第5章细菌的遗传与变异gsmy

变异分为

遗传性变异：又称基因型变异。基因变化、变异可传代且不可逆、受环境影响小。

非遗传性变异：又称表型变异。基因不变化、变异不传代且可逆、受环境影响大。当前1页，总共70页。胆汁、马铃薯、甘油注入小鼠13年230次传代

1％石炭酸当前2页，总共70页。

1、细菌染色体是单一的环状双链DNA，无组蛋白，无核膜，附着在横隔中介体或细胞膜上，含大量的基因

基因：一段有功能的核苷酸序列，控制一定生物学功能

大肠杆菌的基因数有3000～5000个人类的基因数约为大肠杆菌的基因数的1000倍第一节细菌的遗传物质

当前3页，总共70页。2、质粒（plasmid)

概念：是细菌染色体以外的遗传物质，是环状闭合的双链DNA，控制某些生物学性状当前4页，总共70页。特征：

1、具有独立的自我复制的能力2、控制细菌的某些性状特征3、可自行丢失和人工处理后消除4、可在细菌间转移5、不相容性与相容性种类：

F质粒、R质粒、Col质粒等当前5页，总共70页。3、转位因子概念：是基因组能改变自身位置的一段DNA序列，是一类在细菌的染色体、质粒或噬菌体之间自行移动的遗传分子功能：通过位移改变了遗传物质的核苷酸序列，或影响插入点附近基因的表达，或转位因子本身携带一定的基因序列，引起细菌变异分类：插入序列和转座子当前6页，总共70页。1.形态与结构头部和尾部两部分组成电镜下见噬菌体×400004、噬菌体当前7页，总共70页。化学组成头部蛋白质外壳核酸DNA：DNA噬菌体RNA：RNA噬菌体尾部蛋白质当前8页，总共70页。毒性噬菌体：是指能在敏感菌细胞内复制增殖，产生许多子代噬菌体，并最终裂解细菌的噬菌体。温和噬菌体：是指有些噬菌体侵袭敏感细菌后，不能复制增殖，而是将其DNA整合于细菌DNA上，随细菌的分裂而分布到子代细菌中，这样的噬菌体称温和噬菌体或溶原性噬菌体。2.噬菌体的类型当前9页，总共70页。毒性噬菌体（virulentphage）

复制周期或溶菌过程1.吸附2.穿入3.生物合成4.成熟与释放当前10页，总共70页。噬斑当前11页，总共70页。前噬菌体(prophage)溶原性细菌当前12页，总共70页。前噬菌体：整合在细菌染色体上的噬菌体基因组。溶原性细菌：带有前噬菌体的细菌。当前13页，总共70页。(脱壳)3.溶原性周期和溶菌性周期当前14页，总共70页。温和噬菌体有溶原性周期和溶菌性周期。毒性噬菌体只有溶菌性周期。溶原性温和噬菌体具有的产生子代噬菌体和裂解宿主菌的潜在能力。当前15页，总共70页。（一）基因突变细菌遗传物质DNA发生突然而稳定的结构改变，导致细菌性状的遗传性变异。

1．小突变碱基置换、缺失、插入2．大突变染色体重排第三节细菌变异的机制当前16页，总共70页。二、基因的转移与重组基因转移和重组：供体菌将遗传物质转入受体菌，并与受体菌DNA整合的过程基因转移和重组方式：

转化（transformation)转导(transduction)接合(conjugation)

溶原性转换(lysogenicconversion)

当前17页，总共70页。1、转化（transformation）概念：是指受体菌直接摄取供体菌游离的DNA片段，从而获得供体菌部分遗传特性1928年Griffith1946年Avery当前18页，总共70页。2、接合（conjugation）概念：是指细菌通过性菌毛相互连接沟通，将遗传物质从供体菌转移给受体菌接合性质粒：能通过接合方式转移的质粒如：F质粒、R质粒等当前19页，总共70页。细菌接合示意图扫描电镜×15000当前20页，总共70页。F质粒的接合F+F-F+F-F+F+F+F+DonorRecipientF+当前21页，总共70页。F质粒的接合高频重组菌（Hfr）：与F质粒整合重组的细菌。此菌能高效地转移染色体上的基因片段F′质粒：

Hfr菌的F质粒从染色体上脱离下来时，可带有染色体上几个邻近的基因F+、Hfr、F′菌：均称为雄菌，都有性菌毛当前22页，总共70页。R质粒的接合R质粒组成：

耐药传递因子（RTF）耐药（r）决定子功能：RTF编码性菌毛的产生和通过接合转移R决定子编码对抗菌药物的耐药性

两部分的存在方式：单独存在或结合在一起，通过两段的IS结合才能传递R质粒当前23页，总共70页。3、转导transduction概念：是指以噬菌体为载体，将供体菌的一段DNA转移到受体菌内，使受体菌获得供体菌部分遗传性状的过程分类：根据噬菌体转导DNA片段范围分

普遍性转导和局限性转导当前24页，总共70页。普遍性转导：将供体菌染色体上的任何部分转导给受体菌当前25页，总共70页。局限性转导：将供体菌染色体上的特定基因转导给受体菌。当前26页，总共70页。4、溶原性转换是指温和噬菌体感染细菌后，以前噬菌体形式整合到菌体DNA上，从而使细菌DNA结构发生改变而导致遗传性变异当前27页，总共70页。5、原生质体融合：

是指将两种不同的细菌经溶菌酶或青霉素等处理，失去细胞壁成为原生质体后进行相互融合的过程当前28页，总共70页。第四节遗传变异的意义一、影响细菌学诊断二、预防耐药菌株的扩散三、制备菌苗BCG四、检测致癌物五、在流行病学研究中的应用六、在基因工程中的应用

目的基因载体受体细胞当前29页，总共70页。第七章细菌的感染与免疫感染：是微生物在宿主体内的生活过程中与宿主相互作用并导致其不同程度的病理变化过程。传染：来自宿主体外的微生物，通过一定的方式从一个宿主传播到另一个宿主引起的感染。当前30页，总共70页。第一节正常菌群与机会致病菌正常菌群

在正常情况下，人的体表及同外界相通的腔道中都寄居着不同种类和数量的对人体无害而有益的微生物，称正常微生物群。当前31页，总共70页。人体常见的正常菌群乳杆菌、大肠杆菌、类白喉杆菌、白假丝酵母菌阴道葡萄球菌、类白喉杆菌、非致病性分枝杆菌尿道大肠杆菌、产气肠杆菌、变形杆菌、铜绿假单胞菌、葡萄球菌、肠球菌、类杆菌、产气荚膜梭菌、破伤风梭菌、双歧杆菌、乳杆菌、白假丝酵母菌肠道葡萄球菌、干燥棒状杆菌、奈瑟菌眼结膜葡萄球菌、类白喉杆菌、铜绿假单胞菌、非致病性分枝杆菌外耳道葡萄球菌、甲型和丙型链球菌、肺炎链球菌、奈瑟菌、类杆菌鼻咽腔葡萄球菌、甲型和丙型链球菌、肺炎链球菌、奈瑟菌、乳杆菌、类白喉棒状杆菌、梭杆菌、放线菌、螺旋体口腔葡萄球菌、类白喉杆菌、铜绿假单胞菌、非致病性分枝杆菌、丙酸杆菌、白假丝酵母菌皮肤主要菌类部位当前32页，总共70页。

鼻咽腔葡萄球菌、甲，丙型链球菌肺炎球菌、奈氏菌、类杆菌等

外耳道葡萄球菌、类白喉杆菌绿脓杆菌、非致病性分枝杆菌表皮葡萄球菌口腔甲，丙型链球菌类白喉杆菌、肺炎球菌奈氏菌、乳杆菌、梭杆菌螺旋体、放线菌、白念珠菌

肠道大肠杆菌、产气杆菌、变形杆菌绿脓杆菌、葡萄球菌、厌氧性细菌真菌、乳杆菌，双歧杆菌等

阴道乳杆菌、大肠杆菌白念珠菌、类白喉杆菌非致病性分枝等

皮肽葡萄球菌、绿脓杆菌、白念珠菌丙酸杆菌、类白喉杆菌、非致病性分枝杆菌人体内正常菌群的分布

眼结膜白色葡萄球菌、干燥杆菌

尿道白色葡萄球菌、类白喉杆菌、非致病性分枝杆菌当前33页，总共70页。正常菌群的生理学意义：1、生物拮抗受体竞争（占位性保护）产生有害代谢产物营养竞争2、营养作用促进消化吸收参与营养物质转化合成维生素供人体利用当前34页，总共70页。3、免疫作用促进宿主免疫器官发育成熟持续刺激免疫系统发生免疫应答对有交叉抗原的致病菌抑制杀灭4、抗衰老作用双歧杆菌、乳杆菌等产生超过氧化物歧化酶（SOD），消除自由基（02-）毒性，抗氧化损伤5、抗肿瘤作用降解致癌物质激活巨噬细胞—抑制肿瘤细胞当前35页，总共70页。肠道的正常菌群健康青年粪便涂片健康壮年粪便涂片健康中年粪便涂片当前36页，总共70页。条件致病菌：有些细菌正常情况下不致病，但在条件改变的特殊机会下可以致病。特定条件：1、正常菌群寄居部位改变2、宿主免疫功能低下

3、菌群失调（多重耐药）

二、机会致病菌当前37页，总共70页。三、微生态平衡与失调微生态平衡—指正常微生物群与宿主生态环境在长期进化过程中形成的生理性组合的动态平衡影响因素：宿主因素（年龄、饮食、激素水平等）正常微生物群（数量、种类、位置）外界环境当前38页，总共70页。微生态失调—指正常微生物群在宿主之间的平衡，在外界环境因素影响下被破坏，由生理性组合转变为病理性组合类型菌群失调—原生态环境内正常微生物群发生定量或定性的异常。定位转移（横向转移、深层转移）当前39页，总共70页。第二节细菌的致病作用致病性：细菌对宿主感染致病的能力。毒力virulence：病原体的致病性的强弱程度。用半数致死量（LD50）或半数感染量（ID50）即：在一定条件下能引起50%的实验动物死亡或感染的最小微生物或毒素的量。当前40页，总共70页。细菌的毒力因子细菌侵入的数量细菌侵入的部位侵袭力毒素荚膜粘附素侵袭性物质外毒素(exotoxin)内毒素(endotoxin)当前41页，总共70页。一、细菌的毒力（一）侵袭力致病菌能突破宿主皮肤、黏膜生理屏障，进入机体并在体内定居、繁殖和扩散的能力。与菌体表面结构以及侵袭性酶有关当前42页，总共70页。1.黏附素（adhesin）黏附与定植是感染的第一步，与致病性密切相关根据来源分为菌毛黏附素和非菌毛黏附素黏附、定居黏附素（配体）宿主细胞受体2.荚膜抗吞噬细胞损伤抗体液因素的杀伤当前43页，总共70页。3.侵袭性物质（1）侵袭素：由侵袭基因编码，表达在菌细胞表面，介导细菌侵入上皮细胞内（2）侵袭性酶类4.细菌生物被膜细菌附着在有生命或无生命的材料表面后，由细菌及其所分泌的胞外多聚物（多糖）共同组成的呈膜状的细菌群体。有利于细菌的附着阻止了药物和免疫系统的杀伤当前44页，总共70页。（二）毒素

按其来源、性质和作用等不同分1.外毒素来源：主要是G+菌产生，少数有G-菌产生存在部位：从活菌分泌出，少数菌崩解后释放毒性作用：强，对组织器官有选择性毒害反应，引起特殊临床表现化学成分：蛋白质，不耐热，稳定性差。当前45页，总共70页。分子结构：多为A-B模式。

A是外毒素活性部分，决定其毒性效应。

B能与宿主靶细胞表面的特殊受体结合，介导A进入靶细胞。免疫原性：强，类毒素，抗毒素。分类：神经毒素、细胞毒素、肠毒素。A：活性亚单位B：结合亚单位可提纯制疫苗当前46页，总共70页。来源：主要由G-菌产生存在部位：细胞壁组分，细菌裂解后释放。化学成分：脂多糖（LPS），耐热，稳定性好。免疫原性：弱。分子结构：脂质A、核心多糖和特异多糖。2.内毒素当前47页，总共70页。毒性作用：较弱；但广泛。（1）发热反应:1~5ng/Kg（2）白细胞反应（3）内毒素血症与内毒素休克（4）DIC当前48页，总共70页。外毒素与内毒素的主要区别

区别要点

外毒素内毒素来源G+菌与部分G—菌G—菌存在部位活菌分泌，少数由菌裂解释放细胞壁组分，菌裂解后释放化学成分蛋白质脂多糖稳定性60℃~80℃，30min破坏160℃，2~3h破坏毒性作用强，对组织有选择性毒害效应，较弱，各菌的毒性效应大致引起特殊的临床表现相同，引起发热、白细胞增多、微循环障碍、休克、DIC免疫原性强，刺激机体产生抗毒素；弱，刺激机体产生的中和抗甲醛液处理脱毒形成类毒素体作用弱；甲醛液处理不能形成类毒素。当前49页，总共70页。二、细菌侵入的数量毒力越强，所需菌量越少三、细菌侵入的途径

必须经过特定的途径当前50页，总共70页。第三节宿主的免疫防御机制非特异性免疫（天然免疫）屏障结构吞噬细胞体液因素皮肤与粘膜血脑屏障胎盘屏障补体溶菌酶防御素特异性免疫（获得性免疫）体液免疫细胞免疫当前51页，总共70页。一、非特异性免疫（一）屏障结构（二）吞噬细胞

大吞噬细胞：血液中单核细胞和组织中巨噬细胞小吞噬细胞：血液中中性粒细胞吞噬杀伤过程：趋化→黏附→吞入→杀灭与消化（三）体液因素补体溶菌酶防御素当前52页，总共70页。二、特异性免疫（一）体液免疫——抗体的作用1.抑制病原体黏附2.调理吞噬作用3.中和细菌外毒素4.抗体和补体的联合溶菌作用5.抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用（ADCC）（二）细胞免疫细胞毒T细胞（CTL）直接杀伤靶细胞效应T细胞（Th1）产生细胞因子发挥作用（三）黏膜免疫当前53页，总共70页。三、抗细菌感染免疫的特点（一）抗胞外菌感染的免疫胞外菌—指寄生在宿主细胞外的血液、淋巴液和组织液中的细菌。主要靠非特异免疫和体液免疫发挥作用吞噬作用抗体和补体的作用阻止细菌定植（黏附）调理吞噬激活补体中和外毒素细胞免疫（Th2）当前54页，总共70页。（二）抗胞内菌感染的免疫寄生在细胞内的细菌（专性胞内菌、兼性胞内菌）特点：胞内寄生、毒性低、呈慢性过程、免疫病理损伤，主要靠细胞免疫功能。吞噬细胞不完全吞噬：特异性细胞免疫功能产生之前易形成完全吞噬：细胞因子产生后发挥调理吞噬作用细胞免疫局部黏膜免疫：细菌未进细胞前由SIgA阻止其黏附，使其不能侵入细胞内。当前55页，总共70页。第四节感染的发生与发展

一、感染的来源与传播

（一）外源性感染1、传染源：病人及带菌者，患病及带菌动物2、传播途径

呼吸道：白喉消化道：伤寒皮肤创伤：破伤风节肢动物叮咬：鼠疫性传播：淋病多途径：呼吸道、消化道、皮肤（二）内源性感染：宿主体内的微生物。当前56页，总共70页。二、感染的类型隐性感染显性感染带菌状态急性感染慢性感染局部感染全身感染毒血症内毒素血症菌血症败血症脓毒血症当前57页，总共70页。隐性感染（inapparentinfection）

当机体抗感染免疫力较强或入侵的细菌数量不多、毒力较弱，感染后对机体损害较轻，不出现或出现不明显的临床症状者。显性感染（apparentinfection）

当机体抗感染免疫力相对较弱，或病原菌数量多、毒力强，以致机体的组织细胞受到不同程度的损害，生理功能也发生改变，并出现一系列的临床症状和体征。当前58页，总共70页。毒血症（toxemia）病原菌在局部生长繁殖，但不侵入血流，仅细菌产生的外毒素进入血流引起全身中毒症状内毒素血症（endotoxemia）革兰阴性菌入血并在血中繁殖，死亡崩解后释放大量内毒素，或局部病灶内大量革兰阴性菌死亡，释放的内毒素入血而引起全身中毒症状菌血症（bacteremia）病原菌由原发部位一过性或间断性入血，到达其他部位继续繁殖，但不在血中繁殖当前59页，总共70页。败血症（septicemia）病原菌侵入血流并在血中大量繁殖产生大量毒性产物，引起全身中毒症状脓毒血症（pyemia）

化脓性细菌侵入血流，在其中大量繁殖，并通过血流扩散到其他组织或器官，产生新的化脓性病灶带菌状态

有时致病菌在显性或隐性感染后并未立即消失，在体内继续留存一定时间，与机体免疫力处于相对平衡状态。当前60页，总共70页。

种类病菌繁殖范围病菌入血菌血症

适宜部位一过性入血毒血症局部–

败血症

血液+脓毒血症血液+内毒素血症血液/局部+/–

当前61页，总共70页。第五节医院感染一、医院感染的基本特点

也称医院内感染或医院获得性感染，患者在住院期间发生的感染