细菌性状生长繁殖和抵抗力专家讲座

医学微生物学

（一、细菌基本性状、生长繁殖与抵抗力）严杰，教授／医学博士DepartmentofMedicalMicrobiologyandParasitologyZhejiangUniversitySchoolofMedicineHangzhou,P.R.China细菌性状生长繁殖和抵抗力第1页细菌是原核细胞型微生物。

以微米（micrometer，μm

）为度量单位。细菌大小与形态基本形态：

球菌（cocci/coccus）

—单个无规则排列球菌—双球菌、链球菌

—四联、八叠球菌—葡萄球菌

杆菌（bacilli/bacillus）—单个无规则排列杆菌—球杆菌、链杆菌

螺形菌（spiralbacteria）—弧菌、螺菌（螺杆菌）细菌性状生长繁殖和抵抗力第2页原核细胞微生物分类与结构差异广义医学细菌学包含：—细菌（bacteria）

—支原体（mycoplasma）

—衣原体（chlamydia）

—立克次体（richettia）

—螺旋体（spirochete）

—放线菌（actinomycete）

螺旋体、放线菌基本结构与细菌十分相同，支原体、衣原体、立克次体基本结构与细菌有一定差异。细菌性状生长繁殖和抵抗力第3页细菌结构及分类基本结构：细胞壁(cellwall)、细胞膜(cytomembrane)、细胞质(cytoplasm)、核质(caryoplasm)。特殊结构：鞭毛(flagellum)、菌毛(pilus)、荚膜(capsule)、芽胞(spore)。细菌性状生长繁殖和抵抗力第4页依据细胞壁结构不一样，采取革兰(Gram)染色法可将细菌分为染成蓝色革兰阳性菌(Gram-positivebacteria,G+)或红色革兰阴性菌(Gram-negativebacteria,G¯)两类。细胞壁结构、差异及分类细菌性状生长繁殖和抵抗力第5页革兰阳性菌细胞壁基本结构革兰阳性菌：肽聚糖(peptidoglycan)磷壁酸(teichoicacid)：主要表面抗原及黏附。细菌性状生长繁殖和抵抗力第6页革兰阴性菌：肽聚糖(peptidoglycan)外膜(outermembrane)革兰阴性菌细胞壁基本结构细菌性状生长繁殖和抵抗力第7页肽聚糖基本结构革兰阳性菌肽聚糖：聚糖骨架（backbone）、4肽侧链（sidechain）、5肽交联桥（peptidecross-bridge）。革兰阴性菌肽聚糖：聚糖骨架、4肽侧链，无交联桥。G+菌G¯菌细菌性状生长繁殖和抵抗力第8页脂质双层：化学组成和结果与内膜(innermembrane)即细胞膜无本质区分。外膜蛋白(outermambraneprotein,OMP)：有各种功效及抗原性，如孔蛋白(porin)参加小分子物质交换、黏附素(adhesin)、噬菌体(phage)和性菌毛(sexpilus)受体、与肽聚糖或脂质结合稳定膜结构脂蛋白(lipoprotein)等。脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)：从内向外依次为脂质A、关键多糖和特异性多糖组成。是内毒素(endotoxin)，对哺乳细胞有广泛毒性，也是G¯主要表面抗原。

脂寡糖(lipooligosaccharide,LOS)：脂质A与

短链分枝聚糖复合物，与细胞膜糖脂相同(免疫逃避)，有一定毒性。革兰阴性菌外膜基本结构细菌性状生长繁殖和抵抗力第9页脂质A(lipidA)：糖磷脂。含磷酸基团氨基葡糖双糖上与脂肪酸连接，经过2-酮基-3-脱氧辛酸(KDO)与关键多糖相连。常见脂肪酸：12碳羟基月桂酸／烯酸、14碳羟基豆蔻酸／烯酸和16碳棕榈酸等，决定LPS细胞毒性。LPS结构与功效关键多糖：已糖、庚糖、磷酸乙醇胺聚合物，分别与脂质A和特异性多糖连接。特异性多糖：由3-6个单糖重复单位组成，是G¯主要菌体抗原

(O抗原)。细菌性状生长繁殖和抵抗力第10页细胞壁功效：①决定细菌形态；②保护细菌（渗透压）；③参加物质交换；④表面抗原；⑤细菌毒力相关。β-内酰胺类抗生素（青霉素和头孢菌素类）能与菌体表面青霉素结合蛋白（penicilin-bindingprotein,PBP）结合，PBP是肽聚糖合成相关内肽酶或转肽酶，故这类抗生素抗菌机制为抑制细菌肽聚糖合成。溶菌酶：水解N-乙酰胞壁酸与N-乙酰葡糖胺之间糖苷键细胞壁功效细胞壁革兰阳性菌革兰阴性菌强度较坚韧较疏松肽聚糖层数15-50层1-2层厚度20-80nm10-15nm磷壁酸有无外膜无有细菌性状生长繁殖和抵抗力第11页细菌L型定义：细胞壁肽聚糖受理化、生物原因直接破坏或合成被抑制形成细胞壁缺点型细菌。细菌L型特点：多形性（球形常见）、高渗培养、表面抗原丢失（免疫学诊疗技术及β-内酰胺类抗生素无效）、毒力下降但可引发慢性感染。细胞壁缺点细菌性状生长繁殖和抵抗力第12页细胞膜：与真核细胞膜相同，不含胆固醇。细胞质：有核糖体，无其它细胞器。

—质粒（plasmid）：细菌染色体外双链环状DNA。

—核糖体（ribosome）：50+30=70S，真核80S。

—中介体（mesosome）：拟线粒体，产生能量。核质：绝大多数细菌为环状染色体DNA。细胞膜中介体细菌性状生长繁殖和抵抗力第13页细菌特殊结构：荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞。荚膜(capsule)：细胞壁外黏液状物质，多糖，少数多肽。主要功效：抗吞噬、黏附、保护作用。细菌特殊结构与功效细菌性状生长繁殖和抵抗力第14页鞭毛(flagellum)：菌体表面细长、弯曲长丝状物。化学组成：鞭毛蛋白，有抗原性（H抗原）。功效：运动器官，在侵袭、趋化定植中发挥作用。细菌特殊结构与功效细菌性状生长繁殖和抵抗力第15页菌毛(pilus/pili)：菌体表面纤细短丝状物。

—普通菌毛（ordinarypilus）：多而较细。

—性菌毛（sexpilus）：少而略粗。化学组成：菌毛蛋白，有抗原性。功效：普通菌毛：黏附；性菌毛：以接合方式转移遗传物质。细菌特殊结构与功效细菌性状生长繁殖和抵抗力第16页芽胞(spore)：细菌在不利环境中胞浆浓缩后在菌体内形成圆形或卵圆形小体。其形状、大小、位置可用于判别一些产芽胞菌，如破伤风梭菌。功效：细菌休眠形式，无繁殖能力，抵抗力显著增强。芽胞发芽后形成繁殖体：1个芽胞／1个繁殖体。细菌特殊结构与功效细菌性状生长繁殖和抵抗力第17页细菌基因组：细菌染色体以及染色体外（质粒和噬菌体）全部遗传物质全部基因。细菌基因组主要特点：

—染色体通常是一个环状双链DNA，较小，无内含子。

—控制特定性状基因成簇排列形成基因岛

(geneisland)。

—含有操纵子(operon)

结构使多基因形成一个转录单元。

—一个基因可有多个开放阅读框架

(openreadingframe)

。

—非编码序列显著少于真核细胞

。

—主要在转录水平上调控基因表示(mRNA)

。细菌基因组特点细菌性状生长繁殖和抵抗力第18页细菌营养类型：

—自养菌(autotroph)：无机物为原料合成菌体成份

。

—异养菌(heterotroph)：有机物为原料合成菌体成份

(寄生菌)。

细菌营养物质：水、碳源、氮源、无机盐(渗透压、酶活需要等)和生长因子(血红素)

等。生长繁殖条件：

—营养物质、pH(7.4)、温度(37°C

)

、气体

(O2、CO2)

。依据代谢时是否需要氧分子分四类：

—专性需氧菌(obligateaerobe)：氧分子为受氢体

。

—微需氧菌(microaerophilicbacterium)：需5%氧气。

—兼性厌氧菌(facultativeanaerobe)：有没有氧气均可。

—专性厌氧菌(obligateanaerobe)：其它为受氢体，发酵，氧损伤。细菌生长与繁殖细菌性状生长繁殖和抵抗力第19页个体生长繁殖方式：二分裂法

(binaryfission)无性繁殖。代时(generationtime)：多为20～30min。群体生长繁殖方式：分迟缓、对数(经典生物学形状)、稳定(产生芽胞及外毒素

)、衰亡期，形成一条生长曲线。细菌生长与繁殖abcd细菌性状生长繁殖和抵抗力第20页合成代谢产物(致病物质)：

—热原质(

pyrogen)：注入机体引发发烧反应(LPS、细胞壁糖肽或糖脂、一些细菌蛋白)。

—毒素(toxin)：内毒素(LPS)和外毒素(exotoxin)。

—侵袭性酶(invasiveenzyme)：卵磷脂酶、透明质酸酶等。

—其它：色素(判别)、抗生素、细菌素(抗菌蛋白)、维生素

。分解代谢产物(判定与诊疗)：

—糖类分解产物：如糖发酵试验：产酸或产酸产气。

—蛋白或氨基酸分解产物：如靛基质试验：分解色氨酸产生吲哚。

细菌合成代谢与分解代谢气泡细菌性状生长繁殖和抵抗力第21页细菌抵抗力：耐冷不耐热，芽胞

抵抗力极强。细菌耐药性：固有耐药性和取得耐药性。主要耐药机制：

—产生药品钝化酶

(modifiedenzyme)：β-内酰胺酶(水解)和修饰。

—药品作用靶位变异：药品作用靶位序列突变(如PBP)或缺失等。

—膜通透性下降：抗生素进入细菌通道表示或活性下降。

—主动外排：耗能(ATP、质子泵)，主要是I型分泌系统。细菌分类：生物学分类—界、门、纲、目、科、属、种。