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第一章细菌学Chapter1bacteriology,第一节细菌的基本性状第二节细菌的生理与培养特性第三节细菌的致病性与传染第四节细菌感染的检查方法第五节细菌性疾病的防治第六节水产动物常见致病菌,1,第一节细菌的基本性状1细菌的大小与形态2细菌的结构3细菌形态与结构检查法,2,细菌：一类细胞细而短（细胞直径约0.5m，长度约0.5-5m）、结构简单、细胞壁坚韧、以二等分裂方式繁殖和水生性较强的原核微生物。1细菌的大小与形态1.1大小：个体微小，通常以微米（m）为测量单位1.2基本形态：有三种:球状、杆状、螺旋状，分别称为球菌、杆菌和螺形菌1.3染色性:革兰阳性菌和革兰阴性菌,3,4,5,2细菌的结构2.1细菌的基本结构:细胞壁、细胞膜、细胞质、核质2.1.1细胞壁2.1.1.1肽聚糖（Peptidoglycan），又称粘肽。细菌细胞壁所特有成分.由多糖骨架、四肽侧链和交联桥3部分组成（G-菌肽聚糖无交联桥）各种细菌肽聚糖骨架均相同，但四肽侧链的组成及其联结方式随菌种而异.,6,7,8,9,10,11,12,2.1.1.2磷壁酸（techoicacid）革兰阳性菌特有成分,是由核糖醇或甘油残基经磷酸二酯键相互连接而成的多聚物。作用：(1)调节离子通过粘肽层，有保存和输送镁离子的作用；(2)为噬菌体的特异性受体；(3)与细菌的致病性有关；(4)具有抗原性可用于细菌的分型。,13,2.1.1.3外膜G-细菌在肽聚糖层外面还有三层结构,脂蛋白：由脂质和蛋白质构成外膜脂质双层类脂A内毒素的毒性部分,无特异性脂多糖核心多糖有属或组的特异性寡糖重复单位由3-5个单糖组成，有种或型的特异性脂质双层是G-菌细胞壁的主要结构，占细胞壁干重的80%，结构类似细胞膜，为液态的脂质双层，又称外膜。,14,15,16,17,脂多糖(lipopolysaccharide,LPS):即菌的内毒素（endotoxin）功能：(1)的主要致病物质；(2)所带的负电荷可吸附钙、镁离子以提高其浓度；(3)具有抗原性；(4)是噬菌体吸附的受体；(5)选择性屏障功能。,18,革兰阳性菌及革兰阴性菌细胞壁结构及意义的比较,细胞壁结构革兰阳性菌革兰阴性菌细胞壁强度较坚硬较疏松肽聚糖层数可达50层12层肽聚糖含量5080%520%磷壁酸有无外膜无有五肽交联桥有（三维结构）无（二维结构）革兰染色阳性（紫色）阴性（红色）青霉素和溶菌酶敏感不敏感,19,细胞壁主要功能维持细菌固有形态保护细菌抵抗低渗环境完成菌体内外物质交换决定菌体的抗原性某些成分与致病性有关,20,细菌细胞壁缺陷型（细菌L型）(1)形态：多形态性(2)培养：须在高渗低琼脂含血清的培养基中生长，多呈油煎蛋状菌落。(3)原生质体：革兰阳性菌原球体：革兰阴性菌(4)对作用于细胞壁的抗生素无效(5)常规细菌培养阴性(6)细菌L型仍有一定的致病能力,21,2.1.2细胞膜(cellmembrane)细胞壁与细胞质之间半渗透性的生物膜脂类双层，镶有蛋白质功能：渗透和运输、生物合成（肽聚糖、磷壁酸、脂多糖等）、呼吸作用、参与细菌分裂。另外，细胞膜是鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位。,22,中介体(mesosome)：细胞膜向细胞浆内凹陷，折叠形成的囊状物。G+多见，其功能类似真核细胞线粒体，故有拟线粒体之称。参与细菌的分裂（细菌分裂时一分为二）加强了细胞呼吸（扩大了细胞膜的表面积）,白喉棒状杆菌中介体透射电镜图130000,23,2.1.3细胞质是细菌进行新陈代谢的主要场所。含有以下颗粒：核糖体(ribosome)：合成蛋白质的场所。胞浆颗粒(cytoplasmicgranules):储藏营养。异染颗粒：染成与细菌其他部分不同的颜色，如：白喉杆菌-鉴别质粒(plasmid)：,24,质粒：染色体外的遗传物质双股环状DNA携带某些遗传信息，控制某些遗传性状R质粒（resistanceplasmid):耐药性质粒F质粒（fertilityplasmid)：致育性质粒Vi质粒(virulenceplasmid):毒力质粒,25,26,2.1.4核质(nuclearmaterial)细菌为原核细胞，无核膜、核仁、核基质、有丝分裂器，故称为核质或拟核。为双股环状DNA，还有少量RNA、RNA聚合酶、蛋白质是遗传物质，有染色体功能，控制各种遗传性状。,27,2.2细菌的特殊结构,荚膜、芽胞、鞭毛、菌毛2.2.1荚膜(capsule)：定义：某些细菌胞壁外围绕一层较厚的粘液性物质，称为荚膜。形成条件：动物体内、营养丰富的培养基内化学成分：多糖分类：荚膜、微荚膜、粘液层-糖被功能：鉴别细菌、分型依据（因有抗原性）；致病性有关（抵抗吞噬、消化等）,28,29,2.2.2鞭毛（flagellum）定义：为附着在某些菌体上的细长而呈波状弯曲的丝状物。种类：单毛菌：如霍乱弧菌双毛菌：如空肠弯曲菌丛毛菌：如铜绿假单胞菌周毛菌：如伤寒沙门菌化学成分：蛋白质性质：是运动器官,30,鞭毛的功能：鉴别细菌：鞭毛（动力）的有无、数目、位置、排列、抗原性与致病性有关：粘附性,31,32,电镜下：基础小体钩状体丝状体,33,2.2.3菌毛(fimbriaorpili)定义：某些细菌表面遍布着比鞭毛纤细、短而直的丝状物。只有在电镜下才能观察。化学成分：主要是蛋白质菌毛的种类与作用：普通菌毛：数量多，粘附于受体上-致病性。性菌毛：少，雄性菌（F+)，雌性菌（F-)-接合；噬菌体吸附受体。,34,2.2.4.芽孢(endosporeorspore)：定义细菌在一定环境条件下，胞浆脱水浓缩，在菌体内形成的多层膜状结构的圆形或卵圆形小体，称为内芽孢。简称芽孢，以别于真菌在菌体外形成的孢子。形成条件缺乏营养物质（尤其是C，N，P元素不足），有害代谢产物堆积。例外：苏云金杆菌形成芽孢则要求适宜的生长条件。性质休眠状态，不是繁殖方式，不是细菌的特殊结构。,35,种类都是革兰氏阳性菌，重要的有芽孢杆菌属（炭疽芽孢杆菌等）和梭菌属（破伤风梭菌属等）。芽孢本身并不直接引起疾病，但当发芽成为繁殖体后，就能迅速大量繁殖而致病。功能:鉴别细菌：大小、形状、菌体内的位置对细菌起保护作用：多层膜包绕，通透性降低作为灭菌是否彻底的指标：抵抗力强,36,Instages0toII,theDNAbecomesmoredenseandcytoplasmicmembranesinvaginate（进入套内）toformasporeseptum（隔膜）.,37,InstagesIIItoIV,thesporeseptumgrowsaroundtheprotoplastandtheexosporiumappears.,38,InstagesVtoVII,allthecoatlayersareformed,maturationoccurs,andlysisofthecellisimminent.,39,Sporegerminationundermicroscope,Germinationwhichoccursinamatterofminutes,involveslossofrefractilityofthespore,increasedabilitytobestainedbydyes,andlossofresistancetoheatandchemicals.,40,细菌芽胞形状、大小和位置,41,42,3细菌形态与结构检查法3.1显微镜放大法：体小半透明光学显微镜电子显微镜暗视野显微镜等3.2染色法：染色剂与细菌细胞质的结合。常用的染色剂是盐类，碱性染色剂由有色的阳离子和无色的阴离子组成，酸性染色剂则相反。菌细胞富含核酸，可与带正电荷的碱性染色剂结合；酸性染色剂不能使细菌着色，而使背景着色形成反差，故称为负染色。,43,单染法革兰染色法复染法抗酸染色法特殊染色法,44,3.2.1革兰染色法（Gramstain）丹麦细菌学家革兰（HansChristianGram)于1884年创建。3.2.1.1步骤：（1）细菌涂片、干燥、经火焰固定（2）碱性染料（结晶紫）染色lmin，水洗（3）加碘液媒染lmin，水洗（4）加95乙醇脱色30sec-lmin，水洗（5）用稀释复红或沙黄复染，lmin，水洗吸干后镜检,45,3.2.1.2结果革兰阳性（G）菌呈蓝紫色革兰阴性（G）菌呈红色3.2.1.3原理（1）等电点：G等电点低，带负电荷多，与带正电荷的结晶紫结合牢固（2）细胞壁结构：成分、肽聚糖层数等3.2.1.4革兰染色的临床意义（1）对细菌的鉴别有重要意义（2）指导临床选择药物（3）研究细菌与致病性的关系,46,第二节细菌的生理与培养特性,1细菌的理化性状2细菌的营养类型3细菌的生长繁殖条件4细菌的生长繁殖5细菌的代谢与生化反应6细菌的人工培养和菌种保存,47,1、细菌的理化性状,1.1细菌的化学组成水75%-90%总质量无机盐：K+、Na+、Fe2+、Mg2+、Ca2+、Cl-有机物：蛋白质、糖类、脂质、核酸等特有成份：肽聚糖、胞壁酸、磷壁酸、D-型氨基酸、二氨基庚二酸、吡啶二羧酸等,48,1.2细菌的物理性状光学性质半透明体。当光线照射至细菌悬液，部分被吸收，部分被折射，故细菌悬液呈混浊液。细菌越多浊度越大，使用比浊法或分光光度计可粗略地估计细菌的数量。可以用相差显微镜观察其形态和结构。表面积比表面积大,49,1.2细菌的物理性状带电现象细菌固体成份的50%-80%是蛋白质，蛋白质由兼性离子氨基酸组成。革兰阳性菌pI为2-3，革兰阴性菌pI为4-5，故在近中性或弱碱性环境中，细菌均带负电荷，该特性与细菌的染色反应、凝集反应、抑菌和杀菌作用等者有密切关系。半透性渗透压革兰氏阴性菌为5-6个大气压，革兰氏阳性细菌的渗透压达到20-25个大气压。,50,2细菌的营养类型,根据细菌所利用的能源和碳源的不同，将细菌分为两大营养类型。2.1自养菌（autotrophicbacteria)：以简单的无机物为原料合成菌体成分，如以CO2、CO3-为碳源，利用N2、NH3、NO2、NO3-等作为氮源。能量来源无机物的氧化（碳酸盐、硝酸盐等）-化能自养菌（chemotroph)光能-光能自养菌（phototroph),51,2.2异养菌(heterotrophicbacteria)：能量来源-有机物（糖类、蛋白质）腐生菌(saprophyte)：以动植物尸体和腐败食物等作为营养物。寄生菌(parasite)：寄生于活体内，从宿主的有机物获得营养。所有病原菌都是异养菌，大部分属寄生菌。,52,3细菌的生长繁殖条件,3.1营养物质：水：70-90无机盐：碳源：氮源：生长因子:细菌生长必需，而自身不能合成的化合物.如：维生素、嘌呤、嘧啶、氨基酸。流感嗜血杆菌：X因子（高铁血红素）；V因子（辅酶或）3.2酸碱度（pH)：3.3温度：3.4气体环境：氧气、二氧化碳,53,需氧菌（aerobe）:专性需氧菌(obligateaerobe)：结核分枝杆菌微需氧菌（microaerophilicbacterium）：氧浓度5-6%，空肠弯曲菌、幽门螺杆菌厌氧菌（anaerobe）:专性厌氧菌(obligateanaerobe):破伤风梭菌、肉毒梭菌缺乏呼吸酶缺乏氧化还原电势较高的酶:细胞色素、细胞色素氧化酶,不能氧化营养物质获得能量缺乏过氧化物酶与过氧化氢酶:缺乏分解有毒氧基团的酶,不能处理代谢中产生的O2和H2O2O2-H2O2-H2O兼性厌氧菌（facultativeanaerobe）:大多数病原菌,54,55,4细菌的生长繁殖4.1个体生长繁殖二分裂法（binaryfission）代时(generationtime)：多数为20-30min.个别细菌繁殖速度较慢，如结核分枝杆菌的代时达18-20h，体内的情况不同，大多数病原体在体内的代时为5-10h。,56,4.2群体：生长曲线（growthcurve）迟缓期（lagphase）：对数期（logarithmicphase）：加速期：B对数期：C减速期：D稳定期（stationaryphase）：衰退期（declinephase）：,57,5细菌的代谢与生化反应,生化试验或称生化反应：细菌的酶不完全相同，对营养物质的分解能力不一致，因此其代谢产物各异。因此，在培养基中加入可与被测终产物反应的指示剂，产生肉眼可见的变化，如颜色的改变等，利用生化方法来鉴定细菌的试验，统称为细菌的生化试验或称生化反应。主要有：5.1糖类（碳水化合物）的代谢试验5.2蛋白质、氨基酸分解产物试验5.3碳源利用试验5.4酶类试验5.5其他试验,58,5.1糖类（碳水化合物）的代谢试验5.1.1糖、醇、苷类发酵试验原理：各种细菌因含有发酵不同糖（醇、苷）类的酶，所以分解糖类的能力不同，有的能分解多种糖类，有的仅能发12种糖类，还有的不能分解。细菌分解糖类后产生的代谢产物因菌种不同而异，有的仅产酸，有的产酸、产气，故可利用此特点以鉴定细菌。,应用：沙门氏菌可发酵葡萄糖，但不发酵乳糖。大肠埃希菌可发酵葡萄糖及乳糖。有些菌可发酵同一种糖类，其发酵所产生的代谢产物也不尽相同。如大肠埃希菌和志贺菌均可发酵葡萄糖，但前者产酸、产气，而后者仅产酸，故可利用此试验来鉴定细菌。,59,5.1.2葡萄糖代谢类型鉴别试验原理：又称氧化/发酵（O/F）试验。细菌在分解葡萄糖的代谢过程中根据对氧分子参加的需要，分成两种类型：需要氧分子参加的氧化型；能进行无氧降解的为发酵型；发酵型细菌无论在有氧或无氧环境中都能分解葡萄糖。这类细菌通常为兼性厌氧菌。不分解葡萄糖的细菌，称为产碱型。应用：可用于鉴别肠杆菌科细菌（发酵型）与非发酵菌（氧化型或产碱型）。也可用于鉴定葡萄球菌（发酵型）和微球菌（氧化型）。,60,5.1.3半乳糖苷酶试验（ONPG试验）原理：产半乳糖苷酶的细菌，能分解邻硝基酚半乳糖苷（ONPG），生成黄色的邻硝基酚。应用：迟缓发酵乳糖的肠杆菌ONPG实验阳性，如埃希菌属、枸橼酸杆菌属、克雷伯菌属等。不发酵乳糖的细菌如沙门菌属、变形杆菌属为阴性。本试验为迟缓发酵乳糖细菌的快速鉴定方法。,61,5.1.4甲基红试验原理：某些细菌在代谢过程中分解葡萄糖产生丙酮酸，丙酮酸可进一步代谢分解为乳酸、甲酸、乙酸等，使培养基的pH值下降到4.5以下，加入甲基红指示剂即显红色（甲基红变红的范围为pH4.4-6.0);如细菌分解葡萄糖产酸量少，或产生的酸进一步转化为其他物质（如醇、酮、醛、气体和水），培养基pH值在5.4以上，甲基红试验呈橘黄色。应用：主要用于大肠埃希菌（阳性）和产气肠杆菌（阴性）的鉴别。肠杆菌中许多细菌甲基红试验也阳性，如沙门菌、志贺菌、枸橼酸杆菌、变形杆菌等为阳性，肠杆菌属、克雷伯菌属为菌种为阴性。,62,5.1.5VP（Voges-Proskaurer）试验原理：细菌分解葡萄糖产生丙酮酸，进一步将丙酮酸脱羧成为乙酰甲基四醇，后者在碱性环境中被空气中的氧氧化成为二乙酰，进而与培养基中的精氨酸等所含的胍基结合，形成红色的化合物，即VP试验阳性。应用：本试验常与甲基红试验一起使用。二者结果通常相反。即如大肠埃氏菌、沙门菌、志贺菌等甲基红呈阳性反应，而VP反应则为阴性。沙雷菌、阴沟肠杆菌等，VP反应为阳性，而甲基红反应为阴性。,63,5.2蛋白质、氨基酸分解产物试验5.2.1吲哚试验（靛基质试验）原理：有些细菌具有色氨酸酶，能分解培养基中的色氨酸，生成吲哚。吲哚与试剂对二甲氨基苯甲醛作用，形成玫瑰吲哚而呈红色。应用：主要用于肠杆菌科细菌的鉴定。,64,5.2.3硫化氢试验原理：有些细菌能分解含硫氨基酸生成硫化氢，遇铅盐或低铁盐形成黑色沉淀，此试验可间接反映待检细菌是否有促成硫化氢生成的能力。应用：用于肠道杆菌鉴定试验，沙门氏菌属、爱德华菌属、枸橼酸杆菌属及变形杆菌等为阳性，肠道杆菌中其他菌属为阴性，沙门菌属中的甲型副伤寒沙门菌也为阴性。,5.2.2尿素酶试验原理：细菌产生的尿素酶可分解尿素，产生大量的氨，使培养基变碱性。酚红为指示剂。应用：主要用于肠杆菌科中变形杆菌属的鉴定。奇异变形杆菌和普通变形杆菌尿素酶阳性，雷氏普罗威登斯菌和摩氏摩根菌阳性，斯氏和产碱普罗威登斯菌阴性。,65,5.2.4氨基酸脱羧酶试验原理：细菌分解氨基酸使其脱掉羧基，生成胺和CO2的反应，叫脱羧反应，细菌所产生的脱羧酶。各种细菌所产生的脱羧酶不一样，但氨基酸经脱羧后所产生的胺，均可使培养基变碱性，可以用指示剂显示出来。应用：沙门菌属中除伤寒和鸡沙门菌外，其余沙门菌的鸟氨酸和赖氨酸脱羧酶试剂均为阳性。志贺菌除宋氏和鲍氏志贺菌外其他志贺菌均阳性。故可作为肠杆菌科细菌鉴定的重要方法。此外，对链球菌和弧菌科细菌的鉴定也有重要价值。,66,5.2.5苯丙氨酸脱氨酶试验原理：产苯丙氨酸脱氨酶的细菌，使苯丙氨酸脱去氨基生成苯丙氨酸，在生长的菌苔上滴加三氯化铁试剂，可观察到绿色的化合物。应用：本试验特异性较高，主要用于肠杆菌科细菌之鉴定。变形杆菌属、摩根菌属和普罗威登菌属细菌均为强阳性，肠杆菌科中其他细菌均为阴性。,67,5.3碳源利用试验碳源利用试验是细菌对单一来源的碳源利用的鉴定试验5.3.1枸橼酸盐利用试验原理：当细菌利用铵盐作为唯一氮源，并能利用枸橼酸作为唯一碳源时，可在枸橼酸盐培养基上生长，分解枸橼酸钠，使培养基变碱性，pH指示剂溴麝香草酚蓝由淡绿色变为深蓝色。应用：枸橼酸盐利用试验用于肠杆菌科中各菌属间的鉴别，在肠杆菌科中，埃希菌属、志贺菌属、爱德华菌属等为阴性，其他菌属为阳性。,68,5.3.2丙二酸盐利用试验原理：细菌利用丙二酸盐作为唯一碳源时，丙二酸钠可被分解生成碳酸钠，使培养基变碱，使指示剂由绿色变为蓝色。应用：常用于肠杆菌科细菌鉴定，亚利桑那和克雷伯菌属为阳性，枸橼酸杆菌属、肠杆菌属和哈夫尼亚菌属中有些菌种，也呈阳性反应，其他各属均为阴性。,69,IMViC试验I-吲哚（indol）试验M-甲基红（methylred）试验V-VP（Voges-Proskauer）试验C-枸橼酸盐利用（citrateutilization）试验,70,IMViC试验大肠埃希菌+-产气杆菌-+,71,5.4酶类试验5.4.1触酶试验（过氧化氢试验）原理：具有触酶（过氧化氢酶）的细菌，能催化过氧化氢，放出新生态氧，继而形成分子氧，出现气泡。应用：绝大多数细菌均能产和过氧化氢酶，但链球菌属的触酶试验阴性。故常用此试验来鉴别链球菌。应注意本试验不宜用血琼脂平板上的菌落（易出现假阳性）。由于陈旧培养物可失去酶活性，所以试验应取新鲜培养菌。用金黄色葡萄球菌作阳性对照，阴性对照用链球菌。,72,5.4.2氧化酶试验原理：氧化酶又称细胞色素氧化酶，是细胞色素呼吸酶系统的最终呼吸酶。具有氧化酶的细菌，首先使细胞色素C氧化，再由氧化型细胞色素C使对苯二胺氧化，生成有色的醌类化合物。应用：奈瑟菌属的菌种均呈阳性反应。也用于区别假单胞菌与肠杆菌，肠杆菌科细菌为阴性，假单胞菌为阳性。莫拉菌属也为阳性。本试验中避免接触含铁物质，否则易出现假阳性，选铜绿假单胞菌为阳性对照，大肠埃希菌为阴性对照。,73,5.4.3硝酸盐还原试验5.4.4凝固酶试验5.4.5胆汁溶菌试验5.4.6DNA酶试验,74,5.5其他试验5.5.1Optochin敏感试验,75,现代临床细菌学已普遍采用微量、快速的生化鉴定方法。根据鉴定的细菌不同，选择系列生化指标，依反应的阳性或阴性选取数值，组成鉴定码，形成生化反应为基础的各种数值编码鉴定系统。同时，也可用细菌鉴定软件分析细菌的生化反应谱。更为先进的如VITEK全自动细菌鉴定及高级专家系统药敏报告仪完成了细菌生化鉴定的自动化。此外，应用气相、液相色谱法鉴定细菌分解代谢产物中挥发性或非挥发性有机酸和醇类，能够快速确定细菌的种类。,76,5.6合成代谢产物,热原质（pyrogen）：细菌合成的一种注入人体或动物体内能引起发热反应的物质。主要成份为细胞壁的LPS，因此，产生热原质的细菌大多是革兰氏阴性菌。耐高温：高压蒸汽灭菌（12120min)亦不被破坏去除方法：250干烤、蒸馏、吸附剂等制备和使用注射药品过程无菌操作,77,毒素与侵袭性酶（toxinsandinvasiveenzymes）外毒素（exotoxin)：多数革兰氏阳性菌和少数革兰氏阴性菌在生长繁殖过程中释放到菌体的蛋白质；内毒素（endotoxin):革兰氏阴性菌细胞壁的脂多糖，当菌体死亡崩解后游离出来，外毒素毒性强于内毒素。某些细菌可产生具有侵袭性的酶，能损伤机体组织，促使细菌的侵袭和扩散，是细菌重要的致病物质。如产气荚膜梭菌的卵磷脂酶，链球菌的透明质酸酶。,78,色素（pigments）某些细菌能产生不同颜色的色素，有助于鉴别细菌。细菌的色素分为两类，一类为水溶性，能弥散到培养基或周围组织，如铜绿假单胞菌产生色素使培养基或感染的脓汁呈绿色。另一类为脂溶性，不溶于水，只存在于菌体，使菌落显色而培养基颜色不变，如金黄色葡萄球菌的色素。细菌色素产生需要一定的条件，如营养丰富、氧气充足、温度适宜。细菌色素不能进行光合作用，其功能尚不清楚。,79,抗生素（antibiotics）某些微生物代谢过程中产生的一类能抑制或杀死某些微生物或肿瘤细胞的物质。抗生素大多由放线菌和真菌产生，细菌产生的抗生素少，只有多黏菌素（polymyxin)、杆菌肽(bacitracin)等。细菌素（bacteriocins）某些菌株产生的一类具有抗菌作用的蛋白质称为细菌素。细菌素与抗生素不同的是作用范围狭窄，仅对与产生菌有亲缘关系的细菌有杀伤作用，可用于细菌分型和流行病学调查。例如大肠埃希菌产生的细菌素称为大肠埃希菌素（colicin)，其编码基因位于Col质粒。,80,维生素（vitamin）细菌能合成某些维生素除供自身需要外，还能分泌至周围环境中。例如人体肠道内的大肠埃希菌，合成的B族维生素和维生素K也可被人体吸收利用。,81,6细菌的人工培养及分类,细菌人工培养的意义：感染性疾病的病原学诊断：明确感染性疾病的病原菌必须取罹病动物有关标本进行细菌分离培养、鉴定和药物敏感试验，其结果可指导现场用药细菌学的研究：有关细菌生理、遗传变异、致病性和耐药性等研究都离不开细菌的培养和菌种的保存等。生物制品的制备：供防治用的疫苗、类毒素、抗毒素、免疫血清及供诊断用的菌液、抗血清等均来自培养的细菌或其代谢产物。,82,6.1培养基（culturemedium）由人工方法配制而成的，专供微生物生长繁殖使用的混合营养物制品。pH一般为7.2-7.6，少数细菌的培养基按生长要求pH偏酸或偏碱。许多细菌在代谢过程中分解糖类产酸，故常在培养基中加入缓冲剂，以保持稳定的pH。培养基的分类根据营养组成和用途基础培养基（basicmedium）是含有一般微生物生长繁殖所需要的基本营养物质的培养基，是最常用的培养基。如牛肉膏蛋白胨培养基、营养肉汤、营养琼脂、蛋白胨水等。基础培养基是配制特殊培养基的基础，也可作为一般培养基用。,83,增菌培养基（enrichmentmedium）包括通用增菌培养基和专用增菌培养基。通用增菌培养基为基础培养基中添加血液、血清、酵母浸膏、动植物组织提取液以及合适的生长因子或微量元素等，用以培养要求比较苛刻的某些微生物。例如链球菌、肺炎链球菌需要在含血液或血清的培养基中生长。专用增菌培养基又称为选择性增菌培养基，即除固有的营养成分外，再添加特殊抑制剂，有利于目的菌的生长繁殖，如碱性蛋白胨水用于霍乱弧菌的增菌培养。,84,选择培养基（selectivemedium）在培养基中加入某种化学物质，使之抑制某些细菌的生长，而有利于另一些细菌生长，从而将后者从混杂的标本中分离出来，这种培养基称为选择培养基。如培养肠道致病菌的SS琼脂，其中的胆盐能抑制革兰氏阳性菌，枸橼酸钠和煌绿能抑制大肠埃希菌，因而容易分离到致病沙门氏菌和志贺菌。若在培养基中加入抗生素也可起到选择作用。,85,鉴别培养基（differentialmedium）在培养基中加入某种特殊化学物质，某种细菌在培养基中生长后能产生某种代谢产物，而这种代谢产物可以与培养基中的特殊化学物质发生特定的化学反应，产生明显的特征性变化，根据这种特征性变化鉴定细菌，此种培养基称为鉴别培养基。主要用于微生物的快速分类鉴定，如糖发酵管、三糖铁培养基，伊红-美蓝琼脂等。,86,厌氧培养基（anaerobicmedium）供厌氧菌的分离、培养和鉴别使用。厌氧培养基营养成份丰富，含有特殊生长因子，氧化还原电势低，并加入美蓝作为氧化还原电位指示剂。心、脑浸液和肝块，肉渣含有不饱和脂肪酸，能吸收培养基中的氧；硫乙醇酸盐和半胱氨酸是较强的还原剂；维生素k1、氯化血红素可以促进某些类杆菌的生长。常用的有庖肉培养基（cookedmeatmedium）、硫乙醇酸盐肉汤等，并在液体培养基表面加入凡士林或液体石蜡以隔绝空气。,87,根据对培养基成份了解的程度化学万分确定的培养基（definedmedium)或合成培养基（syntheticmedium)化学成分不确定的培养基（undefinedmedium)或天然培养基（complexmedium)根据培养基的物理状态不同液体培养基固体培养基:1.5%agar半固体培养基：0.3%-0.5%,88,6.1.1细菌在培养基中的生长情况,液体培养基：表面生长均匀混浊生长沉淀生长,半固体培养基：,89,固体培养基：菌落菌苔细菌的菌落一般分为三型：光滑型菌落（smoothcolony,S型菌落）：菌落表面光滑、湿润、边缘整齐。新分离的细菌大多呈S型菌落。粗糙型菌落（roughcolony,R型菌落）：表面粗糙、干燥、呈皱纹或颗粒状，边缘多不整齐。多数由S型菌落变异而来。少数细菌新分离的毒力株就是R型，如炭疽芽孢杆菌、结核分枝杆菌等。黏液型菌落（mucoidcolony,M型菌落）：菌落黏稠、有光泽，似水珠样。多见于有厚荚膜或丰富黏液层的细菌，如肺炎克氏菌等。,90,6.1.3细菌的人工培养在医学中的应用：诊断；细菌鉴定；生物制品。在工农业生产中的应用：在基因工程中的应用：,91,6.2细菌的分类三域：古细菌、真细菌、真核生物细菌的分类层次：界（kingdom)、门(phylum)、纲(class)、目(order)、科(family)、属(genus)、种(species)种(species)是细菌分类的基本单位。生物学性状基本相同的细菌群体构成一个菌种；性状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，虽性状基本相同，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（variety,var.)，差异小的则为型(type)。,92,血清型(serotype):按抗原结构不同噬菌体型(phage-type)和细菌素型(bacteriocin-type)：对噬菌体和细菌素的敏感性不同而分生物型(biotype)：生化反应和其他某些生物学性状不同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)。对不同来源的同一菌种的细菌称为该菌的不同菌株(strain)。标准菌株(standardstrain)或模式菌株(typestrain）：具有某种细菌典型特征的菌株。,93,菌株(strain),6.3细菌的命名采用拉丁双名法拉丁双名法Escherichiacoli（E.coli）属名（名词，大写）种名（形容词，小写）中文：大肠埃希菌种名属名（顺序与拉丁文相反）一般属名表示细菌的形态或发现或有贡献者，种名表示细菌的性状特征、寄居部位或所致疾病等。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）。,94,第三节细菌的致病性与传染,1细菌的致病性2感染的发生、发展与结局3正常菌群与条件致病菌,95,1细菌的致病性病原菌或致病菌(Pathogenicbacterium)：凡能引起人类或动物疾病的细菌。细菌的致病性或病原性（Pathogenicity)：细菌引起宿主疾病的能力。细菌致病性具有宿主特异性，有的细菌仅对人类有致病性，有的只能引起某些动物疾病，有的两者均可。细菌的致病性还具有种的特异性，如伤寒沙门氏菌对人类引起伤寒，结核杆菌引起结核。,96,毒力(Virulence)或致病力：细菌致病性强弱程度，是量的概念。各种致病菌的毒力常不一致，并可随不同宿主而异，即使同种细菌也常因菌型、菌株的不一而有一定的毒力差异。细菌的毒力常用半数死量(Medianlethaldose,LD50)或半数感染量(Medianinfectivedose,ID50)表示，其含义是在单位时间内，通过一定途径，使一定体重的某种实验动物半数死亡或被感染所需的最少量的细菌数或细菌毒素量。病原菌的致病作用与其毒力、侵入机体的数量、侵入途径及机体的免疫状态密切相关。,97,致病菌侵入机体引起疾病，通常需要：黏附并定植于某种细胞、组织适应宿主特定环境并进行增殖，并向其他部位侵袭或扩散抵抗或逃避机体的免疫防御机制释放毒素或诱发超敏反应，引起机体组织器官损伤前三项统称为细菌的侵袭力（invasiveness),侵袭力和毒素构成细菌的毒力,98,1.1细菌的毒力,毒力是细菌致病的关键因素，是由多基因决定的。毒力基因的表达间接受到宿主环境因素（如温度、pH）的调控。毒力及毒力相关因子能有序地与特定宿主细胞相互作用，最终建立感染。1.1.1侵袭力：致病菌突破宿主的防御机制，侵入机体并在体内定植、繁殖和扩散的能力，称为侵袭力。侵袭力由菌体表面结构和侵袭性物质等决定。细菌一旦进入宿主体内，通常必须首先牢固地黏附于呼吸道、消化道或泌尿生殖道等黏膜上皮细胞，否则将被呼吸道的纤毛运动、肠蠕动、黏液分泌、尿液冲洗等活动所清除。之后，细菌在局部定植和繁殖，产生毒性物质，或者继续侵入细胞和组织直到形成感染。可见，黏附是绝大多数细菌感染过程的第一步。,99,1.1.1.1粘附素：细菌黏附至宿主细胞主要由黏附素（adhesin)介导。黏附素是细菌表面的蛋白质或多糖。革兰氏阴性菌的黏附素通常为菌毛，不同种类或型的细菌可产生不同类型的菌毛；革兰氏阳性菌的黏附素是菌体表面的毛发样突出物。如A族链球菌通过膜磷壁酸粘附于咽喉部。黏附素受体一般是靶细胞表面的糖蛋白或糖脂。细菌黏附素与宿主上皮细胞表面受体的相互作用具有高度特异性，这就决定了感染的组织特异性。因此，感染不同宿主或不同部位的细菌可能需要不同的黏附素。,100,1.1.1.2荚膜在致病中的作用具有抗吞噬和阻碍体液中杀菌物质的作用，如无荚膜的肺炎链球菌注入小鼠，小鼠不感染，而有荚膜的肺炎链球菌注入小鼠，引起小鼠死亡。此外，A群链球菌的M蛋白、伤寒沙门菌的Vi抗原、大肠埃希菌的K抗原以及淋病奈瑟菌的菌毛等亦具有抗吞噬功能。1.1.1.3侵袭性物质：细菌产生的，本身一般不具有毒性，但是在细菌感染过程中可以协助致病菌抗吞噬或向周围扩散的物质。透明质酸酶（Hyaluronidase）：扩散因子(Spreadingfactor)，如化脓性链球菌具有可溶解机体结缔组织中透明质酸的酶，使结缔组织疏松，通透性增加，便于致病菌在组织中扩散，造成全身性感染。,101,链激酶：链球菌产生的，能溶解感染局部的纤维蛋白屏障而促使细菌和毒素扩散。致病性葡萄球菌也有溶纤维蛋白酶，称为葡激酶，其作用不如链激酶强，在致病性上意义不大。胶原酶：一种蛋白分解酶，产气荚膜杆菌等产生，在气性坏疽中起致病作用。神经氨酸酶：一种粘液酶，能分解细胞表面的粘蛋白，使之易于感染。A族链球菌产生的脱氧核糖核酸酶，能分解脓液中的DNA，因此，该菌感染的脓液，稀薄而不粘稠。易引起扩散性炎症。血浆凝固酶（Coagulase）：金黄色葡萄球菌产生，能加速人或兔血浆的凝固，保护病原菌不被吞噬或免受抗体等的作用。限局部炎症,102,1.1.2毒素：致病菌损害宿主细胞组织的方式主要有：1）由细菌毒素和侵袭性酶引起的直接损害；2）由超敏反应或宿主细胞释放的细胞因子等介导的间接损害。细菌在生长繁殖过程中合成的能损害宿主机体，使之发生病变、出现症状甚至死亡的毒性物质，分外毒素和内毒素两类。1.1.2.1外毒素细菌生长繁殖过程中产生的合成代谢产物，在细胞浆内合成后分泌到菌体外，或在细菌死亡溶解后释放出来。产生外毒素的细菌主要是G+，少数为G。外毒素的特点：成分：蛋白质，不耐热；毒性：强1mg肉毒毒素能杀死2亿只小鼠，对人的量低致死量为0.1g,其毒性比KCN大1万倍，是目前已知的化学毒和生物毒中最毒的物质。类毒素：可脱毒制成类毒素作用：对组织器官选择性毒害效应分类：细胞素毒、神经毒素和肠毒素,103,细菌外毒素的种类及作用特点举例,104,1.1.2.2内毒素G细胞壁中的LPS，只在细菌死亡裂解后，才能释放出来的。螺旋体、衣原体、支原体、立克次体也有类似内毒素活性。内毒素的特性:成分:脂多糖,耐热毒性:弱类毒素:不能脱毒制成类毒素毒性作用：无选择性,各菌作用大致相同内毒素对机体的毒性作用：发热反应白细胞反应内毒素血症与内毒素休克弥散性血管内凝血（DIC）适量的内毒素由有增强机体非特异免疫作用,105,外毒素与内毒素的主要区别,106,1.2细菌侵入的数量和细菌侵入的部位细菌毒力愈强，宿主免疫力愈低，引起感染所需的菌量愈少。如鼠疫耶尔森菌只需几个菌体侵入抵抗力低的机体就能引起鼠疫，而沙门氏菌毒性弱，往往需要几亿个细菌才会引起急性肠胃炎。细菌感染的途径呼吸道感染、消化道感染、接触感染、创伤感染、节肢动物叮咬感染。细菌有其特殊的途径。如破伤风杆菌需进入深部伤口才可能致病，伤寒杆菌、痢疾杆菌都需要从口进入消化而致病，脑膜炎球菌、肺炎球菌等则需经呼吸道才引起感染。有些菌可多途经感染，如结核杆菌、炭疽芽胞杆菌可通过呼吸道、消化道、皮肤创伤等途经感染。1.3宿主的免疫防机制致病菌侵入人体后，首先遇到的是天然免疫功能的抵御。一般经7-10d后，才产生获得性免疫；然后两者配合，共同杀灭致病菌。1.3.1天然免疫（innateimmunity)或非特异性免疫是生物在长期的种系发育和进化过程中逐渐建立和完善的，具有防御致病菌等抗原的功能。天然免疫是监视和清除任何致病菌的快速反应系统，主要由Toll样受体所介导，担负“第一道防线”作用，并可启动获得性免疫应答,107,1.3.1.1特点：作用范围比较广，无特异性；相对稳定并能遗传，有种的差异；个体出生时就具备、应答迅速；不因抗原的再次刺激增强或减弱。1.3.1.2天然免疫的组成机械性阻挡与排出皮肤与粘膜分泌多种杀菌物质屏障作用正常菌群的拮抗作用血脑屏障用：保护中枢神经系统;组成胎盘屏障：保护胎儿不被感染吞噬细胞体液因素补体、溶菌酶、防御素1.3.2获得性免疫机制1.3.2.1特点：针对性强；不能遗传；可因再次接触抗原而增加免疫强度。1.3.2.2分类:细胞免疫和体液免疫。,108,1.3.2.3机体抗细菌免疫胞外菌（extracellularbacterium)是寄居在宿主细胞外的组织间隙和血液、淋巴液、组织液等体液中。大多数致病菌属于胞外菌。胞外菌的致病机制主要是：1）产生内、外毒素等毒性物质；2）引起炎症反应。胞外菌感染免疫：胞外菌感染免疫主要是特异性体液免疫，细菌胞壁和荚膜等多糖是T细胞非依赖性抗原刺激B细胞产生IgM，其蛋白抗原在抗原递呈细胞的帮助下，先产生IgM后转换为IgG为主，并有IgA或IgE参与胞外菌感染免疫应答的T细胞主要是CD4Th2细胞特异性抗体的作用：IgG抗体调理细菌促进吞噬；抗体中和细菌外毒素；分泌型IgA(SIgA)阻挡致病菌定植；IgG、IgM与抗原抗体复合物可激活补体经典途径,109,胞内菌感染的免疫胞内菌感染的特点：细胞内寄生；低细胞毒性；呈慢性过程；通过免疫病理损伤致病。医学上重要的胞内菌：兼性胞内菌：主要寄居在细胞内生长繁殖；在体外，亦可在无活细胞的适宜环境中生存和繁殖。如结核分枝杆菌、麻风分枝杆菌、布鲁斯菌、伤寒沙门氏菌、噬肺军团菌、产单核细胞李氏菌；专性胞内菌：不论在宿主体内或体外，都只能在活细胞内生长繁殖。立克次体、柯克斯体、衣原体胞内菌感染的免疫机制：主要为细胞免疫起主要作用CD4Th1释放多种细胞因子，加强吞噬细胞的吞噬和杀伤能力CD8CTL直接杀伤带有细菌的靶细胞释放到细胞外的细菌，再由抗体等调理后，由吞噬细胞吞噬消灭。,110,2感染的发生、发展与结局感染：细菌等微生物在宿主体内与宿主防御功能相互作用并引起不同程度的病理过程。2.1感染的来源2.1.1外源性感染传染源罹病动物带菌者患病及带菌动物2.1.2内源性感染病原体来自于罹患者体内或体表的感染，亦称为自身感染（selfinfection）。正常菌群在特定条件下转化为条件致病菌后才致病。,111,2.2感染的类型根据是否有临床症状出现，分为：2.2.1隐性感染：或亚临床感染，是指机体受感染后不出现或出现不明显的临床症状。感染后，机体常可获得特异性免疫力。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。2.2.2.显性感染：是指感染后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，叫传染病，通称传染病。临床上按病性缓急不同将显性感染分为2.2.2.1急性感染：发作突然，病程较短，一般是数日至数周。病愈后，致病菌从宿主体内消失。如脑膜炎球菌、霍乱弧菌、肠毒型大肠杆菌等。2.2.2.2慢性感染：病程缓慢，常会持续几个月到几年。胞内菌往往引起慢性感染。例如结核杆菌、麻风分枝杆菌。,112,按感染部位及性质，可分为2.2.2.3局部感染：致病菌侵入宿主体后，局限在一定部位生长繁殖引起病变的一种感染类型。例如化脓性球菌所致的疖、痈等。2.2.2.4全身感染：感染后，因其毒性代谢产物向全身播散引起全身性症状的一种类型。在临床上常见的有：毒血症：致病菌侵入到宿主体后，不进入血循环，只在机体局部生长繁殖，但其产生的外毒素或内毒素进入血液流到易感细胞，引起特殊的毒性症状。例如白喉及破伤风等。菌血症：致病菌由局部侵入血流，但未在血流中生长繁殖，只是短暂的一过性通过血循环到达体内适宜部位后再进行繁殖而致病。例如伤寒早期有菌血症期。败血症：致病菌侵入到血流后，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、皮肤和瘀斑、肝脾肿大等。鼠疫杆菌、炭疽芽胞杆菌等可引起败血症。脓毒血症：指化脓性病菌侵入到血流后，在其中大量繁殖，并通过血流扩散至宿主体的其他组织或器官，产生新的化脓性病症。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。,113,3正常菌群与条件致病菌3.1正常菌群（正常微生物群）3.1.1定义：正常存在于人或动物体表和与外界相通的腔道里，对宿主无害，甚至有利的细菌。一个健康人体内有1013个细胞，但栖息的细菌则达1014个。3.1.2正常菌群生理作用：3.1.2.1生物拮抗作用：占位性保护作用；竞争营养；改变PH；抗生素与细菌素的作用。3.1.2.2营养作用：正常菌群影响宿主的物质代谢、营养转化和合成。细菌的酶35%可供人共用。大肠埃希菌合成的维生素B族、维生素K族可供人体吸收利用。3.1.2.3免疫作用：正常菌群能促进宿主免疫器官的发育刺激机体免疫系统发生免疫应答从而限制了他们本身的危害。如双歧杆菌诱导分泌型IgA阻断以大肠杆菌为代表的肠内细菌反应，阻断他们对肠粘膜上皮的吸附与穿入。,114,3.1.2.4抑瘤作用；将等量的亚硝基胍（MNNG）滴入无菌大鼠和普通大鼠结肠内，无菌大鼠癌发生率较正常大鼠高2倍。双歧杆菌和乳杆菌一方面可以降解亚硝酸胺为仲胺和硝酸胺盐，另一方面可活化巨嗜细胞，提高吞噬能力。3.1.2.5抗衰老作用双歧杆菌有抗衰老的作用，健康乳儿的肠道双歧杆菌约占肠道菌群的98%。随着年龄增长，进入老年肠道产H2S和吲哚的芽孢杆菌菌类的增多加速衰老的过程。,115,3.2微生态平衡与失调3.2.1微生态平衡（microeubiosis）3.2.1.1概念是指在长期进化过程中形成的正常微生物与宿主生态环境生理动态平衡。包括定位、定性、定量三方面内容。3.2.1.2微生物因素：微生物的定位、定性、定量指标都是动态平衡、生理波动与病理波动是交叉的。如尿中查到大肠艾希菌，其数量达到105/ml方有病理意义。3.2.2微生态失调（microdysbiosis）3.2.2.1概念:是指正常微生物群与宿主间、个中群落成员之间的平衡，在外界环境影响下，由生理组合的状态转变为病理组合状态称为微生态失调。3.2.2.2表现：菌群失调、定位转移、血行感染、易位病灶。3.2.2.3诱发因素：射线照射使免疫功能下降、使用抗菌素、外科手术（包括插管技术）有利于细菌移位、其他因素（免疫抑制剂、医源性因素、细胞毒性药物、激素等）。,116,3.3机会性感染3.3.1概念：由正常菌群或环境中机会性致病菌（opportunisticbacterium）所引起的感染。主要机会致病菌：大肠艾希菌、克雷伯菌属、铜绿假单胞菌、变形杆菌属、肠杆菌属、洋葱假单胞菌、沙雷菌属。另外还有真菌中白色假丝酵母菌、曲霉菌和毛霉菌等。3.3.2机会性感染与易感性宿主3.3.2.1基础疾病与易感性宿主:恶性肿瘤、胶原性疾病、代谢不全、移植术后、烧伤等3.3.2.2医源性因素与所致假单胞菌:治疗基础疾病过程中造成免疫抑制;外科手术使局部和全身的抗感染能力降低；各种临床检查手段增加感染机会；老龄化人群也是机会感染的高危人群。,117,第四节细菌感染的检查,1细菌学诊断2血清学诊断,118,1、细菌学诊断：细菌学诊断常通过直接通过分离出病原菌达到疾病诊断的目的；有时也可通过检测病原菌的抗原成分、代谢产物或其核酸达到诊断目的。1.标本采集与送检原则：严格执行无菌操作，尽量避免正常菌群或外界环境中杂菌污染标本；根据致病菌在机体内不同病期的体内分布和排出部位，采集不同的标本；尽量在用药前；注意保存,尽快送检；作好标记。1.2致病菌的检验程序直接涂片镜检涂片镜检生化反应标本分离培养可疑菌落血清学鉴定药敏试验增菌动物试验,119,免疫学方法：沉淀反应；协同凝集试验；补体结合试验；免疫荧光法；ELISA；对流免疫电泳；酶免疫测定（EIA）；胶体金标记等。基因检测：核酸杂交技术；PCR技术。2血清学诊断高等动物机体受到病菌感染后，免疫系统可发生免疫应答而产生特异性抗体。抗体的量常随感染过程而增多，表现为效价(titer)或滴度的升高。因此，采用已知的细菌或特异性抗原，检测患者血清或其他体液中有无相应特异性抗体及其效价的动态变化，可作为某些传染病的辅助诊断。一般采取患者的血清进行试验，故这类方法通常称为血清学诊断（serologicaldiagnosis)。血清学诊断主要适用于抗原性较强，生化试验不易区别，难以培养或不能培养的致病菌，以及病程较长的感染性疾病。,120,第五节细菌性疾病的防治,一、细菌性疾病的预防1、人工主动免疫2、人工被动免疫3、其他免疫制剂二、细菌性疾病的治疗,121,一、细菌性疾病的预防人工免疫：特异性防治是应用获得性免疫的原理给机体注射或服用病原微生物或特异性抗体，以达到预防和治