微生物復習緒論一.微生物與微生物學微生物概述:微生物的概念:(microorganism, microbe)存在于自然界的一大群結構簡單,個體微小,肉眼直接看不見,必須籍助光學顯微鏡或電子顯微鏡放大數(shù)百倍,數(shù)千倍,甚至數(shù)萬倍才能觀察到的微小生物.微生物的分類:微生物在細胞水平的分類(1)非細胞型微生物:病毒;(2)原核細胞型微生物:細菌.放線菌.螺旋體.支原體.衣原體.立克次氏體;(3)真核細胞型微生物:真菌.微生物學概念:(microbiology)研究微生物在一定條件下的形態(tài),結構,生理,遺傳變異和分類等,以及與人類,動植物,自然界之間的相互關系等問題的一門科學.有眾多的分支學科.二.微生物學發(fā)展簡史(1)微生物學的經(jīng)驗時期;(2)實驗微生物學時期;(3)現(xiàn)代微生物學時期三.微生物學發(fā)展趨勢第一章 細菌學概論第一節(jié) 細菌的形態(tài)與結構與分類(3學時)細菌的大小以微米(m)為測量單位,常用光學顯微鏡的油鏡頭觀察(放大10100倍).細菌的形態(tài)與排列:球.桿.螺(弧菌.螺菌).細菌的基本結構:細胞壁(cell wall):主要化學成分是肽聚糖(peptidoglycan)細胞壁性質與功能:(1)維持細菌基本形態(tài)(2)保護細菌抗低滲的外環(huán)境(3)參與菌體內外物質交換(4)具有免疫原性(5)某些成分與細菌致病性相關.G+菌細胞壁的主要成分:肽聚糖.磷壁酸. G-菌細胞壁的主要成分:肽聚糖.革蘭陽性菌和革蘭陰性菌細胞壁結構比較 細胞壁革蘭陽性菌革蘭陰性菌堅韌度較堅韌較疏松厚度2080nm1015nm肽聚糖層數(shù)可達50層12層肽聚糖含量(占胞壁干重)50%80%5%20%糖類含量約45%15%20%脂類含量1%4% 11%22%磷壁酸有無外膜無有 外膜:脂蛋白.脂質雙層.脂多糖(脂類A.核心多糖.特異性多糖).作用于細菌細胞壁的抗生素及酶.細胞壁缺陷性細菌:肽聚糖結構受到理化或生物因素的直接破壞或合成被抑制,這種細胞壁受損的細菌在高滲環(huán)境下仍可存活者,稱為細菌細胞壁缺陷型. 臨床意義:慢性和反復感染,常規(guī)細菌檢查陰性.細胞膜(cell membrane)結構:由脂質雙層(磷脂,20%30%),蛋白質(50%70%)和少量多糖按照二維排列方式構成的流體鑲嵌模式.不含膽固醇.功能:(1)選擇性地控制細胞內外營養(yǎng)物質及代謝產(chǎn)物的運輸(2)合成細胞壁及壁外各種附屬結構的場所(3)直接參與能量代謝,是細菌的產(chǎn)能基地(4)維持細胞內正常滲透壓中介體(擬線粒體).細胞質(cytoplasm): 溶膠狀物,由水,蛋白質,脂質,核酸,少量糖和無機鹽組成,內含多種酶系統(tǒng),是細菌新陳代謝的主要場所內有核糖體,質粒,胞質顆粒等重要結構核質(nuclear material): 無定形的原始細胞核,是細菌遺傳物質的基礎核質大多由單一,雙股,閉合,環(huán)狀DNA分子反復回旋卷曲盤繞形成;少有細菌為線性或有多個DNA分子.質粒(plasmid): 細菌染色體外的遺傳物質,為閉合環(huán)狀的雙鏈DNA;不是細菌生命活動所必需,但攜帶一些重要遺傳信息,控制細菌某些特定的遺傳特性狀;能自我復制.細菌的特殊結構:莢膜(capsule) 一般在動物體內或營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基上易形成莢膜.細菌失去莢膜,其菌落會由光滑型(S)型或黏液(M)型轉變?yōu)榇植?R)型.功能:(1)保護細菌抗吞噬和消化,是病原菌的重要毒力因子(2)抗干燥,抗有害物質損傷(3)粘附作用,與致病性有關(4)參與生物被膜形成(5)貯存營養(yǎng)物質,堆積代謝廢物(6)與細菌的抗原性有關.芽胞(spore) 某些細菌在生長達穩(wěn)定期后,胞質脫水濃縮,在菌體內形成的圓形或卵圓形小體,均見于G+菌.是細菌的休眠狀態(tài),保存細菌全部生命必需物質. 一旦受某些刺激,可重新發(fā)芽形成新的菌體:一個細菌只形成一個芽胞,一個芽胞發(fā)芽也只生成一個菌體,不是細菌的繁殖方式.功能:(1)抵抗力強,對熱力,干燥,輻射,化學消毒劑等理化因素均有強大的抵抗力(2)休眠能力驚人,可保持數(shù)年,數(shù)十年甚至更長(3)抗輻射的能力很強大(4)某些外源性感染的重要來源(5)能否殺死細菌的芽胞是判斷滅菌效果的依據(jù).鞭毛(flagellum)許多細菌(所有螺形菌,約半數(shù)桿菌,個別球菌)菌體表面附著的細長,彎曲的絲狀物,是細菌的運動器官.功能:(1)細菌的運動器官(2)某些細菌鞭毛與致病有關(3)鞭毛蛋白有抗原性,H抗原,依據(jù)其抗原性可鑒別細菌(4)有的與細菌毒素的分泌有關(5)有的具有黏附宿主細胞的功能.菌毛(pilus)許多G-菌和少數(shù)G+菌菌體表面附著的比鞭毛更細,更短,更直硬的蛋白質絲狀物,電鏡下才能觀察到.與細菌的運動無關.第二節(jié) 細菌的營養(yǎng)與生長繁殖(1學時)細菌的化學組成.細菌需要的營養(yǎng)物質及生理功能:水.氮源.碳源.無機鹽及生長因子.營養(yǎng)物質主要營養(yǎng)成分功效作用水細胞組分;營養(yǎng)吸收和代謝;調節(jié)細胞溫度;維持生物大分子的天然構象碳源糖類合成菌體的含碳物質及細胞骨架;供給能量氮源含氮的化合物為蛋白質,核酸,酶等的合成提供氮素無機鹽鉀,鈉,鈣,鎂,磷,硫,鐵,鈷,鋅,錳,銅等合成菌體組分;維持酶活性;參與能量儲存和轉運;調節(jié)滲透壓;維持細胞結構穩(wěn)定性;某些元素與致病性有關生長因子維生素,氨基酸,嘌呤,嘧啶,高血鐵紅素,輔酶補充細菌自身不能合成的有機營養(yǎng)成分,呼吸輔酶細菌吸收營養(yǎng)的方式.細菌的營養(yǎng)類型.細菌的生長繁殖.細菌生長繁殖的條件: 營養(yǎng)物質.pH值.溫度.氣體.(1)充足的營養(yǎng)物質:水,碳源,氮源,無機鹽,生長因子(2)合適的酸堿度:最適范圍6.8-7.6之間(3)適宜的溫度:最適溫度37(4)一定的氣體環(huán)境:氧氣及二氧化碳(5)滲透壓細菌生長繁殖的方式:無性二分裂.細菌的人工培養(yǎng):培養(yǎng)基.細菌的培養(yǎng)方法及生長現(xiàn)象生長曲線(growth curve):遲緩期,對數(shù)生長期,穩(wěn)定期,衰亡期第三節(jié) 細菌的代謝(1學時) 細菌的分解代謝產(chǎn)物及生化檢測:對糖的分解,對蛋白質的分解及其他.原理:通過糖的氧化和酵解釋放能量,以高能磷酸鍵的形式(ATP或ADP)儲存能量.基本反應是生物氧化,通過加氧,脫氫和脫電子的方式實現(xiàn),以脫氫和氫的傳遞更為常見細菌的合成代謝產(chǎn)物.熱原質(pyrogen):能引起機體發(fā)熱的物質,可分為有內源性和外源性;外源性熱原質最主要的成分是G-菌脂多糖(LPS);具有致熱及耐熱的特點;除去熱原質的方法以蒸餾法效果最好.毒素(toxin)及侵襲性酶(invasive enzyme):內毒素是G-菌的脂多糖組分,菌體死亡裂解后釋放脂多糖;外毒素是多數(shù)G+菌和少數(shù)G-生活過程中產(chǎn)生并釋放到菌體外的毒性蛋白質.侵襲性酶能損傷機體組織,協(xié)助病菌及毒素侵襲擴散.抗生素(antibiotics): 某些微生物在代謝過程中產(chǎn)生的抗生物質,能選擇抑制或殺死其他微生物及腫瘤細胞的物質.多由真菌和放線菌產(chǎn)生,細菌產(chǎn)生的只有多粘菌素和桿菌肽等少數(shù).細菌素(bactericin):某些細菌菌株合成的具有抗生作用的蛋白質.抗菌作用譜狹窄,僅對近緣菌株有效;質粒基因編碼;常用于細菌分型及流行病學調查.維生素(vitamin):多數(shù)細菌均可合成自身所需的維生素,有的還可將其分泌到菌體外.如大腸埃希菌就可合成VB6, VB12 ,Vk等并分泌到腸道.色素(pigment): 有水溶性色素和脂溶性色素;產(chǎn)生需要一定條件;主要用于細菌的鑒定與分型.第四節(jié) 細菌的分布(1.5學時)細菌在自然界的分布,細菌在正常人體的分布.正常菌群(normal flora).定義: 正常人體的體表及與外界相通的腔道中,都存在著不同種類和數(shù)量的微生物.在正常情況下,這些微生物對人類有益無害,稱為正常菌群.作用: (1)生物拮抗(2)促進機體免疫(3)與衰老有關(4)合成維生素和細菌素. 微生態(tài)學. 正常菌群不僅與人體保持平衡狀態(tài),而且菌群之間也相互制約,以維持相對的平衡.在這種狀態(tài)下,正常菌群發(fā)揮其營養(yǎng),拮抗和免疫等生理作用.條件致病菌.特定的致病條件:寄居部位的改變;機體免疫功能低下;菌群失調;菌群失調癥.第五節(jié) 細菌的感染與致病性(2學時)細菌的感染.隱性感染.潛伏感染.顯性感染:菌血癥(bacteremia).敗血癥(septicemia ).毒血癥(toxemia).膿毒血癥(pyemia);帶菌狀態(tài)細菌的致病性.細菌的毒力:致病菌致病性的強弱程度稱為毒力,是細菌致病性量的概念,反應了致病能力的強弱程度.細菌的毒力常用半數(shù)致死量(median lethal dose LD50)或半數(shù)感染量(median infective dose,ID50)表示.半數(shù)致死量指即在一定條件下能引起50%的實驗動物死亡的微生物數(shù)量或毒素劑量.半數(shù)感染量是指能引起50%實驗動物或組織培養(yǎng)細胞發(fā)生感染的微生物數(shù)量或毒素劑量細菌的毒力因子:致病島(pathogenicity island, PAI)毒力質粒(virulence plasmid)侵襲力(invasiveness). 病原菌突破宿主防御屏障,進入機體并在體內定植,生長繁殖并向周圍擴散的能力,在感染早期具有關鍵作用.莢膜和微莢膜:莢膜多糖,表面蛋白是影響補體調理作用的重要結構組分莢膜和微莢膜都具有抵抗吞噬細胞吞噬和體液中有害物質(如補體)損傷的作用粘附素:黏附是細菌定植必須的步驟,具有黏附作用的細菌表層結構或組分統(tǒng)稱黏附素或黏附因子.侵襲性物質:(1)侵襲素(invasin):侵襲基因(invasive gene, Inv)編碼產(chǎn)生的蛋白質,能介導細菌侵入鄰近上皮細胞,主要侵入黏膜上皮細胞內.(2)侵襲性酶類:對宿主細胞和組織有破壞作用的胞外酶,可協(xié)助病原菌抗吞噬或向周圍擴散;如血漿凝固酶,透明質酸酶,鏈激酶,鏈道酶等侵襲性酶在擴散中發(fā)揮主要作用.毒素.外毒素(exotoxin):來源及化學組成.化學特性.分子結構.致病性.分類.內毒素(endotoxin):來源及化學組成.化學特性.化學結構.致病性.檢測方法.種類內毒素外毒素來源革蘭陰性菌革蘭陽性菌部及分革蘭陰性菌存在部位細胞壁成分,細菌裂解后釋出活菌分泌或細菌溶解后散出化學成分脂多糖蛋白質穩(wěn)定性好,160 2-4小時破壞差,60-80 30分鐘破壞毒性作用較弱,各種內毒素作用大致相同,引起休克,發(fā)熱,DIC等強,對機體組織器官有選擇性,引起特殊臨床表現(xiàn)抗原性弱,能刺激機體產(chǎn)生非中和抗體,甲醛處理后不能形成類毒素強,能刺激機體形成抗毒素,經(jīng)甲醛脫毒能形成類毒素第六節(jié) 細菌的檢查方法(0.5學時)細菌形態(tài)的檢查:不染色標本的檢查,染色標本的檢查:革蘭染色法的原理.方法.結果.致病菌的檢查原則第二章 消毒與滅菌(2學時)消毒(disinfection):用物理或化學的方法殺滅物體上所有病原微生物,但不能殺死含芽孢的細菌,也就是說消毒后的物體仍有活的微生物存在的可能.滅菌(sterilization):用物理或化學的方法殺滅物體上所有微生物,包括細菌芽孢在內.防腐(antisepsis)無菌(asepsis)及無菌操作的概念.熱力滅菌法:干熱法.濕熱法.高壓蒸汽滅菌法. 壓力:103.4kPa (1.05kg/cm2)溫度:121.3時間:1520min效果:殺滅包括細菌芽胞在內的所有微生物(朊粒除外).適用于耐高溫,耐潮濕物品:醫(yī)療器械物品,如手術器械,注射器,針頭,注射用液體,手術敷料實驗用品,如培養(yǎng)基,相關試驗試劑,器材等.煮沸法.流通蒸汽滅菌法.間歇滅菌法.巴氏消毒法.影響濕熱滅菌法的因素:微生物因素.溫度與作用時間.pH 的影響.介質的性質低溫.輻射.超聲波.滲透壓.干燥.過濾.常用消毒劑種類.消毒劑作用的影響因素第三章 微生物的遺傳和變異第一節(jié) 微生物的遺傳物質.質粒(plasmid)質粒的基本特性:ccc 雙鏈DNA分子,自主復制,所攜帶基因常非細胞生存所必須,能自發(fā)消除,轉移性,不相容性或相容性.常見的質粒類型: F質粒轉移;Vi質粒毒力;R質粒耐藥;Col質粒細菌素 轉位因子:一類能在染色體,質粒或噬菌體基因組之間自行移動的DNA片段,包括插入序列(insertion sequence ,IS)和轉座子(transposon ,Tn)插入序列:7502000 bp大小,兩端重復序列,與插入有關.中心序列有轉位酶基因.轉座子200025000 bp大小,兩端為IS ,中心序列有與轉位無關基因如:毒素基因,耐藥基因等.轉座噬菌體.轉座機制:(1)保留型轉座轉座子從原位點上刪除,轉移到另一位點上(2)復制型轉座轉座子的一個拷貝轉移到靶位點,但原位點保留轉座子母版.遺傳學效應(1)轉座子的插入位點缺乏序列特異性,很難從序列上推測其插入位點(2)轉座會干擾靶位點的編碼序列,導致插入突變(3)轉座子也編碼一定的遺傳性狀,可導致細菌表型的改變.第二節(jié) 噬菌體(bacteriophage)(1學時)生物學性狀:有三種基本形態(tài),即蝌蚪形,微球形和細桿形.大多數(shù)噬菌體呈蝌蚪形.由頭部和尾部組成;化學組成為蛋白質與核酸;核酸類型為DNA或RNA,大多數(shù)DNA噬菌體的DNA為線狀雙鏈;噬菌體具有抗原性;抵抗力比一般細菌繁殖體強.噬菌體與細菌的相互關系.毒性噬菌體(virulent phage):能在宿主菌內復制增殖,產(chǎn)生許多子代噬菌體,并最終裂解細菌.過程為吸附.穿入.生物合成.成熟與釋放.溫和噬菌體(temperate phage):噬菌體基因組整合于宿主菌染色體中,不產(chǎn)生子代噬菌體,也不引起細菌裂解,但噬菌體DNA隨細菌基因組的復制而復制,并隨細菌的分裂而分配至子代細菌的基因組中.噬菌體的分離與鑒定.噬菌體的應用第三節(jié) 基因轉移與重組(2.5學時)轉化(transformation):受體菌主動攝取外源性DNA供菌死亡時釋放或人工方法提取DNA.前提條件(1)供受菌基因型:同源性;親緣關系近,轉化率高(2)感受態(tài)(competence):生理活動過程中攝轉化因子的最佳時期(3)環(huán)境因素:Mg2,Ca2等可促進轉化.自然轉化過程及機制.接合(conjugation):細菌通過性菌毛相互連接溝通,將供體菌的質粒或染色體DNA轉給受體菌,使受體菌獲得供體菌性狀.F+菌株.F-菌株.Hfr菌株.F菌株概念.接合的機制:F+F-的接合;HfrF-的接合;HfrF-的接合;F+F-的接合.接觸:細胞質溝通;轉移:F質粒進入F菌,1分鐘完成;復制:F菌轉為F菌.轉導(transduction ).普遍轉導(generalizedtransduction): 噬菌體感染宿主菌后,在裝配子代噬菌體時,每105107次裝配可能發(fā)生一次錯誤,我將供體菌內的DNA片段裝入噬菌體頭部,攜帶供體菌DNA片段的子代噬菌體可能繼續(xù)感染細菌.任何DNA片段都可借此形式導入受體菌.局限轉導(restrictedtransduction):前噬菌體從宿主菌染色體切離時發(fā)生偏差,將前噬菌體兩側的記憶轉移到受體菌.噬菌體轉變(phage conversion)重組與重組DNA技術基因定位和基因組測序第四章 常見的病原性細菌第一節(jié) 球 菌(1.5學時)葡萄球菌.生物學性狀:圓形或橢圓形,葡萄串樣排列.革蘭染色呈紫色(G+)培養(yǎng)特性:營養(yǎng)要求不高,普通平板上生長良好.普通平板上呈菌落圓凸,中等大小,S型,有不同的色素.血平板上有的菌落周圍有全透明的b溶血現(xiàn)象.抗原結構:(1)SPA(葡萄球菌A蛋白):90%以上的金葡菌細胞壁表面存在此抗原,為單鏈多肽,具有抗吞噬,促分裂,致變態(tài)反應等多種生物學活性;且能與IgG的Fc段非特異性結合,為免疫學快速診斷中的第二抗體(2)多糖抗原:存在于細胞壁,具有型特異性(3)莢膜抗原.分類:(1)金黃色葡萄球菌:多為致病菌(2)表皮葡萄球菌:偶可致病( 3)腐生葡萄球菌:一般不致病.致病性與免疫性:在所有無芽孢菌中抵抗力最強,有耐藥性.人體對該菌有天然免疫力,當皮膚粘膜受損或機體免疫力低下時,可感染該菌.病后免疫力較弱,可重復感染.致病物質.凝固酶:是葡萄球菌有無致病性的重要指標.分游離型(類似凝血酶原)和結合型(纖維蛋白原受體).能保護細菌,與膿腫局限及膿液粘稠有關.毒素:(1)葡萄球菌溶血素:以a溶血素為主.能破壞血細胞及多種組織細胞,并能引起局部小血管收縮.(2)殺白細胞素:只攻擊中性粒細胞及巨噬細胞.(3)腸毒素:由噬菌體III型的金葡菌產(chǎn)生,分為9個血清型, 可引起食物中毒,以A,D型多見.引起以嘔吐為主的食物中毒.(4)表皮剝脫毒素:由噬菌體II型的金葡菌產(chǎn)生,作用于表皮的棘狀顆粒層,使表,真皮脫落,引起剝脫性皮炎.(5)毒性休克綜合癥毒素-1(TSST-1):即腸毒素F,引起TSS.所致疾病.微生物學檢查;防治原則.鏈球菌屬:生物學性狀:形態(tài)與染色.培養(yǎng)特性.分類.致病性與免疫性:致病物質.所致疾病;.第二節(jié) 腸道桿菌(1.5學時)腸道桿菌的共同生物學特性.形態(tài)與結構與培養(yǎng):中等大小G桿菌.大多有菌毛,多數(shù)有周鞭毛,少數(shù)有莢膜,不產(chǎn)生芽胞.兼性厭氧或需氧. 抗原結構:主要有菌體O抗原,鞭毛H抗原和莢膜抗原.生化反應活潑:乳糖發(fā)酵試驗可初步鑒別志賀菌,沙門菌等致病菌和其他大部分非致病腸道桿菌,前二者不發(fā)酵乳糖.抵抗力不強:對理化因素抵抗力不強.致病作用:靠內毒素致病,少數(shù)產(chǎn)生外毒素容易變異:腸桿菌科細菌易出現(xiàn)變異菌株,其中最常見的是耐藥性變異.大腸埃希菌生物學性狀形態(tài)與染色:G,中等大小桿菌培養(yǎng)特性:普通培養(yǎng)基,腸道選擇培養(yǎng)基生化反應:活潑,能酵解多種糖類產(chǎn)酸產(chǎn)氣 ,S-S平板上形成紅色菌落,IMViC實驗為+,+,-,-.致病性:(1)腸產(chǎn)毒型大腸埃希菌(ETEC)大腸桿菌腸毒素,不耐熱腸毒素(LT):對熱不穩(wěn)定,65.C 30 min 失活 , 與霍亂腸毒素有共同抗原(75%)(2)腸侵襲型大腸埃希菌(EIEC)侵犯較大兒童和成人,癥狀類似菌痢.侵襲力與含編碼侵襲性 pINV 基因的一種大質粒(120140MD)有關.(3)腸致病型大腸埃希菌(EPEC)嬰幼兒腹瀉的主要病原菌,病菌在小腸粘膜表面大量繁殖,致細胞結構破壞,導致嚴重腹瀉. 步驟:1. Bfp介導菌與細胞的疏松粘附2. 信號傳遞,eaeA基因活化3. 緊密粘附素介導菌與細胞的緊密結合.(4)腸出血型大腸埃希菌 (EHEC)致病因子為緊密粘附素,所致疾病癥狀輕重不一,嚴重者并發(fā)溶血性尿毒綜合征,死亡率35%.(5)腸集聚型大腸埃希菌(EAEC)嬰幼兒持續(xù)性腹瀉毒素為腸集聚耐熱毒素(EAST)微生物學檢查和防治原則志賀菌屬:生物學性狀.致病性:侵襲力.內毒素.外毒素.微生物學檢查和防治原則沙門菌屬:生物學性狀.致病性:侵襲力.內毒素.腸毒素.所致疾病:腸熱癥.胃腸炎.敗血癥.微生物學檢查和防治原則第三節(jié) 放線菌(0.5學時)放線菌(actinomycetes)概念.生物學特性:形態(tài):菌絲體(基內菌絲,氣生菌絲,孢子絲);孢子.培養(yǎng)特性和抵抗力.菌落特征放線菌的其他代表類型第四節(jié) 其他微生物(1學時)一.支原體是一類缺乏細胞壁呈多形性的原核細胞型微生物,能通過濾菌器,是目前所知能在無生命培養(yǎng)基中生長繁殖的最小微生物.二.衣原體是一類能通過細菌濾器.有獨特發(fā)育周期.嚴格細胞內寄生的原核細胞型微生物.有獨特的發(fā)育周期:原體.始體.三.立克次體是一類嚴格活細胞內寄生的原核細胞型微生物,生物學性狀類似細菌,常以節(jié)肢動物為寄生宿主或傳播媒介.四.螺旋體是一群細長.柔軟.彎曲成螺旋狀且運動活潑的原核細胞型微生物.分為疏螺旋體.密螺旋體和鉤端螺旋體.第五章 真菌第一節(jié) 真菌的生物學特性(1學時)真菌的形態(tài)結構:酵母菌:單細胞型真菌呈圓形或卵圓形,以出芽方式繁殖.霉菌:多細胞真菌,由菌絲和孢子組成.真菌的培養(yǎng)特性與菌落特征:培養(yǎng)條件:高濕度.高氧.高糖.低PH.低溫.常用沙保(Sabouraud)培養(yǎng)基培養(yǎng)真菌.菌落特征:酵母型菌落;類酵母型菌落;霉菌型菌落.真菌的繁殖方式:無性繁殖,有性繁殖.真菌的抵抗力與變異性第二節(jié) 幾種常見的真菌酵母菌.毛霉屬.根霉屬.犁頭霉屬.曲霉屬.青霉屬.頭孢霉屬第六章 病毒學第一節(jié) 病毒的形態(tài).結構和分類(1.5學時)病毒的大小與形態(tài): nm為測量單位,EM下可見,大小介于50-250nm,多數(shù)在100nm左右.最可靠測量方法是電子顯微鏡法病毒的結構及化學組成.病毒的結構.核酸:為病毒生命活動提供遺傳信息,是病毒復制的模板.衣殼(capsid): 殼粒(capsomere)非共價連接形成的對稱結構,可保護病毒核酸,介導病毒的吸附,具有抗原性.包膜(envelope): 病毒在宿主細胞內復制成熟后,以出芽方式釋放時獲得的宿主細胞膜或核膜,表面有病毒基因編碼的包膜子粒(peplomere)或刺突(spike),可保護病毒核酸,介導病毒的吸附,具有抗原性.病毒的化學組成.核酸:存在形式多樣,復制方式多樣.大小懸殊,有內含子,ORF間有重疊,具有較大的遺傳不穩(wěn)定性.是病毒復制的模板,決定病毒的生物學活性,部分核酸具有感染性感染性核酸(infectious nucleic acid).蛋白質(結構蛋白和非結構蛋白):(1)結構蛋白(structure protein)分布于衣殼,包膜和基質中,對核酸具有保護作用,穩(wěn)定病毒形態(tài),決定病毒對細胞的親嗜性,具有良好的抗原性,可用于分類及診斷.(2)非結構蛋白(non-structured protein):包括酶及某些具有特殊作用的蛋白質,可存在于病毒體內或感染細胞內,與病毒的復制有關,是具有潛力的藥物作用靶點.第二節(jié) 病毒的增殖(1學時)復制周期(replication cycle)吸附(adsorption):接觸非特異性結合特異性吸附 穿入(Penetration):無包膜病毒以吞飲(endocytosis)或胞飲(viropexis)方式穿入,有包膜病毒以膜融合(fusion)方式穿入,特別小的病毒直接穿入,噬菌體將核酸直接注入細胞內.脫殼(uncoating): 多數(shù)病毒在穿入細胞時就脫去衣殼,有的需溶酶體酶和特異性脫殼酶雙重作用分兩次脫殼,流感病毒無需脫殼,可直接轉錄.生物合成(biosynthesis):雙鏈DNA病毒.組裝.成熟.釋放 親代雙股DNA 核內依賴DNA的RNA多聚酶 轉錄早期mRNA 翻譯 早期蛋白質 復制大量子代DNA(半保留復制) 轉錄 晚期mRNA 翻譯 晚期蛋白病毒的干擾現(xiàn)象頓挫感染(abortive infection)病毒進入宿主細胞卻不能復制的感染過程,缺乏病毒復制所需的酶,能量或其它必要組分的非容納性細胞,是構成頓挫感染的細胞,即非容納細胞(non-permissive cell).缺陷病毒(defective virus)病毒基因組不完整或發(fā)生改變,需輔助病毒(helper virus)提供所缺物質才能完成正常增殖.例如:丁型肝炎病毒(HDV)與乙型肝炎病毒(HBV)第三節(jié) 病毒的感染與致病性(1學時)整體水平:感染類型:隱性感染;顯性感染.急性病毒感染.持續(xù)性病毒感染(persistent infection):慢性感染(chronic infection): 顯性或隱性感染后,病毒并未完全清除,可持續(xù)存在于血液或組織中并不斷排出體外,或經(jīng)輸血,注射而傳播.病程達數(shù)月至數(shù)十年潛伏感染(latent infection): 一種病毒的持續(xù)性感染狀態(tài),原發(fā)感染后,病毒基因存在于一定的組織或細胞中,并不能產(chǎn)生感染性病毒,也不出現(xiàn)臨床癥狀.在某些條件下病毒被激活增生,感染急性發(fā)作而出現(xiàn)癥狀.急性發(fā)作期可以檢測出病毒.慢發(fā)病毒感染(slow virus infection): 又稱遲發(fā)感染,病毒感染后潛伏期長,有的可達數(shù)月,數(shù)年或數(shù)十年之久.一旦癥狀出現(xiàn),多為亞急性,進行性,并往往造成死亡, 如Kuru病, 艾滋病.病毒對宿主細胞的作用殺細胞效應:多見于無包膜,殺傷力強的病毒,能引起明顯的細胞病變.殺細胞效應的機制:阻斷細胞生物大分子合成;影響細胞溶酶體結構及通透性,損傷多種細胞器.穩(wěn)定狀態(tài)感染:多見于有包膜病毒,一般不破壞細胞,但可引起胞膜組分的改變,引起細胞膜損傷.形成包涵體(inclusion body):胞質或胞核內出現(xiàn)的光鏡下可見的嗜酸性或嗜堿性斑塊狀物,通常是病毒顆粒聚集物,病毒遺留痕跡,或細胞反應物.細胞凋亡(cell apoptosis):凋亡是細胞基因控制的程序化細胞死亡病毒感染也可誘發(fā)細胞凋亡;凋亡促進了病毒釋放,也大大減少了病毒體的產(chǎn)量;有的病毒可通過抑制磷酸化酶,抑制凋亡,從而阻止該保護作用.基因整合(Intergration)病毒基因與宿主細胞染色體整合,造成宿主細胞基因組的損傷,多見于腫瘤病毒.有全基因整合和失常式整合.細胞的增生與轉化:細胞DNA的合成加快,細胞代謝旺盛,生長分裂失控,失去細胞間的接觸抑制,成堆生長.具有轉化功能的病毒(如HSV,EBV,HPV等)和病毒的致癌潛能密切相關.干擾素:病毒或其它誘生劑刺激人或動物細胞所產(chǎn)生的一種糖蛋白.具有抗病毒,抗腫瘤和免疫調節(jié)等多種生物學活性.種類與來源:(1)I型干擾素:包括人白細胞產(chǎn)生的干擾素和人成纖維細胞產(chǎn)生的干擾素. 其抗病毒作用較免疫調節(jié)作用強.(2)II型干擾素:即人T淋巴細胞產(chǎn)生的干擾素.其免疫調節(jié)作用比抗病毒作用強. 抗病毒機制: IFN不直接殺傷病毒,而是先與鄰近細胞膜上的相應受體結合,誘導基因轉錄并翻譯出一系列抗病毒蛋白,從而發(fā)揮抗病毒效應.抗病毒蛋白主要有2-5腺嘌呤核苷合成酶( 2-5A合成酶)和蛋白激酶(protein kinase R, PKR)等.第四節(jié) 病毒感染的檢查方法與防治原則(0.5學時)標本的采集與送檢.病毒的培養(yǎng):細胞培養(yǎng),雞胚培養(yǎng),動物接種.病毒的分離與鑒定.病毒對理化因素的抵抗力.抗病毒治療.疫苗第五節(jié) 引起人類疾病的常見病毒(2學時)流行性感冒病毒 形態(tài)與結構:球形或者橢圓形,80120nm,有包膜,包膜上有放射狀突起糖蛋白,主要是血凝素和神經(jīng)氨酸酶分子. 血凝素(Hemagglutinin, HA) HA的主要功能:HA1吸附宿主細胞,與細胞膜表面唾液酸受體結合;HA2具有膜融合活性,是流感病毒侵入宿主細胞所必需的;凝聚紅細胞;主要中和抗原 HA抗原結構易發(fā)生變異 神經(jīng)氨酸酶(Neuraminidase, NA) 能水解宿主細胞表面糖蛋白末端的N-乙酰神經(jīng)氨酸;參與病毒釋放;促進病毒擴散;是弱中和抗原,所誘生的抗體能降低病毒的擴散. 抗原變異機制抗原性漂移(Antigen drift):變異幅度小,量變,小規(guī)模流行抗原性轉變(Antigen shift):突變累積或基因重配,質變,新型流感大流行肝炎病毒.生物學性狀:大球形顆粒(完整的病毒顆粒,具傳染性.)小球形顆粒.管形顆粒.抗原組成.表面抗原:有四個不同亞型:adr, adw, ayr, ayw .有共同的a抗原表位.有兩組互相排斥的抗原表位(d/y, w/r).在血液中大量存在,HBV感染的主要指標;誘導產(chǎn)生保護性抗體抗-HBs,不同亞型間有交叉免疫保護作用,誘導細胞免疫反應.PreS1,PreS2:抗原性強,與肝細胞表面受體結合,特異性抗體有免疫保護作用,抗 - PreS1持續(xù)時間長,抗 - PreS2持續(xù)時間短(23個月). 核心抗原:HBcAg,存在于病毒的核心及被感染的肝細胞表面,一般不游離于血循環(huán)中,具有很強的抗原性,抗