《病原微生物》课件

病原微生物学课件病原微生物学是医学教育中的基础学科，研究能够引起人类疾病的微生物本课程将系统介绍病原微生物的生物学特性、致病机制、诊断方法和防治措施，为临床医学实践奠定坚实的理论基础绪论病原微生物的定义病原微生物概念医学重要性病原微生物是指能够侵入宿主病原微生物是人类疾病的重要机体，在适宜条件下生长繁病因，掌握其特性对疾病预殖，引起宿主感染性疾病的微防、诊断和治疗具有关键意生物包括细菌、病毒、真义现代医学的发展与病原微菌、寄生虫等多种类型生物学研究密不可分研究价值微生物与病原微生物的区别正常菌群特征致病菌与机会致病菌正常菌群是定植在人体各部位的微生物群体，在正常情况下不引致病菌具有明确的致病性，能在健康宿主中引起疾病而机会致起疾病，反而对宿主有益它们参与营养代谢、维持微生态平病菌通常在宿主免疫功能正常时不致病，但在免疫抑制状态下可衡、抵御病原菌入侵引起感染肠道双歧杆菌、皮肤表皮葡萄球菌等都是典型的正常菌群代表，白色念珠菌、大肠埃希菌等在特定条件下可从正常菌群转变为机与宿主形成稳定的共生关系会致病菌，这种转变与宿主免疫状态密切相关医学微生物学发展简史1世纪17-18列文虎克发明显微镜，首次观察到微生物这标志着微生物学的诞生，为后续病原微生物研究奠定了技术基础2世纪19巴斯德提出病原学说，科霍建立病原体分离培养技术，确立了科霍法则这一时期是医学微生物学的奠基阶段3世纪20抗生素发现与应用，疫苗技术发展，分子生物学技术兴起多位微生物学家获得诺贝尔奖，推动学科快速发展4世纪21基因组学、蛋白质组学技术应用于病原微生物研究，新发病原体不断被发现，精准医学在感染性疾病诊治中发挥重要作用病原微生物主要分类病毒细菌非细胞型病原体，只含DNA或RNA一种核原核细胞型微生物，具有细胞壁和核糖体酸，必须在活细胞内寄生繁殖包括球菌、杆菌、螺旋菌等形态类型真菌真核细胞型微生物，具有细胞壁，包括酵母菌、霉菌等，可引起浅部或深部感支原体染介于细菌和病毒之间的微生物，无细胞壁，寄生虫可通过滤菌器，是非典型肺炎的重要病因包括原虫、蠕虫等，在宿主体内寄生，获取营养并引起相应疾病症状细菌基础特征细胞结构特点染色与形态繁殖方式细菌属于原核细胞，具有细胞壁、细胞膜、革兰染色是细菌分类的重要依据，根据细细菌主要通过二分裂法进行无性繁殖，在核糖体等结构，但无膜包围的细胞核革胞壁结构差异，细菌分为革兰阳性菌（紫适宜条件下繁殖速度极快某些细菌还可兰阳性菌细胞壁厚，革兰阴性菌具有外膜色）和革兰阴性菌（红色）形成芽孢，具有极强的抗逆性结构细菌形态多样，包括球形、杆形、螺旋形细菌的生长曲线包括适应期、对数期、稳某些细菌还具有荚膜、鞭毛、菌毛等特殊等不同形态的细菌具有不同的生物学特定期和衰亡期四个阶段，了解这些特点对结构，这些结构与细菌的致病性和抗药性性和致病机制临床用药时机选择具有指导意义密切相关常见致病细菌举例大肠埃希菌金黄色葡萄球菌肺炎链球菌革兰阴性杆菌，正常肠革兰阳性球菌，常引起革兰阳性球菌，社区获道菌群成员，在特定条皮肤软组织感染、肺得性肺炎的主要病原件下可引起尿路感染、炎、败血症等其产生菌具有多种血清型，腹泻、败血症等某些的毒素可导致食物中毒荚膜多糖是重要的毒力毒力株如O157:H7可引和毒性休克综合征因子和疫苗靶点起严重食物中毒病毒基础特征基因组构成病毒只含有DNA或RNA一种核酸作为遗传物质，基因组相对简单DNA病毒通常在细胞核内复制，RNA病毒多在细胞质中复制衣壳结构病毒核酸外包围蛋白质衣壳，保护遗传物质并参与宿主细胞识别有些病毒还具有脂质包膜，来源于宿主细胞膜结构寄生特性病毒是专性细胞内寄生微生物，必须利用宿主细胞的酶系统和代谢机制才能复制繁殖，离开活细胞无法独立生存宿主特异性病毒对宿主细胞具有严格的特异性，这种特异性主要由病毒表面蛋白与宿主细胞受体的相互作用决定常见致病病毒举例流感病毒RNA病毒，引起季节性流感大流行具有血凝素和神经氨酸酶两种主要表面抗原，频繁的抗原变异是疫苗研发的主要挑战病毒感染可引起严重的呼吸系统疾病人类免疫缺陷病毒逆转录病毒，感染CD4+T细胞，引起获得性免疫缺陷综合征病毒具有高度变异性，目前尚无有效疫苗，需要终生抗病毒治疗维持免疫功能乙型肝炎病毒DNA病毒，主要感染肝细胞，可引起急性或慢性肝炎，部分患者进展为肝硬化和肝癌现有有效疫苗可预防感染，抗病毒药物可控制病情进展真菌与寄生虫基础知识真菌基本特征医学寄生虫分类真菌是真核微生物，具有细胞壁和细胞核分为单细胞酵母菌和医学寄生虫包括原虫和蠕虫两大类原虫如疟原虫、阿米巴原虫多细胞霉菌两大类细胞壁主要含有几丁质和葡聚糖，这是抗真等是单细胞真核生物；蠕虫包括线虫、吸虫和绦虫等多细胞动菌药物的重要靶点物真菌可进行有性和无性繁殖，产生各种类型的孢子在临床上，寄生虫生活史复杂，往往需要中间宿主和终宿主了解寄生虫生真菌感染可分为浅部真菌病和深部真菌病，后者常见于免疫抑制活史对制定防控策略和选择治疗药物具有重要意义患者病原微生物的形态分类球菌类型包括单球菌、双球菌、链球菌、葡萄球菌等杆菌类型短杆菌、长杆菌、棒状杆菌等多种形态螺旋菌类型弧菌、螺菌、密螺旋体等弯曲形态特殊形态分枝杆菌、放线菌等不规则形态微生物微生物形态是分类鉴定的重要依据不同形态的病原体具有不同的生物学特性，了解形态特征有助于快速初步鉴定和选择合适的检测方法病原微生物的生理特性微生物环境抗逆性121°C高温灭菌高压蒸汽灭菌温度要求年10芽孢存活某些芽孢可存活的时间

0.1%消毒剂浓度有效杀灭细菌的最低浓度pH2-12耐受范围极端环境下微生物的生存能力病原微生物对环境具有不同程度的抗逆性芽孢是某些细菌在恶劣环境下形成的休眠结构，具有极强的抗热、抗辐射、抗化学药物能力破伤风梭菌、炭疽杆菌等芽孢在自然环境中可长期存活，这给感染防控带来挑战病原微生物的致病性概述致病力毒力病原体引起疾病的能力，是质的概念，同种病原体不同菌株致病能力的强弱，与病原体的种类和特性相关是量的概念，可用致死量表示抗宿主防御致病因子病原体逃避或对抗宿主免疫防御的机病原体产生的具有致病作用的物质，包制，如抗吞噬、抗体降解等括毒素、酶类、表面结构等细菌致病因子致病因子类型主要特征代表实例临床意义外毒素蛋白质性质，毒白喉毒素、破伤可制备疫苗预防性强，可形成类风毒素毒素内毒素脂多糖成分，耐革兰阴性菌细胞导致内毒素休克热，引起发热反壁成分应黏附因子介导细菌与宿主大肠杆菌菌毛感染的第一步细胞结合侵袭酶破坏宿主组织结透明质酸酶、胶促进细菌扩散构原酶细菌致病因子多样且复杂，外毒素和内毒素是最重要的毒性物质外毒素毒性极强但可被甲醛处理制成类毒素用于免疫预防内毒素主要引起发热、休克等全身反应病毒致病机制细胞识别与附着病毒通过表面受体蛋白识别宿主细胞，实现特异性结合穿入与脱壳病毒通过膜融合或胞吞作用进入细胞，释放遗传物质复制与装配利用宿主细胞机器复制病毒核酸，合成病毒蛋白并装配新病毒释放与传播新生病毒粒子从感染细胞释放，感染其他易感细胞病毒致病涉及直接细胞毒性作用和免疫病理损伤两个方面某些病毒还可建立持续感染或潜伏感染，在特定条件下重新激活引起疾病复发真菌和寄生虫的致病性过敏反应真菌孢子和代谢产物可引起宿主过敏反应，包括Ⅰ型、Ⅲ型、Ⅳ型过敏反应常见于呼吸道真菌感染，表现为哮喘、过敏性肺炎等症状毒素作用某些真菌产生真菌毒素，如黄曲霉毒素具有强致癌性寄生虫也可产生毒性物质，如疟原虫的溶血毒素破坏红细胞组织定植真菌和寄生虫在宿主组织中定植生长，机械性损伤组织结构寄生虫还可阻塞血管、胆管等重要管道，引起严重并发症营养掠夺寄生虫从宿主体内夺取营养物质，导致宿主营养不良、贫血等症状大型蠕虫感染常引起明显的消耗性症状表现病原微生物的感染类型局部感染病原体局限在入侵部位及其周围组织，如皮肤脓肿、肺炎等全身感染病原体经血液循环播散至全身，如败血症、脓毒血症等急性感染起病急、病程短、症状明显，如急性胃肠炎、流感等慢性感染起病缓慢、病程长、症状轻微，如结核病、慢性肝炎等感染的过程分期接触期病原体与宿主初次接触，通过各种途径进入机体此时宿主尚未出现临床症状，但病原体已开始在体内定植和适应环境潜伏期从病原体感染到出现临床症状的时间间隔不同病原体潜伏期差异很大，从数小时到数年不等此期患者无症状但可能具有传染性爆发期临床症状明显出现并达到高峰的阶段患者出现发热、乏力等全身症状和特异性局部症状，传染性通常最强恢复期症状逐渐缓解，机体免疫功能清除病原体，恢复正常生理状态部分患者可能出现并发症或转为慢性感染经典感染传染途径飞沫传播接触传播血液传播垂直传播通过咳嗽、打喷嚏产生的通过直接皮肤接触或接触通过血液和血液制品传从母亲传给胎儿或新生儿飞沫传播，是呼吸道感染污染物品传播包括直接播，常见于肝炎病毒、的传播方式可通过胎的主要途径流感、肺结接触感染者和间接接触被HIV等输血、注射、医盘、产道或母乳传播乙核、新冠肺炎等疾病主要污染的物品表面手卫生疗器械污染是主要传播方肝、HIV、梅毒等可通过通过此途径传播，防控需是预防接触传播的最有效式，严格的血液筛查和器母婴传播，需要采取阻断要佩戴口罩和保持社交距措施械消毒至关重要措施离病原微生物实验诊断总览标本采集直接检查正确采集、保存和运输标本显微镜观察病原体形态•选择合适的采样部位•革兰染色•无菌操作技术•抗酸染色•及时送检•荧光染色分子诊断培养鉴定检测病原体核酸或蛋白分离培养并鉴定病原体•PCR技术4•选择性培养基•免疫学方法•生化反应•快速检测•药敏试验传统培养法培养基分类鉴定核心步骤基础培养基如营养琼脂适用于一般细菌培养选择性培养基如麦菌落形态观察是初步鉴定的重要依据，包括大小、形状、颜色、康凯琼脂可选择性培养革兰阴性菌鉴别培养基如血琼脂可根据质地等特征显微镜检查确定细菌的形态和染色特性溶血现象鉴别细菌种类生化反应试验检测细菌的代谢特征，如糖发酵、蛋白酶活性等增菌培养基用于增加病原菌数量，提高检出率无菌检验用培养现代自动化鉴定系统可快速准确地鉴定常见病原菌，大大提高了基需要严格质控，确保无污染不同病原体需要选择相应的专用工作效率培养基显微镜检查法革兰染色法最重要的细菌染色方法，根据细胞壁结构差异将细菌分为革兰阳性菌（紫色）和革兰阴性菌（红色）染色步骤包括初染、媒染、脱色、复染四个步骤，每步都需要严格控制时间抗酸染色法用于检测分枝杆菌的特殊染色方法分枝杆菌细胞壁含有大量脂质，抗酸性强，染色后呈红色，其他细菌呈蓝色主要用于肺结核等分枝杆菌感染的快速诊断荧光染色法利用荧光染料或荧光抗体标记病原体，在荧光显微镜下观察具有敏感性高、特异性强的优点，适用于病原体数量较少的标本检测，如脑脊液中的细菌检测血清学诊断抗原检测直接检测病原体抗原成分，快速准确抗体检测检测机体产生的特异性抗体，反映感染状态免疫反应抗原抗体结合产生可检测的信号变化常用方法ELISA、免疫荧光、胶体金等检测技术血清学诊断基于抗原抗体特异性结合原理，可检测急性期和恢复期血清中抗体滴度变化IgM抗体提示急性感染，IgG抗体反映既往感染或免疫状态现代快速检测技术使血清学诊断更加便捷高效分子生物学诊断技术原理实时荧光应用优势与局限PCR PCR聚合酶链反应通过DNA变性、引物退在PCR扩增过程中实时监测荧光信号分子诊断速度快、准确性高，但成本火、DNA合成三个步骤，指数级扩增变化，可定量检测病原体载量广泛较高，需要专业设备和技术人员假目标DNA序列具有特异性强、敏感应用于病毒载量监测、耐药基因检测阳性和假阴性问题需要严格的质量控性高的优点，可检测极少量的病原体等临床诊断领域制和结果解释核酸病原微生物学实验安全临床病原学报告解读10^5尿路感染尿液细菌计数阳性标准（CFU/ml）小时24报告时限常规培养结果报告时间99%检测准确率现代自动化设备检测精度次3血培养推荐的血培养采集次数临床病原学报告包括定性和定量结果菌落计数用于判断是否为致病菌，不同标本有不同的阳性标准药敏试验结果指导抗生素选择，需要结合临床情况合理解读质量控制信息确保结果可靠性病原微生物流行病学传染源传播途径患者、隐性感染者、病原携带者和感染病原体从传染源排出到侵入易感者的过动物不同疾病的传染源类型不同，识程包括直接传播和间接传播，后者通别和控制传染源是阻断传播的关键环过媒介物、载体等实现病原体转移节防控措施易感人群针对传播链三个环节采取的综合防控策对特定病原体缺乏免疫力的人群易感略包括控制传染源、切断传播途径、性受年龄、免疫状态、营养状况、遗传保护易感人群等多方面措施因素等影响，是疫情发生的必要条件重点感染病原体监测多重耐药菌监控重点监测MRSA、VRE、ESBL产酶菌、碳青霉烯耐药肠杆菌等多重耐药菌建立监测网络，及时发现耐药菌传播趋势，指导临床合理用药感染率统计分析定期统计医院感染发生率、病原菌分布、耐药率变化趋势建立预警机制，当感染率异常升高时及时采取干预措施，防止暴发流行暴发调查处理发现医院感染暴发时，立即启动应急预案，开展流行病学调查，查找感染源和传播途径，采取针对性控制措施，防止疫情扩散数据报告反馈定期向临床科室反馈监测数据和分析结果，为临床诊疗和感染控制提供科学依据建立信息共享机制，提高整体防控水平病原微生物的防控措施总览物理屏障皮肤和粘膜构成机体第一道防线，阻止病原体入侵细胞免疫巨噬细胞、中性粒细胞等参与非特异性免疫应答体液免疫抗体介导的特异性免疫反应，清除细胞外病原体免疫记忆获得性免疫形成免疫记忆，提供长期保护机体抗感染免疫是一个复杂的多层次防御系统先天性免疫提供快速但非特异性的防护，获得性免疫产生特异性和记忆性反应免疫接种可人工诱导获得性免疫，是预防感染性疾病的有效手段个人预防与免疫疫苗免疫预防健康行为预防疫苗通过刺激机体产生特异性免疫应答，建立对特定病原体的保良好的个人卫生习惯是预防感染的基础措施勤洗手、戴口罩、护性免疫包括灭活疫苗、减毒活疫苗、亚单位疫苗等类型保持社交距离等简单有效的行为可显著降低感染风险合理营养、适度运动、充足睡眠有助于维持良好的免疫功能避疫苗接种程序需要按照年龄和风险因素制定个性化方案群体免免高危行为，如不安全性行为、共用注射器等，可预防血液传播疫效应需要达到一定的接种覆盖率才能实现，保护未接种的易感疾病人群医院感染控制措施手卫生管理隔离预防措施环境清洁消毒器械灭菌管理手卫生是预防医院感染最根据病原体传播途径采取医疗环境的清洁消毒包括医疗器械按照感染风险分重要、最简单、最有效的相应隔离措施标准预防日常清洁、终末消毒、疫为高危、中危、低危三措施WHO推荐的手卫适用于所有患者，接触隔源地消毒不同区域、不类，采用相应的处理方生五个时机接触患者离、飞沫隔离、空气隔离同污染程度需要采用不同法高危器械必须灭菌，前、清洁操作前、接触体针对特定传播途径个人的消毒方法和消毒剂浓中危器械需要高水平消液后、接触患者后、接触防护用品正确使用至关重度毒，低危器械进行清洁或患者周围环境后要低水平消毒环境消毒与灭菌分类方法类型作用原理适用范围杀灭效果高压蒸汽灭菌湿热作用破坏耐热医疗器械杀灭所有微生蛋白质结构物包括芽孢环氧乙烷灭菌烷化作用破坏不耐热精密器广谱杀菌包括核酸械芽孢75%酒精消毒使蛋白质凝固皮肤表面消毒杀灭细菌病毒变性不杀芽孢紫外线消毒破坏核酸结构空气表面消毒杀菌效果受多因素影响消毒与灭菌的选择需要考虑病原体类型、物品材质、成本效益等因素灭菌可杀灭所有微生物包括芽孢，消毒只能杀灭病原菌但不能杀灭芽孢正确选择和使用消毒灭菌方法是感染控制的重要环节耐药性与抗菌药物管理靶点修饰改变抗生素作用靶点结构，降低药物亲和力酶促降解2产生β-内酰胺酶等，直接破坏抗生素分子主动外排外排泵系统将抗生素泵出细胞外渗透性改变细胞壁通透性降低，阻止抗生素进入细菌耐药是当前全球面临的严重公共卫生问题合理使用抗生素需要遵循经验性治疗和目标性治疗相结合的原则，避免滥用和误用建立抗生素管理制度，控制耐药菌的产生和传播微生物感染的治疗原则早期诊断靶向治疗快速识别病原体，明确感染类型和严重程度早期诊断有助根据病原学检查结果选择敏感抗菌药物，实现精准治疗避于及时启动针对性治疗，改善患者预后，减少并发症发生免广谱抗生素的盲目使用，减少耐药菌的产生联合用药支持治疗对于严重感染或混合感染，可考虑联合用药联合用药可增在抗感染治疗的同时，给予充分的支持治疗，包括营养支持、强抗菌效果，扩大抗菌谱，延缓耐药性产生水电解质平衡维持、器官功能支持等。