病原生物学

病原生物学基础医学院病原生物学教研室张育华教授主讲微生物的发现微生物在地球上已存活38亿年，但真正观察到微生物的时间在17世纪中后期荷兰人列文虎克用自制显微境观察到，从此，知道了微生物的存在，开始研究发酵与微生物的关系。19世纪60年代法国科学家巴斯德(Pasteur)发现酒变酸可能是微生物的有害作用，然而创立了消毒灭菌方法。此后德国科学家柯赫（Koch）发明了纯培养，用灭菌平板培养基分离到单一菌珠形成的单个菌落。1929年弗来明（Fleming）发现了青霉菌的抑菌现象——青霉素。20世纪初，微生物研究成为一门独立学科，发展迅速，进入分子水平和基因水平，中国人民对微生物的利用有5千年文明史，但对微生物的系统研究是20世纪初，最早是一批西方留学归来的科学家开始系统介绍微生物学知识，从此开始微生物学研究。1910-1921年间，伍连德用近代微生物学知识对鼠疫、霍乱的防治研究，同时建立了中国卫生防疫机构，培养了一支预防鼠疫的专业队伍，居国际领先地位。20世纪30年代进入医学微生物学实验性研究，如汤飞凡等在医学细菌学、病毒学、免疫学方面做出了高水平成绩，如沙眼病原体分离和确证具有国际领先。一些高校开始设立酿造科目，如魏岩寿等在应用微生物、工业微生物方面做出了开拓性工作，戴芳澜等创立了我国真菌学和植物病理学。陈华癸和张宪武对根瘤固氮菌作用研究开始了农业微生物学。高尚荫创建了我国病毒学基础理论研究和第一个微生物学专业。总体看，新中国成立之前，微生物学研究力量较弱，且分散，未形成研究体系。新中国成立后，有了长足发展，培养了一大批微生物学人才。近年来，我国微生物学的专业工作者瞄准世界微生物学科发展前沿，进行微生物基因组学研究。医学微生物学的发展前景为了促进医学微生物学的发展，有效控制和消灭传染病，应继续加强以下几方面的研究：要高度重视、新现、再现病原微生物的研究。病原微生物的致病机制及机体抗感染机制的研究。建立标准化的微生物学诊断方法及技术。高效抗感染药物的研制与开发。特殊环境中的微生物研究加强和完善突发性公共卫生事件的应急处理。生物安全Biosafety一、概念：生物安全是生物技术安全（Safetyofbiotechnolgy）的简称。狭义讲：生物安全是指现代生物技术的研究、开发应用以及转基因在生物可能对生物多样性、生态环境和人类健康产生的潜在危险（害），特别是转基因活生物体释放到环境中对生物多样性构成的威胁。广义讲：生物安全是指与生物有关的各种因素对社会经济、人类健康及生态环境所产生的危害或潜在风险。生物安全是一个系统的概念，从实验室研究到产业化生产，从技术研发到经济活动，从个人安全到国家安全。都涉及生物安全问题。二、起因：根据ISO15190:2003(E)《医学实验室-安全要求》和WHO《实验室生物安全手册》第二版（2003年修订版），由中国疾病预防控制中心、中国军事医学科学院等起草（车凤翔），经国务院69次常务会议通过，形成国务院令第424号《病原微生物实验室生物安全管理条例》。凡属在实验室从事与病原微生物菌（毒）种、样本有关的研究、教学、检测、诊断等活动的相关人员，都应履行实验室生物安全管理条例。三、病原微生物的分类及管理国务院根据病原微生物的传染性、感染后对个体或群体的危害程度，将病原微生物分类四类：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。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。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。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。第一类、第二类病原微生物统称为高致病性病原微生物。按中华人民共和国传染病防治法将传染病分为甲、乙、丙三类。甲类传染病是指：鼠疫、霍乱。乙类传染病是指：传染性非典型肺炎、艾滋病、病毒性肝炎、脊髓灰质炎、人感染高致病性禽流感、麻疹、流行性出血热、狂犬病、流行性乙型脑炎、登革热、炭疽、细菌性和阿米巴性痢疾、肺结核、伤寒和副伤寒、流行性脑脊髓膜炎、百日咳、白喉、新生儿破伤风、猩红热、布鲁病、淋病、梅毒、钩端螺旋体病、血吸虫病、疟疾。丙类传染病是指：流行性感冒、流行性腮腺炎、风疹、急性出血性结膜炎、麻风病、流行性和地方性斑疹伤寒、黑热病、包虫病、丝虫病，除霍乱、细菌性和阿米巴性痢疾、伤寒和副伤寒以外的感染性腹泻病。采集病原微生物样本应当具备下列条件：（一）具有与采集病原微生物样本所需要的生物安全防护水平相适应的设备；（二）具有掌握相关专业知识和操作技能的工作人员；（三）具有有效的防止病原微生物扩散和感染的措施；（四）具有保证病原微生物样本质量的技术方法和手段。实验室的设立与管理实验室对病原微生物的生物安全防护水平，并依照安全国家标准的规定，将实验室分为一级、二级、三级、四级。新建、改建、扩建三级、四级实验室或者生产、进口移动式三级、四级实验室应当遵守下列规定：（一）符合国家生物安全实验室体系规划并依法履行有关审批手续；（二）经国务院科技主管部门审查同意；（三）符合国家生物安全实验室建筑技术规范；（四）依照《中华人民共和国环境影响评价法》的规定进行环境影响评价并经环境保护主管部门审查批准；（五）生物安全防护级别与其拟从事的实验活动相适应。三级、四级实验室应当通过实验室国家认可。国务院认证认可监督管理部门确定的认可机构应当依照实验室生物安全国家标准以及本条例的有关规定，对三级、四级实验室进行认可；实验室通过认可的，颁发相应级别的生物安全实验室证书。证书有效期为5年。一级、二级实验室不得从事高致病性病原微生物实验活动。三级、四级实验室从事高致病性病原微生物实验活动，应当具备下列条件：（一）实验目的和拟从事的实验活动符合国务院卫生主管部门或者兽医主管部门的规定；（二）通过实验室国家认可；（三）具有与拟从事的实验活动相适应的工作人员；（四）工程质量经建筑主管部门依法检测验收合格。BSL-2实验室设施和设备基本要求一、设施要求（一）无须特殊选址、普通建筑物即可，但应有防止节肢动物和啮齿动物进入的设计。（二）在实验室工作区域外应有存放个人衣物的条件，还应当有供存储长期使用物品的空间。（三）在实验室门口处应设挂衣装置。（四）实验室门应带锁并可自动关闭。实验室的门（隔墙）有可视窗。（五）实验室的墙壁、天花板和地面应平整、易清洁、不渗水以及耐化学品和消毒剂的腐蚀。地面应防滑，不得铺设地毯。尽可能避免管线暴露在外。（六）实验台面应防水，耐腐蚀、耐热。（七）实验室应有足够的存储空间摆放物品以方便使用。实验室中的设备应当摆设稳定。实验台与其他设备之间应保持一定距离，以便于清洁。（八）每个实验室应设洗手池，宜设置在靠近出口处。（九）实验室应保持通风，如使用窗户自然通风，应有防虫纱窗。（十）实验室内应保证工作照明，避免不必要的反光和强光。（十一）实验室内应有可靠的电力供应和应急照明。必要时，重要设备如培养箱、生物安全柜、冰箱等设备用电源。（十二）实验室出口应有在黑暗中可明确辨认的标识。有适当的火警报警器。二、设备要求：（一）应在实验室内配备生物安全柜。（二）在实验室所在的建筑物内应配备高压蒸汽灭菌器，并按期检查和验证，以保证符合要求。（三）应设洗眼设施，必要时应有喷淋装置。实验室感染的控制一、实验室的设立单位应当指定专门的机构或人员承担实验室感染的控制工作。▲定期检查实验室的生物安全防护▲病原微生物菌（毒）种和样本保存与使用▲安全操作▲实验室废水、废气排放二、对病原微生物有关的传染病防治知识进行宣传教育，并定期检查和了解实验室工作人员的健康状况。三、实验室工作人员出现与本实验室从事的高致病性病原微生物相关实验活动有关的感染临床症状或体征时，应当及时报告，并及时就诊救治。四、实验室如发生病原微生物泄漏时，应立即采取控制措施，防止病原微生物扩散。■封闭被病原微生物污染的实验场所■开展流行病学调查■对病人进行隔离治疗，对相关人员进行医学检查■对密切接触者进行医学观察■对现场进行消毒处理■对染疫动物采取隔离、扑杀法律责任一、未依照本条例规定取得从事高致病性病原微生物实验室活动资格证书，或取得资格证书但未经批准从事高致病性病原微生物实验活动的。二、设立单位未建立健全安全保卫制度，未采取安全保卫措施的。三、未经批准运送高致病性病原微生物菌（毒）种或样本。四、实验室在相关实验活动结束后，未依照规定及时将病原微生物菌（毒）种和样本就地销毁或送交相关部门的。五、实验室使用新技术、新方法从事高致病性病原微生物相关实验活动未经国家生物安全专家委员会论证的。六、未经批准擅自从事在我国尚未发现或已经宣布消灭的病原微生物相关实验活动的。七、在同一实验室的同一区域内同时从事两种或以上的高致病性病原微生物相关实验活动的。绪论第一节微生物和病原微生物的概念一.微生物（microorganism）（一）定义：微生物(Microorganism)是存在于自然界中的一大群,结构简单、体形微小、肉眼看不见，必须借助光学显微镜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。（二）种类种类繁多，10万种以上，按其大小、结构、组成，从生物学角度分为三大类，即非细胞型微生物：病毒原核细胞型微生物：细菌、放线菌、衣原体、支原体、立克次体、螺旋体真核细胞型微生物：真菌归纳：一毒三菌四体（三）分布自然界的分布：（无处不有、无孔不入、无时不在）正常人体的分布。病原微生物：具有致病性的能引起人和动物、植物病害的少数微生物。第一章细菌的基本性状第一节细菌大小与形态一、细菌的大小与测量单位测量细菌的单位—微米（m）二、细菌形态(一)球菌(二)杆菌(三)螺形菌第一篇医学微生物学基础细菌的基本形态细菌的结构分为基本结构和特殊结构一、细菌的基本结构细胞壁、细胞膜、细胞浆、核质。细菌的基本结构模式图第二节细菌的结构1.革兰阳性菌的细胞壁(1)组成成分：主要成分——肽聚糖（胞壁质、粘肽）次要成分——磷壁酸肽聚糖（聚糖骨架、四肽侧链、五肽交联桥）(2)结构形式：肽聚糖为三维立体结构，具有机械强度十分坚韧，另有磷壁酸附着表面。革兰阳性菌肽聚糖的结构(2)革兰阳性菌细胞壁特殊成分——磷壁酸分类：壁磷壁酸、膜磷壁酸作用：1.革兰阳性菌的表面抗原2.参与调节细胞内外离子进出3.与染色有关4.与致病有关2.革兰阴性菌的细胞壁：(1)组成成分：肽聚糖（少量）外膜（主要部分）(2)结构形式肽聚糖为二维平面结构、单层平面、疏松、外有外膜加固，革兰阴性菌肽聚糖结构革兰阴性菌细胞壁特殊成分——外膜组成：脂蛋白、脂质双层、脂多糖（酯质A、核心多糖、特异多糖）革兰阳性菌与阴性菌细胞壁结构比较革兰阳性菌革兰阴性菌构型三维立体、坚韧平面网络、疏松肽聚糖厚、多层，50层薄、层少，1-2层糖脂含量糖多脂少糖少脂多特殊成分磷壁酸外膜意义：导致两类细菌在染色性、致病性及对药物的敏感性等方面不同。例如：青霉素，溶菌酶3.细胞壁的功能①维持细菌固有形态②保护细菌抵抗低渗环境③参与营养物质交换④决定细菌抗原性⑤与致病性有关4.细菌细胞壁缺陷型(细菌L型，bacterialLform)概念：是细菌细胞壁的肽聚糖结构受到理化因素或生物因素的直接破坏或合成被抑制而导致细胞壁缺陷。特点：具有生命力，致病性和抗原性。有形态及染色性变化。具有高渗透压生长特性。具有对原菌敏感抗生素的耐受性。2.细胞膜中介体（拟线粒体）概念：是细菌细胞膜内陷，折叠所形成的囊状或管状结构。种类：侧中介体和横隔中介体。功能：由于呼吸酶含量增多，参与细菌细胞呼吸，与细胞代谢相关。横隔中介体还与细胞分裂有关。3.细胞质(1)核糖体：细菌合成蛋白质的场所(2)质粒（plasmid）概念：是存在于菌细胞内、独立于染色体外的一种遗传物质，为双链环状DNA，不受染色体控制，可自我复制，也可随意丢失。种类：有F质粒、R质粒和VI质粒