医学微生物学 第六节细菌的分类—、细菌的分类原则与层次 2分析分类应用电泳、色谱、质谱等方法，对菌体组分、代谢产物组成与图谱等特征进行分析，例如细胞壁脂肪酸分析、全细胞脂类和蛋白质的分析、多点酶电泳等，为揭示细菌表型差异提供了有力的手段。3.基因型分类分析细菌的遗传物质，揭示了细菌进化的信息，是最精确的分类方法。包括DNA碱基组成(G+C mo]%)、核酸分子杂交(DNA-DNA同源性、DNA-rRNA同源性）和16S rRNA同源性分析，比较细菌大分子（核酸、蛋白质）结构的同源程度等，其中16S rRl'JA更为重要，因其在进化过程中保守、稳定，很少发生变异，是种系分类的重要依据。随着方法学的发展，细菌的分类不断完善而且更加科学。1987年Woese在大蜇165rRNA序列分析的基础上，描绘出生物系统发育树，由古细菌(Archaebacteria)、真细菌(Eubacteria)和真核细胞(Eukat"'jo tes)共同构成生物三原界。后来演变为古生菌(archaea)、细菌和真核生物三个域。古生菌和细菌同为原核生物，核糖体均为70S。古生菌在地球上出现最早，生存在极端环境（高温、高盐、低pH),细胞壁无肤聚糖，蛋白质合成起始甲硫氨酸不需甲酰化，tRNA基因中有内含子，含有多种RNA多聚酶，蛋白质合成对白喉毒素的抑制敏感，而对氯霉素的抑制不敏感，这些特性与真核生物相同，而与细菌不同。国际上最具权威性的细菌分类系统专著《伯杰氏系统细菌学手册》(1984年）和《伯杰氏鉴定细菌学手册》第9版(1994年）都已反映了细菌种系分类的研究进展，但在具体编排上仍保留了许多传统分类的安排。最新出版的《伯杰氏系统细菌学手册》(2004年）又收集了4000余种模式菌株的16S仁QIrRNA序列，力求细菌分类学模式(taxonomic model)和种系发育模式(phylogenetic model)的一致性，将原核生物分为两个域，即古生菌域和细菌域，前者分为2个门，后者分为24个门，依次再分为纲、目、科属、种。目前，尚未在古生菌中发现病原菌。之后于2001-2012年分别出版了5卷各自描述archaea、pro teobacteria、firmicutes、bacteroidetes、actinobacteria等详细分类。细菌的分类层次与其他生物相同，但在细菌学中常用的是属和种。种(spec i es)是细菌分类的基本单位。关于种的定义，目前较为广泛接受的观点是彼此间有70%或70％以上DNA同源性，同时也具有5°C或更低的D.Tm值的细菌群体构成一个菌种。特性相近，关系密切的若干菌种组成一个菌属(genus)。同一菌种的各个细菌，虽特性基本相同，但在某些方面仍有一定差异，差异较明显的称亚种(subspecies, subsp.）或变种(varie ty, var.)，差异小的则为型(type)。例如按抗原结构不同而分血清型(serotype)；对噬菌体和细菌素的敏感性不同而分噬菌体型(phagetype)和细菌素型(bacteriocin-type)；生化反应和其他某些生物学性状不同而分生物型(biotype)。变种因易与亚种混淆，已不再单独使用，与其他词复合构成代替”型”的术语，如biovar就是生物型(biotype)。按此原则，大肠埃希菌（种）则属千原核生物界、细菌域、变形菌门、丫－变形菌纲、肠杆菌目、肠杆菌科、埃希菌属中的一个种，全称为大肠埃希菌。


医学微生物学 第六节细菌的分类—、细菌的分类原则与层次 对不同来源的同一菌种的细菌称为该菌的不同菌株(s train)。具有某种细菌典型特征的菌株称为该菌的标准菌株(standard strain)或模式菌株(type strain)。


医学微生物学 二、细菌的命名法 细菌的命名采用拉丁双名法，每个菌名由两个拉丁字组成，用斜体字表示。前一字为属名，用名词，第一个字母大写；后一字为种名，用形容词，小写。一般属名表示细菌的形态或发现有贡献者，种名表明细菌的性状特征、寄居部位或所致疾病等。中文的命名次序与拉丁文相反，是种名在前，属名在后。例如Staphylococcus aureus（金黄色葡萄球菌）、Escherichia coli（大肠埃希菌）、Neisseria meningit心（脑膜炎奈瑟菌）等。属名也可不将全文写出，只用第一个字母代表，如M. tuberculo墨、S. typhi等。有些常见菌有其习惯通用的俗名，如tubercle bacill心（结核杆菌）、typhoid bacillus（伤寒杅菌）、meningococcus（脑膜炎球菌）等。有时泛指某一属细菌，不特指其中某个菌种，则可在属名后加sp.（单数）或spp.（复数），如Salrrwne lla sp.表示为沙门菌属中的细菌。


医学微生物学 （汤华） 噬菌体(bac teriophage)是感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生物的病毒。噬菌体具有病毒的基本特性：个体微小，可以通过细菌滤器；无细胞结构，主要由蛋白质构成的衣壳和包含于其中的核酸组成；只能在活的微生物细胞内复制增殖，是一种专性胞内寄生的微生物。噬菌体分布极广，凡是有细菌的场所，就可能有相应噬菌体的存在。在人和动物的排泄物或其污染的井水、河水中，常含有肠道细菌的噬菌体。在土壤中，也可找到土壤细菌的噬菌体。噬菌体有严格的宿主特异性，只寄居在易感宿主菌体内并可裂解细菌，故流行病学可利用噬菌体进行细菌的鉴定与分型，以追查感染源。临床上有时利用噬菌体作为某些局部感染的辅助治疗。另外，噬菌体由千基因数目较少，增殖速度较快又易于培养，在分子生物学中被作为外源基因的载体，用于研究核酸的复制、转录以及表达等重要理论问题，因此噬菌体已成为分子生物学的重要研究工具。


医学微生物学 第一节噬菌体的生物学性状 1形态与结构噬菌体在光学显微镜下看不见，需用电子显微镜观察。噬菌体在电子显微镜下有三种基本形态，即蜊斜形（图3-1)、微球形和细杆形。大多数噬菌体呈蜊斛形，由头部和尾部两部分组成（图3-2)。头部呈六边形立体对称，由蛋白质衣壳包绕核酸组成；尾部是一管状结构，由一个中空的尾髓和外面包裹的尾鞘组成，尾髓具有收缩功能，可将头部的核酸注入宿主菌细胞内；尾部末端尚有尾板、尾刺和尾丝，尾板内可能含有裂解宿主菌细胞壁的溶菌酶；尾丝为噬菌体的吸附器官，能识别宿主菌体表面的特异性受体。头部和尾部连接处有尾领、尾须结构，尾领与头部装配有关，某些噬菌体尾部很短或缺失。 部部头尾 图3-1蜊料形噬菌体图3-2噬菌体结构模式图大肠埃希菌rf2噬菌体(x40000)2.化学组成噬菌体主要由核酸和蛋白质组成。 核酸是噬菌体的遗传物质，噬菌体的基因组大 小为2-200kb。蛋白质构成噬菌体的头部衣壳与尾部，包括尾髓、尾鞘、尾板、尾刺和尾丝，起着保护核酸的作用，并决定噬菌体外形和表面特征。


医学微生物学 核酸是噬菌体的遗传物质，噬菌体的基因组大 噬菌体的核酸类型为DNA或RNA，并因此可将噬菌体分成DNA噬菌体和RNA噬菌体两大类。大多数DNA噬菌体的DNA为线状双链，但某些微小DNA噬菌体的DNA为环状单链。多数RNA噬菌体的RNA为线状单链，少数为分节段的线状双链。有尾噬菌体的核酸均为线状双链DNA，无尾噬菌体的核酸为环状单链DNA或线状单链RNA（表3-1)。某些噬菌体的基因组中含有异常碱基，如大肠埃希菌T偶数噬菌体无胞瞪唗，而代之以5－胫甲基胞瞪唗与糖基化的5－轻甲基胞晓唗；某些枯草芽胞杆菌噬菌体的DNA无胸腺啥唗，而代之以尿瞪唗或5－胫甲基尿瞪唗。由于这些异常碱基不会出现在宿主菌基因组中，因此可作为噬菌体DNA的天然标记。3抗原性噬菌体具有抗原性，能够刺激机体产生特异性抗体。该抗体能抑制相应噬菌体侵袭宿主菌，但对已吸附或已进入宿主菌的噬菌体不起作用。


医学微生物学 核酸是噬菌体的遗传物质，噬菌体的基因组大 4.抵抗力噬菌体对理化因素的抵抗力比一般细菌繁殖体强，加热70屯30分钟仍不失活，也能耐受低温。大多数噬菌体能抵抗乙酰、三氯甲院和乙醇，在5g/L升采和5g/L苯酚中，经3~7天不丧失活性而在过饱和氯化钙溶液中，保持数年不失活。但对紫外线和X射线敏感，一般经紫外线照射10~15分钟即失去活性。 第二节毒性噬菌体 根据与宿主菌的相互关系，噬菌体可分为两种类型：一种是能在宿主菌细胞内复制增殖，产生许多子代噬菌体，并最终裂解细菌，称为毒性噬菌体(v irulen t phage)；另一种是噬菌体基因组整合千宿主菌染色体中，不产生子代噬菌体，也不引起细菌裂解，但噬菌体DNA随细菌基因组的复制而复制，并随细菌的分裂而分配至子代细菌的基因组中，称为温和噬菌体(t e mpera te phage)或溶原性噬菌体(lysogenic phage)。


医学微生物学 第二节毒性噬菌体 毒性噬菌体在宿主菌内以复制方式进行增殖，增殖过程包括吸附、穿入、生物合成、成熟与释放等四个阶段。从噬菌体吸附开始至宿主菌裂解释放出子代噬菌体为止，称为噬菌体的复制周期或溶菌周期。其复制周期与病毒的复制周期相似，只是缺乏脱壳阶段，其衣壳仍保留在被感染的菌体细胞外。1吸附吸附是噬菌体表面蛋白与其宿主菌表面受体发生特异性结合的过程，其特异性取决千两者分子结构的互补性。不同噬菌体的吸附方式不同，细杆形噬菌体以其未端吸附，蜊斛形噬菌体以尾丝尾刺吸附；某些细杆形噬菌体及微球形噬菌体可吸附千细菌的性菌毛上，所以这些噬菌体仅感染有性菌毛的F十菌。只要细菌具有特异性受体，无论死活，噬菌体均能吸附，但噬菌体核酸不能进入已死亡的宿主菌内。2穿入有尾噬菌体吸附于宿主菌后，借助尾部末端的溶菌酶在宿主菌细胞壁上溶一小孔，然后通过尾鞘的收缩，将头部的核酸注入菌体内，而蛋白质衣壳留在菌体外。无尾噬菌体与细杆形噬菌体可以脱壳的方式核酸进入宿主菌内。


医学微生物学 第二节毒性噬菌体 在液体培养基中，噬菌体裂解宿主菌可使混浊菌液变澄清；而在固体培养基上，将适量的噬菌体和宿主菌液混合接种培养后，培养基表面可出现透亮的溶菌空斑，每个空斑系由一个噬菌体复制增殖并裂解宿主菌后形成的，称为噬斑(plaque)，不同噬菌体噬斑的形态与大小不尽相同。通过噬斑计数，可测知一定体积内的噬斑形成单位(plaque forming units, PFU)数目，即噬菌体的数量。


医学微生物学 第三节温和噬菌体 温和噬菌体的基因组整合于宿主菌基因组中，这种整合在细菌染色体上的噬菌体基因称为前噬菌体(prophage)。前噬菌体可随细菌染色体的复制而复制，并通过细菌的分裂而传给下一代，不引起细菌裂解，这种带有前噬菌体的细菌称为溶原性细菌(lysogen ic bacterium)。前噬菌体偶尔可自发地或在某些理化和生物因素的诱导下脱离宿主菌染色体而进入溶菌周期，产生成熟的子代噬菌体，导致细菌裂解。温和噬菌体具有的这种产生成熟子代噬菌体颗粒和裂解宿主菌的潜在能力，称为溶原性(lysogeny)。由此可知，温和噬菌体有三种存在状态：少游离的具有感染性的噬菌体颗粒；＠宿主菌细胞质内类似质粒形式的噬菌体核酸；＠前噬菌体。温和噬菌体有溶原性周期和溶菌性周期（图3-3),而毒性噬菌体只有一个溶菌性周期。 贸伶—穸龄俭i三t释放二二二穿人\／了心！二三t装配 前噬菌体\3生物合成溶原性细菌具有抵抗同种或有亲缘关系噬菌体重复感染的能力，使宿主菌处在一种噬菌体免疫状态。这种免疫性不同于细菌对噬菌体的抗性突变，这种抗性可使噬菌体不能吸附于细菌表面的特异性受体。


医学微生物学 贸伶—穸龄俭i三t释放二二二穿人\／了心！二三t装配 某些前噬菌体可导致细菌基因型和性状发生改变，称为溶原性转换(lysogenic conversion)。如白喉棒状杆菌产生白喉毒素的机制，是因B抖棒状杆菌噬菌体感染白喉棒状杅菌后，由千噬菌体DNA携带编码白喉毒素的基因，使无毒的白喉棒状杆菌获得了产生臼喉毒素的能力。另外，肉毒梭菌产生的肉毒毒素、金黄色葡萄球菌产生的溶素，以及沙门菌、志贺菌等抗原结构和血清型别均与溶原性转换有关。当溶原性细菌失去其前噬菌体，则有关性状亦随之消失。 第四节噬菌体的应用 1.细菌的鉴定和分型由于噬菌体裂解细菌有种的特异性，故可用千细菌的鉴定。如利用已知的噬菌体鉴定未知的霍乱弧菌、鼠疫耶尔森菌等。噬菌体裂解细菌又有型特异性，所以又可用噬菌体对某一种细菌分型，即该菌的噬菌体型。如利用伤寒沙门菌Vi噬菌体已将有Vi抗原的伤寒沙门菌分为96个噬菌体型。


医学微生物学 第四节噬菌体的应用 2检测标本中的未知细菌(1)噬菌体在自然界中分布广泛，凡有细菌的地方，如污水、土壤、人和动物的排泄物等都可能有噬菌体。所以，从标本中检出某种噬菌体常提示该标本中曾有相应的细菌存在。(2)根据噬菌体必须在活的敏感细菌内才能增殖这一特性，如将检测标本与一定数量已知噬菌体放到一起培养，只要噬菌体明显增加，即提示该标本中有相应的细菌存在。3.基因工程的工具噬菌体在基因工程上可做外源基因的载体，常用的有E. coli K12入噬菌体和E. coli噬菌体M13。前者可与外源基因重组后再转入到E. co l i中，能在菌细胞内扩增外源基因或表达外源基因产物。因其可与较大的DNA片段(20kbp)重组，故可用来建立真核细胞染色体的基因文库。后者是一种丝状的噬菌体，含单链环状DNA，进入宿主细菌后，先变成双链复制中间型(repli cative intermediate, RI)，然后进行复制。子代噬菌体释放并不使细菌裂解。此RI如与外源DNA重组转入受体菌，外源DNA则在受体菌内扩增并以单链形式分泌到菌体外，可做DNA序列分析的模板。


医学微生物学 第四节噬菌体的应用 4用于细菌性感染的治疗由于噬菌体对细菌的感染具有种的特异性，不像使用抗生素那样容易造成菌群失调或耐药，细菌对噬菌体产生耐受的可能性较小。因此可成为新的抗菌物质，尤其对金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌等这些容易产生耐药性的细菌应用价值更大，有着较好的前景。 （黄敏） 本章描述的是一群与医学相关的、在分类上为不同种属的细菌，包括棒状杆菌属（如白喉棒状杅菌）、军团菌属（如嗜肺军团菌）、假单胞菌属（如铜绿假单胞菌）和一些原始发酵革兰阴性菌（如不动杆菌和窄食单胞菌）、弯曲菌属和气单胞菌属等细菌。它们各自均具有独特的生物学特性和致病性，广泛存在于水、土壤和空气中；其中有的是人体皮肤黏膜表面的正常菌群，大多是条件致病菌。但是近年来，其在临床标本中的检出率逐年增多，常引起医院内感染，且对多种抗生素耐药，治疗比较困难，因而受到临床医生高度重视。 第一节细菌基因组 细菌的遗传物质是DNA。细菌基因组包括染色体、质粒和整合在染色体中的噬菌体基因组。


医学微生物学 一、细菌基因组的主要组成 1细菌染色体(bacterial chromosome)细菌基因主要位于染色体。细菌的染色体为单倍体，可呈环状或线性。多数细菌(>90%）的染色体为单条环状双螺旋双链DNA(dsDNA)，长度约580~5220kb；少数细菌染色体则由两条环状dsDNA分子组成，如霍乱弧菌、间号钩端螺旋体和马耳他布鲁菌(Brucella melitensis)等；个别细菌含有三条环状dsDNA分子；而疏螺旋体属，包括伯道疏螺旋体、伽氏疏螺旋体和埃氏疏螺旋体等的染色体则为线性dsDNA分子。细菌基因组的大小与其所含基因数成正相关。细菌基因组中大多数基因为单拷贝，而rRNA基因则为多拷贝，以满足细菌迅速生长繁殖的需要。在细菌基因组中，许多相关基因串联排列在染色体的特定部位，上游的启动子(promoter)和（或）调控信号序列与操纵子的基因(operator gene)共同构成一个转录单位，称为操纵子(opero n)。与真核细胞不同，细菌基因组中非编码序列较少；无内含子(intron)，转录后的RNA无需剪接加工。


医学微生物学 一、细菌基因组的主要组成 不同种细菌染色体的G+C含量（百分比）不同，可作为分析细菌种属关系或基因来源的依据之一。细菌的种内和种间存在着广泛的基因水平转移(horizontal gene transfer)。在细菌基因组中可发现一些外源DNA片段，其G+C百分比和密码子使用偏向性与细菌染色体有明显差异，两侧往往含有重复序列、插入序列或tRNA，片段中间所带的基因与细菌的耐药性、致病性／毒力或某些代谢有关，分别称之为耐药岛、致病岛／毒力岛或代谢岛。细菌致病岛(pathogen i c island, PAI)是指病原菌基因组中存在编码与细菌毒力或致病性相关因子（如黏附因子和毒素等）的外源DNA片段。细菌染色体中具有各种功能的识别区域，如复制起始区OriC、复制终止区TerC、转录启动区和终止区等，该类区域往往具有特殊的顺序。


医学微生物学 一、细菌基因组的主要组成 2质粒(plasmid)质粒是细菌染色体外具有独立复制能力的遗传物质，存在于细胞质中，为环状闭合或线性dsDNA，游离或整合在细菌染色体上。质粒携带与细菌生命活动非必需的基因，其遗传信息可赋予宿主菌某些特定生物学性状，如致育性、耐药性、致病性和代谢改变等。质粒可自行丢失或通过人工处理（如高温、日丫唗橙和澳乙锭等）消除(c uring)。随着质粒的丢失或消除，质粒赋予宿主菌的某些生物学性状亦随之消失。某些质粒能够在多种细菌中复制，而有的则具有宿主菌范围。细菌中存在不同种类的质粒，根据质粒的不同特性可进行以下分类：(3)根据质粒的相容性，可分为不相容性质粒和相容性质粒。相关的质粒不能稳定地共存千同一宿主菌中的现象称为不相容性(incompal伽lity)，反之则为相容性。质粒不相容性与相同或相似的宿主范围、复制部位和复制调控机制等因素有关。利用质粒的不相容性可进行细菌分组，如肠杆菌科中的质粒已划分30余个不相容群，常用于分子流行病学调查。


医学微生物学 一、细菌基因组的主要组成 (4)根据质粒基因编码的生物学性状分类：CD致育质粒或F质粒(fertility plasmid)：编码性菌毛，介导细菌间质粒的接合传递。＠耐药性质粒(resis tance plasmid)：其编码产物与多种抗菌药物和重金属的抗性相关。其中，可通过接合方式进行基因传递的称接合性耐药质粒，又称R质粒(R factor)，在革兰阴性菌中多见。不能通过细菌接合传递的质粒，称非接合性耐药质粒，又称r质粒，可通过噬菌体转导等方式在细菌间传递。＠毒力质粒(virulence plasmid)：编码与细菌致病性相关的毒力因子。＠细菌素质粒：可编码各类细菌素，如Col质粒编码大肠埃希菌的大肠菌素。＠代谢质粒：编码与代谢相关的酶类，如沙门菌发酵乳糖的能力通常由质粒决定。3噬菌体基因组噬菌体是侵袭细菌的病毒，其基因组所携带的遗传信息可赋予宿主菌某些生物学性状。温和性噬菌体的基因组可整合在细菌染色体上，成为前噬菌体(prop hage)；前噬菌体也可从宿主菌染色体脱离。噬菌体的这种特性，亦可介导细菌基因的水平转移，参与细菌的遗传与变异。


医学微生物学 二、细菌基因组中主要的特殊结构 在细菌基因组中存在插入序列和转座子等可移动元件。可移动遗传元件的移动方式称为转位(transposition)，因此又称转座元件(transposable e l ement)。转座元件是一类不依赖于同源重组即可在细菌或其他生物的基因组（染色体、质粒和噬菌体基因组）中改变自身位置的独特DNA序列，又称为跳跃基因(jumping genes)，可导致基因的不稳定和高突变率。转座元件的发现，证明基因组不仅仅是静态的集合体，而是在不断改变遗传组成的动态有机体。揭示此现象的科学家McClinto ck于20世纪40年代发现了可移动的遗传元件(mobile genetic elements),1983年荣获诺贝尔生物医学奖。转座元件的插入位点无须存在同源的核昔酸序列，是一种与同源重组不同的重组类型。转座元件的转移有两种类型：保留性转位(conservative transposition)和复制性转位(replicative transpos山on)。


医学微生物学 二、细菌基因组中主要的特殊结构 保留性转位是通过所编码的转座酶将转座元件自原位点切割下来，插入至其他位点。而复制性转位时，转座元件复制一个新拷贝插入至新靶位，而原拷贝保留在原位。转座元件的转移可发生在同一染色体上，也可发生在染色体之间，质粒之间，或染色体和质粒之间。已证实所有生物均有可转移元件，其转位作用主要依赖自身编码的转座酶(transposase)。转座元件可通过位置移动改变遗传物质的核昔酸序列，产生插入突变、基因重排或插入位点附近基因转录表达的改变等。因此，转座元件在促进细菌生物学性状改变以及进化过程中的作用不可忽视。转座元件主要为插入序列和转座子等（表4-1)，广泛存在于革兰阴性和革兰阳性细菌中。转座子插入的识别序列耐药基因或毒素基因Tnl Tn2Tn31S1AP（氨节青霉素）抗性基因（B－内酰胺酶）Tn41S2AP、Sm（链霉素）、Su（磺胺）等抗性基因Tn5IS50L,ISR Km（卡那霉素）、BLM（博莱霉素）、Sm等抗性基因Tn6IS4Km等抗性基因Tn7Tn7R,Tn7L TMP（甲氧节氨啼唗）、Sm、壮观霉素等抗性基因（含有整合子）Tn91S1Cm（氯霉素）抗性基因TnlO1S10-R Tc（四环素）抗性、重金属抗性、氧化应激等基因Tn551IS2Em（红霉素）抗性基因Tnl681ISI大肠埃希菌耐热肠毒素(ST)Tn903ISRl Km抗性基因1插入序列(insertion sequence, IS)IS是细菌中最简单的转座元件（图4-1)，是细菌染色体、质粒和某些噬菌体基因组的正常组分。其长度为数百个至两千个碱基对，相当千l~2个基因Insertion sequence(IS)的编码量，不携带任何与转位功能无关的基因。IS转座酶基因的共同特征为：两侧末端有反向重复序列(invertedrepeat sequence)，长度不等(3-lObp)，是重组酶的1反向重复序列11反向重复序列1识别位点；中心序列编码转座酶及与转录有关的调IS的命名：IS1,1S2...ISn节蛋白。IS编码的转座酶催化转座元件的整合或图4-1插入序列解离。IS可以正向或反向整合到基因组而导致细菌基因突变。IS可独立存在，也可成为转座子的一部分。在细菌染色体和质粒中可存在多种IS或多个拷贝的IS。2转座子(transposon, Tn)Tn的结构较复杂，基本结构为IS－功能基因－IS（图4-2)，即两侧末端携带IS，中间区域为其他功能基因（耐药性基因、抗重金属基因、毒力基因和糖发酵基因等），分子量大小约为2000-25OOObp。转座子携带的基因可随Tn的转移而发生转移重组，导致插入突变、基因重排或插入点附近基因表达的改变。基因转移在生物变异及进化上具有重要意义。根据结构特征的不同转座子可分为复合型转座子、Tn3家族转座子和接合性转座子3类：CD复合Transposon(Tn)日[ene1l[gene2][gene3l I－尸］日型转座子的中间为抗生素抗性基因，两端各有1个相同的I S。复合型转座子将所携带的抗性基因在细菌染色体、质粒和噬菌体基因组之间转移。＠Tn3系转座子的两末端无IS，但含有20~40个末端正向或反向的重复序列，中间部分是与Tn转移功能相关的基因和耐药相关基因。＠接合性转座子是在革兰阳性球菌（肠球菌）染色体上发现的一类可在细菌间通过接合作用进行转移的转座子，典型代表是Tn916，既无末端反向重复序列，也无同向重复序列。


医学微生物学 二、细菌基因组中主要的特殊结构 3整合子(integron, In)1989年Strokes和Hall首次提出整合子的概念。整合子是一种可移动的DNA分子，具有独特结构，可捕获和整合外源性基因，使之转变成为功能性基因的表达单位。整合子可通过转座子或接合性质粒，使多种耐药基因在细菌间水平传播。整合子定位于细菌的染色体质粒或转座子上，通过捕获外源性基因使细菌适应性增强。整合子的基本结构含有3个功能元件（图4-3)，整合酶基因、特异性重组位点和启动子，均位于整合子5'保守末端。整合子的两侧末端为保守区，中间为可变区，其可变序列含有一个或多个基因盒，是整合子的非必需组分。基因盒由一个结构基因（多为耐药基因）和57~l4l个碱基对组成（特异性整合序列，可与整合子中的重组位点序列相配），但无启动子。整合酶催化基因盒的整合及切除，整合子的启动子启动整合子基因的表达。根据其整合酶基因序列的不同可进行分类，目前发现至少有6类整合酶。


医学微生物学 I整合子的基本单位11启动子promotorI特异性重组位点att I，其他被捕获的基因－如抗性基因等， L气一一一且＿___•基因突变是指DNA碱基对的置换、插入或缺失所致的基因结构的变化，可分为点突变、插入或缺失突变及多点突变。碱基置换包括转换(transition)和颠换(trans version)，前者是膘呤－嗦呤或啥唗－啼唗的变化，后者是嗦呤－瞪唗或啼唗－嗦呤的变化。碱基置换后可以出现沉默突变、错义突变和无义突变。插入或缺失突变通常指较长的碱基序列减少或增加，可导致移码突变。多点突变往往涉及染色体重排、倒位(inversion)、重复(dup li cation)或缺失。细菌突变可以是自发的，亦可通过理化因子诱导突变。


医学微生物学 I整合子的基本单位11启动子promotorI特异性重组位点att I，其他被捕获的基因－如抗性基因等， 1基因的自发突变突变可以自然发生，即自发突变。细菌在生长繁殖过程中，经常发生突变，细胞内错配修复酶可减少突变发生的概率。自发突变率约为每一世代10-l O~10气自发突变可以用实验方法检出。1943年Luria与Delbruck利用彷惶实验(fluctuation test)首次检出噬菌体抗性的自发突变菌株（图4-4)。将103/ml对噬菌体敏感的大肠埃希菌接种至几个试管内，培养至菌量为5x10勹ml时，分别从各管取一定量的菌液接种在含有噬菌体的琼脂平板上，培养后计数噬菌体抗性菌落数。如噬菌体抗性发生在细菌接触噬菌体之后，不同试管内菌液所含抗性菌落数应基本相同；如果抗性发生在细菌接触噬菌体之前，不同试管内菌液所含抗性菌落数则有明显差别。实验结果显示，同一试管分次取出的同样菌液，在各个琼脂平板上的抗性菌落数相差不大；而自不同试管取出的菌液所含抗性菌落数则相差悬殊，说明在接触噬菌体之前细菌已发生了突变。噬菌体仅起了筛选作用，而不是诱导作用。彷惶实验证明，突变是自发和随机的。


医学微生物学 _稀释至10i3/ml的细菌数——]接种多管培养基基养培养后各管菌液各自涂含噬菌体的琼脂平板各管菌液在相应平板上的菌落数细菌抗性（噬菌体）的自然突变（彷俚实验）单管菌液在各平板上的菌落数图4-4 左侧同一管菌液接种的平板，各平板间噬菌体抗性菌落数基本相等右侧：各管菌液接种的相应平板，各平板间噬菌体抗性菌落数相差较大2基因的诱发突变通过人工诱导可提高细菌的突变率，称为诱发突变。诱发突变发生率达到10-6~l0气高千自发突变率10~1000倍。许多理化因子，如X线、紫外线、电离辐射、亚硝酸盐、烧化剂及叮唗橙染料等都具有诱变活性，直接损伤DNA分子，同时诱发保真度低的SOS修复系统，从而导致高突变率。对动物有致癌作用的化学因子或被动物组织转化后的代谢产物，如丝裂霉素和黄曲霉素B l等对细菌均有诱变作用。利用细菌诱变试验（检测诱发突变率），可筛查环境因子对人类致癌的潜在作用。


医学微生物学 _稀释至10i3/ml的细菌数——]接种多管培养基基养培养后各管菌液各自涂含噬菌体的琼脂平板各管菌液在相应平板上的菌落数细菌抗性（噬菌体）的自然突变（彷俚实验）单管菌液在各平板上的菌落数图4-4 3.突变与选择突变的发生是随机和不定向的，在细菌群体中仅少数细菌发生突变。如果拟从大量细菌中鉴定出个别突变株，必须将菌群放在有利于突变菌而不利于其他菌生长的环境中。1952年，Lederberg等设计了影印培养实验(replica pl ating)，证明耐药菌株的突变和抗生素的选择作用。先将抗生素敏感细菌接种于不含抗生素的琼脂平板，待长出单个菌落后，取包裹无菌丝绒的压模，轻轻按印在琼（培养后）脂平板表面，使压模丝绒表面黏附细菌菌落的印迹，再将此菌落压模印迹平行按压到含有抗生素的琼脂平板上（图4-5)。经培养后，含有抗生素平板上的敏感菌被完全抑制，而耐药菌生长。然后将对应千无抗生素平板上相应位置的菌落找出，移种至含抗生素的肉汤中培养，可见耐药细菌生长。在整个试验过程中，该细菌虽未接触过抗生素，但已具有对抗生素的抗性。影印培养认灭菌的丝绒实验再次证明突变是自发的、随机的，耐药突变是在接 培养液培养液混浊澄清


医学微生物学 培养液培养液混浊澄清 霾触抗生素之前已发生，抗生素仅发挥了筛选抗性突变株（含抗生素液体培养基）的作用。图4-5细菌耐药的自然突变（影印培养实验）4.回复突变与抑制突变从自然界分离的未发生突变的菌株称为野生型(wild type)；相对于野生型菌株发生某一性状改变的，称为突变型(mutant type)。细菌由野生型变为突变型是正向突变；有时突变株经过第二次突变可恢复野生型的性状，称为回复突变(reverse mutation)。野生型DNA序列的回复突变(genotypic reve rs ion)概率很低，往往是表型回复突变(phenotypic reve rsion)，即第二次突变没有改变正向突变的序列，只是在其他位点（第二个位点）发生突变，从而抑制了第一次突变的效应，称为抑制突变(suppressor mutation)，使突变株重现野生型的表型。抑制突变若发生在同一基因内的不同部位，称为基因内抑制(intragenic suppression)；若发生在不同的基因，则称为基因间抑制(extragenic suppression)。回复突变可以是自发性的，其频率一般是正向突变的10%，也可以人工诱变。


医学微生物学 第三节基因的转移和重组 细菌间基因的转移与重组是发生遗传性变异的重要原因之一。重组有两种方式：同源重组(h omologous recombination)和非同源重组(nonhomologous recombination)。同源重组发生在具有共同起源(co mmon ancest ry)的序列相同或相近的供体和受体DNA基因片段之间，可在受体－供体间双向交换DNA片段，也可单向转移DNA片段，后者又称为基因转换(gene convers ion)。在细菌rec基因编码的重组酶作用下，由外源性单链DNA取代宿主菌染色体上的D NA。非同源重组不需要DNA片段间的同源性，在位点专一重组酶的作用下，将缺失或插入的DNA重新连接。如转座子或前噬菌体基因组的插入，均依靠自身编码的位点专一重组酶的作用，完成与宿主菌染色体之间的重组，使受菌获得供菌的某些性状。DNA可以从一种生物转移至另一生物，整合至染色体，改变其遗传信息的组成，这类基因转移的方式称之为基因水平转移(hori zo ntal gene transfer, HGT)，或基因侧向转移(lateral gene tran sfer, LGT)。这类遗传物质的交流可发生在亲缘、远缘，甚至无亲缘关系的生物之间。基因水平转移是相对于基因垂直转移(vertical inh e ritan ce)而言，打破亲缘关系的界限，获得更多的遗传多样性。根据DNA片段的来源及交换方式等不同，将基因转移和重组分为转化、转导、接合和溶原性转换等方式（表4-2)。


医学微生物学 第三节基因的转移和重组  基因水平转移方式DNA传递过程转移DNA的特性 转化(tran sfo rmati o n)细菌（感受态）直接摄入DNA片段同源DNA片段接合(co njugati o n)DNA通过性菌毛从F细菌传递给F一细菌质粒或染色体转导(transduction)普遍性转导DNA片段通过毒性噬菌体或温和噬菌体传递任何DNA片段局限性转导DNA片段通过温和噬菌体传递前噬菌体整合位点两侧DNA片段溶原性转换D NA片段通过温和噬菌体传递噬菌体携带的特定基因受体菌直接摄取供体菌（外源）DNA片段而获得新的遗传性状的过程称为转化(tran sfo rm a tion)。受体菌直接摄取环境中细菌裂解的DNA片段时，取决于其对转化的感受态(competence)。只有少数菌属可自然地呈现感受态，如肺炎链球菌、枯草芽胞杆菌、流感嗜血杆菌、淋病奈瑟菌和脑膜炎奈瑟菌等。DNA片段一旦进入受体菌，与染色体发生同源重组，可遗传给子代。如果与受体菌基因组无同源性，摄入的DNA片段则发生降解。


医学微生物学 基因水平转移方式DNA传递过程转移DNA的特性 1928年Griffith首先发现了细菌转化现象：链球菌菌株毒力的转化。有荚膜的肺炎链球菌皿型光滑型菌落(Ill S型）具有毒力，注射可致小鼠死亡；无荚膜的肺炎链球菌lI型粗糙型菌落(lI R型）无毒力，对小鼠无致死作用。用]IR型菌和NRS型菌分别注射小鼠，前者存活，后者死亡（小鼠心血中可分第四章细菌的遗传与变异离到III S型菌）；若将加热灭活的III S型菌注射，则小鼠存活；若将灭活的III S型菌与活的Il R型菌混合后注射小鼠，则小鼠死亡，并可从死鼠的心血中分离出III S型菌（图4-6)。1944年Avery等用III S型菌的DNA代替灭活的III S型菌重复上述试验，获得同样结果，证实了Il R型活菌可从III S型死菌获得编码荚膜的遗传物质，转化为III s型菌。


医学微生物学 肺炎链球菌注射笃王八，勹了日八虑严 细菌的自然转化感受态不常见，只有某些菌在生长周期的特定期间，方可摄取外源性DNA发生转化。转化的基本过程为：外源性DNA黏附于受体细胞，其dsDNA中的一条链被降解消化，另一条互补链进入细胞，进入的单链DNA片段与受体菌染色体的同源部位发生重组，形成异源双链区。随着染色体复制、细胞分裂后产生两个子细胞，一个保持原受菌的性状，另一个则成为带有供体菌性状的转化型细菌。影响转化的因素包括：CD供、受体菌的基因型：两菌的亲缘关系愈近，其基因型愈相似，转化率愈高。在转化过程中，能转化的DNA片段的分子量要小于1X107，不超过10~20个基因。＠受体菌的生理状态：在转化过程中，受体菌只有在感受态的生理状态下才能摄入外源DNA片段。感受态细菌表面带正电荷，且发生细胞膜通透性增高等改变，均有利于细胞对外源DNA片段的摄取。不同细菌的感受态出现时间和持续时间各不相同。如肺炎链球菌感受态出现在对数生长期的后期，可维持40分钟。＠环境因素：Ca2•,Mg气cAMP等可维待DNA的稳定性，促进转化作用。


医学微生物学 肺炎链球菌注射笃王八，勹了日八虑严 细菌的感受态也可通过人工诱导，如将对数生长期的大肠埃希菌用低渗的氯化钙溶液处理，然后移至42't下作短暂的热激活，可促进细菌对外源性DNA的摄取，其机制可能是钙离子引起细胞壁改变易使外源性DNA黏着在菌体表面，形成能抗御DNA酶的复合物而被细菌吸收。细菌转化是分子遗传学研究中的常用技术。 二、接合 细菌通过性菌毛相互连接沟通，将遗传物质从供体菌传递给受体菌的方式称为接合(conjugation)。质粒是最常被转递的遗传物质，通过接合方式转移的质粒称为接合性质粒，包括F质粒和R质粒等。通过接合可以传递包括耐药基因、毒力相关基因和代谢性基因等性状。


医学微生物学 二、接合 1. F质粒(fert小ty plasmid)F质粒编码性菌毛，含F质粒的细菌为F十，无性菌毛的菌株为F。在接合过程中，F＋作为供体菌，F为受体菌。将F十菌和F一菌混合培养，F性菌毛与F菌表面受体接合形成通道，F质粒自o rit位点开始传递。在orit切割形成单链缺口，单链DNA经性菌毛接合桥进入F菌内，两个菌内的单链DNA以滚环式进行复制，各自形成完整的双链F质粒。接合的DNA转移过程仅需1分钟。受体菌获得F质粒后即成为F荫（图4-7a)，可形成性菌毛。


医学微生物学 二、接合 F质粒可游离在细胞质中，亦可整合到细菌的染色体上从而导致宿主菌染色体所含基因的高频转移，称为高频重组株(high frequency recombinant, Hfr)。Hfr亦有性菌毛。在接合过程中，F质粒最后进入受体菌。全部染色体的转移约需100分钟。由于细菌间的接合桥不稳定，接合过程随时会被中断，故Hfr菌的DNA接合转移，可出现不同长度供体菌的染色体片段进入受体菌进行重组。先行传递的基因呈高频转移，位千其后的基因转移频率则逐渐降低。F质粒位于染色体链的末端，最后进入受体菌。因此，受体菌获得Hfr菌的完整F质粒DNA的概率很低（图4-7b, c)。F质粒在Hfr菌株中的整合是可逆的，有时会从染色体上脱离，从而细菌终止Hfr状态。自染色体上脱离的F质粒还可能携带整合位点相邻的DNA片段，称为F'质粒。如携带乳糖发酵酶基因的F'lac质粒，通过接合方式转移至不发酵乳糖的菌株中，受体菌可获得发酵乳糖的性状。


医学微生物学 质粒：墅兰OO霆罣芞勹勹三因氓Hfr F菌Hfr重组的F一菌C. Hfr将其部分染色体转人F一菌，产生重组的F一菌 细菌接合的过程相当复杂，接合性质粒携带tra基因簇(tra and trb locus),33kb，编码约40个基因，参与F质粒接合转移的全部功能：心不相容性，使F质粒不能转移至F菌；＠性菌毛的合成和组装；＠维持细菌接合配接时的稳定性；＠切割解旋DNA，并促使转移链进入受体菌。有些接合性质粒还可介导非接合性质粒或部分染色体的传递(mobilizat i on)。


医学微生物学 质粒：墅兰OO霆罣芞勹勹三因氓Hfr F菌Hfr重组的F一菌C. Hfr将其部分染色体转人F一菌，产生重组的F一菌 2. R质粒(resistant plasmid)接合性耐药质粒在细菌耐药性的传递中发挥重要作用。1959年日本学者将具有多重耐药性的大肠埃希菌与敏感的志贺菌混合培养，发现多重耐药性可由大肠埃希菌传给志贺菌，首次证明了R质粒的接合传递功能。在健康入中分离到的大肠埃希菌，含R质粒的菌株占30%-50%，而致病性大肠埃希菌则高达90%。耐药传递因子：性菌毛基因和传递相关基因R质粒由耐药传递因子(res i s tance transfer factor,耐药决定因子：耐药基因，转座子RTF)和耐药决定子(res i s tanc e determinant, r-det)组成（图4-8)。RTF的功能与F质粒相似，编码性菌图4-8R质粒的结构毛，决定质粒的复制接合及转移；r-de t则决定菌株的耐药性。RTF和r-det可整合在一起，也可单独存在，但单独存在时无接合传递耐药基因的功能。r-det可带有多个不同耐药基因的转座子，如Tn9、Tn4和TnS组成的r-det，携带氯霉素、氨茉西林、链霉素、磺胺、卡那霉素、博来霉素和链霉素等耐药基因，从而使细菌出现多重耐药性。接合性耐药质粒(R质粒）通过接合方式可以在同种属或不同种属的细菌间传递，在革兰阴性菌中最为突出；同时R质粒还可以诱导非接合性耐药质粒的传递，从而导致细菌耐药性的迅速传播和耐药菌株不断增加，因此R质粒又被称为传染性耐药因子。 三、转导 转导(transd u c tion)是由噬菌体介导，将供体菌的DNA片段转入受体菌，重组后使受体菌获得供体菌的部分遗传性状。转导可分为普遍性转导和局限性转导。1.普遍性转导(genera l transduction)毒性噬菌体和温和噬菌体均可介导普遍性转导。在噬菌体成熟装配过程中，由于装配错误，误将宿主（供菌）染色体片段或质粒装入噬菌体内，产生一个转导噬菌体(transducing phage)。当转导噬菌体感染其他细菌时，便将供体菌DNA转入受体菌（图49)。大约每105~107次装配中会发生一次错误，且包装是随机的，任何供体菌DNA片段都有可能被误装入噬菌体内，故称为普遍性转导。普遍性转导可产生两种结果：一种是供体菌DNA片段通过同源重组整合至受体菌染色体，随染色体复制而稳定遗传，称为完全转导。另一种是供体菌的DNA游离在细胞质中，不能自身复制，也不能传代，称为流产转导(abo1tive transd u ction)。 整合不整合完全转导流产转导 普遍性转导是金黄色葡萄球菌中耐药传递的主要方式，由于噬菌体有宿主特异性，故耐药性转导的现象主要发生在同种细菌之间。2局限性转导(restricted transduction)由温和噬菌体介导。溶原期噬菌体DNA整合在细菌染色体上形成前噬菌体。前噬菌体从宿主菌染色体上脱离时发生偏差，带有宿主菌染色体基因的前噬菌体脱落后经复制、转录和翻译后组装成转导噬菌体。这种转导噬菌体再感染受体菌时，可将供体菌基因带入受体菌。例如入温和噬菌体能整合在大肠埃希菌染色体的半乳糖昔酶基因(gal)与生物素基因(bio)之间，在切割脱离时约有106概率发生偏差，带走其两侧的gal或加基因，并转入受体菌'toi}（图4-10)。由千被转导的基因只限于前噬菌体两侧的供体菌基因，如gal或加，故称局限性转导。因噬菌体有宿主特异性，故转导现象仅发生在同种细菌之间。3溶原性转换(lysogenic conversion)局限性转导的一种形式。温和噬菌体感染宿主菌后，以前噬菌体形式与细菌基因组整合，使宿主菌成为溶原性细菌，从而获得由噬菌体基因编码的某些生物学性状，称为溶原性转换。例如B棒状杆菌噬菌体（温和性噬菌体）携带白喉图4-10局限性转导毒素基因tox。当该噬菌体基因组整合于无毒白喉棒状杆菌基因组（溶原性转换），受体菌即可产生白喉毒素，成为有毒株。许多细菌毒素均由噬菌体基因组携带，如A群链球菌的红疹毒素、金黄色葡萄球菌的a溶血毒素和肠毒素A、肉毒梭菌的C和D毒素等。若这些溶原性细菌失去了相应的前噬菌体，其产生相关毒素的性状也随之消失。 第四节细菌遗传变异在医学上的实际意义 1.形态结构变异与细菌学诊断细菌的形态、大小和结构受外界环境因素或基因突变的影响可发生变异，失去其典型特性，如菌落形态、鞭毛和抗原性等发生变化。心鞭毛变异：自伤寒病人中分离的伤寒沙门菌，约10％的菌株因变异而失去鞭毛(H-0变异），动力试验阴性且血清中无抗鞭毛抗体；(2:)L型变异：细菌在B－内酰胺类抗生素、抗体、补体和溶菌酶等作用下，失去细胞壁变为L型细菌，常规方法分离培养呈阴性，必须用含血清的高渗培养基进行分离培养；＠乳糖分解变异：分解乳糖的基因转移至伤寒沙门菌，呈分解乳糖阳性，按常规细菌鉴定易被忽视；＠发酵变异：突变造成某种酶的缺陷，失去发酵某种糖的能力，如乳糖发酵阴性突变细菌。因此需充分了解细菌的变异现象和规律，才能正确诊断细菌性感染疾病。随着分子生物学技术发展，选取细菌保守、稳定且具有种特异性的基因组片段，利用PCR和测序等快速诊断方法进行细菌鉴定，可用千不易培养或生长缓慢细菌的鉴定。2耐药性变异与防控由千耐药性变异及耐药基因的水平传递，加之临床和饲料使用抗生素的筛选作用，耐药性细菌不断增加，且出现耐多种抗菌药物的菌株。以金黄色葡萄球菌为例，对青霉素和磺胺类药等的耐药菌株高达90%以上。目前，耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(met h ici lli n resista nt staphylococcus aureus, MRSA)亦逐年上升，在我国已达70%以上。在肠道感染细菌中，也出现多重耐药菌株。细菌的耐药性变异和播散给临床治疗带来很大的困难。为了提高抗菌药物的疗效，防止耐药菌株的扩散，常用药物敏感试验选择敏感抗生素。临床上通过耐药监测，注意耐药谱的变化并开展耐药机制研究，将有利于指导抗菌药物的选择和合理使用，控制耐药菌的产生和扩散。3毒力变异与疫苗研制变异包括毒力的增强与减弱。在细菌鉴定时，应考虑细菌毒力或毒力因子表达等检测。在疫苗研发方面，通过突变降低细菌的毒力用于制备减毒活疫苗株。毒力变异与减毒活疫苗研发：利用毒力减弱而保留免疫原性的菌株研制减毒活疫苗。如炭疽芽胞杆菌的减毒活疫苗可用于炭疽病的预防，卡介苗(Baci ll us Calmette-Guerin, BCG)用千结核病的预防，布鲁菌和鼠疫耶尔森菌的减毒活疫苗用于相应疾病的预防。随着细菌全基因组测序工作的推进，通过比较基因组学分析，将可进行定点突变，靶向性地降低细菌毒力而保留其免疫原性，且回避毒力回复突变的可能性，为研制出更理想的疫苗提供工具和手段。条件致死性突变株与疫苗研发：细菌生长所必需的基因发生突变，基因产物仅在特定培养条件下才具有活性，突变体在该条件下可以存活，称为条件致死性突变株。常见的是温度敏感突变株(ternperature sensitive mutant, ts)，如大肠埃希菌的t s株在30°C条件下可以存活，但在42°C不能生存，其原因是错义突变产生的蛋白质只能在较低温度下保待活性。温度敏感突变株已用于疫苗株的筛选。4.流行病学分析方面的应用将分子生物学的方法应用于分子流行病学调查，在追踪传染源或相关基因的转移和播散方面尤具独特的优势。基千核酸的分析方法，如脉冲场凝胶电泳(p ul sed-fie ld gel electrophoresis, PFGE)、质粒谱分析、PCR产物限制性片段多态性分析(RFLP)和核酸序列分析等，用于确定感染流行菌株或基因的来源及调查耐药质粒在不同细菌中的播散情况等。5.致癌物质检测中的应用化学诱变剂可引起基因突变，凡能诱导细菌突变的物质也可能诱发人体细胞的突变，是潜在的致癌物质。Ames试验是利用检测细菌的诱发突变率，进行可疑致癌物的筛选（图4-11)。鼠伤寒沙门菌的组氨酸营养缺陷型(h瓦）是Ames试验中的受试菌。his-菌在组氨酸缺乏的培养基上不能生长，在可疑诱变剂作用下发生回复突变，成为his+菌后则可在无组氨酸的培养基上生长。将含有可疑诱变剂平板与无诱变剂平板上的菌落数进行比较，凡能提高突变率、使受试平板的诱导菌落数高出对照组一倍时，即为Ames试验阳性，提示被检物具有致癌潜能。 试验组＼/可疑致癌物,鼠肝提取物试验平板 his程i/./无组氨酸培养基回复突变产生his十菌落6基因工程方面的应用基因工程(gene engin eerin g)是DNA体外重组技术，利用人工方法将目的基因重组于载体（质粒或噬菌体）后转入受体细胞，使受体细胞表达出目的基因的性状。基因工程技术打破了生物种属间的界限，使微生物、动植物甚至人类之间的遗传物质可以相互转移和重组。人类可根据需要选择不同的目的基因，在细菌中表达后供人类使用。目前许多不易从天然生物体内大量获取的生物活性物质，如胰岛素、白介素、干扰素、生长激素和凝血因子等都可采用基因工程大量生产。基因工程疫苗的研制也取得了一定的进展，对疾病的特异性防治起积极的推动作用。然而，值得注意的是基因工程技术是双刃剑，外源性基因的插入具有不确定性，也可能造成不良后果。我国巳于2017年制定了《生物技术研发开发安全管理办法》，对相应工作进行严格风险评估和管理。 （瞿涤） 自从1935年磺胺药作为最早合成的化学药物首次用于临床，1940年青霉素作为第一个抗生素间世，开启了入类治疗和预防细菌性感染的新纪元。抗菌药物(an t imicrobial age nt s)是指具有抑菌或杀菌活性，用千治疗和预防细菌性感染的药物，包括抗生素(an t ibiotics)和人工合成的药物。抗生素是指对特定微生物有抑制或杀灭作用的各种微生物（包括细菌、真菌和放线菌属）产物，分子量较低，低浓度时就能发挥其生物活性，有天然和人工半合成两类。然而，随着抗菌药物的广泛应用，细菌耐药性日趋严重和普遍，不仅有多重耐药菌，甚至出现了对几乎所有抗菌药物都耐受的“超级细菌＂。阐明细菌耐药性的机制，加强对耐药菌传播和扩散的防控，寻找对耐药菌具有高效、低毒、药理性能好的抗菌药物，已成为当代医学研究面临的严峻挑战和迫切任务。第一节抗菌药物的种类及其作用机制—、抗菌药物的种类对抗菌药物进行分类的方法很多，包括：按化学结构和性质分类、按产生抗菌药物的生物来源分类按抗菌谱分类或按作用机制分类等。 (—)按抗菌药物化学结构和性质分类 1.[3－内酰胺类([3-lactam)所有p－内酰胺类抗生素的化学结构中都含有p－内酰胺环。B－内酰胺类抗生素包括的种类较多，该分子侧链的改变形式多样，形成了抗菌谱不同及临床药理学特性各异的多种不同抗生素。 (3)头霉素类：如头抱西丁（也称头霉甲氧嗟吩）等。 (4)单环B－内酰胺类：如氨曲南和卡卢莫南等。(5)碳青霉烯类：如亚胺培南等，亚胺培南与西司他丁合用称为泰能。(6)[3－内酰胺酶抑制剂：如青霉烧枫（也称舒巴坦）和克拉维酸（也称棒酸）等，能与B－内酰胺酶发生不可逆的反应后使酶失活。2大环内酷类(macrolide)如红霉素、螺旋霉素、罗红霉素、交沙霉素和阿奇霉素等。3氨基糖昔类(aminoglycoside)如链霉素、庆大霉素、卡那霉素、妥布霉素和阿米卡星等。4四环素类(tetracycline)如四环素、土寤素、多西环素和米诺环素等。5氯霉素类(chloramphenicol)如氯霉素和甲砚霉素等。6.人工合成的抗菌药物主要有：心磺胺类(sulfonami de)：磺胺瞪唗(SD)、磺胺甲噫挫(SMZ)、甲氧节胺啥唗(TMP)和复方磺胺甲嗯嗤(SMZco)等；＠哇诺酮类(quinolone)：包括诺娠沙星、环丙沙星、氧颌沙星、吉米沙星、加雷沙星和洛美沙星等。7其他抗结核药物，如利福平、异烟阱、乙胺丁醇和咄嗦酰胺等。多肤类抗生素，如多黏菌素、万古霉素、杆菌肤、林可霉素和克林霉素等。（二）按抗菌药物的生物来源分类1细菌产生的抗生素如多黏菌素和杆菌肤等。2.真菌产生的抗生素如青霉素和头抱菌素等，现在多用其半合成产物。3放线菌产生的抗生素放线菌是生产抗生素的主要来源。其中链霉菌和小单抱菌产生的抗生素最多，如链霉素、卡那霉素、四环素、红霉素和两性霉素B等。4.植物来源的抗菌药物中草药等植物中也有很多具有抗菌活性的成分，如小襞碱（黄连素）、鱼腥草素、穿心莲内酷、黄芩素、五倍子酸、桂皮睦和大蒜素等。 二、抗菌药物的作用机制 抗菌药物必须对病原菌具有选择性的杀灭或抑制作用（特异性和有效性），对病入机体造成最小影响（安全性）。抗菌药物可通过干扰细菌细胞壁合成、损伤细胞膜功能、抑制蛋白质合成以及影响核酸和叶酸代谢等多种机制发挥作用。根据对病原菌作用的靶位，将其主要分为四类（表5-1)。了解抗菌药物的作用机制，不但是研究细菌耐药性的基础，也是临床合理选用抗菌药物的前提。细胞壁细胞膜蛋白质核酸B－内酰胺类多黏菌素氯霉素类磺胺类万古霉素两性霉素B四环素类甲氧苯胺啼唗杆菌肤制霉菌素大环内酷类利福平环丝氨酸酮康嗤林可霉素类嗤诺酮类氨基糖昔类1.干扰细胞壁合成人体细胞无细胞壁。细菌（支原体除外）具有细胞壁，革兰阳性和革兰阴性菌细胞壁的组成虽有不同，但其主要成分均有肤聚糖。p－内酰胺类抗生素的作用机制主要是与青霉素结合蛋白(penicillin-binding protein,PBP)共价结合，抑制其转肤酶、内肤酶和狻肤酶的活性后，阻碍肤聚糖的交叉联结，导致细菌细胞壁缺损，丧失屏障作用，使细菌在相对低渗环境中变形、裂解而死亡。2损伤细胞膜功能有两种机制：心某些抗生素分子（如多黏菌素）呈两极性，其亲水性端与细胞膜的蛋白质结合，亲脂性端与细胞膜内磷脂相结合，导致胞膜裂开，胞内成分外漏，细菌死亡；＠两性霉素B和制霉菌素能与真菌细胞膜上的固醇类结合，酮康嗤抑制真菌细胞膜中固醇类的生物合成，均导致细胞膜通透性增加。细菌细胞膜缺乏固醇类，故作用于真菌的药物对细菌无效。3抑制蛋白质合成抗生素多可抑制细菌蛋白质的合成，其作用部位及作用时段各不相同。氨基糖昔类和四环素类主要作用于细菌核糖体的308亚单位，氯霉素、红霉素和林可霉素类等则主要作用千sos亚单位，导致细菌蛋白质合成受阻。4.影响核酸和叶酸代谢抗生素可通过影响细菌核酸和叶酸代谢发挥抗菌作用。如利福平特异性地与依赖DNA的RNA聚合酶结合，抑制mRNA的转录。哇诺酮类药物可抑制细菌DNA旋转酶而抑制细菌繁殖。磺胺类药物与对氨基苯甲酸(PABA)的化学结构相似，两者竞争二氢叶酸合成酶，使二氢叶酸合成减少，影响核酸的合成，抑制细菌繁殖。甲氧茉胺啥唗(TM P)与二氢叶酸分子中的蝶唗结构相似，能竞争抑制二氢叶酸还原酶，使四氢叶酸的生成受到抑制。因此，TMP与磺胺药合用有协同作用。掌握抗菌药物的分类和作用机制对千理解细菌的耐药和防治具有重要意义。 第二节细菌的耐药机制 细菌耐药性(b ac teri al antimicrobial agent res istance)亦称抗药性，是指细菌对抗菌药物的相对不敏感性和抵抗性。耐药性的程度通常用药物对细菌的最低抑菌浓度(minimum inh伽to1-y concentration, MIC)表示。临床上当某抗菌药物对菌株的MIC小千该药物对该菌的治疗浓度时，则该菌株对该药物敏感；反之则为耐药。流行病学资料显示，无论在医院、社区还是自然界，细菌耐药性普遍存在，且具有如下特点：形成良耐药谱广、传播速度快和强度高。如果不能尽快解决这些问题，我们将很快进入面对“超级细菌”出现后无药可用的后抗生素时代。细菌耐药性的产生有内因和外因内因是指遗传因素，外因包括抗菌药物的临床滥用和饲料中的不合理添加等。耐药性的产生涉及细菌的结构、生理生化、遗传变异和药物作用等诸多方面，耐药机制的研究已深入到分子水平。 —、细菌耐药的遗传机制(—)固有耐药性 固有耐药性(intrin s i c resistance)又称天然耐药性，是指细菌对某些抗菌药物的天然不敏感。固有耐药性来源于细菌本身染色体上的耐药基因或天然缺乏药物作用的靶位，可代代相传，具有典型的种属特异性，且始终如一可以预测。例如多数革兰阴性杆菌耐万古霉素和甲氧西林，肠球菌耐头抱菌素等；细菌的细胞膜缺乏两性霉素B作用的靶位固醇类，故其对两性霸素B具有固有耐药性；革兰阴性菌具有外膜通透性屏障，导致这类细菌对多种药物固有耐药。 （二）获得耐药性 获得耐药性(ac quired resistance)是指细菌DNA的改变导致其获得了耐药性表型。细菌的耐药基因来源于基因突变或获得新基因，作用方式为接合、转导、转化及转座等。可发生于染色体DNA、质粒、转座子和整合子等结构基因，也可发生千某些调节基因。在野生型敏感菌群中出现了对抗菌药物的耐药性，这是获得耐药性与固有耐药性的重要区别。决定获得耐药性发生率的主要因素有：药物使用的种类和剂量、染色体耐药基因的自发突变和耐药基因的转移等。 第五章细菌的耐药性不同的整合子上，在多重耐药性的传播和扩散中至关重要。（三）多重耐药性 多重耐药性(multi-drug resistance, MDR)是细菌同时对多种作用机制不同或结构完全各异的抗菌药物具有耐药性。当细菌对三类（如氨基糖昔类、红霉素和B－内酰胺类）或三类以上抗菌药物同时耐药时，则称为多重耐药菌(multi-drug resistant bac teri a)。交叉耐药性(cross resistance)是细菌对某一种抗菌药物产生耐药性后，对其他作用机制相似的抗菌药物也产生耐药性。｀泛耐药菌(pan-drug resistant bacteri a)是对除多黏菌素以外所有临床上的抗菌药物均耐药的细菌，目前发现有假单胞菌属、不动杆菌属、窄食单胞菌属和克雷伯菌属等。泛耐药菌株表现为对常规药敏试验的药物均耐药。所谓“超级细菌”是临床上发现的一类对几乎所有抗菌药物都耐药的细菌。2017年2月底，世界卫生组织(WHO)列出了12种“超级细菌＂。按其对新型抗生素需求的迫切性分为紧急、高等优先级和中等优先级。＂紧急“包括对碳青霉烯类耐药的鲍曼不动杆菌、铜绿假单胞菌和肠杆菌。“高等优先级“包括耐甲氧西林的葡萄球菌、耐万古霉素的葡萄球菌、耐克拉霉素的幽门螺杆菌、耐娠嗤诺酮类的弯曲杆菌和沙门菌、耐头抱菌素的淋病奈瑟菌和耐氛哩诺酮类的淋病奈瑟菌。＂中等优先级“包括耐青霉素的肺炎链球菌、耐氨苇青霉素的流感嗜血杆菌和耐氮哇诺酮类的志贺菌。 二、细菌耐药的生化机制 细菌耐药的生化机制包括：钝化酶的产生、药物作用靶位的改变、抗菌药物的渗透障碍、主动外排机制、生物膜形成和细菌自身代谢状态的改变等。 （一）钝化酶的产生 钝化酶(mod山ed enzyme)是由耐药菌株产生的具有破坏或灭活抗菌药物活性的一类酶。它通过水解或修饰，使药物在作用于细菌之前即被酶破坏而失去抗菌作用，是耐药性产生的最重要机制之一。重要的钝化酶有下列几种：1. B－内酰胺酶(13-lactamase)对青霉素类和头抱菌素类耐药的菌株可产生B－内酰胺酶，该酶能特异性地裂解B－内酰胺环，使其完全失去抗菌活性，故称灭活酶(inactivated enzyme)，由细菌染色体或质粒编码。目前在革兰阴性杆菌中，对B－内酰胺类抗生素的耐药性主要由两种酶介导——超广诺B－内酰胺酶(extended spectrum(3-lactamases, ESBLs)和AmpC13－内酰胺酶。已发现AmpC13－内酰胺酶基因位于可传递的质粒上，可持续产酶并与质粒上其他耐药基因组合形成多重耐药质粒，导致耐药性传播。2氨基糖首类钝化酶(aminoglycoside-mod巾ed enzyme)细菌可产生30多种氨基糖昔类钝化酶，均由质粒介导。这些酶类分别通过轻基磷酸化、氨基乙酰化或狻基腺昔酰化作用，使药物的分子结构发生改变，失去抗菌作用。由于氨基糖甘类抗生素结构相似，故常出现交叉耐药现象。3其他酶类耐药菌产生的由质粒编码的氯霉素乙酰转移酶(chloramphenicol acetyl transferase, CAT)可使氯霉素乙酰化失去抗菌活性，也可产生灭活大环内酣类抗生素的酣酶和灭活林可霉素的核昔转移酶等。 （二）药物作用靶位的改变 细菌能改变抗生素作用靶位的蛋白结构和数量，导致其与抗生素结合的有效部位发生改变，影响药物的结合，使细菌对抗生素不再敏感。这种改变使抗生素失去作用靶点和（或）亲和力降低，但细菌的生理功能正常。如青霉素结合蛋白的改变导致对B－内酰胺类抗生素耐药。（三）抗菌药物的渗透障碍药物必须进入细菌内部到达作用靶位后，才能发挥抗菌效能。细菌的细胞壁障碍和（或）外膜通透性的改变，将严重影响抗菌效能，屏蔽也是耐药的一种机制。例如细胞膜上微孔缺失时，亚胺培南不能进入胞内而失去抗菌作用；铜绿假单胞菌对抗生素的通透性要比其他革兰阴性菌差，是该菌对多种抗生素固有耐药的主要原因之一。（四）主动外排机制已发现数十种细菌的外膜上有特殊的药物主动外排系统，即外排泵(efflux pump)，可将不同种类药物同时泵出，使菌体内的药物浓度下降，是细菌多重耐药性的重要机制。细菌的分泌系统具有外排功能，其结构与功能的改变与细菌的耐药性相关。（五）细菌生物被膜作用及其他细菌生物被膜(bacterial biofilm, BF)是细菌为适应环境而形成的一种群体性保护生存状态，可阻挡抗菌药物的渗入和机体免疫物质的杀伤。生物被膜形成后细菌耐药性增强的机制是：心抗菌药物难以清除BF中众多微菌落膜状物；(2)BF存在的大量胞外多糖(EPS)等形成的分子和电荷屏障，阻止或延缓药物的渗透；＠BF内细菌多处于低代谢和缓生长状态，对抗菌药物大多不敏感；＠BF内常存在一些较高浓度的水解酶，灭活进入的抗菌药物。此外细菌还可通过改变自身代谢状态逃避抗菌药物的作用，如呈休眠状态的芽胞菌和营养缺陷型细菌等都可出现对多种药物耐受。细菌也可通过增加产生代谢桔抗剂抑制抗菌药物从而获得耐药性，如金黄色葡萄球菌通过增加对氨基苯甲酸的产量，从而耐受磺胺类药物的作用。 第三节细菌耐药性的防治 1合理使用抗菌药物教育医务工作者和病人规范化使用抗菌药物，严格遵守和掌握抗菌药物的局部应用、预防应用和联合用药原则。用药前应尽可能进行病原学检测并以药敏试验作为用药依据。疗程应尽量缩短，一种抗菌药物可以控制的感染则不应采用多种药物联用。2严格执行消毒隔离制度对耐药菌感染的病人应予隔离，防止耐药菌的交叉感染。医务人员应定期检查带菌情况，以免医院内感染的传播。3.加强药政管理心建立细菌耐药性监测网，掌握本地区、本单位重要致病菌和抗菌药物的耐药性变迁情况，及时为临床用药提供信息；＠严格执行抗菌药物凭医生处方供应的规定；＠严格规范农牧渔业抗菌药物在饲料添加和治疗用的品种和剂噩，降低抗菌药物在自然界造成的选择性压力；＠细菌耐药性一旦产生，在停用有关药物一段时期后耐药突变株逐渐失去与野生敏感株的竞争优势，数量减少甚至消失，对恢复药物敏感性有帮助。4研发抗菌药物心改良现有抗生素；＠根据细菌耐药性的机制及其与抗菌药物的构效关系，研制有活性的新型药物；＠针对耐药菌产生的钝化酶，寻找有效的酶抑制剂；＠研发阻断耐药质粒转移和传播的药物；＠开发抗菌肤、微生物制剂和植物来源的抗菌药物等。5寻找新手段研发疫苗是降低感染发生率，解决难治性耐药菌（如铜绿假单胞菌）感染的好方法；建立新一代基于噬菌体疗法的快速检测和治疗体系，是针对耐药菌感染的新举措。6破坏耐药基因特异性消除细菌耐药基因，使其恢复对抗菌药物的敏感性。如消除耐药质瞿探索利用CRISPR-Cas9基因编辑系统，对位于耐药质粒上的靶基因进行切割导致质粒丢失，使细菌恢复对药物的敏感性；当靶基因位于细菌基因组上时，对靶基因的切割使双链断裂，最终导致细菌死亡。 （黄瑞） 细菌感染(bacteri al i nfec t ion)是指细菌侵入宿主体内生长繁殖并与机体相互作用，引起的一系列病理变化过程。能导致宿主感染的细菌称为致病菌(pathogenic bacterium)或病原菌(pathogen)；不能造成宿主感染的称为非致病菌(nonpathogenic bacterium)或非病原菌(non pathogen)。有些细菌在正常情况下不致病，但在宿主免疫防御能力下降或菌群失调等特定条件下可引起疾病，这类细菌称为机会致病菌(opportunistic pathogen)或条件致病菌(cond山oned pathogen)。致病菌从一个宿主到另一宿主体内并引起感染的过程称为传染(infec ti on or c ommun ica ti on)。抗感染免疫是指微生物入侵宿主机体后，宿主免疫系统产生抗感染免疫应答，以抑制或避免微生物致病作用的过程。免疫系统的这一功能称为免疫防御。在宿主抗感染免疫的压力下，微生物还会产生免疫逃逸现象，以逃避宿主的免疫防御功能。因此，微生物对机体的感染与机体对微生物的抗感染免疫，构成了一对基本矛盾。这一对矛盾力量的消长决定着疾病的发生、发展与结局。 第一节正常菌群与机会致病菌 微生物种类繁多，在自然界中广泛存在。人类生存千自然环境中，因而，正常人的体表和与外界相通的腔道（如口腔、鼻咽腔、肠道、泌尿生殖道等）表面都寄居着不同种类和数量的微生物；这些微生物在正常情况下不致病，但在特定条件下会成为机会致病菌。 —、正常菌群 正常菌群(normal flora)是指正常寄居在宿主体内，对宿主无害而有利的细菌群，是宿主微生物群(microb io ta)的重要构成部分。表6-1列举了人体各部位常见的正常菌群。（一）正常菌群的生理作用正常菌群与宿主间存在着相互依存的关系。目前已知正常菌群对宿主有以下生理学作用：1生物括抗宿主体内的正常菌群可以抵御外来致病菌的入侵与定植，对宿主起着保护作用，称为生物桔抗(biological antagonism)。这种作用的机制有：心生物屏障和占位性保护。正常菌群在上皮细胞表面的定植形成了生物屏障，优先占领生存空间，妨碍或抑制外来致病菌的定植。＠产生对致病菌有害的代谢产物。如人体内寄居的大量厌氧菌，可产生乙酸、丙酸、丁酸及乳酸等酸性产物，降低了环境中的pH与氧化还原电势，使不耐酸的细菌和需氧菌受到抑制；口腔中的链球菌以及阴道中的乳杆菌等可产生H202，对其他细菌有抑制或杀伤作用。＠营养竞争。一定生存环境中的营养资源是有限的。正常菌群的定植，优先利用了营养资源，大量繁殖而处于优势地位，不利于外来致病菌的生长繁殖。2.营养作用正常菌群在宿主体内，对宿主摄入的营养物质进行初步代谢、物质转化和合成代谢，形成一些有利千宿主吸收、利用的物质，甚至合成一些宿主自己不能合成的物质供宿主使用。如人肠道内脆弱类杆菌和大肠埃希菌可产生维生素K和维生素B族；乳杆菌和双歧杆菌等可合成烟酸、叶酸等供入体利用。此外，正常菌群还具有一定的抗肿瘤作用。（二）微生态平衡与失调20世纪70年代出现了一门新学科，称为微生态学(microecology)。它是从细胞水平或分子水平上研究微生物、宿主、环境三者之间相互关系的综合性学科。医学微生态学(Medical Microecology)则是微生态学中重要的分支学科，主要研究寄居在人体表面和外界相通腔道黏膜表面的微生物与微生物、微生物与人体，以及微生物和人体与外界环境之间相互依存、相互制约的关系。机体内的正常微生物群与宿主之间是相互依赖与相互制约的，这种状态始终处于动态过程之中，并形成一种平衡，称为微生态平衡(microeub iosis）。当宿主（免疫、营养及代谢等）、正常微生物群（种类数量位置等）或外界环境（理化和生物）等因素变化打破了这种微生态平衡，就会导致微生态失调(mi crodysbiosis)，最常见的是菌群失调(dysbacteriosis)。在临床工作中，诱发微生态失调的因素多见于不规范地使用抗生素、免疫抑制剂和肿瘤化疗药物治疗，以及部分外科手术和插管等侵入性诊疗操作。 二、机会致病菌 当正常菌群与宿主间的生态平衡失调时，一些正常菌群会成为机会致病菌而引起宿主发病，故机会致病菌也称为条件致病菌。常见的情况主要有：（一）正常菌群的寄居部位改变正常菌群由原寄居部位向其他部位或本来是无菌的部位转移，称为寄居部位改变(trans location)。例如大肠埃希菌在肠道通常是不致病的，但如果从肠道进入泌尿道，或手术时通过切口进入腹腔、血流，则可引发尿道炎肾盂肾炎腹膜炎甚至败血症等。（二）宿主免疫功能下降应用大剂量皮质激素、抗肿瘤药物或放射治疗以及艾滋病病人晚期等，可造成病人免疫功能降i Q','i/低，从而使一些正常菌群在原寄居部位能穿透黏膜等屏障，引起局部组织或全身性感染，严重者可因败血症而死亡。 （三）菌群失调 菌群失调是指在应用抗生素治疗感染性疾病等过程中，宿主某部位寄居细菌的种群发生改变或各种群的数量比例发生大幅度变化，从而导致疾病。菌群失调可表现为引起二重感染或重叠感染(sup erinfect ion)。这是指：用抗生素治疗某种原感染性疾病的过程中，又感染了另一种或多种病原体表现为两种或两种以上病原体混合感染。这是因为长期或大量应用抗生素后，正常菌群被抑制或杀灭，而原处于数量劣势的菌群或外来耐药菌趁机大量繁殖而导致的感染。引起二重感染的常见细菌有金黄色葡萄球菌、白假丝酵母菌和一些革兰阴性杆菌。临床表现有假膜性肠炎、鹅口疮、肺炎、泌尿道感染或败血症等。 第二节细菌的致病作用 细菌对宿主致病的能力称为致病性(pathogenicity)。细菌致病性的强弱程度可用毒力(virulence)来表示。细菌毒力是建立在一定物质基础上的，与毒力相关的物质很多，通常被称为毒力因子(vimlence fac t or)，主要包括侵袭力、毒素、体内诱生抗原、超抗原等。编码毒力因子的基因在致病菌的基因组或遗传元件内可以散在存在，也可以簇集存在。簇集存在的与细菌致病性相关的DNA序列称为致病岛(pathoge nicit y island, PAI)或毒力岛。致病岛的平均GC含量往往偏离于细菌基因组的平均GC含噩，提示细菌的致病岛可能是通过水平转移获得的。测定细菌毒力的指标常采用半数致死量(me dian lethal dose·, LD50)或半数感染量(median infective dose, ID50)。L凡是指在一定条件下能引起50％的实验动物死亡的细菌数量或毒素剂量，ID50则是指能引起50％实验动物或组织培养细胞发生感染的细菌数量。细菌毒力越强，LD50或ID50数值越小。 —、细菌的侵袭力 侵袭力(invasiveness)是指致病菌突破宿主皮肤、黏膜等生理屏障，进入机体并在体内定植和繁殖扩散的能力。细菌的侵袭力包括黏附、定植和产生侵袭性相关物质的能力，如菌体的表面结构（黏附素、荚膜）、侵袭性物质（侵袭素、侵袭性酶类）、细菌生物被膜等。 （一）黏附素 黏附(ad he ren ce)是绝大多数细菌致病的第一步。细菌要致病首先必须黏附并定植在宿主皮肤、黏膜上皮细胞表面，然后才能侵入组织细胞生长繁殖并进行扩散。细菌的黏附需要两个必要条件，即黏附素(adhesin)和宿主细胞表面的黏附素受体。黏附素是一类存在于细菌表面的与黏附有关的分子。黏附素可分为菌毛黏附素和非菌毛黏附素两大类。菌毛黏附素是存在千细菌菌毛顶端并与黏附有关的分子，如大肠埃希菌的菌毛黏附素和淋病奈瑟菌的菌毛黏附素。非菌毛黏附素是指存在于菌毛之外且与黏附有关的分子，如某些革兰阴性菌的外膜蛋白(~uter membrane protein, OMP)和革兰阳性菌表面的某些分子。鼠疫耶尔森菌的外膜蛋白、A群链球菌细胞壁的LTA-M蛋臼复合物及其F蛋白、肺炎支原体的P l蛋白等均为非菌毛黏附素。黏附素能与宿主细胞表面的黏附素受体发生特异性结合，介导细菌进入宿主细胞间生长繁殖，形成细菌群体，称为定植(colonization)。黏附素的受体多为靶细胞表面的糖类或糖蛋白。例如大肠埃希菌I型菌毛黏附素的受体是肠黏膜上皮细胞表面的一种D－甘露糖；衣原体的表面凝集素的受体是靶细胞的一种N－乙酰葡糖胺。表6-2列举了部分细菌的黏附素及其靶细胞受体。细菌的黏附作用与其致病性密切相关。例如从临床标本分离出的肠产毒素型大肠埃希菌大多数具有菌毛通过菌毛黏附到肠黏膜细胞或泌尿道上皮细胞定植后，可分别引起腹泻或肾盂肾炎。如果志愿者口服肠产毒素型大肠埃希菌的无菌毛菌株，则不会引起腹泻。\勹, oil荚膜具有抗吞噬和抵抗宿主体液中杀菌物质的作用，有利于致病菌在宿主体内生存、繁殖和扩散。荚膜在帮助细菌的免疫逃逸中起着重要作用，避免了致病菌被宿主的免疫防御机制杀灭。有研究表明，将无荚膜的肺炎链球菌注射至小鼠腹腔，细菌易被小鼠吞噬细胞吞噬、杀灭；但若接种有荚膜的菌株，则细菌会大量繁殖，小鼠通常千注射后24小时内死亡。此外，A群链球菌的M蛋白、伤寒沙门菌的V i抗原，以及大肠埃希菌的K抗原等位千细胞壁外层的结构，通称为微荚膜，在致病中的作用类似荚膜。（三）侵袭性酶类许多在组织中繁殖起来的细菌可释放侵袭性胞外酶，有利于致病菌的抗吞噬作用并向周围组织扩散。例如，金黄色葡萄球菌产生的血浆凝固酶，能使血浆中的可溶性纤维蛋白原转变为固态的纤维蛋白包绕在菌体表面，有利千细菌抵抗宿主吞噬细胞的吞噬，感染部位与周围组织的界限相对清楚、脓汁黏稠；A群链球菌则可产生透明质酸酶、链激酶、链道酶等，分解细胞间质透明质酸、溶解纤维蛋白、降解脓汁中的DNA，有利千细菌扩散，感染部位与周围组织的界限模糊、脓汁稀薄。淋病奈瑟菌、脑膜炎奈瑟菌、口腔链球菌、流感嗜血杆菌等可产生slgA的蛋白酶，分解免疫球蛋白lgA，破坏黏膜的特异性防御功能。


医学微生物学 （一）黏附素  （四）侵袭素 侵袭素(in vas in)是一类由细菌基因编码的蛋白质，与细菌入侵宿主细胞并向周围细胞组织扩散息息相关。有些细菌仅仅定植在组织细胞表面引起局部感染，而有些细菌还会侵入细胞内繁殖并扩散到其他的细胞组织甚至全身而引起侵袭性感染。细菌编码侵袭素的基因称为侵袭基因(invasive ge ne,inv基因），是介导细菌侵入邻近的上皮细胞尤其是黏膜上皮细胞内的重要功能基因。具有侵袭能力的常见致病菌有鼠伤寒沙门菌、志贺菌、肠侵袭型大肠埃希菌、空肠弯曲菌、假结核耶尔森菌、淋病奈瑟菌等。


医学微生物学 （五）细菌生物被膜 细菌生物被膜(bacterial biofilm, BF)是由细菌及其所分泌的胞外多聚物（胞外多糖、蛋白质、D NA等）附着在有生命或无生命材料表面而形成的膜状结构，是细菌的群体结构（图6-1／文末彩图6-1)。细菌生物被膜是细菌在生长过程中为了适应周圃环境而形成的一种保护性生存状态。与浮游细菌(p lanktoni c bacteria)相比，生物被膜的形成不仅有利千细菌附着在某些支持物表面，而且可阻挡抗生素的渗入和机体免疫物质的杀伤作用。此外，生物被膜内的细菌彼此之间还容易发生信号传递、耐药金·一一1I'．l善，心＇：；如；，飞，i；沁．，KIt'况笠；1”“`、心1．心｝1.，究｀.V,...．．P,f4心心}; v几，S``$§ 卢；，心“ , '；｀，心｀｀，仪莎心·炕邓 .


医学微生物学 '；｀，心｀｀，仪莎心·炕邓 ，．从＇寸：i冲，/b`,．,．1，心｀·dI'｀.9心t.•·`护恸、'`'t•·伈1,？＇；｀杠', i,“九，Ii＇，f"EI'，久,“· 1`卜入，"A' 岫r-_．，＿＿_勹_＿＿i---；．一－—;一－－－』`9`图6-1细菌生物被膜的激光共聚焦显微镜观察图中绿色示细菌的胞外多糖，红色示死细菌基因和毒力基因捕获及转移。


医学微生物学 1`卜入，"A' 当细菌黏附在黏膜上皮细胞以及人体内植入的各种人工医疗材料，如人工心脏瓣膜、气管插管、人工关节等表面，都易形成生物被膜。自生物被膜脱落的细菌还可扩散到其他的部位引起感染。铜绿假单胞菌、表皮葡萄球菌等极易形成生物被膜，是引起生物被膜感染的常见致病菌。在80%-90%的肺翍性纤维化病人的肺组织中可以检测到铜绿假单胞菌的生物被膜，这些病人最终因呼吸衰竭而死亡。生物被膜中的细菌容易对多种不同的抗生素产生耐药，造成多重耐药性。因此，细菌生物被膜具有极强的耐药性和抵抗机体免疫系统的作用，感染了细菌生物被膜的组织和污染了细菌生物被膜的生物材料，即使应用成百倍高浓度的抗菌药物也难以将被膜菌清除。 二、毒素 细菌毒素(bacterial toxin)按其来源、性质和作用特点的不同，分为外毒素(exotoxin)和内毒素(en。


医学微生物学 二、毒素 dotoxin)两种。（一）外毒素外毒素是细菌合成并分泌（或释放）的毒性蛋白质。外毒素主要由革兰阳性菌产生，少数革兰阴性菌也可产生。破伤风梭菌、肉毒梭菌、白喉棒状杅菌、产气荚膜梭菌、A群链球菌、金黄色葡萄球菌等革兰阳性菌以及痢疾志贺菌、霍乱弧菌、肠产毒素型大肠埃希菌、铜绿假单胞菌、鼠疫耶尔森菌等革兰阴性菌都能产生外毒素。大多数外毒素是在细菌细胞内合成后分泌至细胞外的；但也有外毒素存在于菌体内，待菌细胞破坏后才释放出来，如痢疾志贺菌和肠产毒素型大肠埃希菌的外毒素。


医学微生物学 二、毒素 A-B毒素编码基因的位置随病原菌的种类不同而异。鲍特菌腺旮酸环化酶毒素、霍乱肠毒素、百日咳毒素、铜绿假单胞菌外毒素A、志贺毒素等的基因位千染色体上；破伤风痉挛毒素、炭疽毒素、大肠埃希菌LT等的基因位于质粒上；肉毒毒素、大肠埃希菌志贺毒素、白喉毒素、链球菌致热外毒素的基因位于前噬菌体。\,..4a(2)毒性作用强且对组织器官有高度选择性：如肉毒梭菌外毒素毒性比氮化钾强l万倍，是目前已知的最剧毒物，1mg毒素纯品能杀死2亿只小鼠。许多外毒素对组织器官有选择性，通过与特定靶细胞的受体结合后引起特殊的病变。例如肉毒毒素能阻断胆碱能神经末梢释放乙酰胆碱，引起骨骼肌麻痹而致病。而白喉毒素对外周神经末梢、心肌细胞等有亲和性，通过抑制靶细胞蛋白质的合成而引起疾病。(3)绝大多数外毒素不耐热：例如白喉外毒素在58~60"C经1~2小时处理、破伤风外毒素在60"C经20分钟处理即可被破坏。但葡萄球菌肠毒素则例外，能耐受100"C30分钟处理。


医学微生物学 二、毒素 类型产生细菌外毒素所致疾病作用机制症状和体征神经毒素破伤风梭菌痉挛毒素破伤风阻断抑制性神经递质甘氨骨骼肌强直性痉挛酸的释放肉毒梭菌肉毒毒素肉毒中毒抑制胆碱能运动神经释放肌肉松弛性麻痹乙酰胆碱,细胞毒素白喉棒状杆菌白喉毒素白喉灭活EF-2，抑制细胞蛋白肾上腺出血，心肌损质合成伤，外周神经麻痹金黄色葡萄球毒性休克综合毒性休克综增强对内毒素作用的敏发热、皮疹、休克菌征毒素l合征感性表皮剥脱毒素烫伤样皮肤综表皮与真皮脱离表皮剥脱性病变合征A群链球菌致热外毒素猩红热破坏毛细血管内皮细胞发热、猩红热皮疹肠毒素霍乱弧菌肠毒素霍乱激活肠黏膜腺甘环化酶，水电解质平衡失调、增高细胞内cAMP水平腹泻、呕吐肠产毒素性大肠毒素腹泻不耐热肠毒素使细胞内呕吐、腹泻肠埃希菌cAMP增高，耐热肠毒素则增高细胞内cGMP产气荚膜梭菌肠毒素食物中毒同霍乱肠毒素呕吐、腹泻金黄色葡萄肠毒素食物中毒作用于呕吐中枢呕吐为主、腹泻(1)神经毒素：主要作用于神经组织，引起神经传导功能紊乱。包括破伤风痉挛毒素、肉毒毒素等。神经毒素种类不多，但毒性作用强烈，致死率高。


医学微生物学 二、毒素 (2)细胞毒素：能通过抑制蛋白质合成，破坏细胞膜等机制直接损伤宿主细胞，引起相应组织器官炎症和坏死等。例如白喉毒素通过催化ADP－核糖基团到蛋白合成延长因子eEF-2上，使其失活，从而抑制蛋白质合成，损伤宿主细胞；A群链球菌溶血素0、肺炎链球菌溶血素、大肠埃希菌溶血素、金黄色葡萄球菌a溶血素等通过破坏细胞膜引起红细胞等的溶解；产气荚膜梭菌a毒素可溶解组织细胞。


医学微生物学 二、毒素 具有破坏细胞膜作用的细胞毒素又称膜损伤毒素(membrane-di srupting tox in)，其作用机制有两种：心成孔毒素(pore-forming tox in)，以多个毒素分子单体形式插入细胞膜，形成孔道，使膜电位和细胞内外渗透压改变，小分子物质涌出，水分子进入，细胞破解；＠磷脂酶类，这类毒素分解宿主细胞膜的卵磷脂，破坏细胞膜的完整性，使细胞坏死。卵磷脂在宿主细胞膜普遍存在，因此这类毒素的作用无选择性。产气荚膜梭菌a毒素、金黄色葡萄球菌B溶血素、铜绿假单胞菌毒素等都属此类毒素。(3)肠毒素：是一类作用千肠上皮细胞、引起肠道功能紊乱的毒素。霍乱毒素、艰难梭菌毒素、产毒性大肠埃希菌LT、ST毒素等属此类毒素。（二）内毒素内毒素是革兰阴性菌细胞壁中的脂多糖(l ipopolysaccryaride, LPS)组分，只有在细菌死亡裂解后才被释放出来。其分子结构由O特异性多糖、非特异核心多糖和脂质A三部分组成（图6-2)。螺旋体、衣原体、支原体、立克次体亦有类似的LPS，具有内毒素活性。1内毒素的主要特点、、｀、(1)存在于革兰阴性菌细胞壁。


医学微生物学 、、\＼匡何的0特异多糖(2)化学性质是脂多糖。(3)对理化因素稳定：加热160"C2~4小 卡特异核心多糖时或用强酸、强碱、强氧化剂煮沸30分钟才被灭活。这一性质具有重要的临床实践意义，如内毒素污染了注射液和药品，难以用加热方法使其灭活，进入人体会引起临床不良后果。(4)毒性作用相对较弱且对组织无选择性：各种革兰阴性菌产生的内毒素的致病作用基本相似，其原因可能是各种不同革兰阴性菌主要毒性组分脂质A高度保守，结构基本相似。因此，不同革兰阴性菌感染时，由内毒素引起的毒性作用大致相同。(5)不能用甲醒液脱毒而成为类毒素。2内毒素引起的主要病理生理反应(1)致发热反应：极微量(l~5ng/kg)内毒素就能引起人体体温上升。其机制是内毒素作用于巨噬细胞、血管内皮细胞等，使之产生IL-1、I L-6和TNF-a等细胞因子。这些细胞因子是内源性致热原(endoge no u s pyrogen)，可作用于宿主下丘脑体温调节中枢，导致产热增加、微血管扩张、炎症反应等。发热反应本身图6-2革兰阴性菌细胞壁内毒素也是机体的保护性免疫应答，适度发热有利于宿主抵御致病菌的感染。


医学微生物学 、、\＼匡何的0特异多糖(2)化学性质是脂多糖。(3)对理化因素稳定：加热160"C2~4小 (2)引起白细胞数批变化：内毒素注射后初期，可使中性粒细胞黏附到组织毛细血管壁，导致血液循环中的中性粒细胞数量骤减。数小时后，由LPS诱生的中性粒细胞释放因子(neu trop h i l releasing factor)刺激骨髓释放中性粒细胞进入血流，使数量显著增加。但伤寒沙门菌内毒素是例外，始终使血液循环中的白细胞总数减少，机制尚不清楚。


医学微生物学 、、\＼匡何的0特异多糖(2)化学性质是脂多糖。(3)对理化因素稳定：加热160"C2~4小 (3)内毒素血症与内毒素休克：当血液中有革兰阴性细菌大量繁殖或感染灶释放内毒素入血或输液中含有内毒素时，都会导致内毒素血症(endo toxemia）。内毒素作用于巨噬细胞、中性粒细胞、内皮细胞、血小板、补体系统、凝血系统等并诱生TNF-a, IL-1、IL-6、IL-8、组胺、5－轻色胺、前列腺素、激肤等生物活性物质，使小血管功能紊乱而造成微循环障碍，组织器官毛细血管灌注不足、缺氧、酸中毒等。高浓度的内毒素也可激活补体替代途径，引起高热、低血压，以及活化凝血系统，最后导致弥散性血管内凝血(disseminated intravas culru·coagulation, DIC)。严重时可导致以微循环衰竭和低血压为特征的内毒素休克甚至死亡。3内毒素的致病机制LPS与宿主体内的靶细胞有两种结合方式：心非特异性结合：LPS的脂质A通过亲脂性疏水作用与细胞膜磷脂结合，改变磷脂膜的理化性质（如膜完整性、流动性、膜电势等），影响细胞的状态和功能；＠特异性结合：通过脂质A与相应受体结合。进入血流的LPS首先与其结合蛋白LBP(lipopol ysacc harid e binding pro t ein)结合，再与单核巨噬细胞膜表面的受体CD14结合，进而激活Toll样受体(To ll-lik e receptor, TLR)，启动跨膜信号传导，引起一系列病理生理反应。TLR主要表达在单核－巨噬细胞、中性粒细胞、树突状细胞、血管内皮细胞及肠上皮细胞等细胞膜上。LPS与TLR结合后可以启动多条胞内信号传导途径，但其中最重要的是“核转录因子－KB途径”(NF-KB)。在静息细胞内，NF-K B与IKB结合，以非活性形式存在千细胞质内。当感染发生时，LPS通过TLR信号传导途径激活NF-KB，进而启动下游基因转录，引起一系列细胞生物学效应。NF-KB调控的下游基因主要有以下几种：由上述可见，LPS一般不直接损伤各种组织细胞，而是通过各种参与天然免疫的细胞、内皮细胞和黏膜细胞，诱导产生各种细胞因子、炎症因子、急性期蛋白、活性氧／氮分子，以及激活特异性免疫细胞，引起组织细胞以及全身性多种病理生理反应（图6-3)。


医学微生物学 细菌外毒素与内毒素的主要特性比较详见表6-4。卢心第六章细菌的感染与免疫三、体内诱生抗原 近年来的研究表明，有些细菌的基因在人工培养条件下并不表达，而只有在进入宿主体内后才被诱导表达。这类只有在细菌侵入宿主体内才诱导表达的基因，称为体内诱导基因(i n vivo indu ced gene,!VIG)。由体内诱导基因编码的抗原称为体内诱生抗原(in vivo induced antigen, IV IAg)。体内诱生抗原通常与致病菌在体内的生存和致病密切相关。研究表明绝大多数病原菌都有体内诱导基因存在。目前，已建立了多种筛选体内诱导基因的技术方法，包括标记突变技术(s ignature tagged mutagenes i s,STM)体内表达技术(i n vivo expression technology,!VET)差异荧光诱导技术(d ifferential fluorescence induction, DFI)和体内诱生抗原鉴定技术(i n vivo induced antigen technology, IVIAT)等。应用这些技术已从鼠伤寒沙门菌、布鲁菌、霍乱弧菌、鼠疫耶尔森菌、大肠埃希菌、铜绿假单胞菌、变形杆菌等病原体中鉴定出多种体内诱导基因。 四、超抗原 超抗原(s u peran t igen)是一类具有超强能力刺激淋巴细胞增殖和刺激产生过量T细胞及细胞因子的特殊抗原，其刺激淋巴细胞增殖的能力是植物凝集素的数千倍。某些细菌、病毒以及支原体等微生物等都能产生超抗原类活性物质。它们的特点有：心不经过抗原递呈细胞的处理，便能与MHC-Il类分子结合，激活T细胞增殖并释放大噩细胞因子，如I L-1, IL-2, TNF-a和INF－丫等；＠－个超抗原分子能以不同的部位同时与T细胞的TCR和APC的MHC-Il分子结合，大量活化T细胞。例如葡萄球菌肠毒素和毒性休克综合征毒素－1(TSST-1汃链球菌致热外毒素等都是超抗原，它们能引起毒素性休克综合征、猩红热等疾病。 五、免疫病理损伤 在微生物感染情况下，有些原本没有直接毒性的抗原物质，有可能通过激活机体的免疫应答，基千超敏反应的机制引起组织细胞的免疫病理损伤，最终导致疾病。例如长期或反复链球菌感染，可通过III型超敏反应，由免疫复合物沉积千血管基底膜导致的肾小球肾炎、风湿性关节炎、风湿性心脏病等；由结核分枝杆菌引起的结核病变通常认为与W型超敏反应密切相关。值得注意的是，通过免疫病理引起损伤的病例中，宿主的免疫状态是重要的因素。如同样的链球菌感染，却只有极少数人发生免疫复合物性疾病。可见，机体的过敏反应状态在其中起着重要作用。 第三节宿主的抗感染免疫 宿主的免疫系统具有识别和清除致病菌感染的免疫防御功能。致病菌或其产物进入机体时，机体免疫系统首先对它们进行识别，进而通过固有免疫(innate i m m u nity)机制和适应性免疫(adaptive immu nity)机制清除这些外来异物，这个过程称为宿主的抗感染免疫。固有免疫也称天然免疫(inherent i mm u n i ty)，适应性免疫也称获得性免疫(acqu i red immuni t y)。 —、固有免疫 机体的固有免疫是在长期种系发育和进化过程中，逐渐建立起来的一系列防御病原微生物等的免疫功能。参与人体固有免疫的主要有屏障结构、吞噬细胞以及正常体液和组织的免疫成分等。(—)屏障结构1.皮肤与黏膜皮肤与黏膜可发挥如下免疫功能：(1)阻挡和排除作用：健康完整的皮肤和黏膜有阻挡和排除病原微生物的作用。体表上皮细胞的脱落与更新，可清除黏膜上的微生物。呼吸道黏膜上皮的纤毛运动，口腔吞咽和肠蠕动等，使致病菌难以定植而被排除。当皮肤受损，或黏膜屏障功能削弱时，就易受致病菌的感染。(2)分泌杀菌物质：皮肤和黏膜可分泌多种杀菌物质。例如皮肤汗腺分泌的乳酸使汗液呈酸性(pH5.2-5.8)，不利于细菌生长。皮脂腺分泌的脂肪酸有杀细菌和真菌的作用。不同部位的黏膜能分泌不同的抗菌物质，如溶菌酶、抗菌肤、胃酸、蛋白酶等多种杀菌物质，对侵入的致病菌具有杀灭作用。(3)正常菌群的桔抗作用：寄居在皮肤和黏膜表面的正常菌群构成了微生物屏障。它们可通过与致病菌竞争受体和营养物质以及产生抗菌物质等方式，阻止致病菌在上皮细胞表面的黏附和生长。2.血脑屏障人的血脑屏障由软脑膜、脉络膜、脑毛细血管和星状胶质细胞等组成。通过脑毛细血管内皮细胞层的紧密连接和吞饮作用，阻挡致病菌及其毒性产物从血流进入脑组织或脑脊液，从而保护中枢神经系统。婴幼儿因血脑屏障发育不完善，故易发生中枢神经系统感染。3胎盘屏障由母体子宫内膜的基蜕膜和胎儿绒毛膜共同组成。此屏障可防止母体内的致病菌进入胎儿体内，保护胎儿免受感染。在妊娠3个月内，胎盘屏障尚未发育完善，此时若母体发生感染，致病菌则有可能通过胎盘侵犯胎儿，干扰其正常发育，造成畸形甚至死亡。药物也可通过不完善的胎盘影响胎儿。因此，在妊娠期间尤其是早期，应尽量防止感染并尽可能不用或少用副作用大的药物。 （二）吞噬细胞 病原菌突破皮肤或黏膜屏障侵入体内后，首先遭遇吞噬细胞的吞噬作用。吞噬细胞分为两大类，一类是小吞噬细胞，主要指血液中的中性粒细胞。另一类是大吞噬细胞，即单核吞噬细胞系统(mo n onuclear phagocyte system, MPS)细胞，包括血液中的单核细胞和各种组织器官中的巨噬细胞，可吞噬、杀伤和消化侵入的病原菌。1吞噬细胞对病原菌的识别吞噬细胞对病原菌的识别是通过模式识别(pattern recognition)来实现的。模式识别理论认为，病原菌内存在一些进化上非常保守的与致病性相关的组分称为病原体相关分子模式(pathoge n-assoc i ated molecular pattern, PAMP)。而在宿主的免疫活性细胞上存在一类识别PAMP并介导固有免疫启动的受体。Janeway将其命名为模式识别受体(paltern recogn ition recep tor, PRR)，机体固有免疫系统的吞噬细胞通过PRR来感知PAMP，从而识别入侵的病原体及其产物。存在千细菌细胞壁的成分如肤聚糖(peptid ogl yca n, PGN)和脂多糖(LPS汃细菌蛋白、细菌脂类以及细菌和病毒的核酸残基等都可以是PAMP。吞噬细胞依靠PRR可直接与致病菌的PAMP识别并结合。如LPS与血清中的LBP结合，再与吞噬细胞膜上的CD14分子结合，形成LPS-LBP-CDl4复合物，可被吞噬细胞的TLR4-MD2所识别（图6-4)。尽管微生物的种类繁多，它们的抗原分子更是千变万化数不胜数，但若把微生物的抗原分子归纳为“分子模式”，就可以把无限的抗原特异性种类归纳为彸“'，有限的“分子模式”，为机体通过PRR来识别外来抗原提供了可能。 第六章细菌的感染与免疫 机体的PRR存在于血清、免疫细胞膜表面甚至细胞质内。PRR在机体内的特异性种类是有限的，但PRR对抗原的识别不是严格一对一的＂锁－钥“关系。只要两者在结合部位上基本适合，就可以结合且可通过分子振动提高结合的适合度，实现柔性结合。这种“模式识别＇大大提高了机体识别外来异物的经济性。 2吞噬和杀菌过程一般分为4个连续过程（图6-5)。 (1)趋化(chemotaxis)：细菌感染时，入侵的致病菌可刺激吞噬细胞、内皮细胞等产生趋化因子(chemokine)。趋化因子的作用是吸引吞噬细胞穿过毛细血管壁，定向聚集到局部炎症部位。趋化因子的图6-4吞噬细胞PRR识别并结合致病菌种类很多，除某些细胞因子外，补体活化产物C5a、PAMP示意图C3a、C567，细菌成分或代谢产物，炎症组织分解产物等都具有趋化作用。 细胞核._ 于吞噬溶酶体内的依氧和非依氧两大杀菌系统杀灭病原菌。依氧杀菌系统通过氧化酶的作用，使分子氧活化成为多种活性氧中介物(reactive oxygen intermedia te, ROI)和活性氮中介物(reacti ve nitrogen intermedia te, RNI)，直接作用于病原菌；或通过髓过氧化物酶(myeloperox idase, MPO)和卤化物的协同而杀灭病原菌。非依氧杀菌系统不需要分子氧的参与，而是通过溶菌酶、酸性环境和杀菌性蛋白发挥作用。杀死的病原体进一步由蛋白酶、核酸酶、酷酶等降解、消化，最后将残渣排至吞噬细胞外。3.吞噬作用的后果包括完全吞噬和不完全吞噬，同时还会造成组织损伤。(1)完全吞噬：病原体在吞噬溶酶体中被杀灭和消化，未消化的残渣被排出胞外，此即完全吞噬。如大多数化脓性球菌被中性粒细胞吞噬后，一般在5~10分钟死亡，30~60分钟被破坏。(2)不完全吞噬：某些胞内寄生菌（如结核分枝杆菌、嗜肺军团菌）或病毒等病原体在免疫力低下的机体中，虽被吞噬却不被杀死，称为不完全吞噬。此种吞噬对机体不利，因病原体在吞噬细胞内得到保护，可以免受体液中的抗菌物质和抗菌药物等的作用。有的病原体甚至能在吞噬细胞内生长繁殖，导致吞噬细胞死亡，或随吞噬细胞游走，并经淋巴液或血液扩散到人体其他部位，引起感染扩散。(3)组织损伤：吞噬细胞在吞噬过程中，由溶酶体释放的多种蛋白水解酶以及杀菌因素，也能破坏邻近的正常组织细胞，造成组织损伤和炎症反应。(4)抗原提呈：巨噬细胞吞噬、消化处理病原体后，可将一些有效的抗原决定簇经过加工、处理，提呈给T淋巴细胞，启动机体的适应性免疫应答。4．自噬自噬(autophagy)是指细胞内的双层膜结构包裹部分胞质和细胞内需降解的细胞器、蛋白质或外来异物形成自噬体(au tophagosome)，然后与溶酶体融合形成自噬溶酶体(autophagolysosome)，利用溶酶体内的水解酶降解包裹内容物的过程。自噬既可以作为一种防御机制来抵御环境变化对细胞造成的损伤，又可作为一种死亡机制，诱导细胞发生不同于凋亡的自噬性细胞死亡(autophagic cell death)，这种双重机制使其在抗感染时产生不同的作用，一方面宿主通过自噬清除细菌，同时细菌（如伤寒沙门菌）亦可通过某些机制逃避宿主细胞的自噬；另一方面，某些胞内菌（如结核分枝杆菌）可通过诱导宿主细胞的自噬而促进自身存活。自噬这把“双刃剑”的分界线尚不明了，就感染性疾病而言，可能与感染的时程和强度等因素有关。细胞不仅通过自噬／溶酶体途径发挥固有免疫应答效应，还通过自噬及其形成的自噬体参与抗原递呈过程。（三）体液因素机体正常组织和体液中存在多种抗菌物质，常配合其他杀菌因素发挥作用。正常体液中尚有乙型溶素、吞噬细胞杀菌素、组蛋白、乳素、正常调理素等杀菌或抑菌免疫分子。 二、适应性免疫 免疫应答是宿主清除病毒感染或防止再次感染的最好方式，病毒以其毒力及免疫逃避机制危害机体，而机体则以适应性免疫来清除病毒。体液免疫和细胞免疫的抗病毒作用都很重要。一般说来，体液免疫主要是存在千黏膜表面的中和抗体(slgA)或血流中的中和抗体(IgM、IgG)，可以清除黏膜表面及血流中病毒并有效防止再次感染；而细胞免疫主要是CTL对靶细胞的杀伤和活化的吞噬细胞对病毒的有效杀灭，是促进机体从初次感染中恢复的主要因素。病毒感染过程中，病毒的各种结构蛋白和非结构蛋白可经抗原的加工与递呈，活化T细胞及B细胞，诱生体液及细胞免疫。细胞免疫中的CTL能杀伤病毒感染的靶细胞，阻断病毒在细胞内复制，是终止病毒感染的主要免疫机制。活化T细胞所分泌的多种细胞因子如IFN－丫、TNF等也对清除病毒有利。 （一）体液免疫 抗体可清除细胞外的病毒，并可有效抑制病毒通过病毒血症向靶组织扩散。中和性抗体可中和游离的病毒体，主要对再次入侵的病毒体有保护作用。抗体（包括中和抗体和非中和抗体）也可通过调理作用增强吞噬细胞吞噬杀灭病毒的能力。1中和抗体(neutralizing antibodies)指针对病毒某些表面抗原的抗体。此类抗体能与细胞外游离的病毒结合从而消除病毒的感染能力。其作用机制主要是直接封闭与细胞受体结合的病毒抗原表位，或改变病毒表面构型，阻止病毒吸附、侵入易感细胞。中和抗体不能直接灭活病毒。病毒与中和抗体形成的免疫复合物，可被巨噬细胞吞噬清除。有包膜的病毒与中和抗体结合后，可通过激活补体导致病毒裂解。I gG、IgM、IgA三类免疫球蛋白都有中和抗体的活性，但特性不同。I gG分子量小，是唯一能通过胎盘的抗体，在体液中含量最高。一般出生后6个月以内的婴儿，由千保留来自母体的IgG抗体，较少患病毒性传染病。IgM分子量大，不能通过胎盘；如在新生儿血中测得特异性IgM抗体，提示有宫内感染。IgM也是最早产生的抗体，故检查IgM抗体可作早期诊断。分泌型IgA(slgA)存在千黏膜分泌液中，是参与黏膜局部免疫的主要抗体，可阻止病毒经局部黏膜入侵。2血凝抑制抗体(haemagglutination inhibition antibodies)表面含有血凝素的病毒可刺激机体产生抑制血凝现象的抗体。检测该类抗体有助千血清学诊断。3补体结合抗体(complement fixation antibodies)此类抗体由病毒内部抗原或病毒表面非中和抗原所诱发，不能中和病毒的感染性，但可通过调理作用增强巨噬细胞的吞噬作用。可协助诊断某些病毒性疾病。 三、抗胞内菌免疫 细菌在人体内的寄居环境可分为细胞外环境与细胞内环境。绝大部分致病菌寄居在细胞外，如宿主细胞表面、组织间隙和血液、淋巴液、组织液等体液中，属千胞外菌(extrace llul ar bac t eria)感染。另有部分属于胞内菌(in tracellu侐bac teria)感染。兼性胞内菌既可在宿主细胞内寄居，也可在细胞外环境中生长繁殖，如结核分枝杅菌、伤寒沙门菌等。专性胞内菌则必须在活细胞内生长繁殖，如立克次体、衣原体等。由于有宿主细胞的屏障作用，机体对胞内菌感染的免疫有其特殊性，主要表现为特异性抗体不能进入细胞内发挥作用，抗胞内菌感染主要依靠细胞免疫。 （一）吞噬细胞对胞内菌的作用 胞内菌主要被单核巨噬细胞吞噬。但在特异性细胞免疫产生之前，未活化的单核巨噬细胞往往难以杀死吞入的细菌。被特异激活的单核巨噬细胞产生活性氧中介物(ROI)、活性氮中介物(RNI)的能力增强，尤其是大量一氧化氮(NO)的产生，能更有效地杀伤多种胞内菌。此外，中性粒细胞在感染早期有一定作用，NK细胞可直接杀伤感染的靶细胞。 （二）细胞免疫对胞内菌的作用 抗胞内菌感染的细胞免疫主要是通过Thl细胞和CTL细胞来完成的。CD4+Thl可分泌多种细胞因子(IL-2、IFN－丫、TNF-a等），激活并增强巨噬细胞对靶细胞的杀伤能力，引起迟发型超敏反应，有利于对胞内菌的清除。CTL在抗某些胞内菌（如结核分枝杆菌）感染中可直接杀伤靶细胞。CTL抗胞内菌感染的作用机制主要有：心通过毒性分子包括穿孔素、颗粒酶的介导发挥细胞毒性作用，破坏靶细胞，使病菌释放出，再由抗体等调理后被巨噬细胞吞噬消灭；©颗粒酶对胞内寄生菌的直接杀灭作用动通过分泌Th l型细胞因子，如IFN--y等，活化巨噬细胞，增强其杀伤能力。 （三）特异性抗体对胞内菌的作用 如前所述，抗体无法进入细胞内发挥作用。但是抗体在细菌进入细胞之前，可以阻断细菌侵入细胞内。再者，胞内菌在细胞内大量繁殖后会导致宿主细胞破坏，释放出细菌，再感染其他细胞。这时抗体可在胞外阻断细菌对其他细胞的感染。因此，抗体对于阻断胞内菌的扩散是有积极作用的。 第四节感染的发生与发展 根据病原体来源不同，感染可分为外源性感染(exogenous infection)和内源性感染(endogenous infec tion)。 —、感染源与传播 （一）感染源1．外源性感染外源性感染的感染源来自宿主体外，多由一些毒力较强的病原菌引起。外源性传染源多来自：(1)病人：病人是主要的传染源。病人从潜伏期一直到病后的一段恢复期均有可能将感染源排出污染外环境，或通过接触传播给周围正常入。但一般在病人感染初期的传染性最强，因此及早对病人作出诊断并采取防治措施对控制外源性感染有重要意义。(2)带菌者：有些人感染某些病原体后，不表现出任何临床症状或症状很轻，不被感染者自已发现，因而成为带菌者(cmTi er)。有些传染病（如流行性脑膜炎、伤寒、白喉等）病人恢复后在一段时间＠心内仍继续带菌排菌，成为带菌者。由于带菌者没有临床症状，不易被人们察觉，因此是很重要的传染源，其危害性往往超过病人。及时检出带菌者并进行治疗或隔离是必要的。(3)病畜及带菌动物：某些细菌可引起人畜共患病，病畜或野外带菌动物的病原菌可传染给人，例如鼠疫、炭疽等。2．内源性感染指由来自病人自身所带细菌引起的感染。引起内源性感染的病原体大多为正常菌群内的细菌，少数是以潜伏状态存在千体内的致病菌。临床治疗中大量使用抗生素导致菌群失调以及各种原因导致机体免疫功能下降，如老年人、癌症晚期病人、艾滋病病人、器官移植使用免疫抑制剂者均易发生内源性感染。 （二）传播途径 HFRS的传播途径尚未完全确定。目前认为可能的途径有3类5种，即动物源性传播（包括通过呼吸道、消化道和伤口途径）、垂直（胎盘）传播和虫媒（蜡）传播。其中动物源性传播是主要的传播途径，即携带病毒的动物通过唾液、尿液、粪便等排出病毒污染环境，人或动物通过呼吸道、消化道摄入或直接接触感染动物受到传染。感染病毒的孕妇有可能经胎盘将病毒传给胎儿，带毒孕鼠亦可将病毒传给胎鼠，这一传播途径对人类HFRS的传播意义不大，但对维持该病毒自然疫源地的形成和发展具有重要作用，虽然能够从HFRS病人的血、尿中分离到病毒，但尚未见在人－人之间水平传播HFRS的报道；只是在HPS中证实了存在人－人之间的水平传播。 常见的传播途径有： 1.呼吸道许多病原菌可从病人、带菌者的痰液、唾液等分泌物，通过气溶胶、空气飞沫及沾染有病原菌的尘埃等方式进入呼吸道引起感染。如链球菌、结核分枝杆菌、嗜肺军团菌等均可经呼吸道途径感染和传播。2.消化道某些病原菌从消化道进入，又从消化道排出，进而污染食品、饮水等，再通过污染的食品、饮水等又传入新的宿主，构成＂粪－口传播途径＂。这些病原菌都是能够抵抗胃酸和胆汁并在外界有一定存活能力的微生物，例如大肠埃希菌、沙门菌等。3皮肤黏膜皮肤黏膜的损伤、烧伤、动物咬伤等可导致病原菌入侵，如致病性葡萄球菌、链球菌等引起的化脓性感染。泥土、人和动物粪便中可有破伤风梭菌、产气荚膜梭菌的芽胞，当芽胞进入深部伤口会发芽繁殖，引起疾病。4节肢动物媒介如鼠圣传播的鼠疫耶尔森菌；乱传播的流行性斑疹伤寒立克次体等都是经节肢动物媒介进行传播的。5.性传播性传播主要是指通过人类性行为方式引起的传播，这些疾病称为性传播疾病(sex ually transmitted diseases, STD)。除细菌外，一些病毒、支原体、衣原体、螺旋体等也能引起STD，是入类面临的重大公共卫生问题。6.多途径传播某些细菌可经多途径传播引起感染，如结核分枝杆菌、炭疽芽胞杆菌等可经呼吸道、皮肤创伤、消化道等多途径感染。 二、感染的发生 感染是否发生以及发生后的转归取决于三方面的因素：一是机体的免疫状态；二是细菌因素，包括毒力、数量与侵入途径；三是环境、社会因素的影响。机体的免疫状态在上一节已介绍，下面介绍后两个方面的因素：（一）细菌因素就致病菌而言，是否引起感染，取决于三个方面：1.细菌的毒力毒力越强，引起疾病的可能性越大，引起的疾病也越严重。2细菌的侵入数最侵入的细菌数量越大，引起疾病的可能性也越大。通常，细菌毒力越强，引起感染所需的细菌数量越少；反之，细菌的毒力越弱，引起疾病所需的细菌数量就越多。例如，毒力强大的鼠疫耶尔森菌可能只要数个细菌或数百个细菌就可引起感染；而毒力较弱的沙门菌，常需摄入数亿个细菌才引起急性胃肠炎。3细菌的侵入门户与部位各种致病菌都有其特定的侵入门户与部位，这与致病菌需要特定的生长繁殖的微环境有关。即使具有一定毒力且有足够数量的致病菌，若侵入易感机体的门户不对，仍然不能引起感染。例如痢疾志贺菌必须经口进入才能引起人体痢疾，而经皮肤伤口则不会引起疾病；脑膜炎奈瑟菌需通过呼吸道进入致病；破伤风梭菌需进入深部创伤，在厌氧环境中繁殖才能致病。也有一些致病菌的侵入途经不止一种，如结核分枝杆菌与炭疽芽胞杆菌，经呼吸道、消化道、皮肤创伤等部位都可以引起感染。（二）社会和环境因素社会因素对感染的发生和传染病的流行影响也很大。战争、灾荒、动乱等可促使传染病的发生和流行。若改善生活和劳动条件，开展防病的卫生运动，有利于提高人类健康水平，传染病的发病率会逐渐下降。环境因素包括气候、季节、温度、湿度和地理条件等诸方面。例如季节不同，流行的传染病种类就不同。冬季易发生呼吸系统传染病，是因寒冷能降低呼吸道黏膜的抵抗力。同时，室内活动较多，门窗经常关闭，空气流动少，也增加与致病菌接触的机会。夏季气温高，利于苍蝇、蚊虫等孽生，增多传播机会。有些传染病有地区性，例如森林地区存在着野生动物和吸血昆虫，出现人兽共患传染病的机会较多。人口密度增加、入口流动增强会促使传染病的流行。若空气、水源发生污染，居住环境恶化，则易引起感染性疾病的发生。保护人类生存的环境，就是保护人类自己。 三、感染的类型 感染的发生、发展与结局，是宿主与病原菌在一定条件下相互作用和较量的过程。根据两者力量的对比，可以出现隐性感染(inapparent infection)、显性感染(appare n t infectio n)和带菌状态(carrier sta le)等不同感染类型和临床表现，并可随着双方力量的增减而出现动态变化。 （一）隐性感染 当机体的抗感染免疫力较强，或侵入的病菌数量不多、毒力较弱，感染后对机体损害较轻，不出现或出现不明显的临床症状，称为隐性感染，或称亚临床感染(subclin i cal infec t ion)。隐性感染后，机体常可获得足够的特异免疫力，能抗御相同致病菌的再次感染。在每次传染病流行中，隐性感染者一般约占人群的90％或更多。结核、白喉、伤寒等常有隐性感染。 （二）显性感染 当机体抗感染的免疫力较弱，或侵入的致病菌数最较多、毒力较强，以致机体的组织细胞受到不同程度的损害，生理功能也发生改变，并出现一系列的临床症状和体征，称为显性感染。由千不同个体抗病能力和入侵致病菌毒力等存在着差异，因此，显性感染可有轻、重、缓、急等不同模式。如结核分枝杆菌、麻风分枝杆菌等。2临床上按感染的部位不同可将显性感染分为局部感染和全身感染4)败血症(septicemia)：致病菌侵入血流后，在其中大量繁殖并产生毒性产物，引起全身性中毒症状，例如高热、皮肤和黏膜痪斑、肝脾大等。鼠疫耶尔森菌、炭疽芽胞杆菌等可引起败血症。5)脓毒血症(pyemia)：指化脓性病菌侵入血流后，在其中大量繁殖，并通过血流扩散至宿主体内的其他组织或器官，产生新的化脓性病灶。例如金黄色葡萄球菌的脓毒血症，常导致多发性肝脓肿、皮下脓肿和肾脓肿等。 （三）带菌状态 有时致病菌在显性或隐性感染后并未立即消失，在体内继续留存一定时间，与机体免疫力处于相对平衡状态，称为带菌状态，该宿主称为带菌者。带菌者没有临床症状但经常会间歇排出病菌，是感染性疾病中重要的传染源。伤寒、白喉等病后常可出现带菌状态。 第五节医院感染 医院感染(nosocomial infection)是指病人或医务人员在医院环境内发生的感染。医院感染是伴随着医院建立而发生的问题。近年来，随着医疗活动的复杂化，医院感染发生率高达5%～20%，已成为当今医院面临的一个突出的公共卫生问题。从医学微生物学的角度出发，提出对医院感染的监测、预防和控制措施，有着重要的临床实际意义。 一、医院感染的分类 根据引起感染的病原体来源不同，可将医院感染分为内源性和外源性医院感染两大类。 （一）内源性医院感染 内源性医院感染(endogenous nosocomial infection)亦称自身感染(self-infection)，是指病人在医院内由于某种原因，自身体内寄居的微生物（包括正常菌群和潜伏的致病性微生物）大量繁殖而导致的感染。内源性医院感染的病原体主要是正常菌群，它们因毒力很弱或无毒，一般不引起健康人感染。但当其发生寄居部位改变、菌群失调或机体免疫功能下降的特定条件下，正常菌群即可成为机会致病菌而引起各种内源性感染。 （二）外源性医院感染 外源性医院感染(exogenous nosocomial infection)是指病人在医院环境中遭受医院内非自身存在的病原体侵入而发生的感染。外源性医院感染又可分为：1.交叉感染交叉感染(cross infection)是指病人之间或病人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。2.环境感染环境感染(env ironm enta l infection)是指在医院环境内，因吸入污染的空气、或接触到受污染的医院内设施而获得的感染。医院是一个人口密集、人员流动性大且疾病种类众多的公共场所。因此医院是一个容易发生污染的特殊环境，很容易造成病原体在人群中播散而导致感染。3医源性感染医源性感染(iatrogeni c infection)指病人在医护人员进行治疗、诊断和预防过程中，由于所用器械消毒不严而造成的感染。如将被微生物尤其是细菌生物被膜污染的各种插入性诊治器材直接接触体内组织或无菌部位，可造成感染；微生物可污染输液用液体，引起输液反应，造成感染。 二、医院感染的微生态特征 （一）主要为机会致病菌引起医院感染的病原体主要是条件致病菌，包括医院环境中的病原体和病人体内的机会致病菌。引起医院感染的病原体中，细菌约占90％以上，且以革兰阴性杅菌为主。此外，病毒、真菌、衣原体、支原体和原虫等亦有可能引起医院感染。引起医院感染的常见微生物见表6-5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、肠球菌、白假丝酵母菌等呼吸道感染流感嗜血杆菌、肺炎链球菌、分枝杆菌、鲍曼不动杆菌、呼吸道病毒等伤口和皮肤脓毒症金黄色葡萄球菌、链球菌、变形杆菌、厌氧菌、凝固酶阴性葡萄球菌等胃肠道感染沙门菌、宋内志贺菌、病毒等（二）常具有耐药性从医院感染病人分离的细菌，大多数具有耐药性，部分还是多重耐性。例如常引起医院感染的铜绿假单胞菌、肺炎克雷伯菌、鲍曼不动杆菌、金黄色葡萄球菌、白假丝酵母菌等都容易对多种抗生素耐药。（三）常发生种类的变迁医院感染的微生物种类常随着抗生素使用品种的不同而发生变迁。在20世纪50~60年代，世界范围内医院感染的主要病原菌为革兰阳性球菌。20世纪70~80年代以后，国内外医院感染微生物均以革兰阴性杆菌为主。另外，目前白假丝酵母菌和鲍曼不动杆菌亦常引起医院感染。


医学微生物学 二、医院感染的微生态特征  三、医院感染的危险因素 （一）医院是医院感染易感对象的集中地医院环境存在大量医院感染的易感对象。这些易感对象多与他们的年龄或基础疾病（原有疾病）有关。（二）诊疗技术和侵入性检查与治疗易导致医院感染1.诊疗技术易引起医院感染的诊疗技术主要包括两类。(1)器官移植：医院感染是器官移植病人最常见的并发症，也是造成病人手术失败及死亡的主要原因。因病人术前常有基础疾病而免疫功能低下，加上手术创伤以及为防止排斥反应而采用免疫抑制剂等原因，导致免疫功能进一步降低。(2)血液透析和腹膜透析：这是治疗病人肾功能不全、尿毒症的重要手段。此类病人已有基础疾病和免疫功能低下，再进行这种创伤性治疗操作，故病人极易医院感染。2.侵入性（介入性）检查与治疗(1)侵入性检查：支气管镜、膀胱镜、胃镜等侵入性检查是引起病入医院感染的危险因素。一方面破坏了黏膜屏障，将这些部位正常菌群带入相应检查部位，另一方面因器械消毒灭菌不彻底，可将污染的微生物带入检查部位而造成感染。


医学微生物学 三、医院感染的危险因素 (2)侵入性治疗：气管切口或气管插管、留置导尿管、大静脉插管、伤口引流管、心导管及人工心脏瓣膜等均属侵入性治疗用品，不仅破坏皮肤黏膜屏障引起感染，而且更重要的是，这些侵入性治疗所用的生物材料很容易引起细菌等的黏附。细菌黏附后通过产生分泌胞外多糖，细菌相互粘连形成细菌生物被膜，导致细菌对抗生素的敏感性显著下降，并能逃逸机体免疫系统的杀伤作用，故常导致医院感染，且常呈现慢性或反复发作特点。 3损害免疫系统的因素 ,.,.,(1)放射治疗：放射治疗对肿瘤组织无选择性作用，在损伤肿瘤组织的同时也破坏了正常组织，损害了免疫系统，降低了免疫功能。(2)化学治疗：采用细胞毒药物治疗恶性肿瘤，这类化疗药物亦可作用于正常组织细胞，损伤和破坏免疫系统的功能。主要有烧化剂类、抗代谢类等药物。(3)激素的应用：主要是肾上腺皮质激素，它具有抗炎作用、免疫抑制作用及抗休克作用，临床常用来治疗急危重病症、自身免疫病及过敏性反应等。但这类药物也是免疫抑制剂，使用不当或长期使用，也会引起医院感染。4.其他危险因素抗生素使用不当，甚至滥用；进行外科手术及各种引流，以及住院时间过长，长期使用呼吸机等都是医院感染的危险因素。


医学微生物学 四、医院感染的预防和控制 目前国际上普遍认为病原微生物、易感人群及环境是导致医院感染的主要因素。在一定意义上讲，控制医院感染危险因素是预防和控制医院感染最有效的措施。国内外预防和控制感染的具体作法主要是消毒灭菌、隔离、净化以及对媒介因素与易感人群等采取相应措施。为此，我国在预防控制医院感染方面制定和颁布了一系列法规，主要包括消毒灭菌、合理使用抗生素、医院重点部门管理的要求，以及一次性使用医用器具和消毒药械、污水及污物处理等管理措施。（一）消毒灭菌在医院的常规诊疗过程中，必须严格执行无菌操作技术，加强对中心供应室和临床科室的消毒，对污物和污水的处理要进行监管，其中尤其要注意：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。提倡使用一次性注射器、输液器和血管内导管。2.污染医疗器材和物品，均应先消毒后清洗，再消毒或灭菌。3.医务人员要了解消毒剂的性能、作用以及使用方法。配制时，应注意有效浓度、作用时间及影响因素。要警惕有耐消毒剂的病原微生物存在。4.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。5消毒灭菌后，应进行效果监测。6强调经常洗手，注意手部皮肤清洁和消毒。接触传染是导致医院感染的最重要因素。不能因为医务人员的诊疗行为导致病人的医院感染。（二）隔离预防隔离预防是防止病原微生物从病人或带病原者传给其他人群的一种保护性措施。医院感染的隔离预防应以切断感染的传播途径作为制定措施的依据，同时考虑病原微生物和宿主因素的特点。（三）合理使用抗菌药物抗菌药物是医院内应用最广泛的一类药物。抗菌药物使用不当是造成医院感染的重要原因，合理使用抗菌药物是降低医院感染率的有效手段。


医学微生物学 四、医院感染的预防和控制 医院感染的预防及控制除采取上述措施外，还应对医院重点部门，如急诊室、重症监护室、治疗室婴儿室、手术室检验科、供应室等密切监测和预报。此外，一次性使用的医用器具、医院污物等应按照有关部门的规定和要求来规范化管理或毁坏处理，以期切断医院感染的传播途径，有效预防及控制医院感染。 （饶贤才）第七章细菌感染的检测方法与防治原则 对病原微生物进行分离和准确的鉴定，必要时进行药物敏感试验和毒力检查等，有助于对感染性疾病进行病因学诊断、指导合理用药及观察治疗效果，也可为传染病的流行病学调查提供可靠的依据。细菌感染的实验室检查程序包括标本的正确采集、病原菌的分离培养、形态学检查、代谢产物和毒素测定、细菌抗原及其核酸检测、机体免疫应答产物（抗体）的检测等。在实际工作中，可根据具体情况选用相应的实验技术和方法。对细菌感染性疾病的特异性预防通过接种疫苗使机体获得特异性免疫力。用于人工免疫的疫苗、免疫血清、细胞制剂以及诊断用品（结核菌素、诊断血清、诊断菌液等）等生物性制剂统称为生物制品(bioprod u c t)。


医学微生物学 第一节细菌感染的实验室诊断 医生根据临床上诊断和治疗的需要选择不同的标本和检查方法进行实验室诊断（图7-1)，从而细菌培养生物化学检查血清学鉴定药物敏感试验动物（毒力）试验等凝集试验免疫荧光技术酶联免疫吸附试验对流免疫电泳等核酸杂交聚合酶链反应高通蜇测序技术等固态芯片、液态芯片蛋白质芯片、基因芯片等凝集试验补体结合试验中和试验免疫荧光试验酶联免疫吸附试验等鉴定出感染的病原菌。实验室诊断主要包括以检测病原菌及其抗原、代谢产物或核酸为目的细菌学诊断(bacteriological diagnosis)和检测病入血清中特异性抗体的血清学诊断(serological diagnosis)。 一、临床标本的采集与运送原则 临床标本(specimens)的采集与送检方法的正确与否直接关系到检测结果的准确性。采集标本进行病原学和血清学检验，应注意以下原则：1.早期采集尽可能在疾病早期、急性期或症状典型时以及使用抗菌药物之前采集标本。2无菌采集严格进行无菌操作，将采集的标本置于无菌容器中，避免标本被杂菌污染。


医学微生物学 一、临床标本的采集与运送原则 3.采集适当标本根据不同疾病以及疾病的不同时期采集目的菌标本。例如流行性脑膜炎病人取脑脊液、血液或出血淤斑；肠热症病人在病程l~2周内取血液，2～3周时取粪便。4.采集双份血清检查病原体的特异性IgG抗体时，应采集急性期和恢复期双份血清，只有当恢复期血清抗体效价比急性期的效价明显升高达4倍或以上时，方有诊断价值。检测特异性抗体的血清标本应保存在－20屯冰箱。5.尽快送检大多数细菌标本可以冷藏送检，但对某些不耐寒冷的细菌，如淋病奈瑟菌、脑膜炎奈瑟菌送检中要注意保温，为提高该类致病菌的检出率，最好床旁接种。粪便标本中含杂菌多，常置千甘油缓冲盐水保存液中。因采集的标本存在病原菌或潜在病原菌，应放在密闭不易碎的容器内送检。6标本做好标记，在相应化验单上详细填写标本种类、检验目的和临床诊断，以保证各环节准确无误。 二、细菌的形态学检查 形态学检查包括不染色标本和染色标本的检查法。不染色标本主要用千检查在生活状态下细菌的动力及其运动情况，如疑似有霍乱弧菌或螺旋体的标本，常采用压滴法或悬滴法等，可用暗视野显微镜或相差显微镜观察。


医学微生物学 二、细菌的形态学检查 对涂片标本染色后镜检可观察到菌体形态、大小、排列方式和染色性，并根据其染色性对细菌进行初步分类。细菌染色法有多种，革兰染色法是最常用的分类鉴别染色法。抗酸染色法是鉴别结核和麻风等分枝杆菌属细菌的重要方法。荧光染色法敏感性强，易对结果进行观察。主要用千结核分枝杆菌、麻风分枝杆菌和白喉棒状杆菌等的检测。如对痰标本片用金胺O－罗丹明B法（也称荧光金胺0法）染色，在荧光显微镜下可观察到呈亮黄色的菌体，此法可提高结核分枝杆菌的检出率。另有检测荚膜、鞭毛、芽胞、异染颗粒等的特殊染色法。凡在形态、排列和染色性上具有特征的致病菌，经直接涂片染色后镜检可作出初步诊断。例如痰中查见抗酸性细长杆菌，脓液中发现革兰阳性葡萄串状球菌，或咽喉假膜中有异染颗粒的棒状杆菌时，可分别初步诊断为抗酸杆菌、葡萄球菌或白喉棒状杆菌。虽然临床常采用标本直接涂片染色镜检，但该法对部分形态、染色性无特征的细菌无法区分和鉴别，如粪便标本中肠道致病性革兰阴性杆菌的形态和染色性缺乏明显特征，且种类繁多，不能仅凭形态学作出病原学诊断。


医学微生物学 三、细菌的分离培养与鉴定 原则上所有送检标本均应作分离培养，以获得纯培养后进一步鉴定。根据不同疾病采取不同标本如血、尿、粪便、咽拭子以及脑脊液等进行细菌的分离培养，观察细菌的菌落形态、生化反应、毒素的产生及血清学鉴定结果，是目前细菌感染性疾病实验室诊断的主要方法。1细菌的分离培养细菌培养时应选择适宜的培养基，以便提供特定细菌生长所需的必要条件，例如，培养基的营养成分和pH、培养的时间、温度等，应给厌氧菌提供一个厌氧环境。通过分离培尸养获得单个菌落进行纯培养。根据菌落的大小、形态、颜色、表面性状、透明度和溶血性等对细菌作出初步的鉴别。如化脓性链球菌在血液琼脂平板上生长出小而透明的菌落，菌落周围有完全溶血环。肠道细菌在选择培养基上长出的菌落颜色、大小、透明度等有区别。但最终判断还须依据后续的生化反应和血清学鉴定等试验结果。2生化试验细菌对糖类和蛋白质的分解产物不完全一样，故有关酶类和代谢产物可作为鉴别细菌的重要依据之一。例如肠道感染的细菌一般为革兰阴性菌，它们的染色性、镜下形态和菌落特征基本相同，但各种肠道致病菌对不同种类的糖发酵能力不同，可利用含不同糖的培养基进行生化反应，其结果可作为进一步鉴别的依据。5抗菌药物敏感试验不同病原菌对抗菌药物的敏感性不同，即使同一种细菌的不同菌株对抗菌药物的敏感性也存在差别。抗菌药物敏感试验(a n t i microb i al suscep t ib山ty test)简称药敏试验，是测定抗菌药物在体外对病原微生物有无抑菌或杀菌作用的方法，对指导临床选择用药，及时控制感染有重要意义。常用的方法包括纸片扩散法、稀释法、抗生素浓度梯度法(E-tes t法）和自动化仪器法。纸片扩散法是将含有定量抗生素的纸片贴在已接种待检病原菌的琼脂平板上，纸片上的抗生素向周削琼脂中扩散，形成了逐渐减小的药物浓度梯度。由千致病菌对各种抗生素的敏感程度不同，在药物纸片周围便出现抑制病原菌生长而形成的大小不同的抑菌环。根据抑菌环的有无和大小来判定试验菌对该抗菌药物耐药或敏感。稀释法是将抗生素在液体培养基或琼脂培养基中稀释，接种细菌进行培养，以抗菌药物的最高稀释度仍能抑制细菌生长或杀菌为终点，该培养基含药浓度即为试验菌的最低抑菌浓度(minimum inh如tory concen tra tion, MIC)或最低杀菌浓度(minimum bacter icidal concentration, MBC)。MIC和MBC的值越低，表示细菌对该药越敏感。E-test法是一种定量的抗生素药敏测定技术，是将稀释法和扩散法的原理相结合，使用预先设定的稳定且连续的抗菌药物浓度梯度，采用琼脂培养基培养以确定不同抗菌药物对细菌的最低抑菌浓度(MIC)，结果更加精确，重复性更好。


医学微生物学 三、细菌的分离培养与鉴定 6自动微生物鉴定和药敏分析系统随着现代化技术的发展，细菌检测的技术水平也不断地提高，正在逐步实现快速化、微量化、自动化和标准化。目前自动微生物鉴定和药敏分析系统已在世界范围内临床实验室中广泛应用。微生物编码鉴定技术是自动微生物鉴定系统的基础。该技术集数学、电子、信息及自动分析技术千一体，将细菌的生化反应模式转换为数学模式，给每种细菌的反应模式赋予一组数码，构建数据库。将培养基上分离的可疑致病菌配制成纯菌液，放入该系统中，计算机将待检标本中的未知细菌的生化反应结果转换成数字，与数据库中的细菌条目比对并计算出现频率的总和，将细菌鉴定到属群种和亚种或生物型。自动化抗生素敏感性分析采用的是微型化的肉汤稀释试验，观察细菌在各药物浓度下的生长情况，经回归分析得到最低抑菌浓度，并根据判断标准得出药物敏感结果。自动微生物鉴定及药敏分析系统包括测试卡（板）、菌液接种器、培养和监测系统以及数据管理系统，一般24小时内即可完成从微量培养细菌、自动监测、记录到打印出细菌鉴定和药敏结果的全过程，能准确鉴定出医院常见的致病菌，而且适用于难以培养细菌的鉴定以及药物敏感试验。


医学微生物学 四、细菌成分的检测 （一）免疫学检验技术多种免疫学检验技术可用于细菌抗原的检测，其原理是用已知的特异性抗体检测未知的细菌抗原成分，可直接使用临床标本或在细菌分离培养后进行。常用的方法有玻片凝集试验、协同凝集试验间接血凝试验、乳胶凝集试验、对流免疫电泳、酶联免疫吸附试验(ELISA)和免疫荧光试验等。这些试验特异、敏感、简便，即使是在病人使用了抗生素后采集标本，对细菌的培养不易成功的情况下，细菌抗原仍能被检测出来。通过检出病原菌的抗原成分并结合临床表现可对细菌感染性疾病作出病原学诊断。 （二）分子生物学检验技术 不同种的细菌具有不同的基因组结构，可通过测定细菌的特异基因序列进行比较和鉴定。常用的方法有PCR、核酸杂交、高通量测序和基因芯片等。


医学微生物学 （二）分子生物学检验技术 3高通量测序技术高通量测序技术(High-throughput sequencing)能一次对几十万到几百万条DNA分子进行序列测定。现已有不同的测试平台供选择使用。经样品核酸的提取、文库构建、测序反应、数据分析等流程获得有关生物物种特征核酸序列的丰富信息。运用高通量测序技术可对细菌全基因组测序和16S rDNA等目标区域测序。16S rDNA是编码原核生物核糖体小亚基rRNA(l6S rRNA)的DNA序列，仅存在于细菌、衣原体、立克次体、支原体、螺旋体及放线菌等原核生物的染色体基因组中，不存在于病毒、真菌等非原核生物体内。该序列包括10个保守区和9个高变区。其中，保守区为所有细菌所共有，细菌之间无差别，可变区具有属或种的特异性。高通量测序技术具有通量高、自动化、灵敏度高、耗时短、费用相对低廉等特点。因此，不但可用于样本中病原菌的分类鉴定、菌群结构和物种多样性的分析及系统发育研究，还能对未知基因组从头测序，因此具有检测未知病原体的应用前景。


医学微生物学 （二）分子生物学检验技术 （三）质谱分析法质谱分析法(mass spectrometry)将有机化合物的分子电离、碎裂，然后按照离子的质荷比(m/z)大小把生成的各种离子分离，检测其强度并排列成谱，这种研究物质的方法称作质谱法。每种细菌都有自身独特的蛋白质组成，所以各菌种的蛋白质谱图不同。质谱分析法主要通过检测获得细菌的蛋白质质谱图，将得到的谱图与数据库中的细菌参考谱图比对，实现对细菌的属、种，甚至不同亚种进行鉴定与分类。目前检测细菌常用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(matrixassisted laser deso1-ption ionization Lime of flight mass spectrometry, MALDI-TOF MS)。该技术具有简便快速、准确度高、重复性好、低成本、自动化和高通量等特点，有可能取代现有的细菌和真菌鉴定方法，改变现在临床微生物实验室的工作模式或流程。目前，一些操作简易的商业化质谱仪已经走进临床微生物实验室，用于鉴定临床培养物中的细菌和真菌，并可对药物敏感性及耐药机制进行分析。


医学微生物学 （二）分子生物学检验技术 另外，将PCR技术与质谱分析方法相结合，可直接对临床标本中微生物核酸进行检测，而不必进行微生物培养。 （四）生物芯片技术 生物芯片(bioc h ip)是指将核酸片段、蛋白质或酶、抗原或抗体、细胞及组织等生物样品有序地固定千硅片、尼龙膜等固相支持物上，在一定的条件下进行生化反应。如核酸杂交反应、抗原、抗体特异性反应等。反应结果用化学荧光法、酶标法或同位素法显示，通过特定的仪器，如共聚焦扫描仪或电荷偶联摄影像机(CCD)等光学仪器进行数据读取与收集，最后经专门的计算机软件进行数据分析，从而判断样品中靶分子的种类和数量。与传统的检测方法相比，生物芯片具有高通量、多样性、微型化、自动化等特点。按生物芯片材料和支待物的类型可分为固态生物芯片和液态生物芯片等。生物芯片在医学微生物学中的应用包括：心微生物感染的快速诊断：对某些病原体，如细菌、真菌和病毒进行多重快速检查与鉴别；＠微生物变异机制和耐药机制的研究；＠微生物基因分型及分子流行病学的调查；＠微生物基因组及后基因组的研究：可分析基因序列，研究病原体基因的转录表达及抗原的表达等；＠抗微生物感染药物的研制等。


医学微生物学 （四）生物芯片技术 （五）其他检测法噬菌体对细菌分型；细菌L型的检测；细菌其他代谢产物的检测，如气相色谱法鉴别厌氧细菌、13c、14C呼吸试验检测幽门螺杆菌产生的尿素酶等。


医学微生物学 五、细菌感染的血清学诊断 用已知的细菌或其特异性抗原检测病人血清或其他体液中的抗体及其效价的变化，可以作为感染性疾病的辅助诊断。由于多采取病人血清检测抗体，故常称为血清学诊断。血清学诊断一般适用千细菌抗原性较强、病程较长的感染性疾病；也可用于调查人群对某病原菌的免疫应答水平以及检测疫苗接种后的预防效果。在血清学诊断中，通常采取双份血清检测。因为在传染病流行区，健康入群由于某些病原菌的隐性感染或近期曾接受预防接种，其抗体水平普遍较高，单份血清往往不能区分现症感染或既往感染。如果恢复期或一周后血清抗体效价比早期升高4倍以上（含4倍）时，则可确认为现症感染。血清抗体效价受多种因素影响，如早期应用抗菌药物及年老、体弱、免疫功能低下等情况。此时感染后抗体效价可无明显升高，故抗体效价低时不要轻易否定。一般根据病原菌种类选择血清学诊断方法，常用的方法包括：心凝集试验，有诊断肠热症的肥达试验（直接凝集试验）、诊断梅毒的血凝试验、诊断钩体病的玻片凝集试验和间接凝集试验等；©补体结合试验，对诊断慢性布鲁菌病意义较大；＠中和试验，如诊断风湿热的抗0试验等；＠免疫荧光试验，常用千检测炭疽芽胞杆菌、嗜肺军团菌和肺炎嗜肺衣原体等的特异性抗体；@ELISA，已广泛应用千细菌、病毒等多种病原体的微生物学诊断和流行病学调查，具有技术简便、特异性强、敏感性高，重复性好、可检测大量标本、易于自动化操作等特点。


医学微生物学 五、细菌感染的血清学诊断  第二节细菌感染的特异性防治 特异性防治是应用获得性免疫的原理，给机体注射或服用某种病原微生物抗原或注射特异性抗体，以达到防治感染性疾病的目的，这种方法称为人工免疫（缸i ficial i mm uni zat i on)，根据其免疫产生的方式进一步又分为人工主动免疫(artifi cial active immuniza tion)和人工被动免疫(artific ial pass ive immunization)。采用人工主动免疫方法通常称为预防接种(prophylactic inoculat ion)或疫苗接种(vaccina tion)。 一、人工主动免疫 人工主动免疫是将抗原性物质接种于人体，刺激机体免疫系统产生特异性免疫应答，从而特异性预防相应病原体感染的措施。疫苗(vacc i ne)是以病原微生物或其组成成分、代谢产物为起始材料，采用生物技术制备而成，用于预防、治疗人类相应疾病的生物制品。疫苗的种类很多。按疫苗的来源可分为细菌性疫苗、类毒素疫苗、病毒性疫苗。按其生产技术，疫苗可分成采用传统技术制备的传统疫苗和采用现代生物技术制备的新型疫苗两类。


医学微生物学 一、人工主动免疫 1.死疫苗死疫苗(ki ll ed vaccine)亦称灭活疫苗(i nactivated vaccines)，是用物理和（或）化学方法处理后，感染性被破坏而仍保持其免疫原性的病原微生物制备而成的一种生物制剂。常用的有预防伤寒、霍乱、百日咳、钩端螺旋体病等灭活疫苗。 第七章细菌感染的检测方法与防治原则 2活疫苗活疫苗(living vaccine)亦称减毒活疫苗(attenuated vaccine)，是通过自然筛选或人工方法获得的病原微生物的弱毒或无毒株经培养后制备而成。接种后在体内有生长繁殖能力，接近于自然感染，可激发机体对相应病原体比较持久的免疫力。如卡介苗、鼠疫耶尔森菌、炭疽芽胞杆菌等减毒活疫苗。 活疫苗和死疫苗各有优缺点，两者比较见表7-1。 3类毒素类毒素(toxoid)是经o.3%-0.4％甲醒处理后，失去了毒性但仍保持免疫原性的外毒素制成的生物制品。加入吸附剂（佐剂）氢氧化铝后便制成精制类毒素。佐剂可延缓类毒素在体内的吸收时间，刺激机体产生足量的抗毒素。常用的有破伤风类毒素、白喉类毒素。


医学微生物学 活疫苗和死疫苗各有优缺点，两者比较见表7-1。 4.多糖疫苗多糖疫苗(carbohydrate vaccine)是提取纯化细菌中能引起特异性保护作用的多糖成分制备而成。多糖疫苗与传统疫苗相比其成分单一，不存在易引起免疫副反应的物质，使得该类疫苗更为安全有效，已成为应用最多的疫苗之一。目前以荚膜多糖为靶抗原已成功制备了多种细菌疫苗，在临床上被广泛使用的荚膜多糖疫苗包括：肺炎链球菌、脑膜炎奈瑟菌、流感嗜血杆菌荚膜多糖疫苗等。由于多糖是胸腺非依赖性抗原(TI-Ag)，多糖疫苗进入机体后，不能活化辅助性T细胞，没有免疫记忆应答，免疫原性也较弱。多糖结合疫苗是将细菌的聚糖共价连接到适当的蛋白载体上，使多糖抗原由TI-Ag转变为胸腺依赖性抗原(TD-Ag)，使多糖刺激产生的抗体IgM为主向IgG为主转变，产生的抗体亲和力更强，效价更高，持续时间也更长。目前上市的细菌多糖蛋白结合疫苗有b型流感嗜血杆菌多糖结合疫苗、脑膜炎球菌多糖结合疫苗和肺炎球菌多糖结合疫苗，在降低人群尤其是婴幼儿呼吸道传染病的发病率起到重要作用。


医学微生物学 活疫苗和死疫苗各有优缺点，两者比较见表7-1。 5联合疫苗联合疫苗(combined vaccines)指的是由不同抗原组分混合制成的疫苗，包括多联疫苗与多价疫苗。多联或多价疫苗能降低生产成本、简化免疫程序。其中，多联疫苗是由两种或两种以上疫苗原液按特定比例配合制成的具有多种免疫原性的疫苗，可同时预防多种疾病。最典型的就是白百破疫苗(DTP)。多价疫苗(divalent vaccines, polyvalent vacci n es)则是由同一种细菌的不同亚型或不同血清型抗原合并组成的含多价抗原成分的一种疫苗，典型的如23价肺炎球菌多糖疫苗，包括了最常见的23个血清型，涵盖了国内90％的致病性肺炎链球菌菌型，能有效预防肺炎链球菌感染。


医学微生物学 活疫苗和死疫苗各有优缺点，两者比较见表7-1。 6基因工程疫苗基因工程疫苗(gene engineered vaccine)是利用基因工程技术将编码病原体保护性抗原表位的目的基因导入原核或真核表达系统中，利用表达的抗原产物或重组体本身制成的疫苗。基因工程疫苗包括：基因工程亚单位疫苗、基因工程载体疫苗、核酸疫苗及基因缺失活疫苗等。基因工程亚单位疫苗是利用基因工程方法，将微生物中编码保护性抗原肤段的基因与质粒等载体重组，导入受体菌（细菌、酵母）或细胞，使之高效表达，产生大量保护性肤段，提取后加入佐剂制成。例如：正在研制中的结核分枝杅菌的亚单位疫苗、重组亚单位防龋疫苗等。基因工程载体疫苗是将编码某一蛋白抗原的基因转入减毒的病毒或细菌而制成的疫苗。转入的目的基因可整合到载体基因组上或以质粒的形式存在。该疫苗在应用于人体后，会在体内增殖并表达出相应的蛋白质抗原，后者刺激人体发生免疫应答。核酸疫苗(nucl eic acid·vaccine)也称DNA疫苗。是将编码保护性抗原的基因重组到质粒载体上，经肌内注射或黏膜免疫等方法导入宿主体内，外源基因在体内所表达的抗原能刺激机体产生免疫应答。


医学微生物学 二、人工被动免疫 人工被动免疫是输入含有特异性抗体的免疫血清、纯化免疫球蛋白等免疫制剂，使机体立即获得特异性免疫力的过程，可用于某些急性传染病的紧急预防和治疗。但因这些免疫物质不是病人自身体内产生，故维持时间较短。1抗毒素将类毒素或外毒素给马进行多次免疫后，待马产生高效价抗毒素(antitoxin)后采血，分离血清，提取其免疫球蛋白即可精制成抗毒素制剂。抗毒素主要用千外毒素所致疾病的治疗和紧急预防。临床常用的有精制破伤风、白喉和肉毒抗毒素以及多价精制气性坏疽抗毒素等。使用这些异种抗毒素时应注意避免I型超敏反应的发生。2.丙种球蛋白血清丙种球蛋白(s erum gammaglobulin)是从正常人血浆中提取的丙种球蛋白制剂。胎盘丙种球蛋白(plac en tal gammaglobulin)是从健康产妇的胎盘或婴儿跻带血液中提制而成。因为大多数成人患过多种感染性疾病、经历过隐性感染及疫苗接种，故血清中含有抗多种微生物的特异性抗体。主要用千对某些疾病的紧急预防及烧伤病人预防细菌感染。也可用于丙种球蛋白缺乏症病人，以及经长期化疗或放疗的肿瘤病入。


医学微生物学 人工主动免疫和人工被动免疫方法的比较见表7-2。区别点人工主动免疫人工被动免疫 免疫物质抗原抗体或细胞因子等~接种次数I~3次1次免疫出现时间慢（注射后2~4周）快（注射后立即出现）免疫维持时间长（数月～数年）短(2~3周）用途多用于预防多用于治疗或紧急预防3.抗菌血清由千抗生素等抗菌药物的广泛应用，细菌性感染基本能得到控制。因细菌的菌型多，且抗菌血清(antisera)的制备技术较繁杂并可能会引起超敏反应等，故采用抗菌血清的治疗技术巳基本被淘汰。对于由铜绿假单胞菌多重耐药菌株所引起的严重烧伤疾病感染的治疗，尚可以考虑试用。


医学微生物学 第三节细菌感染的抗菌药物治疗原则 主要采用抗菌药物来治疗细菌感染。抗菌药物一般是指具有杀菌或抑菌活性的药物以及由微生物合成的抗生素类药物。正确合理应用抗菌药物是提高疗效、降低不良反应发生率以及减少或减缓细菌耐药性发生的关键。抗菌药物治疗性应用的基本原则是：心诊断为细菌性感染者，方有指征应用抗菌药物；＠尽早查明感染病原，根据病原种类及抗菌药物敏感试验结果选用抗菌药物；＠按照药物的抗菌作用特点及其体内代谢过程特点选择用药；＠抗菌药物治疗方案应综合病人病情、病原菌种类及抗菌药物特点制订。有关抗菌药物的分类及其抗菌药物的主要作用机制等，请参见第五章内容。 （张力平） 球菌(cocc us)是细菌中的一个大类，其中对入类有致病性的球菌包括葡萄球菌属、链球菌属、肠球菌属和奈瑟菌属四个属的一些细菌。根据革兰染色性的不同，球菌分成革兰阳性和革兰阴性两类。前者有葡萄球菌、链球菌、肺炎链球菌和肠球菌等；后者有脑膜炎奈瑟菌、淋病奈瑟菌等。通常把那些引起机体化脓性炎症的球菌又称为化脓性球菌(pyogen i c coccus)。


医学微生物学 第一节葡萄球菌属 葡萄球菌属(Staphylococcus)细菌广泛分布于自然界，例如空气、土壤、物品、人和动物体表及与外界相通的腔道中。本属细菌种类很多，大部分是不会致人疾病的腐物寄生菌及属于人体正常菌群的表皮葡萄球菌(S. epiderm心s）。对人类致病的主要是金黄色葡萄球菌(S. aureus)。 一、金黄色葡萄球菌（一）生物学性状 1形态与染色革兰阳性，球形，直径约lµm，呈葡萄串状排列（图8-1／文末彩图8-1)。无芽胞、无鞭毛，体外培养时一般不形成荚膜，但少数菌株的细胞壁外层可见有荚膜样黏液物质。在某些化学物质（如青霉素）作用下，可裂解或变成L型。葡萄球菌在衰老、死亡、陈旧培养物中或被中性粒细胞吞噬后的菌体常转为革兰阴性。2.培养特性需氧或兼性厌氧。营养要求不高，在普通培养基中，37'C生长良好。在普通琼脂平板上培养24~48小时后，形成圆形、隆起、表面户光滑、湿润、边缘整齐、不透明的菌落，直径在2mm1左右。属内不同菌种可产生金黄色、白色或拧檬色等不同颜色的脂溶性色素并使菌落着色。致病性葡萄球菌菌落呈金黄色，于血琼脂平板上生长后，在菌落周围还可见完全透明溶血环(B溶血）。


医学微生物学 一、金黄色葡萄球菌（一）生物学性状 3.生化反应多数菌株能分解葡萄糖、麦芽糖和庶糖，产酸不产气。致病性菌株能分解甘露_j醇，产酸。触酶（过氧化氢酶）阳性，可与链球菌相图8-1金黄色葡萄球菌革兰染色(X1000)区分。4.抗原种类多，结构复杂，已发现的抗原在30种以上，其化学组成有多糖抗原、蛋白质抗原和细胞壁成分抗原，其中以葡萄球菌A蛋白较为重要。(1)葡萄球菌A蛋白(staphylococcal protein A,SPA):90％以上金黄色葡萄球菌细胞壁表面存在SPA蛋白质。SPA为完全抗原，能与人及多种哺乳动物的IgG l、IgG2和IgG4分子Fc段非特异性结合，结合后的IgG分子Fab段仍能与抗原特异结合。利用此原理建立的协同凝集试验(coagglutination assay)已广泛应用于多种微生物抗原检测。在体内，SPA与IgG结合后所形成的复合物还具有抗吞噬、促细胞分裂、引起超敏反应、损伤血小板等多种生物活性。(2)荚膜多糖：宿主体内的大多数金黄色葡萄球菌表面存在有荚膜多糖抗原，它有利于细菌黏附到细胞或生物合成材料表面（如生物性瓣膜、导管、人工关节等）。


医学微生物学 一、金黄色葡萄球菌（一）生物学性状 (3)多糖抗原：具有群特异性，存在于细胞壁。从金黄色葡萄球菌中可分离出A群的多糖抗原，其化学组成为磷壁酸中的N－乙酰葡糖胺核糖醇残基。从表皮葡萄球菌可分离B群多糖抗原，其化学组成是磷壁酸中的N－乙酰葡糖胺甘油残基。 5.分类 (1)根据色素、生化反应等表型分类：按照传统分类，葡萄球菌属包括30多个种。其中，金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、腐生葡萄球菌(S. saprophyticus)3个种分别代表了致病性、正常菌群或机会致病性以及非致病性葡萄球菌（表8-1)。 性状金黄色葡萄球菌表皮葡萄球菌腐生葡萄球菌菌落色素金黄色白色白色或拧檬色血浆凝固酶+分解葡萄糖++甘露醇发酵+a溶血素+耐热核酸酶+A蛋白+磷壁酸类型核糖醇型甘油型两者兼有噬菌体分型多数能不能不能致病性强弱无新生雷素敏感敏感耐药 (2)根据有无凝固酶分类：可分为凝固酶阳性菌株和凝固酶阴性菌株两大类。凝固酶阳性的葡萄球菌可被相应的噬菌体裂解，又分为4个噬菌体群和23个噬菌体型。葡萄球菌的噬菌体分型在流行病学调查、追查传染源和研究菌体分型与疾病类型间的关系均有重要作用。


医学微生物学 性状金黄色葡萄球菌表皮葡萄球菌腐生葡萄球菌菌落色素金黄色白色白色或拧檬色血浆凝固酶+分解葡萄糖++甘露醇发酵+a溶血素+耐热核酸酶+A蛋白+磷壁酸类型核糖醇型甘油型两者兼有噬菌体分型多数能不能不能致病性强弱无新生雷素敏感敏感耐药 (3)根据核酸分析的遗传学分类：随着分子生物学技术的发展，出现了DNA和RNA分析的遗传学分型方法，其特异性比表型分类法高。如DNA脉冲电泳和PCR法分型等方法。目前，依据16S rRNA不同，把葡萄球菌属又分为40个种和24个亚种。6抵抗力金黄色葡萄球菌对外界理化因素的抵抗力较强。在干燥的脓汁或痰液中可存活2~3个月；加热60"C1小时或80"C30分钟才能将其杀死；耐盐，千100~150g/L NaC l培养基中仍能繁殖。对甲紫等某些染料较敏感，对青霉素、金霉素、红霉素和庆大霉素高度敏感，对链霉素中度敏感，对磺胺、氯霉素敏感性差。


医学微生物学 性状金黄色葡萄球菌表皮葡萄球菌腐生葡萄球菌菌落色素金黄色白色白色或拧檬色血浆凝固酶+分解葡萄糖++甘露醇发酵+a溶血素+耐热核酸酶+A蛋白+磷壁酸类型核糖醇型甘油型两者兼有噬菌体分型多数能不能不能致病性强弱无新生雷素敏感敏感耐药 7基因组特征金黄色葡萄球菌的全基因组序列和其MRSA耐药菌株序列的测定已经完成，基因组约2.81Mb,32.8％的G+C含量，有2600多个可读框，有较多插入序列和转座子，基因组内有两个“毒力岛”。生物信息学比较分析能够快速确定特异的、可移动性的、编码耐药基因及毒素基因的片段，如噬菌体、毒力岛、转座子和插入序列等。细菌有许多新的编码超抗原的重复序列。这些特点可能决定金黄色葡萄球菌可以感染各类有不同主要组织相容性抗原复合物(MHC)基因背景的人群。此外，还发现金黄色葡萄球菌基因组编码的sRNA与其致病性有关。


医学微生物学 性状金黄色葡萄球菌表皮葡萄球菌腐生葡萄球菌菌落色素金黄色白色白色或拧檬色血浆凝固酶+分解葡萄糖++甘露醇发酵+a溶血素+耐热核酸酶+A蛋白+磷壁酸类型核糖醇型甘油型两者兼有噬菌体分型多数能不能不能致病性强弱无新生雷素敏感敏感耐药 （二）致病性葡萄球菌中金黄色葡萄球菌毒力最强，通过在宿主体内的增殖、扩散和产生有害的胞外物质（酶和毒素）引起宿主疾病。份忨1致病物质金黄色葡萄球菌的毒力因子包括：心细菌的一些表面结构蛋白，如黏附素、荚膜、胞壁肤聚糖和SPA等；＠毒素：细胞溶素(a、B、Y、8)、杀白细胞素、表皮剥脱毒素、毒性休克综合征毒素土肠毒素等；＠酶类：凝固酶和其他酶（纤维蛋白溶酶、耐热核酸酶、透明质酸酶、脂酶等）（表8-2)。(1)凝固酶(coagul ase)：多数致病菌株能产生凝固酶，该酶使加有抗凝剂的人或兔血浆凝固，可作为鉴定致病性葡萄球菌的重要指标。


医学微生物学 性状金黄色葡萄球菌表皮葡萄球菌腐生葡萄球菌菌落色素金黄色白色白色或拧檬色血浆凝固酶+分解葡萄糖++甘露醇发酵+a溶血素+耐热核酸酶+A蛋白+磷壁酸类型核糖醇型甘油型两者兼有噬菌体分型多数能不能不能致病性强弱无新生雷素敏感敏感耐药 凝固酶有两种：少游离凝固酶(free coagul ase)：是分泌至细菌体外的蛋白质，可被人或兔血浆中的协同因子(cofac tor)激活，成为凝血酶样物质，从而使液态的纤维蛋白原变成固态的纤维蛋白，导致血浆凝固；＠结合凝固酶(bound coagulase)或凝聚因子(clumping fac tor)：可结合菌体表面并不释放，是该菌株表面的纤维蛋白原受体。凝固酶和金黄色葡萄球菌的致病力关系密切。凝固酶阳性菌株进入机体后，使周围血液或血浆中的纤维蛋白等沉积于细菌表面，阻碍吞噬细胞的吞噬或胞内消化作用；还能保护病菌不受血清中杀菌物质的破坏。葡萄球菌繁殖引起的周围纤维蛋白沉积和凝固使感染易于局限化和形成血栓。凝固酶具有免疫原性，能刺激机体产生抗体，具有一定的保护作用。


医学微生物学 性状金黄色葡萄球菌表皮葡萄球菌腐生葡萄球菌菌落色素金黄色白色白色或拧檬色血浆凝固酶+分解葡萄糖++甘露醇发酵+a溶血素+耐热核酸酶+A蛋白+磷壁酸类型核糖醇型甘油型两者兼有噬菌体分型多数能不能不能致病性强弱无新生雷素敏感敏感耐药 其他酶类：心纤维蛋白溶酶(fibrinolysin)又称葡激酶(staphylokinase)。可激活血浆中的纤维蛋白酶原，使之成为纤维蛋白酶，导致血浆纤维蛋白的溶解，利于病菌的扩散。＠耐热核酸酶(heat-stable nuclease)由致病性葡萄球菌产生，耐热，能较强的降解DNA和RNA。目前临床上已将耐热核酸酶作为测定葡萄球菌有无致病性的重要指标之一。＠透明质酸酶(hyaluronid ase)亦称扩散因子(s pread ing fac t or)，能溶解细胞间质中的透明质酸，利于细菌的扩散。90％以上的金黄色葡萄球菌能产生该酶。＠脂酶(l i pase)能分解血浆和机体各部位表面的脂肪和油类，对细菌入侵皮肤和皮下组织非常重要。2所致疾病金黄色葡萄球菌所致人类疾病有化脓性和毒素性两种类型。


医学微生物学 性状金黄色葡萄球菌表皮葡萄球菌腐生葡萄球菌菌落色素金黄色白色白色或拧檬色血浆凝固酶+分解葡萄糖++甘露醇发酵+a溶血素+耐热核酸酶+A蛋白+磷壁酸类型核糖醇型甘油型两者兼有噬菌体分型多数能不能不能致病性强弱无新生雷素敏感敏感耐药 (I)化脓性感染（侵袭性疾病）：以脓肿形成为主的各种化脓性炎症，一般发生在皮肤组织，也可发生于深部组织器官，甚至波及全身。心皮肤化脓性感染：如毛嫘炎、痄、拥、伤口化脓及脓肿等。亦可侵入呼吸道或血流引起感染。常见临床表现：脓汁金黄而黏稠、病灶界限清楚、多为局限性。＠各种器官的化脓性感染：如气管炎、肺炎、脓胸、中耳炎、骨髓炎等。＠全身感染：若皮肤原发化脓灶受到外力挤压或机体抵抗力下降，则会引起败血症、脓毒血症等。


医学微生物学 性状金黄色葡萄球菌表皮葡萄球菌腐生葡萄球菌菌落色素金黄色白色白色或拧檬色血浆凝固酶+分解葡萄糖++甘露醇发酵+a溶血素+耐热核酸酶+A蛋白+磷壁酸类型核糖醇型甘油型两者兼有噬菌体分型多数能不能不能致病性强弱无新生雷素敏感敏感耐药 (2)毒素性疾病：由外毒素引起的中毒性疾病：心食物中毒：摄入产生肠毒素的金黄色葡萄球菌污染的食物后，经1~6小时的潜伏期，可出现恶心、呕吐、腹泻等急性胃肠炎症状，即食物中毒。不伴有发热，一般l~2天内迅速恢复，少数严重者可发生虚脱或休克。该菌引起的食物中毒是夏秋季节常见的胃肠道疾病。＠烫伤样皮肤综合征：多见千婴幼儿和免疫力低下的成人。开始皮肤出现红斑，1~2天表皮起皱，继而出现内含无菌、清亮液体的大疤，轻微触碰可破溃，最后表皮脱落。若得不到及时治疗，病死率可达20%。＠毒性休克综合征(TSS)：病人表现为突然高热、呕吐、腹泻、弥漫性红疹，继而有脱皮（尤以掌及足底明显）、低血压、黏膜病变（口咽、阴道等），严重的病人还出现心、肾衰竭，甚至可发生休克。


医学微生物学 性状金黄色葡萄球菌表皮葡萄球菌腐生葡萄球菌菌落色素金黄色白色白色或拧檬色血浆凝固酶+分解葡萄糖++甘露醇发酵+a溶血素+耐热核酸酶+A蛋白+磷壁酸类型核糖醇型甘油型两者兼有噬菌体分型多数能不能不能致病性强弱无新生雷素敏感敏感耐药 （三）免疫性人类对葡萄球菌有一定的天然免疫力。只有当皮肤黏膜受伤后，或患有慢性消耗性疾病如结核、糖尿病、肿瘤等以及其他病原体感染导致宿主免疫力降低时，才易引起葡萄球菌感染。患病恢复后，虽能获得一定的免疫力，但不强，难以防止再次感染。（四）微生物学检查法局部化脓性感染的微生物学检查意义不大，但在确定全身性感染病因或选择有效治疗药物上有一定价值。1.标本直接涂片镜检依据病情可采取脓汁、血液、脑脊液、尿液和骨髓穿刺液等。食物中毒取剩余食物、病人呕吐物、粪便等不同标本。取标本涂片，革兰染色后镜检。一般根据细菌形态、排列和染色特性可作出初步诊断。2.分离培养和鉴定将标本接种至血琼脂平板，37"C培养l8~24小时后挑选可疑菌落行涂片染色镜检。血液标本需经肉汤培养基增菌后，再接种到血琼脂平板。


医学微生物学 性状金黄色葡萄球菌表皮葡萄球菌腐生葡萄球菌菌落色素金黄色白色白色或拧檬色血浆凝固酶+分解葡萄糖++甘露醇发酵+a溶血素+耐热核酸酶+A蛋白+磷壁酸类型核糖醇型甘油型两者兼有噬菌体分型多数能不能不能致病性强弱无新生雷素敏感敏感耐药 致病性葡萄球菌的鉴定主要根据：心能产生金黄色色素；＠有溶血性；＠凝固酶试验阳性；＠耐热核酸酶试验阳性；＠能分解甘露醇产酸。由于凝固酶阴性菌株有时亦能致病，在最后判定时应结合临床病症。毒素鉴定多采用ELISA法。进一步的型别鉴定可以采用细菌核糖体基因分型法(ribotyping)、质粒指纹图谱法、荧光原位杂交和基因扩增等分型法。 （五）防治原则 疫区工作人员要加强个人保护，避免婢叮咬。根据病人不同的临床表现及病程采用不同的抗生素及给药方式。早期莱姆病用多西环素、轻氨茉青霉素或红霉素，口服即可。晚期莱姆病时存在多种深部组织损害，一般用青霉素联合头抱曲松等静脉滴注。目前尚无疫苗。


医学微生物学 二、凝固酶阴性葡萄球菌 过去认为凝固酶阴性的葡萄球菌(coagulase negative staphylococc us, CNS)对人并不致病，但近年来临床和实验室检测结果证实CNS已经成为医源性感染的常见重要病原菌，其耐药菌株日渐增多，造成诊治困难，引起临床微生物学工作者关注。 (—)生物学性状 原体为圆形或椭圆形，直径约0.3µm，中央有致密核质，Gi emsa染色呈紫红色。网状体直径05~1. Oµm，核质分散，Giemsa染色为深蓝或暗紫色。原体能合成糖原并掺入沙眼衣原体包涵体的基质中，故能被姨溶液染成棕褐色。根据三个生物型MOMP表位氨基酸序列的差异，将沙眼衣原体分为19个血清型，其中沙眼生物型有A、B,Ba和C血清型，生殖生物型有D、Da、E、F,G、H、I、la、J、Ja和K血清型，LGV生物型有Ll、I2、I2a和L3血清型。LGV生物型4个血清型均与沙眼生物型C血清型和生殖生物型E血清型有抗原交叉。


医学微生物学 (—)生物学性状 （二）致病性与免疫性沙眼衣原体主要寄生千入类，无动物储存宿主，主要引起以下疾病：3.泌尿生殖道感染经性接触传播，由生殖生物型D~k血清型引起。男性多表现为非淋菌性尿道炎，不经治疗可缓解，但多数会转变成慢性，病情周期性加重，可合并附睾炎、前列腺炎、直肠炎等。女性表现为尿道炎、宫颈炎、输卵管炎和盆腔炎等。若输卵管炎反复发作，可导致不孕或宫外孕等严重并发症。 （二）致病性 曲霉能侵犯机体许多组织器官，统称为曲霉病(aspergill osis)。近年来，侵袭性曲霉病发病率不断增高，在丝状真菌深部感染中居于第一位。免疫功能受损人群极易感染，特别是白血病、粒细胞减少症、骨髓移植等危重病人，病死率极高，严图36-8曲霉的分生抱子头重威胁病人的健康和生命。(X400)l)真菌球型肺曲霉病(asperigi lloma or fungus ball)：又称局限性肺曲霉病。是在器官早已有空腔存在的基础上发生，如结核空洞、鼻旁窦或扩张的支气管。此时，曲霉不侵犯组织，不播散。这种病例应着重治疗原有的疾病。


医学微生物学 （二）致病性 2)肺炎型曲霉病：曲霉在肺内播散，引起坏死性肺炎或咯血，并可播散到其他器官。本病常见于免疫缺损或免疫受抑制的病人。3)过敏性支气管肺曲霉病：一种超敏反应性疾病。 第二节链球菌属 链球菌属(Streptococcus)细菌是化脓性球菌中的另一大类常见的革兰阳性球菌，排列呈双或长短不一的链状。目前有69个种和亚种，广泛分布千自然界、入及动物粪便和健康人的鼻咽部，大多数为正常菌群，并不致病。病原性链球菌主要引起人类的各种化脓性炎症，还可引起人类肺炎、猩红热等重要疾病。链球菌属中对人类致病的主要是A群链球菌和肺炎链球菌。链球菌的分类常用下列三种原则：1溶血现象分类链球菌在血琼脂平板培养基上生长繁殖后，按产生溶血与否及其溶血现象分为3类。(3)丙型链球菌(-y-streptococcus)：不产生溶血素，菌落周围无溶血环，因而亦称不溶血性链球菌(strep tococcus non-h emol ytic)。一般不致病，常存在千乳类和粪便中。


医学微生物学 第二节链球菌属 2.抗原结构分类根据链球菌细胞壁中抗原结构(C多糖抗原）的不同，运用血清学方法可分成A~H、K~V20群。对人致病的链球菌菌株90％左右属A群，其他群少见（表8-3)。同一群的链球菌又可分若干型。例如A群根据其M抗原不同，可分成150个型；B群分4个型；C群分13个型等。链球菌的群别与其溶血性之间无平行关系，但对人类致病的A群链球菌多数呈现乙型溶血。 链球菌血清群溶血诊断要点引起常见疾病 化脓性链球菌A群B溶血杆菌肤敏感皮肤感染，咽炎，风湿热，肾炎无乳链球菌B群6溶血杆菌肤一，水解马尿酸盐新生儿败血症和脑膜炎牛链球菌D群不溶血不耐6.5%NaCl败血症，心内膜炎肺炎链球菌a溶血胆盐敏感肺炎，脑膜炎，心内膜炎草绿色链球菌a或不溶血胆盐不敏感龋齿，心内膜炎0. 第八章球菌 转座子上，有高度抗药性，可转移到其他菌种。其他的抗药基因位于染色体上。肠球菌在体内可利用外源叶酸，使磺胺甲嗤－甲氧苯唗类药物失去抗菌作用。


医学微生物学 一、A群链球菌 A群链球菌(group A streptococcus)中与人类疾病密切相关的主要为化脓性链球菌(Streptococcus pyogenes)，是入类常见的感染细菌，也是链球菌中对入致病作用最强的细菌。（一）生物学性状1.形态与染色球形或椭圆形，直径0.6-1. Oµm。呈链状排列，长短不一（图8-2／文末彩图82)。在液体培养基中形成长链，固体培养基上则为短链。无芽胞，无鞭毛。在培养早期(2~4小时）形成透明质酸的荚膜，随着培养时间的延长，细菌自身可产生透明质酸酶，使得荚膜消失。2.培养特性多数菌株兼性厌氧。营养要求(较高，在含血液、血清、葡萄糖培养基上生长良好。)/在血清肉汤中易形成长链，管底呈絮状沉淀。在血琼脂平板上，形成灰白色、表面光滑、边缘整齐、直径0.5~O.75mm的细小菌落，多数菌株菌落周削,形成较宽的透明溶血环(B溶血现象）。


医学微生物学 3.生化反应分解葡萄糖，产酸不产气。链 球菌一般不分解菊糖，不被胆汁溶解，可用这两个4.抗原结构链球菌的抗原结构较复杂（图链球菌对青霉素、红霉素，四环素、杆菌肤和磺胺类药物都很敏感。（二）致病性荚膜1.致病物质A群链球菌有较强的侵袭力，除胞壁成分外，产生多种外毒素和胞菌毛样细胞壁外酶。结构蛋白质l)黏附素：细菌胞壁成分是A群链球菌重要的黏附素，包括脂磷壁酸(lipot eichoic肤聚糖acid,LTA)和F蛋白(pro t ein F)。它们与细细胞膜胞膜有高度亲和力，是该菌能定植在机体皮细胞质肤和呼吸道黏膜等表面的主要侵袭因素。脂磷壁酸围绕在M蛋白外层，与M蛋白共同组成A群链球菌的菌毛结构。人类多种细胞膜图8-3链球菌抗原结构模式图。 特性来鉴别甲型溶血性链球菌和肺炎链球菌。链球菌与葡萄球菌不同，不产生触酶。 上均有受体，LTA与细胞表面受体结合，增强细菌对细胞的黏附性。F蛋白位千化脓性链球菌细胞壁内其结合区暴露在菌体表面，是纤维粘连蛋白(fibronectin, FBP)的受体，使得链球菌黏附到上皮细胞表面，以利于细菌在宿主体内定植和繁殖。


医学微生物学 作用。(2)外毒素类 3)链道酶(streptodornase, SD)；亦称链球菌DNA酶(s trep tococcal deox)'l·ibonuclease)，主要由A、C、G群链球菌产生。能降解脓液中具有高度黏稠性的DNA，使脓液稀薄，促进病菌扩散。由于SD和SK能致敏T细胞，故常进行皮肤试验，通过迟发型超敏反应原理测定受试者的细胞免疫功能，这项试验称为SK-SD皮试。此外，现已将SK、SD制成酶制剂，临床上用于液化脓性渗出液。


医学微生物学 作用。(2)外毒素类 2所致疾病A群链球菌引起的疾病约占人类链球菌感染的90%，其感染源为病人和带菌者。传播方式有空气飞沫传播、经皮肤伤口感染传播等途径。链球菌引起人类多种疾患，大致分为三种类型：(1)化脓性感染：心皮肤和皮下组织感染：有淋巴管炎、淋巴结炎、蜂窝织炎、拥、脓疤疮等；＠其他系统感染：有扁桃体炎、咽炎、咽峡炎、鼻窦炎、产褥感染、中耳炎、乳突炎等。(2)毒素性疾病：猩红热、链球菌毒素休克综合征。(3)超敏反应性疾病：风湿热和急性肾小球肾炎等。（三）免疫性A群链球菌感染后，血清中出现多种抗体，机体可获得对同型链球菌的特异性免疫力。链球菌的型别多，各型之间无交叉免疫力，故常可反复感染。不同型M蛋白均可诱生'Y-干扰素，以增强吞噬功能。患过猩红热后可产生同型的致热外毒素抗体，能建立牢固的同型抗毒素免疫。（四）微生物学检查法1.标本根据不同疾病采取相应标本。例如创伤感染的脓汁，咽喉、鼻腔等病灶的棉拭，败血症的血液等。风湿热病人可取血作抗链球菌溶素0的抗体测定。2.直接涂片镜检脓汁可直接涂片进行革兰染色，镜检发现有典型的链状排列球菌时，可作出初步诊断。


医学微生物学 作用。(2)外毒素类 3分离培养与鉴定脓汁或棉拭直接接种在血琼脂平板，37"C孵育24小时后，如有B溶血菌落，应与葡萄球菌区别；若有C\'溶血菌落，要和肺炎链球菌鉴别。血液标本应先增菌后，再接种血琼脂平板。在心内膜炎病例，因甲型溶血性链球菌生长缓慢，孵育时间至少延长至3周才能判定结果。4. PYR试验L-P比咯酮B蔡胺反应试验(PYR)，用于特异性检测A群链球菌氨基肤酶，反应产物和试剂产生的产物显色或呈现荧光而快速诊断，其他溶血性链球菌则为阴性。5.血清学试验抗链球菌溶素0试验(antistreptolysin O test, ASO test)，简称抗0试验，常用千风湿热的辅助诊断。风湿热病人血清中抗0抗体比正常人显著增高，大多在250单位左右；活动性风湿热病人一般超过400单位。


医学微生物学 二、肺炎链球菌 肺炎链球菌(S. pneumoniae)俗称肺炎球菌(pneumococcus)。常寄居于正常人的鼻咽腔中，多数不致病或致病力弱，仅少数有致病力，是细菌性大叶肺炎、脑膜炎、支气管炎的主要病原菌。（一）生物学性状1形态与染色革兰阳性球菌，菌体呈矛头状，多成双排列，宽端相对，尖端向外，菌体周围显示有透明环（图8-4)。在痰液、脓汁、肺组织病变中亦可呈单个或短链状。无鞭毛，无芽胞。在机体内或含血清的培养基中能形成荚膜，荚膜需特殊染色才可见。2.培养特性营养要求较高，在含有血液或血清的培养基中才能生长。兼性厌氧。在血平板上的菌落细小、形成草绿色Q溶血环。肺炎链球菌产生足量的自溶酶，自溶酶能破坏细胞壁，使菌溶解。平板培养菌落中的菌体溶解，菌落中央下陷呈肚跻状。在血清肉汤中孵育，初期呈混浊生长，稍久自溶酶使细菌自溶，培养液渐变澄清。自溶酶可被胆汁或胆盐等活性物质激活，从而促进培养物中菌体的溶解。 3生化反应肺炎链球菌分解葡萄糖、麦芽 图8-4肺炎链球菌荚膜（荚膜染色X1500)糖、乳糖、庶糖，产酸不产气。可靠的鉴别法是胆汁溶菌试验。


医学微生物学 4.抗原结构与分类 (I)荚膜多糖抗原：存在千肺炎链球菌荚膜中。根据抗原不同，肺炎链球菌可区分为90多个血清型。其中有20多个型可引起疾病。(2)菌体抗原：心C多糖：存在于肺炎链球菌的细胞壁中，一种具有种特异性的多糖，为各型菌株所共有。宿主血清中一种被称为C反应蛋白(C reactive protein, CRP)的B球蛋白可沉淀肺炎链球菌的C多糖。CRP虽不是抗体，但在急性炎症时含量剧增，用C多糖来测定CRP，对活动性风湿热等诊断有一定意义。(2)M蛋白：具有型特异性，肺炎链球菌M蛋白与细菌的毒力无关，产生的抗体无保护作用。5抵抗力对理化因素抵抗力较弱，对一般消毒剂敏感，在30g/L苯酚溶液或lg/L升采溶液中1~2分钟即死亡，对肥皂也很敏感。荚膜株抗干燥力较强，在干痰中可存活l~2个月。（二）致病性(3)脂磷壁酸：存在细胞壁表面，分子量为37。在肺炎链球菌黏附到肺上皮细胞或血管内皮细胞的表面时起重要作用。


医学微生物学 4.抗原结构与分类 （三）免疫性肺炎链球菌感染后，可建立较牢固的型特异性免疫。其免疫机制主要是产生荚膜多糖型特异抗体，在发病后5~6天就可形成抗体，抗体起调理作用，增强吞噬功能。（四）微生物学检查法根据病变部位，采取痰液、脓汁、血液或脑脊液等。可直接涂片镜检，若发现典型的革兰阳性、具有荚膜的双球菌存在，即可作初步诊断。血液或脑脊液须先经血清肉汤增菌后，再在血平板上分离培养。血琼脂平板上，肺炎链球菌菌落周围有a草绿色溶血环。肺炎链球菌主要应与甲型溶血性链球菌鉴别，常用方法：1胆汁溶菌试验利用胆汁可激活肺炎链球菌的自溶酶加速菌体自溶的原理。菌液内加入胆汁或100g/L去氧胆酸钠，37°C10分钟细菌溶解溶液变清为阳性。2. Optochin敏感试验将待试细菌涂布于血琼脂平板表面，再取直径6mm无菌滤纸圆片在1:2000的Optochin溶液中浸湿，置于平板涂菌处；37°C48小时后，观察抑菌圈的大小。肺炎链球菌的抑菌圈直径常在20mm以上，甲型溶血性链球菌（约98%）小于12mm。3.荚膜肿胀试验(quellung reaction)肺炎链球菌和抗荚膜抗体反应后，显微镜下可见荚膜明显肿胀，可用千快速诊断。


医学微生物学 4.抗原结构与分类 4.动物毒力试验小鼠对肺炎链球菌高度易感。少量具有毒力的肺炎链球菌注入小鼠腹腔内，小鼠24小时内死亡。取心血或腹腔液培养可得肺炎链球菌纯培养。甲型溶血性链球菌感染的小鼠一般不死亡。 上述试验肺炎链球菌均为阳性，而甲型溶血性链球菌则为阴性。（五）防治原则 多价肺炎链球菌荚膜多糖疫苗可用于预防儿童、老人和慢性病病人等肺炎链球菌性肺炎、败血症脑膜炎等，有较好效果。美国已有23价荚膜多糖疫苗，在儿童和成人中使用。肺炎链球菌感染可用青霉素G治疗，并在治疗前作常规药物敏感试验。耐药者可选用万古霉素等敏感药物。


医学微生物学 第八章球菌三、其他医学相关链球菌 (—)B群链球菌B群链球菌(group B streptococcus, CBS)学名为无乳链球菌(S. agalactiae)，能引起牛乳房炎，严重危害畜牧业。现发现该菌也能感染人类，尤其是新生儿，可引起败血症、脑膜炎、肺炎等，死亡率极高，并可产生神经系统后遗症，被医学界重视。CBS正常寄居于下呼吸道、泌尿生殖道和直肠，带菌率达30％左右。健康人的鼻咽部也可分离到GBS。新生儿感染同母体带菌有密切关系，分挽时胎儿可经带菌产道受染；也可由医护人员呼吸道所带病菌传播引起。新生儿GBS感染有两种类型：心早期发病的暴发性败血症。常见千1周内的婴儿，具有败血症的一般表现，伴呼吸窘迫。约1/3病儿有脑膜炎，亦称新生儿呼吸窘迫症或新生儿休克综合征。病情凶险，l～2天死亡，死亡率高达50%-70%。此类感染主要来自带菌的产妇，GBS血清型可为I、II或皿型。＠晚期发病的化脓性脑膜炎。发病年龄1周～3个月，平均4周。呼吸道症状不多见，多伴有败血症。病死率约15%，但存活者可发生痴呆、脑积水等后遗症。此类感染一般系医院感染，细菌血清型主要是皿型。


医学微生物学 （二）D群链球菌 D群链球菌主要有牛链球菌(S. bovis)和马肠链球菌(S. equinus)。菌体形态为圆形或椭圆形，成双或短链状排列。少数菌株有荚膜。和大多数链球菌不同，营养要求低，在普通琼脂平板上菌落较大，直径1-2mm。血平板上多数呈a溶血或不溶血。牛链球菌在含65g/L NaCl肉汤培养基中不能生长，偶尔引起心肌炎，临床上与结肠癌病入发生的败血症有关。D群链球菌遗传学上与其他链球菌相关性较低。D群链球菌正常寄居在皮肤、上呼吸道、消化道和泌尿生殖道。D群链球菌感染者多为老年入、中青年女性、衰弱或肿瘤病人。败血症多继发于生殖泌尿道感染，皮肤、胆道、肠道等感染也可作为原发病灶。D群链球菌对青霉素的敏感性较低，耐药菌株不断增加。


医学微生物学 （三）甲型溶血性链球菌 甲型溶血性链球菌亦称草绿色链球菌(viridans streptococcus)，排列多成双或短链状。血平板上菌落周边呈a溶血。常寄居千上呼吸道、口腔、消化道、女性生殖道，偶见千皮肤。对人类致病的有变异链球菌(S. mutans)、唾液链球菌(S. salivarius)、缓症链球菌(S. m心）和血链球菌(S. sanguis)等菌种。甲型溶血性链球菌不被胆汁溶菌并且Optochin试验阴性。甲型溶血性链球菌是感染性心内膜炎最常见的致病菌，也可成为脑、肝和腹腔内感染的病原菌。当拔牙或摘除扁桃体时，寄居在口腔、限隙中的这类细菌可侵入血流引起菌血症。一般情况下，少最菌很快被肝、脾、淋巴结和骨髓中的吞噬细胞清除。但在心瓣膜有病损或人工瓣膜病人，细菌就可停留繁殖，引起亚急性细菌性心内膜炎。


医学微生物学 （三）甲型溶血性链球菌 变异链球菌与龋齿关系密切。根据细胞壁多糖抗原分为a、b、C、d、e、f、g和h八个血清型。从牙菌斑和龋齿病变中分离出的菌株以c型最多，约占80%，其致病机制为该菌的葡糖基转移酶(glucosyl transferase, GTF)能分解荒糖使其产生高分子量、黏性大的不溶性葡聚糖，借此将口腔中数量众多的菌群黏附于牙面形成菌斑。这些菌群，尤其是其中的乳杆菌能发酵多种糖类产生大量的酸，使局部pH降达4.5左右，导致牙釉质及牙质脱钙，造成龋损。 第三节肠球菌属 肠球菌属(Enterococcus)现属肠球菌科，有29个种和亚种。肠球菌是人类和动物肠道正常菌群的一部分，在外界环境中亦存在。近年的研究证实肠球菌具有致病性，是医院感染的重要病原菌。


医学微生物学 —、生物学性状（一）分类 最初认为肠球菌属肠内的革兰阳性球菌，归入链球菌属，随着血清分型系统的建立，肠球菌又被划为D群链球菌。后来发现肠球菌在生理、生化特性方面不同于非肠球菌D群链球菌（牛链球菌），如肠球菌能在高盐和胆汁培养基中生长，可耐受60°C30分钟。结合DNA杂交分析，现已将肠球菌从链球菌属中分离出来，建立了肠球菌科肠球菌属。肠球菌属由粪肠球菌(E. f aecal is汃屎肠球菌(E.faecium)和坚韧肠球菌(E. durans)等29个种组成。其中对人类致病者主要为粪肠球菌和屎肠球菌。在临床分离菌中粪肠球菌占85%~95%、屎肠球菌占5%~10%，其余少数为坚韧肠球菌和其他肠球菌。（二）形态与染色肠球菌为圆形或椭圆形、呈链状排列的革兰阳性球菌，无芽胞，无鞭毛，为需氧或兼性厌氧菌，触酶阴性。本菌对营养的要求较高，在含有血清的培养基上生长良好。在血平板上经37°C培养18小时后，可形成灰白色、不透明表面光滑直径0.5~lmm大小的圆形菌落。不同的菌株表现为不同的溶血现象，典型菌落为不溶血性，但也可出现a型溶血或B型溶血。与链球菌显著不同的是它能在pH9.6、65g/L NaCl和400g/L胆盐中生长，并对许多抗菌药物表现为固有耐药。


医学微生物学 —、生物学性状（一）分类  二、致病性 朊粒病是一种慢性进行性和致死性的中枢神经系统变性脑病，即传染性海绵状脑病(TSE)。该疾病的共同特点是：心潜伏期长，可达数年甚至数十年之久；＠－旦发病，病程呈亚急性、进行性发展，最终死亡；病人临床表现以痴呆、共济失调、震颤等中枢神经系统症状为主。＠病理学特征表现为脑皮质神经元空泡变性、死亡，星形胶质细胞增生，脑皮质疏松呈海绵状，并有淀粉样斑块形成，脑组织中无炎症反应。＠朊粒免疫原性低，不能刺激宿主产生特异性免疫应答。 （二）肠球菌的耐药性 肠球菌的耐药性及医院感染已引起广泛关注。肠球菌是医院感染重要的致病菌，随着抗菌药物的广泛应用，肠球菌耐药现象日益严重，特别是携带万古霉素耐药基因质粒的传播，引起难治性感染。肠球菌细胞壁坚厚，对许多抗生素表现为固有耐药，屎肠球菌比粪肠球菌更易耐药。1对青霉素耐药机制肠球菌能产生特殊的青霉素结合蛋白(PBP)，一般对青霉素敏感，当其与青霉素的亲和力减低，可导致耐药，以屎肠球菌多见。青霉素不能致肠球菌自溶，青霉素对肠球菌只起抑菌作用，而非杀菌作用。少数情况下，细菌可产生大量青霉素酶而引起耐药。


医学微生物学 （三）所致疾病 肠球菌是医院感染的重要病原菌。容易在年老及虚弱、表皮黏膜破损以及因为使用抗生素而使正常菌落平衡改变的病患身上产生感染。1尿路感染为粪肠球菌所致感染中最为常见的，绝大部分为医院感染。肠球菌的医院内尿路感染仅次于大肠埃希菌。其发生多与留置导尿管、其他器械操作和尿路结构异常有关。一般表现为膀胱炎、肾盂肾炎，少数表现为肾周围脓肿等。 2.腹腔、盆腔感染肠球菌感染居第2位。 3败血症肠球菌感染居第3位，低千凝固酶阴性葡萄球菌和金黄色葡萄球菌的感染。87％为粪肠球菌，其次为屎肠球菌和坚韧肠球菌。入侵途径多为中心静脉导管、腹腔、盆腔化脓性感染、泌尿生殖道感染、胆道感染和烧伤创面感染等。病人多为老年入、中青年女性、衰弱或肿瘤病人。 4心内膜炎约5%～20％的心内膜炎由肠球菌引起。 肠球菌还可引起外科伤口、烧伤创面、皮肤软组织及骨关节感染。该菌很少引起呼吸道感染和原发性蜂窝织炎。


医学微生物学 三、防治原则 病入防御机制正常时，大部分肠球菌感染经治疗可获痊愈。尿路感染病原菌为非产酶株，可单独应用青霉素、氨茉西林或万古霉素。大部分肠球菌对吹喃妥因敏感，已成功用于尿路感染。肠球菌引起的心内膜炎、脑膜炎等感染的治疗需选择杀菌作用的抗生素，常用青霉素或氨节西林与氨基糖昔类药物联合用药抗菌治疗。控制耐万古霸素的肠球菌感染在于依据药敏试验和临床效果，调整用药。对耐万古霉素肠球菌感染的散布要实施严格的隔离及合理、谨慎使用万古霉素。 第四节奈瑟菌属 奈瑟菌属(Neisseria)是一群革兰阴性球菌，常成双排列。无鞭毛，无芽胞，有荚膜和菌毛。专性需氧，能产生氧化酶和触酶。此菌属细菌常可发酵多种糖类，产酸，不产气。糖发酵实验可用来鉴别奈瑟菌。奈瑟菌属包括脑膜炎奈瑟菌(N. mening山心）、淋病奈瑟菌(N. gonorrhoeae汃黏液奈瑟菌等23个种和亚种。人类是奈瑟菌属细菌的自然宿主，对入致病的只有脑膜炎奈瑟菌和淋病奈瑟菌，其余均为鼻、咽喉和口腔黏膜的正常菌群。 一、脑膜炎奈瑟菌 脑膜炎奈瑟菌俗称脑膜炎球菌(meningococcus)，是流行性脑脊髓膜炎（流脑）的病原菌。


医学微生物学 （一）生物学性状 1形态与染色长10~30mm，宽约0.3mm（图21-4)。有3~10个不规则的螺旋，运动活泼，革兰染色阴性，Gi emsa染色呈紫红色，Wright染色呈棕红色。2培养特性微需氧，最适生长温度为28~30°C，在含血液、血清或动物蛋白的液体培养基上能生长，但分裂繁殖一代约需18小时，在体外传数代后，其致病性丧失。3抗原构造和分类有类属抗原和特异性抗原但抗原性极易变异，在同一个病入的病程中可分离出几种抗原结构不同的变异株。图21-4回归热疏螺旋体（扫描电镜，（二）流行环节x12000)回归热螺旋体储存宿主是啃齿类动物，乱或软婢叮咬动物宿主后被感染，其体腔、唾液、粪便中均可含有回归热螺旋体。乱或软婢叮咬人后，回归热螺旋体经伤口直接进入体内引起疾病。


医学微生物学 （三）免疫性 EBV原发感染后，机体产生特异性中和抗体和细胞免疫应答。首先出现EBV衣壳蛋白和包膜糖蛋白抗体，即VCA抗体和MA抗体，其后出现EA抗体。随着感染的细胞溶解和疾病的恢复，才能产生EBNA抗体。中和抗体可防止外源性EBV再感染，但不能完全清除细胞内潜伏的EBV。细胞免疫在限制原发感染和慢性感染中发挥重要作用。在体内潜伏的病毒与宿主保持相对平衡状态，EBV可在口咽部继续低滴度的增殖性感染，持续终生。


医学微生物学 （四）微生物学检查法 采集病人的脑脊液、血液或刺破出血斑取出的渗出物，直接涂片染色后镜检，如发现中性粒细胞内、外有革兰阴性双球菌，可作出初步诊断。脑膜炎奈瑟菌对低温和千燥极敏感，标本采取后应注意保暖、保湿并立即送检。血液或脑脊液先接种至血清肉汤培养基增菌，阳性者作生化反应和玻片凝集试验鉴定。脑膜炎奈瑟菌很容易自溶，可用敏感、特异的对流免疫电泳、SPA协同凝集试验和ELISA等方法快速诊断血液或脑脊液中的可溶性抗原。（五）防治原则关键是尽快控制传染源、切断传播途径和提高人群免疫力。做到早发现、早诊断、早治疗和早防控。对儿童注射流脑荚膜多糖疫苗进行特异性预防，常用A、C二价或A、C、Y和Wl35四价混合多糖疫苗。流行期间儿童可口服磺胺药物等预防。治疗首选药物为青霉素G，剂量要大，对过敏者可选用红霉素。 二、淋病奈瑟菌 淋病奈瑟菌俗称淋球菌(gonococc u s)，是引起人类泌尿生殖系统黏膜化脓性感染（淋病）的病原菌。淋病也是我国目前流行的发病率最高的性传播疾病。 3抗原结构与分类淋病奈瑟菌的表层抗原至少可以分为三类。 (l)菌毛蛋白抗原有得；菌株有菌毛，有利千黏附在细胞表面，可抵抗中性粒细胞的杀菌作用。


医学微生物学 由于不同菌株的菌毛抗原性变异较大，有利于逃逸机体的免疫力。 60％以上，是淋病奈瑟菌分型的主要依据，至少分为18个不同血清型，有助于流行病学调查。（二）致病性1.致病物质(1)菌毛：淋病奈瑟菌进入尿道后，通过菌毛黏附到柱状上皮细胞表面，在局部形成小菌落后；再侵入细胞增殖。Tl、T2型的淋病奈瑟菌对人类有毒力，T3~T5型则无；其差异在千前一类细菌有菌毛，后一类则无。有菌毛的细菌可黏附至人类尿道黏膜上，不易被尿液冲掉；抗吞噬作用明显，被吞噬后仍可在吞噬细胞内寄生。2所致疾病人类是淋病奈瑟菌的唯一宿主。人类淋病主要通过性接触，淋病奈瑟菌侵入尿道和生殖道而感染，其潜伏期为2~5天。当母体患有淋菌性阴道炎或子宫颈炎时，婴儿出生时易患上淋球菌性结膜炎。成人感染初期，一般引起男性前尿道炎，女性尿道炎与子宫颈炎。病入症状为：尿痛尿频、尿道流脓、宫颈可见脓性分泌物等。如进一步扩散到生殖系统，引起慢性感染，男性发生前列腺炎、精襄精索炎和附睾炎；女性出现前庭大腺炎和盆腔炎等，是导致不育的原因之一。（三）免疫性人类对淋病奈瑟菌的感染无天然抵抗力。多数病人可以自愈；并出现特异性IgM、lgG和分泌型IgA抗体，但免疫不持久，再感染和慢性病入较普遍存在。（四）微生物学检奎法取泌尿生殖道脓性分泌物或子宫颈口表面分泌物直接涂片，革兰染色后镜检。在中性粒细胞内发现革兰阴性双球菌，有诊断价值。淋病奈瑟菌抵抗力弱，标本采集后应注意保暖保湿，立即送检接种。为抑制杂菌生长，可在培养基中加入抗生素如多黏菌素B和万古霉素。可提高咽部、直肠部位或宫颈标本的淋病奈瑟菌检出率。标本接种在预先加温的巧克力（色）血琼脂平板或Thayer-Martin(T-M)培养基，培养的最适温度为35~36t，在5%CO2下培养36~48小时，菌落涂片、染色，镜下呈现革兰阴性双球菌即可诊断。还可挑取可疑菌落进一步作氧化酶试验、糖发酵试验或直接免疫荧光试验等确证。此外，亦可采用核酸杂交技术或核酸扩增技术检测淋病奈瑟菌，但要求设备条件高，且难以确定淋病奈瑟菌对抗生素的敏感性，故基层推广尚有困难。


医学微生物学 由于不同菌株的菌毛抗原性变异较大，有利于逃逸机体的免疫力。  三、其他医学相关奈瑟菌 奈瑟菌属的细菌除淋病奈瑟菌和脑膜炎奈瑟菌是致病菌外，其他奈瑟菌均可从人体分离得到，多属人类呼吸道的正常菌群。与医学相关其他奈瑟菌有：1干燥奈瑟菌(N. Sicca)在血琼脂干板上菌落形态可变，在盐水中自凝，与黏液奈瑟菌在血清学上关系密切。发现在人鼻咽部、唾液和痰中。2金黄奈瑟菌(N. Flavescens)菌落光滑、透明、产生叶黄素，生长需要复杂营养，发现于流行性脑脊髓膜炎病人的脑脊液及败血症病人的血液中。为罕见菌种。3.浅黄奈瑟菌(N. Subf/ava)菌落圆形、光滑、半透明、黏，有些菌株能产生淡黄色色素，在生理盐水中常自凝。发现在人鼻咽部的分泌物中，罕见千流行性脑脊髓膜炎病人的脑脊液中。4.黏膜奈瑟菌(N. mucosa)菌落圆形、黏，绝大部分菌株不产生色素，培养基中含血清、血液及环境中保持一定湿度有利该菌生长。发现于人的咽部。偶尔对人致病，引起肺炎。


医学微生物学 三、其他医学相关奈瑟菌 5乳糖发酵奈瑟菌(N./actamica)简称乳糖发酵菌，菌落圆形、光滑、半透明，似奶油状，常为淡黄色，比脑膜炎球菌的菌落小，尤光泽。乳糖发酵菌不致病，可寄生在婴儿和儿童鼻咽部成为带菌菌株。是人类咽部的长驻菌。乳糖发酵菌与脑膜炎球菌的DNA序列大部分相同，带此菌者可以产生抗A群脑膜炎球菌的交叉抗体，可能有抗脑膜炎感染的作用。6灰色奈瑟菌(N. Cinerea)菌落淡灰或白色，能产生碳酸脱水酶。发现千人的鼻咽部。（徐纪茹）肠杆菌科(Enterobacteriaceae)细菌是一大群生物学性状相似的革兰阴性杆菌，常寄居在人及动物的肠道内，亦存在于土壤、水和腐物中。肠杆菌科细菌种类繁多，根据生化反应、抗原结构、核酸序列分析，目前确定的有44个属，170多个种。尽管种属复杂，但该科经常引起人类感染的种却不到30个（表9-1)，临床标本中约有40个种可以检出。


医学微生物学 三、其他医学相关奈瑟菌 肠杆菌科的细菌与医学的关系大致可分为三种情况：心致病菌：有少数细菌易千引起人类疾病，如伤寒沙门菌、志贺菌、鼠疫耶尔森菌等；＠机会致病菌：一部分细菌属于正常菌群，但当宿主免疫力降低或细菌移位至肠道以外部位时，即可引起机会性感染，如大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌、奇异变形杅菌等；＠由正常菌群转变而来的致病菌：如引起胃肠炎的大肠埃希菌即是由千获得位千质粒、噬菌体或毒力岛上的毒力因子基因而成为致病菌。肠杆菌科细菌的感染可累及身体的任何部位。其传染源可能来自于动物宿主（如大多数沙门菌感染、耶尔森菌感染等）；来自于带菌者（志贺菌感染、伤寒沙门菌感染等）；或来自于细菌的内源性播散（如大肠埃希菌的机会性感染）。 肠杆菌科细菌具有下列共同生物学特性： 1.形态与结构为中等大小(0.3-1.0)µm x(1~6)µm的革兰阴性杆菌，大多有菌毛，多数有周鞭毛，少数有荚膜，全部不产生芽胞。2.培养特征兼性厌氧或需氧。营养要求不高，在普通琼脂平板上可形成直径2~3mm、湿润、光滑灰白色的中等大小菌落；在血琼脂平板上有些菌落可产生溶血环；液体培养基中呈均匀混浊生长。


医学微生物学 肠杆菌科细菌具有下列共同生物学特性： (2)H抗原：存在于鞭毛蛋白，不耐热，60屯30分钟即被破坏。细菌失去鞭毛后，O抗原外露，是为H-0变异，H抗原主要引起IgG型抗体。(3)荚膜抗原：具有型特异性。存在于0抗原外围的多糖，能阻止0抗原凝集现象，但60<\'.::30分钟可去除。重要的有伤寒沙门菌的V)抗原，大肠埃希菌的K抗原等。5.抵抗力因无芽胞，对理化因素抵抗力不强。60<\'.::30分钟即死亡。易被一般化学消毒剂杀灭。常用氯进行饮水消毒。胆盐、煌绿等染料对非致病性肠杆菌科细菌有抑制作用，借以制备选择培养基来分离有关病原菌。6变异肠杆菌科细菌易出现变异菌株，除自发突变外，经噬菌体、质粒、转座子和毒力岛等的介导，通过转导、接合、转化等基因转移和重组方式，使受体菌获得新的性状而导致变异。其中最常见的是耐药性变异，此外尚有毒素产生、生化反应、抗原性等特性的改变。


医学微生物学 第一节埃希菌属 临床标本中分离到的埃希菌属(Escherichia)有6个种，其中大肠埃希菌(E. coli)（图9-1)是临床最常见最重要的一个种，主要表现在：心大肠埃希菌是肠道中重要的正常菌群，并能为宿主提供一些具有营养作用的合成代谢产物；＠在宿主免疫力下降或细菌侵入肠道外组织器官后，即可成为机会致病菌，引起肠道外感染；＠有一些血清型的大肠埃希菌具有致病性，能导致人类胃肠炎；＠大肠埃希菌在环境卫生和食品卫生学中，常被用作粪便污染的卫生学检测指标。本节以大肠埃希菌为代表进行介绍。 —、生物学性状 人类和多种哺乳动物的染色体中存在着编码朊蛋白的基因，例如人类PrP基因定位千第20号染色体，小鼠PrP基因位于第2号染色体，两者的同源性高达90%。在正常情况下，PrP基因编码细胞朊蛋白(cellu l釭prion protein, PrP勹。


医学微生物学 —、生物学性状 PrPc是一种正常的糖基化膜蛋白，人类PrPc由253个氨基酸组成，通过糖基磷脂酰肌醇(GPI)铀定千细胞膜表面，在多种组织尤其是中枢神经系统神经元中普遍表达。PrP c的分子构象主要以0:螺旋为主，对蛋白酶k敏感，可溶千非变性去污剂，对人和动物没有致病性，也没有传染性。目前，PrPc确切的生理功能尚不清楚，可能与细胞跨膜信号传导有关。某些因素作用可引起PrPc错误折叠，致使其构象发生异常改变，形成具有致病作用的羊瘢痒病朊蛋白(scrapie prion protein, PrP5c)，即朊粒。此时PrP5c的分子构象以B折叠为主，仅存在千感染的人和动物组织中，对蛋白酶K有抗性，具有致病性与传染性。PrPSC是PrPc的同源异构体(i soform)，两者均由同一染色体基因编码，其氨基酸序列相同，但空间结构不同。


医学微生物学 —、生物学性状 因此，朊粒的本质是一种异常折叠的PrP，由PrPc转变为PrP5'而成，分子量约为27~30（图34-1)。目前认为能促使PrPc转变为PrP5c的主要因素有：心外源性朊粒侵入，与体内PrP c结合后催化其转变为PrP5c，见千传染性朊粒病。＠体内PrP基因突变使PrPc结构失去稳定性，自发转变为PrP5'，见于遗传性朊粒病。＠自发性的PrPc异常折叠形成PrP5c。这种情况很少，见于散发性朊粒病。PrPc与PrP5c的主要区别见表34-1。电子显微镜下几p Sc呈纤维状或杆状（直径约10-20nm，长约100-200nm)，称为羊瘟痒病相关纤维(scrapie associated fibril, SAF)。在某些人和动物TSE的脑组织笃篇中，朊粒可聚集形成光学显微镜下可见的淀粉样斑块。


医学微生物学 二、致病性和免疫性（一）致病物质 沙门菌感染须经口进入足够噩的细菌，才能克服机体防护屏障，如肠道正常菌群和胃酸的作用、局部肠道免疫等，只有到达并定植千小肠，才能引发疾病的产生。根据志愿者研究结果，大多血清型，半数感染量在105~108个之间，伤寒沙门菌可少至103个。但在暴发流行时的自然感染中，感染剂量一般都低于103个细菌，有时甚至少于100个细菌。沙门菌有较强的内毒素，井有一定的侵袭力。个别菌型尚能产生肠毒素。


医学微生物学 二、致病性和免疫性（一）致病物质 1侵袭力沙门菌有毒株能侵袭小肠黏膜。当细菌被摄入并通过胃后，细菌先侵入小肠末端位于派伊尔淋巴结的M细胞并在其中生长繁殖。M细胞的主要功能是输送外源性抗原至其下方的巨噬细胞供吞噬和清除。有2个m型分泌系统（由SPI-I和SPI-Il编码）介导细菌最初的对肠黏膜的侵入(SPI-I)和随后的全身性疾病(SPI-Il)。沙门菌通过种特异性的菌毛先与M细胞结合，接着SPI1分泌系统向M细胞中输入沙门菌分泌侵袭蛋白(salmonella-secreted invasion protein, S ips)，引发宿主细胞内肌动纤维的重排，诱导细胞膜内陷，导致细菌的内吞。沙门菌在吞噬小泡内生长繁殖，导致宿主细胞死亡，细菌扩散并进入毗邻细胞淋巴组织。


医学微生物学 二、致病性和免疫性（一）致病物质 沙门菌还具有一种耐酸应答基因(ac i d tolerance response, ATR)，可使细菌在胃和吞噬体的酸性环境下得到保护。氧化酶、超氧化物歧化酶和因子亦可保护细菌不被胞内杀菌因素杀伤。伤寒沙门菌和希氏沙门菌在宿主体内可以形成Vi抗原，该抗原具有微荚膜功能，能抗御吞噬细胞的吞噬和杀伤，并阻挡抗体、补体等破坏菌体作用。2内毒素沙门菌死亡后释放出的内毒素，可引起宿主体温升高、白细胞数下降，大剂量时导致中毒症状和休克。这些与内毒素激活补体替代途径产生C3a、C5a等以及诱发免疫细胞分泌TNF飞、IL-I、IFN-1等细胞因子有关。3肠毒素个别沙门菌如鼠伤寒沙门菌可产生肠毒素，其性质类似ETEC产生的肠毒素。


医学微生物学 （二）所致疾病 1.传染性单核细胞增多症传染性单核细胞增多症(infectiou s mon onucleosis)是一种急性全身淋巴细胞增生性疾病，见于青春期初次感染大量EBV。潜伏期约为40天，典型的临床表现为发热、咽炎、颈淋巴结炎、肝脾大、血单核细胞和异形淋巴细胞增多。病程可待续数周，预后较好。如果没有并发症，病死率很低。急性病人口腔黏膜的上皮细胞内出现大量病毒，由唾液排出病毒可持续6个月之久。严重免疫缺陷的儿童、艾滋病及器官移植者病死率较高。2.伯基特淋巴瘤伯基特淋巴瘤(Burkitt lymphoma)是一种低分化的单克隆B淋巴细胞瘤，在中非、新几内亚、南美洲等某些温热带地区呈地方性流行。多见于6岁左右儿童，好发部位为颜面、腮部。流行病学调查显示，在Burkitt淋巴瘤发生前，病人EBV抗体均为阳性，80％病人的抗体效价高于正常人，且在肿瘤组织中发现EBV基因组，故认为EBV与非洲儿童恶性淋巴瘤密切相关。


医学微生物学 （二）所致疾病 3.鼻咽癌鼻咽癌主要发生在东南亚、北非和北美洲北部地区。我国广东、广西福建湖南、江酉浙江和台湾等省（区）为高发区。多发生在40岁以上人群。EBV感染与鼻咽癌发生相关的主要依据：心所有鼻咽癌组织中均可找到EBV的核酸和抗原(EBNA和LMP)；＠鼻咽癌病人血清中的EBV抗体效价(VCA、EA、MA、EBNA的IgG及I gM)高于正常人，有些病人EBV抗体的升高出现在肿瘤发生之前；＠鼻咽癌经治疗病情好转后，抗体效价亦逐渐下降。然而，EBV不是致鼻咽癌的唯一因子。4.淋巴组织增生性疾病在免疫缺损病人中，易发生EBV诱发的淋巴组织增生性疾病。1%~IO％的移植病人会发生淋巴组织增生性疾病，如恶性单克隆B淋巴细胞瘤。艾滋病病人常会发生EBV相关淋巴瘤、舌毛状白斑症(oral ha i1-y l e u kopl akia)。约50％的霍奇金泪巴瘤病人EBV DNA检测阳性。


医学微生物学 菌株作用部位疾病与症状致病机制常见O血清型 ETEC小肠旅行者腹泻；婴幼儿腹泻；水质粒介导LT和ST肠毒素，大6、8、15、25、27、63、样便，恶心，呕吐，腹痛，低热蜇分泌液体和电解质；黏附素119、125、126、127、128、142EIEC大肠水样便，继以少量血便，腹痛，质粒介导侵袭和破坏结肠黏78、115、148、153、发热膜上皮细胞159、167EPEC小肠婴儿腹泻；水样便，恶心，呕质粒介导A/E组织病理变化，26、55、86、11l、114、吐，发热伴上皮细胞绒毛结构破坏，导125、126、127、128、142致吸收受损和腹泻EHEC大肠水样便，继以大量出血，剧烈溶原性噬菌体编码Stx-I或157、26、28ac、111、腹痛，低热或无，可并发HUS、Stx-II，中断蛋白质合成；A/E l12ac、124、136、143、血小板减少性紫瘢损伤，伴小肠绒毛结构破坏，144、152、164EAEC小肠婴儿腹泻；持续性水样便，呕质粒介导集聚性黏附上皮细>50个O血清型吐，脱水，低热胞，伴绒毛变短，单核细胞浸润和出血，液体吸收下降(l)肠产毒素性大肠埃希菌(en tero toxigeni c E. coli, ETEC):ETEC是5岁以下婴幼儿和旅游者腹泻的重要病原菌。在发展中国家极为常见。污染的水源和食物在疾病传播中有重要作用。人与人之间不传播。临床症状可从轻度腹泻至严重的霍乱样腹泻，平均病程3~4天。致病物质主要是肠毒素和定植因子。


医学微生物学 菌株作用部位疾病与症状致病机制常见O血清型 ETEC的肠毒素有不耐热和耐热两种，均由质粒编码。不耐热肠毒素II(heat labile enterotoxin,LT-II)与人类疾病无关。LT-I是引起人类胃肠炎的致病物质，在结构和功能上与霍乱弧菌产生的肠毒素密切相关，对热不稳定，65屯30分钟可被破坏, LT-I由1个A亚单位和5个B亚单位组成。A亚单位是毒素的活性部位。B亚单位与肠黏膜上皮细胞表面的GM l神经节苦脂(ganglios ide)结合后，使A亚单位穿越细胞膜与腺旮环化酶(adenylyl cyclase)作用，令胞内ATP转化为cAMP。胞质内cAMP水平增高后，导致肠黏膜细胞内水、氯和碳酸氢钾等过度分泌至肠腔，同时钠的再吸收减少，导致可持续几天的腹泻。毒素还可刺激前列腺素的释放和炎症因子的产生，进一步导致水分的丧失。LT与霍乱肠毒素两者间的氨基酸组成同源性达75％左右；它们的抗原性高度交叉；两者B亚单位的肠黏膜结合受体都是同一个GMl神经节甘脂。LT-I可剌激机体产生相应中和抗体，有保护作用。


医学微生物学 菌株作用部位疾病与症状致病机制常见O血清型 ETEC的耐热肠毒素(h ea t stable enterotoxin, ST)可分STa和STb两型。STb与人类疾病无关，STa为低分子量多肤(MW1500~4000)，对热稳定，lOO°C加热20分钟仍不失去活性，免疫原性差。STa的作用机制与LT-I不同，其引起腹泻是通过激活肠黏膜细胞上的鸟旮环化酶(guany l y l cyclase)，使胞内cGMP量增多而导致腹泻。编码LT-I和STa的基因存在于一个转移性质粒上，该质粒也同时携带编码黏附素(CFA/I, CFA/II,CFA/Ill)的基因。黏附素是ETEC致病的另一重要因素。已经证实大肠埃希菌失去定植因子K88就丧失了致猪腹泻的能力。


医学微生物学 菌株作用部位疾病与症状致病机制常见O血清型 菌，是婴幼儿腹泻的主要病原菌，严重者可致死。该菌在较大儿童和成人的感染少见，可能与产生的保护性免疫有关。EPEC不产生肠毒素及其他外毒素，无侵袭力。病菌先黏附于小肠上皮细胞，随后破坏刷状缘、导致微绒毛(microvilli)萎缩、变平，即A/E(attachment/effacement)组织病理损伤，造成严重水样腹泻。导致AIE损伤的基因位千染色体毒力岛＂肠细胞刷平位点“内，有40多个。EPEC黏附和破坏肠黏膜结构的过程是Bfp(bundle forming p山）首先介导细菌与细胞的疏松黏附；随后细菌的皿型分泌系统主动分泌某些蛋白质进入宿主上皮细胞，其中有一种蛋白，称之为转位紧密素受体(translocated intimin receptor, Tir)，就被插入到上皮细胞膜中，作为细菌的一种外膜蛋白黏附素即紧密黏附素(intimin)的受体，介导细菌与细胞的紧密结合。细胞内肌动蛋白重排，导致微绒毛的破坏。严重干扰对肠道中液体等的吸收功能。


医学微生物学 菌株作用部位疾病与症状致病机制常见O血清型 (4)肠出血性大肠埃希菌(enterohemorrha护c E. coli, EHEC)：为出血性结肠炎和溶血性尿毒综合征(hemolyti c uremic syndrome, HUS)的病原体。1982年首先在美国发现，血清型主要为0157:H7。1996年日本大阪地区发生流行，病人逾万人，死亡11人。2011年在欧洲爆发，造成极大的社会和经济问题。5岁以下儿童易感染，感染菌量可低千100个，夏季多见，症状轻重不一，可为轻度水泻至伴剧烈腹痛的血便。约10％小于10岁患儿可并发有急性肾衰竭、血小板减少、溶血性贫血的溶血性尿毒综合征，死亡率达3%~5%。污染食品是EHEC感染的重要传染源，如未煮透牛排和其他肉类制品、水、未经巴氏消毒过的牛奶、果汁和生的蔬菜和水果。牛可能是0157:H7的主要储存宿主。


医学微生物学 菌株作用部位疾病与症状致病机制常见O血清型 EHEC菌株表达志贺毒素（曾称Vero毒素或志贺样毒素），即Stx-I或Stx-II，引起上皮细胞微绒毛的AIE损伤。EHEC菌株还具有携带多种其他毒性因子的质粒。Stx-I与痢疾志贺菌产生的志贺毒素基本相同，S氐II与Stx-I有60％的同源，两型毒素均由溶原性噬菌体编码。Stx由1个A亚单位和5个B亚单位组成，B亚单位与宿主细胞特异糖脂受体(Gb3)结合，肠绒毛和肾上皮细胞有高浓度的糖脂受体。A亚单位内在化后可裂解60S核糖体亚单位的28S rRNA，阻止其与氨酰tRNA的结合，终止蛋白质合成，肠绒毛结构的破坏引起吸收减低和液体分泌的相对增加。HUS的发生在表达Stx-Il的EHEC中较多见，因Stx-Il能选择性地破坏肾小球内皮细胞。这种破坏引起肾小球滤过减少和急性肾衰竭。Stx还能刺激炎症细胞因子(TNF-a, IL-6)的表达，除其他效应外，还可加强糖脂受体的表达。EHEC已分离到50多个血清型，但引起人类疾病的主要是0157:H7血清型。但不同国家的流行株可以不相同，比如2011年在欧洲爆发的EHEC血清型为0104。


医学微生物学 菌株作用部位疾病与症状致病机制常见O血清型 (5)肠聚集性大肠埃希菌(enteroaggregative E. coli, EAEC):EAEC引起婴儿和旅行者持续性水样腹泻，伴脱水，偶有血便。不侵袭细胞。这类细菌的特点是能在细胞表面自动聚集，形成砖状排列。感染导致微绒毛变短，单核细胞浸润和出血。控制这种排列的是由质粒编码的Bfp、AAF/I和AAF/II因子。EAEC还能刺激黏液的分泌，促使细菌形成生物被膜覆盖在小肠的上皮上。此外致病物质可能还包括毒素。 三、微生物学检查法(—)临床标本的检查 1.标本肠外感染采取中段尿、血液、脓液、脑脊液等；胃肠炎则取粪便。2.分离培养与鉴定(1)肠道外感染：除血液标本外，均需作涂片染色检查。分离培养时血液接种肉汤增菌，待生长后再移种血琼脂平板。体液标本的离心沉淀物和其他标本直接划线分离于血琼脂平板，35~37°C孵育18~24小时后观察菌落形态。初步鉴定根据IMViC(＋＋－－）试验，最后鉴定根据系列生化反应。尿路感染尚需计数菌落量，每毫升>l0万才有诊断价值。


医学微生物学 三、微生物学检查法(—)临床标本的检查 (2)肠道内感染：将粪便标本接种千鉴别培养基，挑选可疑菌落并鉴定为大肠埃希菌后，再分别用ELISA、核酸杂交、PCR等方法检测不同类型致胃肠炎大肠埃希菌的肠毒素、毒力因子和血清型等特征。 106第一篇细菌学（二）卫生细菌学检查 寄居千肠道中的大肠埃希菌不断随粪便排出体外，可污染周围环境、水源、饮料及食品。样品中检出大肠埃希菌愈多，表示被粪便污染愈严重，也间接表明可能有肠道致病菌污染。因此，卫生细菌学以“大肠菌群数”作为饮水、食品等粪便污染的指标之一。大肠菌群系指在37't:24小时内发酵乳糖产酸产气的肠道杆菌，包括埃希菌属、袧橡酸杆菌属、克雷伯菌属及肠杅菌属等。我国《生活饮用水卫生标准》(GB5749—2006)规定，在100ml饮用水中不得检出大肠菌群。


医学微生物学 四、防治原则 局部药物治疗或冷冻、电灼、激光、手术等疗法，可用千皮肤、黏膜的寻常犹和尖锐湿抚的治疗。由L1蛋白制备的HPV病毒样颗粒疫苗(Human papillomavirus virus-lik e p狙ti cle vaccine, HPV VLP vaccine)，包括HPV二价(16、18型）疫苗、HPV四价(6、11、16、18型）疫苗和HPV九价(6、11、16、18、31、33、45、52、58型）疫苗，可预防宫颈癌以及生殖器究等。 第二节志贺菌属 志贺菌属(Shigella)是人类细菌性痢疾的病原菌，俗称痢疾杆菌(dy se nt ery bacterium)。此外，灵长类动物(primate)也是其天然宿主。细菌性痢疾是一种常见病，主要流行千发展中国家，全世界年病例数超过2亿例，其中500万例需住院治疗，年死亡病例达65万例。


医学微生物学 一、生物学性状 （一）形态结构汉坦病毒的核酸类型为单股负链RNA，分为L、M、S三个片段，分别编码病毒的RNA聚合酶(L)、包膜糖蛋白(Gn和Ge)和核衣壳蛋白(NP)。不同血清型汉坦病毒的S、M、L三个片段的末端14个核甘酸序列高度保守，3＇端为AUCAUCAUCUGAGG,5'端为UAGUAGUAG(G/A)CUCC，这些互补序列可使病毒基因组RNA通过非共价的碱基配对形成环状或柄状结构，从而保持RNA的稳定性，并与病毒的复制和装配有关。汉坦病毒颗粒具有多形性，多数呈圆形或卵圆形，直径为75~210nm（平均120nm)；汉坦病毒的这种多形性在新分离的病毒表现得尤为明显，而经过连续体外传代培养，其形态和大小便趋于一致。病毒颗粒表面有脂质双层包膜，包膜表面有由Gn和Ge糖蛋白组成的突起。汉Gn坦病毒的NP具有很强的免疫原性，可刺激机体的体液免Ge疫和细胞免疫应答；Gn和Ge糖蛋白上均有中和抗原位点和血凝活性位点（图30-1)。病毒在pH5.6~6.4时可凝集鹅红细胞。


医学微生物学 菌种群型亚型甘露醇鸟氨酸脱狻酶痢疾志贺菌A l~108a,8b,8c 福氏志贺菌B I-6,x,y变型1a, lb,2a,26,3a,3b,4a,46A群即痢疾志贺菌(S. dysenteriae)，有10个血清型，其中8型尚可分为3个亚型，是唯一不能发酵甘露醇的一群志贺菌。B群即福氏志贺菌(S. flexneri)，有13个血清型（包括变型和亚型），各型间有交叉反应。 C群即鲍氏志贺菌(S. boydii)，有18个血清型。 D群即宋内志贺菌(S. sonnei)，抗原单一，只有一个血清型，是唯一具有鸟氨酸脱狻酶的一群志贺菌。宋内志贺菌有1相和II相两个交叉变异相。I相呈S型菌落，对小鼠有致病力，多自急性期感染病人标本中分离而得。II相为R型菌落，对小鼠不致病，常从慢性病人或带菌者检出。


医学微生物学 C群即鲍氏志贺菌(S. boydii)，有18个血清型。 志贺菌的抵抗力比其他肠道杆菌弱，加热60°C10分钟可被杀死。对酸和一般消毒剂敏感。在粪便中，由于其他肠道菌产酸或噬菌体的作用常使本菌在数小时内死亡，故粪便标本应迅速送检。但在污染物品及瓜果、蔬菜上，志贺菌可存活l0~20天。在适宜的温度下，可在水及食品中繁殖，引起水源或食物型的暴发流行。由于磺胺及抗生素的广泛运用，志贺菌的多重耐药性问题日趋严重，即使在边远地区分离的志贺菌也常见4~8种抗药谱，极大影响临床疗效。 二、致病性和免疫性(—)致病物质包括侵袭力和内毒素，有的菌株尚能产生外毒素。 1.侵袭力志贺菌侵袭和生长繁殖的靶细胞是回肠末端和结肠部位的黏膜上皮细胞。结构基因编码的蛋白介导了志贺菌黏附、侵入细胞内繁殖及细胞到细胞的传播。这些基因都位于100~200kb质粒上，但它们的表达却由染色体基因调节。因此，仅有质粒的存在还不足以保证功能性基因的活性。


医学微生物学 二、致病性和免疫性(—)致病物质包括侵袭力和内毒素，有的菌株尚能产生外毒素。 志贺菌不是黏附于分化的黏膜细胞，而是先黏附并侵入位于派尔集合淋巴结(Peyer's patch)的M细胞。细菌黏附后，通过III型分泌系统向上皮细胞和巨噬细胞分泌4种蛋白(lpaA、lpaB、IpaC、IpaD)这些蛋白诱导细胞膜凹陷，导致细菌的内吞。志贺菌能溶解吞噬小泡，进入细胞质内生长繁殖。通过宿主细胞内肌动纤维的重排，推动细菌进入毗邻细胞，开始细胞到细胞的传播。这样，细菌逃避了免疫的清除作用而得到了自身保护，并通过诱导细胞程序性死亡从吞噬中得到了存活。在这过程中，引起IL-1r3的释放，吸引多形核白细胞到感染组织，致使肠壁的完整性遭到破坏，细菌从而得以到达较深层的上皮细胞，加速了细菌的扩散。坏死的黏膜、死亡的白细胞、细胞碎片、纤维蛋白和血液构成脓血黏液便。


医学微生物学 二、致病性和免疫性(—)致病物质包括侵袭力和内毒素，有的菌株尚能产生外毒素。 2内毒素志贺菌所有菌株都有强烈的内毒素。内毒素作用于肠黏膜，使其通透性增高，进一步促进对内毒素的吸收，引起发热、神智障碍，甚至中毒性休克等一系列症状。内毒素亦可破坏肠黏膜，促进炎症、溃疡、坏死和出血。内毒素尚能作用于肠壁自主神经系统，使肠功能发生紊乱，肠蠕动失调和痉挛，尤其是直肠括约肌痉挛最明显，因而出现腹痛、里急后重等症状。


医学微生物学 二、致病性和免疫性(—)致病物质包括侵袭力和内毒素，有的菌株尚能产生外毒素。 3外毒素A群志贺菌I型和II型能产生一种外毒素，成为志贺毒素(shiga toxin, Stx)。其与EHEC产生的毒素相同，亦由1个A亚单位和5个B亚单位组成。B亚单位与宿主细胞糖脂受体(Gb3)结合，导入细胞内的A亚单位可裂解60S核糖体亚单位的28S rRNA，阻止其与氨酰tRNA的结合，致使蛋白质合成中断。毒素作用的基本表现是上皮细胞的损伤，但在小部分病入志贺毒素可介导叩0岔肾小球内皮细胞的损伤，导致溶血性尿毒综合征。（二）所致疾病志贺菌引起细菌性痢疾。痢疾志贺菌感染病人病情较重，易引起小儿急性中毒性菌痢和溶血性尿毒综合征以及痢疾的流行。宋内志贺菌多引起轻型感染，福氏志贺菌感染易转变为慢性，病程迁延。我国常见的流行型别主要为福氏志贺菌和宋内志贺菌。


医学微生物学 二、致病性和免疫性(—)致病物质包括侵袭力和内毒素，有的菌株尚能产生外毒素。 传染源是病入和带菌者。急性期病人排菌扯大，每克粪便可有105~108个菌体，传染性强；慢性病例排菌时间长，可长期储存病原体；恢复期病人带菌可达2~3周，有的可达数月。传播途径主要通过粪—口途径，志贺菌随饮食进入肠道。研究表明，人类对志贺菌较易感，10~150个志贺菌即可引起典型的细菌性痢疾感染。 志贺菌感染几乎只局限千肠道，一般不入侵血液。 志贺菌感染有急性和慢性两种类型，典型的急性细菌性痢疾经过1~3天的潜伏期后，突然发病。常有发热、腹痛和水样腹泻，约1天，腹泻次数增多（每天十多次至数十次），并由水样腹泻转变为脓血黏液便，伴有里急后重(tenesmus)、下腹部疼痛等症状。50％以上的病例在2~5天内，发热和腹泻可自发消退。若及时治疗，预后良好。但在体弱儿童和老人，水分和电解质的丧失，可导致失水、酸中毒，在不少病例中还可引起溶血性尿毒综合征，甚至死亡。痢疾志贺菌引起的细菌性痢疾特别严重，死亡率可高达20%。


医学微生物学 志贺菌感染几乎只局限千肠道，一般不入侵血液。 急性中毒性痢疾多见于小儿，各型志贺菌都有可能引起。常无明显的消化道症状而表现为全身中毒症状。原因是内毒素致使微血管痉挛、缺血和缺氧，导致弥散性血管内凝血(d i ssem i na ted inlra vasc ul扣．coag ul at i o n, DIC)多器官衰竭和脑水肿。临床主要以高热、休克、中毒性脑病为表现。可迅速发生循环及呼吸衰竭，若抢救不及时，往往造成死亡。急性细菌性痢疾如治疗不彻底，可造成反复发作，迁延不愈，病程在2个月以上者则属慢性。有l0%～20％的病人可转为慢性。其症状不典型者，易被误诊，而影响治疗。在少数人，细菌可在结肠形成无症状的定植，成为持续的传染源。（三）免疫性志贺菌感染恢复后，大多数入在血液中可产生循环抗体，但此种抗体无保护作用。抗感染免疫主要是消化道黏膜表面的分泌型lgA(slgA)。病后免疫期短暂，也不巩固，除因细菌感染只停留在肠壁局部外，其型别多也是原因之一。 三、微生物学检查法 EBV分离培养较为困难，一般常用血清学方法作辅助诊断，多用免疫酶染色法或免疫荧光法检测抗体。


医学微生物学 三、微生物学检查法 (2)EBV抗体检测：用免疫荧光法或免疫酶法检测EBV抗体有助于EBV感染的诊断。VCA-IgM的存在提示EBV原发性感染。VCA-IgG出现早于EBNA-IgG抗体，因均能持久存在，故VCA-IgG抗体或EBNA-IgG抗体阳性均表示以往感染。EA-IgA和VCA-IgA效价持续升高，对鼻咽癌有辅助诊断意义。 5分子生物学方法PCR技术检测大质粒等。四、防治原则 由于人类是志贺菌主要的宿主，因此，非特异性预防应以人为中心，努力防治人的感染和传播，其措施包括水、食物和牛奶的卫生学监测，垃圾处理和灭蝇；隔离病人和消毒排泄物；检测发现亚临床病例和带菌者，特别是饮食从业人员；抗生素治疗感染个体。但此菌很易出现多重耐药(multiple drugresistance)菌株。同一菌株可对5~6种甚至更多药物耐药，给防治工作带来很大困难。


医学微生物学 5分子生物学方法PCR技术检测大质粒等。四、防治原则 鉴于志贺菌的免疫防御机制主要是分泌至肠黏膜表面的slgA，而slgA需由活菌作用千黏膜局部才能诱发。因此，接种死疫苗防御志贺菌感染的试验已经放弃，现致力于活疫苗的研究。主要分为3类，即减毒突变株、用不同载体菌构建的杂交株以及营养缺陷减毒株。例如链霉素依赖株(S treplomyci n dependent strain, Sd)活疫苗是一种减毒突变株，当环境中存在链霉素时能生长繁殖。将其制成活疫苗给志愿者口服后，因正常人体内不存在链霉素，该Sd株不能生长繁殖，但也不立即死亡，且有一定程度的侵袭肠黏膜的能力，因而可激发局部免疫应答，产生保护性slgA。Sd活疫苗的免疫保护具有特异性。目前已能生产多价志贺菌Sd活疫苗。现在多重杂交株活疫苗也在研究之中，如将志贺菌的大质粒导入另一弱毒或无毒菌株，形成二价减毒活疫苗。曾被选为研究对象的有宋内志贺菌与伤寒沙门菌Ty2l a的杂交疫苗等。


医学微生物学 第三节沙门菌属 沙门菌属(Salnwnella)细菌的血清型现已达2500多种。根据DNA同源性，沙门菌属分两个种，即肠道沙门菌(S. enterica)和邦戈沙门菌(S. bongori)。肠道沙门菌又分为6个亚种，能感染入类的沙门菌血清型，约1400多种，主要在第一亚种，即肠道沙门菌肠道亚种(S. enterica subsp. enterica)中。长期以来，沙门菌血清型的命名方式犹如拉丁双命名法，由属和种构成，如伤寒沙门菌(Salnwnella typhi)。正确的命名是肠道沙门菌肠道亚种伤寒血清型(Salmonella enterica subsp. enterica serotype Typhi)，并可缩写为伤寒血清型沙门菌(Salmonella Typhi，属名用斜体字，血清型用罗马字型）。


医学微生物学 第三节沙门菌属 沙门菌属中少数血清型如伤寒沙门菌、甲型副伤寒沙门菌、肖氏沙门菌和希氏沙门菌是人的病原菌，对人类有直接的致病作用，引起肠热症，对非人类宿主不治病。绝大多数血清型宿主范围广泛，家畜家禽野生脊椎动物以及冷血动物软体动物、环形动物、节肢动物（包括苍蝇）等均可带菌，其中部分沙门菌是人畜共患病的病原菌，可引起人类食物中毒或败血症。动物感染大多无症状或为自限性胃肠炎。 —、生物学性状（一）形态与染色 霍乱弧菌大小为(0.5,-0.8)µ,m x(1.5-3)µ,m。从病人体内新分离出的细菌形态典型，呈弧形或逗点状，但经人工培养后常呈杅状。革兰染色阴性。粪便直接涂片染色镜检，可见其排列如“鱼群”状。菌体一端有单鞭毛（图10-1)，运动活泼，取病人“米泭水”样粪便或培养物作悬滴观察，细菌呈快速飞镖样或流星样运动。有菌毛，无芽胞，有些菌株(0139群）有荚膜。


医学微生物学 H抗原组菌名O抗原第I相第II相 A组甲型副伤寒沙门菌(S. Paratyphi A)I,2,12a J B组肖氏沙门菌(S. Schottmuelleri)1,4,5,12b1,2鼠伤寒沙门菌(S. Typhimunum)1,4,5;121,2C组希氏沙门菌(S. Hirschfeldii)6,7,Vi c1,5猪霍乱沙门菌(S. Cholerae-suis)6,7I,5D组伤寒沙门菌(S. Typhi)9,12,Vi d肠炎沙门菌(S. Enter山心）I,9,12g,m沙门菌0抗原为细菌细胞壁脂多糖中特异性多糖部分，以阿拉伯数字顺序排列。每个沙门菌血清型含一种或多种0抗原。凡含有相同抗原组分的归为一个组，引起人类疾病的沙门菌大多数在A~E组。沙门菌H抗原分第1相和第1I相两种。第1相特异性高，以a,b, c……表示。第1I相特异性低，可为多种沙门菌共有，以I,2,3······表示。一个菌株同时有第I相和第1I相H抗原的称双相菌。每一组沙门菌根据H抗原不同，可进一步将组内沙门菌分为不同菌型。@O们，沙门菌的表面抗原主要是V]抗原，新分离的伤寒沙门菌和希氏沙门菌（原称丙型副伤寒沙门菌）


医学微生物学 第九章肠杆菌科 有Vi抗原。Vi抗原不稳定，经60°C加热、苯酚处理或传代培养后易消失。V i抗原存在于菌表面，可阻止0抗原与其相应抗体的凝集反应。（五）抵抗力沙门菌对理化因素的抵抗力较差，湿热65°C15-30分钟即被杀死。对一般消毒剂敏感，但对某些化学物质如胆盐、煌绿等的耐受性较其他肠道菌强，故用作沙门菌选择培养基的成分。本菌在水中能存活2~3周，粪便中可存活1~2个月，在冰中能存活更长时间。 三、微生物学检查法(—)标本 根据病变部位，采取痰液、脓汁、粪便脓血或黏液、尿液、血液等，显微镜检查为革兰阴性杆菌，负染色法染色后可见明显荚膜。（二）分离培养与鉴定采用血琼脂培养基和（或）SS选择鉴别培养基划线接种，37°C孵育24小时后，挑取可疑菌落，血琼脂培养基上菌落呈灰白色、大而黏、光亮且可以拉丝，SS培养基上呈红色或具有粉红色中心的无色菌落。若疑为肺炎克雷伯菌，再继续做生化反应和血清学试验，进一步鉴定到属和种。 \一一一凝集索 一粪便血.


医学微生物学 (求)讲幸氐 图9-3伤寒病人不同病期血、粪、尿中病原菌和特异凝集素检出阳性率血液和骨髓液需要增菌，然后再划种于肠道选择鉴别培养基；粪便和经离心的尿沉淀物等直接接种千SS选择鉴别培养基或者其他肠道鉴别培养基。37"C孵育24小时后，挑取无色半透明的乳糖不发酵菌落接种至双糖或三糖铁培养基。若疑为沙门菌，再继续做系列生化反应，并用沙门菌多价抗血清做玻片凝集试验予以确定。有学者采用SPA协同凝集试验、对流免疫电泳、乳胶凝集试验和ELISA法等，来快速早期诊断粪便、血清或尿液中的沙门菌等可溶性抗原。PCR法等分子生物学技术也可用于沙门菌感染的快速诊断。在流行病学调查和传染源追踪中，V］噬菌体分型也是一种常用方法。标准Vi噬菌体有33个型，其特异性比血清学分型更为专一。 （三）血清学诊断 肠热症病程长，因目前抗生素使用普遍，肠热症的症状常不典型，临床标本阳性分离率低，故血清学试验仍有协助诊断的意义。用于肠热症的血清学试验有肥达试验(Widal t es t)、间接血凝法、EIA法等，其中肥达试验仍较普及。


医学微生物学 （三）血清学诊断 肥达试验是用已知伤寒沙门菌菌体0抗原和鞭毛H抗原，以及引起副伤寒的甲型副伤寒沙门菌、肖氏沙门菌和希氏沙门菌鞭毛H抗原的诊断菌液与受检血清做试管或微孔板定撮凝集试验，测定受检血清中有无相应抗体及其效价的试验。肥达试验结果的解释必须结合临床表现、病程、病史以及地区流行病学情况。1正常值人们因沙门菌隐形感染或预防接种，血清中含有一定量的有关抗体，且其效价随地区而有差异。一般是伤寒沙门菌0凝集效价小千1:80,H凝集效价小千l:160，引起副伤寒的沙门菌H凝集效价小千1:80。只有当检测结果等于或大于上述相应数值时才有诊断价值。2动态观察有时单次效价测定不能定论，可在病程中逐周复查。若效价逐次递增或恢复期效价比初次效价~4倍者即有诊断意义。


医学微生物学 （三）血清学诊断 3.0与H抗体的诊断意义患伤寒或副伤寒后，O与H在体内的消长情况不同。IgM类0抗体出现较早，持续约半年，消退后不易受非伤寒沙门菌等病原体的非特异刺激而重现。IgG类H抗体则出现较晚，待续时间长达数年，消失后易非特异性病原刺激而能短暂地重新出现。因此，0、H凝集效价均超过正常值，则肠热症的可能性大；如两者均低，病人可能性小；若0不高H高，有可能是预防接种或非特异性回忆反应；如0高H不高，则可能是感染早期或与伤寒沙门菌0抗原有交叉反应的其他沙门菌（如肠炎沙门菌）感染。4其他有少数病例，在整个病程中，肥达试验始终在正常范围内。其原因可能由于早期使用抗生素治疗，或病人免疫功能低下等所致。 （四）伤寒带菌者的检出 最可靠的诊断方法是分离出病原菌。分离标本来自可疑带菌者的粪便、胆汁或尿液，但通常分离检出率不高。因此，一般先用血清学方法检测可疑者V]抗体进行筛选，若效价~]:10时，再反复取粪便等进行分离培养，以确定是否为伤寒带菌者。


医学微生物学 第四节克雷伯菌属 克雷伯菌属(Klebsie lla)广泛分布千自然界如土壤、水、农产品和林产品中，在人和动物的呼吸道及肠道内也常见，是典型的条件致病菌，常于宿主机体抵抗力下降时引起感染或暴发性流行。克雷伯菌属共有7个种，其中肺炎克雷伯菌肺炎亚种(K. pneumonia e subsp. pneumonoiae)、鼻炎克雷伯菌臭鼻亚种(K. ozaenae subsp. ozaenae)、鼻硬结克雷伯菌硬结亚种(K. rhinoscleromatis subso. rhinoscleromatis)与人类关系密切，其中肺炎克雷伯菌肺炎亚种所致疾病占克雷伯菌属感染的95％以上。 二、致病性与免疫性 HTLV-1主要感染CD4+T细胞，是成人T细胞白血病(ATL)的病原体，另外亦能引起热带下肢痉挛性瘫痪和B细胞淋巴瘤等。ATL最早于1977年由日本报道，高发区在日本、印度、非洲等。我国福建沿海和北方少数民族地区发现有小流行，其他地区有少数散在病例。 （三）血清学鉴定 利用荚膜肿胀试验加以鉴定。将肺炎克雷伯菌与抗荚膜特异性抗血清混合后，显微镜下可见在菌体周围出现较大的空白圈者判为阳性。


医学微生物学 第五节其他菌属—、变形杆菌属 变形杆菌属(Proteus)有8个种。其中奇异变形杆菌(P. mirab心）和普通变形杆菌(P. vulgaris)2个种与医学关系最为密切。革兰阴性，大小(0.4-0.6)µm x(l-3)µm，有明显多形性，无荚膜，有周身鞭毛运动活泼，有菌毛，营养要求不高。在固体培养基上呈扩散性生长，形成以菌接种部位为中心的厚蒲交替同心圆形的层层波状菌苔，称为迁徙生长现象(swarmin g growth phenomenon)。若在培养基中加入0.1％苯酚等则鞭毛生长受抑制，迁徙现象消失。具有尿素酶(urease)，能迅速分解尿素，是本菌属的一个重要特征。不发酵乳糖，在SS平板上的菌落形态和在双糖管中的生化反应模式与沙门菌属十分相似，可用尿素酶试验加以区别。普通变形杆菌X l9、X2和Xk菌株的菌体0抗原与斑疹伤寒立克次体和恙虫病立克次体有共同抗原，故可用OX19、OX2和OXk代替立克次体作为抗原与相应病人血清进行交叉凝集反应。此为外斐试验(Wei l-F e li x test)，以辅助诊断立克次体病。


医学微生物学 第五节其他菌属—、变形杆菌属 奇异变形杆菌和普通变形杆菌引起人的原发和继发感染，只有离开肠道后才能引起，是仅次千大肠埃希菌的泌尿道感染的主要病原菌。其尿素酶可分解尿素产氨，使尿液pH增高，以利千变形杆菌的生长。碱性环境亦可促进肾结石和膀胱结石的形成。同时，高碱性尿液对尿道上皮也有毒性作用。变形杆菌高度的运动能力与其对泌尿系统的侵袭有关。此外，有的变形杆菌菌株尚可引起脑膜炎、腹膜炎、败血症和食物中毒等疾病，亦是医院感染的重要病原菌。


医学微生物学 二、肠杆菌属 肠杆菌属(Enterobacter)有14个种。产气肠杆菌(E. aerogenes)和阴沟肠杆菌(E. cloacae)常可从临床标本中分离到，为条件致病菌，与泌尿道、呼吸道和伤口感染有关，偶引起败血症和脑膜炎。杰高维肠杆菌可引起泌尿道感染，从呼吸道和血液中亦曾分离出。扳崎肠杆菌引起的新生儿脑膜炎和败血症，死亡率可高达75％左右。阿氏肠杆菌亦曾从血液、粪便、尿液、呼吸道分泌液和伤口渗出液等标本中分离到。肠杆菌属细菌的致病物质有I型和Ill型菌毛，大多数菌株还表达产气菌素介导的铁摄取系统、溶菌素等。阴沟肠杆菌的外膜蛋白OmpX能减少孔蛋白的产生，使其对B－内酰胺抗生素的敏感性下降以及发挥对宿主的侵袭作用。 三、沙雷菌属 沙雷菌属(Serratia)有13个种，革兰阴性小杆菌，周身鞭毛，一般不形成荚膜，但在通气好、低氮和磷的培养基上可形成荚膜，无芽胞。室温下可以生长，营养要求不高。菌落不透明，白色、红色或粉红色。沙雷菌可自土壤、水、偶从人的粪便中分离到。


医学微生物学 三、沙雷菌属 黏质沙雷菌黏质亚种可在住院病人中引起感染，如泌尿道和呼吸道感染、脑膜炎、败血症、心内膜炎以及外科术后感染；此外，黏质沙雷菌是细菌中最小的，常用于检查滤菌器的除菌效果。其他沙雷菌可通过输液直接进入血流，引起败血症。沙雷菌的主要致病机制有菌毛血凝素，肠杆菌素介导的和产气菌素介导的铁摄取系统，胞外酶和志贺毒素等。 四、拘档酸杆菌属 袧橡酸杆菌属(Citrobacte r)有12个种，是机会致病菌。弗劳地袧橡酸杆菌引起胃肠道感染，并有溶血性尿毒综合征(HUS)并发。柯塞袧橡酸杆菌可引起新生儿脑膜炎和脑脓肿。无丙二酸盐袧掾酸杆菌偶可自粪便标本中分离到。有时袧橡酸杆菌与产黑色素类杆菌等革兰阴性无芽胞厌氧菌合并感染。


医学微生物学 五、摩根菌属 摩根菌属(Morganella)只有一个种，含2个亚种，摩根摩根菌摩根亚种(M. morganii subsp. rrwrganii)和摩根摩根菌西伯尼亚种(M. nwrganii subsp. siboniii)。摩根菌形态、染色和生化反应特征与变形杆菌相似，但无迁徙现象。以袧橡酸盐阴性、硫化氢阴性和鸟氨酸脱狻酶阳性为其特征。摩根摩根菌摩根亚种可致住院病人和免疫低下病人泌尿道感染和伤口感染，有时可引起腹泻。 （郭晓奎）第十章弧属 弧菌属(Vibrio)细菌是一大群菌体短小，弯曲成弧形的革兰阴性菌，广泛分布千自然界，以水表面最多。有ll9个种，其中至少有12个种与人类感染有关，尤以霍乱弧菌和副溶血性弧菌最为重要，分别可以引起霍乱和食物中毒。


医学微生物学 第一节霍乱弧菌 霍乱弧菌(V. cholerae)是引起霍乱的病原体。霍乱发病急，传播迅速，为我国法定的甲类传染病。自1817年以来，已发生过7次世界性霍乱大流行。1883年，Koch从病人粪便中分离出古典生物型霍乱弧菌，该型引发前六次霍乱大流行。1905年，从埃及西奈半岛E l Tor检疫站分离出El Tor生物型霍乱弧菌，该型引发第七次霍乱大流行。1992年，一个新的流行株0139群在印度和孟加拉一些城市出现，波及亚洲的多个国家和地区，这是首次由非01群霍乱弧菌引起的流行。 （二）基因组特征基因组由2条环状染色体组成。大染色体约 2.96Mb，携带2690个基因；小染色体约1.07Mb，携.带1003个基因。产生霍乱毒素的霍乱弧菌基因组.含有前噬菌体CTX<l>基因组，该基因组携带10个基因(rstR、rstA、rstB、psh、cep、orfU、ace、zot、ctxA和ctxB)，其中编码产物Ace和Zot有肠毒素活性；CtxA和CtxB是霍乱毒素。


医学微生物学 （三）培养特性与生化反应 .兼性厌氧，在氧气充分的条件下生长更好，营图10-1霍乱弧菌及其鞭毛（鞭毛染色）养要求不高。生长的温度范围广(l8~37"C）。耐碱不耐酸，在pH8.8-9.0的碱性蛋白脉水中或碱性琼脂平板上生长良好，因其他细菌在此pH中不易生长，故初次分离霍乱弧菌常用碱性蛋白陈水增菌。可在普通盐浓度培养基中生长。在碱性琼脂平板上培养24小时后，形成圆形、透明或半透明S型无色、扁平菌落。在TCBS(thio s ulfat e-citrate-bil e-s ucrose)培养基上因可分解培养基中的庶糖，菌落呈黄色，培养基呈暗绿色。氧化酶和触酶试验阳性；能发酵葡萄糖、庶糖和甘露醇等糖和醇，产酸不产气，不分解阿拉伯糖；能还原硝酸盐沔唤试验阳性。（四）抗原构造与分型有耐热的0抗原和不耐热的H抗原。H抗原无特异性。根据0抗原不同可进行分群，已发现超过200个血清群。其中01群和0139群能产生霍乱毒素，非01群和0139群不产生霍乱毒素。


医学微生物学 （三）培养特性与生化反应 01群根据表型和遗传差异，可分为2个生物型，即古典生物型(classical biotype)和El Tor生物型(El Tor b i o t ype)。古典生物型不溶解羊红细胞，不凝集鸡红细胞，对sou的多黏菌素B敏感，可被第W群噬菌体裂解，而El Tor生物型则完全相反。两种生物型菌株的差异在千20000个单核节酸多态性(SNPs)和几个生物特异性基因组岛。01群根据0抗原的3种抗原因子A、B、C组成，可分为小川型(Ogawa)(AB)、稻叶型(Inaba)(AC)和彦岛型(H i koj ima)(ABC)3个血清型。小川型和稻叶型多见且可以互变，形成拥有两者抗原特性的彦岛型，该型为中间过渡型且不稳定。0139群在抗原性方面与01群无交叉，序列分析发现0139群失去了01群的0抗原基因，出现了一个约36kb的新基因，编码与01群不同的脂多糖抗原和荚膜多糖抗原，但与022和0155等群可产生抗原性交叉。遗传学追踪发现，0139群起源千E l Tor生物型。


医学微生物学 （五）抵抗力 流感病毒抵抗力弱，不耐热，56°C30分钟即可灭活；室温下病毒传染性很快丧失，在0~4°C能存活数周。对干燥、日光、紫外线以及乙酸、甲醒等化学试剂敏感。 二、致病性与免疫性（一）致病物质挥重要作用。 3.其他致病物质霍乱弧菌前噬菌体基因组携带的ace能编码副霍乱肠毒素，可增加小肠液体分泌，促进腹泻发生；zot编码的紧密连接毒素能松解小肠黏膜细胞的紧密连接，增加黏膜的渗透性。产生的神经氨酸酶能修饰细胞表面以增加霍乱毒素的GM l结合位点；溶血毒素、空泡毒素等可产生细胞毒作用。 第十章弧菌属119 0139群还存在多糖荚膜和特殊LPS毒性决定簇，能抵抗杀菌物质的杀菌作用，并具有黏附作用。 （一）标本 取病人“米泪水＂样粪便、肛拭、呕吐物；流行病学调查还包括水样。标本最好就地接种碱性蛋白脉水增菌；不能及时接种者置于C ary-Blair保存液中保存和运送。甘油盐水缓冲液不适宜保存和运送霍乱弧菌标本。 （二）快速诊断 1直接镜检呈革兰染色阴性弧菌，悬滴法观察细菌呈穿梭样运动有助于诊断。2.免疫学快速诊断用含霍乱弧菌多价诊断血清的制动试验、抗01群和0139群的单克隆抗体凝集试验可进行快速诊断。


医学微生物学 （三）分离培养和鉴定 标本先接种至碱性蛋白脉水增菌，37°C孵育6~8小时后直接镜检并作分离培养。目前常用的选择培养基为TCBS,37"C培养24小时可形成黄色菌落。也可用4号琼脂或庆大霉素琼脂。挑选可疑菌落进行生化反应，与01群和0139群多价和单价抗血清作玻片凝集，并与其他弧菌进行鉴定。（四）分子生物学诊断用PCR检测霍乱毒素基因ctxA、01和01~9特异rfb基因进行诊断。 第二节副溶血性弧菌 副溶血性弧菌(V. parahaemolyticus)于1950年从日本一次暴发性食物中毒中分离发现。自然界中，该菌主要在海洋和河口环境中温暖和盐度较低水域生长。可存在千鱼类、贝壳类等海产品中，引起食物中毒，感染分布千世界各地，是造成我国沿海地区微生物性食物中毒的首要因素。


医学微生物学 二、致病性(—)致病物质 可产生侵袭力和毒素。侵袭力包括lII型分泌系统(TISS汃毒力岛、鞭毛、荚膜、生物膜和外膜蛋白等。耐热直接溶血素(thermos table direct hemolysin, TOH)是主要致病物质。TOH为耐热二聚体蛋白质，100"C10分钟仍有活性，其基因为双拷贝(tdh l和tdh2), KP十菌株tdh2占优势，KP中的溶血由tdh2位点决定。TOH具有直接溶血毒性和肠毒素活性，通过增加肠黏膜细胞内的钙含量诱导细胞分泌氯离子而引发腹泻，存在于88%-96％的临床标本中。另一种致病因子为耐热相关溶血素(th ermostable related hemolysin, TRH)，生物学功能与TOH相似，其基因与tdh同源性为68%。（二）所致疾病进食烹任不当的污染本菌的海产品（包括镑蟹、虾、贝类、牡蚚和蛉类等）、盐腌制品以及因食物容器或站板生熟不分污染本菌后，均可经口感染致病；引发食物中毒，常年均可发生，是东南亚、日本以及我国沿海和海岛地区细菌性胃肠炎的主要病因。


医学微生物学 二、致病性(—)致病物质 潜伏期5~72小时，平均17小时，可从自限性腹泻至中度霍乱样病症，有恶心、呕吐、腹痛、腹泻和低热，粪便多为水样，少数为血水样。一般为自限性，平均2~3天，恢复较快。严重腹泻可致脱水和电解质紊乱。伤口接触副溶血性弧菌污染的海水亦可引发蜂窝织炎。严重感染或伴有肝病、糖尿病或酒精中毒者的病例，细菌可扩散至血液引发败血症。病后免疫力不强，可重复感染。 （韩俭） 螺杆菌属(H必cobacter)已有二十余种正式命名的螺杆菌，分为胃螺杆菌和肠肝螺杆菌两大类。幽门螺杆菌(H山cobact er pylori, Hp)是该菌属的代表性菌种。


医学微生物学 幽门螺杆菌 1979年澳大利亚珀斯皇家医院42岁的病理科医生罗宾·沃伦(Robin Warren)在一份胃黏膜活体标本中，意外地发现大量细菌黏附在胃黏膜上皮细胞，这一发现引起他的兴趣。1981年该院消化科的年轻医生巴里·马歇尔(Barry Marshall)加入该菌的相关研究中，一年后他成功地从胃黏膜活检组织中分离培养出幽门螺杅菌，随后大量研究证实幽门螺杆菌是慢性霄炎、胄溃疡和十二指肠溃疡的主要病因，并与胃癌和胄黏膜相关淋巴组织淋巴瘤(m u cosa-associated lymphoid tissue lymphoma, MALT l ymp h oma)的发生密切相关，1994年世界卫生组织国际癌症研究机构将该菌列为一类致癌因子。为表彰巴里·马歇尔(Barry Marshall)和罗宾·沃伦(Robin Warren)的重要发现和贡献，2005年10月3日瑞典卡罗林斯卡医学院宣布，将2005年诺贝尔生理学或医学奖授予这两位学者。 6.粪便抗原检测采用特异性抗体检测粪便中幽门螺杆菌抗原。 7核酸检测用PC R直接检测胃液、粪便、齿斑和水源中的幽门螺杆菌，也可检测到耐药基因和CagA等毒力基因。


医学微生物学 （贾继辉） 厌氧性细菌(anaerobic bacterium)，简称厌氧菌，是指一群只能在无氧或低氧条件下生长和繁殖，利用厌氧呼吸和发酵获取能量的细菌的总称。根据能否形成芽胞，可将厌氧菌分为两大类：有芽胞的厌氧芽胞梭菌和无芽胞厌氧菌。厌氧芽胞梭菌临床常见的病原菌仅见于梭菌属，如破伤风梭菌、产气荚膜梭菌、肉毒梭菌及艰难梭菌，引起外源性感染。无芽胞厌氧菌则包括多个属的球菌或杆菌，大多为入体正常菌群的成员，主要引起内源性感染；感染遍及全身各器官、系统，在临床上较为常见。


医学微生物学 第一节厌氧芽胞梭菌 梭菌属(Clostridium)是指一群厌氧、革兰染色阳性、能形成芽胞的大杆菌，由千芽胞直径比菌体宽，使菌体膨大呈梭形，故此得名。已报道227个种和亚种，多数为腐生菌，仅少数为病原菌；主要分布千土壤，人和动物肠道及粪便中；芽胞对氧、热、干燥和消毒剂均有强大的抵抗力，能够在体外环境生存；芽胞侵入机体后，在适宜条件下发芽形成繁殖体，可产生强烈的外毒素，引起人类和动物疾病。在人类主要引起破伤风、气性坏疽和肉毒中毒等严重疾病。此外，还与皮肤、软组织感染，医源性腹泻和肠炎等有关。该属绝大多数细菌均有周鞭毛，无荚膜，仅产气荚膜梭菌等极少数细菌例外；不同种细菌芽胞形态、大小及其在菌体中的位置各不相同，这些特点有助千菌种的鉴定。


医学微生物学 —、破伤风梭菌 破伤风梭菌(C. tetani)广泛分布千土壤、人和动物的粪便中。破伤风梭菌芽胞感染伤口或肪带残端时，在特定条件下，芽胞发芽形成繁殖体，释放毒素，引起破伤风(tetanus)。发病后机体呈强直性痉挛(tetanic spasms汃外界刺激引起的手足抽搞，可因窒息或呼吸衰竭死亡。发病见于各年龄段人群；在发展中国家，新生儿破伤风(neonatal tetanus)最为常见和严重，是重要的公共卫生问题之一。 （二）致病性与免疫性 肺炎衣原体人生物型寄生于人类，经飞沫或呼吸道分泌物在人与人之间传播。播散较为缓慢，具有散发和流行交替出现的特点。约有50％的成人曾有肺炎衣原体感染，故大部分感染者为亚临床型。肺炎衣原体是呼吸道感染性疾病的重要病原体，易引起肺炎、支气管炎、咽炎和鼻窦炎等。起病缓慢，临床症状与肺炎支原体相似，表现为咽痛、咳嗽、咳痰、发热等，一般症状较轻。大约4.5%~25％肺炎衣原体感染的病人出现严重的哮喘症状。病原体存在的持续性及隐蔽性可造成机体组织的慢性病理损伤。流行病学调查证实，肺炎衣原体与冠心病、动脉粥样硬化等慢性病的发病密切相关。


医学微生物学 （二）致病性与免疫性 机体抗肺炎衣原体感染以细胞免疫为主、体液免疫为辅，但免疫力不持久，可重复感染。 3所致疾病 (1)破伤风：分为全身型和局限型，全身型是临床上最常见的类型，全球每年约100万病例。潜伏期一般7~8天，多数在外伤后三周内发病。潜伏期长短，与芽胞侵入部位距离中枢神经系统的远近有关。全身的肌肉群均可受累。早期典型的症状是咀嚼肌痉挛所造成的苦笑面容和牙关紧闭，逐步出现持续性背部肌肉痉挛、角弓反张。外界因素刺激可致手足抽擂，但神志清楚。重症病人可出现自主神经功能障碍，如血压波动、心律不齐和因大量出汗造成的脱水。死亡率高达52%。局限型少见且症状相对较轻，仅以受伤部位或邻近肌肉待续性强直痉挛为主，预后较好。(2)新生儿破伤风：主要是因为分挽时使用不洁器械剪断挤带或跻部消毒不严格，破伤风梭菌芽胞侵入肪部所致。一般出生后4~7天发病，俗称“七日风”"跻风”或“锁口风”。早期出现哭闹、张口和吃奶困难等症状，有助于诊断；进展的症状与全身型破伤风相同，死亡率3%～88%。


医学微生物学 3所致疾病 4.免疫性机体对破伤风的免疫主要依靠体液免疫，即抗毒素对毒素的中和作用。然而，破伤风痉挛毒素毒性很强，极少量毒素即可致病，但如此少量的毒素尚不足以刺激机体产生抗毒素，故病后一般不会获得牢固免疫力。获得有效抗毒素的途径是进行人工免疫。 （三）微生物学检查法 病原学检查是确诊的重要依据。取病人血、痰标本或咽拭子直接涂片染色观察包涵体。如必要可先采用组织培养或动物接种进行病原体分离，再通过Giemsa或Macc hi a v e ll o染色观察原体或网状体。血清学诊断可采用重组鹦鹉热衣原体抗原及IFA或ELISA检测特异IgM抗体（滴度;;;:1:16)进行早期特异性诊断。也可根据16S rRNA或MOMP基因设计特异引物，采用PCR进行快速检测与诊断。


医学微生物学 （四）防治原则 目前曲霉病的治疗包括抗真菌药物及外科局部病灶切除，另外进行免疫调节辅助治疗。嗤类药物伊曲康嗤、伏立康嗤、泊沙康挫，多烯类药物两性霉索B，及棘白菌素类药物卡泊芬净及米卡芬净对曲霉均有抗菌活性。近年来，常使用嗤类与棘白菌素类药物联合治疗，以降低病死率。对于免疫缺陷或功能低下的高危病人，应进行预防性抗真菌治疗，可选择两性霉素B或伊曲康嗤雾化吸入，预防效果较好。 二、产气荚膜梭菌 产气荚膜梭菌(C. perfringens)广泛存在于土壤、入和动物肠道中，既是入和动物的胃肠疾病最常见的病原菌，也是引起人类的严重创伤感染的重要病原菌。（一）生物学性状1．形态与染色产气荚膜梭菌为两端略微钝圆的革兰阳性粗大杆菌，（0.6-2)µ,mx(l-19)µ,m。芽胞呈椭圆形，直径略小千菌体，位于次极端，但在组织中或体外培养物中均很少能观察到芽胞。无鞭毛。在被感染的入或动物体内能形成明显的荚膜（图12-2／文末彩图12-2)。


医学微生物学 二、产气荚膜梭菌 2.培养特性厌氧，但不十分严格。20~50°C均能旺盛生长，在其最适生长温度42°c，此时该菌分裂繁殖周期仅为8分钟，易于分离培养。在血琼脂平板上形成中等大小的光滑型菌落，多数菌株有双层溶血环，内环是由0毒素引起的完全溶血，外环是由a毒素引起的不完全溶血。在卵黄琼脂平板上，菌落周围出现乳白色混浊圈，是由细菌产生的a毒素分解卵磷脂所致；若在培养基中加入特异性抗血清，则不出现混浊，此现象称Nagler反应，为本菌的特点。本菌代谢十分活跃，可分解多种常见的糖类，产酸产气。在庖肉培养基中可分解肉渣中糖类而产生大量气体，肉渣呈淡粉红色，不被消化。在牛乳培养基中能分解乳糖产酸，使其中酪蛋白凝图12-2产气荚膜梭菌的革兰染色（光镜X固；同时产生大量气体（比和CO2)，可将凝固的酪1000)蛋白冲成蜂窝状，将液面封固的凡士林层上推，甚至冲走试管口棉塞，气势凶猛，称＂汹涌发酵"(s tormy fermentation)现象。


医学微生物学 二、产气荚膜梭菌 3分型根据产气荚膜梭菌的4种主要毒素(a、B、C、L)产生情况，可将其分为A、B、C、D和E五个血清型。A型在自然界广泛存在，如土壤、污水及人和动物的肠道内均可分离到。B~E型在土壤中不能存活，但可寄生在动物肠道内，引起动物的胃肠疾病。对人致病的主要为A型，C型是坏死性肠炎的病原菌。（二）致病性1致病物质产气荚膜梭菌至少能产生12种与致病性有关的外毒素和酶。(1)O'毒素(alpha toxin)：又称磷醋酶C(p hospholipase C)，是产气荚膜梭菌产生的毒性最强、最重要的毒素。各型菌均能产生，以A型产量最大。a毒素能分解细胞膜上磷脂和蛋白形成的复合物，造成红细胞、白细胞、血小板和内皮细胞溶解，引起溶血、血管通透性增加伴出血、组织坏死，肝脏毒性和心肌功能受损，在气性坏疽的形成中起主要作用。 2.所致疾病 (1)气性坏疽：60%-80％的病例由A型引起。但除产气荚膜梭菌外，至少还有五种其他梭菌也能引起气性坏疽。该病多见于战伤和地震灾害，也可见于工伤、车祸等所致的大面积创伤。致病条件与破伤风梭菌相似。


医学微生物学 2.所致疾病 气性坏疽潜伏期短，一般仅为8~48小时。病菌通过产生多种毒素和侵袭性酶，破坏组织细胞，发酵肌肉和组织中的糖类，产生大量气体，造成气肿；同时血管通透性增加，水分渗出，局部水肿；气水肿挤压软组织和血管，影响血液供应，造成组织坏死。严重病例表现为组织胀痛剧烈，水气夹杂，触摸有捻发感；最后产生大块组织坏死，伴有恶臭。毒素和组织坏死的毒性产物被吸收入血，引起毒血症、休克。病情进展和恶化快，死亡率40%～l00%。壁溃疡、甚至穿孔导致腹膜炎和休克。（三）微生物学检查法主要针对气性坏疽。因气性坏疽一旦发生，病清凶险，需尽快作出诊断。1直接涂片镜检这是极有价值的快速诊断法。从深部创口取材涂片，革兰染色，镜检见有革兰阳性大杆菌、白细胞数量甚少且形态不典型（因毒素作用，白细胞无趋化反应汃伴有其他杂菌等三个特点即可报告初步结果。早期诊断能避免截肢或死亡。


医学微生物学 2.所致疾病 2.分离培养与动物试验取坏死组织制成悬液，接种血平板或庖肉培养基，厌氧培养，观察生长和菌落特点；取培养物涂片镜检，并用生化反应鉴定。必要时可取细菌培养液0.5-lml静脉注射小鼠，10分钟后处死，置37屯经5~8小时后观察，如动物躯体膨胀，取肝或腹腔渗出液涂片镜检并分离培养。疑为产气荚膜梭菌引起的食物中毒，在发病后一日内取剩余食物或粪便作细菌学检查，若检出大于105个病菌／克食品或106个病菌／克粪便可确诊；或采用免疫学方法检测粪便中的肠毒素。（四）防治原则对局部感染应尽早施行外科清创手术，切除感染和坏死组织，必要时截肢以防止病变扩散。使用大剂量的青霉素等抗生素以杀灭病原菌和其他细菌。有条件可使用气性坏疽多价抗毒素治疗和高压氧舱法，后者可使血液和组织中的氧含量提高15倍，能部分抑制厌氧菌的生长。无疫苗用于预防。 三、肉毒梭菌 肉毒梭菌(C. b ot ulinum)主要存在于土壤中，在厌氧环境下能产生毒性极强的肉毒毒素(botulinum t oxi n)而引起疾病，最常见的为食源性肉毒中毒和婴儿肉毒中毒。


医学微生物学 （一）生物学特性 艰难梭菌为革兰阳性粗长杆菌，（0.5~2)µm x(3~17)µm。芽胞呈卵圆形、芽胞直径比菌体略大、位千次极端。有周鞭毛。严格厌氧。血琼脂平板上形成直径较大、白色或淡黄色、不溶血的粗糙型菌落；在环丝氨酸－头抱西丁~果糖琼脂平板可产生黄色菌落，紫外线灯下可见黄绿色荧光。艰难梭菌的芽胞对常用消毒剂、抗生素、高浓度氧或胄酸，均有很强的抵抗力，但其繁殖体对这些因素较为敏感。


医学微生物学 四、艰难梭菌 艰难梭菌(C. d,fficile)广泛分布千土壤，多种家畜和野生动物、甚至人类的粪便中。1935年Hall和0'Toole首次从新生儿粪便中分离到该菌。因该菌对氧气极为敏感，当时难以从粪便中分离和培养而命名。艰难梭菌感染(C. d,fficile infection, CDI)流行千世界各地，多数为无症状携带者，因此过去也错认为艰难梭菌是构成人类肠道正常菌群的成员。1978年Ted esco首次鉴定产生毒素的艰难梭菌与林可霉素治疗后出现的假膜性结肠炎相关。目前，艰难梭菌已被公认为是医源性腹泻最重要的病原体，在美洲、欧洲和亚洲的发病率均较高，如感染老年入和接受抗生素治疗导致肠道菌群失调的人群易致死亡，临床上受到高度重视。


医学微生物学 （二）致病性1.致病物质 Tc dA和Ted B是由存在千不同菌株染色体上相同位置的一个长度为19.6kb的致病岛所编码，分子量分别为308kD和270kD。两者的氨基酸序列具有同源性，均属千葡糖基转移酶(glucosyltransferases)，可灭活上皮细胞内的Rho蛋白家族，导致细胞凋亡并产生细胞病变效应，是艰难梭菌最重要的致病物质，与CDI出现的临床症状密切相关。此外，大于0. lnm oVL的Ted B还可增加细胞内活性氧中间物而促进细胞坏死。艰难梭菌转移酶(CDT)，又名二元毒素(binary toxin)，由C DTa和CDTb两个成分组成，是部分致病菌株染色体上另一个长度为6.2kb的致病岛所编码。CDTb结合细胞表面受体并介导毒性亚单位CDTa进入细胞质；CDTa破坏细胞骨架，导致上皮细胞死亡。


医学微生物学 （二）致病性1.致病物质 (2)医源性腹泻：曾经住院史、罹患基础疾病、老年人、抑酸剂的使用和曾接受过抗生素的治疗等是危险诱因。其中，抗生素治疗史是最重要的高危诱因，常在抗生素预防或治疗应用5~10天后，出现水样腹泻，传统上也称为抗生素相关性腹泻(antibiotic-associated diarrhea)，占腹泻病例的10%;20%~30％由艰难梭菌所致，其他如金黄色葡萄球菌和产气荚膜梭菌等也可导致。然而，超过30％的腹泻病例，未曾有抗生素治疗史，与住院史、病人的年龄或罹患基础疾病等相关。有报道在住院1周内，13%~20％的住院病入可检测到艰难梭菌，入院4周内的检出率可增加到50%。艰难梭菌经胃进入十二指肠后，芽胞受到来源于肝脏的初级胆汁酸的刺激开始发芽形成繁殖体。尽管所有抗生素、甚至抑酸剂治疗都与C DI相关，但林可霉素、头抱菌素和哇诺酮类抗生素是最常见的诱因；抗生素可破坏肠道的正常菌群，而正常菌群对艰难梭菌芽胞发芽形成繁殖体和毒素的产生，有显著的抑制作用。除抗生素的类型外，抗生素的作用时间、剂量和联合作用均是重要的影响因素。在结肠，次级胆汁酸抑制艰难梭菌的芽胞发芽、促进繁殖体形成芽胞并随粪便排出体外。