病原生物与人类

病原生物与人类

Pathogen

and

Human

导论:

病原生物与我们共存

一、病原生物对人的挑战生…老…病…死自然规律大多数人会想到生病

致病因素

中医理论天人相应阴阳互根七情六淫致病七情（内因）喜怒忧思悲恐惊六淫（外因）风寒暑湿燥火内因是根本，外因是条件，外因通过内因起作用。

致病因素

现代病理学

外因（环境）物理：机械性（重力挤压），温、光、电、声、辐射化学：酸、碱、药物、O2、大气、毒品生物：病原体内因生长发育营养代谢遗传免疫

二、

微生物发现史

HistoryofMicrobiology（一）地球上出现生命的时限AncestorsofbacteriawerethefirstlifeonEarth

1.生命发生到细胞30亿年前地球上开始微生物发生进化出现复杂生命单细胞微生物发生在海洋中CO2+甲烷在空气中含量极高，尚无O2

O2

对所有生物有毒微生物从光合作用获得能量，分解H2O分子而释出O26亿年前大气中有了足够的O2支持多细胞生物2.古代对病原生物的认识中国《瘟疫论》：疫厉（厉气），16世纪李时珍《本草纲目》疥见于殷墟甲骨文（前14–前11世纪）虱、蚤、螕（蜱）、恙、（虫穴）蚊、蠓、虻、蚋蛔、蛲寸白齇(齄渣)疟伤寒蛊西方1600B.C.埃及纸莎草记载用石榴树皮浸液驱“牛肉绦虫”1379JehandeBrie发现羊肝片吸虫3.显微镜发明前微生物的应用发面暴晒鸦胆子烟熏（焚香）种痘酿酒冷藏槟榔火燎制醋煮沸苦楝焚烧盐渍驱邪草药（菖蒲、雄黄）腌制深埋蜜渍去湿防腐

人类与病原生物

的斗争史

显微镜发明列文虎克发明第一台显微镜1673-1723,AntonivanLeeuwenhoek(Dutch)describedlivemicroorganismsthatheobservedinteethscrapings,rainwater,andpeppercorninfusions.

观察到齿垢、雨水、干胡椒浸液内都有微生物制作419台，放大266倍发表论文四百余篇

1861:LouisPasteurdemonstratedthatmicro-

organismsarepresentintheair.微生物在空气中Nextexperiment,Pasteur’sS-shapedflaskkeptmicrobesoutbutletairin.（Theseexperimentsformthebasisofaseptictechnique.）灭菌的起源

Pasteur发明加热灭菌–

消毒Pasteurdemonstratedthatthesespoilagebacteriacouldbekilledbyheatthatwasnothotenoughtoevaporatethealcoholinwine.Thisapplicationofahighheatforashorttimeiscalledpasteurization.TheGoldenAgeofMicrobiology 1857-1914

BeginningwithPasteur’swork,discoveriesincludedtherelationshipbetweenmicrobesanddisease,immunity,andantimicrobialdrugs

发现：发酵关键是微生物，将糖转化为酒精，成为酒(wine)。食物腐败与微生物生长有关。细菌将酒精腐败成醋酸，就成了醋(vineigar)。病原生物可引起动物患病。疾病病原学说

TheGermTheoryofDisease

1835AgostinoBassi：蚕病由真菌引起1840sIgnazSemmelwise:

洗手预防产褥热1860sJosephLister：化学消毒剂预防外科术后伤口感染1865Pasteur：蚕病由原虫引起1876:RobertKoch：炭疽由细菌引起，实验证明特定疾病由特定微生物引起

化学治疗Chemotherapy广义化疗–天然动植物和矿物合成化合物抗生素中国传统医学数千年–本草纲目奎宁–金鸡纳树皮提取物治疗疟疾青蒿素–现代抗疟新药板蓝根–抗病毒性感冒1910PaulEhrlich：开发合成有机砷sarvasan治疗梅毒1930s合成磺胺成功第一种抗生素

青霉素的发现和生产1928AlexanderFleming：最早发现观察到青霉菌Penicillium

能产生青霉素penicillin杀死金黄色葡萄球菌S.aureus.

1940s:青霉素Penicillin

通过临床试验并大规模生产第一种疫苗–

牛痘16世纪中国已用“人苗”预防天花1796EdwardJenner：从一挤牛奶女不患牛痘得到启发，将牛痘病毒给人以预防天花“疫苗接种”vaccination词源vaccine（疫苗）来自vacca“牛”预防接种得到保护称免疫immunity（词义“豁免军疫”）

人体病原生物类型动物性–

寄生虫昆虫；昆虫螨、蜱蠕虫：扁虫–吸虫、绦虫线虫原虫植物性–

微生物螺旋体放线菌真菌（霉）支原体细菌立克次体病毒Viruses

Retroviruses,inclHIV-1,thecauseofAIDS

Influenza

anassortmentofothers

Bacteria,theagentsoftetanus,botulism,andanthrax

typhoid,cholera,andplague

staphylococcalandstreptococcalinfections

gonorrhea

tuberculosis,leprosy,anddiphtheria

syphilisandLymedisease

typhusfeverandRockyMountainspottedfever

Protists

Plasmodium(agentsofmalaria)Trypanosomes

Invertebrates

Tapeworms

Bloodflukes

微生物SomeimportantpathogensManymicrobescausediseaseinhumans.Depictedhereareseveralpathogensthatcauseimportantillnesses.A,Influenzavirus;B,WestNileVirus;C,Staphylococcusaureus;D,Streptococcuspneumoniae.Someexamplesofthetypesofmicrobes

Manydifferentorganismsfallunderthedefinitionofmicroorganisms.Shownhereare:A,thebacteriumEscherichiacoli;B,aphotosyntheticcyanobacterium;C,afungus;D,Ebolavirus;E,theprotozoanmalariaparasite.(Sources:B,MikeClayton;C-E,CDC).Notethatthescaleoneachofthesepicturesisdifferent

广州管圆线虫

成虫幼虫（患者眼感染）6inchunilocularhydatidcystthatkilleda7year-old-girlinColorado，USADermatophagoidespteronyssinusandDermatophagoidesfarinae

病原生物共性寄生性致病性抗原性传播性变异性

寄生性共生symbiosis片利共生commensalism互利共生mutualism拮抗共生—寄生parasitism寄生物(虫)parasite条件致病菌(机会致病菌)机会致病寄生虫opportunisticparasite宿（寄）主host终（末）宿主definitivehost,finalhost中间宿主intermediatehost，第一第二转续宿主successionhost储存宿主reservoirhost,保虫宿主动物宿主animalhost-人兽共患病Zoonosis

致病性Pathogenesis机械性生化性生物性致病力pathogenicity病原体大小感染和繁殖数量多少寄生脏器部位是否要害组织损伤程度代谢物毒力强弱抗原性Antigenicity免疫Immunity机体对异物或抗原识别、排斥或清除的保护性生理功能抗原antigen刺激机体产生免疫物质（抗体）并发生免疫反应的物质抗体antibody机体因抗原刺激而产生与抗原结合的物质病原或其产物具有抗原性传播性

Transmissibility传染感染侵染传播条件传染源病原携带者Carrier

（患者、隐性感染者、带病毒者、带菌者、带虫者）传播途径皮肤接触消化道呼吸道虫媒vector,insectvector,arthropodvector,mitevector易感者缺乏免疫力者

病原生物出入人体的途径

接触(contamination)

水源食源(经口peros)

气传飞沫(吸入inhalation)

虫媒(byvector–bloodsucking)↓

形成传播格局和措施传播格局散发流行地方流行疫区自然疫源地（疫区）爆发流行大流行控制措施消灭传染源切断传播途径保护易感者变异性生物普遍规律：遗传与变异环境相对稳定遗传形状相对稳定–种族延续环境发生改变影响遗传因子，发生形状改变小生物体积小表面积大，繁殖快，换代快，变异性大个体幼小期适应性强，易生变异；成体性状稳定保守，适应性差

淋病奈瑟菌Neisseriagonorrhoeae

性接触传播，感染泌尿生殖道粘膜

表被上的菌毛为抗原表位，能诱导宿主免疫应答，产生抗体免疫球蛋白IgA,两者结合，菌毛被消除

但又能产生新的且不能为抗体所识别的表位，免疫应答作用无效，等新的能识别的特异性抗体产生而发生作用

以后抗原性再变，特异抗体再跟随变换

布氏锥虫Trypanosomabrucei在血液中数量变化TheEvolutionofSymbiosis

共生关系的演化寄生关系可能演化为互利关系病原体减低对宿主损害

1966Joen:培养的阿米巴（变形虫）感染了细菌，每虫体中60,00to150,000个，引起虫数生长缓慢，繁殖率下降，生命变脆弱。5年后虫子还存活，细菌仍然感染着，但其有害影响已经消失。

人体大肠中某些种类细菌供应Vk,片利转为互利共生生存条件发生变化，出现共生关系变为寄生，共生无害真菌、细菌、原虫，转为机会感染（寄生）

opportunisticinfections—thatisbecomeparasitic—inimmunodeficientpeople,e.g.,thosewithAIDS

病原生物感染与免疫感染

是一定条件下机体与病原体相互拮抗的过程病原体损害人体的器官、组织或细胞机体在病原生物刺激下发生防御、排斥或杀灭它，破坏或排泄其毒性产物的应答双方反应的强弱或增减，影响整个感染过程的发生、发展和结局社会因素和自然因素有时可左右其结局病原体的致病作用机械损伤夺取营养代谢毒物引发过敏（变态反应）

抗感染性免疫非特异性免疫机体长期进化中不断与病原生物拮抗中逐步形成可遗传后代，人人都具备不针对某种病原体结构或功能性皮肤粘膜屏障血脑屏障吞噬细胞血清体液中抗病原体成分

特异性免疫特异病原体的抗原物质激活机体免疫系统器官组织:骨髓胸腺淋巴结脾细胞：骨髓干细胞淋巴细胞巨噬细胞浆细胞细胞免疫淋巴(T)细胞直接杀伤靶细胞，或释放淋巴因子激活吞噬细胞杀伤功能体液免疫淋巴(B)细胞产生抗体（免疫球蛋白immunoglobulin,Ig），与抗原结合而中和致病作用细胞免疫与抗体免疫协同作用于与病原体及其产物

机体与病原体拮抗的结局病原体消灭组织修复病原体强盛器官组织严重受损宿主死亡病原体减弱带菌（虫）免疫片利共生互利共生引起过敏或自体免疫性疾病20世纪病原生物学重大进展20世纪上半叶中国人平均寿命30岁当前上海平均寿命已>80病原生物严重影响人口增长近数十年传染病控制，发病率大幅度下降天花白喉沙螨热（恙虫病）黑热病鼠疫麻疹猩红热血吸虫病伤寒菌痢回归热钩虫病结核斑疹热疟疾梅毒战壕热阿米巴病

学科大发展微生物microbe—微生物学Microbiology寄生物(虫)parasite—寄生虫学Parasitology病毒virus—病毒学Virology细菌bacteria—细菌学Bacteriology原生动物protozoa—原虫学Protozoology蠕虫helminthes—蠕虫学Helminthology昆虫insects—昆虫学Entomology（节肢动物arthropods—Arthropodology)

微生物寄生虫技术大发展学科交叉病原体种类扩大感染免疫深入了解抗体补体免疫球蛋白细胞因子、趋化因子化学治疗抗生素防治措施基因工程

新世纪新问题新挑战不少传染病远未解决，或缺少良方AIDS、流感、禽流感、SARS、肺炎、出血热、肝炎疟疾、弓形虫病、肺孢子虫病、包虫病、血吸虫病包虫病食源性感染肝吸虫肺吸虫广州管圆线虫水源性感染虫媒性疾病登革（出血）热锥虫病（昏睡病）河盲症（盘尾丝虫病）自然疫源性疾病人兽共患病流行性出血热弓形虫病

肉眼可见的硕大“菌类”TherelativesizeofmicrobesThoughmicrobesaresmall,theyneverthelessspanalargerangeofsizesfromthesmallestbacterialcellsat~0.15µmtogiantbacterialargerthan700µm.Thevirusesdepictedatthefarleftofthescaleareevensmaller.

噬菌体Q-b