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消毒(disinfection)是指杀灭物体上病原微生物,并不一定能杀死含芽胞的细菌或非病原微生物。

灭菌(sterilization)是指杀灭物体上所有的微生物。应以杀灭芽胞为标准。

无菌(asepsis)是指物品中没有活的微生物存在。防止细菌进入人体或其他物品的操作技术,称为无菌操作。

防腐(antisepsis)是指防止或抑制体外微生物的生长繁殖,细菌一般不会死亡。 二、物理消毒灭菌法 (一)热力灭菌法

这是最常用、最经济、最有效的方法,其杀菌机制主要是,使菌体蛋白质(酶)变性和凝固,失去生物活性而死亡。主要包括:

1.干热灭菌法 ①焚烧:适用于废弃物品和死于传染病的人或动物尸体;②烧灼:适用于接种环、试管口等的灭菌;③干烤:适用于玻璃器皿等的灭菌。

2.湿热灭菌法 ①巴氏消毒法(pasteurization):71.7℃15~30秒,用于牛奶和酒类等不耐高温物品的消毒;②煮沸法:100℃5min,常用于饮水、食具、刀剪、注射器等消毒;③流通蒸气消毒法:100℃水蒸气15~30 min;④间歇灭菌法(fractional sterilization):100℃水蒸气15~30 min,取出后放37℃培养过夜,连续3d,达到灭菌目的,用于不耐高温的含糖、牛奶或血清等培养基灭菌;⑤高压蒸气灭菌法(autoclaving):在1.05kg/cm2蒸气压下,水蒸气温度达到121.3℃,维持15~30 min。这是最有效和最常用的灭菌方法,常用于一般培养基、生理盐水、手术敷料等耐高温、耐湿物品的灭菌。 (二)紫外线

波长200~300nm的紫外线具有杀菌作用。紫外线主要干扰DNA的复制与转录,导致细菌变异或死亡。紫外线穿透力较弱,主要用于手术室、传染病房、婴儿室、细菌实验室等的空气消毒,或不耐热物品的表面消毒。 (三)滤过除菌法

滤菌器含有微细小孔,只允许液体或气体通过,而大于孔径的细菌等颗粒不能通过。滤过除菌法(filtration)主要用于不耐高温灭菌的血清、抗毒素、抗生素,以及空气等的除菌。 三、化学消毒灭菌法

1.常用化学消毒剂的种类和消毒浓度 具有杀菌作用的化学药物称为化学消毒剂(antiseptics)。消毒剂一般对病原微生物和人体都有毒性,因此只能用于人体体表(皮肤及粘膜伤口)、医疗器械、排泄物及周围环境的消毒。

根据消毒剂的杀菌机制不同,主要分为:①使菌体蛋白质变性或凝固,例如酚类(高浓度)、醇类、重金属盐类(高浓度)、酸碱类;②干扰细菌的酶系统,例如氧化剂、重金属盐类(低浓度);③损伤细菌细胞膜的通透性,例如酚类(低浓度)、表面活性剂。 绝大多数消毒剂在高浓度时杀菌作用大,当降至一定浓度时只有抑菌作用。 第4章 噬菌体 复习提要

一、噬菌体的生物学特性

1.噬菌体的概念、形态和化学组成 噬菌体(bacteriophage,phage)是感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生物的病毒。噬菌体个体微小,可通过细菌滤器,多为蝌蚪形。噬菌体没有完整的细胞结构,主要由蛋白质构成的衣壳和包含于其中的核酸组成。噬菌体的核酸为DNA或RNA。蛋白质起保护核酸的作用,并决定噬菌体外形和表面特征。噬菌体只能在活的易感细胞内复制增殖,有严格的宿主特异性。 二、毒性噬菌体和温和噬菌体

1.概念 噬菌体侵入宿主菌后有两种结局:一是能在宿主菌细胞内复制增殖,产生许多子代噬菌体,并最终裂解细菌,这类噬菌体称为毒性噬菌体(virulent phage);二是噬菌体基因与宿主菌染色体基因组整合,且随细菌DNA复制而复制,随细菌分裂而传代,不引起细菌裂解,不产生子代噬菌体,这类噬菌体称为温和噬菌体(temperate phage)或溶原性噬菌体(lysogenic phage)。

2.与细菌遗传物质转移的关系 整合在细菌染色体上的噬菌体基因组称为前噬菌体(prophage)。带有前噬菌体的细菌称为溶原性细菌(lysogenic bacterium)。

毒性噬菌体只有溶菌性周期,而温和噬菌体有溶菌性周期和溶原性周期。具有产生成熟噬菌体颗粒和溶解宿主菌的潜在能力,称为溶原性(lysogeny)。因此,温和噬菌体可有三种存在状态:①游离的具有感染性的噬菌体颗粒;②宿主菌胞质内噬菌体核酸;③前噬菌体。 通过温和噬菌体介导的细菌基因转移称为转导(transduction)。某些前噬菌体可导致宿主菌基因型和性状发生改变,称为溶原性转换(lysogenic conversion)。 噬菌体是分子生物学研究中的重要载体。 第5章 细菌的遗传与变异 复习提要

一、细菌变异的现象

遗传和变异是生物界的普遍现象。遗传使生物得以保存种属,使其性状保持相对稳定。变异则是生物进化的源泉,细菌为适应新的环境可在形态、结构、致病性、抗原性和毒力等方面发生变异,以求生存与发展。掌握细菌遗传变异规律,在疾病的诊断、治疗与预防中具有重要意义。

二、遗传变异的物质基础

细菌的基因组是指细菌染色体和染色体以外遗传物质所携带基因的总称。染色体外的遗传物质是指质粒DNA和转位因子等。

1.染色体 细菌染色体是单一的环状双螺旋DNA长链,有4000个以上基因。革兰阳性菌的染色体连接在中介体上,革兰阴性菌的染色体连接在细胞膜上。细菌染色体缺乏组蛋白,亦无核膜包围。

2.质粒 质粒(plasmid)是染色体外的遗传物质,为环状闭合的双螺旋DNA分子。其主要特性有:①编码很多重要的生物学性状,如F质粒(fertility plasmid)编码性菌毛,R质粒(resistance plasmid)编码细菌对抗菌药物或重金属盐类的耐药性;②具有自我复制能力;③不是细菌生命活动所必需,可自行丢失;④质粒可在细菌间转移,携带的性状也随之转移;⑤一个细菌可带有一种或几种质粒。

3.转位因子 转位因子又称为“跳跃基因”,是存在于细菌染色体或质粒上的一段特异性DNA片段,它可在质粒之间或质粒与染色体之间随机转移,从而影响插入点附近基因的表达,亦可引入新的基因。转位因子主要有三类:

①插入序列(insertion sequence,IS):是最小的转位因子,可能是原核细胞正常代谢的调节开关之一。

②转座子(transposon,Tn):长度不超过2kb,不能独立复制,必须依附在染色体或质粒上与之同时复制。在结构上分为二个部分:一个中心序列和二个末端反向重复序列,后者与插入有关。中心序列带有遗传信息,如常带有一种或多种耐药基因、毒素基因及其他结构基因等。

③转座噬菌体或前噬菌体:是一些具有转座功能的溶原性噬菌体,当整合到细菌染色体上,能改变溶原性细菌的某些生物学性状,并在细菌基因转移过程中起载体作用。 三、细菌变异的机制 (一)基因突变

突变(mutation)是细菌基因的结构发生突然而稳定的改变,导致细菌性状的遗传性变异。突变是随机的,不定向的。如耐药性变异中,抗生素只是起选择作用,除去敏感菌留下耐药菌,不是起诱导作用。 (二)基因的转移和重组

基因转移(gene transfer)是指外源性遗传物质由供体菌转入受体菌细胞内的过程,转移的基因与受体菌DNA整合在一起,使受体菌获得供体菌某些特性,称为重组(recombination)。细菌的基因转移与重组主要有四种方式:

1.转化(transformation) 是指受体菌直接摄取供体菌游离的DNA片段,获得新的性状。 2.接合(conjugation) 是指细菌通过性菌毛相互连接沟通,将遗传物质(主要是质粒DNA)从供体菌转移给受体菌。能通过接合方式转移的质粒称为接合性质粒,不能通过性菌毛在细菌间转移的质粒称为非接合性质粒。带有F质粒的细菌有性菌毛,为雄菌(F+菌),无性菌毛的无F质粒的细菌为雌菌(F-菌),F+菌可将F质粒转移给F-菌,使之成为F+菌。 3.转导(transduction) 是以温和噬菌体为载体,将供体菌的一段DNA转移到受体菌内,使后者获得新的性状。根据转导基因片段的范围,可分为普遍性转导(generalized transduction)和局限性转导(restricted transduction)。前者所转导的DNA可以是供体菌染色体上的任何部分,发生在裂解期;后者只限于供体菌染色体上的特定的基因,发生在溶原期。 4.溶原性转换(lysogenic conversion) 是侵入细菌的噬菌体DNA与细菌的染色体发生重组,导致细菌的基因型的改变,获得新的性状。 四、细菌耐药性

1.细菌耐药性的概念 细菌耐药性分为固有耐药(intrinsic resistance)和获得性耐药(acquired resistance),前者是指代代相传的天然耐药性,后者是指对原来敏感的抗菌药物产生了抵抗力。多重耐药性(multidrug resistance)是指细菌同时对多种作用机制不同(或结构完全各异)的抗菌药物具有耐性。

2.耐药性产生的生化机制 ①灭活作用:是细菌产生耐药性的最重要方式。细菌被诱导产生

灭活酶,通过修饰或水解作用破坏抗生素,使之转化成为无活性的衍生物;②靶位改变:通过产生诱导酶对抗生素的作用靶位进行化学修饰,或通过基因突变造成靶位变异,使抗菌药物不能与靶位结合,失去杀菌作用;③药物累积不足:通过减少药物吸收或增加药物排出,使菌体内的抗生素浓度明显降低,不足以杀死细菌。

3.耐药性产生的分子机制 ①基因突变:由突变产生的耐药性一般只对一种或两种相类似的药物耐药,且比较稳定,突变频率较低。

②R质粒转移:细菌的耐药性质粒(R质粒)是由两部分组成:耐药传递因子(RTF)和耐药决定因子(r决定因子),前者可编码性菌毛和通过接合转移,后者编码对抗菌药物的耐药性。R决定因子上可有多个携带耐药基因的转座子,是造成多重耐药性的原因。R质粒主要通过接合方式在细菌间转移,从而造成耐药性的广泛传播。

③转座子转移:当转座子插入某一基因时,一方面可引起插入基因失活产生基因突变,另一方面可因带入耐药基因,使细菌产生耐药性。转座子不需要核苷酸碱基对同源才能插入;宿主范围很广,可在G+菌和G-菌之间转移;转座子的插入序列中碱基序列可重新组合,使耐药基因扩大,细菌的耐药水平提高;转座方式使耐药基因增多。因此,转座子与多重耐药菌株的产生和扩散有关。

4.对付细菌耐药性的措施 对临床分离的致病菌,原则上应先做细菌药敏试验,再合理选择用药,避免滥用抗生素。做好消毒与隔离,防止耐药菌株的产生和扩散。寻找新型抗感染药物和新的抗感染方法,提高宿主免疫力。 五 微生物基因组学

微生物基因组学(Genomics)是指利用全基因组DNA序列,研究微生物基因及其功能的学科。获得微生物的全基因组序列有助于了解病原微生物的致病机制及其与宿主的相互关系;寻找更灵敏及特异的微生物分子标记,作为诊断、分型等依据;促进抗微生物新药的开发和新疫苗的发展;为人类认识遗传疾病的机制提供参考。

第6章 细菌的感染和免疫 复习提要

一.正常菌群、条件致病菌、微生态失调、医院感染的概念

1.正常菌群 是指正常人的体表以及与外界相通的腔道粘膜表面存在的微生物,在机体免疫功能正常时,这些微生物对宿主无害,故称正常菌群(normal flora)或正常微生物群(normal microbiotia)。正常菌群对构成微生态平衡(eubiosis)起重要作用,其生理意义有:抵抗病原菌的生物拮抗作用;产生维生素,起到营养作用;促进宿主免疫系统成熟,有免疫作用;还有抗衰老作用等。

2.条件致病菌 正常菌群与宿主间的微生态平衡在某些情况下可被打破,出现微生态失调而导致疾病,此时,原来在正常情况下不致病的正常菌群就转化成条件致病菌(conditioned pathogen)或机会致病菌(opportunistic pathogen)。

3.微生态失调 正常微生物群之间、正常微生物群与其宿主之间的微生态平衡,在外环境影响下,由生理性组合转变为病理性组合的状态,称为微生态失调(dysbiosis)。从生态学上,可将微生态失调分为菌群失调、定位转移和宿主转换。 ①菌群失调(dysbacteriosis):是指在宿主某一微生境内正常菌群中细菌的种类和数量发生较大幅度变化而超出正常范围的状态,主要是量的变化。严重的菌群失调可使宿主发生一系列临床症状,称为菌群失调症。