第二节医学微生物学概述

一、微生物的概念、分类以及与人类的关系

微生物是一群肉眼看不见，必须借助光学显微镜或电子显微镜放大几百倍、几千倍甚至几万倍才能看到的微小生物，具有个体微小、结构简单、种类多、分布广、繁殖快、与人类关系密切等特点。按其结构与组成等，可将其分为三大类：

非细胞型微生物 体积微小，能通过滤菌器，无细胞结构，由单一核酸（DNA或RNA）和蛋白质外壳组成，缺乏酶系统，只能在活细胞内增殖。如病毒。
原核细胞型微生物 仅有原始核，无核仁和核膜，缺乏完整的细胞器。包括细菌、放线菌、支原体、衣原体、立克次体和螺旋体。
真核细胞型微生物 细胞核分化程度较高，有典型的核结构，如核膜、核仁和染色体，胞质内有多种完整的细胞器，如内质网、线粒体、核糖体等。真菌属此类微生物。

微生物在自然界分布极广，江河、湖海、土壤、矿层、空气等中都有分布。在人和动植物体表及其与外界相通的腔道中也存在大量的微生物。绝大多数微生物对人类是有益的，有些甚至是必需的。自然界物质循环离不开微生物的代谢活动。如土壤中的微生物能将动植物的有机物转化为无机物、固氮菌能固定空气中的游离氮以供植物生长需要，而植物正是人与动物的主要营养来源，因而没有微生物，人类和动物将难以生存；在农业方面，利用微生物制造菌肥、植物生长激素、杀灭害虫等；在工业方面，微生物用于食品、酿造、化工、石油、工业废物处理等；在医药方面，利用微生物来生产抗生素、维生素、辅酶、ATP等。微生物在基因工程技术中也有广泛应用。但是，也有少数微生物可引起人或动植物的病害，这些具有致病性的微生物称为病原微生物。在病原微生物中也有一些属于条件致病菌或机会致病菌。研究病原微生物的生物学性状、致病性与免疫、诊断与防治的学科称医学微生物学。学习医学微生物学的目的在于掌握和运用微生物学的基本理论、基本技能，控制和消灭有关疾病，为临床医学及临床护理打下坚实基础。

二、医学微生物学的发展与现状

远古时代，人类早已经遭受各种传染病的侵害，在长期的抗传染病斗争中，人们渴望去认识病因。最早以为传染病是神罚；在经受地震、洪水之后的传染病后，认为传染病是空气不洁所造成的，公元前459至公元前377提出了瘴气学说；16世纪，人们发现传染病是经接触、媒介、空气3种方式在人与人之间传播的，由意大利人吉罗拉莫.弗拉卡斯托罗提出了传染生物学说；在12世纪，北宋末年刘真人提出肺痨病是由小虫引起；明隆庆年间（1567～1572）发现人痘能预防天花，当时虽无条件真正看到病原微生物，但有些观点是符合今天流行病学规律的。

1674年荷兰人吕文虎克（Leeuwenhoek）自磨镜片创造了世界上第一架（放大约250倍）原始显微镜，他从自然污水、牙垢和粪便等材料中观察到各种微生物，并描述了基本形态，对微生物的客观存在提供了直接证据，揭开了微生物学时代的序幕。法国科学家巴斯德（Pasteur）在1857年证实酿酒中的发酵与腐败均是微生物引起的，并创立了巴斯消毒法，此法沿用至今。巴斯德还证明鸡霍乱、炭疽病和狂犬病为微生物所致，开创了微生物生理学时代。同期德国学者郭霍（Koch）创先用固体培养基从环境和患者排泄物中分离出各种细菌纯种，并感染动物重新分离纯种培养成功，并进一步创建了细菌染色法。到1900年，世界各地相继分离出炭疽杆菌、结核杆菌、霍乱弧菌、白喉杆菌、伤寒杆菌、脑膜炎球菌、破伤风杆菌、鼠疫杆菌、痢疾杆菌等传染性病原体。因此，巴斯德与郭霍是微生物学和病原微生物学的奠基人。1892年俄国学者伊凡诺夫斯基（Iwanovsky）发现了第一种病毒，即烟草花叶病病毒。与此同时，德国Löffer发现牛口蹄疫病毒。人类病毒是在1901年美国科学家Walter-Reed首先分离出黄热病毒而发现的。1915年，英国Twort发现了细菌病毒，即噬菌体。19世纪40年代电子显微镜问世后，病毒的研究有了很大发展。1971年美国Diener发现了比病毒结构更简单的无蛋白质外壳的环状RNA分子，即类病毒。而后，一种感染性蛋白称为朊病毒的传染因子相继被发现。后来，在研究类病毒过程中又发现某些植物病害的拟病毒。1983年国际会议将这些微生物统称为亚病毒。

半个世纪以来，随着细胞生物学、分子生物学、分子遗传学、医学免疫学及其他基础学科的发展，以及与医学微生物学相关的计算机技术、各种生物学技术等的飞速发展，极大地推动了医学微生物学的发展，如组织细胞培养、微生物自动化分析、气相与液相色谱、免疫标记、核酸杂交、单克隆抗体等技术的创建与改进，对病原微生物形态结构的研究，已突破亚显微结构水平，可以在分子水平上探讨基因结构的功能、致病的物质基础。自动化、微机化、微量化的快速诊断方法的迅速崛起，使人们对病原微生物的活动规律有了更深入的认识。在此基础上，30余种新的病原微生物不断被发现，如1976年从肺炎患者标本中分离出军团菌；1982年分离出传染性蛋白因子粒；1983年从慢性胃炎患者活检标本中分离出幽门螺杆菌；1992年自印度的霍乱流行中分离出非O1群霍乱弧菌O139菌株；1974年从莱姆（Lyme）病患者分离出伯氏疏螺旋体；1986年自我国台湾分离出肺炎衣原体；1981年首先在美国发现人类免疫缺陷病毒（HIV），即艾滋病（AIDS）的病原体。我国在医学微生物学的研究方面取得了巨大成就：最早发现旱獭为鼠疫耶尔森菌的宿主；首先用鸡胚培养分离出立克次体；新中国成立后，成功地分离出沙眼衣原体；70年代分离出流行性出血热病原体；较早地消灭了天花，有效地控制了鼠疫、白喉、麻疹、脊髓灰质炎、结核、霍乱等传染病。近年来发展更快，在肝炎病毒、流行性出血热病毒的研究上，基因工程疫苗、干扰素、抗生素、维生素、菌体制剂、白细胞介素、胰岛素、生长激素等生物制品的生产应用上已步入先进行列，不久将赶上世界先进水平。

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