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1、医 学 微 生 物 学,安徽医科大学微生物学教研室编制,绪 论,第一节 微生物 微生物的种类与分布 微生物与人类的关系 微生物的特点 第二节 微生物学 第三节 医学微生物学,第一节 微生物,微生物（microorganism)是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，必须藉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。,微生物的种类与分布,微生物的种类繁多，在数十万种以上。按其大小、结构、组成等，可分为三大类。1.非细胞型微生物 2.原核细胞型微生物 3.真核细胞型微生物,微生物与人类的关系,绝大多数微生物对人类和动植物是有益的,而且有些是必需的。
2、在农业、工业及污水处理方面,微生物的应用日趋广泛，开辟了增产新途径，为人类创造物质财富。在医药工业方面,有许多抗生素是微生物的代谢产物，也可选用微生物来制造一些维生素、辅酶、ATP等药物。近年来，随着分子生物学的发展,微生物在基因工程技术中的作用更显辉煌，不仅提供了必不可少的多种工具酶和载体系统，更可人为地定向创建有益的工程菌新品种，能在无污染自然环境中制造出多样、大量的人类必需品。,正常情况下,寄生在人类和动物口、鼻、咽部和消化道中的微生物是无害的，且有的尚能拮抗病原微生物。有少数微生物能引起人类和动植物的病害，这些具有致病性的微生物称为致病微生物或病原微生物。有些微生物，在正常情况下不致病
3、，只是在特定情况下导致疾病，这类微生物称为条件致病微生物。例如一般大肠埃希菌在肠道不致病，在泌尿道或腹腔中就引起感染。,微 生 物 的 特 点,至今应用于工业化生产的基因工程产物主要是通过微生物发酵而获得的。为什么基因工程、细胞工程等研究成果，最易通过微生物转化为生产力呢？归纳起来因为微生物有6大特点：比表面积（表面积与体积比）大 转化能力强 繁殖速度快 易变异 适应性强 分布广,如乳酸乳杆菌(Lactobacillus lactis)的比表面积为12万、鸡蛋为1.5，而90kg体重的人只有0.3。生物体的比表面积越大，其代谢活性越强。在适宜条件下，微生物24h所合成细胞物质相当于原重量的30
4、40倍；而一头体重500kg的乳牛，一昼夜只能合成0.5kg蛋白质，两者相差1000倍。在适宜条件下，细菌20min繁殖一代，比植物繁殖率快500倍，比动物繁殖率快2000倍。微生物也以其抗严寒酷暑，耐酸、碱、盐的惊人适应力被誉为“生物界之最”。E.coli等细菌、酿酒酵母(Saccharomyces cere-visiae)等酵母菌，分别是单细胞原核微生物和真核微生物的代表，细胞结构和繁殖方式简单，遗传背景清楚，因此是提供特殊遗传物质和接受外源遗传物质的最好菌种，广泛应用于基因工程研究。,第二节 微生物学,微生物学（microbiology)是生命科学的一个重要分支，是研究微生物的类型、分布
5、、形态、结构、代谢、生长繁殖、遗传、进化，以及与人类、动物、植物等相互关系的一门科学。微生物学工作者的任务是将对人类有益的微生物用于生产实际，对人类有害的微生物予以改造、控制和消灭；使微生物学朝向人类需要的方向发展。,微生物学的发展过程大致可分三个时期：,微生物学经验时期 实验微生物学时期 现代微生物学时期,微生物学经验时期,古代人类虽未观察到具体的微生物，但早巳将微生物知识用于工农业生产和疾病防治之中。古代人早已认识到天花是一种烈性传染病，且死亡率极高。但已康复者去护理天花病人，则不会再得天花。这种免得瘟疫的现象，是“免疫”一词的最早概念。我国祖先在这个现象的启发下，开创了预防天花的人痘接种
6、法。在明隆庆年间（1567 1572)，人痘已经广泛使用，并先后传至俄国、朝鲜、日本、土耳其、英国等国家。人痘接种预防天花是我国预防医学上的一大贡献。,实验微生物学时期,1.微生物的发现 首先观察到微生物的是荷兰人列文虎克（Antony van Leeuwenhoek，1632 1723)。_微生物学奠基人,a、首先实验证明有机物质发酵和腐败是由微生物引起；而酒类变质是因污染了杂菌所致，从而推翻了当时盛行的“自然发生说”。b、巴氏消毒法 c、成功研制了鸡霍乱、炭疽、狂犬病疫苗。,巴斯德（Louis Pasteur，1822 1895)微生物学奠基人,李斯特（Joseph Lister，1827
7、 1912),英国外科医生李斯特（Joseph Lister，1827 1912)创用石炭酸喷洒手术室和煮沸手术用具以防止术后感染，为防腐、消毒，以及无菌操作奠定了基础。,创用固体培养基，使细菌有可能从环境或病人排泄物等标本中分离成为纯培养，利于对各种细菌的特性分别研究。创用了染色方法和实验动物感染，为发现多种传染病的病原菌提供实验手段。如炭疽芽孢杆菌、伤寒沙门菌、结核分枝杆菌、霍乱弧菌、白喉棒状杆菌等等，由郭霍和在他带动下的一大批学者相继发现并分离培养成功许多病原菌。提出了著名的郭霍法则(Kochs postulates,1884)。,郭霍（Robert Koch,1843 1910)细菌学
8、奠基人,郭霍法则(Kochs postulates,1884)。认为：特殊的病原菌应在同一种疾病中查见，在健康人中不存在；该特殊病原菌能被分离培养得纯种；该纯培养物接种至易感动物，能产生同样病症；自人工感染的实验动物体内能重新分离得该病原菌纯培养。,1892年俄国伊凡诺夫斯基发现了第一个病毒即烟草花叶病病毒。对人致病的病毒首先被证实的是黄热病病毒。细菌病毒（噬菌体）则分别由Twort(1915)和dHerelle(1917)发现。随后相继分离出许多人类和动植物致病性病毒。,18世纪末，英国琴纳(Edward Jenner)创用牛痘预防天花。德国Behring在1891年用含白喉抗毒素的动物免疫
9、血清成功地治愈一名白喉女孩,此为第一个被动免疫治疗的病例。自此导致血清学的发展。澳大利亚学者Burnet于1958年提出了关于抗体生成的克隆选择学说。不仅阐明了抗体产生机制,同时也可对抗原识别、免疫记忆形成、自身耐受建立和自身免疫发生等重要免疫生物学现象作出解答。这样,免疫学跨越了感染免疫的范畴，逐渐形成生物医学(biomedicine)中的一门新学科。,2免疫学的兴起,首先合成化学疗剂的是艾利希，他在1910年合成治疗梅毒的砷凡纳明（编号606），后又合成新砷凡纳明（编号914），开创了微生物性疾病的化学治疗时代。1929年Fleming发现青霉菌产生的青霉素能抑制金黄色葡萄球菌的生长。直到
10、1940年，Florey等将青霉菌的培养液予以提纯，才获得可供临床使用的青霉素纯品。接着链霉素、氯霉素、金霉素、土霉素、红霉素等等相继发现。使许多由细菌引起的感染和传染病得到控制和治愈，为人类健康作出了巨大贡献。,3.化学疗剂和抗生素的发明,现代微生物学时期,近30年来，随着化学、物理学、生物化学、遗传学、细胞生物学、免疫学和分子生物学等学科的进展，电子显微镜技术、细胞培养、组织化学、标记技术、核酸杂交、色谱技术和电子计算机等新技术的建立和改进，微生物学得到极为迅速的发展。,自1973年以来，新发现的病原微生物已有30多种。其中主要的有军团菌，幽门螺杆菌，霍乱弧菌O139血清型，人类免疫缺陷病
11、毒(HIV)，人疱疹病毒6、7、8型，丙、丁、戊、庚型肝炎病毒、朊粒(prion)等。,1.新病原微生物的发现,2.致病机制 与人类基因组计划相呼应，病原微生物的基因组计划（MGP）已提到议事日程。截至1998年9月，已有572株病毒进行了全基因测序，其中与人类有关的病毒占76株，已完成原核微生物基因组测序工作的有20种，其中属医学微生物的有流感嗜血杆菌、幽门螺杆菌、结核分枝杆菌、大肠埃希菌。病原微生物基因组序列测定的重大意义，除更好地了解其致病机制和与宿主的相互关系外，尚能发现更灵敏、特异的致病分子标记作为诊断、分型等的依据；为临床筛选有效药物和开发疫苗提供资料；为对人类相关基因功能的认识和
12、探讨人类遗传性疾病机制提供参考等。,细菌的鉴定和分类，现在侧重于基因型方法来分析待检菌的遗传学特征。后法包括DNAxDNA杂交、氨基酸序列分析、质粒分析、基因转移和重组、基因探针、多聚酶链反应(PCR)等。这些分子生物学技术在分类、新种鉴定和流行病学中尤为重要。临床微生物学检验中，快速诊断方法发展较快，免疫荧光、放射核素和酶联（ELISA)三大标记技术中，以ELISA快速测定微生物抗原技术较为普遍。,3诊断技术,针对灭活全菌体疫苗接种后普遍有一定的不良副反应和减毒活疫苗株不易获得；而对一些病原微生物与免疫防御有关的组分，可以通过分子生物学技术分离或克隆入无害载体。近年来肺炎链球菌荚膜多糖疫苗、
13、脑膜炎奈瑟菌荚膜多糖疫苗、乙型肝炎基因工程疫苗等相继问世。1993年Ulmer等开创的核酸疫苗被誉为疫苗学的新纪元，具有广阔的发展前景。,4防治措施,第三节 医学微生物学,医学微生物学（medical micro-biology)是微生物学的一个分支，是一门基础医学课程。主要研究与医学有关病原微生物的生物学特性、致病和免疫机制，以及特异性诊断、防治措施，以控制和消灭感染性疾病和与之有关的免疫损伤等疾病，达到保障和提高人类健康水平的目的。,展望未来医学微生物可能从以下几方面发展：,新现与再现微生物的研究规范化的微生物学诊断方法及技术的建立新型微生物疫苗的基础理论与应用基础理论研究新型治疗措施的研发微生物致病性的分子机制研究,
