P.274基本知识

磷壁酸,强抗原性。G+的表面抗原,用于血清型分型
G-细胞壁:肽聚糖、脂蛋白、外膜(脂质双层-细胞膜成分,上有性菌毛、噬菌体受体)、类脂A、多糖。
脂多糖(LPS):由类脂A、核心多糖、特异性多糖组成。强烈毒性,LPS在菌体溶解时才释放,故称为细菌内毒素

  • 类脂A耐热,内毒素的主要成分和毒性部位。无种属特异性不同细菌内毒素毒性作用相似。
  • 核心多糖:“属特异性”。
  • 特异性多糖:具抗原性,是G-的“菌体抗原”(O抗原),“种特异性”。

细胞膜(胞质膜)在G-称为内膜。

  1. 物质纳泄
  2. 生物合成
  3. 呼吸作用(有细胞色素和脱氢酶,氧化磷酸化)
  4. 形成中介体(多见于G+,扩大细菌膜面积,有真核细胞线粒体作用)

细胞质

  1. 核糖体(多聚核糖体:蛋白质合成场所)
  2. 核质-拟核(细胞核功能)
  3. 质粒(性菌毛-F因子,耐药性-R因子,大肠菌素-col因子)
  4. 胞质颗粒-暂时贮存的营养物质

异染颗粒:(RNA多偏磷酸盐)嗜碱性,美兰染色呈紫色。多见于白喉、鼠疫、结核杆菌。白喉杆菌的异染颗粒多在菌体的一端或两端(极体→细菌鉴别)


特殊结构

  1. 荚膜(机体内培养基中能形成)最重要抗吞噬作用构成毒力的因素之一。具抗原性(鉴别分型)抗溶菌酶、抗补体、抗干燥,作为营养物质。
  2. 鞭毛(蛋白性丝状物)“H”抗原。
  3. 菌毛(G-多数)鞭毛比菌毛更为细短直硬多。
  • 普通菌毛:数百条,是黏附器官,构成感染的必要因素
  • 性菌毛:黏附雌性细菌,传递遗传物质。(大肠杆菌&肠道菌的雄性菌株

芽孢(细胞内形成,常称为内芽孢),休眠状态,种的特征。需氧和厌氧芽孢杆菌2属。100℃水中耐受2h,70%乙醇20年。
芽孢→炭疽杆菌、肉毒杆菌、气性坏疽病原菌、破伤风杆菌!
高压蒸汽灭菌技术是杀死芽孢最有效手段,杀死芽孢应作为灭菌的指征,不然就焚烧。


细菌L型:失去细胞壁(细胞壁缺陷型)是细菌的通性。外界因素作用的过程称为“诱导”,(诱导剂概念-外界因素)L型需高渗透压培养基,3%~5%氯化钠维持。
L型菌落的3种类型

  1. L型 油煎蛋样、周边透明颗粒状
  2. G型 透明颗粒状
  3. F型 菌落似L型-油煎蛋、周边为透明性丝状

L型引起慢性反复发作性感染,主要致病物质→毒素,内毒素产量减少


细菌的营养物质:水、碳源、氮源、无机盐、生长因子(自身不能合成的有机物质-维生素、氨基酸、脂类、嘌呤、嘧啶)

  • 自养菌:光能营养菌&化能营养菌
  • 异养菌:腐生菌&寄生菌(大部分病原菌是)

营养物质进入菌体的方式

  1. 易化扩散 又称简单扩散
  2. 主动运转 又称主动吸收(逆浓度梯度、由透性酶完成)
  3. 基团移位 的吸收必须磷酸化,糖类与磷酸烯醇丙酮酸盐结合

生长繁殖

  1. 充足的营养 原料&能量
  2. 温度:极限-7~90℃
  • 嗜冷菌 10~20℃
  • 嗜温菌 20~40℃、病原菌都是嗜温菌-最适37℃
  • 嗜热菌 56~60℃
  1. 酸碱度:pH 7.2~7.6
  2. 气体环境
  • 专性需氧菌
  • 专性厌氧菌
  • 兼性厌氧菌 大多数病原菌(脑膜炎双球菌 CO2,5%~10%)

代时:分裂倍增的必需时间。20~30mins
生长繁殖分为四期

  1. 迟缓期
  2. 对数期(性状最好)
  3. 稳定期
  4. 衰亡期

  • 细菌的分解代谢:多糖、蛋白质(大分子)→胞外酶→单糖、小肽、氨基酸→吸收进菌体
  • 细菌的合成代谢

细菌的生化反应:具备的酶不同→分解代谢产物不同→通过生化试验检测
IMVC四种试验-鉴定肠道杆菌。合称IMViC

  • 吲哚 indol (I)
  • 甲基红 Methyl red (M)
  • VP 大肠杆菌-、产气杆菌+ (V)
  • 枸橼酸盐利用 Citric acid (C)

杆菌++--,产气杆菌--++`

  1. 热原质/脂多糖--毒性成分~脂质A(类脂A)/内毒素--菌体死亡崩解后释放,大多G-,耐高热、高压蒸汽(121℃、20 mins)破坏,最好方法是蒸馏无热原质水概念
  2. 外毒素/蛋白质,G+、少数G-,释放至菌体外的蛋白质抗原性强、毒性强、作用特异性强
    侵袭性酶 如链球菌的透明质酸酶
  3. 色素
  • 水溶性色素:绿脓杆菌→绿脓色素(弥散至培养基)
  • 脂溶性色素:金葡菌色素(培养基颜色不变)
  1. 抗生素:多由放线菌、真菌产生,细菌仅产生少数:多粘菌素、杆菌肽
  2. 细菌素:仅作用于有近缘关系细菌的抗菌物质。蛋白类、抗菌范围窄。

  1. 分离培养:选择培养基、画线方法接种。分散为单个菌落
  2. 纯培养:液体或固体培养基,大量纯种细菌。
  • 培养时间多为18~24 h(药敏实验选对数生长期6~12 h;结核菌缓慢,数天~数周)
  • 气体: 严格无氧;脑膜炎双球菌、布鲁司菌 (CO2,5%~10%)
  • 温度一般37℃
  • 连续培养法 不断通入气体、更换培养液、校正pH

突变:可遗传的变化

  • 基因突变/点突变碱基置换、错码 2类

  • 染色体畸变:一大段,易位、倒位、重复、缺失。按发生原因:自发突变、诱发突变 2类

  • 自发突变-稳定的、稳定传代;质粒起重要作用。与耐药性有关,结合性质粒可通过性菌毛转移

  • 诱发突变:理化因素(诱变剂)作用下,突变率比自发高10~100000倍,平均1000倍。

常用诱变剂:碱基类似物、羟胺、亚硝酸、烷化剂、紫外线
物理因素:X线、γ、α、β
化学因素:金属离子、化学试剂、抗生素、农药...


噬菌体:多数蝌蚪状,核酸为双股线状DNA,头部外壳和尾部为蛋白质。
裂解宿主细胞,放出子代噬菌体,浑浊菌液变清,固体培养物上出现空斑
温和噬菌体基因整合于宿主菌基因组,带有噬菌体基因组的细菌→溶原性细菌。溶原状态可自发停止,被裂解。
严格宿主特异性,可用于鉴定分型,分子生物学工具


  • 一般致病菌、条件致病菌
  • 局部致病性细菌、全身致病性细菌
  • 毒素致病菌:治疗主要靠消除、中和毒素。如:霍乱、破伤风、白喉、肉毒、葡萄球菌毒素
  • 繁殖致病菌抗菌治疗为主。鼠疫、炭疽、流行性脑脊髓膜炎、斑疹伤寒。
  • 免疫致病菌:感染引起的免疫损伤抗变态反应治疗链球菌引起的风湿病和肾小球肾炎
    ——————

细菌的致病过程

  1. 附着黏膜上皮细胞表面):霍乱只限于附着过程。细胞表面的 毒素受体--神经节苷脂 GM1
  • 决定附着能力的细菌 表面结构黏附素
  • 决定附着过程的机体细胞 表面结构黏附受体
  1. 侵袭:侵入细胞。机体细胞主动...细菌中促发进入上皮细胞的结构、物质侵袭素细菌性痢疾(出血)、伤寒沙门菌、耶尔森菌(全身疾病)
  2. 增殖
  3. 干扰防卫机制
    早期 非特异性的免疫吞噬细胞、补体→细菌;之后 特异性免疫-抗体的杀伤。
    对抗吞噬细胞三种形式
  4. 在吞噬细胞内产生代谢改变,在吞噬细胞内存活
  5. 产生细胞毒性物质,从吞噬细胞中逃逸
  6. 产生抗吞噬物质,阻止吞入

对抗补体:产生抗补体物质,激活补体但阻止“终末复合物”杀菌。造成补体大量消耗
对抗特异性免疫抗原转化,逃避抗体作用;消耗补体,抗体不能结合补体

  1. 毒素
  2. 外毒素(蛋白质)霍乱毒素、炭疽毒素、白喉毒素、破伤风毒素、肉毒毒素
  3. 内毒素\脂多糖结构\热原质 脂多糖结构,崩解时大量释放,使用抗生素→触发内毒素休克
  4. 细菌毒性膜蛋白(蛋白质) 活的细菌,鼠疫菌-“鼠毒素”、“耶尔森”菌外膜蛋白YOPs
  5. 免疫损伤
    细菌与机体细胞共同的抗原性,诱生了“自身抗体”链球菌引起的风湿病和肾小球肾炎
    细菌寄生于细胞内/在细胞表面留下“异体”物质,导致免疫细胞杀伤(同时杀死细胞&细胞内微生物)→结核病、布氏菌病(测定淋巴因子如白细胞介素→反映免疫损伤强度)

致病相关因子·基因/致病决定因子·基因

  1. 黏附素:菌毛、鞭毛、突出在表面的蛋白质
  2. 侵袭素:非常复杂的概念
  3. 繁殖决定因素:细菌营养相关~铁元素
  4. 免疫干扰因素鼠疫菌F1抗原→抗吞噬&抗补体、荚膜-抗吞噬
  5. 毒素外来的毒素霍乱毒素、白喉毒素)都是噬菌体编码的成分,获得噬菌体的溶原性后才能引起疾病

确定致病决定基因、3步

  • 大量筛选丧失致病力的突变菌株
  • 定位突变
  • 克隆这些基因,转化丧失致病力的细菌→补足后恢复(“克隆互补”方法)

毒力(反映治病能力的数量概念):使用动物/器官的疾病模型来测定,量值使用半数效量表示。

  • 半数致死量(LD50)lethal dose 半数死亡区域最接近直线关系
  • 最小全数效量(MLD)引起全部动物死亡的最小感染剂量

病原细菌确定原则-郭霍原则(Koch)

  1. 一种疾病病人有规律地发现一种细菌
  2. 能够分离这种细菌纯培养
  3. 培养物引入易感动物体内,引起类似疾病
  4. 实验感染的疾病中,仍然能分离同一种细菌

病毒特性

  1. 病毒只含一种核酸(DNA or RNA),其他微生物同时含有2种。

病毒不含“氨基糖酸”,与其它微生物的明显区别

  1. 通过基因组复制和表达子代的核酸&蛋白质,装配成完整的病毒粒子
  2. 缺乏完整的酶系统
  3. DNA前病毒-某些RNA病毒的RNA经“反转录”合成互补DNA(CDNA) complementary,与细胞基因组整合,随细胞DNA复制而增殖
  4. 病毒没有细胞壁,不进行蛋白质、糖、脂类的代谢活动对干扰代谢过程的抗生素具明显抵抗力。
    核衣壳:衣壳(蛋白外壳)和核酸 总称

分类命名:目-VRira(l)es、科-VRiri(d)ae、亚科-VRiri(n)ae、属-VRir(u)s、种

目、科、亚科、属:L\D\N\U

  • DNA病毒
  • RNA病毒 正链、负链

正链RNA直接呈现mRNA的作用,是合成互补链的模板,具感染性


增殖过程

特性:细胞内专性寄生

  1. 吸附与侵入
  2. 脱壳
  3. 病毒成分的合成及装配
  4. 释放

病毒的培养
病毒在细胞内的增殖可根据

  • 细胞病变
  • 出现血凝素或其他病毒抗原
  • 红细胞吸附
  • 对“指示病毒”的干扰
    进行识别

10%二甲基亚砜的血清用于在液氮中保存细胞
常用细胞类型--3类

  • 原代细胞
  • 二倍体细胞
  • 传代细胞

原代细胞培养1~10代)和传代细胞培养根本区别在于细胞能否在体外无限传代

细胞的纯化:细胞克隆技术。克隆--无性繁殖方法、遗传上相同
病毒形态结构

  1. 核心:DNA/RNA与核心蛋白结合→核蛋白结构
  2. 核壳:蛋白质or核蛋白组成 五邻体/六邻体排列
  3. 包膜or囊膜:发源于细胞膜。疱疹病毒:典型有囊膜立体对称DNA病毒

病毒抗原检测

  1. 免疫荧光技术IFA--需要荧光抗体荧光显微镜
  • 标记荧光素的特异抗体查标本中病毒抗原-直接法
  • 特异抗体与抗原结合、荧光素标记的抗特异性抗体免疫血清(IgG型抗体)与特异性抗体结合,以检测结合后的病毒抗原-间接法
  1. 固相放射免疫测定(塑胶小球、标记放射性同位素的特异性抗体,γ-计算器检测)
  2. 酶免疫技术酶免疫组化法/免疫过氧化物酶染色,可直接检测抗原,显微镜下观察)和 ELISA
  3. 其他:发光免疫分析技术,胶体金标记的免疫层析技术

早期抗体检测 特异性IgM抗体→诊断急性感染

IgM抗体对孕妇风疹病毒尤为重要

应用IFA、固相放免、ELISA。
注意类风湿因子(IgM)干扰

疫苗:减毒活疫苗、灭活疫苗。普遍
基因工程亚单位疫苗、活载体疫苗、核酸疫苗


病毒致病原理

临床类型

  • 显性感染~隐性感染or亚临床感染

病毒携带者:部分隐形感染者不产生免疫力,重要传染源。
隐形感染在流行病学上具十分重要意义。`

  • 急性感染or病原消灭型感染~持续性感染
    潜伏感染、慢性感染、慢发/迟发病毒感染、急性感染的迟发并发症

持续性感染形成原因

  1. 机体免疫功能
  2. 病毒存在受保护部位、逃避免疫
  3. 病毒抗原性太弱,无免疫应答
  4. 病毒产生缺损性干扰颗粒(DIP),干扰病毒增殖,因而改变感染过程
  5. 病毒基因整合在宿主细胞基因组中,长期共存

持续性感染类型

  1. 潜伏性病毒感染--无病毒排出
    急性or隐形感染后、不能产生感染性病毒、非发作期不能分离出病毒

HSV-1 三叉神经节、单纯疱疹
VZV 脊髓后根神经节or颅神经、水痘、带状疱疹

  1. 慢性病毒感染--不断排出体外

HBV、CMV 巨细胞病毒、EBV

  1. 慢发病毒感染/迟发病毒感染
    感染后潜伏期长达数十年,慢性进行性疾病,最终常为致死性感染
    分为2组:常见病毒引起(属于逆转录病毒科)~非常见病毒引起
  1. 逆转录病毒科: eg.慢病毒亚科 HIV
  2. 羊瘙痒病、Kuru-朊病毒、CJD。
  1. 急性病毒感染的迟发并发症
    急性感染后1年或几年发生致死性的病毒病

亚急性硬化性全脑炎:儿童期感染麻疹病毒→青春期才发作。


感染与繁殖

  1. 吸附 特异性吸附→敏感细胞表面
  2. 穿入 三种方式
  3. 融合 **
    囊膜与细胞膜融合→核衣壳进入胞浆
    副粘病毒以此方式,麻疹、腮腺炎病毒囊膜上有
    融合蛋白**
  4. 胞饮 病毒穿入的常见方式
    细胞膜内陷、整个病毒吞引入包内形成囊泡
    囊膜病毒如流感病毒出芽方式释放)借助血凝素(HA)完成脂膜间融合、核衣壳进入胞浆。
  5. 直接进入 少见
    脊髓灰质炎病毒、衣壳蛋白构型变化→对蛋白水解酶敏感→核酸直接穿越细胞膜→到达细胞浆
  6. 脱壳--失去病毒体的完整性
    从脱壳到出现新的感染病毒之间叫“隐蔽期”
  7. 生物合成
    合成核酸分子、蛋白质衣壳,装配病毒。一个复制周期约6~8 h
  8. 病毒蛋白的合成与修饰
    病毒mRNA在核糖体上翻译合成病毒结构蛋白非结构蛋白
    非结构蛋白不是病毒结构成分,催化调节复制的酶类和调控蛋白。(功能重要)
  9. 装配与释放
  • DNA病毒-核内复制DNA
  • RNA病毒-胞浆内复制核酸合成蛋白

6 h 1个细胞可产生1万病毒颗粒

  1. 释放方式
  • 宿主细胞裂解-无囊膜病毒(腺病毒、脊灰病毒)
  • 出芽方式-有囊膜病毒(流感病毒、疱疹病毒)、也可通过细胞间桥or细胞融合邻近细胞
  1. 再感染

缺损干扰颗粒

  1. 本身不能繁殖
  2. 有辅助病毒存在时方能增殖
  3. 干扰同种病毒而不干扰异种病毒的增殖
  4. 在细胞内与亲代病毒竞争性增殖

疫苗中大量缺损干扰颗粒会影响活疫苗的免疫效果


病毒感染类型

  1. 杀细胞性感染
    细胞裂解、溶解
    脊灰、柯萨奇、鼻病毒等无囊膜的小RNA病毒
  2. 稳定性感染
    有囊膜、出芽,细胞不会死亡、轻微病变
    HSV单纯疱疹病毒、流感、脑炎、麻疹
  3. 整合感染
    DNA病毒的DNA逆转录病毒(RNA病毒反转录)合成的cDNA插入宿主细胞基因→前病毒provirus
    可转化为癌细胞
    EBV、HPV、HBV、HTLV-1人类嗜T细胞病毒

致病机制

  1. 感染细胞的损伤与死亡

病毒蛋白质和病毒颗粒大量积聚
形成包涵体

  1. 细胞膜改变
    ☆麻疹病毒&副流感病毒→感染细胞与邻近细胞融合
    感染细胞膜上常出现病毒编码新抗原,流感病毒→血凝集和神经氨酸酶→感染细胞成为靶细胞→免疫攻击
  2. 病毒感染中炎症反应和免疫病理损伤
    特异性细胞免疫反应:麻疹和疱疹的皮疹、流感的黏膜炎症和肺炎
    抗原抗体补体复合物引起细胞浸润:急性黄疸型肝炎
    免疫病理损伤:第 Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型变态反应&自身免疫
    自身免疫:变态反应性脑炎、多发性神经炎、变态反应型血小板减少性紫癜
    自身免疫的发病机制
  3. 改变宿主细胞的膜抗原
  4. 病毒抗原和宿主细胞的交叉反应
  5. 淋巴细胞识别功能改变
  6. 抑制性T淋巴细胞过度减弱
  7. 病毒感染引起的暂时性免疫抑制-许多病毒均可引起、流感、腮腺炎、麻风疹、登革热、马脑炎、单纯疱疹、巨细胞病毒
    麻疹病毒感染能使病儿结核菌素阳性转为阴型反应,持续1~2月。

宿主细胞的变化

  1. 细胞膜的变化
  2. 细胞融合 溶酶体酶作用于细胞表面
    麻疹病毒、副流感病毒
    病毒扩散方式之一
    麻疹病毒➡️华新Warthin多核巨细胞。
  3. 细胞表面产生新抗原
    流感病毒、副粘病毒 血凝素HA-病毒编码,能吸附红细胞。
    培养细胞膜上出现血凝素抗原红细胞吸附试验(HAd)阳性-病毒增殖指标。
  4. 包涵体的形成
    普通光学显微镜→圆形or椭圆形斑块→inclusion

在胞浆内的痘病毒
在胞核内的疱疹病毒
两者都有的麻疹病毒

包涵体的本质

  1. 病毒颗粒聚集体
  2. 增殖痕迹
  3. 细胞反应物。

诊断依据:狂犬病、嗜酸性包涵体(内基小体Negri bodies

  1. 细胞转化和增生
    肿瘤病毒感染细胞后不损伤和溶解,而引起生物性状改变,称为细胞转化
    转化的细胞多数在染色体中整合有病毒基因称为病毒的整合
    部分转化的细胞→肿瘤细胞,但并非所有都癌变。
    转化细胞的特征
  2. 生长力旺盛(培养时失去了单层细胞的接触抑制
  3. 易于连续传代
  4. 细胞表面出现新抗原

肌体变化

  1. 组织器官损伤及组织器官亲嗜性病毒对细胞的杀伤作用
    可有2种组织亲嗜性
  • 肠道病毒71型 嗜皮肤的手足口病&嗜神经的脑膜炎 手足口重症
  • HSV 嗜皮肤黏膜也可引起中枢神经系统疾病如婴幼儿脑炎

病毒嗜性的基础:细胞有病毒受体并具备增殖条件
病毒感染的炎症细胞主要是单核细胞(M、淋巴细胞和浆细胞)浸润
病毒感染急性期常出现白细胞减少

  1. 免疫病理损伤
  2. 体液免疫病理作用
    登革病毒与抗体在红细胞、血小板表面结合,激活补体,造成红细胞、血小板破坏,临床出现出血、休克综合征
    病毒抗原与抗体结合的免疫复合物长期在血流中、沉积后激活补体引起Ⅲ型变态反应
- 沉积在肾毛细血管基底膜**➡️蛋白尿、血尿**
- 沉积在关节滑膜➡️**关节炎**(*☆肝炎患者关节改变*)
- 发生在肺部➡️**细气管炎、肺炎**(*☆婴儿呼吸道合胞病毒感染*)
  1. 细胞免疫病理作用
- 特异性细胞毒性**T细胞**(CTL)同时**损伤**受病毒感染出现膜新抗原的**靶细胞**
- 共同抗原性导致自身免疫应答(*麻疹、腮腺炎感染后→脑炎;慢性肝炎*)

不宜通过增强免疫功能去治疗

  1. 对免疫系统的影响
  2. 引起暂时性免疫抑制
    麻风疹、CMV感染特异型抗原&促有丝分裂原(PHA、ConA)反应减弱
    同时结核菌素皮试转阴1~2月。
  3. 对免疫活性细胞的杀伤
    HIV→辅助性 T细胞(CD4+)强亲和性和杀伤性,CD4+和CD8+细胞比值倒置。
  4. 引起自身免疫性疾病
    改变细胞表面结构→“非己物质”→成为靶细胞受到免疫细胞、免疫因子作用

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