第一節(jié) 微生物
微生物(microorganism)是存在于自然界的一大群體形微小、結(jié)構(gòu)簡單、肉眼直接看不住院醫(yī)師見,必須籍助光學(xué)顯微鏡或電子顯微鏡放大數(shù)百倍、數(shù)千倍,甚至數(shù)萬倍才能觀察到的微小生物。
微生物的種類與分布 微生物的種類繁多,在數(shù)十萬種以上。按其大小、結(jié)構(gòu)、組成等,可分為三大類。
1.非細(xì)胞型微生物是最小的一類微生物。無典型的細(xì)胞結(jié)構(gòu),無產(chǎn)生能量的酶系統(tǒng),只能在活細(xì)胞內(nèi)生長增殖。核酸類型為DNA或RNA,兩者不同時存在。病毒屬之。
2.原核細(xì)胞型微生物這類微生物的原始核呈環(huán)狀裸DNA團塊結(jié)構(gòu),無核膜、核仁。細(xì)胞器很不完善,只有核糖體。DNA和RNA同時存在。這類微生物眾多,有細(xì)菌、支原體、衣原體、立克次體、螺旋體和放線菌。后五類的結(jié)構(gòu)和組成與細(xì)菌接近,故從分類學(xué)觀點,將它們列入廣義的細(xì)菌范疇。
3.真核細(xì)胞型微生物細(xì)胞核分化程度高,有核膜和核仁。細(xì)胞器完整。真菌屬此類。
微生物在自然界的分布極為廣泛。江河、湖泊、海洋、土壤、礦層、空氣等都有數(shù)量不等,種類不一的微生物存在。其中以土壤中的微生物最多,例如1g肥沃土壤可有幾億到幾十億個。在人類、動物和植物的體表,以及與外界相通的人類和動物的呼吸道、消化道等腔道中,亦有大量的微生物存在。
微生物與人類的關(guān)系 絕大多數(shù)微生物對人類和動、植物是有益的,而且有些是必需的。自然界中N、C、S等元素的循環(huán)要靠有關(guān)的微生物的代謝活動來進行。例如土壤中的微生物能將死亡動、植物的有機氮化物轉(zhuǎn)化為無機氮化物,以供植物生長的需要,而植物又為人類和動物所食用。此外,空氣中的大量游離氮,也只有依靠固氮菌等作用后才能被植物吸收。因此,沒有微生物,植物就不能進行代謝,人類和動物也將難以生存。
在農(nóng)業(yè)方面,也可以應(yīng)用微生物制造菌肥、植物生長激素等;也可利用微生物感染昆蟲這一自然現(xiàn)象來殺死害蟲。例如蘇云金桿菌能在一些農(nóng)作物害蟲的腸腔中生長繁殖并分泌毒素,導(dǎo)致寄生昆蟲的死亡。這樣,開辟了以菌造肥、以菌催長、以菌防病、以菌治病等農(nóng)業(yè)增產(chǎn)新途徑,為人類創(chuàng)造物質(zhì)財富。
在工業(yè)方面,微生物應(yīng)用于食品、皮革、紡織、石油、化工、冶金等行業(yè)日趨廣泛。例如采用鹽酸水解法生產(chǎn)1噸味精需要小麥30噸,現(xiàn)改用微生物發(fā)酵法只需薯粉3噸。既降低生產(chǎn)成本,又大大節(jié)約細(xì)糧。又如在煉油工業(yè)中,利用多種能以石油為原料的微生物進行石油脫蠟,可以提高石油的質(zhì)量和產(chǎn)量。
在醫(yī)藥工業(yè)方面,有許多抗生素是微生物的代謝產(chǎn)物。也可選用微生物來制造一些維生素、輔酶、ATP等藥物。
此外,在污水處理方面,利用微生物降解有機磷、氰化物等亦有良好效果。
近年來,隨著分子生物學(xué)的發(fā)展,微生物在基因工程技術(shù)中的作用更顯輝煌。不僅提供了必不可少的多種工具酶和載體系統(tǒng),更可人為地定向創(chuàng)建有益的工程菌新品種,能在無污染自然環(huán)境中制造出多樣、大量的人類必需品。
正常情況下,寄生在人類和動物口、鼻、咽部和消化道的中微生物是無害的,且有的尚能拮抗病原微生物。再則,定植在腸道中的大腸埃希菌等還能向宿主提供必需的硫胺素、核黃素、煙酸、維生素B12、維生素K和多種氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)。又牛、羊等反芻動物的胃,因有分解纖維素的微生物定植,才能利用草飼料作為營養(yǎng)物質(zhì)。
有少數(shù)微生物能引起人類和動物、植物的病害,這些具有致病性的微生物稱為病原微生物。它們分別引起人類的傷寒、痢疾、結(jié)核、破傷風(fēng)、麻疹、脊髓灰質(zhì)炎、肝炎、艾滋病(AIDS)等;禽、獸的雞霍亂、鴨瘟、牛炭疽、豬氣喘等;以及農(nóng)作物的水稻白葉枯病、小麥赤霉病、大豆病毒病等。有些微生物,在正常情況下不致病,只是在特定情況下導(dǎo)致疾病,這類微生物稱為條件致病微生物。例如一般大腸埃希菌在腸道不致病,在泌尿道或腹腔中就引起感染。此外,有些微生物的破壞性還表現(xiàn)在使工業(yè)產(chǎn)品、農(nóng)副產(chǎn)品和生活用品的腐蝕和霉?fàn)等。
第二節(jié) 微生物學(xué)
微生物學(xué)(microbiology)是生命科學(xué)的一個重要分支,是研究微生物的類型、分布、形態(tài)、結(jié)構(gòu)、代謝、生長繁殖、遺傳、進化,以及與人類、動物、植物等相互關(guān)系的一門科學(xué)。微生物學(xué)工作者的任務(wù)是將對人類有益的微生物用于生產(chǎn)實際,對人類有害的微生物予以改造、控制和消滅;使微生物學(xué)朝向人類需要的方向發(fā)展。
微生物學(xué)隨著研究范圍的日益廣泛和深入,又形成了許多分支。著重研究微生物學(xué)基礎(chǔ)的有普通微生物學(xué)、微生物分類學(xué)、微生物生理學(xué)、微生物生態(tài)學(xué)、微生物遺傳學(xué)、分子微生物學(xué)等。按研究對象分為細(xì)菌學(xué)、病毒學(xué)、真菌學(xué)等。在應(yīng)用領(lǐng)域中,分為農(nóng)業(yè)微生物學(xué)、工業(yè)微生物學(xué)、醫(yī)學(xué)微生物學(xué)、診斷微生物學(xué)、獸醫(yī)微生物學(xué)、食品微生物學(xué)、海洋微生物學(xué)、石油微生物學(xué)、土壤微生物學(xué)等。新近又有一門由細(xì)胞生物學(xué)與微生物學(xué)融合的細(xì)胞微生物學(xué)(cellularmicrobiology)的新分支學(xué)科形成。該學(xué)科是用病原體來研究細(xì)胞生物學(xué)問題,這一分支的發(fā)展將大大有利于病原微生物致病機制的研究。這些分支學(xué)科的相互配合和促進,使整個微生物學(xué)不斷的全面的向縱深發(fā)展。
微生物學(xué)的發(fā)展過程大致可分三個時期。
微生物學(xué)經(jīng)驗時期古代人類雖未觀察到具體的微生物,但早已將微生物知識用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和疾病防治之中。公元前兩千多年前的夏禹時代,就有儀狄作酒的記載。北魏(386—534)賈思勰《齊民要術(shù)》一書中,詳細(xì)記載了制醋方法。那時也已知道豆類的發(fā)酵過程,從而制成了醬。民間常用的鹽腌、糖漬、煙熏、風(fēng)干等保存食物的方法,實際上都是防止食物因微生物生長繁殖而腐爛變質(zhì)的有效措施。
11世紀(jì)時,北宋末年劉真人就有肺癆由蟲引起之說。意大利Fracastoro(1483—1553)認(rèn)為傳染病的傳播有直接、間接和通過空氣等數(shù)種途徑。奧地利Plenciz(1705—1786)主張傳染病的病因是活的物體,每種傳染病由獨特的活物體所引起。18世紀(jì)清乾隆年間,我國師道南在《天愚集》鼠死行篇中寫道:“東死鼠,西死鼠,人見死鼠如見虎,鼠死不幾日,人死如圻堵,晝死人莫問數(shù),日色慘淡愁云護,三人行未十步多,忽死兩人橫截路……”。生動地描述了當(dāng)時鼠疫猖獗流行的可怕凄慘景況,同時也正確地指出了鼠疫的流行環(huán)節(jié)。
在預(yù)防醫(yī)學(xué)方面,我國自古以來就有將水煮沸后飲用的習(xí)慣。明李時珍《本草綱目》中指出,對病人的衣服蒸過再穿就不會感染到疾病,表明已有消毒的記載。
古代人早已認(rèn)識到天花是一種烈性傳染病,一旦與患者接觸,幾乎都將受染,且死亡率極高。但已康復(fù)者去護理天花病人,則不會再得天花。這種免得瘟疫的現(xiàn)象,是“免疫”一詞的最早概念。我國祖先在這個現(xiàn)象的啟發(fā)下,開創(chuàng)了預(yù)防天花的人痘接種法。大量古書表明,我國在明隆慶年間(1567—1572),人痘已經(jīng)廣泛使用,并先后傳至俄國、朝鮮、日本、土耳其、英國等國家。人痘接種預(yù)防天花是我國預(yù)防醫(yī)學(xué)上的一大貢獻。
實驗微生物學(xué)時期
1.微生物的發(fā)現(xiàn) 首先觀察到微生物的是荷蘭人列文虎克(AntonyvanLeeuwenhoek,1632-1723)。他于1676年用自磨鏡片,創(chuàng)制了一架能放大266倍的原始顯微鏡檢查了污水、齒垢、糞便等,發(fā)現(xiàn)許多肉眼看不見的微小生物,
并正確地描述了微生物的形態(tài)有球形、桿狀和螺旋樣等,為微生物的存在提供了科學(xué)依據(jù)。
19世紀(jì)60年代,歐洲一些國家占重要經(jīng)濟地位的釀酒和蠶絲工業(yè)分別發(fā)生酒味變酸和蠶病流行,這就促進了對微生物的研究。法國科學(xué)家巴斯德(LouisPasteur,1822-1895)首先實驗證明有機物質(zhì)發(fā)酵和腐敗是由微生物引起,而酒類變質(zhì)是因污染了雜菌所致,從而推翻了當(dāng)時盛行的“自然發(fā)生說”。巴斯德的研究,開始了微生物的生理學(xué)時代。人們認(rèn)識到不同微生物間不僅有形態(tài)學(xué)上的差異,在生理學(xué)特性方面亦有所不同,進一步肯定了微生物在自然界中所起的重要作用。自此,微生物學(xué)成為一門獨立學(xué)科。
巴斯德為防止酒類發(fā)酵成醋創(chuàng)用的加溫處理法,就是至今仍沿用于酒類和牛奶的巴氏消毒法。在巴斯德的影響下,英國外科醫(yī)生李斯特(JosephLister,1827-1912)創(chuàng)用石炭酸噴灑手術(shù)室和煮沸手術(shù)用具,以防止術(shù)后感染,為防腐、消毒,以及無菌操作奠定基礎(chǔ)。
微生物學(xué)的另一奠基人是德國學(xué)者郭霍(RobertKoch,1843-1910)。他創(chuàng)用固體培養(yǎng)基,使有可能將細(xì)菌從環(huán)境或病人排泄物等標(biāo)本中分離成為純培養(yǎng),利于對各種細(xì)菌的特性分別研究。他還創(chuàng)用了染色方法和實驗動物感染,為發(fā)現(xiàn)多種傳染病的病原菌提供實驗手段。在19世紀(jì)的最后20年中,許多傳染病的病原菌如炭疽芽胞桿菌、傷寒沙門菌、結(jié)核分枝桿菌、霍亂弧菌、白喉棒狀桿菌、葡萄球菌、破傷風(fēng)梭菌、腦膜炎奈瑟菌菌、鼠疫耶氏菌、肉毒梭菌、痢疾志賀菌等,由郭霍和在他帶動下的一大批學(xué)者相繼發(fā)現(xiàn)并分離培養(yǎng)成功。
郭霍根據(jù)對炭疽芽胞桿菌的研究,提出了著名的郭霍法則(Koch"s postulates,1884)。認(rèn)為:①特殊的病原菌應(yīng)在同一種疾病中查見,在健康人中不存在;②該特殊病原菌能被分離培養(yǎng)得純種;③該純培養(yǎng)物接種至易感動物,能產(chǎn)生同樣病癥;④自人工感染的實驗動物體內(nèi)能重新分離得該病原菌純培養(yǎng)。郭霍法則在鑒定一種新病原體時確有重要的指導(dǎo)意義,但應(yīng)注意到一些特殊情況。例如表面看來似很健康,實則是帶菌者;有的病原體如麻風(fēng)分枝桿菌迄今尚未能在體外人工培養(yǎng);亦有的病原體尚未發(fā)現(xiàn)有易感動物等等。另一方面,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,新病原體的確定尚可通過免疫學(xué)方法檢測患者血清中的特異性抗體,以及分子生物學(xué)技術(shù)鑒定靶組織中的特異基因等。
1892年俄國伊凡諾夫斯基(ИвановскийДИ)發(fā)現(xiàn)了第一個病毒即煙草花葉病病毒。1897年Loeffler和Frosch發(fā)現(xiàn)動物口蹄疫病毒。對人致病的病毒首先被證實的是黃熱病病毒。細(xì)菌病毒(噬菌體)則分別由Twort(1915)和d"Herelle(1917)發(fā)現(xiàn)。隨后相繼分離出許多人類和動物、植物致病性病毒。
2.免疫學(xué)的興起 18世紀(jì)末,英國琴納(EdwardJenner,1749-1823)創(chuàng)用牛痘預(yù)防天花,為預(yù)防醫(yī)學(xué)開辟了廣闊途徑。隨后,巴斯德研制雞霍亂、炭疽和狂犬病疫苗成功。
德國Behring在1891年用含白喉抗毒素的動物免疫血清成功地治愈一名白喉女孩,此為第一個被動免疫治療的病例。自此引起科學(xué)家們從血清中尋找殺菌、抗毒物質(zhì),導(dǎo)致血清學(xué)的發(fā)展。
免疫化學(xué)的研究,始自Landsteiner(1910)用偶氮蛋白人工抗原研究抗原、抗體反應(yīng)的特異性化學(xué)基團。Tiselius和Kabat(1938)等創(chuàng)建血清蛋白電泳技術(shù),證明抗體活性存在于血清的丙種球蛋白部分;其后又建立了分離、純化抗體球蛋白方法,對抗體的理化性質(zhì)有了進一步的了解。
人們對感染免疫現(xiàn)象本質(zhì)的認(rèn)識始于19世紀(jì)末。當(dāng)時有兩種不同的學(xué)術(shù)觀點。一派以俄國梅契尼可夫(МечниковИИ,1845-1916)為首的吞噬細(xì)胞學(xué)說,另派以德國艾利希(PaulEhrlich,1854-1915)為代表的體液抗體學(xué)說。兩派長期爭論不休。不久,Wright在血清中發(fā)現(xiàn)了調(diào)理素抗體,并證明吞噬細(xì)胞的作用在體液抗體的參與下可大為增強,兩種免疫因素是相輔相成的。從而統(tǒng)一了兩學(xué)說間的矛盾,使人們對免疫機制的認(rèn)識可有一個較全面的觀點。
澳大利亞學(xué)者Burnet以生物學(xué)和分子遺傳學(xué)的發(fā)展為基礎(chǔ),在艾利希側(cè)鏈學(xué)說和Jerne等天然抗體選擇學(xué)說,以及人工耐受誘導(dǎo)成功的啟發(fā)下,于1958年提出了關(guān)于抗體生成的克隆選擇學(xué)說。該學(xué)說的基本觀點是將機體的免疫現(xiàn)象建立在生物學(xué)的基礎(chǔ)上,它不僅闡明了抗體產(chǎn)生機制,同時也可對抗原的識別、免疫記憶形成、自身耐受建立和自身免疫發(fā)生等重要免疫生物學(xué)現(xiàn)象作出解答。這樣,免疫學(xué)跨越了感染免疫的范疇,逐漸形成生物醫(yī)學(xué)(biomedicine)中的一門新學(xué)科。
3.化學(xué)療劑和抗生素的發(fā)明首先合成化學(xué)療劑的是艾利希。他在1910年合成治療梅毒的砷凡納明(編號606),后又合成新砷凡納明(編號914),開創(chuàng)了微生物性疾病的化學(xué)治療時代。1935年Domagk發(fā)現(xiàn)百浪多息(protosil)可以治療致病性球菌感染后,一系列磺胺藥物相繼合成,廣泛應(yīng)用于感染性疾病的治療中。
1929年Fleming發(fā)現(xiàn)青霉菌產(chǎn)生的青霉素能抑制金黃色葡萄球菌的生長。直到1940年,F(xiàn)lorey等將青霉菌的培養(yǎng)液予以提純,才獲得可供臨床使用的青霉素純品。青霉素的發(fā)現(xiàn),鼓舞了微生物學(xué)家們尋找、發(fā)掘抗生素的熱潮,于是鏈霉素、氯霉素、金霉素、土霉素、紅霉素等等相繼發(fā)現(xiàn)。使許多由細(xì)菌引起的感染和傳染病得到控制和治愈,為人類健康作出了巨大貢獻。
現(xiàn)代微生物學(xué)時期 近30年來,隨著化學(xué)、物理學(xué)、生物化學(xué)、遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、免疫學(xué)和分子生物學(xué)等學(xué)科的進展,電子顯微鏡技術(shù)、細(xì)胞培養(yǎng)、組織化學(xué)、標(biāo)記技術(shù)、核酸雜交、色譜技術(shù)和電子計算機等新技術(shù)的建立和改進,微生物學(xué)得到極為迅速的發(fā)展。
1.新病原微生物的發(fā)現(xiàn) 自1973年以來,新發(fā)現(xiàn)的病原微生物已有30多種。其中主要的有軍團菌,幽門螺桿菌,霍亂弧菌O139血清群,大腸埃希菌O157:H7血清型,肺類衣原體,伯氏疏螺旋體,人類免疫缺陷病毒,人類皰疹病毒6、7、8型,丙、丁、戊、己、庚型肝炎病毒,漢坦病毒,輪狀病毒等。
1967-1971年間,美國植物學(xué)家Diener等從馬鈴薯紡錘形塊莖病中發(fā)現(xiàn)一種不具有蛋白質(zhì)組分的RNA致病因子,稱為類病毒(viroid).后來在研究類病毒時發(fā)現(xiàn)另一種引起苜蓿等植物病害的擬病毒(virusoid)。1983年有關(guān)國際會議將這些微生物統(tǒng)稱為亞病毒(subvirus).
1982年,美國科學(xué)家Prusiner從感染羊搔癢病(scrapie)的鼠腦分離出一種稱為朊粒(prion)的傳染性蛋白因子。該因子只含蛋白質(zhì),無核酸組分。引起海綿狀腦病,是一種慢性進行性致死性中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病。朊粒所致疾病,動物中除羊搔癢病外,有牛海綿狀腦。ㄋ追Q瘋牛病),貂傳染性腦炎等;人類中有庫魯(kuru)病、克-雅。–reutzfeldt-Jakobdisease,CJD)、格斯綜合征(Gerstmann"ssyndrome,GSS)、致死性家族失眠癥(fatalfamilialinsomnia,FFI)等.prion曾譯為朊病毒,但有學(xué)者認(rèn)為其生物學(xué)性狀與尋常病毒差異太大,不宜列入病毒范疇.因而,其確切生物學(xué)位置待定.
2.致病機制 近年來,分子生物學(xué)技術(shù)的介入,對病原微生物致病機制的認(rèn)識可深入到分子水平和基因水平.迄今一些主要病原菌的外毒素、內(nèi)毒素、侵襲性蛋白、粘附素等,病毒的結(jié)構(gòu)蛋白和非結(jié)構(gòu)蛋白等組成和功能,以及相應(yīng)的編碼基因和調(diào)控基因有所了解,它們與宿主間的相互關(guān)系亦有進一步的明確.這些都有助于為診斷和防治微生物感染性疾病設(shè)計更有效措施提供新的科學(xué)依據(jù).
最近,和人類基因組計劃相呼應(yīng),病原微生物的基因組計劃已提到議事日程.病毒基因組的結(jié)構(gòu)和功能分析早已處于領(lǐng)先地位.截至1998年9月,已有572株病毒進行了全基因測序,其中與人類有關(guān)的病毒占76株.已完成原核微生物基因組測序工作的有20種,其中屬醫(yī)學(xué)微生物的有流感嗜血桿菌、幽門螺桿菌、結(jié)核分枝桿菌、大腸埃希菌、肺炎支原體、生殖器支原體、蒼白密螺旋體和伯氏疏螺旋體.病原微生物基因組序列測定的重大意義,除更好地了解其致病機制和與宿主的相互關(guān)系外,尚能發(fā)現(xiàn)更靈敏、特異的致病分子標(biāo)記作為診斷、分型等依據(jù);為臨床篩選有效藥物和開發(fā)疫苗提供資料;為執(zhí)業(yè)醫(yī)師對人類相關(guān)基因功能的認(rèn)識和探討人類遺傳性疾病機制提供參考等。
3.診斷技術(shù) 細(xì)菌的鑒定和分類,過去以表型方法為主,現(xiàn)則側(cè)重于基因型方法來分析待檢菌的遺傳學(xué)特征.后法包括DNA的G+Cmol%測定、DNA×DNA雜交、DNA×rDNA雜交、16SrRNA寡核苷酸序列分析、氨基酸序列分析、質(zhì)粒分析、基因轉(zhuǎn)移和重組、基因探針、多聚酶鏈反應(yīng)(PCR)、限制性片段長度多態(tài)性(RFLP)分析等.這些分子生物學(xué)技術(shù)在分類、新種鑒定和流行病學(xué)中尤為重要.例如現(xiàn)已普遍為學(xué)術(shù)界接受的將生物分成真核生物、真細(xì)菌和古細(xì)菌(Archaeobacteria)三個域(domain),就是Woese等用16SrRNA寡核苷酸序列分析技術(shù),獲得了大量原核生物和真核生物的序列譜后創(chuàng)立的.
臨床微生物學(xué)檢驗中,快速診斷方法發(fā)展較快.免疫熒光、放射核素和酶聯(lián)(ELISA)三大標(biāo)記技術(shù)中,以ELISA快速測定微生物抗原技術(shù)較為普遍.放射核素標(biāo)記因有輻射危害,已逐漸為地高辛、光敏生物素等非放射性物質(zhì)標(biāo)記所替代.
細(xì)菌檢驗中的微量化和自動化,也是微生物學(xué)診斷中的發(fā)展方向.經(jīng)過多年的研究和不斷改進,常規(guī)的臨床細(xì)菌學(xué)診斷已可由系列的試劑盒商品成套供應(yīng),來替代各檢驗部門自行配制試劑、手工操作等緩慢和繁瑣狀態(tài).
4.防治措施 針對滅活全菌體疫苗接種后普遍有一定的不良副反應(yīng)和減毒活疫苗株不易獲得;而對一些病原微生物與免疫防御有關(guān)的組分,可以通過分子生物學(xué)技術(shù)分離或克隆入無害載體。近年來肺炎鏈球菌莢膜多糖疫苗、腦膜炎奈瑟菌莢膜多糖疫苗、百日咳血凝素組分疫苗、銅綠假單胞菌外膜蛋白疫苗、傷寒沙門菌Ty2la疫苗、乙型肝炎基因工程疫苗等相繼問世.1993年Ulmer等開創(chuàng)的核酸疫苗被譽為疫苗學(xué)的新紀(jì)元,具有廣闊的發(fā)展前景.
多種抗生素的發(fā)現(xiàn)對細(xì)菌性感染的防治起著極大作用,但不少病原菌的單元和多重耐藥株隨著出現(xiàn),使治療帶來很大困難.經(jīng)過科研人員的努力,不斷對老藥修飾改造和新抗菌藥物的研制,情況有所改善,但仍不能逆轉(zhuǎn)耐藥性這一根本問題.抗病毒和真菌藥物,也很少有突破性進展.近年來,應(yīng)用生物工程產(chǎn)生大批量干擾素、白介素2等細(xì)胞因子,在試治某些病毒性疾病中,取得一定效果.在由腸道菌群失調(diào)造成的消化功能紊亂患者,微生態(tài)制劑可以一試。
第三節(jié) 醫(yī)學(xué)微生物學(xué)
醫(yī)學(xué)微生物學(xué)(medicalmicrobiology)是微生物學(xué)的一個分支,是一門基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)課程.主要研究與醫(yī)學(xué)有關(guān)病原微生物的生物學(xué)特性、致病和免疫機制,以及特異性診斷、防治措施,以控制和消滅感染性疾病和與之有關(guān)的免疫損傷等疾病,達(dá)到保障和提高人類健康水平的目的.
根據(jù)醫(yī)學(xué)微生物學(xué)的系統(tǒng)性和教學(xué)上的循序漸進原則,本課程分為細(xì)菌學(xué)、真菌學(xué)和病毒學(xué)三篇.每篇內(nèi)容包括總論和各論兩個部分,分別敘述原核微生物、真核微生物和非細(xì)胞型微生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生長繁殖、遺傳變異等生物學(xué)特性、病原微生物和宿主機體的相互關(guān)系,以及微生物學(xué)檢查法和防治原則。支原體、衣原體、立克次體、螺旋體和放線菌,按分類原則雖列入細(xì)菌篇中,但為便于教學(xué),它們?nèi)苑謩e在專章中各自單獨闡述.
辛亥革命后,我國僅有少數(shù)學(xué)者從事微生物學(xué)的研究,并取得一定成就.例如發(fā)現(xiàn)旱獺也可為鼠疫耶氏菌的存儲宿主;首先應(yīng)用雞胚培養(yǎng)立克次體等.新中國成立后,較快地消滅了天花;鼠疫、白喉、脊髓灰質(zhì)炎、新生兒破傷風(fēng)等得到了控制;我國學(xué)者湯飛凡等首先成功地分離出沙眼衣原體。此外,1959年國內(nèi)分離出麻疹病毒,成功地制成減毒活疫苗,很快地控制了麻疹的流行;1972-1973年分離出流行性出血性角膜結(jié)膜炎的病原體,并證明是腸道病毒70型.近30年來,甲、乙、丙、戊、庚型肝炎病毒和HIV的診斷方法已建立并廣泛用于臨床;甲型肝炎病毒已分離培養(yǎng)建株成功,并制成疫苗用于預(yù)防;流行性出血熱的病因?qū)W和流行病學(xué)研究已進入世界前列;EB病毒和鼻咽癌間發(fā)現(xiàn)有密切聯(lián)系,并建立了早期診斷方法.在病原菌方面,軍團菌、幽門螺桿菌、伯氏疏螺旋體等陸續(xù)分離成功.ELISA等標(biāo)記技術(shù)已廣泛應(yīng)用于實際;核酸雜交、PCR技術(shù)也已在有關(guān)領(lǐng)域中開展.至于我國特有的中醫(yī)中藥對防治某些微生物感染的研究長期持續(xù)不斷,并發(fā)現(xiàn)多種中草藥能抑制或殺死某些病原微生物.
在醫(yī)學(xué)微生物學(xué)領(lǐng)域,國內(nèi)外雖都取得不小成績,但距離控制和消滅傳染病的目標(biāo)尚存在頗大差距。目前,由病原微生物引起的多種傳染病仍嚴(yán)重威脅人類的健康.據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)報道,近年全球平均每年有1700多萬人死于傳染病.新病原體的不斷出現(xiàn),造成新的(新現(xiàn),emerging)傳染病;原流行病原體因變異、耐藥等重新流行,導(dǎo)致再現(xiàn)(reemerging)傳染病為病死的主要原因.最近幾年發(fā)生的來源于畜禽病原體的感染人類事件,值得人們警惕。例如1996年日本爆發(fā)的大腸埃希菌O157:H7食物中毒,發(fā)病1萬余人,死亡11例;1997年我國香港有18人患H5N1型禽流感病毒感染,死亡4人;1998年英國有十萬頭;寂:>d狀腦病(瘋牛病,BSE),死亡十萬余頭,至少有十個青年死于不典型的CJD,據(jù)調(diào)查他(她)們都有進食牛肉史
鑒于迄今仍有一些感染性疾病的病原體還未發(fā)現(xiàn);有些病原體的致病和免疫機制有待闡明;不少疾病尚缺乏有效防治措施.因此,醫(yī)學(xué)微生物學(xué)今后要繼續(xù)加強對病原微生物的致病因子及其致病機制和免疫機制的研究,研制完全、有效的疫苗;運用分子生物學(xué)和免疫學(xué)等新手段,創(chuàng)建特異、靈敏、快速、簡便的診斷方法;深入研究微生物的耐藥機制,探討防止和逆轉(zhuǎn)耐藥性措施,并積極開發(fā)抗細(xì)菌、真菌和病毒的新型藥物等.只有這樣多方面的綜合研究,才能使醫(yī)學(xué)微生物學(xué)和有關(guān)學(xué)科在共同努力下,達(dá)到控制和消滅危害人類健康的感染性疾病這一宏偉目標(biāo)。