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默沙东 诊疗手册

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细菌概述

作者:

Larry M. Bush

, MD, FACP, Charles E. Schmidt College of Medicine, Florida Atlantic University

最后一次全面审校 4月 2018| 内容末次修改日期 4月 2018
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细菌是一种单细胞的微生物。它们是地球上已知最早的生命形式之一。细菌有成千上万种,它们生活在全世界各种可能的环境中。它们生存于土壤、海水以及地壳深处。据报道,一些细菌甚至可以生存于放射性废物中。许多细菌在人类和动物的身体上和身体内生活——皮肤上和呼吸道、口腔和消化道、生殖道和泌尿道中,不会造成任何伤害。这些细菌称作常驻菌群或正常菌群。我们常驻菌群中的细菌至少与体内细胞一样多。很多常驻菌群其实对人有益——如帮助人消化食物或防止其他有害细菌的生长。

仅有少数几种细菌可致病。它们称作致病菌。一些寄生于体内的无害细菌有时候也可以致病。细菌可通过释放有害的物质(毒素)、直接入侵机体组织或以上两种方式同时发生而致病。某些细菌可能引发可能影响心脏、神经系统、肾脏或胃肠道的炎症。某些细菌(如幽门螺旋杆菌)增加癌症风险。

某些细菌有可能被用作生物武器。这些细菌包括那些导致炭疽病肉毒中毒鼠疫,和兔热病的细菌。

细菌分类

细菌的分类方式有若干种:

  • 学名: 细菌可以像其他生物一样根据属进行分类(基于一种或几种共同的特性),属内再细分不同的种。它们的学名前面是属,后面是种(例如:肉毒杆菌)。种内再分为不同类型,称为系。系之间因基因构成及化学成分而不同。有时候,特定的药物和疫苗仅对特定的菌系有效。

  • 染色: 细菌可以根据应用化学物质染色后转变的颜色进行分类。革兰氏染色是常用的染色方法。有些细菌可染成蓝色。它们称作革兰氏阳性菌。其他则染成红色。称为革兰氏阴性菌。革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌不同的染色主要是因为细菌细胞壁的构成不同。它们也会造成不同类型的感染,也需要应用不同类型的抗生素进行有效治疗。

  • 形状: 所有的细菌可以根据其外形分为球型(球菌)、杆型(杆菌)和螺旋型或螺旋结构(螺旋体)三种基本类型。

  • 需氧方式: 第三种细菌分类方法是根据其生存和生长是否需要利用氧来分类。那些需要在有氧环境下生存的细菌称为需氧菌。在有氧环境下很难生存的细菌称为厌氧菌。那些在有氧和无氧环境下均可生存的细菌称为兼氧菌。

  • 基因构成:专门的测试可以确定细菌遗传构成(基因型)的差异。

How Bacteria Shape Up

How Bacteria Shape Up
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Bacteria in the Body

人体内通常含有数百种不同种类的细菌,但细菌个数达数万亿个。

这些细菌大多存在于以下地方:

  • 在皮肤和牙齿上

  • 在牙齿和牙龈之间的空间

  • 咽喉、肠道、阴道的黏膜处

不同种属存在于不同部位,也提示每一部位不同的生理状况。

大多数细菌属于厌氧菌—即生存过程不需要氧。

这些厌氧菌一般情况下不会致病。许多厌氧菌对人体有益,如帮助分解肠道内的食物。

但是,如果粘膜受损,厌氧细菌会引起疾病。细菌可以进入其生存范围之外且对其无抵御能力的组织。细菌可以感染临近器官(如鼻窦、中耳、肺、脑、腹腔、骨盆及皮肤)或侵入血液系统四处播散。

细菌感染

医生根据细菌分类的各种方式对细菌感染进行分类。例如,感染可归类为革兰氏阴性菌或革兰氏阳性菌引起的。这种区别很重要,因为两种类型的治疗可能需要不同类型的抗生素。

革兰氏阴性感染包括以下这些:

革兰氏阳性感染包括以下这些:

一些感染是以细菌的形态分类的。例如,由螺旋体(螺旋形细菌)引起的感染被分类为螺旋体感染。

螺旋体感染包括:

其他感染可通过致病菌细菌是否需要氧气或在无氧环境中繁殖来分类。那些需要在有氧环境下生存和生长的细菌称为需氧菌。那些需要在无氧环境下生存和生长的细菌称为厌氧菌。

厌氧菌感染包括:

许多不同的抗生素可用于治疗细菌感染。然而,细菌对抗生素耐药非常重要。

细菌的防御系统

细菌有许多防御方法。

菌膜

一些细菌可以分泌一种物质帮助它们黏附于其他细菌、细胞和物体上。这种物质使细菌结合在一起形成黏性层,称为菌膜。例如一些细菌在牙齿上形成菌膜(称为牙斑)。菌膜可以吸附细菌所需的食物残渣,同时将会导致牙齿的损坏。菌膜还可以帮助细菌抵御抗生素。

荚膜

一些细菌包裹在保护性的荚膜中。荚膜可以保护细菌不受具有抗感染作用的白细胞的吞噬。这些细菌通常称为荚膜菌。

外膜

革兰氏氏阴性菌的荚膜下面有一层外膜,可以帮助它们抵御抗生素。外膜破裂时可以释放一种毒素,称为内毒素。内毒素是革兰氏氏阴性菌感染后出现严重症状的主要原因。

孢子

一些细菌形成孢子,细菌的一种不活跃(休眠)的形式。当环境状况不佳时,孢子可以使细菌存活。环境状况好转时,孢子又生长成活跃的细菌。

鞭毛

鞭毛是从细菌表面延伸出来的细丝,可以帮助细菌移动。没有鞭毛的细菌自身无法移动。

对抗生素耐药

有些细菌天生就对某些抗生素耐药。

其他细菌则通过从耐药菌那里获得耐药基因或通过自身基因突变产生耐药性。例如,在20世纪40年代中期,青霉素刚发明后不久,一些个体内的金黄色葡萄球菌已经获得耐药基因,对青霉素产生耐药性。当使用青霉素治疗金黄色葡萄球菌感染时,那些携带耐药基因的菌株即会获得生存优势。缺少耐药基因的金黄色葡萄球菌菌株会被青霉素杀死,使得对青霉素耐药的菌株得以继续繁殖并日益多见。

于是,化学家们调整青霉素的分子结构,使其转变为类似的新药—甲氧西林,可以杀死对青霉素耐药的菌系。甲氧西林发明后不久,金黄色葡萄球菌菌株产生对甲氧西林和相关药物耐药的基因。被称为耐甲氧西林金黄色葡萄球菌 (MRSA)。

这些具有耐药编码的基因可以传递给新生的细菌,有时候甚至可以传给其他菌系的细菌。

抗生素应用的越多,细菌就越容易产生耐药。因此,专家建议医生仅在必要时使用抗生素。特别是,医生应仅针对由细菌引起的感染开具抗生素,而不应针对由感冒或流感等病毒引起的感染开具抗生素。将抗生素应用于那些没有明确细菌感染(例如仅有咳嗽或发冷症状)的患者并不能助其改善症状,只会增加细菌的耐药。由于抗生素的应用过于广泛(甚至应用不当),目前很多细菌已经对相应抗生素耐药。

耐药细菌可以在人与人之间传播。由于出国旅游已经是很平常的事情,因此耐药菌可以在很短的时间内传播到世界各地。这些细菌在医院中的传播尤其令人担忧。耐药菌在医院中很常见,因为医院经常使用抗生素,而且医院工作人员和就诊者如果不严格遵守恰当的卫生操作程序,也有可能导致耐药菌传播。同时,由于住院患者免疫功能下降,他们也更易感染耐药菌。

耐药细菌也可以由人传染给动物。家畜感染耐药菌也很常见,因为抗菌素常规被给予健康家畜以预防可能造成减产或疾病的细菌感染。许多国家禁止在动物中使用抗生素来降低以下风险:

  • 在动物食品中摄入耐药菌

  • 通过与动物接触而感染耐药菌

  • 暴露于动物食品中的抗生素

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