微生物学-智农361-农事百科

微生物学

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学科定义

研究微生物形态结构、生理生化、遗传变异、生态分布和分类进化等生命活动规律，以及与其他生物和环境相互关系的学科。

学科介绍

微生物学是高等院校生物类专业必开的一门重要基础课或专业基础课，也是现代高新生物技术的理论与技术基础。基因工程、细胞工程、酶工程及发酵工程就是在微生物学原理与技术基础上形成和发展起来的；《微生物学》也是高等农林院校生物类专业发展及农林业现代化的重要基石之一。随着生物技术广泛应用，微生物学对现代与未来人类的生产活动及生活必将产生巨大影响。

历史起源

经验阶段

自古以来，人类在日常生活和生产实践中，已经觉察到微生物的生命活动及其所发生的作用。中国利用微生物进行酿酒的历史，可以追溯到4000多年前的龙山文化时期。2600年前发明了制酱技术^[1]。殷商时代的甲骨文中刻有“酒”字。北魏贾思勰的《齐民要术》（533～544）中，列有谷物制曲、酿酒、制酱、造醋和腌菜等方法。

在古希腊留下来的石刻上，记有酿酒的操作过程。中国在春秋战国时期，就已经利用微生物分解有机物质的作用，进行沤粪积肥。公元1世纪的《氾胜之书》提出要以熟粪肥田以及瓜与小豆间作的制度。2世纪的《神衣本草经》中，有白僵蚕治病的记载。6世纪的《左传》中，有用麦曲治腹泻病的记载。在10世纪的《医宗金鉴》中，有关于种痘方法的记载。1796年，英国人E．琴纳发明了牛痘苗，为免疫学的发展奠定了基石。

形态学阶段

17世纪，荷兰人列文虎克用自制的简单显微镜（可放大160～260倍）观察牙垢、雨水、井水和植物浸液后，发现其中有许多运动着的“微小动物”，并用文字和图画科学地记载了人类最早看见的“微小动物”——细菌的不同形态（球状、杆状和螺旋状等）。过了不久，意大利植物学家P．A米凯利也用简单的显微镜观察了真菌的形态。1838年，德国动物学家C．G．埃伦贝格在《纤毛虫是真正的有机体》一书中，把纤毛虫纲分为22科，其中包括3个细菌的科（他将细菌看作动物），并且创用bacteria（细菌）一词。1854年，德国植物学家F．J．科思发现杆状细菌的芽孢，他将细菌归属于植物界，确定了此后百年间细菌的分类地位。

^[2]

生理学阶段

微生物学的研究从19世纪60年代开始进入生理学阶段。法国科学家L．巴斯德对微生物生理学的研究为现代微生物学奠定了基础，化学家出身的巴斯德涉足微生物是为了治疗“酒病”和“蚕病”。他论证酒和醋的酿造以及一些物质的腐败都是由一定种类的微生物引起的发酵过程，并不是发酵或腐败产生微生物，著名的曲颈瓶实验无可辩驳的证实了这一点^[3]；他认为发酵是微生物在没有空气的环境中的呼吸作用，而酒的变质则是有害微生物生长的结果；他进一步证明不同微生物种类各有独特的代谢机能，各自需要不同的生活条件并引起不同的作用；他提出了防止酒变质的加热灭菌法，后来被人称为巴斯德灭菌法，使用这一方法可使新生产的葡萄酒和啤酒长期保存。科赫对新兴的医学微生物学作出了巨大贡献。科赫首先论证炭疽杆菌是炭疽病的病原菌，接着又发现结核病和霍乱的病原细菌，并提倡采用消毒和杀菌方法防止这些疾病的传播；他的学生们也陆续发现白喉、肺炎、破伤风、鼠疫等的病原细菌，导致了当时和以后数十年间人们对细菌给予高度的重视；他首创细菌的染色方法，采用了以琼脂作凝固培养基培养细菌和分离单菌落而获得纯培养的操作过程；他规定了鉴定病原细菌的方法和步骤，提出著名的科赫法则。1860年，英国外科医生J．利斯特应用药物杀菌，并创立了无菌的外科手术操作方法。1901年，著名细菌学家和动物学家И．И．梅契尼科夫发现白细胞吞噬细菌的作用，对免疫学的发展做出了贡献。

俄国出生的法国微生物学家C．H．维诺格拉茨基于1887年发现硫磺细菌，1890年发现硝化细菌，他论证了土壤中硫化作用和硝化作用的微生物学过程以及这些细菌的化能营养特性。他最先发现嫌气性的自生固氮细菌，并运用无机培养基、选择性培养基以及富集培养等原理和方法，研究土壤细菌各个生理类群的生命活动，揭示土壤微生物参与土壤物质转化的各种作用，为土壤微生物学的发展奠定了基石。

1892年，俄国植物生理学家Д．И．伊万诺夫斯基发现烟草花叶病原体是比细菌还小的、能通过细菌过滤器的、光学显微镜不能窥测的生物，称为过滤性病毒。1915～1917年，F．W．特沃特和F．H．de埃雷尔观察细菌菌落上出现噬菌斑以及培养液中的溶菌现象，发现了细菌病毒——噬菌体。病毒的发现使人们对生物的概念从细胞形态扩大到了非细胞形态。

在这一阶段中，微生物操作技术和研究方法的创立是微生物学发展的特有标志。

生物化学阶段

20世纪以来，生物化学和生物物理学向微生物学渗透，再加上电子显微镜的发明和同位素示踪原子的应用，推动了微生物学向生物化学阶段的发展。1897年德国学者E．毕希纳发现酵母菌的无细胞提取液能与酵母一样具有发酵糖液产生乙醇的作用，从而认识了酵母菌酒精发酵的酶促过程，将微生物生命活动与酶化学结合起来。G．诺伊贝格等人对酵母菌生理的研究和对酒精发酵中间产物的分析，A．J．克勒伊沃对微生物代谢的研究以及他所开拓的比较生物化学的研究方向，其他许多人以大肠杆菌为材料所进行的一系列基本生理和代谢途径的研究，都阐明了生物体的代谢规律和控制其代谢的基本原理，并且在控制微生物代谢的基础上扩大利用微生物，发展酶学，推动了生物化学的发展。从20世纪30年代起，人们利用微生物进行乙醇、丙酮、丁醇、甘油、各种有机酸、氨基酸、蛋白质、油脂等的工业化生产。

1929年，A．弗莱明发现点青霉菌能抑制葡萄球菌的生长，揭示了微生物间的拮抗关系并发现了青霉素。1949年，S．A瓦克斯曼在他多年研究土壤微生物所积累资料的基础上，发现了链霉素。此后陆续发现的新抗生素越来越多。这些抗生素除医用外，也应用于防治动植物的病害和食品保藏。

分子生物学阶段

1941年，G．W．比德尔和E．L．塔特姆用X射线和紫外线照射链孢霉，使其产生变异，获得营养缺陷型。他们对营养缺陷型的研究不仅可以进一步了解基因的作用和本质，而且为分子遗传学打下了基础。1944年，O．T．埃弗里第一次证实了引起肺炎球菌形成荚膜遗传性状转化的物质是脱氧核糖核酸（DNA）。1953年，J．D．沃森和F．H．C．克里克提出了DNA分子的双螺旋结构模型和核酸半保留复制学说。H．富兰克尔-康拉特等通过烟草花叶病毒重组试验，证明核糖核酸（RNA）是遗传信息的载体，为奠定分子生物学基础起了重要作用。其后，又相继发现转运核糖核酸（tRNA）的作用机制、基因三联密码的论说、病毒的细微结构和感染增殖过程、生物固氮机制等微生物学中的重要理论，展示了微生物学广阔的应用前景。1957年，A．科恩伯格等成功地进行了DNA的体外组合和操纵。原核微生物基因重组的研究不断获得进展，胰岛素已用基因转移的大肠杆菌发酵生产，干扰素也已开始用细菌生产。现代微生物学的研究将继续向分子水平深入，向生产的深度和广度发展。分支

微生物学经历了一个多世纪的发展，已分化出大量的分支学科，据不完全统计（1990年），已达181门之多。根据其性质可以简单归纳为下面6类：

⑴按研究微生物的基本生命活动规律为目的来分总学科称普通微生物学（GeneralMicrobiology），分科如微生物分类学，微生物生理学，微生物遗传学，微生物生态学和分子微生物学等。

⑵按研究的微生物对象分如细菌学，真菌学（菌物学），病毒学，原核生物学，自养菌生物学和厌氧菌生物学等。

⑶按微生物所处的生态环境分如土壤微生物学，微生态学，海洋微生物学，环境微生物学，水微生物学和宇宙微生物学。

⑷按微生物应用领域来分总学科称应用微生物学（AppliedMicrobiology)，分科如工业微生物学，农业微生物学，医学微生物学，药用微生物学，诊断微生物学，抗生素学，食品微生物学等。

⑸按学科间的交叉、融合分如化学微生物学，分析微生物学，微生物生物工程学，微生物化学分类学，微生物数值分类学，微生物地球化学和微生物信息学等。

⑹按实验方法、技术分如实验微生物学，微生物研究方法等。

微生物种类

概述

微生物的含义：非分类学上名词，来自法语“Microbe”一词。是形体微小、单细胞或个体结构简单的多细

胞、甚至无细胞结构的低等生物的通称。

种类：微生物类群十分庞杂，包括：无细胞结构的病毒、类病毒、拟病毒等，

属于原核生物的细菌、放线菌、立克次氏体、衣原体等，

属于真核生物的酵母菌和霉菌，单细胞藻类、原生动物等。

两界系统

动物界Animalia：不具细胞壁，可运动，不进行光合作用。

植物界Plantae：具有细胞壁，不运动，可进行光合作用。

三界：原生生物界Protista：（E.H.Haeckel,1866年提出）

五界系统

原核生物界Monera：细菌、放线菌等

原生生物界Protista：藻类、原生动物、粘菌等

真菌界Fungi：酵母、霉菌

动物界Animalia：

植物界Plantae：

五界系统是以细胞结构分化的等级以及和光合、吸收、摄食这三种主要营养方式有关的组织类型为基础的。六界：加上病毒界。

三界（域）系统

Woese用寡核苷酸序列编目分析法对60多株细菌的16SrRNA序列进行比较后，惊奇地发现：产甲烷细菌完全没有作为细菌特征的那些序列，于是提出了生命的第三种形式--古细菌(archaebacteria）。随后他又对包括某些真核生物在内的大量菌株进行了16SrRNA(18SrRNA)序列的分析比较，又发现极端嗜盐菌和极端嗜酸嗜热菌也和产甲烷细菌一样，具有既不同其他细菌也不同于其核生物的序列特征，而它们之间则具有许多共同的序列特征。于是提出将生物分成为三界（Kingdom）（后来改称三个域）：古细菌、真细菌(Eubacteria）和真核生物(Eukaryotes）。1990年，他为了避免把古细菌也看作是细菌的一类，他又把三界（域）改称为：Bacteria（细菌）、Archaea(古生菌）和Eukarya（真核生物），并构建了三界（域）生物的系统树。

微生物特点

1．体积小、比表面积大

微生物的大小以μm计，但比表面积（表面积/体积）大，必然有一个巨大的营养吸收，代谢废物排泄和环境信息接受面。这一特点也是微生物与一切大型生物相区别的关键所在。

举例：乳酸杆菌：120，000；鸡蛋：1.5；人（200磅）：0.3

2．吸收多、转化快

这一特性为高速生长繁殖和产生大量代谢物提供了充分的物质基础。

举例：3克地鼠每天消耗与体重等重的粮食；1克闪绿蜂鸟每天消耗两倍于体重的粮食；大肠杆菌每小时消耗2000倍于体重的糖；发酵乳糖的细菌在1小时内就可以分解相当于其自身重量1,000~10,000倍的乳糖，产生乳酸；1公斤酵母菌体，在一天内可发酵几千公斤的糖，生成酒精

3．生长旺、繁殖快

极高生长繁殖速度，如E.coli20-30分钟分裂一次，若不停分裂，48小时2.2×10^43菌数增加，营养消耗，代谢积累，限制生长速度。这一特性可在短时间内把大量基质转化为有用产品，缩短科研周期。也有不利一面，如疾病、粮食霉变。举例：Escherichiacoli（大肠杆菌）在最适的生长条件下，每12.5~20分钟细胞就能分裂一次；在液体培养基中，细菌细胞的浓度一般为108~109个/ml；谷氨酸短杆菌：摇瓶种子→50吨发酵罐：52小时内细胞数目可增加32亿倍。利用微生物的这一特性就可以实现发酵工业的短周期、高效率生产。例如生产鲜酵母时，几乎12小时就可以收获一次，每年可以收获数百次。

表若干微生物的代时及每日增殖率

微生物名称代时每日分裂次数温度每日增殖率乳酸菌38分38252,7×,1011大肠杆菌18分80371,2×,1024根瘤,菌110分13258,2×,103枯草杆菌31分46307,0×,1013光合细菌144分10301,0×,103酿酒酵母120分12304,1×,103小球藻7小时3.42510.6念珠藻*23小时1.04252.1硅藻17小时1.4202.64草履虫10,4小时2.3264.92

*为念珠蓝菌属（Nostoc）的旧称，与细菌同属原核生物。

4、适应强、易变异

极其灵活适应性，对极端环境具有惊人的适应力，遗传物质易变异。更重要的是在于微生物的生理代谢类型多、代谢产物种类多。举例：万米深海、85公里高空、地层下128米和427米沉积岩中都发现有微生物存在。微生物的种数，据1972年：

类型低限倾向种数高限病毒与立克次氏体121712171217支原体424242细菌与放线菌>,100015001500蓝细菌122715001500藻类150512310023100真菌371754730068939原生动物240682406830000总数7978098727127298

5．分布广、种类多

分布区域广，分布环境广。生理代谢类型多，代谢产物种类多，种数多。更重要的是在于微生物的生理代谢类型多、代谢产物种类多。任何有其它生物生存的环境中，都能找到微生物，而在其它生物不可能生存的极端环境中也有微生物存在。

举例：青霉素生产菌Penicilliumchrysogenum（产黄青霉）的产量1943年为每毫升发酵液中含20单位青霉素，40多年来，经过世界各国微生物遗传育种工作者的不懈努力使该菌产量变异逐渐积累，加上发酵条件的改进，世界上先进国家的发酵水平每毫升已超过5万单位，甚至接近10万单位。微生物的数量性状变异和育种使产量提高的幅度之大，是动植物育种工作中绝对不可能达到的。正因为如此，几乎所有微生物发酵工厂都十分重视菌种选育工作。

⒍易于变异，产生突变

微生物个体小，比表面积大等原因，使得微生物容易受环境条件的影响，在紫外线、生物诱变剂以及环境中的某些营养因子的改变，微生物个体自觉和被迫产生基因结构改变，从而产生变异体，据统计自然条件下，微生物个体变异概率为百万分之一。由于微生物容易产生突变体，因此人们利用微生物这一特性，进行微生物诱变，然后筛选具有某种目的特性的微生物菌株，如提高产量、营养缺陷型等。

微生物作用

1．在自然界物质循环中作用

2．空气与水净化，污水处理

3．工农业生产：菌体，代谢产物，代谢活动

4．对生命科学的贡献

微生物命名

微生物的分类单位：界、门、纲、目、科、属、种

种是最基本的分类单位，每一分类单位之后可有亚门、亚纲、亚目、亚科...以啤酒酵母为例，它在分类学上的地位是：界（Kindom）：真菌界

门（Phyllum）：真菌门

纲（Class）：子囊菌纲

目（Order）：内孢霉目

科（Family）：内孢霉科

属（Genus）：酵母属

种（Species）：啤酒酵母

种（species）：是一个基本分类单位；是一大群表型特征高度相似、亲缘关系极其接近，与同属内其他种有明显差别的菌株的总称。①菌株（strain）表示任何由一个独立分离的单细胞繁殖而成的纯种群体及其一切后代（起源于共同祖先并保持祖先特性的一组纯种后代菌群）。因此，一种微生物的不同来源的纯培养物均可称为该菌种的一个菌株。菌株强调的是遗传型纯的谱系。例如：大肠埃希氏杆菌的两个菌株：EscherichiacoliB和EscherichiacoliK12

菌株的表示法：如果说种是分类学上的基本单位，那末菌株实际上是应用的基本单位，因为同一菌种的不同菌株在产酶上种类或代谢物产量上会有很大的不同和差别！②亚种（subspecies）或变种（variety）：为种内的再分类。

当某一个种内的不同菌株存在少数明显而稳定的变异特征或遗传性状，而又不足以区分成新种时，可以将这些菌株细分成两个或更多的小的分类单元——亚种。

变种是亚种的同义词，因“变种”一词易引起词义上的混淆，从1976年后，不在使用变种一词。通常把实验室中所获得的变异型菌株，称之为亚种。

例如：E.colik12（野生型）是不需要特殊aa的，而实验室变异后，可从k12获得某aa的缺陷型，此即称为E.colik12的亚种。③型（form）：常指亚种以下的细分。当同种或同亚种内不同菌株之间的性状差异不足以分为新的亚种时，可以细分为不同的型。例如：按抗原特征的差异分为不同的血清型

微生物的命名：微生物的名字有俗名和学名两种。如：红色面包霉——粗糙脉孢霉；绿脓杆菌——铜绿假单胞菌。学名—是微生物的科学名称，它是按照有关微生物分类国际委员会拟定的法则命名的。学名由拉丁词、或拉丁化的外来词组成。学名的命名有双名法和三名法两种。①双名法：学名=属名+种名+（首次定名人）+现定名人+定名年份属名：拉丁文的名词或用作名词的形容词，单数，首字母大写，表示微生物的主要特征，由微生物构造，形状或由科学家命名。种名：拉丁文形容词，字首小写，为微生物次要特征，如微生物色素、形状、来源或科学家姓名等。例：大肠埃希氏杆菌Escherichiacoli（Migula）CastellanietChalmers1919

金黄色葡萄球菌StaphylococcusaureusRosenbach1884当泛指某一属微生物，而不特指该属中某一种（或未定种名）时，可在属名后加sp.或ssp.（分别代表species缩写的单数和复数形式）。

例如：Saccharomycessp.表示酵母菌属中的一个种。菌株名称：在种名后面自行加上数字、地名或符号等例如：BacillussubtilisAS1.389AS=AcademiaSinica

BacillussubtilisBF7658BF=北纺

ClostridiumacetobutylicumATCC824丙酮丁醇梭菌

ATCC=AmericanTypeCultureCollection美国模式菌种保藏中心

当文章中前面已出现过某学名时，后面的可将其属名缩写成1~3个字母。

例如：Escherichiacoli可缩写成E.coli

Staphylococcusaureus可缩写成S.aureus②三名法：用于对亚种的命名，这时在属和种名后加写一个subsp.，然后再附上亚种名称（斜排体）。例如：Bacillusthuringiensissubsp.galleria苏云金芽孢杆菌腊螟亚种

微生物研究

^[4]AdvancesinMicrobiology(AiM)isaninternationaljournaldedicatedtothelatestadvancementofMicrobiology.Thegoalofthisjournalistoprovideaplatformforscientistsandacademiciansallovertheworldtopromote,share,anddiscussvariousnewissuesanddevelopmentsindifferentareasofMicrobiology.AllmanuscriptsmustbepreparedinEnglish,andaresubjecttoarigorousandfairpeer-reviewprocess.Acceptedpaperswillimmediatelyappearonlinefollowedbyprintedhardcopy.Thejournalpublishesoriginalpapersincludingbutnotlimitedtothefollowingfields:

微生物学进展（AIM）是一个国际性期刊，本刊由美国科研出版社发行，致力于微生物的最新进展。这本杂志的目的是提供一个平台，促进世界各地的科学家和学者，分享，讨论各种新的问题和发展在不同领域的微生物，包括以下领域：

AppliedandEnvironmentalMicrobiology

Bacteriology

MicrobialTaxonomy

MicrobiologyandEcology

MicrobiologyandBiochemistry

MicrobiologyandGenetics

MicrobiologyandImmunology

MicrobiologyandPhysiology

Mycology

OtherDisciplinesofMicrobiology

研究方向

微生物学学科方向：中国是世界上微生物资源最丰富的国家之一。微生物资源研究反映了微生物学基础研究的水平，是国情调查、资源保护、开发和可持续利用的基础，是生物多样性研究和濒危物种保护的基础，也是包括微生物分子生物学和生物技术在内的微生物学各分支学科的基础。这一领域的研究将加速微物生资源调查、收集、系统分类的研究，扩大微生物菌种与标本保藏量，建立中国微生物物种资源库，使之成为亚洲最大的微生物菌种保藏中心和亚洲最大的菌物标本馆。在系统分类研究中普遍引入新的方法、新技术、新设想，开展生物多样性、系统进化、微生物生态研究，为大规模筛选功能物质提供材料，其中，极端微生物和对农作物有害或有益的微生物的研究以逐渐成为当前的热点研究领域。

微生物学专业研究方向主要包括：真菌及地衣学、微生物资源、分类、系统学、多样性、群体遗传与演化、协同代谢分子机理、环境微生物学、工业微生物学、系统生物技术、微生物生理学、微生物生理学、微生物代谢学、微生物生态学、微生物生化工程、分子病毒学、分子免疫学。

具体应用

现代临床微生物学是一门由临床医学、基础医学和预防医学相结合的交叉学科，又是检验医学中重要和成熟的专业之一。这门新兴的学科需要微生物医师和实验技术人员联合进行工作，具体任务有四项：（1）对微生物标本做出快速、准确的检验报告，及时满足临床需要；（2）进行有关抗菌药物耐药性方面的各种试验，受理抗菌药物合理应用的咨询；（3）密切结合临床，与临床医师讨论、研究及处理有关感染性疾病的问题；（4）参与抗菌药物临床合理应用的管理和医院感染监测、控制和管理。这就要求临床微生物学工作者不仅要完成实验室工作，还要完成有关的临床工作，成为感染控制和抗菌药物临床应用的参谋和顾问。

病原学诊断

1．确保临床标本可靠：恰当的标本采集是感染性疾病诊断的最为重要的一个步骤。要求临床医生正确采集能代表感染部位的临床标本，广泛采用保护性拭子、合格的容器及运送培养基，避免标本中微生物受毒性物质作用而死亡。

2．全面了解机体的正常菌群：了解人体的正常菌群是细菌检验的必要前提，要了解正常菌群的概念、分布和种类，条件致病菌与内源性感染、菌群失调症与二重感染的概念，既不要将所有标本分离出来的细菌都当成致病菌，也不能将正常寄居菌所导致的内源性感染轻易放过。

3．三定一结合：分离鉴定时要做定性、定量和定位分析，并结合病情。要求根据临床和标本的具体情况确定检验程序，选择培养基及合适的鉴定试验。要判定分离细菌是致病菌、条件致病菌、还是非致病菌（定性），同时要有一个细菌数量的大致估计，必要时进行半定量和定量培养。在人体有菌部位分离的细菌，其意义大小要参考微生物的定性和定量分析作出判断；如在无菌部位（如血液、脑脊液）分离出细菌，无论是何种微生物和数量多少，均具有重要意义（定位分析）。在进行“三定”分析时，一定要结合病情，观察是否与病情相符。

4．提供快速、准确的病原学诊断：在临床医生提供病人的临床诊断信息和适当的临床标本，并尽可能获得流行病学资料的情况下，进行微生物检验和抗微生物药物敏感性试验，要求及时、全面地分析检验结果，提供临床以准确的病原学诊断，以便对病人作出恰当的处理。尽管微生物的分离鉴定仍作为病原学检测的金标准，但这种“以活菌生长”为基础的传统的细菌学鉴定方法速度较慢，不能适应临床的需要，要求以标本的直接检查为基础，如形态、染色、抗原检测及核酸检测（核酸杂交、PCR和16SrRNA分析），检测致病基因（致病岛、毒力岛）和耐药基因。尽可能在快速诊断方面下工夫。

5．及时报告：要使实验室数据有效地转化为临床有用的信息，病原微生物诊断报告应实行三段报告制度，即在涂片或培养阳性结果出现时、敏感试验结果出来时以及最终结果出来后都要及时报告。

6．加强质量控制，增加检验项目：临床微生物室必须加强质量控制，保证各种标本的检验质量，为临床提供可靠依据，并满足临床需要的各种检验项目。当前临床微生物室应根据本单位的实际情况增加检验项目，临床要求关注的一些项目有：1）呼吸道标本的细菌学筛选和半定量培养方法；2）呼吸道非典型病原体的检测，包括衣原体、支原体和军团菌；3）非结核分枝杆菌的培养与药敏；4）免疫抑制或器官移植患者特殊病原体的检测，如巨细胞病毒，卡氏肺孢子菌等；5）抗生素相关腹泻的病原体（主要是艰难梭菌）的检测；6）侵袭性真菌的快速检测和药敏试验等。

参与临床会诊

（一）获取临床信息，做出及时、准确的微生物报告

临床感染性疾病往往涉及多种病原体，没有任何一个单一的试验能够检出所有潜在病原体。因此，临床信息是选择试验方法的重要参考依据。临床医生在开化验单时应写明有关病人的推测性诊断，以便实验人员能据此选择合理的检验程序和试验方法，并能指导临床正确采集恰当的标本；当实验室开始有实验结果时，必须及时通知临床医生，以便让他们重新评价诊疗方案。

（二）疑难微生物报告的解释与咨询

不少感染性疾病特别是医院感染的病原谱和药敏谱发生很大变化。以往罕见的微生物频频出现在检验报告单上，药敏试验的方法、受试品种、结果解释也有不少改变。临床医师常常难以正确理解和利用临床微生物检验资料。面对这一现状，临床微生物科应积极与临床沟通，帮助解决临床医师在判读微生物检验和药敏结果报告单时的困难。指出正常菌群、污染菌和感染菌的鉴别与判断；少见菌或罕见菌的意义；培养阴性时的可能原因；药敏试验结果的判断标准和局限性；特殊耐药细菌的耐药特点等，必要时在报告上增加注解。

（三）设置微生物医生，作为临床与微生物科沟通的桥梁

国外不少医院均有临床微生物专家或检验医师的会诊、咨询制度。如检验开始时发现涂片有问题，即由检验医师主动与临床联系，共同讨论涂片所见的意义。每天微生物科的医师和技师在一起看培养和药敏结果，尤其是痰培养结果要与直接涂片核对，发现问题及时与病房联系。

建议临床微生物科每日有一位医师参加本院感染科、呼吸科或ICU的晨会，并回来向科内医师汇报有关感染病人情况。或定期派出医师带上有关检验结果，参加一些临床科室的感染问题讨论会，具体解决感染症的治疗问题。如定点参加ICU、移植科、肿瘤科、神经外科、儿科等的讨论会，对血培养阳性、脑脊液检查阳性或严重烧伤感染的病人，微生物医师要主动去病房看望，参加治疗方案讨论。对菌血症或脓毒症病人要协助找出原发症灶。临床微生物科医师巡视病人后要在病历上记录意见，必要时可与临床的主管医师、主任一起讨论。各临床科室如有感染问题可与临床微生物科联系，询问检验报告的意义或要求会诊。微生物科每周召开一次感染病例讨论会，讨论感染病人的情况，交流发现的问题，并将临床微生物科的意见与临床科室进行交流。微生物科医生也要参与日常检验工作，并接受临床有关微生物学问题的咨询。

参与抗菌药物临床应用的管理

合理应用抗菌药物，减少或避免耐药菌株产生，是当前抗感染领域的一大难题，临床微生物室在抗生素合理使用中起重要作用。

首先要重视感染的病原学诊断。临床医师在使用抗菌药物前，应采集多份微生物学标本做细菌培养和药敏试验，微生物科则为临床提供快速、准确的细菌检验和药敏结果。此外，微生物专家与临床医生密切联系并参与患者的治疗也是控制抗生素用量的重要方法。微生物专家应参与医院药事委员会，参与制定抗生素使用指南、教育和培训、监督和检查等。这方面香港玛丽医院的做法是由感染监控护士负责走访感染病例，发现抗菌药物误用或不合理应用时，由微生物科主任出面向院长、当事科室主任和当事人反馈，取得较好效果。

参与医院感染的监测、控制和管理

我国《医院感染管理规范》明确指出检验科在医院感染管理中应履行以下职责：负责医院感染常规微生物学的监测；开展医院感染病原微生物的培养、分离鉴定、药敏试验及特殊病原体的耐药性监测，定期总结、分析，向有关部门反馈，向全院公布；医院感染流行或暴发时，承担相关检测工作。

临床微生物实验室在医院感染的监测、控制和管理中的作用包括：（1）加强病原学监测，作为判定医院感染的基础；（2）加强耐药性监测，以指导合理使用抗生素；（3）加强环境、器械等微生物学调查，以达到卫生学指标的要求；（4）保证医院内消毒、灭菌的质量；（5）通过流行病学调查和细菌学分型试验，追踪感染源并加以控制。

（一）加强监测

临床微生物科是医院感染控制委员会的必然成员，微生物检验在医院感染的监测中起重要作用。若在临床微生物检验中发现有医院感染问题，要及时与医院感染控制部门、病房医师和护士长联系，并注意发展动态。医院感染中的一些特殊耐药菌如GRE、MRSA、产ESBL肠杆菌科细菌等常通过交叉感染传播，曲霉菌、军团菌等常在空调、供水系统、雾化装置存在并导致感染，对可能携带这些致病菌的来源常规监测并提醒临床注意，通常可有效预防传播扩散并节省大量抗感染费用。

（二）医院感染的教育和培训

临床微生物科要参与对有关人员进行医院感染的教育和培训工作。如讲解临床微生物标本的采集、保存、运送的要求和注意事项，对标本采集前要求病人应该做些什么准备，采集标本应选择什么时机、什么部位，每天采几次、采多少量以及采样部位应该如何消毒等一系列问题进行解释；对人体常见的正常菌群、定植菌、污染菌和感染菌等内容进行培训；对各种细菌耐药酶的检测及其含义和在选用抗生素方面的意义与临床进行经常性的沟通等等。可采用多种方法如讲座、座谈讨论会、简讯、墙报园地甚至参与查房等形式。也可以融合到医院感染管理的继续教育培训项目之中。

（三）参与消毒隔离的管理

正确、科学地实施消毒与隔离技术对预防和控制医院感染非常重要，正确的指导、督查消毒隔离工作也是临床微生物科的工作之一。当发生医院感染暴发流行或特殊耐药细菌感染时，临床微生物专业人员应参与制订消毒隔离措施，对相关的人员管理、废弃物的处理等环节提出微生物专业意见。

（四）定期发布细菌耐药性监测结果

对许多感染性疾病的抗菌药物选择是经验性的。但经验用药也需要循证医学和流行病学资料的支持。建议将所有病原菌分离和药敏的资料用WHONET软件保存，定期发布细菌耐药性监测结果，随时统计分析ICU等重点科室常见病原菌的分布和耐药状况，对临床经验性选择抗生素、提高重症感染的救治成功率大有帮助。

（五）通过分子分型技术控制医院感染

常用的分子分型技术有PFGE、RAPD等。微生物实验室设置分子分型实验室，对危害较大且较易流行的耐药菌进行常规分型，对及时发现和控制病原菌流行具重大意义。国外一些医院的做法是对VRE等不常见的耐药菌一经发现即进行分子分型，根据基因分型，判断流行的可能性及范围并采取相应措施控制感染。如某医院对2个月时间内自16个病人分离的19株VRE进行分型，结果显示其中十四株为一个型别，其他为一个型别，高度提示VRE流行，经调查分析，发现14名患者中11人有直接联系。根据这些分析，采取了针对性控制措施而中止了感染。另一些医院针对肺炎克雷伯菌、表皮葡萄球菌、溶血葡萄球菌、粘质沙雷菌等感染流行问题，均通过分子分型而得到控制。据统计，微生物室成立分子分型实验室（设备及人员）的费用为$180,050，每年分子分型相关支出为$400,000，假设所有医院（美国）都常规进行分子分型，实验相关费用达20亿美元，但节省下来的治疗医院感染的费用将超过5倍（100亿）。^[5]

学术杂志

《微生物学杂志》创办于1978年，国内外发行，双月刊，大16开本，112页。主办单位：中国微生物学会、辽宁省微生物学会、辽宁省微生物科学研究院。杂志内容丰富详实，突出学术性、前沿性、实用性和指导性。主要刊登工业微生物学、农业微生物学、医学微生物学、兽医微生物学、食用菌学、细胞生物学、病理学、免疫学、分子生物学、生物工程学及生物技术等领域的研究报告、研究简报、实验技术、综述、译文、论文摘要以及开发应用、技术讲座、成果与产品信息等方面的文稿。^[6]读者对象为本学科的科技工作者、大中专院校师生、企业、厂家及微生物学爱好者。

杂志信息

主办单位：辽宁省微生物学会;中国微生物学会;辽宁省微生物科学研究院

出版周期：双月

出版地：辽宁省朝阳市

语言种类：中文

开本尺寸：大16开

国际刊号：1005-7021

国内刊号：21-1186/Q

邮发代号：8-142

创刊时间：1978年

该刊被以下数据库收录：

CA化学文摘(美)(2011)

CBST科学技术文献速报(日)(2009)

中国科学引文数据库(CSCD—2008)

编辑推荐

《微生物学》是由科学出版社出版的。

文摘

版权页：

插图：

1.重金属对微生物的营养性和毒性作用
很多重金属是微生物（包括其他生物）所必需的微量营养元素，如铜、镍、锰、钒、钴、锌等。在低浓度下，环境中某些重金属不会对微生物产生不利影响，反而对它们有利，某些重金属是组成微生物金属蛋白、辅酶、维生素的重要成分，更是许多酶催化的活性中心的重要成分（如铜、锌等），因此它们在微生物的生化代谢活动，乃至生命活动中起着极为重要的作用。例如，糖代谢过程中许多酶的活性需要锰离子；微生物对某些重金属化合物进行氧化过程中可以获得能量。但是，当环境中的重金属超过一定浓度时，便会对微生物产生毒性效应。重金属对微生物的毒性效应有以下几个方面：生物大分子（如核酸、蛋白质等）的直接氧化作用；在细胞中发生氧化还原反应，产生氧化性离子，进而对细胞物质起氧化破坏作用；与蛋白质中的巯基结合而使蛋白质分子失去功能；与酶分子活性中心的巯基结合或置换酶活性中心的金属离子，使酶失去催化功能。
2.微生物对重金属的抗性作用
重金属化合物作为杀菌剂或消毒剂的使用在取得效用的同时，也引发了微生物适应重金属化合物而生长并代谢这些物质的抗性。微生物的代谢活动可改变环境中重金属的存在状态，从而改变它们的性质，包括生物效应。微生物对重金属的抗性最早是在临床上发现的，在20世纪20年代中期，发现了金黄色葡萄球菌对汞的抗性，随后不断发现了各种微生物对不同重金属的抗性。经过努力，目前已经基本上阐明了微生物对各种重金属的抗性特性和生理生化机制。

作者简介

周长林，1964年1月生，1986、1989和1997年于华东理工大学生物工程专业分别获学士、硕士和博士学位，1999-2000年日本近畿大学药学部访问学者，2004~2005年美国Providence College生物系博士后。现任中国药科大学生命科学与技术学院微生物学教研室主任、教授，中国微生物学会江苏省微生物学分会理事，中华医学会江苏省免疫学分会委员。2002年被授予江苏省普通高等学校“青蓝工程”优秀青年骨干教师称号。2008年获得江苏省“青蓝工程”中青年学术带头人。长期从事微生物与生化药学研究工作，主要研究方向为微生物代谢调控和药物生物合成研究、抗生素药效学及其机理。主持国家医药管理总局、国家科技部等多项科研课题。至今发表论文40余篇，SCI收录9篇，申请专利2项，主编出版教材3部。

序言

微生物学科发展迅速，在生命科学的发展过程中一直占有重要地位。目前该学科已经渗透到工业、农业、医药、卫生、能源、环保、冶金等各个领域，与人们的衣、食、住、行密切相关。《微生物学》这门课程是我国高等院校相关专业开设的一门基础性课程，尤其在农业院校，诸如食品科学与工程、食品质量与安全、园艺、农学、植保、土化、环境工程、能源、生物技术、生物工程等专业均开设此课程。通过本教材的系统学习，学生可以对微生物学的基础理论知识有一个全面的了解，为后续课程的学习奠定坚实的基础。本教材涵盖内容比较广泛，教师在实际教学过程中可以根据各专业的不同特点，有针对性地进行取舍，灵活掌握。
全书共分13章。第1章绪论；第2章微生物细胞的形态、结构与功能；第3章原核细胞型微生物；第4章真核细胞型微生物；第5章非细胞型微生物——病毒；第6章微生物的营养；第7章微生物的代谢与调节；第8章微生物的生长及其控制；第9章微生物的遗传变异与菌种选育；第10章微生物的生态；第11章免疫学基础和免疫学技术；第12章微生物的分类；第13章微生物的应用。
参加本书编写的单位有沈阳农业大学、华南农业大学和东北农业大学。参加编写的人员有白洪志、方祥、韩梅、胡文锋、黄玉茜、李炳学、廖振林、刘灵芝、罗文华、莫美华、钮旭光、宋立超、孙波、孙军德、徐学锋、杨幼慧、赵春燕、钟青萍。本书编写人员全部为《微生物学》课程一线主讲教师，具有比较丰富的实际教学经验。在教材编写过程中，各位老师也参考了许多国内外相关的著作和文献等资料，力求对内容的阐述科学、准确。但是，由于能力和水平所限，书中仍难免会有疏漏和不妥之处，敬请各位专家、学者及广大读者批评指正。

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