病原微生物的结构与生物特性

　　细菌(bacteria)的生物学分类属于原核细胞生物界，广义的细菌概念包括所有原核细胞型微生物，有细菌、放线菌、衣原体、支原体、立克次氏体和螺旋体；狭义的细菌的概念专指其中的细菌。它种类繁多，数量庞大，最具代表性，一般情况下通常是指狭义概念的细菌。

　　1．细菌的大小形态细菌是肉眼看不见，需经显微镜放大几百倍或一千倍才能看见的微小生物。通常以微米(μm)为测量单位。由于细菌是透明的，因此，要经过染色，才可以看见它们的轮廓、形态，甚至结构。通常，电镜观察细菌的超微结构时用nm（1/1000μm）测量其大小，光镜观察细菌时用μm( 1/1000 mm)测量。当然，不同的细菌，甚至有时同一类细菌也可因菌龄、细菌生长所处的环境因素不同，其大小、形态都有不同或有一定程度的差异。

　　临床最常用的细菌染色方法是革兰染色法。经过革兰氏染色可将细菌分为两大类：紫色的是革兰氏阳性菌，红色的是革兰氏阴性菌。由于两类细菌的细胞壁结构不同，决定了其染色性不同，且对人体的致病性和对抗生素的敏感性也有较大差异。结核杆菌革兰氏染色法不着色，经抗酸染色后呈红色。

　　2．细菌的分类细菌的分类是根据每种细菌各自的特征，并按照它们的亲缘关系分门别类，以不同等级编排成系统。有两种分类法：①以细菌的形态和生理生化特性为依据的表型特征分类法；②用化学分析和核酸分析，以细菌大分子物质（核酸、蛋白质）结构的同源程度进行分类。

　　细菌的分类等级和其他生物相同，依次为界( kingdom)、门(division)、纲( class)、目(order)、科(family)、属(genus)、种(species)。细菌属于原核生物界( procaryotae)。细菌常用的分类单位是属和种。种是细菌分类的基本单位，将生物学性状基本相同的细菌群体归成一个菌种；性状相近，关系密切的若干菌种组成一个菌属。由不同来源分离的同一种、同一亚种或同一型的细菌，称为株( strain)。株的建立是从一次单独分离物的单个原始菌落传代的纯培养物，例如，从10个肺结核患者的痰液中分离出的IO株结核分枝杆菌。

　　3．细菌的形态细菌的基本形态有球状、杆状、螺旋状，根据形态特征将细菌分为球菌、杆菌和螺形菌三大类。

　　4．细菌的结构

　　(1)细菌的基本结构。各种细菌都具有基本结构，包括细胞壁、细胞膜、细胞质和核质四部分。细胞壁是位于细菌的最外层的一层质地坚韧而略有弹性的膜状结构，其化学成分复杂，并随着不同细菌而异。细胞膜是由磷脂和多种蛋白质组成的单位膜，其主要功能是物质转运、生物合成、分泌和呼吸等作用，是细菌渗透屏障和赖以生存的重要结构。细胞质是细胞膜所包裹的溶胶状物质，基本成分是水、蛋白质、核酸和脂类，是细菌合成代谢和分解代谢的场所。细菌的核质具有细胞核的功能，决定细菌的生命活动，控制细菌的生长、繁殖、遗传、变异等多种遗传性状。细菌的基本结构对于细菌的鉴定及致病性、免疫性都有重要作用，特别是细菌质粒已广泛应用于分子生物学的实验中。

　　(2)细菌的特殊结构。某些细菌除了具有基本结构外，还有荚膜、鞭毛、菌毛、芽孢等特殊结构。

　　①荚膜。某些细菌在生长过程中在细胞壁外形成一层界限较为明显，质地均匀的黏液性物质，其厚度大于0.2μm，称为荚膜。荚膜充当分子筛和黏附素的作用，并具有抗原性及抗吞噬的功能。

　　②菌毛。菌毛是许多革兰阴性菌及少数革兰阳性菌菌体表面附着的一种细短而直感的蛋白性丝状物，在电子显微镜下才能看到。菌毛可分为普通菌毛和性菌毛，前者与细菌的致病性有关，后者可在细菌之间传递遗传物质，如使细菌获得产毒或耐药性等新的遗传性状。

　　③鞭毛。鞭毛由蛋白质构成，是细菌的运动结构。弧菌、螺菌、占半数的杆菌及少数球菌由其细胞膜伸出菌体外细长呈波状弯曲的蛋白性丝状物，使细菌可在适宜的环境中自由运动，具有抗原性，与致病性有关。

　　④芽孢。芽孢是某些革兰氏阳性细菌在不利于生长的环境中形成的有抗性的休眠体，增强细菌抵抗外界不良环境的能力。能否杀灭芽孢是临床判断灭菌效果的一项指征。

　　5．细菌的致病物质细菌的致病物质主要包括细菌的菌体表面结构、侵袭性酶及毒素。

　　菌体表面结构有两类，一类具有黏附作用的结构，如磷壁酸、多包被、菌毛等；另一类是具有抗吞噬作用的结构，如荚膜、微荚膜、A型链球菌的M蛋白、金葡菌的A蛋白等。侵袭性酶是细菌合成分泌的胞外酶，一种有抗吞噬作用的酶，如金黄色葡萄球菌产生的血浆凝固酶，可在细菌周围形成纤维蛋白包裹层，抵抗人体吞噬细胞和补体、抗体的作用，保护细菌。另一种可帮助细菌在体内扩散的酶，如A型链球菌产生的透明质酸酶。

　　细菌的毒素有内毒素和外毒素。内毒素是革兰氏阴性细菌细胞壁的脂多糖，在细菌死亡裂解时释放，对人和动物有毒性，被称为内毒素，其主要成分是类脂A。由于多数革兰氏阴性细菌的内毒素类脂A化学组成相似，因此对人类产生的致病作用也相似，主要是引起机体发热、白细胞数量的改变、内毒素血症和休克、弥散性血管内凝血(DIC)等。重度革兰氏阴性细菌感染时，大量内毒素直接激活凝血系统，最终导致严重的临床综合征而死亡。外毒素是由活致病菌产生的蛋白性物质，又称为分泌性毒素，毒性强烈且具有组织器官特异性。根据外毒素作用靶细胞的不同，外毒素可分为神经毒素、细胞毒素和肠毒素。