緒論緒論病原生物學（pathogenicbiology）是研究病原微生物的生物學特性、致病性、免疫性及與機體和周圍環境相互作用關系的一門學科。病原微生物是指在自然界能夠給人類和動植物造成危害的微小生物。第一節病原生物學概述第一節病原生物學概述醫學微生物學（medicalmicrobiology）主要通過研究病原微生物的生物學特性、致病性、免疫性、微生物學診斷和防治措施，以控制和消滅感染性疾病和與之有關的免疫損傷等疾病，達到保障和提高人類健康水平的目的。第一節病原生物學概述一、醫學微生物學微生物（microorganism）是存在于自然界的一群個體微小、結構簡單、肉眼看不見，必須借助光學顯微鏡或電子顯微鏡放大后才能看到的微小生物。微生物的種類繁多，根據其結構、組成的不同，可分為三大類。第一節病原生物學概述（一）微生物的概念與分類非細胞型微生物的體積最小，能通過濾菌器，無典型的細胞結構及完整的酶系統，只能在活的宿主細胞內增殖，如病毒。1．非細胞型微生物第一節病原生物學概述（一）微生物的概念與分類原核細胞型微生物僅有原始核，無核膜、核仁，缺乏完整的細胞器。此類微生物最多，包括細菌、支原體、衣原體、立克次氏體、螺旋體和放線菌等。2．原核細胞型微生物第一節病原生物學概述（一）微生物的概念與分類真核細胞型微生物的細胞核分化程度高，有核膜、核仁、染色體，胞質內細胞器完整，如真菌。3．真核細胞型微生物第一節病原生物學概述（二）微生物與人類的關系微生物種類繁多，在土壤、空氣、水、人和動植物的體表及人和動植物與外界相通的腔道中廣泛存在著各種微生物。大多數微生物對人和動植物的生存是有益和必需的。第一節病原生物學概述（二）微生物與人類的關系1．微生物在物質循環中的作用自然界中，許多物質的循環要靠微生物的作用來完成。例如土壤中的微生物能將死亡動植物的有機氮化合物轉化為無機氮化合物，以供植物生長的需要，而植物又為人類和動物所食用。這個過程，在組成生態體系食物鏈的同時也凈化了自然界，這是維持生態平衡及環境穩定不可缺少的重要環節。因此，沒有微生物，植物就不能進行代謝，人和動物也將難以生存。第一節病原生物學概述（二）微生物與人類的關系2．微生物在工農業生產實踐中的作用在工業方面，可利用微生物發酵工程進行食品加工、釀酒、制醋、工業制革、石油勘探、廢物處理等。在醫藥工業方面，可利用微生物生產抗生素、維生素、輔酶等藥物。在農業方面，利用微生物生產細菌肥料、轉基因農作物、植物生長激素、生物殺蟲劑等，開辟了以菌造肥、以菌防病、以菌治病等農業增產新途徑。第一節病原生物學概述（二）微生物與人類的關系3．微生物在環境保護及生命科學中的作用在環境保護方面，微生物可中和廢水中的堿，氧化還原和分解廢水中的有機磷、氰化物、汞等，將其降解轉化為無毒物質。在生命科學方面，微生物作為研究對象和模擬生物，有關基因、遺傳密碼、轉錄、翻譯和基因調控等都是在微生物中發現和得到證實的。定向創建有益的工程菌，可制造出多種人類必需品。第一節病原生物學概述（二）微生物與人類的關系4．微生物對人體的作用正常情況下，寄生在人體體表及各腔道中的微生物是無害的，有些還能拮抗病原微生物的入侵、合成多種維生素供機體利用。但當某些條件發生改變時，這種關系也可發生變化，一些微生物可侵入體內環境引起疾病，具有這種特性的微生物稱為條件致病微生物。第一節病原生物學概述（三）醫學微生物學的發展史.1經驗時期古代人類雖未觀察到微生物，但早已將微生物知識用于生產實踐和疾病防治中。公元兩千多年前就有儀狄造酒的記載。北魏（386—534年）賈思勰《齊民要術》一書中，詳細地記載了制醋方法。我國古代人民還發現了豆類的發酵過程，從而制成了醬。長期以來，民間常用的鹽腌、糖漬、煙熏、風干等保存食物的方法，實際上都是防止食物因微生物生長而腐爛變質的好方法。第一節病原生物學概述.2實驗微生物學時期第一個看到微生物的是荷蘭人列文虎克，他于1676年用自磨鏡片創制了一架能放大266倍的原始顯微鏡，觀察到微生物的形態有球形、桿狀、螺旋狀等，為微生物的存在提供了有力證據。（三）醫學微生物學的發展史第一節病原生物學概述.2實驗微生物學時期19世紀60年代，在一些歐洲國家，占重要經濟地位的釀酒工業和蠶絲業發生酒味變酸和蠶病危害等。法國科學家巴斯德發現并證實有機物質的發酵與腐敗是由微生物引起的，并于1864年創立了巴氏消毒法。他的研究開創了微生物的生理學時期。自此，微生物學開始成為一門獨立的學科。（三）醫學微生物學的發展史第一節病原生物學概述.2實驗微生物學時期微生物學的另一奠基人是德國學者郭霍。他創用了固體培養基，以便于對各種細菌分別進行具體研究。后又創用了染色技術，為發現各種傳染病的病原體提供了有利條件。1892年，俄國學者伊凡諾夫斯基發現患煙草花葉病的煙葉汁通過濾菌器后仍保留其感染性，隨后相繼發現并分離出許多人類和動植物病毒。1929年，英國人弗萊明發現了青霉素，為感染性疾病的治療帶來一次大革命，是具有重大意義的科研成果。（三）醫學微生物學的發展史第一節病原生物學概述.3現代微生物學時期近幾十年來，隨著生物化學、遺傳學、細胞生物學、分子生物學等學科的發展，以及電子顯微鏡、組織化學、細胞培養、免疫熒光、免疫酶、同位素標記、電子計算機、質譜儀等新技術的應用，微生物學得以迅速發展。類病毒、擬病毒、朊粒等逐漸被認識，許多新的病原微生物如軍團菌、幽門螺桿菌、人類免疫缺陷病毒、肝炎病毒、漢坦病毒、西尼羅病毒和SARS病毒等也逐漸被發現。（三）醫學微生物學的發展史第一節病原生物學概述.3現代微生物學時期目前，對病原微生物致病機制的認識已深入到分子水平和基因水平，人們應用分子生物學技術探討微生物的基因結構和功能，對微生物的生物學特性及其活動規律有了更深入的認識。（三）醫學微生物學的發展史第一節病原生物學概述.3現代微生物學時期雖然人類在醫學微生物學的研究領域已取得巨大成績，但離控制和消滅傳染病的目標還有一定的差距。目前，由病原微生物引起的多種傳染病仍嚴重威脅著人類的健康。廣譜抗生素的濫用造成了強大的選擇壓力，使許多菌株發生變異，導致耐藥性的產生，人類健康受到新的威脅。某些微生物的快速變異，對疫苗的設計和治療造成了很大障礙。21世紀是生命科學飛速發展的時代，科學技術的進步為醫學微生物學的發展提供了極為有利的條件，醫學微生物學將在控制、消滅傳染病，保障人類健康方面做出更大貢獻。（三）醫學微生物學的發展史第一節病原生物學概述二、人體寄生蟲學（一）寄生蟲及人體寄生蟲學的概念與分類寄生蟲（parasite）是指長期或短暫地依附于另一種生物的體內或體表，獲得營養并給對方造成損害的低等無脊椎動物和單細胞原生物。人體寄生蟲學（humanparasitology）是研究與人體健康有關的寄生蟲，并闡明寄生蟲與人體和外界環境關系的一門科學。人體寄生蟲學由三部分組成。第一節病原生物學概述（一）寄生蟲及人體寄生蟲學的概念與分類醫學蠕蟲為多細胞無脊椎動物，軟體，借肌肉伸縮蠕動，如蛔蟲、鉤蟲、血吸蟲和絳蟲等。1．醫學蠕蟲第一節病原生物學概述（一）寄生蟲及人體寄生蟲學的概念與分類醫學原蟲為單細胞真核動物，具有獨立和完整的生理功能，如溶組織阿米巴、瘧原蟲、剛地弓形蟲和陰道毛滴蟲等。2．醫學原蟲第一節病原生物學概述（一）寄生蟲及人體寄生蟲學的概念與分類醫學節肢動物多為身體分節、具有外骨骼和附肢等形態特征的體表寄生蟲，如蚊、蠅、虱、蚤、螨和蜱等。3．醫學節肢動物第一節病原生物學概述（二）人體寄生蟲學的發展人體寄生蟲學是預防醫學和臨床醫學的基礎學科之一。人類對寄生蟲的認識由來已久，顯微鏡的問世對寄生蟲學的發展起到了極大的推動作用，寄生蟲學作為一門獨立的學科始于1860年。近30年來，由于各種新技術的開發應用，特別是電子顯微鏡和分子生物學的研究，使得對寄生蟲的研究進入亞細胞、分子和基因水平。對寄生蟲致病機制、診斷和防治方面的研究均取得了顯著成績。21世紀是免疫寄生蟲與生化—分子寄生蟲學升華階段，隨著其他學科的新技術、新理論在該階段的滲透，相信會取得更大的研究成果。第二節醫學免疫學概述第二節醫學免疫學概述一、免疫的概念與功能（一）免疫的概念免疫（immunity）一詞源于拉丁語，原意為免除瘟疫。早期認為免疫是指機體的抗感染防御能力，隨著研究的深入和發展，人們發現機體的免疫系統除抵抗病原體感染外，還對許多非病原體，如異體組織細胞、自身衰老損傷細胞、腫瘤細胞等發生免疫反應。因此，現代免疫的概念是指機體免疫系統識別與排除抗原異物的一種功能。第二節醫學免疫學概述（二）免疫的功能1．免疫防御（immunologicaldefence）：是指機體識別與清除病原微生物等抗原異物的能力。2．免疫穩定（immunologicalhomeostasis）：是指機體識別和清除損傷或衰老死亡的細胞，維持其生理平衡的功能，免疫穩定功能失調可導致自身免疫病。3．免疫監視（immunologicalsurveillance）：是指機體識別和清除體內出現的突變細胞，防止發生腫瘤的功能。免疫監視功能低下，易患惡性腫瘤。第二節醫學免疫學概述二、免疫學的發展簡史公元400年至18世紀末為經驗免疫學時期。早在公元11世紀，我國就發明了人痘苗預防天花。在明代隆慶年間（1567—1572年），人痘苗已在我國廣泛應用，至17世紀，先后傳入俄國、朝鮮、日本、土耳其、英國等地。人痘苗是人類認識機體免疫性的開端，為以后英國醫生E.Jenner發明牛痘苗奠定了基礎。（一）經驗免疫學時期第二節醫學免疫學概述二、免疫學的發展簡史18世紀至20世紀中葉為經典免疫學時期。這一時期，人們對免疫功能的認識由人體現象的觀察進入了科學實驗時期。在此期間取得的重要成果包括：18世紀末，英國醫生E.Jenner發明了牛痘苗用來預防天花，為預防醫學開辟了新途徑；19世紀后期，法國微生物學家巴斯德成功研制了炭疽桿菌減毒疫苗，為實驗免疫學打下了基礎；（二）經典免疫學時期第二節醫學免疫學概述二、免疫學的發展簡史在此期間取得的重要成果包括：1890年，德國學者EmilvonBehring和日本學者北里研制了白喉抗毒素，并成功應用于白喉患者的治療，開創了人工被動免疫療法之先河。1883年，俄國生物學家Metchnikoff發現了白細胞的吞噬作用，并提出了細胞免疫學說；1897年，德國學者PaulEhrlich提出了體液學說，到20世紀初發現抗體可促進白細胞吞噬作用，遂將兩種學說統一起來。（二）經典免疫學時期第二節醫學免疫學概述二、免疫學的發展簡史20世紀中葉至20世紀60年代期間，為近代免疫學時期。這一時期人們沖破了抗感染免疫模板學說的束縛，對生物體的免疫反應性有了比較全面的認識，使免疫學開始研究生物問題，出現了全新的免疫學理論。因此，這一時期實際上是免疫生物學時期。（三）近代免疫學時期第二節醫學免疫學概述二、免疫學的發展簡史1958年，澳大利亞學者F.Burnet結合當時分子遺傳學研究的最新成果提出了克隆選擇學說。該學說認為：體內存在識別各種抗原的免疫細胞克隆，通過細胞受體選擇相應的克隆并使之活化產生免疫應答。本學說對免疫學中的根本問題——抗原自我識別有了比較滿意的解釋，對免疫學中的其他重要問題，如免疫記憶、免疫耐受、自身免疫等現象，也能做出合理的說明，故為多數學者所接受。在此期間，免疫學技術也得到快速發展，建立了間接凝集反應和免疫標記技術，進一步促進了免疫學基礎理論的研究和應用。（三）近代免疫學時期第二節醫學免疫學概述二、免疫學的發展簡史現代免疫學時期是指20世紀60年代至今的時期。在這一時期，確認了淋巴細胞在免疫反應中的地位，闡明了免疫球蛋白的分子結構與功能，對免疫系統特別是細胞因子、黏附分子等進行了大量研究，并從分子水平對免疫球蛋白的多樣性、類別轉化等進行了有益的探討，在許多方面取得了突破性成就。（四）現代免疫學時期第二節醫學免疫學概述三、免疫學在醫學中的作用.1疾病的預防免疫學對疾病的預防起著至關重要的作用。例如使用人痘苗、牛痘苗接種預防天花，經過人類不懈的努力，終于在1979年10月26日，世界衛生組織宣布全世界已經消滅了天花。許多傳染病（麻疹、白喉、百日咳、破傷風、脊髓灰質炎和結核等）相應計劃免疫的實施，使發病率大大降低。隨著免疫學的發展、新疫苗的不斷問世，免疫預防范圍進一步擴大，世界衛生組織提出的人人享有衛生保健的奮斗目標正逐漸付諸實踐。第二節醫學免疫學概述.2疾病診斷及揭示疾病發病機制通過免疫學的研究，揭示了臨床許多原因不明的疾病，如免疫缺陷病、1型糖尿病、肝炎、系統性紅斑狼瘡、重癥肌無力和某些貧血等的發病機制；闡明了移植排斥反應的機制，同時應用免疫學方法尋找合適的供者，防止和控制移植排斥的發生及誘導移植耐