执业兽医资格考试免疫学14细菌学课件

兽医微生物与免疫学,南京农业大学 张 炜,电话Email:,第一单元 细菌的结构与生理,细菌的基本结构 细菌的形态 细菌的特殊结构 细菌的染色方法,细菌的生长繁殖 细菌的代谢 细菌的人工培养,第1节 细菌的形态,一、细菌的个体形态,细菌的各种形态示意图及电镜照片,球菌（coccus） 双球菌（Diplococcus） 链球菌（Streptococcus） 葡萄球菌（Staphylococcus） 四联球菌（tetracoccus） 八叠球菌（sarcina） 杆菌（bacillus） 螺形菌（spiral bacterium）,二、细菌的群体形态,菌落 细菌在人工培养基中以菌落形式出现。在适宜的固体培养基中，经一定的时间培养，细菌在培养基表面或内部分裂增殖形成大量菌体细胞，形成肉眼可见的、有一定形态的独立群体，称为菌落。,基本结构：细胞壁、细胞膜、细胞质和核质等,第2节 细菌的基本结构,膜磷壁酸,一、细胞壁,三、细胞质,细胞膜包裹的溶胶状物质 有水、蛋白质、脂类、核酸及少量糖和无机盐组成,细胞质内含有许多重要结构,常见有,核糖体,质粒,胞质颗粒,与真核细胞不同，抗菌素作用部位,染色体外遗传物质，与遗传变异有关,异染颗粒等，可鉴别细菌,四、核体,是细菌的染色体，由裸露的双链DNA堆积而成，无核膜和核仁，又称拟核。,第3节 细菌的特殊结构,某些细菌在一定条件下可形在一些特殊结构，如鞭毛、菌毛、荚膜和芽孢等。,肺炎链球菌,荚 膜 是某些细菌在细胞壁外包绕的一层黏液样物质 化学组成 多糖或多肽 功能： 抗吞噬作用 粘附作用 抗有害物质损伤作用,炭疽杆菌,鞭 毛,化学组成：,功能：,鞭毛蛋白,运动器官 与致病有关 鉴定分类细菌,菌 毛,种类与功能：,化学组成：,菌毛蛋白,与致病有关 与遗传变异有关,芽 胞,功能与医学上意义：,脱水而成，为细菌休眠形式,对外界的抵抗力增加 可发芽成繁殖体有致病性,有鉴别作用 应以杀死芽胞为灭菌效果的指标,一、革兰氏染色法 细菌细胞微小，无色半透明，经过染色后，才能清楚地观察到细菌的形态和结构。 细菌的染色方法很多。最常用最重要的是革兰染色法。,初染,初染,媒染,脱色,复染,结晶紫,碘液,酒精,沙黄,第4节 细菌的染色方法,二、瑞氏染色法 三、特殊染色法 （一）抗酸染色法 一般对细胞壁中含有丰富蜡质的细菌（如结核分支杆菌）染色。 （二）芽孢、荚膜和鞭毛的染色法,第5节 细菌的生长繁殖,一、细菌生长繁殖的基本条件 营养物质 酸碱度：大多7.2-7.6 温度：嗜冷菌，嗜温菌，嗜热菌 气体：专性需氧，微需氧，专性厌氧，兼性厌氧 渗透压,二、细菌个体的生长繁殖 二分裂式生长，时间差别很大 三、细菌群体的生长繁殖 迟缓期，对数期，稳定期，衰亡期,第6节 细菌的代谢,一、细菌的基本代谢过程 二、细菌的合成代谢产物及其作用 热原质；毒素；侵袭性酶类；色素；细菌素；抗生素；维生素 三、细菌的分解代谢与生化反应 氧化发酵试验；氧化酶试验；过氧化氢酶试验；VP试验；甲基红试验；枸橼酸盐利用试验；吲哚试验；硫化氢试验；尿素酶试验。,第7节 细菌的人工培养,一、培养基的概念及种类 基础培养基 营养培养基 选择培养基 鉴别培养基 厌氧培养基,二、细菌在培养基中的生长现象,液体培养基中：混浊、沉淀、菌膜 半固体培养基中：有动力（即有鞭毛），呈放射状生长。 固体培养基中：看菌落形态,三、人工培养细菌的意义,细菌的鉴定 传染性疾病的诊断 分子流行病调查 生物制品的制备 饲料或畜产品降生学指标的检测,第2单元 细菌的感染,正常菌群 细菌的致病性 细菌的耐药性,第1节 正常菌群,一、正常菌群的概念 在动物体各部分正常寄居而对动物无害的细菌称为正常菌群 二、动物体内正常菌群的分布 体表，消化道，呼吸道，泌尿生殖道 三、正常菌群的生理作用 生物颉颃作用；营养作用；免疫作用,细菌的致病性是指细菌侵入动物体后突破宿主的防御功能，并引起机体出现不同程度病理变化的能力。 通常把细菌这种不同程度的称为细菌的毒力，即致病力的强弱。,第2节 细菌的致病性,定性 细菌是否有致病性，经典的依据是柯赫法则 近年来提出的分子水平的柯赫法则对此标准作了补充和完善。,定量 就某种病原菌而言，其致病性一般通过测定LD50以及ID50来定量。,物质基础 细菌的致病性在很大程度上取决于其毒力因子，包括侵袭力与毒素，以及毒力因子的分泌系统。 毒素有外毒素与内毒素之分,几个概念,感染（infection）是指病原微生物在宿主体内持续存在或增殖。 发病（disease）表示病原微生物感染之后，对宿主造成明显的损害。 病原菌（pathogenic bacteria）是指那些导致机体发病的细菌。是一群高度特化了的微生物，为了自身的生存，已适应而且必须在宿主生物体内持续存在或增殖，有时可造成宿主发病。,微生物学研究侧重于感染。因为感染的范围更广，发病仅仅是感染可能出现的后果之一。 感染不一定都导致发病，而发病则离不开感染。 如将防治传染病的重点转移到预防感染，则可收到事半功倍之效。,细菌的致病性和毒力,一定种类的病原菌在一定的条件下，能在宿主体内引起感染的能力称为致病性（pathogenicity） 病原菌致病力的强弱程度称为毒力（virulent），同一细菌的不同菌株，其毒力不一样，因此，毒力是菌株的特征。,科赫,一、细菌致病性的确定,柯赫法则（Kochs postulates）由德国细菌学家罗伯特柯赫（Robert Koch）于1890年提出， 是确定某种细菌是否具有致病性的主要依据,柯赫法则要点,特殊的病原菌应在同一疾病中查见，在健康者不存在 此病原菌能被分离培养而得到纯种 此纯培养物接种易感动物，能导致同样病症 自实验感染的动物体内能重新获得该病原菌的纯培养,可以将非感染性疾病与感染性疾病区分开. 中毒性疾病 营养缺乏性疾病 鱼类缺氧死亡,易与感染性疾病混淆,牛栎树叶中毒,维生素E缺乏,鱼翻塘死亡,柯赫法则的不足之处,具一定的局限性，某些情况并不符合该法则 健康带菌或隐性感染， 例:幽门螺杆菌 研究表明，超过90%十二指肠溃疡和80%左右的胃溃疡，都是由幽门螺杆菌感染所导致的。 成人感染率,无症状者可达50%左右,有些病原菌迄今仍无法在体外人工培养 只有1%不到的微生物可以人工培养 有的则没有可用的易感动物 主要是指只感染人类或大动物的疾病,二、细菌毒力的测定 半数致死量（median lethal dose, LD50） 是指能使接种的实验动物在感染后一定时限内死亡一半所需的微生物量或毒素量。,测定LD50应选取品种、年龄、体重乃至性别等各方面都相同的易感动物，分成若干组，每组数量相同，以递减剂量的微生物或毒素分别接种各组动物，在一定时限内观察记录结果，最后以生物统计学方法计算出LD50。 由于半数致死量采用了生物统计学方法对数据进行处理，因而避免了动物个体差异造成的误差。,半数感染量（median infectious dose, ID50） 某些病原微生物只能感染实验动物、鸡胚或细胞，但不引致死亡，可用ID50来表示其毒力。 测定的方法与测定LD50类似，只不过在统计结果时以感染者代替死亡者。,三、 细菌的毒力因子,构成细菌毒力的物质称毒力因子（virulence factor），主要有侵袭力和毒素，此外有些毒力因子尚不明确。 近年来的研究发现，细菌的许多重要毒力因子的分泌与细菌的分泌系统有关。,（一）侵袭力（invasiveness）,病原菌在机体内定殖，突破机体的防御屏障，内化作用，繁殖和扩散，这种能力称为侵袭力。 与侵袭力有关的毒力因子包括黏附或定植因子、侵袭性酶、III型分泌系统和干扰宿主的防御机制四类。,1.黏附或定植因子,凡具有粘附作用的细菌结构成份，统称为粘附素（adhesin），通常是细菌表面的一些大分子结构成份， 粘附素主要是革兰阴性菌的菌毛，其次是非菌毛粘附素，如某些外膜蛋白（OMP）以及革兰阳性菌的脂磷壁酸（LTA）等。,某些粘附素无宿主特异性及组织嗜性 如F1（1型菌毛）能与细胞表面的D甘露糖残基结合 大多数粘附素具有宿主特异性及组织嗜性 如大肠杆菌的F4（K88）菌毛仅粘附于猪的小肠前段，F6（987P）仅粘附于猪的小肠后段 细胞或组织表面与粘附素相互作用的成份称为受体（receptor），多为细胞表面糖蛋白，部分粘附素受体为蛋白质，最有代表性的是细胞外基质（extracellular matrix, ECM),2.侵袭性酶,多为胞外酶类，在感染过程中能协助病原菌扩散。,3.III型分泌系统,细菌的分泌系统的发现是近年为细菌致病机制研究的重要进展，其中的型分泌系统与动植物的许多革兰阴性病原菌的毒力因子的分泌有关。 在病原菌与宿主细胞接触后，这一系统得以启动，具有接触介导的特征。 启动后细菌分泌与毒力有关的多种蛋白质，与相应的伴侣蛋白（chaperone）结合，从细菌的胞浆直接进入宿主细胞胞浆，发挥毒性作用。,4.干扰或逃避宿主的防御机制,荚膜 细菌表面的一些蛋白：如SPA 蛋白酶 细胞内逃逸,（二）毒素（toxin）,细菌毒素按其来源、性质和作用等的不同，可分为 外毒素 内毒素 在大多数情况下，外毒素一般简称毒素,外毒素（exotoxin）,定义：是某些病原菌在生长繁殖过程中所产生的对宿主细胞有毒性的可溶性蛋白质。大多数外毒素在菌体内合成后必须分泌于胞外，故名“外毒素”。但也有少数外毒素存在于菌体细胞的胞周间隙，只有当菌体细胞裂解后才释放至胞外。 多种细菌能产生外毒素，如肉毒梭菌、破伤风杆菌、白喉棒状杆菌、炭疽杆菌、大肠杆菌、霍乱弧菌。,特性,通常具有菌种特异性，如破伤风梭菌产生破伤风毒素、炭疽杆菌产生炭疽毒素、霍乱弧菌产生霍乱毒素等。 毒性强，如1mg纯化的肉毒毒素能杀死2000万只小鼠。 外毒素的毒性具有往往有高度的特异性。 破伤风毒素选择性地作用于脊髓前角运动神经细胞，引起肌肉的强直性痉挛 肉毒毒素选择性地作用于眼神经和咽神经，引起眼肌和咽肌麻痹 也有一些毒素具有相同的作用，霍乱弧菌、大肠杆菌、金葡菌等许多细菌均可产生作用类似的肠毒素。,外毒素具有良好的免疫原性 可刺激机体产生特异性的抗体，而使机体具有免疫保护作用，这种抗体称为抗毒素（antitoxin），可用于紧急治疗和预防。 外毒素在0.4%甲醛溶液作用下，经过一段时间可以脱毒，但仍保留原有抗原性，称之为类毒素（toxoid）。 类毒素注入机体后，仍可刺激机体产生抗毒素，可作为疫苗进行免疫接种。,多数外毒素不耐热，一般在6080经10min80min即可失去毒性，但也有少数例外，如葡萄球菌肠毒素及大肠杆菌热稳定肠毒素（ST）能耐100 30min。 外毒素与酶都是蛋白质，许多性质相似，如易被热、酸及蛋白水解素酶灭活，具有很高的生物学活性，并具特异性。,定义： 内毒素特指革兰阴性菌外膜中的脂多糖（LPS）成分，细菌在死亡后破裂或用人工方法裂解菌体后才释放。,内毒素（endotoxin）,组成 LPS由O特异多糖侧链、非特异核心多糖和类脂A三个部分组成。 具有毒性的部分是类脂A 类脂A高度保守，肠杆菌科细菌的类脂A结构完全一样。,特性,革兰阴性菌内毒素的毒性作用都大致相同，引致发热、血循环中白细胞骤减、弥散性血管内凝血、休克等，严重时亦可致死。 内毒素耐热，加热100经1h仍不被破坏，必须加热160经24h，或用强酸、强碱或强氧化剂煮沸30min才失活。 不能被甲醛脱毒成类毒素。 内毒素的抗原性较弱，将内毒素注入机体可产生针对其中多糖抗原的相应抗体，但此抗体并无中和内毒素毒毒性的作用。,细菌外毒素和内毒素的基本特性比较,四、细菌的侵入数量、途径与感染,病原菌侵入机体引起感染，除具有一定毒力外，还需有足够的数量。一般来说，细菌毒力愈强，致病所需要菌量愈小。,五、感染的类型,隐性感染 是指病原体侵入人体后，仅引起机体发生特异性免疫应答，不出现或只出现不明显的临床症状、体征。 但往往是传染源。 显性感染 指病原体侵入人体后，由于毒力强、入侵数量多，加之机体的免疫病理反应，导致组织损伤，生理功能发生改变，并出现一系列临床症状和体征。 带菌状态 显性或隐性感染后，病原菌在体内继续留存一段时间，与机体免疫力处于相对平衡状态，称为带菌状态。处于带菌状态的动物称为带菌者。,第3节 细菌的耐药性,一、细菌耐药性的概念 耐药性是指微生物多次与药物接触发生敏感性降低的现象。 二、细菌耐药性的检测方法 表型检测法：稀释法，纸片扩散法 耐药基因的检测法,第三单元 细菌感染的诊断,样本的采集 细菌的分离鉴定,第1节 样本的采集,无菌操作 根据不同疾病或同一疾病不同时期采集不同的标本 采集部位不要使用消毒剂 样本要新鲜， 大多样样品可冷藏/冻输送，粪便样本常加入甘油缓冲液 对疑似烈性传染病或人畜共患病标本，要严格按相关生物安全规定进行。 做好标记。,第2节 细菌的分离鉴定,一、常规细菌学检测 细菌形态与结构检查 分离培养 生化试验 药物敏感试验,二、血清学检测 抗原检测 抗体检测 三、基因检测 聚合酶链式反应PCR 核酸杂交技术,第4单元 消毒与灭菌,基本概念 物理灭菌法 化学消毒灭菌,第1节 基本概念,灭菌(sterilization) 杀灭物体上所有微生物的方法，包括杀灭细菌芽胞、霉菌孢子在内的全部病原微生物和非病原微生物。 消毒(disinfection) 杀灭物体上病原微生物的方法，仅要求达到消除传染性的目的，而对非病原微生物及其芽胞、孢子并不严格要求全部杀死。 防腐(antisepsis) 阻止或抑制物品上微生物生长繁殖的方法，微生物不一定死亡。 无菌(asepsis) 意为不存在活的