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。
- 物质纳泄
- 生物合成
- 呼吸作用(有细胞色素和脱氢酶,氧化磷酸化)
- 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
- 核糖体(多聚核糖体:蛋白质合成场所)
- 核质-拟核(细胞核功能)
- 质粒(性菌毛-F因子,耐药性-R因子,大肠菌素-col因子)
- 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
- 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。
- 鞭毛(蛋白性丝状物)“H”抗原。
- 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
- L型 油煎蛋样、周边透明颗粒状
- G型 透明颗粒状
- F型 菌落似L型-油煎蛋、周边为透明性丝状
L型引起慢性和反复发作性感染,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
- 易化扩散 又称简单扩散
- 主动运转 又称主动吸收(逆浓度梯度、由透性酶完成)
- 基团移位 糖的吸收必须磷酸化,糖类与磷酸烯醇丙酮酸盐结合
生长繁殖
- 充足的营养 原料&能量
- 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℃
- 酸碱度:pH 7.2~7.6
- 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
- 迟缓期
- 对数期(性状最好)
- 稳定期
- 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--++`
- 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
- 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。 - 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)
- 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。
- 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。
- 分离培养:选择培养基、画线方法接种。分散为单个菌落
- 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。
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细菌的致病过程
- 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
- 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)
- 增殖
- 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 - 在吞噬细胞内产生代谢改变,在吞噬细胞内存活
- 产生细胞毒性物质,从吞噬细胞中逃逸
- 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。
- 毒素
- 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
- 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
- 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
- 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
- 黏附素:菌毛、鞭毛、突出在表面的蛋白质
- 侵袭素:非常复杂的概念
- 繁殖决定因素:细菌营养相关~铁元素
- 免疫干扰因素:鼠疫菌F1抗原→抗吞噬&抗补体、荚膜-抗吞噬
- 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)
- 一种疾病病人有规律地发现一种细菌
- 能够分离这种细菌纯培养
- 培养物引入易感动物体内,引起类似疾病
- 实验感染的疾病中,仍然能分离同一种细菌
病毒特性
- 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
- 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
- 缺乏完整的酶系统
- 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
- 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
- 吸附与侵入
- 脱壳
- 病毒成分的合成及装配
- 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
含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:
- 核心:DNA/RNA与核心蛋白结合→核蛋白结构
- 核壳:蛋白质or核蛋白组成 五邻体/六邻体排列
- 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
- 免疫荧光技术IFA--需要荧光抗体和荧光显微镜
- 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
- 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)
- 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
- 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
- 机体免疫功能弱
- 病毒存在受保护部位、逃避免疫
- 病毒抗原性太弱,无免疫应答
- 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
- 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
- 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
- 慢性病毒感染--不断排出体外
HBV、CMV 巨细胞病毒、EBV
- 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
- 逆转录病毒科: eg.慢病毒亚科 HIV
- 羊瘙痒病、Kuru-朊病毒、CJD。
- 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
- 吸附 特异性吸附→敏感细胞表面
- 穿入 三种方式
- 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** - 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。 - 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 - 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” - 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 - 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和非结构蛋白。
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) - 装配与释放
- DNA病毒-核内复制DNA
- RNA病毒-胞浆内复制核酸及合成蛋白
6 h 1个细胞可产生1万病毒颗粒
- 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
- 再感染
缺损干扰颗粒
- 本身不能繁殖
- 有辅助病毒存在时方能增殖
- 干扰同种病毒而不干扰异种病毒的增殖
- 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
- 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 - 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 - 整合感染
DNA病毒的DNA及逆转录病毒(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
- 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
- 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 - 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 - 改变宿主细胞的膜抗原
- 病毒抗原和宿主细胞的交叉反应
- 淋巴细胞识别功能改变
- 抑制性T淋巴细胞过度减弱
- 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
- 细胞膜的变化
- 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。 - 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。 - 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
- 病毒颗粒聚集体
- 增殖痕迹
- 细胞反应物。
诊断依据:狂犬病、嗜酸性包涵体(内基小体Negri bodies)
- 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 - 生长力旺盛(培养时失去了单层细胞的接触抑制)
- 易于连续传代
- 细胞表面出现新抗原
肌体变化
- 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
- 免疫病理损伤
- 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*)
- 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
- 对免疫系统的影响
- 引起暂时性免疫抑制
麻风疹、CMV感染对特异型抗原&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。 - 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。 - 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