病原微生物分类、结构及生物特性详解

病原微生物分类、结构及生物特性详解

一、病原微生物简介

微生物(microorganism)是存在于自然界的一群体形微小、结构简单、

肉眼看不见、必须借助光学或电子显微镜放大数百倍、数千倍甚至数万

倍才能观察到的微小生物。微生物在自然界广泛存在，但只有部分微生

物可以侵犯人体引起疾病，这些微生物被称为病原微生物或病原体。病

原微生物与人类之间进行着长期而复杂的斗争，病原微生物通过不断繁

殖、变异和进化，增强自己的毒力或致病力是人类疾病的罪魁祸首，人

类则通过机体强大的免疫系统消灭、排出、战胜入侵的病原微生物。病

原体侵入人体后，人体就是病原体生存的场所，医学上称为病原体的宿

主。病原体在宿主中进行生长繁殖、释放毒性物质等引起机体不同程度

的病理变化,这一过程称为感染.不过人体或动物不像人工培养细菌的

培养基，可以让病菌不受限制地肆意生长繁殖，轻易地导致机体死亡。

病原体入侵人体后，在发生感染的同时，能激发人体免疫系统产生一系

列免疫应答与之对抗，这称之为免疫。

感染和免疫是•对矛盾，其结局如何，根据病原体和宿主两方面力

量强弱而定。如果宿主足够强壮，可以根本不形成感染；即使形成了感

染，病原体也多半会逐渐消亡，于是患者康复；如果宿主很虚弱而病原

体很凶猛，则感染扩散，病人将会死亡。

除了宿主自身的力量，有效的抗菌药物和其它措施的协同作用也是

必不可少的，在多种因素的共同作用下，大多数疾病是可以很快治好的。

依靠不断发展的科学进步，总是能够不断控制和消灭有害人类和动物的

微生物。

有研究表明，浇灌粪肥的蔬菜会被病原微生物污染，距离施肥时间

越近，蔬菜表面大肠菌群数量越多，用自来水浸泡、冲洗等方法对去除

蔬菜表面的大肠菌群有一定效果，其中以冲洗效果最佳。此外，最好的

杀灭蔬菜病原菌的方法是沸水浸泡。

二、病原微生物分类

病原微生物是指可以侵犯人和动物，引起感染甚至传染病的微生物,

包括病毒、细菌、真菌、立克次体、寄生虫等。

2004年，我国颁布《病原微生物实验室生物安全管理条例》。根据

病原微生物的传染性、感染后对个体或者群体的危害程度，我国对病原

微生物实行分类管理。病原微生物分为以下四类。

第一类病原微生物，是指能够引起人类或者动物非常严重疾病的微

生物，以及我国尚未发现或者已经宣布消灭的微生物。例如，天花病毒、

埃博拉病毒。

第二类病原微生物，是指能够引起人类或者动物严重疾病，比较容

易直接或者间接在人与人、动物与人、动物与动物间传播的微生物。例

如，高致病性禽流感病毒、艾滋病毒、炭疽芽抱杆菌、结核分枝杆菌。

第三类病原微生物，是指能够引起人类或者动物疾病，但一般情况

下对人、动物或者环境不构成严重危害，传播风险有限，实验室感染后

很少引起严重疾病，并且具备有效治疗和预防措施的微生物。例如，肠

道病毒、麻疹病毒、肺炎支原体、肉毒梭菌。

第四类病原微生物，是指在通常情况下不会引起人类或者动物疾病

的微生物。例如，实验室使用的用于基因克隆的大肠埃希菌K12株。

第一类、第二类病原微生物统称为高致病性病原微生物。

三、结构与生物特性

细菌(bacteria)的生物学分类属于原核细胞生物界，广义的细菌概念

包括所有原核细胞型微生物，有细菌、放线菌、衣原体、支原体、立克

次氏体和螺旋体；狭义的细菌的概念专指其中的细菌。它种类繁多，数

量庞大，最具代表性，一般情况下通常是指狭义概念的细菌。

1、细菌的大小形态细菌是肉眼看不见，需经显微镜放大儿百倍或

一千倍才能看见的微小生物。通常以微米(pm)为测量单位。由于细菌是

透明的，因此，要经过染色，才可以看见它们的轮廓、形态，甚至结构。

通常，电镜观察细菌的超微结构时用nm(l/1000|im)测量其大小，光

镜观察细菌时用Rm（1/1000mm）测量。当然，不同的细菌，甚至有时同

一类细菌也可因菌龄、细菌生长所处的环境因素不同，其大小、形态都

有不同或有一定程度的差异。

临床最常用的细菌染色方法是革兰染色法。经过革兰氏染色可将细

菌分为两大类：紫色的是革兰氏阳性菌，红色的是革兰氏阴性菌。由于

两类细菌的细胞壁结构不同，决定了其染色性不同，且对人体的致病性

和对抗生素的敏感性也有较大差异。结核杆菌革兰氏染色法不着色，经

抗酸染色后呈红色。

2、细菌的分类细菌的分类是根据每种细菌各自的特征，并按照它

们的亲缘关系分门别类，以不同等级编排成系统。有两种分类法：①以

细菌的形态和生理生化特性为依据的表型特征分类法；②用化学分析和

核酸分析，以细菌大分子物质（核酸、蛋白质）结构的同源程度进行分

类。

细菌的分类等级和其他生物相同，依次为界（kingdom）、|'l（division）>

纲（class）、目（order）、科（family）、属（genus）、种（species）。细菌属于原

核生物界（procaryotae）o细菌常用的分类单位是属和种。种是细菌分类

的基本单位，将生物学性状基本相同的细菌群体归成一个菌种；性状相

近，关系密切的若干菌种组成一个菌属。由不同来源分离的同一种、同

一亚种或同一型的组菌，称为株（strain）。株的建立是从一次单独分离

物的单个原始菌落传代的纯培养物，例如，从1()个肺结核患者的痰液

中分离出的IO株结核分枝杆菌。

3、细菌的形态细菌的基本形态有球状、杆状、螺旋状，根据形态

特征将细菌分为球菌、杆菌和螺形菌三大类。

4、细菌的结构

(1)细菌的基本结构。

各种细菌都具有基本结构，包拈细胞壁、细胞膜、细胞质和核质四

部分。细胞壁是位于细菌的最外层的一层质地坚韧而略有弹性的膜状结

构，其化学成分复杂，并随着不同细菌而异。细胞膜是由磷脂和多种蛋

白质组成的单位膜，其主要功能是物质转运、生物合成、分泌和呼吸等

作用，是细菌渗透屏障和赖以生存的重要结构。细胞质是细胞膜所包裹

的溶胶状物质，基本成分是水、蛋白质、核酸和脂类，是细菌合成代谢

和分解代谢的场所。细菌的核质具有细胞核的功能，决定细菌的生命活

动，控制细菌的生长、繁殖、遗传、变异等多种遗传性状。细菌的基本

结构对于细菌的鉴定及致病性、免疫性都有重要作用，特别是细菌质粒

己广泛应用于分子生物学的实验中。

(2)细菌的特殊结构。

某些细菌除了具有基本结构外，还有荚膜、鞭毛、菌毛、芽抱等特

殊结构。

①荚膜。某些细菌在生长过程中在细胞壁外形成一层界限较为明显，

质地均匀的黏液性物质，其厚度大于0.2pm,称为荚膜。荚膜充当分子

筛和黏附素的作用，并具有抗原性及抗吞噬的功能。

②菌毛。菌毛是许多革兰阴性菌及少数革兰阳性菌菌体表面附着的

一种细短而直感的蛋白性丝状物，在电子显微镜下才能看到。菌毛可分

为普通菌毛和性菌毛，前者与细菌的致病性有关，后者可在细菌之间传

递遗传物质，如使细菌获得产毒或耐药性等新的遗传性状。

③鞭毛。鞭毛由蛋白质构成，是细菌的运动结构。弧菌、螺菌、占

半数的杆菌及少数球菌由其细胞膜伸出菌体外细长呈波状弯曲的蛋白

性丝状物，使细菌可在适宜的环境中自由运动，具有抗原性，与致病性

有关。

④芽泡。芽泡是某些革兰氏阳性细菌在不利于生长的环境中形成的

有抗性的休眠体，增强细菌抵抗外界不良环境的能力。能否杀灭芽的是

临床判断灭菌效果的一项指征。

5、细菌的致病物质细菌的致病物质主要包括细菌的菌体表面结构、

侵袭性酶及毒素。

菌体表面结构有两类，一类具有黏附作用的结构，如磷壁酸、多包

被、菌毛等；另一类是具有抗吞噬作用的结构，如英膜、微荚膜、A型

链球菌的M蛋白、金葡菌的A蛋白等。侵袭性酶是细菌合成分泌的胞

外酶，一种有抗吞噬作用的酶，如金黄色葡萄球菌产生的血浆凝固酶,

可在细菌周围形成