细菌的遗传与变异细菌的感染与免疫

1、 遗传型变异和非遗传型变异遗传型变异和非遗传型变异 的比较的比较 第一节第一节 细菌的变异现象细菌的变异现象 一、一、形态结构的变异形态结构的变异 （一）形态变异：（一）形态变异： 环境条件改变；药物、补体等作用环境条件改变；药物、补体等作用 有荚膜的肺炎球菌有荚膜的肺炎球菌 无荚膜的肺炎球菌无荚膜的肺炎球菌 （二）结构变异：（二）结构变异： 细菌的一些特殊结构也可发生变异，如荚膜、细菌的一些特殊结构也可发生变异，如荚膜、 鞭毛、芽孢、鞭毛、芽孢、L型等变异型等变异 由有到无等。由有到无等。 二、毒力变异二、毒力变异 三、耐药性变异三、耐药性变异 细菌对某种抗菌药物由敏感变成耐药的变异称耐细菌

2、对某种抗菌药物由敏感变成耐药的变异称耐 药性变异，这种变异给临床治疗带来很大的困难，并成药性变异，这种变异给临床治疗带来很大的困难，并成 为当今医学上的重要问题。为当今医学上的重要问题。 五、菌落变异五、菌落变异 细菌的菌落由光滑（细菌的菌落由光滑（S S）型变异为粗糙（）型变异为粗糙（R R）型多见，且常）型多见，且常 伴随细菌理化性状、抗原性、代谢酶活性及毒力等也发生改变。伴随细菌理化性状、抗原性、代谢酶活性及毒力等也发生改变。 S S型菌落型菌落 R R型菌落型菌落 四、抗原变异四、抗原变异 细菌的鞭毛主要成分为蛋白质，为该菌的抗原，失细菌的鞭毛主要成分为蛋白质，为该菌的抗原，失 去鞭毛

3、可引起抗原变异；或抗原可由去鞭毛可引起抗原变异；或抗原可由相变为相变为相等。相等。 第二节第二节 细菌遗传变异的物质基础细菌遗传变异的物质基础 细菌的染色体细菌的染色体 质粒质粒 转位因子转位因子 遗传变异的遗传变异的 物质基础物质基础 噬菌体噬菌体 一、细菌的染色体一、细菌的染色体(chromosome)(chromosome) 细菌的染色体是环状双螺旋细菌的染色体是环状双螺旋DNADNA长链，上有许多长链，上有许多 编码细菌生物学性状的基因，是细菌的主要遗传物质。编码细菌生物学性状的基因，是细菌的主要遗传物质。 细菌的染色体细菌的染色体 二、质粒二、质粒(plasmid)(plasmid)

4、 是细菌染色体外的遗传物质，为环状闭合的双链是细菌染色体外的遗传物质，为环状闭合的双链 DNADNA。 大质粒：含几百个基因大质粒：含几百个基因 小质粒：含小质粒：含20-30个基因个基因 （一）质粒的基本特征（一）质粒的基本特征 自我复制自我复制 赋予细菌特殊性状赋予细菌特殊性状 非细菌生命活动必需非细菌生命活动必需 转移性转移性 相容性与不相容性相容性与不相容性 质粒质粒 F F质粒质粒 R质粒质粒 ViVi质粒质粒 细菌素质粒细菌素质粒 （二）医学上重要的质粒（二）医学上重要的质粒 1 1、致育质粒（、致育质粒（F F质粒）：编码性菌毛的功能质粒）：编码性菌毛的功能 2 2、耐药质粒（、

5、耐药质粒（R R质粒）：决定细菌耐药性的产生质粒）：决定细菌耐药性的产生 3 3、细菌素质粒：编码各种细菌产生的细菌素细菌素质粒：编码各种细菌产生的细菌素 4 4、毒力质粒（毒力质粒（Vi质粒）质粒） ：编码与致病性有关的毒力因子：编码与致病性有关的毒力因子 R质粒质粒 耐青霉素 耐磺胺药 耐链霉素 三、转位因子三、转位因子 是存在细菌的染色体或质粒是存在细菌的染色体或质粒DNADNA分子上的一段特分子上的一段特 异性核苷酸序列片段，它能在异性核苷酸序列片段，它能在DNADNA分子中移动，不断分子中移动，不断 改变它们的基因组位置，从一个基因组转移到另一改变它们的基因组位置，从一个基因组转移到

6、另一 个基因组中。个基因组中。 转位因子转位因子 IS IS 中心序列中心序列 （携带一些编码特殊性状的结构基因携带一些编码特殊性状的结构基因） 2 2转座子转座子(Tn(Tn）：）： 较长较长，除携带与转位有关的基因外，还携带一些编码，除携带与转位有关的基因外，还携带一些编码 特殊性状的结构基因，所以当其插入某一基因时，一方面特殊性状的结构基因，所以当其插入某一基因时，一方面 可引起基因失活产生基因突变，且可因带入一些编码特殊可引起基因失活产生基因突变，且可因带入一些编码特殊 性状的基因而性状的基因而获得新的性状获得新的性状。可能。可能与多重耐药性的产生有与多重耐药性的产生有 关关。 1 1

7、插入序列插入序列（ISIS）：）： 最小最小的转位因子，不携带任何与插入功能无关的基因的转位因子，不携带任何与插入功能无关的基因 区域，往往插入后与插入点附近的序列共同起作用，区域，往往插入后与插入点附近的序列共同起作用，可能可能 是原细胞正常代谢的调节开关之一是原细胞正常代谢的调节开关之一。 3. 3. 转座噬菌体转座噬菌体(TB)(TB) 是具有转座功能的溶原性噬菌体是具有转座功能的溶原性噬菌体 前噬菌体前噬菌体 噬菌体噬菌体 溶原性噬菌体溶原性噬菌体 第三节第三节 细菌变异的机制细菌变异的机制 基因的突变基因的突变 基因的转移与重组基因的转移与重组 基因损伤后修复基因损伤后修复 细菌基因

8、结构的改变主要通过以下方式实现细菌基因结构的改变主要通过以下方式实现： 一、基因的突变一、基因的突变 突变突变是细菌遗传物质的结构发生突然而是细菌遗传物质的结构发生突然而 稳定的变化，导致细菌的遗传性变异。稳定的变化，导致细菌的遗传性变异。 （一）（一）基因突变规律：基因突变规律： 1. 1. 突变率：自发突变率很低，但用一些理化因素诱导则突变率：自发突变率很低，但用一些理化因素诱导则 可大大提高突变率。可大大提高突变率。 2. 2. 突变与选择：突变是随机的、不定向的，外界环境不突变与选择：突变是随机的、不定向的，外界环境不 能决定突变，只能对突变进行选择。能决定突变，只能对突变进行选择。

9、3.3.突变的突变的回复：细菌由野生型变为突变型是正向突变，而回复：细菌由野生型变为突变型是正向突变，而 突变株经又一次突变可恢复野生型的性状，这一过程称回复突变株经又一次突变可恢复野生型的性状，这一过程称回复 突变。突变。 （二）（二）DNA损伤后修复损伤后修复 二、基因的转移与重组二、基因的转移与重组 外源性的遗传物质由供体菌转入某受体菌细胞外源性的遗传物质由供体菌转入某受体菌细胞 内的过程称为内的过程称为基因转移基因转移，而转移的基因与，而转移的基因与DNADNA整合整合 在一起称为在一起称为重组重组. 基因转移重组的方式有：基因转移重组的方式有： 转化、接合、转导、溶原性转换转化、接合

10、、转导、溶原性转换 传代 （一）（一）转化转化(transformation)(transformation)：是供体菌裂解游离的：是供体菌裂解游离的 DNADNA片段被受体菌片段被受体菌直接直接摄取，受体菌获得新的性状。摄取，受体菌获得新的性状。 游离游离DNADNA 供体菌供体菌DNADNA 供体菌供体菌DNADNA（转化因子）（转化因子） 肺炎双球菌肺炎双球菌 无荚膜无荚膜 有荚膜有荚膜 荚膜破坏荚膜破坏 有荚膜有荚膜 有荚膜有荚膜 有荚膜有荚膜 无荚膜无荚膜 荚膜破坏荚膜破坏 + 无荚膜无荚膜荚膜破坏荚膜破坏 菌的菌的DNA + 小鼠死小鼠死 小鼠死小鼠死 小鼠死小鼠死 （二）接合接合

11、(conjugation)(conjugation)：是细菌通过：是细菌通过性菌毛性菌毛沟通，沟通， 将遗传物质（主要是质粒将遗传物质（主要是质粒DNADNA）从供体菌转移给受体菌。）从供体菌转移给受体菌。 1 1F F质粒质粒的接合：的接合：F F+ +菌与菌与F F- -菌经接合后，菌经接合后，F F- -菌可获菌可获 得得F F质粒而成为质粒而成为F F+ +菌。菌。 F+菌菌F-菌菌 F+菌菌 F-菌菌 F+菌菌F+菌菌 R R质粒的接合：质粒的接合：R R质粒由耐药传递因子（质粒由耐药传递因子（RTFRTF） 和耐药和耐药(r)(r)决定子两部分组成。决定子两部分组成。 RTFRTF

12、 IS r r决定子决定子 RTFRTF IS IS r r决定子决定子 Tn9Tn4Tn5 R R质粒的接合质粒的接合 A-Antibiotics （三）转导（三）转导(transduction)(transduction)：是以温和噬菌体为载：是以温和噬菌体为载 体，将供体菌的一段体，将供体菌的一段DNADNA转移到受体菌内，使受体转移到受体菌内，使受体 菌获得新的性状。转导比转化可转移更大片段菌获得新的性状。转导比转化可转移更大片段DNADNA。 1 1普遍性转导普遍性转导(generalized transduction)(generalized transduction)： 普遍性转

13、 导的细菌 整合未整合 完全转导流产转导 细菌DNA 2 2局限性转导局限性转导(restricted transduction)(restricted transduction)： 又称特异性转导又称特异性转导(specialized transduction)(specialized transduction) 前噬菌体 gal bio gal bio 正常脱离 gal bio 断裂和 再接 bio gal 断裂和 再接 galbio 偏差 脱离 （四）溶原性转换（四）溶原性转换 前噬菌体前噬菌体 溶原性细菌溶原性细菌新性状新性状 第四节第四节 细菌遗传变异在医学上的应用细菌遗传变异在医学

14、上的应用 一、在疾病的诊断、治疗与预防中的应用一、在疾病的诊断、治疗与预防中的应用 二、在测定致癌物质中的应用二、在测定致癌物质中的应用 三、在流行病学中的应用三、在流行病学中的应用 四、在基因工程中的应用四、在基因工程中的应用 小小 结结 1、举例说明几种细菌变异现象、举例说明几种细菌变异现象 2、细菌的遗传物质、细菌的遗传物质染色体、质粒染色体、质粒 （特点特点）及转位因子。）及转位因子。 3、细菌变异的机制，细菌基因重组的方、细菌变异的机制，细菌基因重组的方 式式转化、接合、转导、溶原性转换和细转化、接合、转导、溶原性转换和细 胞融合（胞融合（概念概念）。）。 4、细菌遗传变异的实际意义

15、。、细菌遗传变异的实际意义。 细菌的致病性细菌的致病性 机体的免疫力机体的免疫力 外因环境因素的影响外因环境因素的影响 病原菌入侵病原菌入侵 到机体后，到机体后， 一定会引起一定会引起 机体生病吗？机体生病吗？ 细菌的毒力细菌的毒力 细菌侵入宿主的数量细菌侵入宿主的数量 细菌侵入的部位（侵入门户）细菌侵入的部位（侵入门户） 侵袭力侵袭力 毒素毒素 第一节第一节 细菌的致病性细菌的致病性 ：病原菌有病原菌有突破突破 宿主皮肤、黏膜生理宿主皮肤、黏膜生理 屏障等屏障等 免疫防御机制，免疫防御机制，进入进入 体内体内 定居定居 、繁繁 殖殖 和和扩散扩散 的的能力能力，包括荚膜、粘附素和侵袭，包括荚

16、膜、粘附素和侵袭 性物质。性物质。 ：含有损害宿主组织、器官并引起生理功含有损害宿主组织、器官并引起生理功 能紊乱的大分子成分。能紊乱的大分子成分。 （2 2）荚膜、微荚膜）荚膜、微荚膜 （1 1）黏附素：细菌表面的蛋白质。）黏附素：细菌表面的蛋白质。 菌毛分泌物菌毛分泌物 细菌的表面组分：如磷壁酸。细菌的表面组分：如磷壁酸。 2 2、侵袭性物质：协助病菌抗吞噬或向四周扩散。、侵袭性物质：协助病菌抗吞噬或向四周扩散。 如：致病性葡萄球菌凝固酶如：致病性葡萄球菌凝固酶 A A群链球菌透明质酸酶、链激酶等群链球菌透明质酸酶、链激酶等 （一）侵袭力（一）侵袭力 1 1、菌体的表面结构菌体的表面结构

17、细菌在生长繁殖中产生和释放的毒性成分，细菌在生长繁殖中产生和释放的毒性成分， 可直接或间接损伤宿主细胞、组织和器官，干扰可直接或间接损伤宿主细胞、组织和器官，干扰 其生理功能。其生理功能。 1.1.外毒素外毒素 2.2.内毒素内毒素 （二）毒素（二）毒素 外毒素外毒素 甲醛甲醛 类毒素类毒素 马 抗毒素抗毒素 细菌在生长繁殖中产生并释放到菌体外的毒性成分细菌在生长繁殖中产生并释放到菌体外的毒性成分 1 1）产生菌：）产生菌：革兰阳性菌革兰阳性菌，少部分革兰阴性菌，少部分革兰阴性菌 2 2）化学成分：）化学成分：蛋白质蛋白质 3 3）稳定性：）稳定性：不耐热不耐热 4 4）毒性：）毒性：强强，有

18、组织选择性，有组织选择性 5 5）抗原性：）抗原性：强强 1. 外毒素外毒素 肠毒素 霍乱激活肠粘膜腺苷环化酶， 增高细胞内cAMP水平 腹泻、呕吐 肠毒素腹泻呕吐、腹泻 肠毒素食物中毒刺激呕吐中枢 呕吐、腹泻 白喉 霍乱 破伤风梭菌引起的肌肉痉挛 5 5）抗原性：）抗原性：弱弱 是革兰阴性菌细胞壁中的脂多糖成分，在细菌裂解是革兰阴性菌细胞壁中的脂多糖成分，在细菌裂解 后才释放出。后才释放出。 1 1）产生菌：）产生菌：革兰阴性菌革兰阴性菌 2 2）化学成分：）化学成分：脂多糖脂多糖 3 3）稳定性：）稳定性：耐热耐热 4 4）毒性：）毒性：弱弱，无组织选择性，无组织选择性 致热反应致热反应

19、白细胞反应白细胞反应 弥散性血管内凝血（弥散性血管内凝血（DICDIC） 内毒素血症与休克内毒素血症与休克 2. 内毒素内毒素 内毒素毒性作用内毒素毒性作用 区别要点区别要点外毒素外毒素内毒素内毒素 存在部位存在部位由活的细菌释放至细菌体外由活的细菌释放至细菌体外 为细菌细胞壁结构成份为细菌细胞壁结构成份 ，菌体崩解后释出，菌体崩解后释出 来源来源革兰阳性菌多见革兰阳性菌多见革兰阴性菌多见革兰阴性菌多见 化学组成化学组成蛋白质蛋白质脂多糖脂多糖 稳定性稳定性606080 30 min80 30 min破坏破坏 耐热，耐热，160 2h160 2h4 h4 h破破 坏坏 毒性作用毒性作用 强，有

20、选择毒害作用，引起强，有选择毒害作用，引起 特殊临床表现特殊临床表现 稍弱，各种细菌内毒素稍弱，各种细菌内毒素 的毒性作用大致相同。的毒性作用大致相同。 抗原性抗原性 强，可刺激机体产生高效价强，可刺激机体产生高效价 的抗毒素。经甲醛脱毒成为的抗毒素。经甲醛脱毒成为 类毒素，仍有较强的抗原性类毒素，仍有较强的抗原性 ，可用于人工自动免疫，可用于人工自动免疫 刺激机体对多糖成份产刺激机体对多糖成份产 生抗体，不形成抗毒素生抗体，不形成抗毒素 ，不能经甲醛处理成为，不能经甲醛处理成为 类毒素类毒素 呼吸道、消化道、皮肤、血液、性传播呼吸道、消化道、皮肤、血液、性传播 垂直传播、昆虫媒介垂直传播、昆

21、虫媒介 细细 菌菌 的的 致致 病病 性性 细菌的毒力细菌的毒力 细菌的侵入数量细菌的侵入数量 细菌的侵入门户细菌的侵入门户 毒素毒素 菌毛和粘附素菌毛和粘附素 侵袭性物质侵袭性物质 荚膜和类荚膜荚膜和类荚膜 外毒素外毒素 内毒素内毒素 侵袭力侵袭力 第三节感染的种类与类型第三节感染的种类与类型 外源性感染外源性感染 内源性感染内源性感染 病人 病原携带者 患病及带菌动物 条件致病菌 依来源依来源 社会感染社会感染 医院感染医院感染 依感染的场所依感染的场所 自自 然然 因因 素素 社社 会会 因因 素素 医院感染的医院感染的 概述概述 医院感染常医院感染常 见的微生物见的微生物 感感 染染

22、对对 象象 发发 生生 地地 点点 发发 生生 时时 间间 概概 念念 监测与监测与 控制控制 细细 菌菌 病病 毒毒 真真 菌菌 微微 生生 物物 学学 监监 测测 院院 感感 控控 制制 不感染不感染 隐性感染隐性感染 （亚临床感染）（亚临床感染） 显性感染显性感染 毒血症毒血症 脓毒血症脓毒血症 内毒素血症内毒素血症 败血症败血症 菌血症菌血症带菌状态带菌状态 局部感染局部感染 全身感染全身感染 潜伏感染潜伏感染 病情病情 急性感染急性感染 慢性感染慢性感染 部位部位 突然发作，症状明显而急，病程较短突然发作，症状明显而急，病程较短 （数日数周），病愈后，病原菌从（数日数周），病愈后，病

23、原菌从 宿主体内消失宿主体内消失 病情缓慢、病程长（数月数年）、病情缓慢、病程长（数月数年）、 多见于胞内寄生菌多见于胞内寄生菌 致病菌侵入宿主体内后，局限在致病菌侵入宿主体内后，局限在 一定部位繁殖引起病变的一种感一定部位繁殖引起病变的一种感 染类型。染类型。 感染发生后，致病菌或其毒性产物感染发生后，致病菌或其毒性产物 向全身播散引起全身性症状的一种向全身播散引起全身性症状的一种 感染类型感染类型 。 （）菌血症（）菌血症：病原菌病原菌在局部生长繁殖，在局部生长繁殖，一时性一时性、 间断性间断性地地侵入血流侵入血流中，但病原菌中，但病原菌不能在血流中大量生不能在血流中大量生 长繁殖长繁殖，

24、引起轻微症状。如伤寒早期的菌血症、布，引起轻微症状。如伤寒早期的菌血症、布 氏杆菌菌血症。氏杆菌菌血症。 （2 2）毒血症：）毒血症：这是病原菌在局部生长繁殖过程中，这是病原菌在局部生长繁殖过程中， 细菌不侵入血流细菌不侵入血流，但其产生的，但其产生的外毒素进入血流外毒素进入血流，引，引 起特殊的起特殊的中毒症状中毒症状，如白喉、破伤风等。，如白喉、破伤风等。 （）内毒素血症：（）内毒素血症：革兰氏阴性革兰氏阴性细菌侵入血流细菌侵入血流，并在，并在 其中其中大量繁殖大量繁殖，菌体崩解后产生大量的，菌体崩解后产生大量的内毒素进入内毒素进入 血流血流，引起全身，引起全身中毒症状中毒症状，如急性中毒

25、性菌痢等。，如急性中毒性菌痢等。 （）败血症：（）败血症：病原菌病原菌不断不断侵入血流侵入血流，并在血流中，并在血流中 大量繁殖，大量繁殖，释放毒素释放毒素，造成机体，造成机体严重损害严重损害，引起，引起 全身中毒症状全身中毒症状，如不规则高热，有时有皮肤、粘，如不规则高热，有时有皮肤、粘 膜出血点，肝、脾肿大等。膜出血点，肝、脾肿大等。 （）脓毒血症：（）脓毒血症：化脓性细菌侵入血液化脓性细菌侵入血液并在其中并在其中大量大量 生长繁殖生长繁殖, ,细菌随血流扩散，在全身多个器官（如肝、细菌随血流扩散，在全身多个器官（如肝、 肺、肾等）肺、肾等）引起多发性化脓病灶引起多发性化脓病灶。如金黄色葡

26、萄球菌。如金黄色葡萄球菌 严重感染时引起的脓毒血症。严重感染时引起的脓毒血症。 感染类型感染类型 细菌是否进入血流细菌是否进入血流 毒素是否进入血流毒素是否进入血流 菌血症菌血症 一时性或间断性进入一时性或间断性进入 否否 极少量繁殖极少量繁殖 毒血症毒血症 否否 外毒素入血外毒素入血 内毒素血症内毒素血症 是是, ,大量繁殖大量繁殖 内毒素入血内毒素入血 败血症败血症 是是, ,大量繁殖大量繁殖 毒素入血毒素入血 脓毒血症脓毒血症 化脓菌入血并大量繁殖化脓菌入血并大量繁殖 毒素入血毒素入血 1 1细菌侵袭力包括哪些方面？毒力包括哪些细菌侵袭力包括哪些方面？毒力包括哪些 方面？举例说明方面？举例说明 2 2试比较内毒素与外毒素的区别？试比较内毒素与外毒素的区别？ 3 3类毒素的概念及其用途类毒素的概念及其用途 4 4何谓带菌者何谓带菌者 5 5试述菌血症、败血症、毒血症、内毒素血试述菌血症、败血症、毒血症、内毒素血 症和脓毒血症的概念，举例。症和脓毒血症的概念，举例。 复习思考题复习思考题 质粒质粒 F F质粒质粒 R质粒质粒 ViVi质粒质粒 细菌素质粒细菌素质粒 （二）医学上重要的质粒（二）医学上重要的质粒 1 1、致育质粒（、致育