医学免疫学与病原微生物学

1医学免疫学与病原微生物学绪论细菌的形态与结构一、微生物1、概念：一群个体微小、结构简单、肉眼不能直接看到、必须借助光学显微镜或电子显微镜放大后才能看到的微小生物的总称。2、特点:独立生活的单细胞新陈代谢旺盛适应力强，易变异种类多、分布广、数量大3种类：真核细胞型微生物：真菌原核细胞型微生物：细菌、放线菌、支原体、衣原体、螺旋体、立克次体非细胞型微生物：病毒4作用：普通微生物（对人类有利）工业上：发酵酿造制革农业上：固氮杀虫环保上：分解污染物基因工程：载体工具酶病原微生物（对人类不利）引起疾病二、医学微生物学发展简史一、经验时期：酿酒、制醋、盐腌、糖渍、烟熏、风干保存食物、喝开水不腹泻二、实验时期：荷兰人列文.虎克（Antonyvanleeuwenhoek）1676年自制成首台能放大266倍原始显微镜——形态学时代法国科学家巴斯德（LouisPasteur）证明有机物发酵与腐败是由微生物引起，创造巴斯德消毒法——生理学时代英国外科医生李斯德（JosephLister）开创无菌外科手术——医学消毒灭菌德国学者郭霍（RobertKoch）创立平板分离法，提出郭霍法则（Kochpostulate）特殊的病原菌应在同一种疾病中查见，在健康者则不存在；此特殊病原菌能被分离培养而得纯种；此培养物接种易感动物，能发生同样病症；自人工感染的实验动物体内能重新获得该病原菌纯培养。Fleming发现青霉素1929年Fleming发现青霉菌产生的青霉素（penicillin）能抑制金黄色葡萄球菌的生长，开创了临床抗生素治疗的新时代其他有贡献学者：俄国学者伊凡诺夫斯基（Iwanovski）发现烟草花叶病毒我国汤飞凡教授首先分离培养出沙眼衣原体1955年首先分离培养出沙眼衣原体，是世界上发现重要病原体的第一个中国人，也是迄今为止唯一的一个中国人美国青年医生立克次（HowardTaylorRicketts）对立克次体研究的贡献与献身。三、新病原体的发现21973年以来新发现的病原微生物：丙、丁、戊、庚、输血传播肝炎病毒。6，7，8型人疱疹病毒、汉坦病毒、轮状病毒、人类免疫缺陷病毒、幽门螺杆菌、大肠埃希菌O157:H7、军团菌、朊粒、SARS病毒……朊粒发现过程：1982年，从感染羊瘙痒病（scrapie）的鼠脑分离出一种称为朊粒（Prion）的传染性蛋白因子。它只含蛋白质，不含和核酸。引起羊瘙痒病、牛疯牛病与人库鲁（kuru）病、克-雅病（Creutzfeldt-Jakobdisease，CJD）等慢性进行性致死性中枢神经系统疾病。三、细菌1、概念：细菌是一类具有细胞壁的单细胞原核细胞型微生物。2、大小、形态：大小：个体微小，微米（μm）为测量单位，大多数细菌宽为0.2～2μm，长2～8μm。形态：3种基本形态——球形、杆形、螺形（1）球菌：双球菌八叠球菌链球菌葡萄球菌四联球菌（2）杆菌：（3）螺形菌单杆菌双杆菌链杆菌球杆菌3细菌形态检查方法不染色检查观察细菌的动力、大小、形态、繁殖方式常用方法：压滴法、悬滴法、暗视野法染色检查正染色法（positivestain）：菌体着色背景不现色单染法：观察细菌大小、形态、排列复染法：观察细菌染色性1.革兰染色法（Gramstain）2.抗酸染色法（fast-acidstain）特殊染色法负染色法（nagetivestain）：菌体不现色背景现色革兰染色法（Gramstain）1884年丹麦科学家HanschristianGram创建原理G+菌G-菌等电点PI2～3带负电荷多PI4～5带负电荷少通透性低肽聚糖多，脂质少酒精不易进入高肽聚糖少，脂质多酒精易进入化学成分核糖核酸镁盐与染料结合牢固不易被酒精脱色较少镁盐易被酒精脱色方法初染fist-stain结晶紫1min水洗媒染mordant碘液1min水洗脱色decolorization95%酒精30s水洗复染counter-stain复红30s水洗，烘干镜检:（油镜）紫色grampositive弧菌螺菌4红色gramnegative意义鉴别细菌：分成G+菌和G－菌选择药物：G+菌和G－菌对抗菌药物敏感性不一样。与致病性有关：G+菌产生外毒素，G－菌产生内毒素3、结构：基本结构细胞壁（cellwall）①细胞膜（membrane）②细胞浆（cytoplasm）③核质（nucleoid）④特殊结构荚膜（capsule）⑤鞭毛（flagellum）⑥芽孢（endospore）⑦菌毛（fimbriaeorpilus）⑧①包被于细胞膜外的坚韧而富有弹性的复杂结构。主要成分是肽聚糖。1.肽聚糖N-乙酰胞壁酸聚糖链N-乙酰葡萄糖胺肽聚糖(peptidoglycan)四肽侧链肽链五肽交联桥（G—菌无）革兰阳性菌与阴性菌肽聚糖结构的差异G+菌G-菌肽聚糖50层1~2层四肽侧链丙-谷-赖-丙丙-谷-DAP-丙甘氨酸5肽+-连接方式交联桥三维结构二维结构溶菌酶+-青霉素+-2.特殊成分革兰阳性菌--磷壁酸磷壁酸（teichoicacid)：膜磷壁酸（脂磷壁酸LTA）、壁磷壁酸作用：a.G+菌表面抗原，与血清型分类有关；b.有黏附作用，与细菌的致病有关；c.与Mg2+等双价离子结合，有助于G+菌离子平衡。d.与某些酶的活性有关构成骨架——聚糖骨架5革兰阴性菌外膜层（内——外）--脂蛋白、脂质双层（外膜）、脂多糖：细菌内毒素脂多糖（内毒素）（LPS）特异多糖：种特异性（菌体抗原，O抗原)多糖核心多糖：属特异性脂质A:毒性部分3.功能：维持外形；抵抗低渗；物质交换；决定抗原性；致病有关细胞壁缺陷细菌——L型细菌的细胞壁在人工诱导（药物作用）或自然情况下被破坏，这种细胞壁缺陷型细菌称为L-型细菌（L-form）革兰阳性菌失去细胞壁称原生质体（protoplast）革兰阴性菌失去细胞壁称原生质球（spheroplast）或圆球体生物学特性多形态、革兰染色阴性、滤过型细菌难培养（含血清的高渗低琼脂培养基）、“油煎蛋”样小菌落、液体中絮状沉淀生化反应与抗原性改变细胞壁作用抗生素无效L-型可被诱导和回复慢性反复感染，治疗难度大②位于细胞壁内侧紧包在细胞质外面的一层富有弹性、具有半渗透性的生物膜。主要成份是脂质双层、蛋白质。1.功能：选择通透性、物质交换；参与呼吸、能量代谢；生物合成；形成中介体中介体：部分细胞膜内陷折叠形成的囊状物，多见于革兰阳性细菌功能：类似纺锤体；类似线粒体③由细胞膜包裹着的透明胶状物。内含核糖体、质粒、胞质颗粒等，是新陈代谢的主要场所。1.核糖体(Ribosomes)：蛋白质合成的场所动物核糖体80S细菌核糖体70S大60S大50S红霉素小40S小30S链霉素2.质粒(plasmid):染色体外遗传物质，环状双链DNA，具有独立复制能力，编码特定遗传信息，如耐药因子。3.胞质颗粒：营养储存物；异染颗粒④细菌的染色体，无核膜，无组蛋白，双股DNA组成的单一环状，反复回旋卷曲盘绕而成的松散网状结构。决定细菌的遗传性状，是细菌遗传变异的物质基础。⑤某些细菌在细胞壁外包绕的一层较厚的粘液性物质。特点：1.多数由多糖组成，少数由多肽组成，具抗原性2.在动物体内、营养培养基上形成3.不易着色、要用特殊染色法意义：1.具有特异的抗原性，可对细菌进行鉴别分型。2.荚膜有保护细菌、抗吞噬、抗体内杀菌物质作用。3.可保护细菌抗干燥。⑥菌体上附着的细长丝状物，由肌动蛋白组成，具抗原性（H抗原）。数量位置不同（单毛菌、双毛菌、丛毛菌、周毛菌），可鉴别细菌。运动器官，与细菌的动力有关。有些菌的鞭毛与致病有关，如霍乱弧菌6⑦菌体表面细而短的丝状物。由蛋白质组成。普通菌毛——黏附功能，每个细菌有数百根黏附到上皮细胞表面，与细菌的致病有关，如淋球菌。性菌毛——接合功能，每个细菌1～4根，能使F＋菌与F-菌连接沟通，与细菌的遗传变异有关。⑧细菌在不利条件下细胞质脱水浓缩形成的卵圆形小体，是细菌的休眠体。在适宜条件下发芽——繁殖体。特点：1.抵抗力强a.含水量少：耐热。b.膜厚：屏障作用，阻止化学消毒剂进入，抗干燥。c.吡啶二羧酸（dipicolinicacid，DPA）维持芽胞脱水状态，提高酶对热的抵抗力。d.休眠状态，受外界影响小2.消毒灭菌有关，以杀灭芽胞为标准（121℃，20min）不同菌芽孢形成部位也不同，有助于对产芽孢细菌的形态学鉴别7第一章细菌的生长繁殖与培养一、化学组成细菌和其他生物细胞相似，具有多种化学成分，包括水、无机盐、蛋白质、糖类、脂质和核酸等。细菌还含有一些原核细胞型微生物所特有的化学组成：肽聚糖、磷壁酸、D型氨基酸、二氨基庚二酸等。二、营养物质水细菌所需的营养物质必须先溶于水，营养的吸收和代谢均需有水才能进行——溶剂、参与代谢、调节温度。碳源病原菌主要从糖类中获得碳，以合成自身物质，同时为细菌代谢提供能量。氮源病原菌主要从氨基酸、蛋白胨中获取氮，用于合成菌体的某些部分，不提供能量。无机盐细菌需要各种无机盐来提供细菌生长所需的各种元素——构成菌体、调节渗透压、促进酶活性、参与能量的储存与转运、致病作用。生长因子某些细菌生长必须，而自身不能合成的物质。包括维生素、某些氨基酸、嘌呤、嘧啶等。三、环境酸碱度病原菌：大多适宜pH7.2～7.6，少数嗜碱pH8.8～9.0(霍乱弧菌)温度分嗜冷菌、嗜温菌、嗜热菌三类，病原菌为嗜温菌，15～40℃，通常37℃气体细菌生长繁殖需要的气体主要是氧和二氧化碳。渗透压一般培养基的盐浓度和渗透压对大多数菌是适宜的，少数菌如嗜盐菌需要在高浓度（3％）的氯化钠环境中生长良好。四、对O2的需求专性需氧菌（obligateaerobe）：仅能在有氧的环境中生长的细菌。微需氧菌（microearophilicbacterium）：在低氧浓度（5%-6%）下生长良好，氧浓度10%，则对其生长有抑制作用。兼性厌氧菌（facultativeanarobe）：有需氧呼吸和发酵两种功能，在有氧无氧环境下均能生长，但在有氧环境下生长较好，大多数病原菌属于兼性厌氧菌。专性厌氧菌（obligateaerobe）：只能在无氧的环境下进行发酵。有分子氧存在时不仅不能利用，受到毒害，甚至死亡。原因：缺少细胞色素和细胞色素氧化酶；缺少分解有毒氧基团的酶：触酶、超氧化物岐化酶\五、繁殖方式、速度繁殖方式：二分裂法（binaryfission）速度：20min/代，结核杆菌18～20h/代六、生长曲线将一定数量的菌种接种于适宜的液体中培养，连续定时取样检测活菌数，可发现其生长规律。以培养时间为横坐标，活菌数的对数为纵坐标，可绘制一条生长曲线。8迟缓期(lagphase)（1～4h）:代谢增加，酶活力增强，菌体增大，繁殖极少，准备阶段对数生长期（logarithmicgrowthphase）（8～18h）:DNA复制期，繁殖极快，几何级数增长，此期形态染色、生理活动典型，对环境因子作用敏感，适宜于药敏试验。稳定期（stationaryphase）:营养物质下降，pH下降，毒性产物增加，细菌增值数＝细菌死亡数，出现形态生理变异，分泌性蛋白合成期，芽胞形成，基因工程表达产物，外毒素，抗生素此阶段产量最高衰亡期（declinephase）:死菌数超过活菌数，形态显著改变，生理活动趋于停滞。特点意义数量细胞迟缓期（1～4h）繁殖极少，数量增加缓慢代谢增加，酶活力增强，菌体增大对新环境的适应阶段，为大量繁殖做准备对数生长期（8～18h）繁殖极快，数量几何级数增长形态染色、生理活动典型，对环境因子作用敏感研究生物学性状的最佳时期稳定期繁殖变慢，细菌增长数等于细菌死亡数出现形态生理变异，分泌性蛋白合成期，芽胞形成收集细胞代谢产物衰亡期死菌数超过活菌数形态显著改变，生理活动趋于停滞可收集芽孢，研究细菌的变异七、新陈代谢能量代谢需氧菌通过需氧呼吸获取ATP专性厌氧菌通过厌氧呼吸获取ATP兼性厌氧菌可通过发酵获取ATP物质代谢分解代谢合成代谢八、分解代谢产物与细菌鉴定————生化反应多用于形态上难