第6章 医学微生态学:医学微生态学是研究何种关系的

第六章 医学微生态学

生态学是研究生物与环境相互关系的科学。微生态学是指细胞水平或分子水平的生态学。

第一节 正常菌落

一、正常菌落及其分布

将正常人的体表和与外界相通的眼结膜、口腔、鼻咽、肠道、泌尿生殖道等腔道粘膜中的不同种类和数量及对人体无害而有益的微生物称为正常微生物群。

二、正常菌群的生理作用

经无菌动物与普通动物的比较研究表明，正常菌群有如下生理作用：

1、生物拮抗：致病菌侵袭机体，首先需要突破皮肤黏膜生理屏障。正常菌群作为生物屏障不仅能阻止外来致病菌突破皮肤黏膜生理屏障而侵袭机体，而且也能维持正常菌群内部的平衡，以保护机体免受感染。这种拮抗作用的机制主要是：①竞争黏附作用，正常菌群通过其配体与相应上皮细胞表面受体结合而黏附，并能形成细菌生物膜，发挥屏障和占位性保护作用，使外来致病菌不能定植而通过侵入门户侵袭机体；②产生有害代谢产物，改变了环境中的pH与氧化还原电势，使不耐酸的细菌和需氧菌等受到抑制；③营养竞争作用。

2、营养作用：正常微生物群参与了机体的物质代谢、营养物质转化及合成。

3、免疫作用：正常菌群作为抗原既能促进机体免疫器官的发育；也可刺激其免疫系统发生免疫应答。

4、抗衰老作用：正常菌群中双歧杆菌、乳杆菌及肠球菌等许多细菌具有抗衰老作用。其机制之一认为与其生产过氧化物歧化酶（SOD）有关。SOD是一种抗氧化损伤的生物酶，能催化自由基歧化，以清除O2-的毒性，保护组织细胞免受其损伤。

5、抗肿瘤作用：研究表明，双歧杆菌和乳杆菌均具有抑制肿瘤作用，其可能机制：①通过自身产生的多种酶类将某些致癌物或前致癌物转化成无害物质；②通过激活巨噬细胞等发挥免疫功能而抑制肿瘤。

三、人体各部位的微生态系

（一）口腔微生态系

人的口腔中已发现300多种细菌，在口腔中定居的微生物与人体组成了口腔微生态系。口腔链球菌是颊、硬腭粘膜最主要的正常菌群，其中以唾液链球菌为最多见。唾液链球菌和革兰阳性丝状菌是舌背的优势菌。放线菌、马氏棒状杆菌、链球菌及缓症链球菌是龈沟的优势菌。口腔微生物通过牢固附着在牙面形成牙菌斑，牙菌斑是寄生 在牙齿表面的以细菌主的生物群落，分为龈上、下菌斑。龈上菌斑主要为革兰阳性球菌和杆菌，而龈下菌斑多为专性厌氧菌和螺旋体。龈下菌群生态失调常导致牙周病。

口腔微生态系的平衡和失调与口腔的健康和疾病密切相关，口腔感染性疾病主要是口腔微生态失调的结果。因此，了解口腔微生物群的组成与变化特征，有助于调整口腔微生态失调，治疗口腔感染性疾病。

（二）食管与胃

在人类，尚未发现食管上皮细胞上有原籍菌。胃液中胃酸有杀菌作用，外籍菌群常被杀死，但仍可从中分离出乳杆菌与酵母菌，认为是原籍菌。今年发现幽门螺杆菌和螺旋体与上皮细胞有密切联系，亦被认为是原籍菌群。幽门螺杆菌与胃炎、胃溃疡及胃癌特别是胃淋巴瘤极为相关。

（三）肠道

肠腔内存在大量微生物，约占人体微生物总量的80%，其中以细菌为主。

1、小肠微生态系：小肠的十二指肠、空肠及回肠分别由不同的微生物群。其中，以回

肠末端的微生物最多，该部位的pH和E化均低，有利于专性厌氧菌生长，因此95%以上是厌氧菌。

2、大肠微生态系：主要包括盲肠和结肠，是胃肠道中微生物群最多的部位。

3、肠道正常微生物群的类型：可以分为三类：①致病性类型：主要包括韦荣球菌等，菌量少，是正常人体保持微生态平衡的必要组成成员；但在病理情况下，可大量繁殖而感染致病；②互生性类型：主要包括双歧杆菌、类杆菌真杆菌和消化球菌，数量多，恒定存在；对人体有益无害，为生理性菌群，具有合成维生素、促进蛋白质消化吸收、生物拮抗及免疫刺激等生理作用；③中间型类型：既有生理作用，也有致病作用。

4、肠道内正常菌群的调节机制：①由于胃酸的作用，多数细菌被杀灭；②肠蠕动使大量细菌排出体外；③肠道分泌物如胆酸和溶菌酶等可抑制细菌生长；④微生物群相互作用以保持稳定平衡状态。

（四）阴道

阴道常住菌主要由乳杆菌、肠杆菌、丙酸杆菌、表皮葡萄球菌、大肠埃希菌、梭杆菌及粪链球菌，暂住菌主要由金黄色葡萄球菌、肠杆菌、丙酸杆菌、消化链球菌及韦荣球菌。健康妇女阴道分泌物可分离出约29种微生物。还可以分离出单纯疱疹病毒（HSV-2）和巨细胞病毒（CMV）。孕妇的乳杆菌、白假丝酵母菌和丙酸杆菌等分离率都高于一般妇女。

（五）呼吸道

健康人上呼吸道定植有需氧及厌氧菌，多大21个菌属200多个菌种，细菌类型或浓度随季节和环境变化稍有不同，但相对稳定。鼻腔液中以厌氧菌为最多，其次为葡萄球菌。鼻咽部和扁条体常可分离到类白喉棒状杆菌和葡萄球菌。肺炎链球菌、溶血性链球菌及流感嗜血杆菌等具有致病潜能的细菌亦较常见。鼻窦无菌。气管和支气管在正常情况下仅有少量细菌，且不永久定植。呼吸道的正常菌群可刺激机体产生全身或局部特异性抗体，是防御外来为生物入侵的重要生物屏障。

（六）皮肤

许多微生物可长期而持久栖居在皮肤上。皮肤的正常微生物群分为常住菌和暂住菌。常住菌主要有葡萄球菌、丙酸杆菌、类白喉棒状杆菌和铜绿假单胞菌等。暂住菌主要是金黄色葡萄球菌和链球菌等。皮肤的正常微生物群具有重要生理作用，不仅能防御外来病原菌的入侵，而且有营养作用，还能协助皮肤发挥免疫及自净等生理功能。

第二节 微生态平衡与失调

微生态平衡是指正常微生物群与其宿主生态环境在长期进化过程中形成生理性组合的动态平衡。微生态失调与其相反，是指正常微生物群与其宿主之间的平衡在外界环境因素的影响下被破坏，由生理性组合转变为病理性组合状态。

一、微生态平衡

1、宿主因素：正常微生物群随着人体不同发育阶段及其生理功能的变化而有所变化。同时，在外界环境因素作用下，宿主病理状态对正常微生物群也产生明显影响，如感染、辐射、手术及慢性病等均可导致生态失调。

2、正常微生物群：微生物因素要从三个方面考虑：

（1）定位：指生态环境；

（2）定性：指正常微生物群的种类；

（3）定量：是指某生态环境中正常菌群的总菌数和各菌群的活菌数。

二、微生态失调的主要原因

1、使用抗生素：机体因感染性疾病使用抗生素，特别是长期服用广谱抗生素后，正常菌群中的敏感菌被抑制或杀灭，耐药菌大量繁殖而致病，这是抗菌药物治疗原感染性疾病或预防某些微生物感染过程中发生的一种新感染，即二重感染或重叠感染，是微生态平衡被破

坏的较严重的后果，系一种菌群失调症。

2、正常菌群寄居部位改变：正常菌群寄居在机体的一定部位即微生态环境，如果寄居部位改变，进入正常无菌部位就可引起疾病。

微生态调节剂，是指具有调整微生态失调，保持微生态平衡，提高人体健康水平的制品，包括正常微生物的优势种群和促进正常微生物群生长繁殖的物质两大类，前者称为益生菌，后者称为益生源。

第三节 机会性感染

由正常菌群在机体免疫功能低下、寄居部位改变或菌群失调等特定条件下引起的感染称为机会性感染。

一、机会性致病菌及其主要特点

（一）机会性致病菌

机会性致病菌来源于人体皮肤和粘膜寄居的正常菌群。正常菌群分为两类：①常住菌：是长期寄居于皮肤黏膜，在一定年龄和一定部位相对固定的菌群，正常情况下有益无害；②暂住菌：亦称一时性寄住菌，包括来源于外环境的非致病菌核潜在性致病菌。以下介绍几种常见机会性致病菌：

1、大肠埃希菌：是典型的肠道正常菌群成员，但在异常情况下常易引起菌群失调，称为泌尿道、胆道、腹膜及创伤机会性感染的常见病原体。

2、克雷伯菌属：该菌属中引起机会性感染的常为肺炎克雷伯菌。在菌群失调时常引起肺炎。

3、铜绿假单胞菌：该菌是人体正常菌群成员之一，并广泛存在于水、空气、土壤中，医院环境中亦很常见。一般不致病，但在引起机会性感染中仅次于大肠埃希菌和肺炎克雷伯菌。

4、变形杆菌属：其在自然界的分布广泛，是肠道中的常住正常菌群成员。有的尚可引起脑膜炎、腹膜炎及败血症等机会性感染。

5、肠杆菌属：是外界环境中肠杆菌科中最常见的菌属，也是口腔及肠道的正常菌群成员。其中产气肠杆菌和阴沟肠杆菌常从手术创口、尿道、胆道及呼吸道等分离出来，与手术创口、尿道、胆道及呼吸道等感染有关，尤其在引起手术创口感染中较常见。

6、沙雷菌属：主要存在于土壤、水、人和动物肠道。近年来发现是一种重要的机会致病菌，如粘质沙雷菌引起肺炎、泌尿道与外科手术后感染以及败血症；臭味沙雷菌与普城沙雷菌引起败血症。

7、葡萄球菌：广泛分布空气、水、土壤、物品及人和动物的皮肤、口腔、鼻咽部及肠道中。存在于人体的主要为凝固酶阴性葡萄球菌（CNS），少数人可携带金黄色葡萄球菌。CNS是伤口、尿道、中枢神经系统感染，败血症及脓毒血症的常见机会性致病菌。

（二）机会性致病菌的主要特点

1、毒力弱或无明显毒力；

2、常为耐药菌；

3、新的机会性致病菌不断出现。

二、机会性感染的易感因素

机会性感染主要因集体抗感染能力降低所致，因此，易感机体是诱发机会性感染的决定因素或直接原因。