; ②含有一些特殊物质(如肽聚糖、DAP(二氨基庚二酸)、DPA(吡啶二羧酸)等); ③糖、脂、蛋白质多为复合物且含量各异; ㈡细菌的物理性状: ①细菌为半透明体(有菌液体浑浊,浑浊程度可粗略判断菌数); ②体积小但表面积大(代谢旺盛、繁殖迅速); ③具有带电现象(菌体表面蛋白质的两性电离,一般G+菌等电点为2-3、G-菌为4-6,在体液环境中多带负电,是染色等特性基础); ④具有半透性; ⑤细胞内渗透压高; 11、细菌生长所需的营养物质 营养物质 营养成分 功能 水 营养物质可溶; 营养吸收和代谢; 碳源 糖类; 合成菌体成分;供给能量; 氮源 蛋白质、氨基酸; 合成菌体成分; 无机盐微量元素 磷、硫、钾、钠、钙、镁、铁、钴、锌、锰、铜等; 合成菌体成分(核糖体);维持酶活性;参与能量储存和转运(ATP);调节渗透压等; 生长因子 维生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶等 补充细菌自身不能合成的有机营养成分、呼吸辅酶; 细菌摄取营养物质的机制: 被动扩散:简单扩散;易化扩散 主动转运系统:依赖于周浆间隙结合蛋白(膜上镶嵌蛋白)的转运系统;化学渗透驱使转运系统;基团转移(耦联物质转运); 12、细菌的新陈代谢: 细菌的营养类型:①自养菌(autotroph);②异养菌(heterotroph); 13、细菌的能量代谢 ①发酵:以有机物为受氢体。大多数细菌共有的基本代谢途径为糖酵解,也是专性厌氧菌产能的唯一途径。 ②呼吸:以无机物为受氢体。 ①有氧呼吸:以分子氧为受氢体。需氧菌、兼性厌氧菌进行需氧呼吸。 ②厌氧呼吸:以其他无机物为受氢体。专性厌氧菌(无需氧电子传递链和完整的三羧酸循环) 需氧呼吸在有氧条件下进行,厌氧呼吸和发酵必须在无氧条件下进行。 14、细菌生长方式 ㈠单一细菌生长方式:细菌一般以简单的二分裂法增殖,在适宜条件下,多数细菌繁殖速度很快,繁殖一代所需的时间叫代时,大多数细菌的代时约20-30min。 ㈡细菌群体繁殖生长曲线:将一定数量的细菌接种于特定的、适宜细菌生长的液体环境中培养(液体培养基),连续定时(间隔一定时间)取样检查活菌数,可发现细菌的生长过程具有一定的规律性。以培养时间为横坐标,以培养物中活菌数的对数为纵坐标,所画的曲线称为生长曲线(growth curve)。 根据生长曲线可人为分四期: ①迟缓期(lap phase):细菌接种于培养基后最初一段时间,细菌为适应新环境,并为持续不断的分裂增殖做准备所需的时间。处于迟缓期的细菌菌体增大,新陈代谢旺盛,胞质内积累了充足的酶、辅酶和中间代谢产物,但不分裂增殖。迟缓期长短随菌种、菌龄和菌量而异,一般为接种后数小时。 ②对数期(logarithmic phase):细菌分裂最快的时期,一般仅几小时。细菌先经历短暂的加速期后进入对数期,活菌数直线上升。此期细菌性状典型(形态、染色性、生理活性等),对外界环境因素的作用敏感,因此,研究细菌的生物学性状(形态染色、生化反应、药物敏感试验等)应选用该期的细菌(如此期细菌对抗生素敏感,可用此期细菌做抑菌、抗菌、药敏试验)。 ③稳定期(stationary phase):由于培养基中营养物质消耗,有害代谢产物积累,该期细菌繁殖数与死亡数几乎相等,活菌数保持稳定,细菌形态、染色性和生理性状出现各种变异。细菌的芽胞、外毒素和抗生素等代谢产物大多在稳定期产生(收获代谢产物及芽胞)。 ④衰退期(decline phase):细菌繁殖越来越慢,死菌数越来越多并超过活菌数。此期细菌形态显著改变,出现衰退型或畸形,生理活动也趋于停滞。 细菌生长曲线只有在人工培养的条件下才能观察到。在自然界或人类、动物体内繁殖时,受多种环境因素和机体免疫因素的多方向影响,不可能出现在培养基中的那种典型的生长曲线。 15、细菌分解代谢产物 不同细菌所含代谢酶系不完全相同,对物质分解能力不同,产物也不同。检验细菌对各种基质的代谢作用及代谢产物,借以区别和鉴别细菌种类的生化试验称为细菌的生化反应。细菌的生化反应是鉴别细菌的重要依据。 ㈠与碳源(糖类)代谢产物有关的试验: ①糖酵解试验:不同细菌分解糖类的能力和代谢产物不同,观察细菌对葡萄糖、乳糖、麦芽糖、甘露糖、蔗糖(5糖)的发酵情况,有助于鉴别肠道细菌。糖酵解实验三种现象:产酸、产气、产酸又产气。(大肠埃希菌分解乳糖,而致病性肠道杆菌多不分解乳糖) ②VP试验:大肠埃希菌和产气杆菌均能发酵葡萄糖产酸、产气,两者不能区别,产气杆菌能使2分子丙酮酸缩合成中性的乙酰甲基甲醇。后者在碱性溶液中被空气氧化生成二乙酰,二乙酰与培养基中的胍基化合物发生反应生成红色化合物,视为VP试验阳性。大肠埃希菌为VP阴性。 ③甲基红(M)试验:产气肠杆菌分解葡萄糖产生丙酮酸,经脱羧后生成中性乙酰甲基甲醇,培养基pH>5.4,甲基红指示剂呈橘黄色,为甲基红试验阴性;大肠埃希菌分解葡萄糖产生丙酮酸,培养基≤4.5,甲基红指示剂呈红色,为甲基红试验阳性。 ④枸橼酸盐利用(C)试验:当某些细菌利用枸橼酸盐作为为一碳源时,可在枸橼酸盐培养基上生长,分解枸橼酸盐生成碳酸盐,并分解铵盐生成氨,使培养基由酸性变为碱性,使指示剂变色,视为试验阳性。大肠埃希菌不能在枸橼酸盐培养基上生长,为枸橼酸盐试验阴性。 ㈡与氮源(蛋白质、氨基酸)代谢产物有关的试验: ①吲哚(I)实验(靛基质试验):有些细菌(大肠埃希菌、变形杆菌、霍乱弧菌)含有色氨酸酶,能分解培养基中的色氨酸生成吲哚,与试剂中的对二甲基氨基苯甲醛作用,生成玫瑰吲哚而呈红色。 ②硫化氢试验:一些细菌能分解培养基中含硫氨基酸生成硫化氢,遇铅离子或亚铁离子生成黑色硫化物,为硫化氢试验阳性。 ③尿素酶试验:变形杆菌有尿素酶,能分解尿素产氨,使培养基变碱,为尿素酶试验阳性。 ④IMViC试验:常用吲哚(I)、甲基红(M)、VP(V)、枸橼酸盐利用(C)四种试验鉴定肠道杆菌。 16、细菌合成代谢产物(致病物质包括:热原质、毒素和侵袭性酶) ①热原质(pyrogen):又称致热源,是细菌合成的一种注入人体或动物体内能引起发热反应的物质。热原质耐高温,高压蒸气灭菌亦不被破坏,250℃高温干烤才能破坏。用吸附剂和特殊石棉滤板可出去液体中大部分热原质,蒸馏效果最好。大多G-菌细胞壁成分LPS及一些细菌蛋白质都是热原质。 ②毒素(toxin):毒素是病原性细菌合成的对人体和动物有毒性物质。 ①内毒素(endotoxin):即G-菌细胞壁成分脂多糖,菌体裂解后释放; ②外毒素(exotoxin):G+菌和少量G-菌在代谢过程中产生分泌出有毒性作用蛋白质。 侵袭性酶:某些细菌可产生具有侵袭性的酶,损伤机体组织,促使细菌侵袭和毒素扩散,是细菌重要的致病物质(产气荚膜梭菌的卵磷脂酶、链球菌的透明质酸酶等)。 ③色素:某些细菌能产生不同颜色的色素,有助于鉴别细菌。细菌的色素分两类:①水溶性,能弥散至培养基或周围组织(铜绿假单胞杆菌);②脂溶性,不溶于水故不弥散,只存在于菌体,使菌落显色而培养基颜色不变(白色/金黄色葡萄球菌)。 ④抗生素(antibiotics):某些微生物代谢过程中产生的一类能选择性抑制或杀死某些其他微生物的物质。抗生素大多由放线菌和真菌产生,由细菌产生的抗生素种类少,只有多粘菌素、杆菌肽等。 ⑤维生素:细菌合成某些维生素除供自身需要外,还能分泌至周围环境中。例如人体肠道内的大肠埃希菌能合B族维生素(B6、B12)和维生素K(K2),可被人体吸收利用。 ⑥细菌素(bacteriocin):某些菌株产生的一类具抗生作用蛋白质,作用范围狭窄,仅对近缘菌株有效。常用于细菌分型及流行病学调查。 17、细菌生长繁殖条件(细菌生长繁殖的必要条件为营养物质、能量、适宜环境) ㈠营养物质:一般细菌所需营养物质有水分、无机盐类、蛋白胨(或氨基酸)和糖等。对营养要求高的细菌还需要生长因子(一些细菌生长必需的,细菌本身不能合成的营养物质,如B族维生素、某些氨基酸、嘌呤、嘧啶等)。 ㈡酸碱度:营养物质的吸收、分解及能量的产生都需要酶参与,酶需要在一定酸碱度及温度下才能发挥作用。绝大多数细菌和放线菌生长最适宜的pH为中性或弱碱性(pH7.0-7.6)。(多数病原菌为7.2-7.6) ㈢温度:细菌生长的最适宜温度随细菌的种类而不同。大多数病原菌生长的最适宜温度与人体体温相同。 ㈣气体环境:与细菌生长有关的气体为氧气和二氧化碳,大部分细菌需要氧气来氧化营养物质,产生能量,供生长繁殖之用。厌氧菌必须在无氧环境中才能生长。根据细菌对氧气的需求分4类: ①专性需氧菌:具有完善的呼吸酶系统,需要分子氧做为受氢体以完成需氧呼吸,在无游离氧的环境中不能生长。结核分枝杆菌、霍乱弧菌; ②微需氧菌(苛氧菌):在低氧压(5%-6%)生长最好,高氧压(大于10%)则有抑制作用。一些腔道菌如:空肠弯曲菌、幽门螺杆菌; ③兼性厌氧菌:兼有需氧呼吸和发酵两种功能,不论在有氧或无氧环境中都能生长,但以有氧时生长较好。大多病原菌均属此类; ④专性厌氧菌:缺乏完善的呼吸酶系统,利用氧以外的其他物质作为受氢体,只能在无氧环境中进行发酵。在有游离氧存在时,不但不能利用反而将受其毒害甚至死亡。破伤风梭菌、肉毒杆菌; 专性厌氧菌在有氧环境中不能生长的原因:①氧化还原电势低,不能利用有氧环境中的营养物质;②缺乏超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶,不能消除氧负离子及过氧化氢的杀菌作用; 大多数细菌在新陈代谢中产生的二氧化碳已可满足需要,其参与三羧酸循环及一些有机物的合成。 ㈤渗透压:一般无需考虑。(嗜盐细菌) 18、细菌的培养 ㈠培养基:是适合细菌生长需要的各种营养物质配置,经灭菌后制成。 按其营养组成和用途分:基础培养基、营养培养基、合成培养基、鉴别培养基、选择培养基、厌氧培养基等; 按其形状分类:液体培养基、半固体培养基、固体培养基。 ㈡细菌在培养集中的生长表现: ①液体培养基:细菌生长后大多数呈均匀混浊状态,少数出现沉淀和菌膜,主要用于快速增菌。 ②半固体培养基:含0.5%琼脂,有鞭毛细菌生长后出现浑浊,无鞭毛细菌则延穿刺线生长。主要用于细菌的活动力和保存菌种。 ③固体培养基:含1%-2%琼脂,单个细菌生长形成成的肉眼可见的细菌集团叫菌落,挑取一个菌落,移种到另一个培养基中,生长出来的细菌均为纯种,称纯培养。主要用于分离鉴定细菌,做病原学诊断和生产菌苗用于预防。 19、消毒与灭菌的基本概念 ①消毒(disinfection):杀死物体上或环境中的病原微生物(不一定能杀死细菌芽胞或非病原微生物)的方法。用以消毒的化学药品称为消毒剂,一般消毒剂在常用浓度下,只对细菌的繁殖体有效,对细菌芽胞无效,需要提高消毒剂的浓度和延长作用的时间才能达到消毒目的。 ②灭菌(sterilization):用物理或化学方法杀灭物体上所有微生物的方法。灭菌比消毒要求高,包括杀灭细菌芽胞在内的全部病原微生物和非病原微生物。 ③无菌(asepsis):不存在任何活菌、无活病毒、真菌等微生物。 ④防腐(antisepsis):体外防止或抑制细菌生长繁殖的方法。用以防腐的药品称为防腐剂,防腐时细菌一般不死亡。使用同种化学药品在高浓度时为消毒剂,低浓度时常为防腐剂。 20、物理消毒灭菌法 ㈠热力灭菌法(机理:高温使菌体蛋白凝固变性) ①干热灭菌法:干热的杀菌作用是通过脱水干燥和大分子变性,一般细菌繁殖体在干燥状态下,80-100℃经1h可被杀死,芽胞需要160-170℃下2h才死亡。 ①焚烧:最彻底的灭菌方法(包括芽胞),适用于传染病科烈性病人使用物品及医疗器械等。 ②烧灼:实验室较常用,直接用火焰灭菌。 ③干烧:直接加热160-180℃,2h,适用于耐高温器皿(玻璃、陶瓷等) ④红外线:热效应只在照射表面产生(穿透力差)。 ②湿热灭菌法:最常用,比干热灭菌方法效果好。(①湿热中细菌菌体蛋白质较易凝固变性,②湿热的穿透力比干热大,③湿热的蒸气有潜热效应存在,水由气态变为液态时放出潜热,可迅速提高被灭菌物体的温度。) ①高压蒸气灭菌法:最有效的灭菌方法(医学最常规方法,可杀灭芽胞),121.3℃,15-20min。 ②煮沸消毒法:水煮100℃,5min(繁殖体),2h(部分芽胞)。 ③流动蒸汽消毒法:水蒸汽100℃,15-30min(繁殖体)。 ④间歇蒸汽灭菌法:反复多次流动蒸汽间歇加热灭菌,适用于不耐高温物品。 ⑤巴氏消毒法:较低的温度(71.7℃,30s)杀灭致病菌,适用于食品等。 ㈡辐射杀菌法(非电离辐射(日光、紫外线灯)、电离辐射(射线等)两种) ①紫外线:波长200-300nm的紫外线具有杀菌作用,干扰DNA的复制与转录(邻近T形成二聚体),但是紫外线穿透力较弱,适用于空气及不耐热物品的表面消毒。对眼结膜等有刺激。 ②电离辐射:包括高速电子、X射线和γ射线等,①细胞分子产生诱发辐射,干扰DNA合成;②破坏细胞膜,引起酶系统紊乱;③水分子经辐射产生游离基和新分子;适用于一次性医用塑料制品的消毒,食品的消毒不破坏其营养成分。 ③微波:波长1-1000mm电磁波,通过热效应发挥作用,有穿透性(金属除外),在有水环境中作用明显,适用于食物、食具、药杯、非金属器械、检验用品等。 ④超声波:频率高于20kHz而不被人耳感觉到的声波,通过水时具有空化作用,G-菌较为敏感,由于成本高很少使用,可用于粉碎细胞,提取细胞组分。 ㈢滤过除菌法:用机械性阻挡除去液体或空气中的细菌达到除菌目的。滤菌器是含有微细小孔(小于0.22微米),只允许液体或气体通过,而大于孔径的细菌等颗粒不能通过,滤过法主要用于一些不耐高温灭菌的血清、毒素、抗生素及空气等的除菌。一些比细菌更小病原微生物无法除去。 ①薄膜滤菌器、②玻璃滤菌器、③石棉滤菌器、④素陶瓷滤菌器; ㈤干燥与低温抑菌法:用于保存菌种。 21、化学消毒灭菌法(机制:①使菌体蛋白凝固变性,②使细胞内酶失活,干扰细菌的正常代谢,③破坏细菌细胞壁、膜等结构,导致内含物逸出) ㈠消毒剂按化学成分分类: 类型 作用机制 常用种类 酚类 蛋白质变性、细胞膜损伤 石炭酸 醇类 蛋白质变性 乙醇 氧化剂 氧化、蛋白质沉淀 高锰酸钾、碘酒、过氧乙酸 重金属盐类 氧化、蛋白酶变性 红汞、硫柳汞 表面活化剂 蛋白质变性、细胞膜损伤 新洁尔灭 烷化剂 染料 干扰氧化、抑制繁殖 ㈡消毒剂按杀菌能力分类: ①高效消毒剂:可杀死包括芽胞在内的所有微生物,适用于不耐热力,但要进入体内的物品,包括含氯消毒剂、过氧化物消毒剂醛类消毒剂、环氧乙烷等; ②中效消毒剂:不能杀死包括芽胞,可杀死繁殖体(包括结核分枝杆菌)、真菌、多数病毒,适用于纤维内窥镜、喉镜、麻醉器材等,包括含碘消毒剂、醇类消毒剂等; ③低效消毒剂:可杀死多数细菌繁殖体,不能杀死芽胞、结核分枝杆菌、某些抵抗力强的真菌和病毒,适用于皮肤、粘膜、物体表面和地面等,包括季胺盐类消毒剂、氯乙定、高锰酸钾等; ㈢消毒剂的应用: 消毒剂 常用浓度 适用范围 含氯消毒剂 有效氯量4g/L 饮水 过氧乙酸 0.2%-1% 皮肤、物体表面、空气 戊二醛 2% 医疗器械 碘酒 2.5% 皮肤、黏膜、物体表面 碘伏 2% 皮肤、黏膜、物体表面 乙醇 75% 医疗器械、皮肤 新洁尔灭 0.4%-1.6% 皮肤、黏膜、物体表面 高锰酸钾 1-10g/L 皮肤、黏膜、食具、蔬菜等 22、生物安全:指防范、处理微生物及其毒素对人体危害的综合性措施。 ㈠病原微生物的分类:根据病原微生物的传染性、感染后对个体及群体的危害性将其分为四类: ①Ⅰ类(29种):引起严重疾病,我国尚未发现或已消灭; ②Ⅱ类(70种):引起严重疾病,易直接或间接在个体间传播; ③Ⅲ类(275种):传播有限,所致感染可预防或治疗; ④Ⅳ类:通常对人或动物无致病性; ㈡病原微生物实验室的分级: 根据实验室对病原微生物的生物安全防护水平(BSL)及国家标准分为四级:BSL-1、BSL-2、BSL-3、BSL-4实验室。 23、噬菌体(bacteriophage/phage):感染细菌、真菌、放线菌、螺旋体等微生物的病毒,也是赋予宿主菌生物学性状的遗传物质。噬菌体只能在活菌内寄生,有严格宿主特异性,特异性取决于噬菌体吸附器官和受体菌表面受体的让分子结构和互补性。 ㈠形态结构: ①体积微小,EM下可见;无细胞结构,主要由蛋白质(构成头部外壳与尾部,保护核酸,决定噬菌体的表型特征)和核酸(位于头部中央,DNA/RNA,双链/单链,环状/线状)组成; ②多呈蝌蚪形,也有微球形和细杆形;蝌蚪形噬菌体由头尾两部分组成,头部由蛋白质衣壳包绕核酸组成,呈六边形立体对称;尾部为一中空管状结构(尾鞘包绕尾髓),与头部靠尾须、尾领相连,末端有尾板、尾刺、尾丝,尾板内有使宿主菌细胞壁裂解的溶菌酶。 ③抗原性:具有抗原性,能刺激机体产生抗体;抗体能阻止相应噬菌体侵袭敏感菌;主要表现在阻断吸附; ④抵抗力:比一般细菌繁殖体强; ㈡噬菌体与宿主的相互关系 噬菌体感染细菌有两种结果: ①噬菌体对增殖,细菌被裂解,此类噬菌体称为毒性噬菌体(virulent phage),建立溶菌性周期(毒性噬菌体在宿主菌内增殖过程)。 溶菌性周期三个阶段:吸附、穿入(脱壳)→生物合成(基因的复制、蛋白质的合成)→成熟与释放 ①吸附穿入:尾丝为吸附器官,识别宿主菌表面特殊受体,分泌酶类溶解细胞壁,使细胞壁出现小孔;尾髓收缩,将头部核酸注入宿主菌,蛋白质外壳留在菌细胞外; ②生物合成:进入菌细胞内核酸首先经早期转录产生早期蛋白质(核酸复制必须酶类);复制子代核酸;晚期转录产生噬菌体结构蛋白(头部外壳与尾部); ③成熟释放:蛋白质与核酸分别合成后按一定程序装配,形成成熟完整子代噬菌体;子代噬菌体达到一定数量后,由于噬菌体合成酶类溶解作用,菌细胞裂解释放噬菌体,再感染其他敏感细菌。 噬菌现象:①液体培养基:浑浊(有菌)变澄清; ②固体培养基:出现噬菌斑(噬斑形成单位:由一个噬菌体形成的透明空斑,测定噬斑形成单位数量可用于判断噬菌体浓度); ②噬菌体核酸与细菌染色体整合,称为前噬菌体(prophage,整合在细菌基因组中的噬菌体基因组),该细菌称为溶原性细菌(lysogenic bacteria,带有前噬菌体基因组的细菌),建立溶原性周期,这类噬菌体称为温和噬菌体(temperate phage)或溶原性噬菌体(lysogenic phage)。 溶原性周期:吸附、穿入(脱壳)→噬菌体核酸整合至细菌染色体→随细菌分裂分配至子代细菌染色体中 (溶原性噬菌体也存在裂解周期,自发或在一定条件诱导下,整合的前噬菌体脱离宿主菌染色体,进入溶菌性周期导致细菌裂解,产生新的成熟噬菌体。) ㈢噬菌体的应用: ①细菌的鉴定和分型(利用噬菌体与宿主作用高度特异性,可对未知细菌进行鉴定分型) ②分子生物学研究的重要工具(噬菌体基因数目少、结构简单、培养方便、生长迅速、变异和遗传易于控制和辨认) ①基因工程中外源性DNA片段载体;②λ噬菌体可用来构建基因文库;③噬菌体展示技术等; ③细菌性疾病的诊断和治疗 24、遗传(heredity):子代与亲代的生物学性状基本相同,且代代相传,使各种微生物的性状保持相对稳定。 细菌的遗传物质: ①染色体(chromosome):环状双螺旋的DNA长链、按一定结构反复回旋成松散的网状结构附着于横隔中介体或细胞膜上。细菌染色体携带绝大部分的遗传信息,决定了细菌的基因型。细菌染色体是裸露的核酸分子或与少量特殊蛋白质结合,缺乏组蛋白,无核膜包裹。 基因结构特点:①多为单拷贝基因;②功能相关的基因高度集中形成操纵子;③具有连续的基因结构,无内含子;④转录后的RNA无需剪切(可边转录边翻译);⑤大部分基因均能编码蛋白质; 致病岛(pathogenicity island,毒力岛):位于致病菌染色体上编码与毒力相关基因的外源性DNA片段,常为分子量较大(20-100kbp)的基因群,两侧往往含有重复序列或插入序列,其(G+C)摩尔分数与密码使用与宿主菌染色体有明显差异,其编码产物多为分泌性蛋白和细胞表面蛋白(溶血素、菌毛等)。 ②质粒(plasmid):细菌染色体外的遗传物质,主要为环状闭合双链DNA,存在于细胞质中,具有自主复制的能力。质粒并非细菌生命活动所必需,可以自然丢失,也可以在细菌间转移,其赋予细菌的某些重要的生物学性状,具有相容性与不相容性。 质粒的分类:①接合性质粒(可以通过细菌间的接合方式进行基因传递)与非接合性质粒; ②严紧型质粒(分子量大、拷贝数小、与染色体同步复制)与松弛型质粒(分子量小、拷贝数高、可独立复制,与染色体不同步复制,容易传递) ③相容性质粒与不相容性质粒(两种结构相似、密切相关的质粒不能稳定共存于一个宿主菌); ④具质粒基因编码的生物学性状分: ①致育性质粒(F质粒):与有性生殖功能关联,带有F质粒的细菌为雄性菌,具有性菌毛; ②耐药性质粒(R质粒):编码细菌对抗菌药物或重金属盐类的耐药性; ③毒力质粒(Vi质粒):编码与该菌致病性有关的毒力因子; ④细菌素质粒(col质粒):编码各种细菌产生的细菌素; ⑤代谢质粒:编码产生与代谢相关多种酶类; ③噬菌体(phage):通过噬菌体的感染将甲菌的基因片段转给乙菌的方式称为转导。噬菌体本身的基因转给宿主菌的传递方式为溶原性转换。 ④转座因子(transposable element):细菌染色体或质粒DNA分子中一段特异的核苷酸序列片段,可在DNA分子中随机转移,但须依附于染色体或质粒同时复制。 主要有:①插入序列(insertion sequence,IS):最小的转位因子,长度不超过2kb;不携带任何与插入功能无关的基因区域;往往插入后与插入点附近序列共同起作用,可能是原细胞正常代谢的调节开关之一; ②转座子(transposon,Tn):长度大于2kb,除携带与转位有关的基因,还携带多种结构基因;转座子可能与细菌的多重耐药性有关; ③转座噬菌体(Mu噬菌体):一些具有转座功能的溶原性噬菌体;当整合到细菌染色体上,能改变溶原性细菌的某些生物学性状;从细菌染色体分离脱落时,可能连带有细菌的DNA片段,故在遗传物质转移中起载体作用; ⑤整合子(integron,In):一种运动性的DNA分子,具有独特结构可捕获和整合外源性基因,使之转化为功能性基因的表达单位。可存在于染色体、质粒或转座子上,是细菌固有的遗传单位。又称为整合子-基因盒系统(integron - gene cassettes system) 结构:5'端保守区(5'CS);中间的可变区域(一个或多个基因盒);3'端保守区(3'CS); ①5'CS:①intI基因:编码整合酶integrase,催化基因盒整合至具有同源性的短序列(attI或attC)之间;据intI基因的不同,可将In分为六类; ②外源基因整合位点attI; ③两个启动区域:整合酶启动子、可变区启动子; ②3'CS:由3个ORF组成:①qacE(1:编码季胺类化合物耐药性;②sul1:编码磺胺类药物耐药性;③ORF5:功能不明; ③基因盒(gene cassettes):可移动的小分子DNA,仅携带一个基因和一个特异性重组位点(即attC),不含启动子,attC的两端为7个bp的回文序列,目前发现的基因盒携带的基因绝大多数为抗生素耐药基因; 25、变异(variation):在某些情况下,子代与亲代及子代与子代间生物学性状出现差异。变异分为遗传性与非遗传性变异: ①基因型变异(genotypic variation):即遗传性变异,指由遗传物质(基因)结构改变引起,如基因突变或基因重组等。这种变异的性状可遗传给子代。 ②表性变异(phenotypic variation):即非遗传性变异,指由外界环境因素作用引起的性状突变,其结构基因未改变,不能遗传。 26、细菌的变异现象: ①形态结构变异:细菌的大小和形态结构受外界环境因素影响可发生变异。 ①许多细菌在青霉素、免疫血清、补体和溶菌酶等作用下,细胞壁合成受阻,出现细胞壁缺陷型细菌(L细菌); ②将有鞭毛的普通变形杆菌点种在平板上,由于鞭毛的动力使细菌在平板上呈弥散生长,称迁徙现象,菌落形似薄膜(H菌落),若将此菌点种在含1%石炭酸培养基上,细菌失去鞭毛,细菌只能在点种处形成单个菌落(O菌落),通常将失去鞭毛的变异称为H-O变异; ②抗原性变异:肠道杆菌的细胞壁表面有一层多糖重复单位,为该菌O抗原,具有属的特异性;鞭毛主要成分为蛋白质,为该菌H抗原,具有种特异性; ③菌落变异:一般而言,光滑(S)型菌的致病性强,菌落从S型变为粗糙(R)型,称S-R变异,此变异常见于肠道杆菌。S-R变异往往伴有其他性状的改变,如毒力、抗原性和生化反应等,为全面变异。 (光滑型菌落→陈旧培养基中长期培养、失去LPS特异性多糖重复单位→粗糙型菌落(R)); ④毒力变异:毒力的增强或减弱。(白喉棒状杆菌→β棒状噬菌体→获得白喉毒素); ⑤耐药性变异:有些细菌对某种抗菌药物可由敏感变为耐药,并可同时表现耐受多种抗菌药(多重耐药性),甚至产生药物依赖性; 27、细菌变异机制 ㈠突变(mutation):生物体的遗传物质(核酸)的结构发生突然而稳定的改变,可导致生物某些性状发生遗传性变异。 包括:①基因突变(point mutation,点突变):一个基因内部由于一对或少数几对碱基置换、缺失、插入而引起的突变,涉及变化范围小; ②染色体畸变:大段染色体缺失、重复、易位、倒位,即较大范围遗传物质结构改变; 共性:①随机性和不对应性:细菌各种形状的突变可以在没有人为诱导作用的情况下自发地产生,基因突变的发生在时间、个体、位点、所发生表形变化等方面都具随机性,突变的性状与引起突变的原因见没有直接对应关系,即不对应性; ②稀有性:细菌自发突变率很低(突变率:生长在微生物群体中,每一细胞的某一性状在每一代中独立发生突变的概率。),在一定条件下,某种微生物某一特定性状的自发突变率是稳定的; ③可诱导性:通过人为的理化因素处理,可提高自发突变率,即诱变(induced mutation),凡能显著提高突变率的理化因素都称为诱变剂(mutagen),包括紫外线、高温、辐射、各种碱基类似物、亚硝酸盐、烷化剂等。 ④可逆性:通常把从自然界获得的未发生突变的原始菌株称为野生型(wild type)菌株,吧经突变后性状改变的菌株称为突变型菌株,野生型经突变成为突变型菌株后,经再一次突变,有时突变性又获得野生型菌株表现型,这种类型第二次突变即回复突变。 ㈡基因转移与重组: 基因转移(transfer):供体菌(donor)DNA转移给受体菌(recipient)的过程。 基因重组(recombination):进入受体菌的外援DNA能够复制,导致其基因型发生改变成为重组体或重组菌。 细菌之间的DNA转移与重组可在短时间内产生不同基因型的个体,适应环境条件,接受自然选择,这是形成细菌遗传多样性重要因素。 ①转化(transformation):受体菌直接摄取供体菌游离的DNA片段使受体菌获得新的性状的过程。 转化的条件:①供、受体菌具有同源性;②受体菌处于感受态(对数生长期); 转化因子(transforming principle):转化过程中参与转化的DNA片段;相对分子量约10^6-10^8,同源未变性的双链DNA分子是有效的转化因子; 感受态(competence):受体菌能够从周围环境中捕获外源DNA分子进行转化的生理状态。感受态常出现在细菌的对数生长期。处于感受态的受体菌表面带有大量吸附DNA的受体,包括DNA结合蛋白、细胞壁自溶素、各种核酸酶。 转化过程:①转化因子的结合与进入:转化因子(双链DNA分子)与感受态受体菌细胞表面受体结合(结合对双链DNA是特异性的),结合后转化因子被核酸内切酶将双链中的一条链切成适当大小片段,再由细胞膜上的核酸外切酶将其降解,产生的能量协助另一条链进入受体菌。 ②转化因子的整合:吸收进入受体菌的单链DNA以某种被保护的形式被转运到受体菌染色体同源区段,在多种酶、蛋白参与下,单链供体DNA与受体菌染色体同源区段发生置换型重组,形成杂合双链分子,未被整合供体菌单链DNA及被置换出的受体菌单链DNA被降解。 ③转化子的产生:单链转化DNA完成整合并形成杂合双链分子后,可通过两条途径产生转化子: ①通过错配修复将不配对的受体菌碱基切除,再经修复合成后形成的转化子; ②杂合双链分子不经错配,经细胞分裂后在部分子代细胞中出现转化子。 ②接合(conjugation):细菌通过性菌毛直接接触,将遗传物质(主要是质粒DNA)从供体菌转移给受体菌,使受体菌获得供体菌部分遗传性状的过程。 特点:供、受体菌直接接触。 ①F质粒的接合: 根据是否存在F质粒及其存在方式,分四种接合型菌株: ①F+菌株:指含有F质粒且F质粒以自主复制形式存在的菌株; ②F-菌株:指不含F质粒的菌株; ③Hfr菌株(High frequency of recombination,高频重组菌株):F质粒通过同源重组整合到宿主菌染色体上,随染色体一起复制,整合后的细菌能以高频率转移该菌染色体上的基因。Hfr菌株具有F性菌毛,菌上的F质粒也可被正常切割使Hfr菌变为F+菌。 ④F’菌株:Hfr菌上的F质粒被异常切割时常带有染色体上几个邻近的基因,即F’质粒,含有F’质粒的菌株即F’菌株。 结合方式:①F+ × F- → 2F+ ;F+通过性菌毛连接F-菌株,性菌毛收缩使F+与F-菌株直接接触形成接合对,质粒一条链在转移起始点(ori)处断裂,5’-端延伸转移入F-菌株细胞,几乎同时F+、F-菌株细胞内F质粒进行滚环模式的DNA复制,F-菌株转变为F+菌株。 ②Hfr × F- → F- ;Hfr菌株染色体DNA一条链于F质粒的oriT处断裂,DNA转移时首先是oriT和F质粒先导区进入受体菌,然后是染色体DNA,最后是F质粒。①只传递染色体DNA,几乎不传递质粒;②传递DNA长度与接合桥形成时间成正比例; ③F’× F- → 2F’;同F+、F-菌株接合。F’质粒可独立存在自主复制,包含在其中的细菌染色体基因同时表达,从而受体菌能高效表达供体菌的遗传标记,这种通过F’质粒的转移导致其再感染菌改变遗传性状的现象称为性导。 ②R质粒的接合: R质粒与耐药性有关,尤其与多重耐药性有关。耐药质粒接合转移方式主要出现在G-菌中,特别是肠道杆菌,接合性耐药质粒通过接合方式可以在同种属细菌间或不同种属细菌间传递,通过耐药质粒的接合,细菌耐药性可迅速传播。 R质粒的组成:①耐药传递因子(RTF):编码耐药因子转移时所需的性菌毛; ②耐药决定因子(r决定子):编码对抗菌药物的耐药性,具有一至数个耐药基因(几个转座子连接相邻排列),可同时对多种抗菌药耐药; ③转导(transduction):以噬菌体为媒介(载体),将供体菌DNA片段转移到受体菌内,使受体菌获得新的遗传性状。将通过转导而获得新遗传性状的受体菌称为转导子。 ①普遍性转导(generalized transduction):通过噬菌体将供体菌任意DNA片段(基因片段)转移到受体菌的转导现象,由裂解末期的装配错误所致。 分为:①完全转导:若进入的DNA片段与受体菌染色体整合或重组,随染色体而传代。 ②流产转导:若进入的DNA片段不能整合至受体菌染色体,而游离于细胞质中不能进行自我复制。流产转导在遗传上是不稳定的。 ②局限性转导(restricted transduction):前噬菌体从宿主菌染色体上脱离时发生偏差,将前噬菌体两侧的宿主染色体基因转移到受体菌,使受体菌的遗传性状发生改变的过程。 普遍性转导与局限性转导的区别 区别 普遍性转导 局限性转导 基因转导发生的时期 裂解期 溶原期 转导的遗传物质 供体菌染色体DNA任何部位或质粒 噬菌体DNA及供体菌DNA的特定部位 转导的后果 完全转导或流产转导 受体菌获得供体菌DNA特定部位的遗传特性 转导频率 受体菌的10-7 较普遍转导增加1000倍(10-4) ④溶原性转换(lysogenic conversion):当噬菌体感染细菌时,噬菌体作为供体,宿主菌染色体中整合了噬菌体的DNA片段,而获得新的遗传性状。 ⑤原生质体融合(protoplast fusion):两种不同的细菌经溶菌酶或青霉素等处理,失去细胞壁成为原生质体后进行彼此融合的过程。聚乙二醇可促使二种原生质体的融合。一种人工基因转移系统,本质上与基因转移无关或关系很小。 28、感染(infection):细菌突破宿主防御机能,侵入机体生长繁殖、释放毒性物质引起不同程度的病理过程。 ①致病菌(pathogen):能引起感染或宿主疾病的细菌,也称病原菌(pathogenic bacterium); ②非致病菌:不能造成宿主感染的细菌; ③条件致病菌(conditioned pathogen):一些微生物在机体健康或正常情况下不致病,只有在抵抗力低下时才导致疾病(一定条件下才具有致病能力),又称机会致病菌(opportunistic pathogen),包括来自机体的正常微生物和潜伏的致病菌,及来自外界的非致病菌和潜在致病菌。 机会致病菌的感染条件:①寄居部位的改变;②免疫功能下降;③菌群失调; 常见的机会性致病菌:细菌中以革兰阴性杆菌居多,尤以大肠埃希菌、克雷伯菌属、假单胞菌属最常见; 真菌中以白假丝酵母菌最常见。也可见曲霉菌和毛霉菌感染。 机会性致病菌的主要特点:①毒力弱或无明显毒力;②常为耐药菌或多重耐药菌;③新的机会性致病菌不断出现; 29、正常菌群(normal flora):指定植在健康人或动物特定部位,数量大,种类较稳定,一般不引起机体病理表现并能发挥有益作用的细菌及其他微生物种群。主要分布于体表、胃肠道、呼吸道等与外界相通腔道黏膜表面。 正常菌群的生理作用: ①生物拮抗,致病菌侵袭机体,首先需要突破皮肤黏膜生理屏障,正常菌群作为生物生物屏障不仅能阻止外来致病菌突破皮肤黏膜生理屏障而侵袭机体,也能维持正常菌群内部的平衡,以保护机体免受感染。 拮抗作用机制: ①生物屏障作用:正常菌群通过其配体与相应上皮细胞表面受体结合而黏附,能形成微菌落及生物膜,发挥屏障及占位性保护,产生定植抗力,使外来致病菌不能定植而通过侵入门户侵袭机体; ②化学屏障作用:产生有害代谢产物,如生物酶及活性肽的杀菌作用,抗生素与细菌素的作用等。 ③营养竞争作用:因不同细菌酶类不同,对营养物质的利用能力不同,在一定营养物的环境中,正常菌群通过竞争营养,大量繁殖而处于优势地位; ②营养作用:正常菌群参与机体新陈代谢、营养物质转化及合成,主要体现在利用氮、糖代谢、维生素合成等; ③免疫作用:正常菌群作为抗原既能促进机体免疫器官的发育,也能刺激其免疫系统发生免疫应答,产生免疫效应物质如sIgA、效应T细胞等有限制正常菌群本身的危害作用,也对具有与正常菌群发生交叉反应抗原的致病菌产生一定抑制或杀灭作用; ④抗衰老作用 ⑤抗肿瘤作用:①通过自身产生的多种酶类将某些致癌物或前致癌物转化为无害物质; ②通过激活巨噬细胞等发挥免疫功能,提高其吞噬能力而抑制肿瘤; 30、微生态平衡和失调 ㈠微生态平衡:指正常微生物群与宿主生态环境在长期进化过程中形成生理性组合的动态平衡,是一种在共同环境因素影响下、正常微生物群与宿主所形成的相互依赖的相互制约的统一状态,并始终处于动态变化中。 微生态平衡的影响因素(微生物群、宿主、环境三方面):(正常微生物群与宿主生态环境的动态生理性组合) ①宿主因素:正常微生物群随着人体不同发育阶段及其生理功能变化而变化。在外界环境因素影响下,宿主病理状态对正常微生物群也产生明显影响。 ②正常微生物群: ①定位:指生态环境。某一部位常住菌称为原籍菌,多半是对人体有益的正常微生物群,但若转移至另一生态环境则变为外籍菌,可能造成感染等危害。 ②定性:指正常微生物群的种类。在某一生态环境中正常微生物群的种类是相对稳定的。 ③定量:指某生态环境中正常菌群的总菌数和各菌群的活菌数。优势菌往往是决定微生态平衡的关键因素。 ㈡微生态失调:指正常微生物群与宿主之间的平衡在外界环境因素影响下被破坏,由生理性组合转变为病理性组合的状态。 包括:菌群失调和定位转移。(菌群失调(dysbacteriosis)及菌群失调症:正常菌群中各种细菌数量比例发生大幅度改变由此出现的不平衡状态,常导致二重感染的出现。二重感染:长期使用抗菌药物治疗原有感染过程中出现的一种新感染。) 微生态失调的原因: ①使用抗生素:机体因感染性疾病使用抗生素,特别是长期服用广谱抗生素后,正常菌群中的敏感菌被抑制或杀灭,耐药菌大量繁殖而致病,这是抗菌药物治疗原感染性疾病或预防某些微生物感染过程中发生的一种新感染,即二重感染(重叠感染),是一种菌群失调症。 ②正常菌群寄居部位改变:正常菌群寄居部位改变,进入正常无菌部位就可引起疾病。 ㈢微生态失调的防治 ①保护宏观生态环境 ②保护微生态环境:①消除引起或保持微生态失调的病理状态;②消除或缓解异常的解剖结构; ③增强机体免疫力:①改善机体的营养状况;②科学地应用免疫调节剂,提高机体免疫能力;③适当地体育锻炼; ④合理应用抗生素:①适量:有针对性;②药敏实验:尽量保护厌氧菌; ⑤微生态调节剂的应用:益生菌:正常微生物的优势菌群,主要有乳杆菌、双歧杆菌、肠球菌等;益生元:促进正常微生物群生长繁殖的物质,主要为一些新型寡聚糖; 31、致病性(是指细菌能引起疾病的性能) 致病性 毒力 (virulence) (LD50 ID50) 侵袭力 细菌表面结构 侵袭性酶 毒素 外毒素 内毒素 数量 侵入门户 ㈠侵袭力(invasiveness):病原菌有突破宿主皮肤、黏膜生理屏障等免疫防御机制,进入机体定植、繁殖并向周围扩散的能力,包括荚膜、黏附素和侵袭性物质等,主要涉及菌体的表面结构和释放的侵袭蛋白或酶类。 ①黏附与定植:黏附是微生物与宿主发生关系的普遍性生物现象,是感染的第一步。细菌的黏附能力与致病性密切相关。 ①黏附现象,包括:游走细胞(planktonic)、微菌落(microcolony)、细菌生物膜(biofilm),均利于细菌在宿主体内生存。不同种类的微生物及不同的感染条件下,黏附方式和部位可不同。细菌的生物膜和微菌落是细菌抵抗不利环境,营造合适的微生境(niche),以利于生存的一种黏附定植式群体生存方式。 微菌落:细菌通过表面的黏附结构使细菌黏连在一起,形成的肉眼看不到的细菌集落。 生物膜:细菌被自身分泌的含水多聚基质包裹,并附着于惰性或活性表面的细菌细胞组成的结构群体,可为不同种属的细菌共同形成,其结构主要为伸出于细胞表层的胞外多糖。 微菌落和生物被膜的作用:①抵抗免疫细胞、免疫分子及药物的攻击; ②可克服液态流的冲击而持续生存; ③通过接合机制快速传递耐药基因; ④与许多慢性、难治性感染及医院内感染密切相关; ②黏附性结构物质:细菌体表的一种或多种能与宿主细胞或宿主成分黏附的结构物质或成分,是细菌的体表结构的组成部分,包括:普通菌毛、荚膜、微荚膜等。 黏附素包括:①菌毛;②非菌毛黏附素:LTA、胞外多糖、荚膜多糖等; ③黏附机制特点: ①机制多样化(细菌与宿主细胞之间的静电吸引、疏水作用、阳离子桥联作用、配体-受体相互结合等); ②细菌配体与宿主细胞受体间的相互结合是关键作用,是感染的真正起点。宿主通过表面黏附物质与宿主细胞结合后,配体与受体分子会发生构象变化,并作为信号分子分别传递给细菌细胞和宿主细胞,引起双方生理生化变化; ③细菌配体与宿主细胞受体的结合大多具有组织趋向性。不同种的细菌以不同的配体与不同种宿主结合。病原体的配体与受体的特异性结合及其相互作用,具有种属特异性(由基因控制); ②侵袭性物质:(侵入指某些毒力强或具有侵袭能力的病原菌主动侵入非吞噬细胞的感染过程) ①侵袭基因(inv基因)编码产生的侵袭素蛋白,能介导细菌侵入邻近上皮细胞; ②侵袭性酶在扩散中发挥主要作用,如:透明质酸酶、链激酶、链道酶等; ③整合素与细胞骨架,连接细胞内外环境,通过信号传递,利于细菌入侵、存活及扩散; ③抗吞噬:荚膜及微荚膜等具有抗吞噬作用;血浆凝固酶; ㈡毒素:细菌在生长繁殖中产生和释放的毒性成分。直接或间接损伤宿主细胞、组织和器官,干扰其生理功能。 ①外毒素(exotoxin):主要由G+菌和部分G-菌产生并释放到菌体外的毒性蛋白质。一种细菌可产生多种外毒素,根据外毒素种类和作用机制不同,外毒素可分为神经毒素、细胞毒素、肠毒素三大类。 ①化学成分为蛋白质:多数外毒素由A、B两个亚单位组成,A亚单位是毒性部分决定毒素的致病作用,B亚单位无致病作用,是介导外毒素分子与靶细胞结合的部位,具有对靶细胞的亲和性; ②对理化因素不稳定,一般不耐热; ③抗原性强,诱导形成的抗体有中和外毒素作用,称抗毒素。外毒素可用于人工方法处理脱毒(改变A亚基单位活性)但保留抗原性,从而制成类毒素。 作用特点:①毒性强; ②作用有高度的组织选择性,通过与靶细胞表面受体结合,引起特征性的病变; ③0.3-0.4%甲醛处理后,外毒素可被脱去毒性,保留抗原性而成为类毒素 外毒素的编码基因:①染色体;②质粒;③前噬菌体; 外毒素的分类:①神经毒素(neurotoxins):直接损伤神经组织,引起神经传导功能紊乱; ②细胞毒素(cytotoxins):直接损伤宿主细胞,包括抑制蛋白质合成、损伤细胞膜等。 据破膜机制分为成孔毒素和磷脂酶类两类; ③肠毒素(enterotoxins):作用于肠上皮细胞,引起功能紊乱; ②内毒素(endotoxin):G-菌细胞壁中的结构组分(脂多糖,LPS),在细菌死亡崩解时大量释放。 ①内毒素是G-菌的主要毒力因子; ②理化性质稳定,可耐热100℃,1h不失活; ③抗原性较弱,产生抗体不具中和作用; 作用特点:①毒性相对较弱; ②毒性广泛、无组织选择性; ③不能被甲醛脱毒为类毒素; 脂多糖结构:①类脂A:主要毒性成份; ②非特异多糖:具属特异性;③特异多糖:具种特异性; 生物学活性: ①发热反应:极敏感。LPS激活单核-巨噬细胞、致敏淋巴细胞,产生多种细胞因子,其作为内源性热原质作用下丘脑,使其释放介质作用于体温调节中枢,最终引起发热反应; ②白细胞反应:当血循环中出现内毒素并急剧增加时,白细胞数先急剧减少(与其大量移行并能黏附于组织毛细血管床有关),数小时后,骨髓中中性粒细胞大量释放入血,使血中白细胞数急剧升高; ③Shwartzman现象与弥漫性血管内凝血(DIC):DIC由G-菌感染后所产生的内毒素引起的常见临床重症,死亡率高。发生机制是因血循环中大量内毒素作用导致低血压,血流缓慢,血细胞大量在小血管和毛细血管积累,导致血管阻塞,血液灌注不足,组织缺氧,酸中毒,血管麻痹性扩张,激活凝血系统,血液凝固。大量、广泛性血管内凝血使凝血因子迅速消耗,引起广泛性出血,进行性器官缺血、坏死,功能衰竭。 ④内毒素血症与休克:当血液中有G-菌大量繁殖(败血症)或病灶释放大量内毒素或输入大量被内毒素污染的液体,机体会出现内毒素血症,可引起休克的严重病理变化,以全身小血管舒缩功能紊乱而出现微循环衰竭和低血压为特征,组织器官有效循环血量灌注不足而至休克。 ⑤免疫调节作用:小量内毒素可激活免疫细胞,诱导产生多种细胞因子,增强非特异性免疫功能。 外毒素与内毒素区别 外毒素 内毒素 来源 G+菌、部分G-菌;活菌分泌或细菌崩解后释出; G-菌;细胞壁组分,菌裂解后释出; 化学成分 蛋白质; 脂多糖; 稳定性 60-80℃,30min被破坏; 160℃,2-4h被破坏; 毒性作用 强,对组织器官有选择性毒害效应,引起特殊临床表现; 较弱,各菌的毒性效应大致相同,引起发热,白细胞增多,微循环障碍、休克、DIC等; 抗原性 强,能刺激机体产生抗毒素;甲醛液处理脱毒形成类毒素; 弱,能产生抗体但无中和作用;甲醛液处理不形成类毒素; ㈢细菌入侵的数量:与细菌的毒力成反比例(毒力越强,引起感染所需的菌量越小); ㈣细菌入侵的部位:各种致病菌有其特定的侵入部位,与致病菌需要特定的生长繁殖微环境有关; 32、抗细菌感染免疫的特点 感染类型 常见微生物 主要免疫类型 胞外菌感染 葡萄球菌、链球菌等; 体液免疫为主,抗体协同吞噬细胞杀灭清除细菌; 胞内菌感染 结核杆菌、麻风杆菌等; 细胞免疫为主,主要是产生多种细胞因子发挥作用; 外毒素感染 白喉杆菌、破伤风杆菌等; 体液免疫为主,特异性抗毒素与毒素产生中和作用; 33、细菌性感染的传播 ㈠细菌感染的来源: ①外源性感染:引起感染的细菌来源于宿主体外。主要见于较强或强毒力的病原体引起的传染病。 传染源包括:①病人:感染后从潜伏期一直到病后的恢复期通过接触或从环境中传给周围正常人; ②带菌者:指恢复期传染病患者及携带有某种病原菌但未出现临床症状的人,即隐性感染者,其体内病原菌可停留一段时间,与宿主机体处于相对平衡状态。 ③患病及带菌动物:可引起人兽共患病(鼠疫、炭疽等)。 ②内源性感染:来自宿主自身的细菌给感染。主要指来自宿主机体内正常菌群及某些曾感染过而潜伏下来的微生物的重复感染。当大量使用广谱抗生素导致菌群失调及各种原因使机体免疫力降低时,感染常发生。 ㈡传播方式:①水平传播(horizontal transmission):病原菌通过直接接触或间接的中间过程从人到人、动物到人等方式引起的感染,包括从病人、带菌者、带菌动物传播到其他个体。 ②垂直传播(vertical transmission):许多细菌、病毒、支原体、衣原体等通过胎盘或产道可通过母体进入胎儿的传播方式。 ㈢传播途径:指病原体进入宿主门户及排出途径,主要指外源性感染途径,不包括内源性感染。 ①经黏膜感染:①呼吸道:病原菌通过呼吸道侵入引起感染,病原菌从病人、带菌者活动五痰液、唾液等分泌物,通过接触或气溶胶、空气飞沫即沾有病原菌灰尘等方式进入呼吸道引起; ②消化道:病原菌通过消化道侵入引起感染,大多因食物、饮水被患者及带菌者粪便等排泄物污染后又被摄入消化道引起,称粪-口途径。这些病原菌都能抵抗胃酸和胆汁并在外界有一定存活能力的微生物(肠道杆菌)。 黏膜感染有两种情况:①一般只在局部表面引起感染(百日咳鲍特菌);②病原菌先在局部轻微感染,再突破黏膜扩散到体内其他靶器官、组织,(结合)引起感染,其主要通过血液扩散(伤寒沙门菌)。 ③经皮肤感染:皮肤的机械损伤、烧伤、动物叮咬等可导致病原菌入侵,(铜绿假单胞菌、致病性葡萄球菌引起化脓性感染)。泥水、人和动物粪便中可有病原菌的芽胞,当芽胞进入深部伤口可发芽繁殖,产生毒素致病,(破伤风梭菌、气性坏疽病原菌的芽胞)。 ④性接触:主要通过人类自身的性行为方式引起的传播,这些疾病称性传播疾病(STD)。STD种类多、传播快,其中一些危害严重。引起STD的微生物有:细菌、病毒、支原体、衣原体、螺旋体、真菌及某些寄生虫。STD同时可引起垂直感染,是某些先天性感染的重要原因,(淋病奈瑟军菌、衣原体、梅毒、HIV等均能引起垂直感染)。 ⑤经血液:通过输血注射及使用血制品感染(梅毒、乙型肝炎病毒、HIV、丙型肝炎病毒等)。 ⑥经节肢动物:人畜共患疾病以节肢动物为媒介传播(蚤传播鼠疫耶氏菌、蚤传播流行性斑疹伤寒立克次体)。 34、细菌性感染的类型 ㈠隐性感染(inapparent infection):当入侵病原菌的毒力较弱,数量较少或机体的免疫防御功能正常或相对较强时,细菌感染对机体损害较轻,不出现明显临床症状,称隐性感染。引起感染的微生物往往不被宿主机体彻底消灭,而是维持一定数量在人群中传播。 ㈡显性感染(apparent infection):当病原菌毒力强、数量多,同时宿主机体免疫功能相对较弱时,或因感染强毒株克隆而缺乏特异性免疫力时,病原菌入侵后生长繁殖引起不同程度组织器官损伤,导致病理生理变化,出现临床症状或体征,称显性感染。 根据感染程度,在临床上可分: ①急性感染(acute infection):表现为突然发作,症状明显,病情急,一般病程短,维持数日至数周,痊愈后外源性病原体从宿主体内消失。细菌性感染大多为急性并见于胞外菌感染。(流行性脑膜炎、霍乱、产毒性大肠杆菌及痢疾志贺菌所致腹泻等) ②慢性感染(chronic infection):病情缓慢,相对较轻,病程长,可持续数月至数年,可反复。大多由胞内菌引起。(结核分枝杆菌引起结核等) 根据感染发生部位及扩散程度可分:①局部感染、②全身感染; 细菌感染发生后,在宿主机体内的扩散方式多种多样,取决于不同种类细菌的致病性质、宿主机体的免疫力和感染的不同阶段等多种情况。一般情况下在感染早期阶段,细菌生长繁殖处于优势,扩散能力强于感染后期。某些细菌一般只发生局部感染而不发生全身扩散,但是许多细菌可发生全身扩散,到达特定靶器官、组织,常表达为两次菌血症。 ①局部扩散:①局部表层扩散:某些细菌仅对某部位的皮肤或黏膜有组织趋向性,在初步黏附定植后,再向周围扩散。呼吸道、消化道、泌尿生殖道黏膜被一层液相黏液所覆盖。当细菌在某一点确立感染后,通过增值而向周围扩散。通常仅局限于上皮层感染的细菌有痢疾志贺菌、百日咳鲍特菌、白喉棒状杆菌。 ②局部深层扩散:某些细菌虽能克服皮肤或黏膜天然屏障,进入皮下或粘膜下组织,但可被免疫机制阻挡于局部淋巴结,在自然状态下细菌感染向纵深及全身扩散,一般大多进入淋巴系统。 ②全身扩散:感染的全身扩散指细菌突破皮肤或黏膜后,主要进入血液扩散,但并非指全身所有组织器官均被引起感染,而大多数通过血液流到特定靶细胞的感染。血液是细菌在体内扩散的最有效的方式,因为血液可在数分钟内到达任何组织器官。某些细菌进入血管内皮细胞,在局部增殖。毛细血管床血流缓慢,易于细菌黏附侵入。 35、全身细菌性感染:多见于胞外菌急性感染,为感染后或发展后,病原菌及其毒素代谢产物出现于血液并向全身扩散引起的全身急性症状。全身细菌性感染多为重症。 ①菌血症(bacteremia):病原菌由局部侵入血流引起轻微症状。见于某些细菌在体内的播散过程,细菌仅短暂出现与血液中,不生长繁殖或极少量繁殖。(脑膜炎奈瑟菌、伤寒沙门菌等第一次进入血液) ②毒血症(toxemia):产生外毒素的病原菌在局部组织生长繁殖,外毒素进入血循环,并损害特定靶器官、组织所出现的特征性毒性症状。(白喉、破伤风等) ③内毒素血症(endotoxemia):G-菌在宿主体内感染使血液中出现内毒素引起的症状。其症状可轻可重,因血中内毒素的量不同而异,轻则仅发热或伴轻微不适,重则出现DIC、休克、死亡等严重症状。 ④败血症(septicemia):病原菌侵入血液并在其中大量生长繁殖、产生的毒性代谢产物(包括外毒素或细胞崩解死亡释放出的内毒素等毒力因子)所引起的全身性严重中毒症状。G+菌和G-菌均可引起,症状主要为高热、皮肤和黏膜淤血、肝脾肿大、肾衰竭等。 ⑤脓毒血症(pyemia):化脓性细菌侵入血液后,在其中大量繁殖,并通过血流扩散到机体其他组织或器官,产生新的化脓性病灶所引起的症状。(金黄色葡萄球菌脓毒血症) 36、医院感染(hospital infection),又称医院内感染(nosocomial infection)或医院内获得性感染(hospital acquired infection),指病人在住院期间发生的感染和在医院内获得而在出院后发生的感染,医院工作人员在医院内获得的感染。 特点为:①规定感染对象为一切医院内活动的人群,包括住院(主)和门诊患者、探视者、陪护及医院工作人员; ②规定感染发生地点必须在医院内,感染发生的时间界限指患者在医院期间和出院后不久发生的感染,不包括入院前已发生或已处于潜伏期的感染,但如果患者入院时已发生感染直接与前次住院有关,也称医院感染; ③感染的病原体主要为机会致病性微生物; ④感染的来源以内源性感染为主; ⑤传播方式与途径以接触为主; ⑥易感对象为医院内患者,特别是免疫功能低下的患者; ⑦病原体常为耐药菌株,治疗比较麻烦; 医院感染的分类: ㈠按微生物来源分类 ①内源性医院感染:又称自身医院感染或自身感染,指患者在医院内由于某种原因使自身寄居的正常菌群转变机会性致病菌大量繁殖而导致的感染。 ②外源性医院感染:患者患者遭受医院内非自身存在的微生物侵袭而发生的感染,感染的微生物主要来自其他患者或携带着者(人畜),其次来自环境。 ①环境感染:即通过污染医护用品、诊疗设备以及外环境(如微生物气溶胶)获得的感染。 ②交叉感染:即由患者之间及患者与医护人员之间通过咳嗽、交谈,特别是经手等方式密切接触而发生的直接感染或通过生活用品等物质而发生的间接感染。 ③医源性感染:在预防、诊断、治疗过程中,因所用器械等消毒不严而造成的而感染。 ㈡按感染部位分类 感染类型 疾病 呼吸系统 气管炎、支气管炎、肺炎、呼吸道及其感染; 泌尿系统 有症状泌尿道感染、无症状菌尿症、泌尿道其他感染(肾、输尿管、膀胱、尿道等); 消化系统 胃肠炎、胃肠道感染(食管、胃、大小肠)、肝炎、腹腔内组织感染(胆囊、胆道、肝、胰、腹膜、膈下组织或其他腹腔组织等)、婴儿坏死性肠炎; 血液 经实验室的血液感染、临床败血症; 皮肤和组织 皮肤感染、软组织感染(坏死性筋膜炎、感染性坏疽)、坏死性蜂窝组织炎、感染性肌炎、淋巴结炎、淋巴管炎、褥疮、烧伤组织感染、乳腺脓肿或乳腺炎、脐炎、婴儿脓疱病; 骨和关节 骨髓炎、关节或滑膜囊感染、椎间盘感染; 生殖系统 子宫、附件、盆腔感染、外阴切口感染、阴道壁感染、生殖道其他感染(附睾、睾丸、前列腺等); 中枢神经系统 颅内感染(脑脓肿、硬膜下感染、脑炎等)、脑膜炎或脑室炎、椎管内脓肿; 心血管系统 动静脉感染、心内膜炎、心肌炎、心包炎、纵隔感染; 手术部位 外科切口感染、外科切口深部组织感染; 耳鼻咽喉口腔 耳感染(外耳、中耳、内耳、乳突等炎症)、鼻窦炎、咽喉炎、口腔感染(嘴、牙龈、舌); 眼 结膜炎、眼球内感染; 全身 多器官或系统感染; 37、医院感染的微生物 ㈠医院感染的微生物的特点:①主要为机会致病性微生物;②常具耐药性;③常发生种类的变迁;④适应性强; ㈡医院感染的主要微生物: 感染种类 微生物名称 泌尿道感染 大肠埃希菌、克雷伯菌、沙雷菌、变形杆菌、铜绿假单胞菌、场球菌、白假丝酵母菌等; 呼吸道感染 流感嗜血杆菌、肺炎链球菌、金黄的葡萄球菌、肠杆菌科细菌、呼吸道病毒等; 伤口和皮肤脓毒症 金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌、变形杆菌、厌氧菌等 胃肠道感染 沙门菌、宋内志贺菌、病毒等; 38、医院感染的危险因素 ㈠易感对象 ①年龄因素:老年人和婴幼儿易发生感染; ②基础疾病:基础疾病→免疫功能缺陷或免疫功能紊乱→医院内感染; ㈡诊疗技术及侵入性检查与治疗 ①诊疗技术:器官移植、血液透析和腹膜透析等; ②侵入性(介入性)检查与治疗:侵入性检查、治疗等; ③损害免疫系统的因素:放疗、化疗、激素的应用等; ④其他因素:抗生素的滥用、外科手术、各种引流等; 39、预防与控制:①消毒灭菌(无菌操作);②隔离预防(切断感染的传播途径);③合理使用抗菌药物; 40、[附]医院感染的预防和控制(《医院感染管理(试行)》中的“消毒灭菌原则”) ㈠消毒灭菌 ①进入人体组织或无菌器官的医疗用品必须灭菌;接触皮肤黏膜的器械和用品必须消毒。 ②根据物品性能可使用物理或化学方法消毒灭菌。灭菌首选压力蒸汽、干热、环氧乙烷气体;消毒首选煮沸、流通蒸汽;化学消毒根据不同情况可选高效、中效、低效消毒剂。 ③污染医疗器材和物品,均应先消毒后清洗,再消毒或灭菌。 ④使用中的消毒剂必须保持其有效浓度,并定期检测。 ⑤医务人员要了解消毒剂的性能、作用及使用方法。配置时应注意有效浓度、作用时间及影响因素。 ⑥连续使用中的氧气湿化瓶、雾化器、呼吸机及其管道等,应定期消毒;湿化液应每日更换灭菌水;用毕需终末消毒,干燥保存。 ⑦消毒灭菌后,应进行效果监测。 ⑧手部皮肤清洁和消毒。医务人员上班时,严禁留长指甲、戴戒指。 ①下列情况应进行手的清洁或消毒:接触患者前后;进行无菌操作前;进入和离开隔离房、重症监护病房、母婴同室、新生儿病房、烧伤病房、传染病房等重点部门时;戴口罩和穿隔离衣前后;接触可能污染的物品后或处理污物后; ②洗手的基本方法和要求:一般性洗手用肥皂认真揉搓实践不应少于15秒钟,后用流水冲净;刷手按外科手术要求进行;手的皮肤消毒在进行侵入性操作前或接触传染性的患者或其物品后,应注意手的清洗和消毒(常用消毒剂有氯已定、乙醇、碘伏或含氯消毒剂等)。 ③水洗设备应齐全:流动水最好装置肘部开关、脚踏式开关或其他自动开关;清洁剂肥皂应保持干燥,盛有消毒剂的容器应保持密闭;毛巾应保持清洁、干燥,每日消毒,最好用一次性纸巾;洗手刷应一用一消毒。 ㈡隔离预防 ①严格隔离,为预防高传染性或强毒力的、经空气或解除等途径传播的病原体感染而设计,适用疾病包括:鼠疫、天花、艾滋病、SARS、出血热(肾综合征出血热等)、弥散性带状疱疹、咽白喉等。 ①单间隔离,门窗关闭,病原体相同的患者可同住一室;②凡进室内者均应穿隔离衣、戴口罩、帽子、手套;③接触患者或可能污染的物品后及其他患者前须洗手;④污染敷料等物品应装双层污染袋,标记,消毒后送去销毁或洗消处理。 ②接触隔离,为预防具有高传染性或流行病学意义、主要由接触途径感染而设计,适用疾病包括:婴幼儿急性呼吸道感染、咽炎或肺炎、新生儿淋菌性眼结膜炎、葡萄球菌脓疱病、带状疱疹等,播散性或严重原发性单纯疱疹、风疹、狂犬病等病毒性疾病,大面积皮肤伤口和烧伤感染。 隔离预防措施与严格隔离相似。 ③呼吸道隔离,为经气溶胶(飞沫)短距离传播的感染性疾病而设计。适用疾病包括:麻疹、腮腺炎、百日咳、儿童流感嗜血杆菌感染、脑膜炎奈瑟菌感染、传染性红斑。 ①同种病原体可同室隔离;②接近患者时戴口罩,不要求穿隔离衣及戴手套;③接触患者或可能污染的物品后及护理其他患者前须洗手;④污染处理同解除隔离措施。 ④结核病隔离,针对结核患者而设计,一般婴幼儿肺结核不需隔离。 ①要有特殊通风装置的隔离室,门窗关闭,同种疾病可同住一室;②密切接触患者时应戴口罩,要防止工作服被玷污时才穿隔离衣,不必戴手套;③接触患者或可能污染的物品后及护理其他患者前须洗手;④用过的敷料等物品装袋,标记,送去销毁或洗消处理。 ⑤肠道隔离,为预防经粪-口途径传播感染而设计,适用疾病包括:霍乱、甲型肝炎、肠道病毒感染,传染性腹泻或胃肠炎。 ①同种病原体感染者可同室隔离;②不必戴口罩,工作服易玷污时应穿隔离衣,接触污染物时应戴手套;③凡接触患者和可能污染物后及护理其他患者前,须严格洗手;④被粪便或呕吐物污染物品要随时消毒或装袋,标记并送去洗消处理或销毁;⑤室内应做到无蝇无蟑螂。 ⑥引流物-分泌物隔离预防,为预防有直接或间接接触浓汁或感染部位引流物传播感染而设计,适用疾病包括:凡感染后产生化脓物质引流物或分泌物而不需较严格的接触隔离者,如小面积烧伤、皮肤伤口感染等。 ①不需单人隔离室;②不必戴口罩(换药时除外),有可能被玷污时需穿隔离衣,接触污染物质时戴手套;③接触患者或可能污染物后及护理其他患者前须洗手;④被污染物品应装入有标记污染袋,送去洗消或销毁。 ⑦血液-体液隔离,为预防直接或间接接触传染性血液或体液传播感染而设计,适用疾病包括:乙型肝炎、丙型肝炎、艾滋病、梅毒、疟疾、回归热、登革热、黄热病等。 ①同种病原体感染者可同室隔离;若患者卫生不能自理活出血不能控制而易造成环境污染者则应单人隔离;②可不戴口罩,在学业、体液可能污染工作服时应穿隔离衣,接触血液、体液时应戴手套;③在手与血液、体液接触或可能接触后应立即洗手,必要时用消毒液洗手;④污染血液、体液物品,应装入标记污物袋,送去洗消或销毁处理;⑤小心防止针头等利器刺伤,用过的针头注射器应浸入消毒液中或煮沸处理后送中心供应室或装入有标记的耐刺容器内,送去灭菌;⑥被污染物品表面,立刻用5.25%次氯酸钠溶液消毒。 ㈢合理使用抗菌药物 ①抗生素使用原则 ①有效控制感染,争取最佳疗效;②预防和减少抗生素的毒副作用;③注意剂量、疗程和给药方法,避免产生耐药菌株;④密切注意患者体内正常菌群失调;⑤根据药敏试验结果及药代动力学特性,严格选药和给药途径,防止浪费。 ②抗生素的管理 ③合理使用抗生素的建议 ①病毒感染一般不使用抗生素;②对发热原因不明,且无可疑细菌感染征象者,不宜使用抗生素,对病情严重或细菌性感染不能排除者,可有针对性地选用抗生素;③力争在使用抗生素前留取临床标本;④联合使用抗生素,应严格掌握临床指征;⑤严格掌握抗生素的局部用药;⑥严格掌握抗生素的预防用药;⑦强调综合用药,提高机体免疫力,不过分依赖抗菌药物。 41、细菌学诊断 ㈠病原菌检测 标本 采集 标本直接检查 形态学检查 革兰染色、抗酸染色、荧光染色;光镜镜检; 细菌成分检查 抗原检测: ELASA、IF、凝集试验; 核酸检测: 核酸杂交、基因测序、PCR; 毒素检测: 实验、免疫学实验、动物试验; 分离培养 鉴定 增菌、分离、 纯化培养 形态学、培养特性、生化反应、血清学鉴定、药敏试验、动物试验; 血清学试验 (双份血清) 特异性抗体检测 凝集试验、ELASA、琼脂扩散、中和试验、补体结合试验; 42、细菌的耐药性 耐药机制 生化机制:转化酶、作用靶点改变、通透性降低、主动外排; 遗传机制 固有耐药(天然耐药):无抗生素作用靶点; 获得性耐药 染色体突变 可传递耐药 遗传物质:质粒、转座子、整合子; 传递方式:接合、转导、转染; 测量毒力的传统方法用半数致死量(LD50)或半数感染量(ID50),即在一定条件下能引起50%实验动物死亡或感染的最小微生物或毒素的量。
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