微生物与人类疾病ppt课件

微生物与疾病 病原微生物分类及主要特性 微生物的致病性和感染 抗感治疗和细菌耐药性 细菌遗传变异在医学上的实际意义 肿瘤与微生物 病原微生物分类及主要特性 凡能引起人类、家禽家畜生病的微生物称为病原微生物 病原微生物有病毒、立克次体、螺旋体、细菌、真菌、衣原 体等 细菌： 原核，缺乏细胞器 裂殖 化脓性感染及伤寒、痢疾、百日咳等传染性疾病 普通光学显微镜可见 可被高温、干燥、紫外线、多种化学毒剂和抗菌素杀灭 或抑制 病毒： 非细胞型微生物，体积微小，能通过滤菌器，电子显微镜可见 主要由核酸和包在核酸外的蛋白质外壳组成 以复制形式增殖，只能在活细胞内生长增殖 可以引起麻疹、流感、小儿麻痹症、脑炎等病疾 绝大多数病毒对磺胺及抗生素不敏感 立克次氏体： 介于细菌与病毒之间的微生物 有相似细菌的形态结构和繁殖方式 寄生在各种节肢动物体内（恙虫、虱、蚤），并通过这些节肢动物为 媒介进行传播 能引起斑疹伤寒、恙虫病等疾病 对一些抗生素如氯霉素、四环素敏感，对磺胺不敏感 螺旋体： 介于细菌与原虫之间的一类微生物 体形细长、弯曲，呈螺旋状 具有细菌所有的基本结构 二分裂繁殖 可引起梅毒、回归热及钩端螺旋体等病 真菌： 真核细胞型微生物，细胞分化程度较高，有核膜、核仁和 染色体，具有完整的细胞器 出芽形成菌丝，产生孢子，及菌丝分枝断裂等方式繁殖 可引起各种皮肤癣、白色念珠菌病等 病原微生物引起的传染病在历史上曾经给人类造成重大灾难，今天新的病原微生物 又在向人类发起新的挑战 微生物的进化或变异是微生物种群的特征，是导致新病原体出现的内在因素 病原微生物仍在迅速进化，而人类的进化减慢了 自然进化过程是建立在基因能改变活生物体去适应外部周围环境的性能的基础上， 可现代人不仅几乎丧失了对生物圈的依赖性，而且自己去改变它，减弱了自然选择 的作用 由于对森林的侵袭，人类对野生动物种群和“野生动物肉食”接触的增多以及 饮食的改变也产生了传播疾病的机会。 森林被毁还可能改变了诸如疟疾和 莱姆病等病的传播模式。尼帕病毒据认为是印度尼西亚的毁灭森林大火发生 之后因蝙蝠载体进入邻国马来西亚之后才出现， 这种病毒感染了集中圈养 的猪，然后传给人类 人类10大疾病排行 心脏病 北美、欧洲、大洋洲主要的疾病，特别是老年人 所受的此病威胁最大，仅美国每年就有75万人死 于此病。在我国，健康杀手排行榜，第一名就是 冠心病 恶性肿瘤(癌) 根据世界卫生组织1984年公布的资料表明，全球 每10个死亡者，其中有1人死于癌。而在百余种 不同病变的痛症中，至今尚未发现有特效的治疗 方法 脑血管病变（亦叫中风或脑溢血） 中美科学家联合经过十年调查研究证实，心脑血管病是中国成人主要死亡原因 胃肠炎（包括痢疾） 流行性感冒及肺炎 无特殊的预防和治疗方法，发病于世界各地，尤其是智利和墨西哥等南美国家的死亡率较高 支气管炎（包括肺气肿和气喘） 吸烟，尘埃、空气污染以及环境中的致敏因子，促使着该病的发生和发展 糖尿病 糖尿病人合并出现脑梗塞的危险比一般人高2到4倍，心梗危险要高3到4 倍。1/3的病人有肾病， 1/4会合并心血管病，1/3可能有眼睛问题，糖尿病引发尿毒症，最终末期死于肾衰竭的占据首 位，高达36.39%，还有很多糖尿病患者死于心脏病 肝硬化 病因至今莫衷一是，与过量饮酒及某些维生素的缺乏有关。持续的病毒复制可增加肝脏炎症和纤 维化的发生危险，后两者是慢性乙型肝炎患者发生肝硬化的前驱表现 结核病 结核病是世界上主要传染病的死因，特别是多重耐药性结核病的暴发流行和严重危害性 感染性疾病及外伤 特别在不发达国家，儿童在此类疾病和外伤中死亡率较高 微生物的致病性 细菌感染 细菌在宿主体内生长繁殖，与宿主相互作用，导致宿主不同程度的病理过程 传染 来自宿主体外的微生物，通过一定方式从一个宿主传播到另一个宿主的感染 半数致死量 (LD50) ：一定时间内，通过一定途径，能使一定体重的试验动物半数死亡或者感 染需要的最小细菌数或毒素量 毒力： 致病细菌致病力的强弱程度，其物质基础是侵袭力和毒素 侵袭力：病原菌突破宿主机体的防御功能，并能在体内定居、繁殖、扩散的能力， 荚膜、菌毛、侵袭质等 毒素：由病原菌产生，能对细胞、组织和机体内造成损害，并引起疾病的物质，分 为内毒素和外毒素两种 内毒素：为革兰氏阴性细菌细胞壁的脂多糖成分，只有当菌体自溶或人工裂 解后才能释放出来 中毒效应：内毒素对于机体作用无种的特异性，它主要引起发热、出血和 心血管系统的衰竭。这种衰竭常称为内毒素休克 (endotoxin shock) 性质： 耐热：100 1 小时不被破坏 稳定性 ：不能用甲醛脱毒成类毒素 免疫原性： 特异多糖、非特异核心多糖的抗原性 ( 多糖链上单糖的 种类、构型、位置、排列顺序构成抗原的特异型，决定 其多样性 ) 青霉素对脑膜炎奈瑟菌引起的流行性脑膜炎疗效非常显著 ，加用激素类药物 内毒素检测：除热原 外毒素：致病菌在胞内产生并释放到胞外的物质，称做外 毒素。其多为蛋白质。外毒素可在机体内产生，也可在机 体外适宜环境中产生 生物活性及毒性效应： 结构相似，功能差异显著 对组织的高度选择性 中毒症状各异 中毒不会发生放热反应 0.4% 的甲醛脱毒成为类毒素 外毒素毒性很强。最强的肉毒毒素1毫克纯品能杀死2亿只小鼠，其毒性比化学毒剂氰化钾 还要大1万倍 白喉外毒素 ：损伤上呼吸道的细胞，使呼吸道上形成假膜 ，引起窒息 破伤风的外毒素：通过干扰突触的活性，引起肌肉痉挛 肉毒中毒毒素 ： 影响突触的活性， 它阻止了乙酰胆碱 和神经传递素的释 放，导致肌肉麻痹 没有毒性的蛋白质刺激机体发生免疫反应的能力 （称为免疫原性）并未减弱。这种脱去毒性的外 毒素称为类毒素。利用类毒素毒性很弱而免疫原 性强的特点，可以做成预防针来进行免疫预防接 种，使接种者通过自身的免疫系统产生足量的抗 毒素，以预防以后可能入侵的外毒素产生菌的感 染。目前用于预防白喉和破伤风的免疫制剂就是 它们的类毒素 区别要点外毒素内毒素 产生菌多数革兰氏阳性菌，少数革兰氏阴性菌 多数革兰氏阴性菌，少数为革兰氏阳性（如苏云金芽孢杆菌 ） 存在部位多数活菌分泌出，少数菌裂解后释出细胞壁组分，菌裂解后释出 化学成份蛋白质脂多糖 毒性作用 强，对组织细胞有选择性毒害效应，引起特殊 临床表现 较弱，各种类的毒性效应相似，引起发热、白细胞增多、微 循环障碍、休克等 免疫抗原性强，刺激宿主产生抗毒素较弱，甲醛液处理后不形成类毒素 稳定性60半小时被破坏1602-4小时被破坏 处理方式特定抗生素治疗为主消炎药物、抗氧化剂治疗为主 细菌致病的五要素： 细菌能引起感染的能力 细菌的毒力：菌必须具有较强的毒力才能致病，这是建立感染的 基础。如结核杆菌具 有极强的毒力，属典型的致病菌，但当减毒成为卡介苗后，由于丧失其毒力，成为非 致病菌 细菌侵入的数量：感染的发生，除细菌的毒力外，还需要有足够的数量 。数量的多少 ，与细菌毒力强弱有关，还取决于机体的免疫力。如毒力强的鼠疫杆菌，数个细菌就 可发生感染，而毒力弱的沙门氏菌，摄入数亿细菌才导致急性肠炎 细菌侵入的门户：致病菌的侵入门户也制约其感染 ，如破伤风杆菌侵入消化道不会致 病，而伤寒杆菌必须经口进入体内才会建立感染，鼠疫菌经虫媒介叮咬进入机体致病 等 机体的免疫力：同样面对鼠疫流行、流感流行、霍乱流行，有的人被感染患病，有的人 则安然无恙，这就是机体免疫力的差异 组织亲和力； 组织亲和力决定细菌感染的进程。致病菌或毒素进入机体内，如不能与 相关组织亲和（粘附、结合受体），就无法建立感染 抗菌药物的作用机制及细菌耐药性 目前应用于临床的抗生素和抗菌药物有上百种，其中青霉素类 50 余种，头孢 菌素类 70 余种，四环素类 12 种，氨基糖苷 8 种，大环内酯类 9 种 作 用 机 制 抗菌药物的 作用机制 抑制细菌细 胞壁合成 b - 内酰胺类、万古霉素、磷霉素、环丝 氨酸 损伤细菌细 胞膜 多粘菌素 B 、多粘菌素 A 、制霉菌素、 吡咯类、杆菌肽 抗生素的作 用机制 抑制细菌蛋 白质合成 四环素、氯霉素、大环内酯类、林可霉素 类、氨基糖苷类、夫西地酸 抑制细菌核 酸合成 利福霉素类、灰黄霉素。喹诺酮类、新生 霉素、香豆霉素 细菌耐药性的种类： 天然耐药和获得耐药 天然突变产生的耐药性即染色体遗传基因介导的耐药性，发生的频率相对较低 诱发因素：物理因素 (X 射线、紫外线 ) 、化学因素 ( 氮芥、环氧类化合物 ) 突变细菌：革兰氏阴性菌产生的头孢菌素酶、肺炎杆菌产生的青霉素酶 获得耐药性或质粒介导的耐药性：耐药性质粒广泛存在于革兰氏阳性和阴性细菌中，几乎所有的致 病菌均可具有耐药质粒 耐药性的发生机制： 钝化酶或灭活酶的产生：细菌通过耐药因子可产生破坏抗生素或使之失去抗菌作用的酶，使药物在 作用于菌体前即被破坏或失效， - 内酰胺类抗生素及内酰胺酶 抗生素的渗透障碍：由于细菌细胞壁的障碍或细胞膜通透性的改变，抗生素无法进入细胞内达到作 用靶位而发挥抗菌效能。由质粒控制的细菌细胞通透性改变使很多抗生素如四环素类、氯霉素、磺 胺药和某些氨基糖苷类抗生素难以进入细胞内 靶位的改变：有的细菌可改变靶位酶，使其不易为抗生素所作用，如细菌可改变其体内的二氢叶酸 合成酶，使该酶与磺胺药的亲和力大为降低而引起对磺胺药耐药。细菌还可复制靶位而获得对某些 抗生素的耐药性，如某些肺炎链球菌、流感杆菌、脑膜炎球菌、淋球菌和金黄色葡萄球菌能改变其 - 内酰胺类抗生素靶位的结构或产生一种新的 - 内酰胺抗生素靶位，后者使抗生素的亲和力减低 因而导致耐药性 细菌耐药性的防治措施： 合理使用抗菌药物：一种抗菌药可以控制的感染则不任意 采用多种药物联合，可用窄谱抗菌药则不用广谱抗菌药 医院中严格执行消毒隔离制度，防治耐药菌的交叉感染， 对耐药菌感染的患者应予隔离。医院中医务人员、尤其与 病人接触较多的医生、护士、和护工等，应定期检查带菌 情况 新药物的寻找和研制：根据细菌耐药性的发生机制及其与 抗菌药物结构的关系，寻找和研制具有抗菌活性，尤其对 耐药菌有活性的新抗菌药 细菌遗传变异在医学上的实际意义 细菌子代与亲代之间在形态结构，生理功能等方面 的相似现象，称为遗传（heredity）。遗传使细菌 的种属性状保持相对稳定。细菌子代与亲代之间存 在程度不一的差异现象称之为变异（variation）， 变异使细菌的种属得以进化 从生物进化的观点看，稳定是相对的，变异是绝对 的，它们即对立又统一 细菌变异的种类 形态结构的变异 细菌在生长繁殖过程中受到不利因素的影响：不适宜的温度、酸碱度 、化学药品、抗生素和免疫血清等，常可发生形态结构的改变。如某 些细菌在青霉素、溶菌酶等的作用下，细胞壁被破坏或细菌合成肽聚 糖障碍，形成没有细胞壁的细菌，不能维持其固有的形态，菌体呈现 圆球形、长丝状或多形性，称为L-型细菌（L-form）。有鞭毛的变形 杆菌在0.1%石炭酸琼脂培养基上生长，可失去鞭毛，通常把这种鞭毛 丢失的变异，称为H-O变异 菌落的变异 细菌的菌落可分为光滑型（Smooth）、粘液型（Mucoid）和粗糙型（Rough）三类。当细菌菌落由 S型变为R型时，细菌的毒力和抗原性等常会发生较全面地改变，多见于肠道杆菌。这种变异类型，常 称为S-R变异 毒力的变异 细菌毒力的变异表现为细菌毒力的减弱或增强 将细菌长期培养在人工培养基中，培养基中加入少量化学物质、抗生素或免疫血清等可降低细菌的毒 力。如用于预防结核病的卡介苗（BCG：Bacilla of Calmette-Gueria）是由卡介二氏将有毒力的牛 型结核杆菌在含有胆汁、马铃薯和甘油的培养基中，培养13 年，传230代，获得的一株毒力减弱、抗 原型完整的细菌变异种 将细菌由人工培养基中接种到易感动物体内，其毒力可以增强 耐药性变异 原来对某种药物敏感的细菌，可以发生变异而形成耐药性 如金黄色葡萄球菌对常用的青霉素可产生耐药性 对链霉素敏感的痢疾杆菌，如长期在含有链酶素的培养基中培养，可以形成对链霉素的耐药性 细菌变异的物质基础 细菌变异的物质基础除菌体内的染色体外，还有染色体外的遗传物质质粒 ，以及噬菌体遗传物质 细菌的染色体 细菌的染色体是它的核质DNA。与其他生物细胞不同的是其缺少组蛋白，仅为一个环状双螺旋DNA长链，高度盘绕折叠并 集中在胞浆中，无核膜包绕。如大肠杆菌染色体DNA约有5000多个基因，编码2000多种酶和其它结构蛋白 质粒（plasmid） 质粒是细菌染色体外的遗传物质，由闭合的环状双股 DNA组成。控制细菌某些特定的遗传性状，非细菌生命活动所必须 医学上重要的质粒有： 质粒：决定细菌性菌毛的有无 R质粒：决定并传递细菌的耐药性 Col质粒：可使大肠杆菌产生大肠菌素 质粒的特性有： 质粒可自行复制，并确保细胞多种重要的生物学性状 质粒不是细菌生命活动所必需的，可以自行丢失或经人工处理而消除，经高温、紫外线等处理，质粒丢失的几率可提高 质粒可从一个细菌转移至另一个细菌，携带的性状也随之转移 噬菌体（bacteriophage） 噬菌体是感染细菌、真菌等微生物的病毒。它们具有一定的形态、结构和严格的寄生性。必须在活的易感细胞内增殖，并 能裂解宿主菌。有些噬菌体感染细菌后，并不增殖，而将其基因组整合于细菌的DNA上，相当于细菌的遗传物质，,可控制 细菌某种遗传性状 细菌变异的机理 突变（mutation） 突变是细菌基因结构发生稳定性的改变，导致遗传性状的变异。突变包括基因突变和染色体 畸变两种。基因突变发生在DNA中一对或少数几对碱基的置换、插入或缺失，称为点突变。 染色体畸变则涉及大段的DNA发生易位、缺失、重复或倒位等变化，经常导致细菌的死亡 细菌基因的转移与重组 两个不同性状的细菌之间通过遗传物质的转移与重组，可以发生遗传变异。基因转移中 提供DNA的细菌为供体菌，接受DNA的细菌为受体菌。 基因转移与重组的方式有以下几种： 接合（conjugation）：供体菌通过性菌毛相互沟通，将遗传物质（质粒）转移给 受体菌，从而使受体菌获得新的遗传性状。接合可转移的质粒：F质粒、R质 粒、Col质粒 转化（transformation）: 供体菌游离的DNA片段直接进入受体菌，并与受体菌的 基因组 整合，使受体菌获得新的遗传性状 转导（transduction）:以温和噬菌体为媒介，将供体菌DNA转移到受体菌中，使 受体菌 获得供体菌的部分遗传性状的过程 在临床微生物学工作中，经常会遇到一些不典型的细菌，要作出正确的诊断，不但 要熟悉其典型特性，还要了解细菌发生的形态、菌落、生化、毒力、抗原性等各种 性状变异。充分了解微生物变异现象和规律才能避免误诊和漏诊的发生 在疾病治疗方面，抗生素的广泛使用使临床分离的耐药菌株日益增多，所以在选用 治疗药物时应先做抗菌药物的敏感试验，选择敏感药物。防止耐药菌株扩散和提高 药物疗效 菌苗的注射是提高机体特异性免疫和预防传染性疾病的有效措施。用人工方法促进 细菌变异，使其毒力减低而仍保持其抗原性，用以制备细菌减毒活疫苗，如卡介苗 、炭疽及鼠疫减毒活疫苗 根据微生物遗传变异机制，通过DNA重组技术生产胰岛素、干扰素、凝血因子等 生物制剂，为疾病的防治作出有价值的贡献 细菌遗传变异在医学上的实际意义 肿瘤与微生物 肿瘤是人体器官组织的细胞，在外来和内在有害因素的长期作用下所产生的一种以细 胞过度增殖为主要特点的新生物。这种新生物与受累器官的生理需要无关，不按正常 器官的规律生长，丧失正常细胞的功能，破坏了原来器官结构，有的可以转移到其它 部位，危及生命。一般将肿瘤分为良性和恶性两大类 肿瘤在本质上是基因病。各种环境的和遗传的致癌因素以协同或序贯的方式引起DNA 损害，从而激活原癌基因和（或）灭活肿瘤抑制基因，加上凋亡调节基因和（或） DNA修复基因的改变，继而引起表达水平的异常，使靶细胞发生转化。被转化的细胞 先多呈克隆性的增生，经过一个漫长的多阶段的演进过程，其中一个克隆相对无限制 的扩增，通过附加突变，选择性地形成具有不同特点的亚克隆（异质化），从而获得 浸润和转移的能力（恶性转化），形成恶性肿瘤 癌症是一大类恶性肿瘤的统称。癌细胞的特点是无限制、无止境地增生，使患者体内的营养物质被 大量消耗；癌细胞释放出多种毒素，使人体产生一系列症状；癌细胞还可转移到全身各处生长繁殖 ，导致人体消瘦、无力、贫血、食欲不振、发热以及严重的脏器功能受损等等。与之相对的有良性 肿瘤，良性肿瘤则容易清除干净，一般不转移、不复发，对器官、组织只有挤压和阻塞作用，但癌 症（恶性肿瘤）还可破坏组织、器官的结构和功能，引起坏死出血合并感染，患者最终由于器官功 能衰竭而死亡 癌症病因是：机体在环境污染、化学污染（化学毒素）、电离辐射、自由基毒素、微生物（细菌、 真菌、病毒等）及其代谢毒素、遗传特性、内分泌失衡、免疫功能紊乱等等各种致癌物质、致癌因 素的作用下导致身体正常细胞发生癌变的结果，常表现为：局部组织的细胞异常增生而形成的局部 肿块。癌症是机体正常细胞在多原因、多阶段与多次突变所引起的一大类疾病 具有局部浸润和远处转移是恶性肿瘤最重要的特点，并且是恶性肿瘤致人死亡的主要原因 癌细胞进行转移会分为几个阶段：第一个阶段称为侵犯，这个阶段中癌上皮细胞会松开癌细 胞之间 的连接，使得癌细胞“重获自由”而能移动到其他地方去。第二个阶段称为内渗，癌细胞穿过血管或 淋巴管的内皮进入循环系统。第三阶段称为外渗，在这个阶段当中，经过循环系统之旅洗礼的幸存 者，会穿过微血管的内皮细胞到达其他的组织。最后的阶段就是这些癌细胞的新大陆移民，在其他 组织当中繁衍茁壮形成转移的恶性肿瘤 易患人群 癌症家族性和遗传性疾病的人群：许多常见的恶性肿瘤，如乳腺癌、胃癌、大肠癌、 肝癌、食管癌、白血病往往有家族聚集现象 与癌有关疾病的人群：长期患有慢性胃炎、宫颈炎、乙型肝炎、皮肤溃疡的患者易患 癌症 不良嗜好人群：长期吸烟的人群易患肺癌、胃癌。喜饮过热的水、汤及吃刺激性强或 粗糙食物的人群易患食管癌，喜抱怀炉或坐热炕的人易患皮肤癌，长期酗酒者易患食 管癌、肝癌 职业易感人群：长期接触医用或工业用辐射的人群，接受超剂量的照射后，易患白血 病、淋巴瘤。长期接触石棉、玻璃丝的人群易患间皮瘤。长期吸入工业废气、城市污 染空气的人群易患肺癌 个性易感人群：精神长期处于抑郁、悲伤、自我克制及内向的人群，易患癌症 不吃发霉的粮食及其制品。花生、大豆、米、面粉、植物油等发霉后，可产生黄曲霉素，是一种强烈的致癌（特别是肝 癌和胃癌）物质 不吃熏制或腌制的食物，如熏肉、咸肉、咸鱼、腌酸菜、腌咸菜等，这些食物中含有一种可能导致胃癌和食道癌的化学 物质 不吸烟。香烟中的焦油等物质是导致肺癌和胰腺癌的致癌因素。最近研究证明，吸烟和妇女宫颈癌也有关系 不酗酒，特别是不饮烈酒。浓度高的酒精会刺激口腔、食道壁和胃壁的上皮细胞并引发癌变 不接触或少接触大烟囱里冒出的黑烟，被它污染的空气里含有少量的致癌物质 不要用有毒的塑料制品（聚氯乙烯）包装食物 不吃被农药污染的蔬菜、水果和其它东西 饮用新鲜、清洁的水，不喝过烫的水，不吃过热、过硬、烧焦或太咸食物 不要过度晒太阳。阳光中的紫外线可导致皮肤癌，并可能降低人体的免疫力 多吃新鲜蔬菜，吃饭不要过饱，控制肉类食物摄入量，控制体重，这样可以减少癌症的发病率 不要经常吃有可能致癌的药物，如激素类药物、大剂量的维生素e等 有子宫糜烂的妇女，定期检查并及时治疗，防止癌变 有阴茎包皮过长的成人，要及时切除，防止阴茎癌 不论是否装有空调设备，封闭式环境的空气污染相当严重。通风的房子则对人体健康有益。没有装空调的房间，也必须 每天开窗约1-2小时 装潢中不要用放射性的岩石和矿沙作为建筑材料，不用含有苯、四氯化碳、甲醛、二氯甲烷等致癌物质的建筑材料。在 空气流通的情况下进行室内装修。装修完后，要把室内的油漆味、胶水味、新家具的气味经开窗排放出去，待通风30天 左右后才能安全住人。医学机构调查表明：现代家装污染是导致癌症高发的主要原因之一 炒菜或油炸食品时，因油锅太热产生许多油烟对人体有害，所以炒菜油温不能太高，不能让油锅冒油烟 ，尽量少用煎、炒、油炸、熏烤的烹调方法。提倡多用蒸、煮、凉拌、水氽、汤菜等烹调方法 在厂矿、车间等工作的人员下班后，首先应洗手或洗澡，不要把工作服带回家中 添新衣也应注意是否有甲醛之类的污染物。购买织物服装后，先用清水洗涤后再穿最好 勿憋尿：研究发现，膀胱癌的发生与一个人的饮水、排尿习惯有关 喝蔬菜汁；常喝甜菜汁（根部及顶部作成的