《微生物和微生物学检验》
郭刚临床微生物及免疫学教研室绪论一、微生物（ microorganisms）：
概念：一群肉眼看不见的微小生物,包括,细菌,螺旋体,立克次体,衣原体,支原体,放线菌 （ 原核 ）,病毒 （ 非细胞 ）,真菌 （ 真核 ） 。
原核与真核细胞的区别：细胞核的区别最新生物进化分类法：
古细菌,
(Archaeobacteria)
嵌合进化或共生进化真细菌：
真核生物：
微生物与人类的关系：
（ 1） 大多数不致病,甚至是对人,动,植物有益和必需的,如：固氮菌；酿酒,制醋,抗生素,肠道正常菌群 。
（ 2） 病原微生物,
pathogenic microorganisms
二、微生物学 (microbiology)：
微生物的进化分类、生命活动规律及与动植物、人类、自然相互关系。
按研究对象分：细菌、病毒、真菌学按应用领域分：工业、农业、医学、兽医按研究方向分：基础微生物、分子微生物学、
微生态学 等医学微生物学 (medical microbiology),与医学有关病原微生物的生物性状,致病机理,免疫性及有关技术和理论的应用 。
临床微生物学 (clinical microbiology),测重研究感染性疾病诊断方法,提供诊断依据和指导用药 。
三、医学微生物学发展简史
1,微生物学的经验时期：
（ １ ） 酿酒,制醋,腌腊等食品生产,保存；
（ ２ ） 师道南,天愚集,,清乾隆年间,,东死鼠,西死鼠,人见死鼠如见虎 。 鼠死未几日,人死如圻堵,；,三人行未十步路,
忽死两人横截路,
（ ３ ） 人痘接种法：免疫最早概念 。
2,实验微生物学时期 （ 17世纪始 ）,
显微镜＋培养基
（ １ ） 微生物的发现：列文虎克,巴斯德 （ 发现微生物的作用,创立巴氏消毒法 ）,李斯特,郭霍氏
（ 固体培养,染色技术 ）
郭霍氏法则,①,②,③,④ 。 逐渐被淘汰 。
新的病原确定方法,核酸确定法
（ ２ ） 免疫学的兴起,分离：
牛痘,巴斯德 （ 霍乱,炭疽,狂犬疫苗 ）,白喉抗毒素动物血清治愈白喉 。
（ ３ ） 抗生素的发现：
目前遇到的问题：滥用导致耐药性增高
3,现代微生物学时期：近二,三十年
（ 1） 新病原微生物的发现
a,传统病原卷土重来；
b,新型病原 。
（ 2） 致病机理的深入研究
a,采用新技术；
b,各种致病因素的分子机理及调控 。
（ 3） 诊断技术的发展：
三大标记技术
各种分子生物学技术：核酸杂交,PCR,微量化,
自动化 。
（ 4） 各种新型疫苗的研制
传统疫苗,亚单位疫苗,基因工程疫苗,DNA
疫苗 。
（ 5） 免疫学独立
远远超越感染免疫的范畴 。
思考：
（ １ ） 预测微生物学发展下一阶段；
（ ２ ） 目前科学界研究热点？
4,基因组微生物学
（ １ ） 微生物在基因组前时代在生物学研究中的地位；
（ ２ ） 结构简单,可做为模型,模式生物 ；
（ ３ ） 在基因组时代,作为急先锋；
（ ４ ） 微生物基因组的研究成功,必然极大地改变微生物学科现状 。
因此,微生物学研究正面临前所未有地机遇和挑战 。
从上看出，医学微生物学的发展，也是各种技术方法的发展，也是临床微生物学的发展历史。
四,临床微生物学的任务
１．研究感染性疾病的病原体特征：
传统的病原微生物条件致病菌
２．提供快速、准确的病原学诊断；
３．指导合理使用抗生素；
目前检验科的主要任务。
４．对医院感染进行监控。
五、临微学习方法：
重要性：与毕业后工作紧密相关 。
（ １ ） 平时注意预习,复习；
（ ２ ） 对内容上,紧紧围绕诊断,诊断又是由各种典型特性建立的方法来进行的抓特性,去共性
（３）注意新动向。
第一篇 微生物学细菌学总论一、细菌 (bacterium)的形态与结构
（一）形态,个体微小、形态各异
球菌（ coccus）
杆菌 (Bacillus)
弧菌与弯曲菌
螺旋菌及螺旋体
不规则形。
（二）结构：
１．基本结构：包括胞壁、胞膜、胞浆及核质
细胞壁,
主要成分 ―― 肽聚糖 。
Ｎ－乙酰胞壁酸聚糖骨架 β－１,4糖苷键
Ｇ － Ｎ－乙酰葡糖胺四肽侧链
Ｇ ＋
五肽桥 （ 苷氨酸 ）
Ｇ ＋ 菌肽聚糖厚,层数多,立体状坚固 。
图 金黄色葡萄球糖细胞细胞壁的肽聚糖结构图 大肠杆菌细胞壁的肽聚糖结构膜磷壁酸
Ｇ ＋ 菌细胞壁 壁磷壁酸特殊结构 表面蛋白,SPA,M蛋白
Ｇ － 菌细胞壁 磷脂特殊结构 脂蛋白 类脂Ａ,毒性部分
(外膜 ) 脂多糖 （ LPS,内毒素 ）,核心多糖：属和组特异特异多糖：种和型特异
Ｇ ＋ 和Ｇ － 菌细胞壁差异,
特 征 革兰氏阳性菌 革兰氏阴性菌强度 较坚韧 较疏松厚度 厚,20～ 80nm 薄,5～ 10nm
肽聚糖层数 多，可达 50层 少,1～ 3层肽聚糖含量 多，可占胞壁干重 50～ 80%
少，占胞壁干重
10～ 20%
磷壁酸 + -
外膜 - +
结构 三维空间（立体结构）
二维空间（平面结构）
Ｌ型细菌,细胞壁缺陷型细菌 。
高渗培养基中：油煎蛋样菌落 。
在临床上注意Ｌ型带来的漏诊 。
2,特殊结构
荚膜 (capsule),（ １ ） 保护作用； （ ２ ） 致病作用：侵袭力； （ ３ ） 免疫原性； （ ４ ） 鉴别与分型 。
鞭毛 (flagellum),运动器官，Ｈ抗原。
菌毛 (Pilus)：（１）普通菌毛：粘附素；
（２）性菌毛：１－４根，长而粗，Ｆ ＋
菌转移Ｆ质粒，耐药及毒力质粒。
芽胞 (Spore)：不利环境中的一种抵抗形式，是 休眠体 而非繁殖体。
二、细菌的繁殖与新陈代谢：
掌握几个概念：
１．自养菌、异养菌；
２．需氧菌、专性厌氧菌、兼性厌氧菌、
微需氧菌 。
专性厌氧菌有氧不生长，原因有二：
①厌氧菌缺乏细胞色素与细胞色素氧化酶，因此不能氧化那些氧化还原电势较高的氧化型物质。
②厌氧菌缺乏过氧化氢酶、过氧化物酶和超氧化物歧化酶,不能清除有氧环境下所产生的超氧离子（ O2-）
和过氧化氢（ H2O2）,因而难以存活。
３,群体细菌的生长繁殖曲线：
迟缓期,对数期,稳定期、衰退期四、消毒与灭菌掌握几个概念：
消毒 （ Disinfection）,杀灭病原微生物的方法。
灭菌 （ Sterilization）,杀灭物体上所有的微生物
（包括病原体和非病原体的繁殖体和芽胞）的方法。
无菌 （ Asepsis）,物体上或容器内无活菌存在的意思。
防腐 （ Antisepsis）,防止或抑制微生物生长繁殖的方法。
五、微生物的遗传变异
（一）遗传变异的物质基础
染色体
质粒 （ plasmid）,细菌存在于染色体外的少部分（约 1～ 2%） DNA,可决定细菌的一些生物学特性。
转位因子：插入顺序、转座子,转座噬菌体质粒的生物学性质：
1,质粒并非细菌生存所必不可少的遗传物质。
2．质粒的传递（转移）是细菌遗传物质转移的一个重要方式。
3．质粒可自行失去或经人工处理而消失。
4．质粒可以独立复制。
5．可有几种质粒同时共存在于一个细菌内。
（二）细菌的变异现象
形态与结构变异
培养特性变异
毒力变异
耐药性变异
（三）细菌变异的机制
突 变
基因的转移和重组
转化 （ transformation） 是受体菌直接摄取供体菌游离的 DNA片段，通过与染色体重组，获得了供体菌的部分遗传特性。
转导 (transduction)是噬菌体为媒介，把供细菌的基因转移到受体菌内，导致后者基因改变的过程。
接合 (conjugation)是两个通过直接接触，在暂时的沟通中进行基因转移的过程。
(四 )遗传变异研究的实际意义
在细菌分类上的应用
在诊断中的应用
在预防中的应用
在治疗中的应用
检查致癌物质的作用
在遗传工程方面的应用六、微生物的致病性与感染
（一）微生物与宿主的关系常居菌正常菌群 过路菌 （ １ ） 抵抗力下降；
（ ２ ） 长期化疗,放 疗,
条件致病菌,免疫抑制剂患者；
（ ３ ） 外伤；
（ ４ ） 菌群失调,菌群失调症
。
正常菌群的生理意义：
（ １ ） 生物拮抗；
（ ２ ） 促进机体免疫；
（ ３ ） 与衰老有关：双歧杆菌；
（ ４ ） 合成维生素和细菌素 。
（ 二 ） 细菌的致病物质及作用,
１,细菌的表面成分：参与粘附,定植和侵入；
２,毒素及毒性蛋白和酶：
外毒素：
内毒素,
细菌外毒素举例细菌种类 革兰氏染色 引起疾病 毒素名称 毒素作用方式白喉杆菌 + 白喉 白喉毒素 坏死性霍乱弧菌 - 霍乱 肠毒素 引起小肠过度分泌液体鼠疫杆菌 - 鼠疫 鼠疫毒素 可能坏死性破伤风杆菌 + 破伤风 破伤风溶血毒素溶血性心脏毒素破伤风痉挛毒素 引起骨骼肌痉挛产生荚膜杆菌 + 气性坏疽 α-毒素 溶血性卵磷脂酶，
坏死性
β-毒素 溶血性心脏毒素
λ-毒素 溶蛋白性外毒素与内毒素的主要区别区别要点 外毒素 内毒素存在部位 由活的细菌释放至细菌体外 为细菌细胞壁结构成份，菌体崩解后释出细菌种类 以革兰氏阳性菌多见 革兰氏阴性菌多见化学组成 蛋白质（分子量 27,000～ 900,000） 磷脂一多糖一蛋白质复合物
（毒性主要为类脂 A）
稳定性 不稳定,60℃ 以上能迅速破坏 耐热,60℃ 耐受数小时毒性作用 强，微量对实验动物有致死作用（以 ug计量）。各种外毒素有选择作用，引起特殊病变，不引起宿主发热反应。抑制蛋白质合成，
有细胞毒性、神经毒性、紊乱水盐代谢等稍弱，对实验动物致死作用的量比外毒素为大。各种细菌内素的毒性作用大致相同。引起发热、弥漫性血管内凝血、粒细胞减少血症、施瓦兹曼现象等抗原性 强，可刺激机体产生高效价的抗毒素。经甲醛处理，可脱毒成为类毒霉，仍有较强的抗原性，可用于人工自动免疫刺激机体对多糖成份产生抗体，
不形成抗毒素，不能经甲醛处理成为类毒素医院感染,医院中发生的一切感染。包括在医院中活动的所有人群。
外源性感染内源性感染
郭刚临床微生物及免疫学教研室绪论一、微生物（ microorganisms）：
概念：一群肉眼看不见的微小生物,包括,细菌,螺旋体,立克次体,衣原体,支原体,放线菌 （ 原核 ）,病毒 （ 非细胞 ）,真菌 （ 真核 ） 。
原核与真核细胞的区别：细胞核的区别最新生物进化分类法：
古细菌,
(Archaeobacteria)
嵌合进化或共生进化真细菌：
真核生物：
微生物与人类的关系：
（ 1） 大多数不致病,甚至是对人,动,植物有益和必需的,如：固氮菌；酿酒,制醋,抗生素,肠道正常菌群 。
（ 2） 病原微生物,
pathogenic microorganisms
二、微生物学 (microbiology)：
微生物的进化分类、生命活动规律及与动植物、人类、自然相互关系。
按研究对象分：细菌、病毒、真菌学按应用领域分：工业、农业、医学、兽医按研究方向分：基础微生物、分子微生物学、
微生态学 等医学微生物学 (medical microbiology),与医学有关病原微生物的生物性状,致病机理,免疫性及有关技术和理论的应用 。
临床微生物学 (clinical microbiology),测重研究感染性疾病诊断方法,提供诊断依据和指导用药 。
三、医学微生物学发展简史
1,微生物学的经验时期：
（ １ ） 酿酒,制醋,腌腊等食品生产,保存；
（ ２ ） 师道南,天愚集,,清乾隆年间,,东死鼠,西死鼠,人见死鼠如见虎 。 鼠死未几日,人死如圻堵,；,三人行未十步路,
忽死两人横截路,
（ ３ ） 人痘接种法：免疫最早概念 。
2,实验微生物学时期 （ 17世纪始 ）,
显微镜＋培养基
（ １ ） 微生物的发现：列文虎克,巴斯德 （ 发现微生物的作用,创立巴氏消毒法 ）,李斯特,郭霍氏
（ 固体培养,染色技术 ）
郭霍氏法则,①,②,③,④ 。 逐渐被淘汰 。
新的病原确定方法,核酸确定法
（ ２ ） 免疫学的兴起,分离：
牛痘,巴斯德 （ 霍乱,炭疽,狂犬疫苗 ）,白喉抗毒素动物血清治愈白喉 。
（ ３ ） 抗生素的发现：
目前遇到的问题：滥用导致耐药性增高
3,现代微生物学时期：近二,三十年
（ 1） 新病原微生物的发现
a,传统病原卷土重来；
b,新型病原 。
（ 2） 致病机理的深入研究
a,采用新技术；
b,各种致病因素的分子机理及调控 。
（ 3） 诊断技术的发展：
三大标记技术
各种分子生物学技术：核酸杂交,PCR,微量化,
自动化 。
（ 4） 各种新型疫苗的研制
传统疫苗,亚单位疫苗,基因工程疫苗,DNA
疫苗 。
（ 5） 免疫学独立
远远超越感染免疫的范畴 。
思考：
（ １ ） 预测微生物学发展下一阶段；
（ ２ ） 目前科学界研究热点？
4,基因组微生物学
（ １ ） 微生物在基因组前时代在生物学研究中的地位；
（ ２ ） 结构简单,可做为模型,模式生物 ；
（ ３ ） 在基因组时代,作为急先锋；
（ ４ ） 微生物基因组的研究成功,必然极大地改变微生物学科现状 。
因此,微生物学研究正面临前所未有地机遇和挑战 。
从上看出，医学微生物学的发展，也是各种技术方法的发展，也是临床微生物学的发展历史。
四,临床微生物学的任务
１．研究感染性疾病的病原体特征：
传统的病原微生物条件致病菌
２．提供快速、准确的病原学诊断；
３．指导合理使用抗生素；
目前检验科的主要任务。
４．对医院感染进行监控。
五、临微学习方法：
重要性：与毕业后工作紧密相关 。
（ １ ） 平时注意预习,复习；
（ ２ ） 对内容上,紧紧围绕诊断,诊断又是由各种典型特性建立的方法来进行的抓特性,去共性
（３）注意新动向。
第一篇 微生物学细菌学总论一、细菌 (bacterium)的形态与结构
（一）形态,个体微小、形态各异
球菌（ coccus）
杆菌 (Bacillus)
弧菌与弯曲菌
螺旋菌及螺旋体
不规则形。
（二）结构：
１．基本结构：包括胞壁、胞膜、胞浆及核质
细胞壁,
主要成分 ―― 肽聚糖 。
Ｎ－乙酰胞壁酸聚糖骨架 β－１,4糖苷键
Ｇ － Ｎ－乙酰葡糖胺四肽侧链
Ｇ ＋
五肽桥 （ 苷氨酸 ）
Ｇ ＋ 菌肽聚糖厚,层数多,立体状坚固 。
图 金黄色葡萄球糖细胞细胞壁的肽聚糖结构图 大肠杆菌细胞壁的肽聚糖结构膜磷壁酸
Ｇ ＋ 菌细胞壁 壁磷壁酸特殊结构 表面蛋白,SPA,M蛋白
Ｇ － 菌细胞壁 磷脂特殊结构 脂蛋白 类脂Ａ,毒性部分
(外膜 ) 脂多糖 （ LPS,内毒素 ）,核心多糖：属和组特异特异多糖：种和型特异
Ｇ ＋ 和Ｇ － 菌细胞壁差异,
特 征 革兰氏阳性菌 革兰氏阴性菌强度 较坚韧 较疏松厚度 厚,20～ 80nm 薄,5～ 10nm
肽聚糖层数 多，可达 50层 少,1～ 3层肽聚糖含量 多，可占胞壁干重 50～ 80%
少，占胞壁干重
10～ 20%
磷壁酸 + -
外膜 - +
结构 三维空间（立体结构）
二维空间（平面结构）
Ｌ型细菌,细胞壁缺陷型细菌 。
高渗培养基中：油煎蛋样菌落 。
在临床上注意Ｌ型带来的漏诊 。
2,特殊结构
荚膜 (capsule),（ １ ） 保护作用； （ ２ ） 致病作用：侵袭力； （ ３ ） 免疫原性； （ ４ ） 鉴别与分型 。
鞭毛 (flagellum),运动器官，Ｈ抗原。
菌毛 (Pilus)：（１）普通菌毛：粘附素；
（２）性菌毛：１－４根，长而粗，Ｆ ＋
菌转移Ｆ质粒，耐药及毒力质粒。
芽胞 (Spore)：不利环境中的一种抵抗形式，是 休眠体 而非繁殖体。
二、细菌的繁殖与新陈代谢：
掌握几个概念：
１．自养菌、异养菌；
２．需氧菌、专性厌氧菌、兼性厌氧菌、
微需氧菌 。
专性厌氧菌有氧不生长，原因有二：
①厌氧菌缺乏细胞色素与细胞色素氧化酶，因此不能氧化那些氧化还原电势较高的氧化型物质。
②厌氧菌缺乏过氧化氢酶、过氧化物酶和超氧化物歧化酶,不能清除有氧环境下所产生的超氧离子（ O2-）
和过氧化氢（ H2O2）,因而难以存活。
３,群体细菌的生长繁殖曲线：
迟缓期,对数期,稳定期、衰退期四、消毒与灭菌掌握几个概念：
消毒 （ Disinfection）,杀灭病原微生物的方法。
灭菌 （ Sterilization）,杀灭物体上所有的微生物
（包括病原体和非病原体的繁殖体和芽胞）的方法。
无菌 （ Asepsis）,物体上或容器内无活菌存在的意思。
防腐 （ Antisepsis）,防止或抑制微生物生长繁殖的方法。
五、微生物的遗传变异
（一）遗传变异的物质基础
染色体
质粒 （ plasmid）,细菌存在于染色体外的少部分（约 1～ 2%） DNA,可决定细菌的一些生物学特性。
转位因子：插入顺序、转座子,转座噬菌体质粒的生物学性质：
1,质粒并非细菌生存所必不可少的遗传物质。
2．质粒的传递（转移）是细菌遗传物质转移的一个重要方式。
3．质粒可自行失去或经人工处理而消失。
4．质粒可以独立复制。
5．可有几种质粒同时共存在于一个细菌内。
（二）细菌的变异现象
形态与结构变异
培养特性变异
毒力变异
耐药性变异
（三）细菌变异的机制
突 变
基因的转移和重组
转化 （ transformation） 是受体菌直接摄取供体菌游离的 DNA片段，通过与染色体重组，获得了供体菌的部分遗传特性。
转导 (transduction)是噬菌体为媒介，把供细菌的基因转移到受体菌内，导致后者基因改变的过程。
接合 (conjugation)是两个通过直接接触，在暂时的沟通中进行基因转移的过程。
(四 )遗传变异研究的实际意义
在细菌分类上的应用
在诊断中的应用
在预防中的应用
在治疗中的应用
检查致癌物质的作用
在遗传工程方面的应用六、微生物的致病性与感染
（一）微生物与宿主的关系常居菌正常菌群 过路菌 （ １ ） 抵抗力下降；
（ ２ ） 长期化疗,放 疗,
条件致病菌,免疫抑制剂患者；
（ ３ ） 外伤；
（ ４ ） 菌群失调,菌群失调症
。
正常菌群的生理意义：
（ １ ） 生物拮抗；
（ ２ ） 促进机体免疫；
（ ３ ） 与衰老有关：双歧杆菌；
（ ４ ） 合成维生素和细菌素 。
（ 二 ） 细菌的致病物质及作用,
１,细菌的表面成分：参与粘附,定植和侵入；
２,毒素及毒性蛋白和酶：
外毒素：
内毒素,
细菌外毒素举例细菌种类 革兰氏染色 引起疾病 毒素名称 毒素作用方式白喉杆菌 + 白喉 白喉毒素 坏死性霍乱弧菌 - 霍乱 肠毒素 引起小肠过度分泌液体鼠疫杆菌 - 鼠疫 鼠疫毒素 可能坏死性破伤风杆菌 + 破伤风 破伤风溶血毒素溶血性心脏毒素破伤风痉挛毒素 引起骨骼肌痉挛产生荚膜杆菌 + 气性坏疽 α-毒素 溶血性卵磷脂酶，
坏死性
β-毒素 溶血性心脏毒素
λ-毒素 溶蛋白性外毒素与内毒素的主要区别区别要点 外毒素 内毒素存在部位 由活的细菌释放至细菌体外 为细菌细胞壁结构成份，菌体崩解后释出细菌种类 以革兰氏阳性菌多见 革兰氏阴性菌多见化学组成 蛋白质（分子量 27,000～ 900,000） 磷脂一多糖一蛋白质复合物
（毒性主要为类脂 A）
稳定性 不稳定,60℃ 以上能迅速破坏 耐热,60℃ 耐受数小时毒性作用 强，微量对实验动物有致死作用（以 ug计量）。各种外毒素有选择作用，引起特殊病变，不引起宿主发热反应。抑制蛋白质合成，
有细胞毒性、神经毒性、紊乱水盐代谢等稍弱，对实验动物致死作用的量比外毒素为大。各种细菌内素的毒性作用大致相同。引起发热、弥漫性血管内凝血、粒细胞减少血症、施瓦兹曼现象等抗原性 强，可刺激机体产生高效价的抗毒素。经甲醛处理，可脱毒成为类毒霉，仍有较强的抗原性，可用于人工自动免疫刺激机体对多糖成份产生抗体，
不形成抗毒素，不能经甲醛处理成为类毒素医院感染,医院中发生的一切感染。包括在医院中活动的所有人群。
外源性感染内源性感染
