【正文】 病原菌減毒可誘發(fā)免疫性，首次制成狂犬疫苗，進行預防接種；證實發(fā)酵是由微生物引起的；創(chuàng)立巴斯德消毒法等。這時醫(yī)生只好嘗試用其他藥物，這些藥物又有待于微生物學家和其它科學家去研究、開發(fā)……。此外，你在第十章還將會看到以基因工程為代表的現(xiàn)代生物技術的發(fā)展及其美妙的前景也是微生物對人類作出的又一重大貢獻。今天，一種新的瘟疫艾滋病(AIDS)也正在全球蔓延；癌癥也正威脅著著人類的健康和生命；許多已被征服的傳染病(如肺結核、虐疾、霍亂等)也有“卷土重來 ”之勢。正確地使用微生物這把雙刃劍，造福于人類是我們學習和應用微生物學的目的，也是每一個微生物學工作者義不容辭的責任。但其中也有少數(shù)成員是肉眼可見的，例如近年來發(fā)現(xiàn)有的細菌是肉眼可見的：1993年正式確定為細菌的Epulopiscium fishelsoni以及1998年報道的Thiomargarita namibiensis(見第二章)，均為肉眼可見的細菌。由于微生物的極其多樣性以及獨特的生物學特性(個體小、繁殖快、分布廣等)使其在整個生命科學中占據(jù)著舉足輕重的地位。那么微生物學具體的研究內容是什么呢? 總的來說，微生物學是研究微生物在一定條件下的形態(tài)結構、生理生化、遺傳變異以及微生物的進化、分類、生態(tài)等生命活動規(guī)律及其應用的一門學科。三、微生物的發(fā)現(xiàn)和微生物學的發(fā)展 在人們真正看到微生物之前，實際上已經猜想或感覺到它們的存在，甚至人們已經在不知不覺中應用它們。公元九世紀到十世紀我國已發(fā)明用鼻苗法種痘，用細菌浸出法開采銅。列文虎克(Antony Van Leeuwenhoe k, 1632～1723)(圖12)，但他的最大貢獻不是在商界而是他利用自制的顯微鏡發(fā)現(xiàn)了微生物世界(當時被稱之為微小動物)，他的顯微鏡放大倍數(shù)為50～300倍，構造很簡單，僅有一個透鏡安裝在兩片金屬薄片的中間，在透鏡前面有一根金屬短棒，在棒的尖端擱上需要觀察的樣品，通過調焦螺旋調節(jié)焦距。圖12 列文虎克(1632～1723)由列文虎克揭示的多姿多彩的微生物世界吸引著各國學者去研究、探索，推動著微生物學的 建立和發(fā)展，表11列出了發(fā)展過程中的重大事件。繼列文虎克發(fā)現(xiàn)微生物世界以后的200年間，微生物學的研究基本上停留在形態(tài)描述和分門別類的階段。主要集中在下列三方面。巴斯德自制了一個具有細長而彎曲的頸的玻瓶，其中盛有有機物水浸液(圖14)，經加熱滅菌后，瓶內可一直保持無菌狀態(tài)，有機物不發(fā)生腐敗，因為彎曲的瓶頸阻擋了外面空氣中微生物直達有機物浸液內，一旦將瓶頸打斷，瓶內浸液中才有了微生物，有機質發(fā)生腐敗。其后他又研究了牛、羊炭疽病和狂犬病，并首次制成狂犬疫苗，證實其免疫學說，為人類防病、治病作出了重大貢獻。此外，巴斯德還發(fā)現(xiàn)乳酸發(fā)酵、醋酸發(fā)酵和丁酸發(fā)酵都是不同細菌所引起的。(1)具體證實了炭疽病菌是炭疽病的病原菌。圖15 柯赫(18431910)柯赫除了在病原菌研究方面的偉大成就外，在微生物基本操作技術方面的貢獻更是為微生物學的發(fā)展奠定了技術基礎，這些技術包括：(1)用固體培養(yǎng)基分離純化微生物的技術，這是進行微生物學研究的基本前體，這項技術一直沿用至今。巴斯德和柯赫的杰出工作，使微生物學作為一門獨立的學科開始形成，并出現(xiàn)以他們?yōu)榇矶⒌母鞣种W科，例如細菌學(巴斯德、柯赫等)、消毒外科技術()，免疫學(巴斯德、Metchnikoff, Behring, Ehrlich等)、土壤微生物學(Beijernck Winogradsky等)、病毒學(IVanowsky、Beijerinck等)、植物病理學和真菌學(Bary, Berkeley等)、釀造學(Hensen, Jorgensen等)以及化學治療法(Ehrlish等)等。當時大多數(shù)生物學家的研究興趣是有關高等動植物細胞的結構和功能、生態(tài)學、繁殖和發(fā)育、遺傳以及進化等；而微生物學家更關心的是感染 疾病的因子、免疫、尋找新的化學治療藥物以及微生物代謝等。1941年Beadle和Tatum用 粗糙脈胞菌(Neurospora crasa)分離出一系列生化突變株，將遺傳學和生物化學緊密結合起來，不僅促進微生物學本身向縱深發(fā)展，形成了新的基礎研究學科微生物遺 傳學和微生物生理學，而且也推動了分子遺傳學的形成。微生物的一系列生命活動規(guī)律，包括遺傳變異、細胞結構和功能，微生物的酶及生理生化等的研究逐漸發(fā)展起來，到了20世紀50年代微生物學全面進入分子研究水平，并進一步與迅速發(fā)展起來的分子生物學理論和技術以及其他學科匯合，使微生物學發(fā)展成為生命科學領域內一門發(fā)展最快，影響最大、體現(xiàn)生命科學發(fā)展主流的前沿科學。80年代初，在基因工程的帶動下，傳統(tǒng)的微生物發(fā)酵工業(yè)已從多方面發(fā)生了質的變化，成為現(xiàn)代生物技術的重要組成部分。長期爭論而不能得到解決的“遺傳物 質的基礎是什么?”的重大理論問題，只有在以微生物為材料進行研究所獲得的結果才無可辯駁地證實：核酸是遺傳信息的攜帶者，是遺傳物質的基礎(見第八章)。以研究生命物質的物理、化學結構及其功能為己任的分子生物學，如果沒有遺傳密碼的闡明，不知道基因表達調控的機制，那將是“無源之水，無本之本”。此外，DNA、RNA、蛋白質的合成機制以及遺傳信息傳遞的“中心法則”的提出等都涉及到微生物學家所作出的卓越貢獻。今天的轉基因動物、轉基團植物的轉化技術也源于微生物轉化的理論和技術。要完成如此浩大的工程，除了需要多學科(數(shù)、理、化、信息、計算機等)的交叉外，模式生物的先行至關重要，因為模式生物一般背景清楚，基因組小，便于測定和分析，可從中獲取經驗改進技術方法。總之，20世紀的微生物學一方面在與其它學科的交叉和相互促進中，獲得令人矚目的發(fā)展。但微生物作為一門科學進行研究，我國起步較晚。30年代開始在高等學校設立釀造科目和農產制造系，以釀 造為主要課程，創(chuàng)建了一批與應用微生物學有關的研究機構，魏巖壽等在工業(yè)微生物方面做出了開拓性工作，戴芳瀾和俞大紱等是我國真菌學和植物病理學的奠基人；張憲武和陳華癸等對根瘤菌固氮作用的研究開創(chuàng)了我國農業(yè)微生物學；高尚蔭創(chuàng)建了我國病毒學的基礎理論研究和第一個微生物學專業(yè)。培養(yǎng)了一大批微生物學人才。但從總體來說，我國的微生物學發(fā)展水平除個別領域 或研究課題達到國際先進水平，為國外同行承認外，絕大多數(shù)領域與國外先進水平相比，尚有相當大的差距。 所謂“基因組學”是1986年由Thomas Roderick首創(chuàng)，至今已發(fā)展為一專門的學科領域，包括全基因組的序列分析、功能分析和比較分析，是結構、功能和進化基因組學交織的學科。并將帶動分子微生物學等基礎研究學科的發(fā)展。(2)微生物具有其他生物共有的基本生物學特性：生長、繁殖、代謝、共用一套遺傳密碼等，甚至其基因組上含有與高等生物同源的基因，充分反映了生物高度的統(tǒng)一性。20世紀微生物學、生物化學和遺傳學的交叉形成了分子生物學；而邁向21世紀的微生物基因組學則是數(shù)、理、化、信息、計算機等多種學科交叉的結果；隨著各學科的迅速發(fā)展和人類社會的實際需要，各學科之間的交叉和滲透將是必然的發(fā)展趨勢。微生物從發(fā)現(xiàn)到現(xiàn)在的短短的300年間，特別是20世紀中期以后，已在人類的生活和生產實踐中得到廣泛的應用，并形成了繼動、植物二大生物產業(yè)后的第三大產業(yè)。小結，至今有300多年的歷史。誕生于19世紀中期，其奠基人是法國的巴斯德和德國的柯赫。但作為一門學科發(fā)展起始于20世紀初，曾在某些病原菌的研究和防治以及微生物在工、農業(yè)上的應用和研究等方面，作出具國際先進水平的工作。思 考 題。（三）掌握醫(yī)學微生物的學習目的。微生物與人類的關系。（二）掌握細菌的基本形態(tài)與排列方式。（六）熟悉細菌的分類、命名、常見的生化反應、生長繁殖的規(guī)律和人工培養(yǎng)。（三）細菌的特殊結構；莢膜：概念與功能；鞭毛：鞭毛的概念、數(shù)量、部位、化學組成、功能及致病性；菌毛：菌毛的概念、分類及功能；芽胞：芽胞的概念、形成和發(fā)芽，芽胞與醫(yī)學的關系。（七）細菌個體和群體生長繁殖的規(guī)律。（三）掌握病毒的增殖過程。（二）病毒體的結構和化學組成。真菌 [目的要求]（一）了解真菌的生物學地位；種類。（三）致病性：感染類型，致病機制。（二）掌握內毒素、外毒素的主要生物學特性。掌握以下概念: 隱性感染、顯性感染, 毒血癥、膿毒血癥、敗血癥、菌血癥、內毒素血癥。（四）細菌性感染的類型；隱性感染；顯性感染；全身感染：菌血癥、毒血癥、膿毒血癥、敗血癥和內毒素血癥的概念。（二）病毒感染的傳播方式及途徑： 水平傳播與垂直傳播的概念?？垢腥久庖?[目的要求]（一）了解抗感染免疫中非特異性免疫和特異性免疫的機制。（五）了解抗真菌感染免疫的特點。（四）抗菌免疫：抗胞外菌感染的免疫，吞噬細胞的吞噬作用，抗體和補體的作用，細胞免疫的作用。特異性免疫。（二）掌握與細菌變異相關的物質：染色體、質粒、噬菌體、轉座子。（二）細菌的遺傳與變異；細菌的變異現(xiàn)象：形態(tài)結構變異，抗原性變異，菌落的變異，毒力的變異，耐藥性變異；與細菌變異相關的物質：細菌染色體，質粒，噬菌體，轉座子。醫(yī)學微生態(tài)學與醫(yī)院內感染 [目的要求]（一）了解正常菌群的生理作用。[教學內容]（一）正常菌群的概念、分布與生理作用。消毒與滅菌 [目的要求]（一）了解常用的物理滅菌器械種類和方法。（三）高壓蒸氣滅菌法的原理和應用。（六）影響消毒滅菌效果的因素：消毒劑的性質、濃度與作用時間；微生物的種類與數(shù)量；溫度、酸堿度及環(huán)境中有機物的存在。（四）了解常用疫苗及類毒素的種類與使用方法。（二）病毒學診斷；標本采集；病毒的分離鑒定：動物接種，雞胚培養(yǎng)，細胞培養(yǎng)；病毒感染的血清學診斷；病毒感染的快速診斷。（五）感染的治療：細菌感染的治療，抗菌藥物的種類，藥物的主要作用。（二）了解細菌耐藥性的控制策略?；撔约毦?[目的要求]（一）掌握引起人類化膿性球菌的種類。（三）鏈球菌屬：鏈球菌的分類；生物學特性；致病性：致病物質有細胞壁成分（LTA、M蛋白）、外毒素類（致熱外毒素、鏈球菌溶素S和O）及侵襲性酶類（透明質酸酶、鏈激酶、鏈道酶）；所致疾病分化膿性、中毒性和超敏反應性三類；微生物學檢查：直接涂片鏡檢初步診斷，分離培養(yǎng)鑒定，抗“O”試驗。防治原則：腦膜炎多糖疫苗。（四）掌握霍亂弧菌的主要生物學特性、致病性、免疫性與防治。（二）志賀菌屬：生物學特性：鑒別培養(yǎng)基的培養(yǎng)特性、生化反應、抗原構造與分類、抵抗力；致病性與免疫性：內毒素、外毒素的毒性作用及致病機制，所致疾病類型；微生物學檢查：標本及時送檢，分離培養(yǎng)鑒定；防治原則：耐藥性問題，疫苗應用。厭氧性細菌 [目的要求]（一）了解厭氧菌的種類。[教學內容]（一）破傷風梭菌：生物學特性；致病性：致病條件、破傷風痙攣毒素特點及致病機制；防治原則：特異性預防（類毒素、抗毒素緊急預防）和治療（傷口處理、特異性抗毒素、抗生素）。致病性：致病物質（肉毒毒素及致病特點），所致疾病。防治原則：抗厭氧菌藥物。（四）熟悉結核菌素試驗原理、方法、結果及判定。[教學內容]（一）結核分枝桿菌：生物學特性：形態(tài)染色、培養(yǎng)及抵抗力、變異性（BCG及耐藥性變異）。防治：BCG、抗癆藥物。所致疾??；免疫性：Shick試驗。（五）嗜肺軍團菌的形態(tài)；致病性；診斷與防治。（二）熟悉布氏菌屬、炭疽芽胞桿菌和鼠疫耶氏菌的形態(tài)、致病性及防治原則。放線菌與諾卡菌 [目的要求]（一）了解放線菌的通性。（三）諾卡菌：致病性。（四）了解伯氏疏螺旋體的致病性。支原體和脲原體 [目的要求]（一）了解支原體的生物學地位、種類。（二）肺炎支原體：形態(tài)結構、培養(yǎng)特性、抵抗力；感染途徑、致病物質、所致疾病和 免疫性；微生物學檢查。（三）掌握與人類疾病有關的立克次體的致病機制和檢查方法。（四）恙蟲病立克次體：感染途徑和所致疾病。[教學內容]（一）概述：概念、分類和共同特征。（二）熟悉流感病毒的防治原則：SARS冠狀病毒的致病性；麻疹病毒的致病性、免疫性；腮腺炎病毒、腺病毒的主要生物學性狀和致病性；風疹病毒、呼吸道合胞病毒的致病性。(三)麻疹病毒：結構和H、F蛋白；致病性；與SSPE關系；免疫性和特異性預防。(七)其他病毒：風疹病毒，鼻病毒。（四）掌握輪狀病毒的生物學性狀；致病性與免疫性，微生物學檢查。（三）柯薩奇病毒、埃可病毒與新型腸道病毒。（二）掌握HAV、HBV的形態(tài)結構，抵抗力，致病性與免疫性；HCV、HDV和HEV的致病性；熟悉五型肝炎病毒的防治原則。（二）HAV：形態(tài)結構與抵抗力，動物感染模型與細胞培養(yǎng)；主要傳播途徑，致病與免疫。（六）HEV：形態(tài)結構；傳染源，傳播途徑，致病機制；微生物學檢查法。（二）了解黃病毒屬和甲病毒屬的基因結構。（六）掌握漢坦病毒的形態(tài)結構和復制方式。（三）登革病毒傳播途徑；致病特性（免疫促進作用）。（七）新疆出血熱病毒致病性。（三）掌握單純皰疹病毒種類、主要包膜蛋白功能；傳播途徑；原發(fā)感染、潛伏感染、先天性感染及新生兒感染特性；了解皰疹病毒與腫瘤的關系。（六）掌握EB病毒的特異性抗原；兩種感染形式；了解EB病毒所致疾病。（四）巨細胞病毒：核酸結構、局灶病變特點、復制時相性；傳播途徑、感染特點（先天性感染、圍產期感染、免疫功能低下病人的感染、輸血感染、接觸感染）；CMV致癌潛能；預防原則。（二）掌握HIV的形態(tài)結構、復制方式、抵抗力；傳播途徑、致病機理、臨床感染特點；微生物學檢查方法、防治原則。（二）人類免疫缺陷病毒：形態(tài)結構，病毒復制，病毒的變異與受體，培養(yǎng)特性，抵抗力；傳染源和傳播途徑，致病機理、臨床感染特點、免疫性；微生物學檢查法（抗體檢測，病毒及其組分檢測）；防治原則。了解微生物學檢查原則。（三）人類微小病毒B19簡介。[教學內容]（一）Prion 的發(fā)現(xiàn)及簡介。（四）微生物學檢查方法及防治原則。（二）皮下組織感染真菌：著色真菌；申克孢子絲菌。