1、外界因素对细菌的影响外界因素对细菌的影响 林旭瑷林旭瑷 副教授副教授 浙江大学医学院浙江大学医学院 外界因素：外界因素：消毒与灭菌 抗菌药物的作用与细菌的耐药性 消毒消毒(disinfection)：杀死病原微生物，但不包括芽胞。灭菌灭菌(sterilization)：杀灭所有所有微生物，包括繁殖体和芽胞。无菌无菌(asepsis)：物品中没有活的微生物存在。防腐防腐(antisepsis)：防止或抑制体外微生物生长繁殖。抑菌抑菌(bacteriostasis)：抑制体内或体外微生物的生长繁殖。无菌无菌(asepsis)：不存在活菌的意思，多为灭菌的结果。卫生处理卫生处理(sanitation
2、)：将被污染的无机物体表面的微生物 减少至安全水平。消毒与灭菌消毒与灭菌 热力灭菌法 辐射杀菌法 物理学方法物理学方法 滤过除菌法 超声波杀菌法 干燥和低温抑菌法等 化学方法化学方法 化学消毒剂 消毒、灭菌的方法消毒、灭菌的方法 2 湿热灭菌法湿热灭菌法 A 巴氏消毒法：61.1-62.8，30 min 71.7，15-30sec B 煮沸消毒法：100，5-10min C 流通蒸气消毒法：100，15-30min D 间歇蒸汽灭菌法：100，15-30min，37过夜（3次）E 高压蒸气灭菌法:15磅（121.3），15-30min 1 干热灭菌法干热灭菌法 A 焚烧：B 烧灼：C 干烤：1
3、60-180，2h D 红外线灭菌：（一）（一）热力灭菌法热力灭菌法 湿热与干热灭菌效果的比较 热型 温度（）时间 布层内的温度（）灭菌效果 （h）20层 40层 100层 湿热 90-105.3 3 101 101 101.5 完全 干热 130-140 4 86 72 70.5 不完全 湿热比干热灭菌好的原因：1 细菌蛋白质在有水的情况下易于凝固变性 2 湿热穿透力强 3 湿热蒸气有潜热存在，水蒸气凝固成水释放潜热，迅速提高被灭菌物体的温度（二）光线与射线的消毒作用 2 电离辐射 包括X射线和射线 机制：干扰DNA的合成；破坏细胞膜；产生过氧化氢等 特点：穿透力强，不升高温度 1 1 紫外
4、线 265-266 nm杀菌作用最强 原理：使两个相邻的胸腺嘧啶共价结合形成二聚体，干扰DNA复制和转录。用途与缺陷：空气、不耐热物品表面；损伤皮肤和眼睛（三三）滤过除菌法 用滤菌器除去液体及空气中的细菌 用于不耐热的血清、毒素、抗生素 （四）（四）超声波的消毒作用 可裂解细菌，尤其对G+更敏感 主要用于粉碎细胞，提取细胞组分或制备抗原等 二 化学消毒灭菌法：机制：使菌体蛋白质变性或凝固 破坏或改变蛋白质与核酸功能基团 改变细胞壁的通透性 1.按其化学性质分：酚类、醇类、重金属盐类、氧化剂、表面活性剂、烷化剂、染料、酸碱类。2.按其杀菌能力分：a)高效消毒剂：能杀灭所有微生物 b)中效消毒剂：
5、不能杀灭细菌的芽孢 c)低效消毒剂：能杀灭多数细菌繁殖体，不能杀灭 芽孢、结核分枝杆菌和抵抗力较强 的真菌和病毒。消毒剂的种类消毒剂的种类 消毒剂的主要种类及其作用机制消毒剂的主要种类及其作用机制 类别 作用机制 常用种类 酚类 蛋白变性，细胞膜损伤 石炭酸 醇类 蛋白变性 乙醇 氧化剂 氧化、蛋白沉淀 高锰酸钾、过氧乙酸、碘酒 重金属盐 氧化、蛋白酶变性 红汞、硫柳汞 表面活性剂 蛋白变性，细胞膜损伤 新洁而灭 染料 干扰氧化、抑制繁殖 龙胆紫 酸碱类 破坏膜、壁，蛋白凝固 醋酸、生石灰 烷化剂 蛋白质、核酸烷基化 环氧乙烷 消毒剂的应用 1 病人的排泄物：等量的20%漂白粉、5%石炭酸或2
6、%来苏儿、搅拌均匀，作用2小时 2 皮肤：2.5%碘酒、70%酒精、2%红汞 3 粘膜：1%硝酸银、3%过氧化氢、0.1%高锰酸钾等 4 饮水:氯气、漂白粉 5 厕所：生石灰 6 空气：甲醛熏蒸 7 手：2%来苏儿、2%碘酊、70%酒精 影响消毒灭菌的因素 消毒剂的性质、浓度与作用时间 微生物的种类与数量 真菌、细菌繁殖体、有包膜的病毒、无包膜病毒、真菌、细菌繁殖体、有包膜的病毒、无包膜病毒、分枝杆菌、细菌芽孢。分枝杆菌、细菌芽孢。温度 酸碱度 有机物 抗菌药物的种类及其作用机制 一一、概念概念 1.抗菌药物抗菌药物（antibacterial agents）指对病原菌具有抑制或杀灭作用、用于
7、预防和治疗细菌性感染的药物，包括抗生素（antibiotics）和化学合成的药物。2.抗生素抗生素（antibiotics）：微生物在其代谢过程中产生的能杀灭或抑制其它特异病原微生物的产物。抗生素分子量小，低浓度就能发挥其生物活性，有天然和人工半合成两类。二二、抗菌药物的种类抗菌药物的种类 （一一）按抗菌药物化学结构和性质分类按抗菌药物化学结构和性质分类 1.-内酰胺类（-lactams）化学结构中含有-内酰胺环的抗生素。-内酰胺抗生素分子侧链的组成形式多样，形成了抗菌谱不同、临床药理学特性各异的多种不同-内酰胺抗生素。包括：青霉素（penicillin）类：青霉素G、甲氧西林等 头孢菌素（c
8、ephalosporin）类：头孢唑啉等 头霉素：如头孢西丁 单环-内酰胺类：如氨曲南 碳青霉素烯类：亚胺培南与西司他丁合用称泰能-内酰胺酶抑制剂：如舒巴坦、棒酸使酶失活 2.大环内酯类（macrolides）红霉素、螺旋霉素等。3.氨基糖苷类（aminoglycosides）链霉素、庆大霉素 4.四环素类（tetracycline）四环素、强力霉素等。5.氯霉素类（chloramphenic）包括氯霉素、甲砜霉素。6.化学合成的抗菌药物 磺胺类：磺胺嘧啶（SD）、复方新诺明 （SMZco）等。喹诺酮（fluroqinolone）类：包括氟哌 酸、环丙沙星等。7.其他 抗结核药物：利福平、异烟
9、肼、乙胺丁醇、吡嗪酰胺等。多肽类抗生素：多粘菌素类、万古霉素、杆菌肽、林可霉素和克林霉素等。（二二）按生物来源分类按生物来源分类 1.细菌产生的抗生素 如多粘菌素和杆菌肽。2.真菌产生的抗生素 如青霉素及头孢菌素，现在多用其半合成产物。3.放线菌产生的抗生素 放线菌是生产抗生素的主要来源。其中链霉菌和小单孢菌产生的抗生素最多。常见的抗生素包括链霉素、卡那霉素、四环素、红霉素、两性霉素B等。根据对病原菌的作用靶位，将抗生素的作用机制分为四类（表3-1）。1.抑制细菌细胞壁合成：-内酰胺类 2.影响细胞膜通透性（多粘菌素）3.抑制蛋白质合成（大环内酯类、氨基糖苷类）4.抑制核酸合成：叶酸代谢；核酸
10、合成（磺胺类）三三、抗菌药物的作用机制抗菌药物的作用机制 表表3 3-1 1 抗菌药物的主要作用部位抗菌药物的主要作用部位 喹诺酮类喹诺酮类 林可霉素类林可霉素类 氨基糖苷类氨基糖苷类 酮康唑酮康唑 环丝氨酸环丝氨酸 利福平利福平 红霉素红霉素 制霉菌素制霉菌素 杆菌肽杆菌肽 甲氧苄胺嘧啶甲氧苄胺嘧啶 四环素类四环素类 两性霉素两性霉素B 万古霉素万古霉素 磺胺药磺胺药 氯霉素氯霉素 多粘菌素类多粘菌素类 -内酰胺类内酰胺类 核酸合成核酸合成 细胞蛋白合细胞蛋白合成成 细胞膜渗透细胞膜渗透性性 细胞壁细胞壁 抑制胞浆外交叉联接过程（青霉素、头孢菌素）抑制胞浆膜阶段粘肽合成（万古霉素、杆菌肽）抑
11、制胞浆内粘肽前体的形成(磷霉素、环丝氨酸）1.抑制细菌细胞壁的合成 -内酰胺类抗生素主要抑制肽聚糖合成所需的转肽酶反应，阻止肽聚糖链的交叉连结，使细菌无法形成坚韧的细胞壁。-内酰胺抗生素可与细胞膜上的青霉素结合蛋白（penicillin-binding protein,PBP）共价结合。该蛋白质是青霉素作用的主要靶位，当PBPs与青霉素结合后，导致肽聚糖合成受阻。可以抑制转肽酶活性，使细菌细胞壁形成受阻。细菌一旦失去细胞壁的保护作用，在相对低渗环境中会变形、裂解而死亡。某些抗生素分子（如多粘菌素类）呈两极性，亲水端与细胞膜蛋白质部分结合，亲脂端与细胞膜内磷脂结合，导致细菌胞膜裂开，胞内成分外漏
12、，细菌死亡。两性霉素B和制霉菌素能与真菌胞膜上固醇类结合，酮康唑抑制真菌胞膜中固醇类的生物合成，均致细胞膜通透性增加。细菌胞膜缺乏固醇类，故作用于真菌的药物对细菌无效。2.损伤细胞膜的功能,增加细胞膜的通透性 氨基糖苷类蛋白质合成全过程抑制药 四环素类30S亚基抑制药 氯霉素 林可霉素类 50S亚基抑制药 大环内酯类 3.抑制蛋白质的合成 抗生素可影响细菌蛋白质合成，作用部位及作用时段各不相同。结果细菌蛋白质合成受到干扰。结果细菌蛋白质合成受到干扰。4.抑制核酸（DNA/RNA）合成 喹诺酮类：作用于DNA旋转酶，抑制细菌繁殖。利福平（RFP）：与依赖DNA的RNA多聚酶结 合，抑制mRNA的
13、转录。磺胺类药物：与对氨基苯甲酸（PABA）的化 学结构相似，竞争二氢叶酸合成酶，使二 氢叶酸合成减少，影响核酸的合成，抑制 细菌繁殖。抗生素可通过影响细菌核酸合成发挥抗菌作用。影响叶酸代谢影响叶酸代谢(TMP)TMP与磺胺药合用与磺胺药合用(复方新诺明复方新诺明)有协同作用有协同作用 抗菌药物作用机制总结图示抗菌药物作用机制总结图示 第二节 细菌的耐药机制 一、细菌耐药性的概念一、细菌耐药性的概念 二、细菌耐药性的遗传机制二、细菌耐药性的遗传机制 三、细菌耐药性的生化机制三、细菌耐药性的生化机制 四、控制耐药性的策略四、控制耐药性的策略 一、概念 细菌耐药性（细菌耐药性（drug resis
14、tance）亦称抗药性，是指细菌对某抗菌药物（抗生素或消毒剂）的相对抵抗性。指病原体或肿瘤细胞对反复应用的化学治疗药物敏感性降低或消失的现象。Some of antibiotic-resistant bacteria M.tuberculolsis E.coli P.aeruginosa S.dysenteriae S.pneumoniae H.influenzae N.gonorrhoeae E.faecalis Acinetobacter S.aureaus 遗传学上把细菌耐药性分为固有耐药性和获得耐药性。二、遗传机制(一)固有耐药（intrinsic resistance）固有耐药性指细
15、菌对某些抗菌药物的天然不敏感。固有耐药性细菌称为天然耐药性细菌，其耐药基因来自亲代，由细菌染色体基因决定而代代相传的耐药性，有种属特异性。如肠道杆菌对青霉素的耐药，固有耐药性始终如一并可预测。获得耐药性指细菌DNA的改变导致其获得耐药性表型。耐药性细菌的耐药基因来源于基因突变或获得新基因，作用方式为接合、转导或转化。可发生于染色体DNA、质粒、转座子等结构基因，也可发生于某些调节基因。在原先对药物敏感的细菌群体中出现了对抗菌药物的耐药性，这是获得耐药性与固有耐药性的重要区别。（二）获得耐药（acquired resistance）获得耐药性大多由质粒介导获得耐药性大多由质粒介导，但亦可由染但亦
16、可由染色体介导色体介导。影响获得耐药性发生率有三个因素：影响获得耐药性发生率有三个因素：药物使用的剂量 细菌耐药的自发突变率 质粒介导耐药性的优势地位 (1)染色体突变：所有的细菌群体都会发生自发的随机突变，频率很低，其中有些突变赋予细菌耐药性。(2)可传递的耐药性（突变基因水平转移方式：接合、转导、转化）获得耐药性基因突变类型获得耐药性基因突变类型 接合：细胞间通过性菌毛相互沟通，将遗传物 质如质粒或染色质DNA从供体菌转移给受 体菌。转导：以噬菌体及其含有的质粒DNA为媒介，介导供体菌耐药基因转移给受体菌。金葡菌、链球菌获得耐药。转化：少数细菌可从周围环境中摄入裸DNA，并掺入到细菌染色体中。R质粒的转移：细菌中广泛存在耐药质粒，质粒介导的耐药性传播在临床上占有非常重要的地位。多数细菌的质粒具有传递和遗传交换能力，细菌质粒能在细胞中自我复制,并随细菌分裂稳定地传递给后代，能在不同细菌间转移。耐药基因转移能依靠质粒、转座子和整合子等可移动的遗传元件进行传播。可传递耐药性传播的三种结构形式：R质粒、转座子和整合子。转座子介导的耐药性：转座子（Tn）又名跳跃基因，是比质粒更小的DNA片段
