清华研修老师课件

高中生物教师培训班

–2016微生物与人类健康张敬仁清华大学医学院

提纲微生物学背景正常菌群与病原菌微生物与人类健康和疾病微生物学的背景微生物只能在显微镜下可见的生物体。包括真菌、细菌以及部分原虫。虽然病毒缺乏细胞结构也不能独立繁殖，习惯上将病毒也称为微生物。人类对微生物认识的进步过程1675列文虎克第一次用他自制的光学显微镜看到了细菌细胞。

巴斯德通过一系列的实验培养出了细菌，并且利用他的无菌实验装置证明生命是不会无中生有。

发明的巴斯德消毒法至今在奶业解广泛使用。

第一次将实验室致弱的病原菌研发成疫苗:

禽霍乱、狂犬病、炭疽列文虎克列文虎克发明的显微镜巴斯德安东尼.列文虎克

(1632–1723)路易·巴斯德（公元1822-1895年）类别分类大小

（微米）原虫真核生物15-25真菌真核生物3-10细菌原核生物1-5病毒非细胞0.02-0.2微生物的基本特点人血红细胞的直径约7微米。红细胞血小板白细胞血液中的炭疽杆菌Photoeswereadoptedfromwikipedia微生物个体的大小病毒细菌真菌原虫人眼睛的识别极限40微米细菌的形态杆菌球菌螺形菌

弧菌

螺菌

螺旋体微生物的进化与分类Bacteroides真菌动物细菌原虫植物真核微生物疟原虫细菌形态的鉴定细菌的革兰氏染色与鉴定正常菌群与病原菌正常菌群与致病菌的概念正常菌群（好细菌）指的是对宿主没有伤害或有利的微生物。几乎所有在人体中常见的微生物都属于这一类。

病原菌（坏细菌）对宿主能够造成伤害或导致疾病的微生物。这些细菌的数量较少。几乎所有的病原菌不会在人体中长期存在。细菌的致病性特征正常菌群

如乳酸杆菌、双歧杆菌、大肠杆菌条件性致病菌

如葡萄球菌、链球菌、不动杆菌

病原菌如炭疽杆菌、鼠疫杆菌、结核杆菌、破伤风杆菌、肉毒杆菌、白喉杆菌、百日咳杆菌、霍乱弧菌双歧杆菌链球菌炭疽杆菌病原菌金黄色葡萄球菌菌落光学显微镜下的金黄色葡萄球菌细胞金黄色葡萄球菌皮肤感染电子显微镜下的金黄色葡萄球菌细胞化脓链球菌引起的皮肤感染猩红热病人化脓链球菌菌落化脓链球菌病原菌正常菌群的特征人体的所有与环境基础的部位都有细菌存在（皮肤、眼睛、口腔、上呼吸道、肠道、生殖道）

人体的细胞总数约为1013个正常菌群的特征人体的所有与环境基础的部位都有细菌存在（皮肤、眼睛、口腔、上呼吸道、肠道、生殖道）

人体的细胞总数约为1013个人体的细菌细胞总数约为1014个人体的皮肤和肠道各自含有500-1000中细菌。大肠中含有肠道的细菌大部分高达60%的正常干粪便重量由细菌组成肠道正常菌群-电子显微镜观察(A)Scanningelectronmicrographofacross-sectionofratcolonicmucosa.Thebarindicatesthethicklayerofbacteriabetweenthemucosalsurfaceandthelumen(L)(X262,)(B)HighermagnificationoftheareaindicatedbythearrowinFig.A,showingamassofbacteria(B)immediatelyadjacenttocolonizedintestinaltissue(T),(X2,624.)FromMedicalMicrobiology.4thedition.BaronS,editor.人正常菌群的主要成员在目前已知的>50个细菌门中，人的正常菌群主要由四个门的细菌组成：拟杆菌

（G-）变形杆菌

（G-）放线菌

（G+）其他革兰氏阳性菌（G+）主要的人类正常菌群***在目前已知的>50个细菌门中，人类正常菌群主要由四个门的细菌组成：拟杆菌、变形杆菌、放线菌、其他革兰氏阳性菌。Bacteroides*拟杆菌变形杆菌放线菌革兰氏阳性菌不动杆菌气球菌

芽孢杆菌

梭状芽孢杆菌

微球菌消化链球菌丙酸杆菌葡萄球菌链球菌棒状杆菌属于需氧菌或兼性厌氧菌对干燥的抵抗力较强皮肤上常见的细菌人上呼吸道的正常菌BacteriaFungiParasitesAcinetobacterActinobacillusActinomycesCardiobacteriumCorynebacteriumEikenellaEnterobacteriaceaeEubacteriumFusobacteriumHaemophilusKingellaMoraxellaMycoplasmaNeisseriaPeptostreptococcusPorphyromonasPrevotellaPropionibacteriumStaphylococcusStreptococcusStomatococcusTreponemaVeillonellaCandidaEntamoebaTrichomonas人上呼吸道（鼻腔、气管和大支气管的菌群与口腔菌群相似；正常人下呼吸道（小支气管和肺泡）处于无菌状态。不动杆菌放线杆菌放线菌心杆菌棒状杆菌金氏菌梭杆菌艾肯菌

莫拉氏菌消化链球菌

卟啉单胞菌

普氏菌丙酸杆菌

口腔球菌

韦荣球菌

密螺旋体真细菌肠道菌嗜血杆菌支原体奈瑟氏菌葡萄球菌链球菌拟杆菌双歧杆菌真细菌大肠菌群肠球菌

梭状芽孢杆菌乳酸杆菌主要的肠道菌一个无菌的婴儿如何获得正常菌群？Clementeetal.Cell148:1258胚胎期儿童期成年期婴儿从母亲获得大部分的正常菌群（分娩、喂奶、身体接触等）人类生活方式的变化正在改变婴儿的肠道菌群和健康（剖腹产、吃牛奶和其他）。正常菌群的获得和保持Clementeetal.Cell148:1258美国人群中幽门螺杆菌的阳性率Blaseretal.NatureReviewMcirobiology7:887

正常菌群与健康和疾病新一代的DNA测序技术使得我们能够更全面的了解正常菌群的特征及其与人类健康的关系。

正常菌群是人与微生物相互作用的产物。不同的身体位置具有完全不同的正常菌群。在人体健康状况和饮食习惯稳定的情况下，每个人的正常菌群处于一个相对稳定的状态，包括微生物的种类和相对数量。正常菌群在不同个体间可以存在较大的差异。饮食和抗菌药物是影响肠道菌群的最重要因素。对人类正常菌群的研究进展正常菌群是人类健康的必需因素正常菌群通过定植和占领人类的皮肤和粘膜上皮，竞争性限制病原体的定植和繁殖。

肠道的正常菌群合成人体所必需的营养物质。大肠杆菌负责合成人体中的部分维生素和其他小分子营养物质。

正常菌群刺激人体免疫器官及其功能的发育和成熟。

无菌动物缺乏淋巴结和其他免疫结构的发育。

正常菌群竞争性限制病原体的定植和繁殖

健康的正常菌群受损伤的正常菌群肠道菌群失衡与人类疾病的关系代谢性疾病：肥胖症、二型糖尿病

某些癌症的发生与正常菌群的失衡相关：幽门螺杆菌与胃癌、大肠杆菌与直肠癌等自体免疫与其他免疫学疾病：过敏、哮喘、慢性肠炎感染性疾病：广谱抗生素导致的结肠炎

神经性疾病：厌食症、自闭症饮食对正常菌群的影响食物的组分直接主导人类肠道菌群的组成。

根据拟杆菌属和普雷沃菌属细菌的比例,可以将人类的正常菌群分为两个类型。高脂肪的食物（西餐）导致拟杆菌占上风的肠道菌群（“肥胖型菌群”）富含碳水化合物的食物（传统中餐）造成普雷沃菌占上风的肠道菌群（“苗条型菌群”）实验结果显示：在人体食物结构大调整后的24以内，肠道菌群会出现显著的变化。

与肠道菌群失衡相关的人类疾病肠道菌群的失衡与代谢性疾病的关系JClinInvest.2011;121:2076胰岛β细胞代偿性肥大β细胞功能紊乱β细胞功能丧失肠道菌群与肥胖症的因果关系美国华盛顿大学Gordon教授的实验室通过动物实验发现：将来自肥胖小鼠的肠道菌群（粪便）喂给无菌的正常小鼠导致肥胖。将来自苗条小鼠的肠道菌群（粪便）喂给无菌的正常小鼠则不会导致肥胖。Turnbaughetal.CellHost&Microbes.2008;3:213.正常菌群与感染性疾病的关系在缺乏免疫力或健康状况下降的条件下，一些正常菌群会引起各种疾病。这些疾病在社区人群中的传染性普遍比较低，但在医院内较高（院内感染）。抗生素的使用对人正常菌群和健康的影响抗生素在养殖业中大量使用；抗生素在感染性疾病的治疗中广泛使用；给耐药菌的产生和扩散通过选择性优势环境；导致支持菌群的紊乱；可能诱发相关的疾病

：免疫性疾病：过敏性皮肤病、哮喘、慢性肠炎等感染性疾病：皮炎、坏死性肠炎等代谢性疾病：肥胖、糖尿病等主要抗菌药物的分子靶标主要抗菌药物的抗菌谱广谱抗生素的使用所导致的坏死性直肠炎艰难梭菌C.difficile

是一个严格厌氧的细菌。可以产生具有细胞毒性的外毒素。对抗生素的抵抗力相对较强。由于其他肠道菌群的竞争，艰难梭菌在正常人的大肠中数量很低。广谱抗生素（如四环素）杀灭了几乎所有的正常菌群。在缺乏竞争的条件下，艰难梭菌大量繁殖、产生肠毒素、导致肠道上皮细胞的坏死和出血性直肠炎。总结正常菌群是我们人类身体中的一个中组成部分（如同身体的重要器官