临床微生物学检验.描述.ppt

临床微生物学与检验,病原教研室鞠晓红,绪论PREFACE,一、微生物、微生物学与医学微生物学1.微生物（microorganism）：是一类体积微小、结构简单、肉眼直接看不到的微小生物的总称。分布广泛、种类繁多、繁殖迅速、容易变异,按细胞组成及结构分类,非细胞型微生物病毒（virus）、亚病毒、朊粒原核细胞型微生物细菌、螺旋体、衣原体、支原体、立克次体、放线菌真核细胞型微生物真菌（fungus）,按与人类关系分类,正常微生物群（normalflora）条件致病微生物（conditionedpathogen）机体免疫力下降细菌寄居部位改变或发生菌群失调病原微生物（pathogenicmicrobes）如鼠疫、炭疽、霍乱等,2.微生物学microbiology3.医学微生物学medicalmicrobiology研究与医学有关的病原微生物的生物学特性、致病性与免疫性以及特异性诊断和防治的学科。,二、临床微生物学的性质与任务,临床微生物学（clinicalmicrobiology）：又称诊断微生物学，是研究病原微生物检查及微生物与宿主相互关系的一门应用学科，侧重研究感染性疾病快速、准确地检出病原体的策略与方法。,临床微生物学的性质和任务研究感染性疾病的病原体特征提供快速、准确的病原学诊断指导临床合理应用抗菌药物监控医院感染,临床微生物检验的思路与原则原则：确保检验结果正确可靠确保分析前质量保证检验质量、快速准确提供检验信息全面了解机体正常菌群定性、定量和定位分析，并结合病情加强与临床联系,检验前质量保证正确填写检验申请：医师应提供倾向性诊断确保临床标本可靠：正确采集与运送检验中质量保证人员、试剂、仪器设备选择合适的实验方法、制定标准化操作程序、建立质量控制系统检验后质量保证正确分析检验结果加强与临床的联系,三、临床微生物学检验的现状、发展和展望,感染性疾病的现状易感人群不断增加新病原体不断出现感染因子在非感染性疾病中的作用明显细菌耐药和医院感染问题日趋严重快速诊断方法不断发展分子生物学技术飞速发展计算机技术推动临床微生物学进步,细菌的形态结构与功能,第一节细菌的形态与结构,一、细菌的大小、形态与排列1.大小：计量单位是微米（m）2.形态球形：双球、链球、葡萄球菌等杆形：球杆菌、小杆菌、中等杆菌大杆菌等螺形：螺菌和弧菌,光学显微镜,细菌的结构,基本结构：核质、细胞质、细胞膜、细胞壁特殊结构：鞭毛、菌毛、芽胞、荚膜,二、,第二节细菌基本结构,一、细胞壁（cellwall）位于菌细胞最外层，与胞质膜紧密相连，是一层坚韧的膜状结构革兰阳性菌与阴性菌细胞壁组成不同，共有组分为肽聚糖,（一）肽聚糖（peptidoglycan）,革兰阳性菌聚糖骨架：N-乙酰葡糖胺、N-乙酰胞壁酸四肽侧链：L-丙氨酸、D-谷氨酸、L-赖氨酸、D-丙氨酸五肽交联桥：5个甘氨酸革兰阴性菌聚糖骨架四肽侧链：第三位氨基酸多变,革兰阳性菌细胞壁的肽聚糖结构,革兰阳性菌细胞壁的肽聚糖结构,革兰阴性菌细胞壁的肽聚糖结构,（二）革兰阳性菌细胞壁特殊组分,磷壁酸壁磷壁酸膜（脂）磷壁酸一些特殊表面蛋白SPA、M蛋白等,（三）革兰阴性菌细胞壁特殊组分-外膜,脂蛋白：位于肽聚糖层和脂质双层之间脂质双层：镶嵌有外膜蛋白脂多糖（LPS）：即革兰阴性菌内毒素脂质A：内毒素的毒性部分，无特异性核心多糖：属特异性特异多糖：即O抗原，有种和型的特异性,周浆间隙（periplasmicspace）:位于革兰阴性菌细胞膜和外膜的脂质双层之间，含有多种蛋白酶、核酸酶、解毒酶及特殊结合蛋白，在细菌获得营养、解除有害物质毒性方面具有重要作用。,（四）细胞壁缺陷型细菌细菌L型,1.概念：细菌细胞壁的肽聚糖结构受到理化或生物因素作用被破坏或合成被抑制，在高渗环境下仍然能够生长和分裂者。G+菌：原生质体（protoplast）G-菌：原生质球（spheroplast）,2.形态染色高度多形性：球状、杆状、丝状绝大多数染色为革兰阴性，着色不均3.培养特性培养条件：高渗环境生长缓慢，典型菌落为油煎蛋状4.致病性某些L型引起慢性感染，如尿路感染、骨髓炎、心内膜炎等,回复（返祖）：L型脱离诱导剂后继续培养，仍可恢复成原来细菌的形态与特性。,二、细胞膜（cellmembrane）,半透性薄膜脂质双层结构中介体（mesosome）：部分细胞膜内陷、折叠、卷曲形成的囊状物，多见于革兰阳性细菌。又称之为拟线粒体。细胞膜上不含胆固醇,三、细胞质（cytoplasm）,1.核糖体（ribosome）2.质粒（plasmid）3.胞质颗粒异染颗粒：细菌含有储藏高能磷酸键的多聚偏磷酸盐颗粒,小亚基：四环素族链霉素卡那霉素大亚基：氯霉素红霉素,原核细胞，不具成形的核。遗传物质称为核质或拟核（nucleoid）。无核膜、核仁和有丝分裂器；因其功能与真核细胞的染色体相似，决定细菌的遗传变异，亦称细菌的染色体（chromosome）。一般为单倍体，是一个共价闭合环状双链DNA分子,四、核质（nuclearmaterial）,第三节细菌特殊结构,一、荚膜（capsule）概念：某些细菌在其细胞壁外包绕一层黏液性物质，为疏水性多糖或蛋白质的多聚体。化学组成：多糖或多肽功能保护细菌-抗吞噬、抗有害物质损伤黏附作用-与致病性有关有免疫原性-细菌分型、鉴定细菌,检查方法墨汁负染法荚膜染色法电镜观察法,荚膜肿胀试验原理：特异性抗血清与相应细菌的荚膜抗原特异性结合形成复合物后，可使细菌荚膜显著增大出现肿胀。方法：先多价再单价作玻片凝集试验,二、菌毛（pilus或fimbriae）概念：许多革兰阴性菌和少数革兰阳性菌菌体表面存在着一种比鞭毛更细、更短而直硬的丝状物。化学组成：蛋白质种类及功能普通菌毛：数量多、短而细，与黏附、致病有关性菌毛：数量少、粗而长的中空管状结构，与传递遗传物质有关,三、鞭毛（flagellum）概念：许多细菌菌体上附有细长并呈波状弯曲的丝状物。鞭毛520m1230nm数量与部位：单毛菌双毛菌丛毛菌周毛菌化学组成：蛋白质功能：运动器官致病作用有抗原性（H抗原）,鞭毛的检查,压滴法或悬滴法,培养法,染色法,四、芽胞（endospore或spore）,概念强大的抵抗力芽胞是否被杀死作为判断灭菌效果的指标,细菌芽胞的形态,第二章细菌的生理与遗传变异,第一节细菌的生理,一、细菌的化学组成1.与其他生物相似：水、无机盐、蛋白质、糖类、脂类、核酸2.特有成分：肽聚糖、DAP、磷壁酸、D型氨基酸、DPA、LPS,二、细菌的物理性状,1.带电现象pI革兰阳性菌23革兰阴性菌452.光学性质：细菌为半透体3.体积微小，相对表面积大4.高渗透压革兰阳性菌2025革兰阴性菌565.有半透性,三、细菌的代谢,（一）细菌的能量代谢1.发酵：以有机物为受氢体2.呼吸：以无机物为受氢体有氧呼吸：以分子氧为受氢体厌氧呼吸：以其他无机物为受氢体,（二）细菌的分解代谢1.糖的分解：多糖单糖丙酮酸进入三羧酸循环：中间代谢产物+CO2+H2O发酵丙酮酸：产生各种酸类、酮类、醛类、醇类2.蛋白质和氨基酸的分解：蛋白质短肽氨基酸脱氨：苯丙氨酸苯丙酮酸脱羧：生成胺和CO23.对其他物质的代谢：如尿素、枸橼酸盐等,（三）细菌的合成代谢1.热原质2.毒素与侵袭性酶3.色素4.抗生素5.细菌素6.维生素,四、细菌生长繁殖的条件,1.充足的营养物质水：碳源和氮源：合成菌体成分；提供能量无机盐：生长因子：细菌生长繁殖所必需，但自身不能合成的物质，如维生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶等。据此将细菌分为苛养菌与非苛养菌两大类苛养菌检出率反映微生物实验室的检测水平,营养物质,肉浸液：提供碳源、氮源牛肉膏：主要提供氮源，营养价值低，无糖糖（醇）类：提供碳源和能源血液：提供特殊生长因子；检测细菌溶血特性鸡蛋与动物血清：制备营养要求特殊的培养基无机盐类：常用氯化钠,2.适宜的酸碱度pH：7.27.63.合适的温度3537培养箱一般定在35（3436）4.必要的气体O2、CO2专性需氧菌：有完善的呼吸酶系统专性厌氧菌兼性厌氧菌微需氧菌：低氧压（5%氧浓度）生长好，高时抑制,专性厌氧菌厌氧原因缺乏氧化还原电势高的酶：细胞色素和细胞色素氧化酶缺乏分解有害基团的酶类2O2-+2H+SODH2O2+O22H2O2触酶2H2O+O2H2O2+AH2过氧化物酶2H2O+A,五、细菌生长繁殖的规律,（一）细菌繁殖方式无性繁殖：二分裂方式代时：2030min,中介体介导G+菌分裂,G-菌分裂,（二）细菌的生长曲线,生长曲线：将定量细菌接种于适宜的液体培养基中，间隔一定时间取样计数活菌数目，以培养时间为横坐标，活菌数的对数为纵坐标绘制而成的反映细菌体外繁殖规律的曲线。,生长曲线-四个时期迟缓期：体积增大，细菌数不增加对数期：分裂最旺盛时期，研究细菌形态、鉴定细菌、保存菌种的最佳时期稳定期：细菌产生芽胞、外毒素衰退期：细菌出现形态改变,第二节细菌的遗传与变异,一、细菌的遗传物质（一）细菌染色体（二）染色体以外的遗传物质1.质粒2.噬菌体3.转座因子4.整合子和基因盒,1.质粒：细菌染色体以外的遗传物质，是环状闭和的双链DNA，携带遗传信息。,质粒种类致育性质粒（F质粒）：与性菌毛有关耐药性质粒（R质粒）：与细菌的耐药性有关毒力质粒（Vi质粒）细菌素质粒代谢质粒,质粒的特征具有自我复制的能力紧密型质粒：数量少、大，与染色体复制同步松弛型质粒：数量多、小，复制与染色体无关决定细菌的某些性状特征可自行丢失与消除具有转移性具有相容性和不相容性,2.噬菌体：是一类感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生物的病毒。,毒性噬菌体：能在宿主菌内复制增殖，产生许多子代噬菌体，并最终裂解细菌。建立溶菌周期。细菌进行噬菌体分型；鉴定细菌温和噬菌体：噬菌体基因组整合于宿主菌染色体中，不引起细菌裂解，并随细菌的分裂而传至子代菌体。建立溶源周期。与细菌的遗传变异有关,温和噬菌体有溶原性周期和溶菌性周期，而毒性噬菌体只有一个溶菌性周期。,3.转座因子,概念：是一类在细菌染色体、质粒、噬菌体之间自行移动的遗传成分，是基因组中一段具有转位特性的独立的DNA序列。分类:插入序列（insertionsequenceIS）转座子(transposon)/复合转座子,4.整合子和基因盒,整合子：是一种运动性的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。基因盒：带有功能性基因的DNA分子，能被整合子捕获并使功能性基因得以表达。,二、细菌的变异,基因突变基因的转移与重组,基因的转移与重组,基因转移外源性的遗传物质由供体菌转入受体菌的过程。基因重组转移的遗传物质与受体菌DNA整合在一起的过程。转移和重组的方式转化、接合、转导、溶原性转换、原生质体融合,1.转化（transformation）概念：受体菌直接摄取供体菌游离DNA片段并整合重组。条件：（1）转化的DNA为小片段（2）受体菌处于感受态,小鼠体内肺炎链球菌的转化试验,2.接合（conjugation）细菌通过性菌毛相互连接沟通，将遗传物质从供体菌转移给受体菌的过程。接合性质粒非接合性质粒,（1）F质粒的接合高频重组菌（Hfr）：整合有F质粒的细菌F质粒：Hfr菌中的质粒从染色体上脱离时有时可带有染色体上几个邻近的基因（2）R质粒的接合耐药传递因子（RTF）耐药决定子,R因子结构示意图RTF：耐药性传递因子resistancedeterminant：耐药性（r）决定因子IS：插入序列Tn：转座子,3.转导（transduction）以温和噬菌体为媒介，将供体菌的DNA