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1、医学微生物学概述,微生物与医学微生物学 医学微生物学发展简史,微生物的特点 微生物的概念 微生物的分类,微生物,微生物的特点 体积微小 结构简单 繁殖迅速 容易变异 分布广泛 种类繁多,体积小: 以微米(m)或纳米(nm)来衡量,形态简 由单细胞、简单多细胞或非细胞生命物质所构成,培养4-5天所形成的大肠杆菌的重量将和地球相仿,繁殖快,一般细菌每20分钟繁殖一代,易变异 微生物与外界环境直接紧密接触,易受环境因素的影响,发生突变获得很强的外环境适应力,起源早:地球诞生于46亿年前, 微生物35亿年前即已形成,分布广,人体的皮肤、口腔、肠胃道等都有许多微生物 85公里的高空、11公里深的海底、2
2、000米深的地层有微生物 近100的温泉、零下250的环境有微生物 在地球上几乎无处不在,无孔不入 同学们要牢固地树立有菌的观念,砧板上的微生物,皮肤、毛发上分布的细菌,肠黏膜上分布的细菌,种类多 生物分为 原核生物界(细菌) 原生生物界(藻类, 原生动物) 真菌界(酵母、霉菌) 植物界 动物界 病毒界,微生物在六界中占有三界, 显示了微生物在自然界的重要地位,微生物的多样性,微生物是一群体积微小,结构简单,肉眼看不见,必须借助光学显微镜或电子显微镜放大数百倍,乃至数万倍后才能观察到的微小生物,微生物的概念,微生物的分类,非细胞型微生物 原核细胞型微生物 真核细胞型微生物,病毒 细菌、支原体、
3、衣原体、立克次体、螺旋体、 放线菌 真菌,细菌分类,界、部、纲、目、科、属、种、型,非细胞型微生物,腺病毒,乙肝病毒,噬菌体,流感病毒,HIV,Ebola病毒,原核细胞型微生物,螺旋体,立克次体,支原体,衣原体,真核细胞型微生物,单细胞型真菌,多细胞型真菌,微生物与人类关系,有利 参与物质循环 在工、农、医药等方面的作用 在人体内的意义 有害 病原微生物致病,微生物,自然界中N、C、S等元素循环,农业,以菌造肥,以菌催长,以菌防病,以菌治病,工业,微生物应用于食品、皮革、纺织、石油、化工、冶金等,医药工业,利用微生物制造抗生素、维生素、辅酶、ATP等药物,污水处理,利用微生物降解有机磷、氰化物
4、等,基因工程技术中提供多种工具酶和载体系统,创建有益的工程菌新品种,微生物与人类的关系,微生物,有少数微生物能引起人类和动、植物的病害,病原微生物的重要性,导致死亡 死于传染病 出现许多新病原微生物 微生物感染还与自身免疫性疾病、肿瘤、心血管疾病等有关,医学微生物学,阐述与医学有关的致病与条件致病微生物的生物学性状、致病性、免疫性、微生物检查及特异性防治的一门学科 细菌学 病毒学 真菌学,微生物学发展简史,经验微生物学时期 实验微生物学时期 现代微生物学时期,认识微生物的历程,微生物的发现 微生物学的开山鼻祖列文虎克 微生物学的奠基人巴斯德 医学微生物学的奠基人科赫,微生物学的经验时期 (十七
5、世纪上半叶以前) 利用微生物,古希腊时蒸酒,腌渍与蜜饯的食品,微生物在地球上存在了30多亿年,人类并不知道一直和微生物生死共处 我国公元2000多年前就利用微生物酿酒 许多疾病是由微生物引起的:11世纪肺痨 我国17世纪初,吴有性医生在瘟疫论中认为传染病是“乃天地间别有一种异气所感”,并且指出“气即是物,物即是气”,肯定地预见有某种实体是传染病的病原体 我国18世纪,描述鼠疫,实验微生物学时期 (十七世纪下半叶至二十世纪初) 1、微生物的发现和微生物形态学时期,荷兰人列文虎克(Leeuwenhoek)(1632-1723)是微生物学的先驱,微生物学的开山鼻祖 列文虎克,荷兰人用自己制造的显微镜
6、观察到了被他称为“小动物”的微生物世界 发现了杆菌、球菌和螺形菌 实实在在看到并记录了一类从前没有人看到过的微小生命 因为这个伟大的发现,他当上了英国皇家学会的会员,列文虎克的显微镜,列文虎克和他自制的显微镜 (放大266倍),列文虎克观察到的微生物,琴纳 免疫学奠基人,1796年第一次 给一男孩种牛痘,2、微生物生理学时期 建立了一套独特的研究方法,寻找各种传染病病原菌,巴斯德在观察受狂犬病感染的兔脊髓,巴斯德在工作中,著名的巴斯德研究院,巴斯德在微生物学上的贡献,有机物发酵和腐败由微生物引起 解决葡萄酒和啤酒变酸问题创立巴氏消毒法 解决蚕茧的“微粒子病”的疾病,挽救了法国蚕丝业 主张传染病
7、是由微生物引起的,并可通过接触、唾液及粪便传播 19世纪70年代,研究炭疽病,拯救了畜牧业 1881年研制成功减毒活疫苗开创人类战胜传染病的新世纪 1885年,巴斯德第一次治好了被疯狗咬伤的9岁男孩梅斯特奠定了免疫学基础,微生物方法学和医学微生物学奠基人 科赫,科赫,1882年发现引起结核病的病原分离出结核杆菌 创立了微生物学检查方法:固体培养技术、染色技术、实验动物感染 发现炭疽杆菌、霍乱弧菌 总结了著名的“科赫法则” -确立病原微生物 1905年获得了诺贝尔医学和生理学奖,分离细菌的固体培养基,Koch氏确定病原体四要点,在每一例患病的病人中,都应找到此种微生物 该微生物能被分离,且能在纯
8、培养基中生长 培养出的微生物接种于易感动物,一定能导致动物产生该病 在实验性发病动物中,一定能观察并重新获得此种微生物,李斯特在石炭酸喷雾下进行手术,李斯特 无菌操作奠基人,伊凡诺夫斯基 病毒的发现者 欧立希 (Ehrlich) 1910年砷凡纳明抗梅毒药的发现者,1929年青霉素发现者弗莱明 1940年弗洛瑞提纯应用于临床,弗莱明 研究微生物的生命活动,Domagk发现黄胺药,Griffith发现细菌转化现象,新病原微生物的确定方面 1974年从莱姆(Lyme)病患者分得疏螺旋体 1976年在美国费城一次退伍军人会议期间发生 肺炎流行,次年分离出军团菌 1983年从慢性胃炎病人活检标本中分离
9、出 幽门螺杆菌,现代微生物学时期,二十世纪中叶至今,1986年我国台湾省分离得肺炎衣原体 1983年首先在美国发现人类免疫缺陷病毒 (HIV) 近期新发现的病毒有肾综合征出血热病毒、新疆出血热病毒、B 组轮状病毒、丙型肝炎病毒和戊型肝炎病毒等,1973年以来认识的病原体示例,年份 微生物 疾病 1973 轮状病毒 全球性婴儿腹泻的主要原因 1976 小隐孢子虫 急性和慢性腹泻 1977 埃博拉病毒 埃博拉出血热 1977 嗜肺性军团杆菌 军团病 1977 Hantaan病毒 伴有肾综合征的出血热 1977 空肠弯曲菌 全球散布的肠病 1980 HTLV-I T细胞淋巴瘤白血病 1981 金葡萄
10、菌产毒素株 中毒性休克综合征 1982 大肠杆菌O157:H7 出血性肠炎、溶血性尿毒症 1982 HTLV-II 毛细胞白血病 1982 Burgdorferi螺旋体 莱姆病 1983 HIV 爱滋病 1983 幽门螺旋杆菌 消化性溃疡病 1988 HEV 肠道传播的非A、非B型肝炎 1990 Guanarito病毒 委内瑞拉出血热 1992 霍乱弧菌O139 与流行性霍乱有关的新株 1992 Hellem巴尔通氏体 猫抓病,杆状血管瘤病 1994 Sabia病毒 巴西出血热 1995 G型肝炎病毒(HGV) 非肠道传播的非A、非B型肝炎 1995 人类疱疹病毒8型 与爱滋病有关的Kapos
11、i肉瘤 1996 TSE致病因子 克罗伊茨非尔特-雅各布病的新变型 1997 禽流感病毒A(H5N1) 流感,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:,二、细菌的繁殖与新陈代谢:,掌握几个概念: 自养菌、异养菌; 需氧菌、专性厌氧菌、兼性厌氧菌、微需氧菌。,三、消毒与灭菌,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
12、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。,四、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 ()抵抗力下降; ()长期化疗、放 疗、 条件致病菌: 免疫抑制剂患者; ()外伤; ()菌群失调:菌群失调症;,正常菌群的生理意义: ()生物拮抗; ()促进机体免疫; ()与衰老有关:双歧杆菌; ()合成维生素和细菌素。,致病性, 侵入机体并定位于某组织; 适应机体生化环境进行繁殖,并向其他部位扩散; 抵抗机体的防御机能; 产生并释放毒素(bacterial toxins)引起损伤。通
13、常把前三项统称为细菌的侵袭力(invasiveness),后者称为产毒性(toxigenicity)。,细菌的侵袭力 粘附因子与定植(adberence factors and colonization):细菌粘附因子主要包括:(1)菌毛;(2)细菌壁成分;(3)生化反应 繁殖和扩散(multiplication and spread):细菌产生的毒素和侵袭性酶也有助于细菌及其产物的扩散。 对机体防御机制的抵抗力:细菌的荚膜、微荚膜或其类似结构,都具有抵抗吞噬细胞的吞噬和体液中杀菌物质的作用,使病原菌在宿主体内迅速繁殖,产生病变。,外毒素和内毒素,外毒素(exotoxin) 外毒素的化学成分是
14、蛋白质,外毒素的毒性极强,能选择性地作用于不同的组织,引起特有的病理变化。外毒素的稳定性较差,易因加热等理化因素作用而破坏; 细菌外毒素分为:神经毒素;细胞毒素;肠毒素 ; 内毒素(endotoxin) 脂多糖 ,内毒素性质比较稳定,耐热,60数小时不被破坏,需加热16024h,或用强酸强碱或强氧化剂加热3h才灭活。内毒素的检测称鲎试验是目前检测内毒素最敏感的方法。,细菌外毒素举例,外毒素与内毒素的主要区别,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,感染,隐性感染(inapparent infection) 显性感染(apparent infecti
15、on) 带菌状态(carrier state) 结局: 局部感染(local inefction) 全身感染(systemic or generalized infection) 毒血症(toxemia) 菌血症(bacteremia) 败血症(septicemia) 脓毒血症(pyemia),细菌学检查,检出病原菌 1标本的采集与送检 2直接涂片镜检:一些在形态与染色性上具有特征的病原菌,可取标本涂片、染色镜检,镜下见到典型的菌体形态、排列、染色性即可做出初步诊断。 3细菌的分离和鉴定:根据不同疾病采取不同标本进行细菌的分离和鉴定,鉴定的主要内容:(1)培养特征,(2)形态特征,(3)生化反
16、应,(4)血清学鉴定,(5)动物试验,细菌学检查,病原菌抗原的检测 利用已知的特异性抗体检测抗原的方法,常可有效地检出极微量的细菌抗原成分,达到快速诊断目的。常用的方法有: 1沉淀反应(precipitation test) 2协同凝集试验(coagglutination test) 3免疫荧光法(immunoflorecence ,IF) 4单克隆抗体技术(McAb technique),细菌学检查,细菌代谢产物的检测 细菌核酸的检测 检测核酸的试验包括基因探针、DNA印迹杂交(southern blot hybridization)、质粒指纹图谱分析以及PCR等。,血清学诊断,定量凝集试验
17、 肥达氏试验(Widal test)用已知伤寒、副伤寒杆菌制备抗原,检测可疑伤寒和副伤寒患者血清中抗体。 间接血凝试验 将细菌可溶性抗原,吸附于动物的红细胞表面,与相应抗体相遇时,可产生红细胞凝集现象。试验中的红细胞既是细菌抗原的载体,也是观察结果的标示物。为抗原抗体反应是通过血细胞凝集间接反映出来,故称为间接血凝试验。 补体结合(CF)试验 中和试验,第二篇 微生物学 病毒学总论,病毒的基本性状 非细胞型微生物 只含DNA或RNA 以复制的方式增殖 耐冷不耐热 60,30min,核酸 无包膜病毒 ( 核衣壳) 衣壳 核衣壳 有包膜病毒 包膜,病毒核心(viral core),由DNA或RNA
18、组成,是病毒的基因组,位于病毒的内部,病毒的基因只能是DNA或RNA的一种,同一个病毒体内不可能同时具有两种核酸。病毒基因组的功能是 (1)指导病毒复制, (2)决定病毒特性, (3)病毒的核酸也具有感染性。,病毒衣壳(viral capsid),由病毒指导合成的蛋白质组成,衣壳由一定数目的壳粒组成,壳粒是一种形态亚单位,电镜下壳粒是呈对称性排列。不同的病毒核酸形态和结构不同,壳粒的数目和排列也不同,核酸和壳粒按一定的方式排列成不同的对称类型。一般有以下三种: (1)螺旋对称型, (2)二十面体立体对称型, (3)复合对称型。 病毒壳的功能是(1)保护核酸,(2)参与感染,(3)具有抗原性。,
19、病毒包膜(viral envelope),磷脂双层液态镶嵌模型的生物膜,将病毒衣壳包裹在内部。有些病毒的包膜表面具有刺突,这些突起分子具有如凝血酶、神经氨酸酶等活性。包膜的功能有 (1)维持完整性; (2)细胞膜亲和、融合性能; (3)表 现病毒种、型抗原特异性。,分类,根据生物学和理化特性可将病毒分成两大类,即DNA病毒和RNA病毒。 其中RNA病毒又可根据RNA的特点分为单链RNA病毒、双链RNA病毒,如果病毒的RNA可起信使RNA作用,则称为正链RNA病毒,因此单链RNA病毒又分为单链正链RNA病毒和单链负链RNA病毒,如果RNA病毒体内含有逆转录酶,病毒复制过程中需要预先将RNA逆转成
20、DNA,那么这类病毒自然数为逆转病毒。 DNA病毒也可分为单链DNA病毒和双链DNA病毒。,根据临床致病特点,肠道病毒 呼吸道病毒 虫媒病毒 出血热病毒 狂犬病病毒 逆转录病毒 肝炎病毒 腺病毒 人类疱疹病毒 人乳头瘤病毒 其他病毒,病毒的复制 吸附与穿入 脱壳 生物合成 核苷类药物、蛋白酶抑制剂 装配与释放,水平传播 病毒的传播方式 垂直传播,侵入机体的途径,病毒致病机理,引起宿主细胞变化 1杀细胞效应(cytocidal effect),致细胞病变作用(cytophathic effect,CPE) 2细胞膜变化 (1) 细胞融合;(2)细胞表面出现新抗原 3包涵体(inclusion b
21、ody) 定义及实际意义 4细胞转化与增生 引起机体的变化 1组织器官损伤及组织器官亲嗜性 2免疫病理损伤 (1) 细胞毒免疫性损伤 (2) 免疫复合物性损伤 (3) 细胞免疫性损伤 对免疫系统的影响 1病毒感染引起的免疫抑制 2病毒感染对免疫活性细胞的杀伤,病毒感染的实验室诊断,检材的采集与送检 采集血液、鼻咽分泌液、咯痰、粪便、脑脊液、疱疹内容物、活检组织或尸检组织等。 采集标本要求: 1尽早采取在发病初期(急性期)采取,较易检出病毒,越迟阳性率越低。 2部位适宜由感染部位采取,如呼吸道感染采取鼻咽洗漱液或咯痰;肠道感染采取粪便;脑内感染采取脑脊液;皮肤感染采取病灶组织;有病毒血症时采取血液。 3采得检材应尽快送检。,病毒分离的一般程序,病毒检测,(1)病毒核酸及抗原的直接检出 直接检出病毒核酸; 直接检测病毒抗原。 (2)特异性抗体的检测 病毒感染后通常诱发针对病毒一种或多种抗原免疫应答,特异性抗体效价升高或lgM抗体出现有辅助临床诊断的价值。 补体结合试验; 中和试验; 血凝抑制试验; lgM捕捉。,谢谢!,
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