医用微生物.ppt

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1、医用微生物学,风湿免疫科 孙尔维2011628,微生物与病原微生物,微生物(microorganism)存在于自然界的一大群体形微小、结构简单、肉眼直接看不见,必须籍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。不是所有的微生物都能致病,能够引起疾病的微生物叫做病原微生物,微生物的种类与分布,1.非细胞型微生物 无典型细胞结构,无产生能量的酶系统,只能在活细胞内生长增殖。核酸类型为DNA或RNA。病毒属之。能通过除菌滤器2.原核细胞型微生物 核呈环状裸DNA团块结构,无核膜、核仁。细胞器很不完善,只有核糖体。DNA和RNA同时存在。分为古生菌(archaea)和细

2、菌(bacterium)二大类。细菌的种类繁多,包括细菌、支原体、衣原体、立克次体、螺旋体和放线菌等。3.真核细胞型微生物 细胞核分化程度高,有核膜和核仁。细胞器完整。真菌属此类。,细菌的形态与结构,细菌(bacterium):是属原核生物界的一种单细胞微生物.广义细菌:包括细菌、放线菌、支原体、衣 原体、立克次体、螺旋体 狭义细菌:专指其中数量最大、种类最多、具有典型代表性的细菌,测量单位 微米(m)基本形态三种:球菌;杆菌;螺形菌,1、细菌的大小与形态,球菌(coccus),葡萄球菌,双球菌,链球菌,杆菌(bacillus),杆菌形态多数呈直杆状,多种形态的杆菌,棒状杆菌,双歧杆菌,分枝杆

3、菌,螺形菌(spiral bacterium),弧菌,螺菌,螺杆菌,细菌的基本形态,2、细菌的结构,1.肽聚糖 peptidoglycan,革兰阳性菌肽聚糖 聚糖骨架 四肽侧链 五肽交联桥,细菌的基本结构细胞壁的主要成分是肽聚糖,革兰阴性菌肽聚糖结构 骨架 四肽侧链,2.菌特有成分,磷壁酸,占菌体干重50 壁磷壁酸 膜磷壁酸,3.-菌特有成分,外膜:脂多糖;脂质双层;脂蛋白,脂多糖(LPS),LPS是菌的内毒素 组成:脂质A:毒性部分 核心多糖 特异多糖:菌体O抗原,属特异,种特异,无特异,有毒,4.细胞壁功能,维持细菌形态,承受细胞内高渗透压参与菌体内外的物质交换 带有多种抗原表位,可以诱发

4、机体的免疫应答 细胞壁的某些成分与细菌致病性有关,5.细胞壁缺陷菌(L型菌),细菌细胞壁的肽聚糖结构受到理化或生物因素的直接破坏或合成被抑制,这种细胞壁受损的细菌在高渗环境下仍可存活者称为细菌细胞壁缺陷型。1935年Luister研究所发现,形态大小不一,G临床意义:慢性和反复感染 常规细菌检查阴性,质粒(plasmid),细菌染色体外的双链环状DNA带有遗传信息,能自我复制控制细菌某些特定的遗传性状,革兰染色法,步骤:涂片固定结晶紫初染碘液媒染 95%酒精脱色复红复染结果:菌:紫色 菌:红色革兰染色法意义:鉴别细菌 选择药物 研究细菌致病性,消毒灭菌常用术语,灭菌(sterilization

5、):杀灭物体上所有微生物 的方法。消毒(disinfection):杀死物体上或环境中的 病原微生物的方法。防腐(antisepsis):防止或抑制皮肤表面细菌 生长繁殖的方法。清洁(cleaning):是指通过除去尘埃和一切污 秽以减少微生物数量的过程。无菌(asepsis)和无菌操作:无菌是无活菌的 意思,多是灭菌的结果。防止细菌进入人体 或其它物品的操作技术,称为无菌操作。,图为定植于静脉导管表面的表皮葡萄球菌生物膜扫描电镜照片(6000)。(From Lansing M.Prescott et al.Microbiology,5th Edition,McGraw-Hill Compan

6、ies;2002:p920,(二)毒素 1.外毒素(exotoxin)主要由G和少数G菌合成及分泌 主要特点:蛋白质 毒性强 绝大多数不耐热 抗原性强,可脱毒为类毒素 分类:神经毒素(neurotoxin)细胞毒素(cytotoxin)肠毒素(enterotoxin),(二)毒素 1.外毒素(exotoxin)2.内毒素(endotoxin)G菌细胞壁脂多糖(LPS)组成:O特异多糖 非特异核心多糖 脂质A 特点:毒性弱 耐热 不能脱毒为类毒素 致发热反应,医院感染(hospital infection),一、基本概念 患者住院期间发生的其他感染;二、医院感染中的微生物特点 1.主要为条件致病

7、性微生物 2.常具有耐药性 3.常发生种类的变迁 4.适应性强,三、医院感染的危险因素 1.易感对象的年龄和基础疾病 2.诊疗技术 3.侵入性(介入性)检查与治疗 4.损害免疫系统的因素四、医院感染的预防和控制 1.消毒与灭菌 2.隔离预防 3.合理使用抗生素,肥达试验结果的解释:1.正常值 一般是伤寒沙门菌O凝集效价1:80,H凝集效价1:160,引起副伤寒沙门菌H凝集效价1:80。2.动态观察 若效价逐次递增或恢复期效价比初次效价4倍者即有诊断意义。3.O与H抗体的诊断意义 O、H凝集效价均超过正常值,则肠热症的可能性大;如两者均低,患病可能性小;若O不高H高,有可能是预防接种或非特异性回

8、忆反应;如O高H不高,则可能是感染早期或与伤寒沙门菌O抗原有交叉反应的其他沙门菌感染。4.少数病例在整个病程中,肥达试验始终在正常范围内。,结核,结核病是一种古老的疾病。从新石器时代人类的遗骨和古代木乃伊的骨关节的病理组织中,已发现人类在史前时代已患过结核病。中国医史中,结核病最早记载于内经并形容为“虚痨”之症。古代文献有提及肺痨为痨虫于肺所致,但未能确定致病的成因。,德国科学家Robert Koch在1882年发现了一种特殊的微生物结核杆菌,结核病的致病细菌。他还证明了这种微生物是可以在培养基里培养出来的。这一发现使得结核的实验研究成为现实。,世界结核病防治现状,自发现TB以来,全球约有两亿

9、人死于TB,且疫情发展日趋严重。WHO已将TB作为重点控制的传染病之一,并于1995年起将每年的3月24日定为“世界防治结核病日”,以提醒公众加深对TB的认识。,据WHO预计,目前全球约20亿人已感染了MTB。全球现有TB病人2000万。TB的死亡将达历史最高水平,全球每天有8000人死于TB,每年约300万人死于TB。特别是在发展中国家,TB的形势尤其严峻,全球98的TB死亡和95的新发TB都是在发展中国家。,我国属于全球22个TB高负担国家之一,TB的患病人数在世界各国中居于第2位。我国TB的流行具有“五多一高”的特点:TB感染人数多。现患肺TB病人多。TB死亡人数多。耐药TB人多。农村T

10、B人多。传染性肺TB患者疫情居高不下。,结核分枝杆菌,分枝杆菌属(Mycobacterium)是一类细长或稍弯的杆菌,因有分枝生长的趋势而得名。结核杆菌引起结核病。对人类致病的有人型结核杆菌和牛型结核杆菌。,抗酸染色(Ziehl-Neelsen)显示痰标本中染为红色的特异性抗酸细菌(结核杆菌)。,其他非抗酸性细菌及细胞浆质等呈蓝色。结核杆菌的抗酸性取决于胞壁内所含分枝菌酸残基和胞壁固有层的完整性。,培养特性与生化反应,专性需氧菌营养要求高:在含有蛋黄、马铃薯、甘油和天门冬酰胺等的固体培养基上才能生长。最适pH为6.56.8,最适温度为37。生长缓慢:1824 h繁殖一代,接种后34周才出现肉眼

11、可见的菌落。菌落为干燥、坚硬、表面呈颗粒状、乳酪色或黄色,形似菜花样。在液体培养基中呈粗糙皱纹状菌膜生长。不发酵糖类:与牛分枝杆菌的区别在于前者可合成烟酸和还原硝酸盐,而后者则不能。,结核杆菌培养的菌落,3.结核菌素试验,将一定量结核菌素注入皮内,如受试者曾感染结核杆菌,则在注射部位出现迟发型超敏反应炎症,判为阳性,未感染者则为阴性。此法可用于检测可疑患者曾否感染过结核菌、接种卡介苗后是否阳转以及检测机体细胞免疫功能。,结核菌素试剂有两种:旧结核菌素(old tuberculin,OT):含结核分枝杆菌的甘油肉汤培养物加热过滤液,主要成分是结核蛋白,也含细菌的其他代谢产物和培养基成分。纯蛋白衍

12、生物(purified protein derivative,PPD):OT经三氯醋酸沉淀后的纯化物。,3.结核菌素试验,方法:目前多用PPD法。取PPD-C和BCG-PPD各5单位分别注入两前臂皮内,4872 h后,红肿硬结小于5mm者为阴性反应;超过5 mm者为阳性;15 mm为强阳性。,结果分析:阳性:有特异性免疫力 强阳性:活动性结核病 阴性:未感染或未接种。原发感染早期、正患严重结核病或其他严重疾病致细胞免疫功能低下者(如用过免疫抑制者)也可能出现阴性反应。,3.结核菌素试验,支原体 Mycoplasma,定义介于细菌与病毒之间缺乏细胞壁形态上呈高度多形性能通过除菌滤器在无生命培养基

13、中能生长繁殖最小的原核细胞型微生物能形成有分支的长丝,故称支原体,生物学性状,形态 0.30.5 m 无细胞壁 高度多形性:球、杆、丝状和分枝状等 一般Giemsa染色较好,染为淡紫色,培养特性 营养丰富的培养基:10%20%人或动物血清以提供胆固醇与其它长链脂肪酸,多数还需添加酵母浸液、组织浸液、核酸提取物和辅酶。pH:适宜7.68.0(7.0易死亡),但解脲脲原体最适pH5.56.5 兼性厌氧:大多寄生性支原体在37时在微氧环境(含5%CO2和90%N2)中生长最佳。繁殖方式多样:二分裂繁殖外,还有分节、断裂、出芽或分枝等方式,固体培养基:27天长出直径约10600 m的典型的“荷包蛋样”

14、菌落:低倍镜下见菌落呈圆形,心致密隆起,深入琼脂,外周由颗粒包绕。液体培养基:清亮,用颜色变化单位(CCU)表示。,需用放大镜/低倍显微镜观察,支原体典型菌落,支原体与细菌L型的异同点,不同点,缺乏细胞壁,形态多样,能通过滤菌器。固体培养菌落呈荷包蛋样或颗粒状。临床表现相似间质性肺炎、泌尿生殖道感染、不育等,相同点,支原体所致疾病 存在广泛,多不致病 肺炎支原体引起原发性非典型性肺炎 溶脲脲原体、人型支原体和生殖支原体可 引起泌尿生殖系统感染和不育症穿透支原体和发酵支原体为艾滋病的辅助致病因素,防治原则 大环内酯类药物 喹诺酮类药物,真菌(fungus):真核细胞型微生物组成:核膜和核仁(细胞

15、核)完整的细胞器(胞浆)单细胞(少数)或多细胞(多数)生存方式:腐生 或 寄生繁殖方式:有性 或 无性,真菌概述,分布广泛、种类繁多、数量大多数有益:如发酵、生产抗生素等少数有害:人类及动、植物疾病 医学(病原)真菌400种 常见的有50100种目前真菌症呈明显上升趋势的原因:1.抗生素、抗肿瘤药物、免疫抑制剂等的滥用 2.器官移植、介入性治疗等新技术的开展 3.艾滋病、糖尿病、恶性肿瘤等疾病造成宿主免疫低下,真菌的气生菌丝及营养菌丝,真菌的各种菌丝,病毒的主要特点 体积非常微小,必须用电子显微镜放大几万至几十万倍后方可观察;结构简单,无完整细胞结构,仅有一种核酸(RNA或DNA);严格的细胞

16、内寄生性,只能在一定种类的活细胞中增殖;对抗生素不敏感,但对干扰素敏感。由此病毒被列为非细胞型微生物。,病毒与其他微生物的比较,病毒的大小与形态,病毒体:有一定形态结构和感染性的完整病毒颗粒。大小:各种病毒体大小差别悬殊,最大病毒约300 nm,如痘病毒;最小的20 nm,如微小病毒。测量单位为纳米或毫微米(nanometer,nm,为1/1000 m),最可靠的测量方法是电子显微镜技术,也可用超速离心沉淀、分级超滤和X线晶体衍射等技术研究病毒大小、形态、结构和亚单位等。形态:多数病毒为球形或近似球形,少数为杆状、丝状、弹状和砖块状,噬菌体呈蝌蚪状。,病毒的大小与形态比较示意图,病毒的表面结构

17、示意图,X线晶体衍射病毒表面抗原分布示意图,各种形态病毒的电镜照片,水平传播:在人群不同个体间的传播,是大多数病毒的传播方式。垂直传播:由宿主的亲代传给子代的传播方式。主要通过胎盘或产道,如风疹病毒、巨细胞病毒、人类免疫缺陷病毒(HIV)及乙型肝炎病毒等。,病毒感染的传播方式,产前 胎盘 风疹、巨细胞病毒、梅 毒螺旋体、弓形体、淋 病奈瑟菌 围产期 已感染的产道 衣原体 产后 哺乳 直接接触巨细胞病毒、乙 型肝炎病毒 生殖细胞 人基因组含病毒DNA 多种反转录病毒,垂直传播方式及常见微生物性疾病,类型 途径 微生物性疾病,干扰素(Interferon,IFN),干扰素是由病毒或其他干扰素诱生剂

18、诱使人或动物细胞产生的一类糖蛋白,作用于机体细胞,可表现出抗病毒、抗肿瘤及免疫调节等多方面的生物活性。,天然干扰素、三型的特性比较,干扰素抑制病毒蛋白翻译的两种途径示意图,病毒的分离与鉴定,病毒的分离培养 细胞培养(cell culture)鸡胚接种(egg inoculation)动物接种(animal inoculation),病毒的分离培养 细胞培养 单层细胞培养(monolayer cell culture)分类 悬浮细胞培养(suspended cell culture)原代细胞(primary cell)细胞种类 二倍体细胞(diploid cell)传代细胞系(continuou

19、s cell line),鸡胚培养 采用孵化914天的鸡胚 绒毛尿囊膜(allantocherion)痘苗病毒、人类疱疹病毒 尿囊腔(allantoic cavity)接种部位 流感病毒、腮腺炎病毒 羊膜腔(amniotic cavity)流感病毒的初次分离 卵黄囊(yolk sac)嗜神经病毒,鸡胚培养,优点:易管理,不带微生物,成本较低缺点:操作程序复杂,动物接种 应用:尚无敏感细胞的病毒培养 动物:兔、鼠、黑猩猩、猴等 优点:结果易观察,可建立动物模型 缺点:有饲养条件要求,费用高,动物 体内常带有潜伏病毒,脊髓灰质炎病毒,咽部、肠道淋巴结中增殖,血(第一次病毒血症),全身淋巴组织再次增

20、殖,血(第二次病毒血症),靶器官(脊髓前角神经细胞、脑膜等),病变轻微暂时性肢体麻痹,病变严重迟缓性麻痹,极少数延髓麻痹,呼吸、心脏衰竭,死亡,隐性感染(约90),顿挫感染(约5),非麻痹型脊髓灰质炎/无菌性脑膜炎(0.1%2.0%),麻痹型,致病性,损伤细胞,疫 苗,*灭活脊髓灰质炎疫苗(inactivated polio vaccine,IPV,Salk苗);*口服脊髓灰质炎减毒活疫苗(live oral polio vaccine,OPV,Sabin苗);*IPV和OPV均为三价混合疫苗;*近年部分国家发生了疫苗相关麻痹型 脊髓灰质炎(VAPP),应引起关注。,肝炎病毒,世界性传染病 传

21、染性强 传播途径复杂 流行广泛 发病率较高,与肝脏炎症有关的病毒,肝炎病毒巨细胞病毒(CMV)EB病毒(EBV)黄热病毒,甲型肝炎病毒(HAV)乙型肝炎病毒(HBV)丙型肝炎病毒(HCV)丁型肝炎病毒(HDV)戊型肝炎病毒(HEV)肝炎相关病毒(HGV、TTV),肝炎病毒的类型,HBV感染的临床类型,无症状携带者重症肝炎急性肝炎慢性乙肝与肝硬化和肝癌密切相关,HBV流行久远、传播广泛,是全球性公共卫生问题:全球3.5亿人携带HBV我国为高流行区 感染率 60%HBsAg携带率 8%10%慢性乙肝病人 1000万80%原发性肝癌与HBV慢性感染有关,形态与结构电镜下HBV呈三种不同形态颗粒:Da

22、ne颗粒:直径42 nm 完整的病毒颗粒,具传染性小球形颗粒:直径22 nm 中空的病毒颗粒,主要含HBsAg 管型颗粒:由小球形颗粒聚集而成,HBV电镜图,HBV三种颗粒模式图,HBV的抗原组成 HBsAg(表面抗原)有四个不同亚型:adr,adw,ayr,ayw 有共同的a抗原表位 有两组互相排斥的抗原表位(d/y,w/r),在血液中大量存在诱导产生保护性抗体 抗HBs不同亚型间有交叉免疫保护作用诱导细胞免疫反应,PreS1、PreS2抗原性强与肝细胞表面受体结合特异性抗体有免疫保护作用抗PreS1持续时间长抗PreS2持续时间短(23个月),HBcAg(核心抗原)存在于病毒的核心及被感染

23、的肝细胞表面一般不游离于血循环中具有很强的抗原性抗HBc没有免疫保护作用抗HBc-IgM是病毒复制的指标具有T细胞表位,可刺激产生细胞免疫反应,HBeAg游离存在于血中与病毒的复制成正比是病毒复制的指标之一抗HBe具有免疫保护作用Pre-C区突变 免疫逃逸,HBV复制周期,传染源:病人、无症状携带者 传播途径:1.血液和血制品传播 血液及血制品、注射、外科、牙科手术、针刺、共用剃刀或牙刷、皮肤黏膜微小损伤 2.母婴传播:胎儿期、围生期、哺乳传播 3.性传播及密切接触传播,过分强烈的细胞免疫 大面积肝细胞损伤 爆发型肝炎(重症肝炎)免疫功能正常 隐性感染或急性肝炎 免疫功能低下 慢性肝炎或慢性活

24、动性肝炎 免疫耐受 无症状携带者,感染后月数,甲型肝炎的临床经过与免疫反应,HBV抗原、抗体检测 血清HBV-DNA检测 血清DNA多聚酶检测,HBsAg HBV感染的重要指标 感染早期出现 急性肝炎恢复后14个月内消失 持续6个月以上提示为慢性肝炎或HBV携带者 HBsAb 中和抗体 见于恢复期、既往感染、疫苗接种后 阳性提示机体对乙肝有免疫力,PreS1、PreS2与HBV-DNA成正比是病毒复制的指标 PreS1-Ab、PreS2-Ab在恢复期的早期出现阳性提示病毒正在或已经被清除是预后良好的指标,HBcAg不易检出阳性提示病毒颗粒存在血液具有传染性,HBcAb-IgM 阳性提示HBV处

25、于复制状态,具有强的传染性HBcAb-IgG 低滴度提示既往感染,高滴度高提示急性感染,HBeAg 阳性提示病毒在体内复制,具有传染性HBeAb 机体获得免疫力 病毒复制减弱 传染性降低,两对半检查 HBsAg,HBsAb HBeAg,HBeAb HBcAb大三阳 HBsAg(+),HBeAg(+),HBcAb(+)小三阳 HBsAg(+),HBeAb(+),HBcAb(+),HBV抗原、抗体检测结果的临床分析HBsAg HBeAg 抗HBs 抗HBe 抗HBcIgM 抗HBcIgG 结果分析+HBV感染者或 无症状携带者+急性或慢性乙型肝炎+急性感染趋向恢复+急性或慢性乙型肝炎 或无症状携带

26、者+乙型肝炎恢复期+既往感+感染过或接种过疫苗,筛选供血员加强传染源的管理保护易感人群 HBsAg血源疫苗 主动免疫 HBsAg基因工程疫苗 多肽疫苗、核酸疫苗 被动免疫:HBsAb免疫球蛋白,防治原则,无特效疗法-IFN 拉米夫定(lamivudine)泛昔洛韦(famciclovir)有一定疗效单磷酸阿糖腺苷(Ara-A),治疗,逆转录病毒,一组含有反(逆)转录酶(reverse transcriptase)的RNA病毒。,反(逆)转录病毒,*对人致病的反转录病毒主要有:1.人类嗜T细胞病毒(HTLV),为成人 T淋巴细胞白血病的病原体。2.人类免疫缺陷病毒(HIV),是人类 艾滋病的病原

27、体。,人类免疫缺陷病毒(HIV),HIV-1于1983年从一例淋巴腺综合症患者的淋巴结中分离出。*分类:反转录病毒科(Retraviridae)慢病毒属(Lentivirus),*型别:有两型 HIV-1:大多数AIDS由HIV-1引起。HIV-2:主要在西非和西欧流行。,AIDS全球重要的公共卫生问题,自美国1981年诊断出首例艾滋病患者以来,HIV在全球的传播速度惊人。根据联合国艾滋病规划署和世界卫生组织2006年11月21日共同发布的2006年世界艾滋病报告,艾滋病病毒感染者总数已达3950万。我国处于艾滋病快速增长期,艾滋病群体已由高危人群向普通人群扩散。,HIV在全球范围内的传播速度

28、惊人,2006年全球新增HIV感染者430万,HIV感染者总数达3950万。,2006年根据最新评估结果,中国现有HIV感染者约65万,其中艾滋病病人约7.5万。,2006年12月1日,是第19个世界艾滋病日主题:遏制艾滋,履行承诺,12月1日世界艾滋病日,变 异 性,*HIV的显著特点之一是它的高度变异性,HIV的反转录酶无校正功能、错配性高是导致HIV基因频繁变异的重要因素。,抵 抗 力,对理化因素的抵抗力较弱。*一般化学消毒剂处理1030 min,可灭活病毒。*高压灭菌121 20 min,或者煮沸100 20 min均可灭活病毒。*病毒在2022液体环境下可存活15天;在37可存活10

29、15天;在冷冻血制品中须68加热72 h才能保证灭活病毒。,致病性与免疫性,传染源和传播途径,*传染源:HIV感染者和AIDS患者*主要的传播途径:1.性传播:是HIV的主要传播方式,性活跃人群(包含同性恋和异性恋者)是高危人群。2.血液传播:输血、血制品、器官移植、注射等方式传播,静脉毒品成瘾者是高危人群。3.母婴传播:通过胎盘、产道或哺乳等方式传播,其中胎儿经胎盘感染最多见。,我国的传播特点,*吸毒、性传播和采供血途径传播并存*经性传播途径呈上升趋势*自高危人群向普通人群扩散,致病机制,*主要感染细胞:CD4 T淋巴细胞、单核-巨噬细胞、树 突状细胞、神经细胞等。*引起机体免疫系统的进行性

30、损伤。,致病机制,*细胞受体:CD4分子 辅助受体 CCR5与CXCR4,CD4T细胞表达大量CD4分子和CXCR4,临床特点,*潜伏期长,大约10年左右。*临床感染过程分为4个时期:1.急性感染期:约23周 2.无症状潜伏期:10年左右 3.AIDS相关综合征:开始出现症状 4.免疫缺陷期:典型AIDS期合并机会致病菌感染和AIDS相关恶性肿瘤。,AIDS患者常发生的恶性肿瘤:Kaposis sarcoma,*细胞内病毒的清除主要依靠细胞免疫反应*细胞免疫可限制病毒感染,但不能完全清除病毒,并随疾病进展而下降*病毒抗原频繁变异逃避了免疫清除作用,免疫性,治疗HIV感染的药物,*核苷类反转录酶抑制剂(NRTIs)、非核苷类反转录酶抑制剂(NNRTIs)、蛋白酶抑制剂(PIs),融合抑制剂(FI)。*高效抗反转录病毒治疗(highly active anti-retrovial therapy,HAART)。,预防,研制安全、有效的HIV疫苗,但目前尚无有效疫苗上市。普遍开展预防AIDS的宣传教育;建立全球和地区性HIV感染的监测网,及时掌握疫情;对献血、献器官、献精液者必须做HIV抗体检测;禁止共用注射器、注射针、牙刷和剃须刀等。提倡安全性生活;HIV抗体阳性妇女,应避免怀孕或用母乳喂养婴儿等。,谢谢!,

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