病原微生物的結構及生物特性

　　細菌(bacteria)的生物學分類屬于原核細胞生物界，廣義的細菌概念包括所有原核細胞型微生物，有細菌、放線菌、衣原體、支原體、立克次氏體和螺旋體；狹義的細菌的概念專指其中的細菌。它種類繁多，數量龐大，最具代表性，一般情況下通常是指狹義概念的細菌。

　　1．細菌的大小形態細菌是肉眼看不見，需經顯微鏡放大幾百倍或一千倍才能看見的微小生物。通常以微米(μm)為測量單位。由于細菌是透明的，因此，要經過染色，才可以看見它們的輪廓、形態，甚至結構。通常，電鏡觀察細菌的超微結構時用nm（1/1000μm）測量其大小，光鏡觀察細菌時用μm( 1/1000 mm)測量。當然，不同的細菌，甚至有時同一類細菌也可因菌齡、細菌生長所處的環境因素不同，其大小、形態都有不同或有一定程度的差異。

　　臨床最常用的細菌染色方法是革蘭染色法。經過革蘭氏染色可將細菌分為兩大類：紫色的是革蘭氏陽性菌，紅色的是革蘭氏陰性菌。由于兩類細菌的細胞壁結構不同，決定了其染色性不同，且對人體的致病性和對抗生素的敏感性也有較大差異。結核桿菌革蘭氏染色法不著色，經抗酸染色后呈紅色。

　　2．細菌的分類細菌的分類是根據每種細菌各自的特征，并按照它們的親緣關系分門別類，以不同等級編排成系統。有兩種分類法：①以細菌的形態和生理生化特性為依據的表型特征分類法；②用化學分析和核酸分析，以細菌大分子物質（核酸、蛋白質）結構的同源程度進行分類。

　　細菌的分類等級和其他生物相同，依次為界( kingdom)、門(division)、綱( class)、目(order)、科(family)、屬(genus)、種(species)。細菌屬于原核生物界( procaryotae)。細菌常用的分類單位是屬和種。種是細菌分類的基本單位，將生物學性狀基本相同的細菌群體歸成一個菌種；性狀相近，關系密切的若干菌種組成一個菌屬。由不同來源分離的同一種、同一亞種或同一型的細菌，稱為株( strain)。株的建立是從一次單獨分離物的單個原始菌落傳代的純培養物，例如，從10個肺結核患者的痰液中分離出的IO株結核分枝桿菌。

　　3．細菌的形態細菌的基本形態有球狀、桿狀、螺旋狀，根據形態特征將細菌分為球菌、桿菌和螺形菌三大類。

　　4．細菌的結構

　　(1)細菌的基本結構。各種細菌都具有基本結構，包括細胞壁、細胞膜、細胞質和核質四部分。細胞壁是位于細菌的最外層的一層質地堅韌而略有彈性的膜狀結構，其化學成分復雜，并隨著不同細菌而異。細胞膜是由磷脂和多種蛋白質組成的單位膜，其主要功能是物質轉運、生物合成、分泌和呼吸等作用，是細菌滲透屏障和賴以生存的重要結構。細胞質是細胞膜所包裹的溶膠狀物質，基本成分是水、蛋白質、核酸和脂類，是細菌合成代謝和分解代謝的場所。細菌的核質具有細胞核的功能，決定細菌的生命活動，控制細菌的生長、繁殖、遺傳、變異等多種遺傳性狀。細菌的基本結構對于細菌的鑒定及致病性、免疫性都有重要作用，特別是細菌質粒已廣泛應用于分子生物學的實驗中。

　　(2)細菌的特殊結構。某些細菌除了具有基本結構外，還有莢膜、鞭毛、菌毛、芽孢等特殊結構。

　　①莢膜。某些細菌在生長過程中在細胞壁外形成一層界限較為明顯，質地均勻的黏液性物質，其厚度大于0.2μm，稱為莢膜。莢膜充當分子篩和黏附素的作用，并具有抗原性及抗吞噬的功能。

　　②菌毛。菌毛是許多革蘭陰性菌及少數革蘭陽性菌菌體表面附著的一種細短而直感的蛋白性絲狀物，在電子顯微鏡下才能看到。菌毛可分為普通菌毛和性菌毛，前者與細菌的致病性有關，后者可在細菌之間傳遞遺傳物質，如使細菌獲得產毒或耐藥性等新的遺傳性狀。

　　③鞭毛。鞭毛由蛋白質構成，是細菌的運動結構。弧菌、螺菌、占半數的桿菌及少數球菌由其細胞膜伸出菌體外細長呈波狀彎曲的蛋白性絲狀物，使細菌可在適宜的環境中自由運動，具有抗原性，與致病性有關。

　　④芽孢。芽孢是某些革蘭氏陽性細菌在不利于生長的環境中形成的有抗性的休眠體，增強細菌抵抗外界不良環境的能力。能否殺滅芽孢是臨床判斷滅菌效果的一項指征。

　　5．細菌的致病物質細菌的致病物質主要包括細菌的菌體表面結構、侵襲性酶及毒素。

　　菌體表面結構有兩類，一類具有黏附作用的結構，如磷壁酸、多包被、菌毛等；另一類是具有抗吞噬作用的結構，如莢膜、微莢膜、A型鏈球菌的M蛋白、金葡菌的A蛋白等。侵襲性酶是細菌合成分泌的胞外酶，一種有抗吞噬作用的酶，如金黃色葡萄球菌產生的血漿凝固酶，可在細菌周圍形成纖維蛋白包裹層，抵抗人體吞噬細胞和補體、抗體的作用，保護細菌。另一種可幫助細菌在體內擴散的酶，如A型鏈球菌產生的透明質酸酶。

　　細菌的毒素有內毒素和外毒素。內毒素是革蘭氏陰性細菌細胞壁的脂多糖，在細菌死亡裂解時釋放，對人和動物有毒性，被稱為內毒素，其主要成分是類脂A。由于多數革蘭氏陰性細菌的內毒素類脂A化學組成相似，因此對人類產生的致病作用也相似，主要是引起機體發熱、白細胞數量的改變、內毒素血癥和休克、彌散性血管內凝血(DIC)等。重度革蘭氏陰性細菌感染時，大量內毒素直接激活凝血系統，最終導致嚴重的臨床綜合征而死亡。外毒素是由活致病菌產生的蛋白性物質，又稱為分泌性毒素，毒性強烈且具有組織器官特異性。根據外毒素作用靶細胞的不同，外毒素可分為神經毒素、細胞毒素和腸毒素。