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病原体

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病原体

什么是病原体

病原体(pathogens)指可造成人或动植物感染疾病的微生物(包括细菌、病毒、立克次氏体、寄生虫、真菌)或其他媒介(微生物重组体包括杂交体或突变体)。

病原体的简介

病原体(pathogen)能引起疾病的微生物和寄生虫的统称。微生物占绝大多数,包括病毒、衣原体、立克次体、支原体、细菌、螺旋体和真菌;寄生虫主要有原虫和嚅虫。病原体属于寄生性生物,所寄生的自然宿主为动植物和人。能感染人的微生物超过400种,它们广泛存在于人的口、鼻、咽、消化道、泌尿生殖道以及皮肤中。

每个人一生中可能受到期150种以上的病原体感染,在人体免疫功能正常的条件下并不引起疾病,有些甚至对人体有益,如肠道菌群(大肠杆菌等)可以合成多种维生素。这些菌群的存在还可抑制某些致病性较强的细菌的繁殖,因而这些微生物被称为正常微生物群(正常菌群)但当机体免疫力降低,人与微生物之间的平衡关系被破坏时,正常菌群也可引起疾病,故又称它们为条件致病微生物(条件致病病原体)。机体遭病原体侵袭后是否发病,一方面固然与其自身免疫力有关,另一方面也取决于病原体致病性的强弱和侵入数量的多寡。一般地,数量愈大,发病的可能性愈大。尤其是致病性较弱的病原体,需较大的数量才有可能致病。少数微生物致病性相当强,轻量感染即可致病,如鼠疫、天花、狂犬病等。

病原体的发现

历史上首位确定病原体存在的,是1840年代的匈牙利的产科医生塞麦尔维斯(Ignaz Semmelweis)。他发现医院内由产科护士负责接生的贫穷产妇,她们的死亡率比相对较富有、由医生负责接生的产妇低几倍。他从他的观察中认定两者死亡率的差别,与环境的清洁有关连。

1846年,匈牙利医师塞麦尔维斯,应用系统的流行病学调查方法,研究了维也纳某医院产褥热的流行爆发。当时,他发现在他负责的病区内:由产科医生和医学生接生的产妇因产褥热而死亡的病死率为8.3%;由助产士接生的产妇其病死率仅为2%。经过对感染原因的分析,他认为:医生们用检查过因产褥热而死的尸体的手再去接触别的产妇,就会使别的产妇也受到传染,而助产士不作尸解,她们接生的产妇病死率就较低,因此,他要求所有人接触产妇之前要用漂白粉认真洗手,直到手上无尸体味为止。这一举措使产褥热的死亡率由大约10%降至1.5%。

1861年,根据他的临床观察和实践,塞麦尔维斯出版了有关产褥热的著作。但不幸的是,他的观点不被当时的权威人士所接受。塞麦尔维斯的措施未得到很好的采纳。他的同事拒绝承认他们的手是疾病传播的工具,他们否认他的理论。塞麦尔维斯的学术价值降低了,他在医院的特权受到限制。他离开了维也纳,前往布达佩斯,从事同样的观察,但他又一次被解聘。最后,他甚至被送往精神病院……在极端失望中,他为了证明自己的观点,于1865年在给一具死于产褥热的尸体做尸检时,故意切下自己的食指并因此身亡。

病原体的分级

要确定一种病原体属于哪一级生物安全水平以实验操作为基础,对病原体的操作通常与进行鉴定或分型所需的病原体的生长状况,以及病原体的数量和浓度有关。如果操作临床样本比操作培养样本对工作人员造成的危险性小,就建议确定较低的生物安全水平级别。另一方面,如果实验操作涉及体积较大的样本和(或)浓度较高(“生产数量”)的病原体制备品,或可能产生气溶胶,或操作本身就有危险,则需要额外的预防措施,并提高初级和二级防扩散装置的水平。“生产数量”是指感染性病原体的体积或浓度,大大超过了通常进行鉴定和分型所需要的量。正如在大规模发酵、抗原和疫苗的生产以及各种商业和研究活动中,感染性病原体的增殖和浓缩需要处理大量“生产数量”级的感染性病原体。大量的感染性病原体可能造成危险性增加,所以对于任何指定的病原体,不可能将“生产数量”限定为有限的体积或浓度。因此,实验室主管必须对要进行的实验操作进行评估,选择与危险性适合的操作技术、防扩散仪器和设施,而不需考虑涉及的病原体的体积和浓度。

有时实验室主管选择的生物安全水平应该比建议的级别要高。例如,计划实验的独特性质可能需要较高的生物安全水平(如吸入研究,就需要对实验产生的气溶胶进行特殊的防扩散限制);或者实验室接近需要特殊考虑的区域,也要求较高的生物安全水平(如位于患者护理区附近的诊断实验室)。同样,可以采用推荐的生物安全水平来补偿由于缺乏某些推荐的保护措施而引起的不足。例如,对于建议采取"级水平的微生物,在设施特征满足"级水平的实验室中进行常规或重复性操作(如为了鉴定、分型及敏感性检测而进行一种病原体增殖的诊断程序)时,只要严格按照建议的标准微生物学操作规程,适合"级水平的特殊操作规程和安全设备进行,也可达到可以接受的安全水平。

在"级水平下,使用"级水平操作技术和规程就能够安全地对临床样本进行常规的诊断工作。在"级设施中,使用"级操作技术和规程可以进行进一步的研究工作(包括共培养、病毒复制研究或涉及浓缩病毒的操作)。

病原体的相关知识

在传染性疾病的病原体中,有些能够独立完成生命活动,有些则不能独立完成生命活动。例如:艾滋病的病原体、手足口病的病原体、脊髓灰质炎的病原体就不能独立完成生命活动;而肺结核的病原体就能够独立完成生命活动。

对于操作一种特定的病原体或者为动物研究选择一个恰当的生物安全水平取决于许多因素,其中重要的是:病原体或毒素的毒力、致病性、生物稳定性、传播途径,病原体的传染性,实验室的性质或职能,涉及病原体的操作步骤和方法,病原体的地方流行性,有效的疫苗和治疗方法的可用性。选择恰当的生物安全水平提供指导。其中包括有关实验室危害的特殊信息,以及推荐采取的实际操作的保护措施,它们能够明显降低实验室相关性疾病感染的危险性。包括符合下列一条或多条标准的病原体:已被证实对操作感染性物质的实验室人员具有危害(如乙肝病毒、结核杆菌);引起实验室相关性感染的可能性较高,包括没有文献证明的实验室相关性感染(如外来的虫媒病毒);或者感染的后果严重。

病原体的培养和分离

虽较直接检查法为慢,且较为复杂,但更准确,应用范围也更广,几乎可用于所有的病原体。一般除病毒、衣原体和立克次氏体外,都可用无生命的培养基培养和分离。培养基的种类很多,可根据不同的病原体加以选用。培养分离病原体后,还可进行各种试验,如发酵试验、毒力试验等,这对病原体的进一步鉴定非常重要。病毒、衣原体和立克次氏体缺乏维持生命所必须的各种酶,不能像细菌那样从培养基中摄取营养物质,利用自己的酶来合成自己所需的各种成分,不能用无生命的培养基培养,而必须接种到有生命的机体内,利用机体的酶来合成它们所需的各种成分。这种方法称“病毒分离”、“衣原体分离”或“立克次氏体分离”。

分离的方法一般有三种:


1.组织培养。最简单常用;

2.动物胚胎(如鸡胚、鸭胚)接种;

3.动物接种,如接种小白鼠、豚鼠等。不同的病毒、衣原体或立克次氏体常需要不同的分离方法,分离阳性后也常需进行各种试验(如血清学试验等)才能最后判定其种类。病原体的直接检查常与病原体的培养分离同时进行。

除上述两种方法外,还有一些特殊的检查方法。例如对怀疑为的人或动物可取其脑组织检查特异性包涵体(内格里氏小体)确诊;检查乙型肝炎表面抗原可用反向被动血凝法(RPHA)酶联免疫吸附试验(ELISA)及放射免疫试验(RIA)等方法;检查粪便中的甲型肝炎病毒可用免疫电镜等。还可应用分子杂交或核酸分析的方法来检验病人血液、组织或排泄物中的病原体核酸以协助诊断,如血液中及肝组织中的乙型肝炎病毒核酸,就可用分子杂交的方法检测;粪便中的轮状病毒可用核酸分析的方法来检测等。由于病原体的各种抗原和病原体的核酸都是病原体的特异性成分,因此如果它们出现阳性也就表示病原体阳性,故这些方法也具有很大的确定诊断的意义。

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