病原生物与免疫学基础绪言PPT课件

生物界动物界原核生物界植物界原生生物界病毒界真菌界宏生物（即生物）微生物生物的六界分类系统*人体infectionimmunity免疫感染医学免疫学医学微生物学人体寄生虫学病原生物学*　　**学习的意义：警惕身边的病原菌*以下是一些病原微生物的图片看看吧，很好看的！葡萄球菌(staphylococcus)*链球菌(streptococcus)*霍乱弧菌（Vibriocholerae）*大肠埃希菌（Escherichiacoli）*炭疽芽胞杆菌（Bacillusanthracis）*结核杆菌（Mycobacteriumtuberculosis）*破伤风梭菌（Clostridumtetani）*曲霉菌(Aspergillus)*螺旋体(spirochete)*病原菌从哪里来？我们身边的病原菌生、老、病、死。在使人类致病的诸多因素中，微生物致病给我们的生活带来了极大的危害。微生物学在它诞生之初，引起全人类关注的焦点也正是这门科学对于防治人类和家畜传染病有立竿见影的效果。微生物学家发现了许多严重危害人类健康和家畜繁育的病原菌，阻挡或者消灭它们就能防治疾病。由于巴斯德用不可动摇的实验证据否定了生物自然发生的可能，兼之一整套微生物学方法的建立和完善，19世纪末到20世纪初是发现病原微生物最频繁的时代，几乎每年都有能导致严重疾病的病原菌被人类缉拿归案。*病原菌从哪里来？我们身边的病原菌年代疾病细菌名称1873麻风病麻风分枝杆菌1877炭疽病炭疽芽孢杆菌1878化脓葡萄球菌1879淋病淋病奈瑟氏菌1880伤寒伤寒沙门氏菌1881化脓链球1882结核病结核分枝杆菌1883霍乱霍乱弧菌1883白喉白喉棒杆菌1884破伤风破伤风梭菌1885腹泻大肠埃希氏菌1886肺炎肺炎链球菌1887脑膜炎脑膜炎奈瑟氏菌1888食物中毒肠炎沙门氏菌1892气性坏疽产气荚膜梭菌1894鼠疫鼠疫耶尔森氏菌1896肉毒中毒肉毒梭菌1898痢疾痢疾志贺氏菌1900副伤寒副伤寒沙门氏菌1903梅毒苍白密螺旋体1906百日咳百日咳博德特氏菌*在随后的几十年中，微生物学家和药物学家联手进行的许多科学研究和技术开发，使人类有了强有力的武器来对付那些凶恶的病原菌。在20世纪50年代以后，人类基本上脱离了任凭病原微生物宰割的被动局面，人类的平均寿命有了明显的增加，为此我们就不应该忘记那些在战胜病原微生物的战场上立下卓著功勋的第一批猎手们。由于他们的努力，微生物与人类的密切关系在关系到人类生死存亡的的医学首先被社会所确认，微生物学迅速成为一门重要的学科。*微生物（microorganism）是存在于自然界的一群体积微小、结构简单、肉眼直接看不见，必须借助光学显微镜或电子显微镜放大数百倍、数千倍，甚至数万倍才能看到的微小生物* 感性认识阶段（史前时期） 形态学发展阶段（初创时期） 生理学发展阶段（奠基时期） 分子生物学发展阶段（成熟时期）人类对微生物世界的认识过程* 我国8000年前就开始出现了曲蘖酿酒； 4000年前埃及人已学会烘制面包和酿制果酒； 2500年前发明酿酱、醋，用曲治消化道疾病； 公元六世纪(北魏时期)贾思勰的巨著“齐民要术”； 公元2世纪，张仲景：禁食病死兽类的肉和不清洁食物； 公元前112年-212年间，华佗：“割腐肉以防传染”； 公元九世纪痘浆法、痘衣法预防天花； 1346年，克里米亚半岛上的法卡城之战(靼坦人-罗马人)； 16世纪，古罗巴医生G.Fracastoro：疾病是由肉眼看不见的生物(livingcreatures)引起的； 1641年，明末医生吴又可也提出“戾气”学说；（一）微生物的发现*1664年，英国人虎克（RobertHooke）曾用原始的显微镜对生长在皮革表面及蔷薇枯叶上的霉菌进行观察。*1676年，微生物学的先驱荷兰人列文虎克（Antonyvanleeuwenhoek）首次观察到了细菌。他没有上过大学，是一个只会荷兰语的小商人，但却在1680年被选为英国皇家学会的会员。*（二）微生物学的奠基法国人巴斯德（LouisPasteur）（1822～1895）德国人柯赫（RobertKoch）（1843～1910）*1.巴斯德(1)发现并证实发酵是由微生物引起的；(2)彻底否定了“自然发生”学说；化学家出生的巴斯德涉足微生物学是为了治疗“酒病”和“蚕病”著名的曲颈瓶试验无可辩驳地证实，空气内确实含有微生物，是它们引起有机质的腐败。(3)免疫学——预防接种首次制成狂犬疫苗(4)其他贡献巴斯德消毒法：60～65℃作短时间加热处理，杀死有害微生物*2.柯赫a）细菌纯培养方法的建立土豆切面→营养明胶→营养琼脂（平皿）（1）微生物学基本操作技术方面的贡献b）设计了各种培养基，实现了在实验室内对各种微生物的培养c）流动蒸汽灭菌d）染色观察和显微摄影*（2）对病原细菌的研究作出了突出的贡献：a）具体证实了炭疽杆菌是炭疽病的病原菌；b）发现了肺结核病的病原菌（1905年获诺贝尔奖）c）证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则——著名的柯赫原则*（三）微生物学发展过程中的重大事件 1890VonBehring制备抗毒素治疗白喉和破伤风； 1892Ivanovsky提供烟草花叶病毒是由病毒引起的证据； 1928Griffith发现细菌转化； 1929Fleming发现青霉素； 1944Avery等证实转化过程中DNA是遗传信息的载体； 1953Watson和Crick提出DNA双螺旋结构； 1970～1972Arber、Smith和Nathans发现并提纯了DNA限制性内切酶* 1977Woese提出古生菌是不同于细菌和真核生物的特殊类群Sanger首次对f×174噬菌体DNA进行了全序列 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ； 1982～1983Prusiner发现朊病毒(prion)； 1983～1984Mullis建立PCR技术； 1995第一个独立生活的细菌(流感嗜血杆菌)全基团组序列测定完成； 1996第一个自养生活的古生菌基因组测定完成； 1997第一个真核生物(啤酒酵母)基因组测序完成；* 人体体表及体内存在大量的微生物：皮肤表面：平均10万个细菌/平方厘米；口腔：细菌种类超过500种；肠道：微生物总量达100万亿，粪便干重的1/3是细菌，每克粪便的细菌总数为：1000亿个；微生物与我们微生物无处不在，我们无时不生活在“微生物的海洋”中。 细菌数亿/g土壤，土壤中的细菌总重量估计为：10034×1012吨； 每张纸币带细菌：900万个； 每个喷嚏的飞沫含4500-150000个细菌，重感冒患者为8500万；*人体微生物的分布与数量*结肠内出现的主要细菌与数量细菌个数/克粪便可致病性类杆菌属（脆弱类杆菌）1010-1011+双岐杆菌属1010—真杆菌属1010—肠道杆菌科（埃希菌属）107-108+肠球菌属（粪链球菌）107-108+乳酸杆菌属107—梭菌属（产气荚膜梭菌）106+*砧板上的微生物*T：肠粘膜B：大肠杆菌人体肠道内微生物的分布*微生物的分类 非细胞型微生物无细胞结构,只能在细胞内增殖。如病毒 原核细胞型微生物有完整的细胞结构、细胞核为原始的裸DNA、无核膜、细胞器不完善。包括细菌、放线菌、支原体、衣原体、立克次体、螺旋体等。 真核细胞型微生物有完整的细胞结构、细胞核分化程度高、有核膜、细胞器发达。如真菌*是不是所有的微生物都有害？ 当然不是！ 记住：绝大多数微生物对人类有益！*微生物与人类的关系共存共荣1、生态链中的重要一环2、生产、生活中的要素3、生存质量维护的同盟者4、生命科学研究的有效工具相互斗争1、维护“衣”、“食”2、捍卫健康与生命*自然界物质循环方面自然界中氮、碳、硫等多种元素植物动物微生物*用“工程菌”生产药物 干扰素 脑菲肽 胰岛素 乙肝疫苗 众抗生素 各种单克隆抗体免疫血清微生物与医药卫生*微生物与农业和畜牧业微生物饲料农用抗菌素生物农药生物菌肥微生物能源*微生物与农业和畜牧业农用抗菌素某些微生物能够产生具有抑制或杀死植物病原菌的物质,该物质称农用抗菌素。 *菌体蛋白饲料饲料酵母维生素饲料发酵饲料青贮饲料微生物饲料*生物农药*生物菌肥主要是根瘤菌肥即含固氮菌活菌的肥料。*微生物与工业 酶工业 氨基酸工业 有机酸工业 新材料开发 生物化工 食品工程*微生物与饮食、调味品青红方酱，酱油，豆豉食用醋发酵饮料味精发酵面食食药用菌食用色素食品添加剂淹渍蔬菜*微生物与环保微生物处理腈纶废水的塔式滤池*正常菌群对宿主的有益作用 营养作用 　　正常菌群的营养来自宿主组织细胞的分泌液、脱落细胞，以及某些腔道中的食物碎屑和残渣等。菌群的代谢产物除供给细菌自身利用外，一部分可以被宿主吸收利用。例如，过去外科医生不太重视肠道正常菌群中的大肠埃希氏菌能合成B族维生素和维生素K的功能，所以在肠道手术后为避免发生感染，常用抗生素作预防性治疗，结果是手术后感染是防止了，病人却出现了厌食和贫血等维生素B和K的缺乏症，因为大肠杆菌也被抗生素杀死了。所以现在遇到这类需施行肠道手术的患者，在给予广谱抗生素预防术后感染的同时，必须补充足量的微生素B和维生素K。*正常菌群对宿主的有益作用 生物拮抗作用将活的鼠伤寒沙门氏菌（Salmonellatypymuriumi）喂给小鼠，如果要使小鼠发病死亡，需要10万个细菌；如果先给小鼠口服链霉素，把小鼠肠道中的正常菌群都杀死，则只要10个活菌就可置试验鼠于死地。两者菌量竟相差1万倍，表明正常菌群有拮抗病原菌作用。这种现象在人类中也可以见到，例如大肠埃希氏菌、变形杆菌、肠球菌等正常菌，可以抵抗引起痢疾和伤寒的志贺菌和伤寒沙门菌等病原菌。我们把这种现象称为生物拮抗。* 生物拮抗作用生物拮抗的方式有多种。乳杆菌、大肠埃希氏菌等能产生细菌素，可以抑制一些肠道病原菌的生长；某些真菌、放线菌能产生抗生素，抑制或杀死不同种的敏感病原菌；口腔中的血链球菌、阴道的乳杆菌能产生具有杀伤作用的过氧化氢；肠道正常菌群中，99%以上是厌氧菌，它们依靠其数量上的绝对优势，在营养竞争方面压倒处于劣势的需用氧性病原菌。还有一种方式称为占位性保护。现在已经知道，病原菌侵入宿主机体后，首先要以其特殊结构（配体）和机体的粘膜上皮细胞表面的特异性受体相结合。也就是说，病原菌和宿主细胞粘附在一起是引起感染的第一步。如果这些细胞受体早已被正常菌群的配体结合而“占位”，那么后来的病原菌就无“位”可结合，当然不可能形成感染了。正常菌群对宿主的有益作用*正常菌群对宿主的有益作用 免疫作用 　　正常菌群的细胞中，有许多成分可以促进宿主免疫器官的发育成熟。有学者曾经做过实验，他们把刚孵化出来的小鸡分成两组，一组放在没有细菌的环境中生活，成为无菌鸡；另一组让它们正常生活，即带菌鸡。结果发现无菌鸡的小肠和回肓部的淋巴结都要比普通带菌鸡的少80%左右。如果将这些无菌鸡暴露在普通有菌的环境中饲养，使之建立正常菌群，则经2周后，它们的免疫器官的发育和功能就可与普通鸡相近。此外，有些正常菌群的细胞组分与病原菌的相同，因此，它们能刺激宿主免疫系统产生像抗体一类的免疫物质，这些免疫物质也能对抗相应病原菌的侵袭。*正常菌群对宿主的有益作用 抗衰老作用 　　现在一般认为，衰老是由于体内积累了过多的有毒的化学物质——自由基。双歧杆菌、乳酸杆菌、肠球菌等肠道正常菌群产生的超氧化物歧化酶（SOD），可以催化宿主体内自由基的歧化反应，消除自由基毒性，保护细胞免受活性氧的损伤，因此具有一定的抗衰老作用。* 其它作用 　　肠道正常菌群有一定的抗肿瘤作用。其原因是这些正常菌群能产生多种酶，降解肠道内致癌物或可以转变成致癌物的物质成为无害物质；它们还可以激发免疫功能，调动处于待命状态的巨噬细胞等人体卫士围歼病原菌。正常菌群对宿主的有益作用*少数微生物也是人类的敌人！鼠疫；天花；梅毒；小儿麻痹症；肺结核；麻疯病；感冒；脑膜炎；艾滋病；疯牛病；埃博拉病毒；非典*动物病毒（属于病毒界）动物病毒植物病毒细菌病毒（噬菌体）致病真菌（属于真菌界）细菌支原体衣原体立克次体螺旋体放线菌（属于原核生物界）非细胞型微生物真核细胞型微生物原核细胞型微生物病毒学部分真菌学部分细菌学部分*艾滋病病毒 艾滋病,医学全名为“获得性免疫缺陷综合症”（AcquiredImmuneDeficiencySyndrome--AIDS），是人体感染了人类免疫缺陷病毒（humanimmunodeficiencyvirus,HIV），又称艾滋病病毒所导致的传染病 HIV感染后导致人体免疫机能缺陷，从而发生机会性感染等一系列临床综合征，病死率几乎达100%* 艾滋病病毒感染者虽然外表和正常人一样，但他们的血液、精液、阴道分泌物、皮肤粘膜破损或炎症溃疡的渗出液里都含有大量艾滋病病毒，具有很强的传染性； 乳汁也含病毒，有传染性。 唾液、泪水、汗液和尿液中也能发现病毒，但含病毒很少，传染性不大 一般握手、生活上交往和接触不会引起传播艾滋病传播途径*性传播 经性接触传播是目前全球主要的HIV传播途径，大约全球（全球大约）70％～80％感染者是通过性接触感染上HIV，其中异性间性接触传播占70%以上，而男同性恋性接触传播占5％～10％。*血液传播 静脉注射吸毒 静脉吸毒者共用注射器或注射器消毒不严是感染HIV的危险行为，单次暴露的传染概率为0.67%。 接受血液或血制品 主要是指接受污染有HIV的血液或血制品，单次暴露的传染概率介于90～100%。*血液传播 医源性感染 主要是指医疗器具不洁，造成接受医疗服务者感染HIV，其中也包括医护人员在提供医疗服务时，暴露于感染者/患者的体液，而导致感染HIV。 不慎被污染HIV的器具如针头刺伤皮肤，或粘膜直接接触到含有HIV的体液， 单次暴露的传染概率为0.3%～0.5%。*母婴传播 已受艾滋病病毒感染的孕妇可通过胎盘，或分娩时通过产道，也可通过哺乳，将病毒传染给婴儿。 母婴传播的机率约为30％**2007年全国艾滋病病例数病例数较2006年上升了45.04%*微生物的特点：个体小、结构简、胃口大、食谱广、繁殖快、易培养、数量大、分布广、种类多、级界宽、易变异、抗性强、休眠长、起源早、发现晚*个体小:测量单位：微米或纳米*个体小:测量单位：微米或纳米火星陨石中发现的细菌化石（直径10nm）*德国科学家H.N.Schulz等1999年在纳米比亚海岸的海底沉积物中发现的一种硫磺细菌（sulfurbacterium），其大小可达0.75mm，Thiomargaritanamibiensis，---------“纳米比亚硫磺珍珠”*食谱广：微生物获取营养的方式多种多样，其食谱之广是动植物完全无法相比的！纤维素、木质素、几丁质、角蛋白、石油、甲醇、甲烷、天然气、塑料、酚类、氰化物、各种有机物均可被微生物作为粮食*繁殖快：24小时后：4722366500万亿个后代，重量达到：4722吨48小时后：2.2×1043个后代，重量达到2.2×1025吨相当于4000个地球的重量！大肠杆菌一个细胞重约10–12克，平均20分钟繁殖一代一头500kg的食用公牛，24小时生产0.5kg蛋白质,而同样重量的酵母菌，以质量较次的糖液（如糖蜜）和氨水为原料，24小时可以生产50000kg优质蛋白质。*易培养：很多细菌都可以非常方便地进行人工培养！数量大：在自然界中（土壤、水体、空气，动植物体内和体表）都生存有大量的微生物！*从永冻冰层分离微生物*南极Vostok湖冰芯样品中的微生物*级界宽：Whittaker的五界分类系统*级界宽：Woese三原界分类系统*种类多： 微生物的生理代谢类型多； 代谢产物种类多； 微生物的种数“多”；虽然目前已定种的微生物只有大约10万种，远较动植物为少，但一般认为目前为人类所发现的微生物还不到自然界中微生物总数的1%*变异易：个体小、结构简、且多与外界环境直接接触繁殖快、数量多短时间内产生大量的变异后代突变率：10-5–10-10*变异易：青霉素的生产：20单位/ml（1943）10000单位/ml青霉素的用量：最高：10万单位/天（40年代）数百万-千万单位/次*抗（逆）性强：抗热：有的细菌能在265个大气压，250℃的条件下生长；自然界中细菌生长的最高温度可以达到113℃；有些细菌的芽孢，需加热煮沸8小时才被杀死；抗寒：有些微生物可以在―12℃~―30℃的低温生长；抗酸碱：细菌能耐受并生长的pH范围：pH0.5~13；耐渗透压：蜜饯、腌制品，饱和盐水（NaCl,32%)中都有微生物生长；抗压力：有些细菌可在1400个大气压下生长；*休眠长：世界上最古老的活细菌（芽孢）：2.5亿年Nature407,897-900(2000)*起源早：38亿年前，生命在海洋中出现26亿年前，陆地上就可能存在微生物发现晚：300多年前人们才真正发现微生物的存在*寄生虫（parasite）：在生物界，一些失去了在外界环境中自主生活的能力，暂时或永久居留在其他生物的体表或体内，从这些生物体摄取营养，维持生存，并对其产生损害的低等小动物。寄生虫对人类的危害：致病与传病。寄生虫病的危害仍是普遍存在的公共卫生问题。*-----热带病五种寄生虫病感染情况热带病全球受胁每年新发每年死亡1.疟疾3亿人 １.0亿人仅非洲100万2.血吸虫病5.6亿人 1.6亿人3.丝虫病 9.0亿人 2.5亿人 4.利什曼原虫病 40万 5.锥虫病 1.0亿人 0.1亿人热带病特别规划（WHO／联合国开发计划署／世界银行）*病原生物学（PathogenicBiology）是基础医学的重要组成部分。主要研究病原微生物和人体寄生虫的生物学特性、致病和免疫机制,特异性诊断及防治措施,以利于在工作中树立有菌与无菌理念，为控制和消灭感染性疾病和与之有关的免疫损伤等疾病，自觉执行临床工作规范，提供相关的知识、技能及操作准则，达到保障和提高人类健康水平的目的。**免疫 所谓“免疫”，顾名思义即免除瘟疫。用现代的观点来讲，人体具有一种“生理防御、自身稳定与免疫监视”的功能叫“免疫”。 免疫是人体的一种生理功能，人体依靠这种功能识别“自己”和“非己”成分，从而破坏和排斥进入人体的抗原物质，或人体本身所产生的损伤细胞和肿瘤细胞等，以维持人体的健康。* 人体共有三道防线 第一道防线是由皮肤和黏膜构成的，他们不仅能够阻挡病原体侵入人体，而且它们的分泌物（如乳酸、脂肪酸、胃酸和酶等）还有杀菌的作用免疫* 第二道防线是体液中的杀菌物质和吞噬细胞 这两道防线是人类在进化过程中逐渐建立起来的天然防御功能，特点是人人生来就有，不针对某一种特定的病原体，对多种病原体都有防御作用，因此叫做非特异性免疫（又称先天性免疫）免疫* 第三道防线主要由免疫器官（胸腺、淋巴结和脾脏等）和免疫细胞（淋巴细胞，是白细胞中的一种）组成的。 第三道防线是人体在出生以后逐渐建立起来的后天防御功能，特点是出生后才产生的，只针对某一特定的病原体或异物起作用，因而叫做特异性免疫（又称后天性免疫）。免疫* 免疫防御 就是人体抵御病原体及其毒性产物侵犯，使人免患感染性疾病. 免疫稳定 人体组织细胞时刻不停地新陈代谢，随时有大量新生细胞代替衰老和受损伤的细胞。免疫系统能及时地把衰老和死亡的细胞识别出来，并把它从体内清除出去，从而保持人体的稳定。 免疫调节 指机体通过免疫分子的相互作用，调节机体的整体功能及免疫系统本身的功能免疫的作用* 免疫监视 免疫系统具有识别、杀伤并及时清除体内突变细胞，防止肿瘤发生的功能，称为免疫监视。免疫监视是免疫系统最基本的功能之一。 免疫耐受 正常状况下免疫系统对自身组织细胞表达的抗原不产生免疫应答，不导致自身免疫病，反之，对外来的病原体及有害生物分子表达的抗原，则产生免疫应答，予以清除，从这层功能上来说，免疫系统具有“区分自我和非我”功能。免疫的作用*免疫学 免疫学是研究生物体对抗原物质免疫应答性及其方法的生物-医学科学。 免疫应答是机体对抗原刺激的反应，也是对抗原物质进行识别和排除的一种生物学过程。*学习指南（tutorialoflearning） 救死扶伤，任重道远新现（emerging）和再现（reemerging）P5 熟悉要点，掌握特征 善于归纳，勤读巧记 紧扣专业，应知应会 循序渐进，预习复习 扩大视野，科普先行 *复习思考： 1.如何理解病原生物？如何理解微生物？ 2.微生物的共同特点有哪些？ 3.如何理解免疫的概念？ 4.免疫的功能表现在哪些方面？ 5.怎样才能学好病原生物与免疫学基础？**学习的意义：