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1、 绪论绪论 微生物分三型八大类微生物分三型八大类 真核细胞型微生物(eukaryote)细胞核分化程度高,有核膜和核仁,细胞器完整。如真菌。原核细胞型微生物(prokaryote)细胞核的分化较低,仅有原始核,无核膜、核仁。细胞器很不完善。DNA 和 RNA 同时存在。这类微生物众多,有细菌、放线菌、支原体、衣原体、立克次体、螺旋体。非细胞型微生物(none cell)是最小的一类微生物。无典型的细胞结构,只有核心和蛋白衣壳,核酸类型为 DNA 或 RNA。只能在活细胞内生长繁殖。病毒属之。微生物在自然界是普遍存在的,和人类的关系密切,大多数微生物是对人类有意的,只有少数的微生物多人有害。能引
2、起人类及动物、植物疾病的微生物称为病原微生物。这部分是医学微生物学讲述的部分。第一章 细菌的形态和结构 第一节 细菌的大小和形态 细菌(bacterium)广义所有原核细胞型微生物(细菌、支原体衣原体、立克次体、螺旋体、放线菌)共性:有细胞壁、原始核质、二分裂、对抗 生素敏感 狭义专指其中的细菌 观察细菌常用光学显微镜,其大小用测微尺在显微镜下进行测量,以微米(m)为单位。不同种类的细菌大小不一,同一种细菌也因菌龄和环境因素的影响而有差异。细菌按其外形,主要有球菌(coccus)、杆菌(bacillus)、螺形菌(spiral bacterium)。球菌球菌 根据细菌分裂的平面和菌体之间的排列
3、方式分双球菌、链球菌和葡萄球菌等。不同杆菌的大小、长短、粗细很不一致 杆菌杆菌 不同杆菌的大小、长短、粗细很不一致 螺形菌螺形菌 根据菌体的弯曲分为弧菌和螺菌 第二节 细菌的结构 一、细菌的基本结构 包括:细胞壁、细胞膜、细胞质、核质 细胞壁细胞壁 是位于细菌细胞最外层,包绕在细胞膜周围,无色透明、坚韧而富有弹性的膜状结构。平均厚度为 1230nm,组成较复杂,并随不同菌种而异。主要成分是肽聚糖。不同细菌细胞壁的组成不同,根据革兰染色法将细菌分为两大类:革兰阳性菌和革兰阴性菌。革兰阳性菌:肽聚糖(peptidoglycan)聚糖骨架、四肽侧链、五肽交联桥(三维立体结构)。聚糖骨架是由 N-乙酰
4、葡萄糖胺和N-乙酰胞壁酸经-1,4 糖苷键连接,在 N-乙酰胞壁酸分子上连接四肽侧链,四肽侧链再由五肽交联桥组成。革兰阳性菌细胞壁肽聚糖经这样的三级链接,构成了交叉的、机械强度相当大的空间框架结构,交联率为 75%,坚固而致密。这种三维立体结构的肽聚糖在革兰阳性菌中高达 50 层,为其细胞壁主要成分。溶菌酶能切断-1,4 糖苷键,引起细菌裂解。青霉素能干扰四肽侧链和五肽交联桥的连接,使细菌不能合成完成的细胞壁,可导致细菌死亡。革兰阴性菌:肽聚糖(peptidoglycan)聚糖骨架、四肽侧链(二维平面结构)。聚糖骨架组成与阳性菌相同,也是由 N-乙酰葡萄糖胺和 N-乙酰胞壁酸经-1,4 糖苷键
5、连接,但是缺乏交联桥,只能形成二维平面结构,而且交联率低,只有 25%,故多数侧链呈游离状。这种二维平面的肽聚糖在革兰阴性菌中只有 12层,只作为其细胞壁的组成成分之一。革兰阳性菌细胞壁特殊组分磷壁酸(teichoic acid)磷壁酸为革兰阳性菌特有成分,按结合部位不同分为壁磷壁酸和膜磷壁酸两种。壁磷壁酸结合在细胞壁的肽聚糖的胞壁酸上,另一端游离于细胞外;膜磷壁酸结合在细胞膜上。另一端游离。革兰阴性菌细胞壁特殊组分外膜(outer membrane)外膜位于肽聚糖外侧,由内向外由脂蛋白、脂质双层和脂多糖三部分组成。革兰阴性菌与革兰阳性菌细胞壁结构比较 细胞壁 革兰阳性菌 革兰阴性菌 强度 较
6、坚韧 较疏松 厚度 20-80nm 10-15nm 肽聚糖层数 可多达 50 层 1-2 层 肽聚糖含量 占细胞壁干重 50%-80%占细胞壁干重 5%-20%磷壁酸+脂质双层 +脂蛋白 +脂多糖 +细胞壁的功能 维持菌体固有的形态:细菌一旦失去细胞壁,就变得多形。保护细菌抵抗低渗环境:菌体内的大气压是外界的 525 倍,没有细胞壁,必将涨破。参与菌体内外的物质交换:与细胞膜一起参与物质交换,细胞壁上有很多小孔,容许小分子物质通过 菌体表面带有多种抗原分子,可诱发机体的免疫应答。细菌细胞壁缺陷型或 L 型(bacterial L form):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
7、被抑制,受损后的细菌在高渗环境下仍可存活的细菌。某些 L 型仍有一定的致病力,通常引起慢性感染。细菌 L 型呈高度多形性,大小不一。着色不匀,无论其原为革兰阳性或阴性菌,形成 L 型大多染成革兰阴性。细菌 L 型生长缓慢,营养要求高,对渗透压敏感,普通营养基上不能生长,培养时必须用高渗的含血清的培养基。细菌L型在高渗的含血清的培养基上生长后形成三种类型的菌落 细胞膜细胞膜 细菌细胞膜的结构与真核细胞者基本相同,由磷脂和多种蛋白质组成,但不含胆固醇。细菌细胞膜的功能与真核细胞者类似,主要有物质转运、生物合成、分泌和呼吸等作用。细菌细胞膜可形成一种特有的结构,称为中介体。中介体:是部分细胞膜内陷、
8、折叠、卷曲形成的囊状物,多见于革兰阳性菌。其功能类似于真核细胞的线粒体,故亦称为拟线粒体。细胞质细胞质 核糖体(ribosome):细菌合成蛋白质的场所,游离存在于蛋白质中。质粒(plasmid):染色体外的遗传物质,存在于细胞质中。为闭合环状的双链 DNA,控制细菌某些特定的遗传特性。细菌细胞质中含有多种颗粒,大多为贮藏的营养物质。其中有一种主要成分是 RNA 和多偏磷酸盐的颗粒,其嗜碱性强,用亚甲蓝染色时着色较深呈紫色,称为异染颗粒(metachromatic granule)。常见于白喉棒状杆菌,位于菌体两端,故又称极体(polar body),有助于鉴定。核质核质 核质由单一密闭环状
9、DNA 分子反复回旋卷曲盘绕组成松散网状结构。细菌是原核细胞,不具有成形的核。细菌的遗传物质称为核质或拟核,无核膜、核仁和有丝分裂器。功能与真核细胞的染色体相似决定细菌各种遗传性状。二二、特殊结构、特殊结构 荚膜:荚膜:某些细菌在其细胞壁外包绕一层粘液性物质,当其厚度=0.2 m,边界明显,光镜下可见时,称为荚膜。厚度羊牛)产生 H2S(产生能力:猪牛羊)4、抗原与分型,A 抗原和 M 抗原,不同菌含量不同可供鉴别 牛 A:M=20:1 羊 A:M=1:20 猪 A:M=2:1 5、抵抗力强,在土壤、皮毛、病畜的分泌物中可存活数周至数月。对消毒剂和抗生素敏感。二、致病性与免疫性 1、致病物质:
10、内毒素、荚膜与侵袭性酶。2、流行环节 3.所致疾病波浪热 通过皮肤黏膜侵入在中性粒细胞和巨噬细胞中繁殖,经过淋巴结入血,形成菌血症,随后进入肝、脾繁殖,然后再度入血,反复形成菌血症,使病人热型呈波浪状。发热时,血培养阳性率高(70%)4.免疫性 胞内寄生菌,以细胞免疫为主 三、微生物学检查与防治 1、标本采集:急性期采血,培养阳性率高达 70%,也可取骨髓及病畜的分泌物。2、分离培养与鉴定 3、血清学试验(测抗体)4、皮肤试验(超敏反应):诊断慢性感染或者既往感染。5、高危人群需接种减毒活疫苗 第二节 耶尔森菌属 一、鼠疫耶尔森菌 属肠杆菌科耶尔森菌属,俗称鼠疫杆菌,是我国法定烈性传染病鼠疫的
11、病原体 历史:三次世界性大流行 目前:仍有散在及爆发(死亡率 10-30%)监控:是我国重点监控的自然疫源性传染病(一)生物学性状 1、形态染色:G球杆菌,两极浓染,有荚膜,无鞭毛,无芽胞,慢性病灶,陈旧培养物,高盐培养基上呈多形性 2、培养特性:在普通培养基上生长形成细小的、粘稠的粗糙型菌落,在液体培养基中于 48 小时可形成菌膜,轻摇可呈“钟乳石”状下沉,有诊断意义。3、抗原构造:较复杂,至少有 18 种,F1 抗原:荚膜抗原抗吞噬,与毒力有关。V/W 抗原:抗吞噬,与毒力有关 外膜抗原:突破防御 鼠毒素:对鼠类有剧毒 内毒素:与细菌内毒素相似 4、抵抗力:对理化因素抵抗力弱,但在自然环境
12、中存活时间很长。(二)致病性与免疫性 致病物质 F1、V/W、外膜抗原、鼠毒素、内毒素等,实质器官出血性炎症、组织坏死及全身中毒症状,该菌毒力强,少量细菌即可致病 所致疾病 烈性传染病鼠疫(黑死病)传播媒介:鼠蚤 传播途径:鼠蚤叮咬、呼吸道 临床类型:腺鼠疫急性淋巴结炎,多在腹股沟和腋下。肺鼠疫吸入染菌的尘埃,病人高热、胸部症状如咯血、呼吸困难。死亡患者皮肤呈黑紫色,故有“黑死病”之称。败血症鼠疫主要是败血症的表现,如高热、休克、全身出血等,死亡率高。免疫力牢固。(三)微生物学检查与防治 专用实验室检测 警惕生物武器 检测动物鼠疫动态 灭鼠灭蚤 接种疫苗 抗菌素治疗 第三节 芽孢杆菌属 一、炭
13、疽芽孢杆菌 炭疽芽胞杆菌是人类历史上第一个被发现的病原菌,为芽胞杆菌属主要致病菌。(一)生物学特性 1、形态与染色 G+粗大杆菌,为致病菌中最大者,两端平齐,呈竹节状排列。有芽胞,小于菌体,椭圆形,位于菌体中央,有氧条件下形 成(空气中)。有荚膜本菌特征(其它芽胞杆菌无荚膜)。2、培养特性 需氧或兼性厌氧(厌氧几乎不长),营养要求不高,典型菌落为 R型卷发样菌落。串珠试验(+),在含微量青霉素培养基上,发生形态变异,为大而均匀圆球形,呈串珠状(以区别其它芽胞杆菌)3、抗原构造 结构抗原 荚膜多肽抗原 菌体多糖抗原 芽孢抗原 炭疽毒素三种不同成分蛋白质组成复合毒素 4、抵抗力很强:在干燥的土壤或
14、皮毛中可存活数年至 20 年,对化学消毒剂的抵抗力也比较强,对青霉素敏感。(二)致病性与免疫性 1、致病物质:荚膜和炭疽毒素,荚膜抗吞噬,有利于细菌在组织内繁殖扩散。炭疽毒素直接损伤微血管内皮细胞组织水肿、微循环障碍、血液呈高凝状态、引起休克、DIC、死亡。2、所致疾病:炭疽(人和食草动物牛、羊、马等)传染源:病畜、死畜 传播途径:多途径传播 临床类型 皮肤炭疽微小伤口侵入,接触患病动物或毛发,皮肤黑色凝固样坏死、焦痂,故名,最多见 肠炭疽经口感染,食入未煮熟的病畜的肉、奶等,呕吐、肠麻痹、血便。肺炭疽吸入芽胞,血痰等 三种类型均可引起败血症,炭疽性脑膜炎,死亡率高 病后可获得牢固免疫(三)微
15、生物学检查与防治 1、标本采集 皮肤炭疽病灶渗出液 肠炭疽粪便 均取血液 肺炭疽痰 动物尸体严禁室外解剖,避免形成芽胞,取少量组织送检 2、检验 炭疽为烈性传染病属国际检疫范围,病原学诊断极为重要 直接涂片G+竹节状大杆菌,有荚膜 分离培养卷发样菌落,串珠试验阳性等 3、防治 a)死畜焚毁或深埋 2m 以下 b)预防接种 疫区 易感人群 第十七章 其他细菌 第一节 棒状杆菌属 白喉棒状杆菌:人类急性呼吸道传染病白喉的病原体。一、生物学性状 1、形态染色:G+一端或两端膨大成棒状,菌体粗细不匀,着色不均,排列不规则(字母 V、L 或栅栏状),用 Albert 染色法后有明显的异染颗粒,主要的成分
16、是核糖核酸和多偏磷酸盐,具有鉴定意义。2、培养特性:营养要求较高,在吕氏血清培养基上生长形成细小、灰白色 S 型小菌落(形态典型,异染颗粒明显);在亚碲酸钾血平板生长,可以将亚碲酸钾还原成碲,使菌落呈黑色。3、白喉棒状杆菌是咽喉部常见的正常菌群,当携带了棒状杆菌噬菌体时,可产生白喉毒素,成为有毒株。4、对湿热敏感,对干燥、寒冷抵抗力较强。二、致病性与免疫性 1、致病物质:1)白喉毒素(主要致病因素):棒状杆菌噬菌体基因编码,毒力和抗原性很强。由 A 肽链和 B 肽链组成,其中 A 肽链有毒性功能。而 B 肽链可与宿主细胞表面受体结合(心脏、神经、肾上腺等)协助 A 链进入易感细胞内。毒性机制:蛋白质合成中必需的延伸因子灭活抑制肽链延长蛋白合成受阻组织变性坏死 2)索状因子:破坏线粒体,影响细胞呼吸和能量产生。3)K 抗原:抗吞噬,有利定植。2、所致疾病白喉 传染源:病人、带菌者 传播途径:呼吸道(飞沫)易感人群:6 月-5 岁 潜伏期:2-7 天 白喉棒状杆菌在呼吸道局部繁殖,分泌外毒素,产生炎症反应,组织坏死,形成假膜,一旦脱落,易引起呼吸道阻塞,甚至窒息死亡。外毒素进入血液,与心肌