第一节　细菌的分布

细菌种类多、繁殖快、适应环境能力强，因此，细菌广泛分布于自然界，在水、土壤、空气、食物、人和动物的体表以及与外界相通的腔道中，常有各种细菌和其它微生物存在。在自然界物质循环上起重要作用，不少是对人类有益的，对人致病的只是少数。

一、细菌在自然界的分布

（一）土壤中的细菌

土壤中含有大量的微生物，土壤中的细菌来自天然生活在土壤中的自养菌和腐物寄生菌以及随动物排泄物及其尸体进入土壤的细菌。它们大部分在离地面10～20厘米深的土壤处存在。土层越深，菌数越少，暴露于土层表面的细菌由于日光照射和干燥，不利于其生存，所以细菌数量少。

土壤中的微生物以细菌为主，放线菌次之，另外还有真菌、螺旋体等。土壤中微生物绝大多数对人是有益的，它们参与大自然的物质循环，分解动物的尸体和排泄物；固定大气中的氮，供给植物利用；土壤中可分离出许多能产生抗生素的微生物。进入土壤中的病原微生物容易死亡，但是一些能形成芽胞的细菌如破伤风杆菌、气性坏疽病原菌、肉毒杆菌、炭疽杆菌等可在土壤中存活多年。因此土壤与创伤及战伤的厌氧性感染有很大关系。

（二）水中的细菌

水也是微生物存在的天然环境，水中的细菌来自土壤、尘埃、污水、人畜排泄物及垃圾等。水中微生物种类及数量因水源不同而异。一般地面水比地下水含菌数量多，并易被病原菌污染。在自然界中，水源虽不断受到污染，但也经常地进行着自净作用。日光及紫外线可使表面水中的细菌死亡，水中原生生物可以吞噬细菌，藻类和噬菌体能抑制一些细菌生长；另外水中的微生物常随一些颗粒下沉于水底污泥中，使水中的细菌大为减少。

水中的病菌如伤寒杆菌、痢疾杆菌、霍乱弧菌、钩端螺旋体等主要来自人和动物的粪便及污染物。因此，粪便管理在控制和消灭消化道传染病有重要意义。但直接检查水中的病原菌是比较困难的，常用测定细菌总数和大肠杆菌菌群数，来判断水的污染程度，目前我国规定生活饮用水的标准为1m1水中细菌总数不超过100个；每1升水中大肠菌群数不超过3个。超过此数，表示水源可能受粪便等污染严重，水中可能有病原菌存在。

（三）空气中的细菌

空气中的微生物分布的种类和数量因环境不同有所差别。空气中的微生物来源于人畜呼吸道的飞沫及地面飘扬起来的尘埃。由于空气中缺乏营养物及适当的温度，细菌不能繁殖，且常因阳光照射和干燥作用而被消灭。只有抵抗力较强的细菌和真菌或细菌芽胞才能存留较长时间。室外空气中常见产芽胞杆菌、产色素细菌及真菌孢子等；室内空气中的微生物比室外多，尤其是人口密集的公共场所、医院病房、门诊等处，容易受到带菌者和病人污染。如飞沫、皮屑、痰液、脓汗和粪便等携带大量的微生物，可严重污染空气。某些医疗操作也会液成空气污染，如高速牙钻修补或超声波清洁牙石时，可产生微生物气溶胶；穿衣、铺床时使织物表面微生物飞扬到空气中，清扫及人员走动尘土飞场也是医院空气中微生物的来源。室内空气中常见的病原菌有脑膜炎奈瑟氏菌、结核杆菌、溶血性球菌、白喉杆菌、百日咳杆菌等。空气中微生物污染程度与医院感染率有一定的关系。空气细菌卫生检查有时用甲型溶血性链球菌作为指示菌，表明空气受到人上呼吸道分泌物中微生物的污染程度。

二、细菌在人体的分布

（一）正常菌群的含义

人自出生后，外界的微生物就逐渐进入人体。在正常人体皮肤、粘膜及外界相通的各种控道（如口腔、鼻咽腔、肠道和泌尿道）等部位，存在着对人体无害的微生物群，包括细菌、真菌、螺旋体、支原体等。它们在与宿主的长期进化过程中，微生物群的内部及其与宿主之间互相依存、互相制约，形成一个能进行物质、能量及基因交流的动态平衡的生态系统习惯称之为正常菌群（Normal flora）。正常菌群大部分是长期居留于人体的又称为常居菌，也有少数微生物是暂时寄居的，称为过路菌。

（二）人体正常菌群的分布

皮肤上的细菌往往与个人卫生及环境情况而有所差异。最常见的是革兰氏阳性球病，其中以表皮葡萄球菌为多见，有时亦有金黄色葡萄球菌。当皮肤受损伤时，可引起化脓性感染，如疖、痛。在外阴部与肛门部位，可找到非致病性抗酸性耻垢杆菌。

口腔中的细菌，口腔温度适宜，含有食物残渣，是微生物生长的良好条件。口腔中的微生物有各种球菌、乳酸杆菌、梭形菌、螺旋体和真菌等。

胃肠道的细菌，因部位而不同，胃酸的杀菌作用，健康人的空肠常无菌。若胃功能障碍，如胃酸分泌降低，尤其是胃癌时，往往出现八叠球菌、乳酸杆菌、芽胞杆菌等。成年人的空肠和回肠上部的细菌很少，甚至无菌，肠道下段细菌逐渐增多。大肠积存有食物残渣，又有合适酸硷度，适于细菌繁殖，菌量占粪便的1/3。大肠中微生物的种类繁多，主要有大肠杆菌、脆弱类杆菌、双歧杆菌、厌氧性球菌等，其他还有乳酸杆菌、葡萄球菌、绿脓杆菌、变形杆菌、真菌等。

呼吸道的细菌，鼻腔和咽部经常存在葡萄球菌、类白喉杆菌等。在咽喉及扁桃体粘膜上，主要是甲型链球菌和卡他球菌占优势，此外还经常存在着潜在致病性微生物如肺炎球菌、流感杆菌、乙型链球菌等。正常人支气管和肺泡是无菌的。

泌尿生殖道的细菌，正常情况下，仅在泌尿道外部有细菌存在，如男性生殖器有耻垢杆菌，尿道口有葡萄球菌和革兰氏阴性球菌及杆菌；女性尿道外部与外阴部菌群相仿，除耻垢杆菌外，还有葡萄球菌、类白喉杆菌和大肠杆菌等。阴道内的细菌随着内分泌的变化而异。从月经初潮至绝经前一般多见的为阴道杆菌（乳酸杆菌类）；而月经初潮前女孩及绝经期后妇女，阴道内主要细菌有葡萄球菌、类白喉杆菌、大肠杆菌等。

机体的多数组织器官是无菌的，若有侵入的细菌未被消灭，则可引起传染。因而在医疗实践中，当手术、注射、穿刺、导尿时，应严格执行无菌操作，以防细菌感染。

人体各部位的正常菌群分布如表4-1。

表4-1 人体各部位常见的正常菌群

（三）正常菌群的生理作用

1.生物拮抗作用正常菌群通过粘附和繁殖能形成一层自然菌膜,是一种非特异性的保护膜,可促机体抵抗致病微生物的侵袭及定植,从而对宿主起到一定程度的保护作用。正常菌群除与病原菌争夺营养物质和空间位置外，还可以通过其代谢产物以及产生抗生素、细菌素等起作用。可以说正常菌群是人体防止外袭菌侵入的生物屏障。

2．刺激免疫应答正常菌群释放的内毒素等物质可刺激机体免疫系统保持活跃状态，是非特异免疫功能的一个不可缺少的组成部分。

3．合成维生素有些微生物能合成维生素，如核黄素、生物素、叶酸、吡哆醇及维生素K等，供人体吸收利用。

4．降解食物残渣肠道中正常菌群可互相配合，降解末被人体消化食物残渣，便于机体进一步吸收。

（四）条件致病菌和菌群失调

在一定条件下，正常菌群中的细菌也能使人患病：①由于机体的防卫功能减弱,引起自身感染。例如皮肤粘膜受伤（特别是大面积烧伤）、身体受凉、过度疲劳、长期消耗性疾病等，可导致正常菌群的自身感染；②由于正常菌群寄居部位的改变，发生了定位转移，也可引起疾病。例如大肠杆菌进入腹腔或泌尿道，可引起腹膜炎、泌尿道感染。因此，这些细菌称为条件致病菌。

在正常情况下，人体和正常菌群之间以及正常菌群中各细菌之间，保持一定的生态平衡。如果生态平衡失调，以至机体某一部位的正常菌群中各细菌的比例关系发生数量和质量上的变化，称为菌群失调。

菌群失调的常见诱因主要是使用抗生素、同位素、激素、患有慢性消耗性疾病时肠道、呼吸道、泌尿生殖道的功能失常也是重要原因。去除诱因后一般可使菌群复常，也有长期失调难于逆转的情况。

临床上常见的菌群失调症有：①耐药性葡萄球菌繁殖成优势菌而发生腹泻，偶尔发生致死性葡萄球菌脓毒血症；②变形杆菌和假单胞菌生长旺盛并侵入组织发生肾炎或膀胱炎；③白色念珠菌大量繁殖，引起肠道、肛门或阴道感染，也可发展成全身感染；④艰难梭菌在结肠内大量繁殖，并产生一种肠毒素及细菌毒素，导致假膜性肠炎。

第二节　外界因素对细菌的影响

细菌在自然界必然不断经受周围环境中各种因素的影响。当环境适宜时，细菌能进行正常的新陈代谢而生长繁殖；若环境条件变化，可引起细菌的代谢和其他性状发生变异；若环境条件改变剧烈，可使细菌生长受到抑制或导致死亡。因此掌握微生物对周围环境的依赖关系，在医疗实践中，一方面可创造有利条件，促进微生物的生长繁殖，从病理材料中分离培养病原微生物，有助于传染病的诊断以及制备疫苗，来预防某些传染病；另一方面，也可利用环境对细菌不利因素，抑制或杀灭病原微生物，以达到消毒灭菌的目的。本节重点介绍外界环境对细菌不利因素，提高对消毒灭菌的认识以便在实际工作中加以应用。

消毒（Disinfection）杀灭病原微生物的方法。用以消毒的药物称为消毒剂(Disinfectants)一般消毒剂在常用浓度下，只对细菌繁殖体有效。对于芽胞则需要提高消毒剂的浓度和延长作用的时间。

灭菌（Sterilization）杀灭物体上所有的微生物（包括病原体和非病原体的繁殖体和芽胞）的方法。因此，灭菌比消毒的要求高；但在日常生活中，消毒和灭菌这两个术语往往通用。

无菌（Asepsis）物体上或容器内无活菌存在的意思。无菌操作是防止微生物进入机体或其他物品的操作技术。例如，进行外科手术或微生物学实验时，须注意无菌操作。

防腐（Antisepsis）防止或抑制微生物生长繁殖的方法。用于防腐的化学药物称为防腐剂。许多药物在低浓度时只有　抑菌作用，浓度增高或延长作用时间，则有杀菌作用。

消毒与灭菌技术的选择，取决于多种因素。在实际工作中应根据消毒灭菌的对象和目的要求不同，以及条件的不同，选择不同的合适方法。

一、物理因素

各种物理因素对细菌都能产生一定的影响作用。

（一）热力灭菌

高温对细菌有明显的致死作用。热力灭菌主要是利用高温使菌体变性或凝固，酶失去活性，而使细菌死亡。但是，更细微的变化已发生于细菌凝固之前。有人认为DNA单螺旋的断裂可能是主要的致死因素。细菌蛋白质、核酸等化学结构是由氢键连接的，而氢键是较弱的化学键，当菌体受热时，氢键遭到破坏，蛋白质、核酸、酶等结构也随之被破坏，失去其生物学活性，与细菌致死有关。此外，高温亦可导致胞膜功能损伤而使小分子物质以及降解的核糖体漏出。干热的致死作用与湿热不尽相同，一般属于蛋白变性、氧化作用受损和电解质水平增高的毒力效应。

热力灭菌时最可靠而普遍应用的灭菌法，包括湿热灭菌和干热灭菌法。

1．湿热灭菌法

在同样的温度下，温热的杀菌效果比干热好，其原因有：①蛋白质凝固所需的温度与其含水量有关，含水量愈大，发生凝固所需的温度愈低。湿热灭菌的菌体蛋白质吸收水分，因较大同一温度的干热空气中易于凝固。②温热灭菌过程中蒸气放出大量潜热，加速提高湿度。因而湿热灭菌比干热所要温度低，如在同一温度下，则湿热灭菌所需时间比干热短。③湿热的穿透力比干热大，使深部也能达到灭菌温度，故湿热比干热收效好。

湿热灭菌法包括有：

（1）煮沸法：煮沸100℃，5分钟，能杀死一般细菌的繁殖体。许多芽胞需经煮潮5～6小时才死亡。水中加入2%碳酸钠，可提高其沸点达105℃。既可促进芽胞的杀灭，又能防止金属器皿生锈。煮沸法可用于饮水和一般器械（刀剪、注射器等）的消毒。

（2）流通蒸汽灭菌法：利用100℃左右的水蒸汽进行消毒，一般采用流通蒸汽灭菌器（其原理相当于我国的蒸笼），加热15到39分钟，可杀死细菌繁殖体。消毒物品的包装不宜过大、过紧以利于蒸汽穿透。

（3）间歇灭菌法：利用反复多次的流通蒸汽，以达到灭菌的目的。一般用流通蒸汽灭菌器，100℃加热15～30分钟，可杀死其中的繁殖体；但芽胞尚有残存。取出后放37℃孵箱过夜，使芽胞发育成繁殖体，次日再蒸一次，如此连续三次以上。本法适用于不耐高温的营养物（如血清培养基）的灭菌。

（4）巴氏消毒法（Pasteurization）：利用热力杀死液体中的病原菌或一般的杂菌，同时不致严重损害其质量的消耗方法。由巴斯德创用以消毒酒精类，故名。加温61.1～62.8℃半小时，或71.7℃15～30秒钟。常用于消毒牛奶和酒类等。

（5）高压蒸汽灭菌法：压力蒸汽灭菌是在专门的压力蒸汽灭菌器中进行的，是热力灭菌中使用最普遍、效果最可靠的一种方法。其优点是穿透力强，灭菌效果可靠，能杀灭所有微生物。

目前使用的压力灭菌器可分为两类：下排气式压力灭菌器和预真空压力灭菌器。适用于耐高温、耐水物品的灭菌。

2．干热灭菌法

干热灭菌比湿热灭菌需要更高的温度与较长的时间。

（1）干烤：利用干烤箱，加热160～180℃2小时，可杀死一切微生物，包括芽胞菌。主要用于玻璃器皿、瓷器等的灭菌。

（2）烧灼和焚烧：烧灼是直接用火焰杀死微生物，适用于微生物实验室的接种针等不怕热的金属器材的灭菌。焚烧是彻底的消毒方法，但只限于处理废弃的污染物品，如无用的衣物、纸张、垃圾等。焚烧应在专用的焚烧炉内进行。

(3) 红外线：红外线辐射是一种0.77～1000微米波长的电磁波,有较好的热效应,尤以1～10微米波长的热效应最强。亦被认为一种干热灭菌。红外线由红外线灯泡产生,不需要经空气传导，所以加热速度快，但热效应只能在照射到的表面产生，因此不能使一个物体的前后左右均匀加热。红外线的杀菌作用与干热相似，利用红外线烤箱灭菌的所需温度和时间亦同于干烤。多用于医疗器械的灭菌。

人受红外线照射较长会感觉眼睛疲劳及头疼；长期照射会造成眼内损伤。因此，工作人至少应戴能防红外线伤害的防护镜。

（4）微波：微波是一种波长为1毫米到1米左右的电磁波，频率较高，可穿透玻璃、塑料薄膜与陶瓷等物质，但不能穿透金属表面。微波能使介质内杂乱无章的极性分子在微波场的作用下，按波的频率往返运动，互相冲撞和磨擦而产生热，介质的温度可随之升高，因而在较低的温度下能起到消毒作用。一般认为其杀菌机理除热效应以外，还有电磁共振效应，场致力效应等的作用。消毒中常用的微波有2450MHZ与915MHZ两种。微波照射多用于食品加工。在医院中可用于检验室用品、非金属器械、无菌病室的食品食具、药杯及其它用品的消毒。

微波长期照射可引起眼睛的晶状混浊、睾丸损伤和神经功能紊乱等全身性反应，因此必须关好门后才开始操作。

（二）电磁波与射线

1．日光与紫与外

日光是有效的天然杀菌法，对大多数微生物均有损害作用，直射杀菌效果尤佳，其主要的作用因素为紫外线，此外，热与氧气起辅助作用。但光线效应受很多因素的影响，如烟尘笼罩的空气、玻璃及有机物等都能减弱日光的杀菌力。

紫外线是一种低能量的电磁辐射，波长范围为240～280nm,最适的波长为260nm，这与DNA吸收光谱范围相一致。其杀菌原理是紫外线易被核蛋白吸收，使DNA的同一条螺旋体上相邻的碱基形成胸腺嘧啶二聚体，从而干拢DNA的复制，导致细菌死亡或变异。紫外线的穿透能力弱，不能通过普通玻璃、尘埃，只能用于消毒物体表面及空气、手术室、无菌操作实验室及烧伤病房，亦可用于不耐热物品表面消毒。杀菌波长的紫外线对人体皮肤、眼睛均有损伤作用，使用时应注意防护。

2．电离辐射

包括高速电子、X线和r线等。具有较高的能量与穿透力，可在常温下对不耐热的物品灭菌，故又称“冷灭菌”。其机理在于产生游离基，破坏DNA。可用于消毒不耐热的塑料注射器和导管等；亦能用于食品消毒而不破坏其营养成份。

（三）滤过除菌法

将液体或空气通过含有微细小孔的滤器，只允许小于孔径的物体如液体和空气通过，大于孔径的的物体不能通过。主要用于一些不耐热的血清、毒素、抗生素、药液、空气等除菌。一般不能除去病毒、支原体和细菌的L型。滤器的种类很多常用的有：

滤膜滤器（Membrane filter）由硝基纤维素制成薄膜，装于滤器上，其孔径大小不一，常用于除菌的为0.22um。硝基纤维素的优点是本身不带电荷，故当液体滤过后，其中有效成分丧失较少。

蔡氏滤器（Seitz）是用金属制成，中间夹石棉滤板，按石棉K、EK、EK-S三种，常用EK号除菌。

玻璃滤器是用玻璃细砂加热压成小碟，嵌于玻璃漏斗中一般为G1、G2、G3、G4、G5、G6六种，G5、G6可阻止细菌通过。

实验室等处应用的超净工作台，就是利用过滤除菌的原理去除进入工作台空气中的细菌。

（四）超声与超声波（Ultrasonic and sonic waves）

每秒钟超过200，000次振动的声波不被人耳感受，称为超声波。微生物对强度高的超声波很敏感。其中以革兰氏阴性菌最敏感，而葡萄球抵抗最强。虽然声波强烈地振动可使菌群死亡，但往往有残存者。因此，这种方法在消毒灭菌方面无实用价值。主要用以裂解细胞分离提取细胞组分或制备抗原。超声波灭菌的机理尚不清楚，可能是细菌外表受细微气泡的作用，扰乱细胞内容物及破坏细胞壁致细菌崩解而死亡。

（五）干燥

多数细菌的繁殖体在空气中干燥时很快死亡，例如脑膜炎双球菌、淋球菌、霍乱弧菌、梅毒螺旋体等。有些细菌抗干燥力较强，尤其有蛋白质等物质保护时。例如溶血性链球菌在尘埃中存活25日，结核杆菌在干痰中数月不死。芽胞抵抗力更强，例如炭疽杆菌耐干燥20余年。干燥法常用于保存食物。浓盐或糖渍食品，可使细菌体内水分逸出，造成生理性干燥，使细菌的生命活动停止。

（六）低温

多数细菌耐低温。在低温状态下，这些细菌的代谢减慢，当温度如回升到适宜范围又能恢复生长繁殖，故低温常用作保存菌种。

二、化学因素

化学药物能影响细菌的化学组成、物理结构和生理活动，从而发挥防腐，消毒，甚至灭菌的作用。防腐剂的浓度高或作用时间长，也可达到消毒的目的。消毒及防腐药物对人体组织有害，只能外用或用于环境消毒。

（一）化学消毒剂

1．化学消毒剂的种类

化学消毒剂的种类很多，其杀菌作用亦不尽相同。一般可根据用途与消毒剂的特点选择使用（见表4-2）

表4-2 消毒剂种类、性质与用途

2．化学消毒剂的作用机制

不同的化学消毒剂其作用原理也不完全相同，大致归纳为三个方面。一种化学消毒剂对细菌的影响常以其中一方面为主，兼有其他方面的作用。

（1）改变细胞膜通透性 表面活性剂（Surface-active agent）、酚类及醇类可导致胞浆膜结构紊乱并干扰其正常功能。使小分子代谢物质溢出胞外，影响细胞传递活性和能量代谢。甚至引起细胞破裂。

（2）蛋白变性或凝固酸、碱和醇类等有机溶剂可改变蛋白构型而拢乱多肽链的折叠方式，造成蛋白变性。如乙醇、大多数重金属盐、氧化剂、醛类、染料和酸碱等。

（3）改变蛋白与核酸功能基团的因子作用于细菌胞内酶的功能基（如SH基）而改变或抑制其活性。如某些氧化剂和重金属盐类能与细菌的-SH基结合并使之失去活性。

3．影响消毒剂作用的因素

（1）消毒剂的性质、浓度与作用时间各种消毒剂的理化性质不同，对微生物的作用大小也差异。例如表面活性剂对革兰氏阳性菌的灭菌效果比对革兰氏阴性菌好，龙胆紫对葡萄球菌的效果特别强。

同一种消毒剂的浓度不同，其消毒效果也不一样。大多数消毒剂在高浓度时起杀菌作用，低浓度时则只有抑菌作用。在一定浓度下，消毒剂对某种细菌的作用时间越长，其效果也越强。若温度升高，则化学物质的活化分子增多，分子运动速度增加使化学反应加速，消毒所需要的时间可以缩短。

（2）微生物的污染程度微生物污染程度越严重，消毒就越困难，因为微生物彼此重叠，加强了机械保护作用。所以在处理污染严重的物品时，必须加大消毒剂浓度，或延长消毒作用的时间。

（3）微生物的种类和生活状态不同的细菌对消毒剂的抵抗力不同，细菌芽胞的抵抗力最强，幼龄菌比老龄菌敏感。

（4）环境因素当细菌和有机物特别是蛋白质混在一起时，某些消毒剂的杀菌效果可受到明显影响。因此在消毒皮肤及器械前应先清洁再消毒。

（5）温度、湿度、酸碱度消毒速度一般随温度的升高而加快，所以温度越高消毒效果越好。湿度对许多气体消毒剂有影响。酸碱度的变化可影响剂杀灭微生物的作用。例如，季胺盐类化合物的戊二醛药物在碱性环境中杀灭微生物效果较好；酚类和次氯酸盐药剂则在酸性条件下杀灭微生物的作用较强。

（6）化学拮抗物阴离子表面活性剂可降低季胺盐类和洗比泰的消毒作用，因此不能将新洁尔灭等消毒剂与肥皂、阴离子洗涤剂合用。次氯酸盐和过氧乙酸会被硫代硫酸钠中和，金属离子的存在对消毒效果也有一定影响，可降低或增加消毒作用。

（二）防腐剂

用于防腐的药物称为防腐剂。生物制剂（如疫苗、类毒素、抗毒素等）中常加入防腐剂，以防止杂菌生长。常用防腐剂有0.5%石炭酸、0.01%硫柳汞和0.1～0.2%甲醛等。

（三）化学疗剂

用于治疗由微生物或寄生虫所引起疾病的化学药物，称为化学治疗剂，化学治疗剂具有选择性毒性作用，能在体内抑制微生物的生长繁殖或使其死亡，对人体细胞一般毒性较小，可以口服、注射。化学治疗剂的种类很多，常用的有磺胺类、呋喃类和异烟肼等。

三、生物因素的影响

（一）噬菌体（Bacteriophage）

噬菌体是能感染细菌、放线菌、真菌、螺旋体的病毒。噬菌体分布广泛，凡是有细菌存在的场所，就可能有相应噬菌体的存在。噬菌体有严格的宿主特异性，只寄居于易感宿主菌体内。

在电镜下噬菌体有三种外形，蝌蚪形、微球形和线形。大多数噬菌体呈蜊蚪形，由头部和尾部两部分组成（图4-1）。但也有无尾的噬菌体。较大的噬菌体头部的形状常为六棱柱体，头部含有核酸，外围绕一层蛋白质外壳。少数噬菌体还具有包膜。噬菌体的尾部为噬菌体与细菌接触的器官。不同的噬菌体尾部结构差异很大。噬菌体的化学成份仅含蛋白质及一种核酸，大部分噬菌体的核酸是DNA。噬菌体对理化因素的抵抗力较强。

图4-1 大肠杆菌T2噬菌体结构模式图

1．噬菌体和宿主菌细胞的关系

噬菌体感染细菌时，先通过尾刺或尾丝等特异地吸附到敏感细菌表面相应受体上，当噬菌体的尾插入细菌体时，借助于尾部含有的一种溶菌酶类物质，将胞壁溶一小孔使尾鞘插入，噬菌体的核酸很快从尾部注入细菌细胞，而致细菌发生感染。细菌感染后可出现菌体裂解或形成溶源性细菌两种结果（图4-2）。

图4-2 噬菌体与细菌的相互作用（噬菌体-宿主生活周期）示意图

噬菌体核酸进入细胞浆后，宿主细胞即停止合成细菌自身的DNA，转而按噬菌体DNA所提供的遗传信息合成新的蛋白质，包括一些合成噬菌体DNA所需的酶及噬菌体头、尾部蛋白质亚单位等。当噬菌体DNA和蛋白质分别合成以后，在细菌胞浆内装配成为完整的成熟噬菌全。当它们增殖到一定程度，菌细胞发生裂解，释放出游离的噬菌体。噬菌体进入细菌细胞后，能在敏感宿主菌内复制增殖并使之裂解的噬菌体称为毒性噬菌体（Virulent phage）。

有些噬菌体不在敏感细菌内增殖，其基因整合于细菌基因组中，成为细菌DNA的一部分，当细菌分裂时，噬菌体的基因亦随着分布至两个子代细菌的基因中。这种噬菌体称为溶源性噬菌体（Lysogenic phage）或温和噬菌体(Temperat phage)。整合在细菌DNA上的噬菌体基因称为前噬菌体(Prophage)，带有前噬菌体的细菌称为溶源性细菌(Lysogeneic bacteria)。

溶源性噬菌体能正常繁殖，但这种带噬菌体的溶源状态有时能自发终止，结果导致噬菌体增殖而引起细菌裂解。用紫外线照射或过氧化氢等处理溶源性细菌，可诱导前噬菌体从细菌的DNA分开，而开始其溶菌性周期。偶尔溶源性细菌也可失去前噬菌体。

2．噬菌体在医学和生物学中的应用

（1）细菌的鉴定与分型噬菌体的作用具有高度特异性。一种噬菌体只能裂解一种或与该种相近的细菌，故可用于细菌的鉴定和分型。目前已利用噬菌体将金黄色葡萄球菌分为四个群数百个型，这种用噬菌体分型的方法，在流行病学调查上，对追查和分析这些细菌性感染的传染源很有帮助。

（2）检测标本中的细菌应用噬菌体效价增长试验检查标本中的相应细菌，若在检材中检出某种噬菌体时，常提示有相应细菌存在。

（3）分子生物学研究的重要工具噬菌体基因数量少，有些噬菌体为某种遗传基因缺陷株，有些噬菌体经人工诱导的变异和遗传容易控制和辩认，并且可用于基因的转导和变换等研究。近年来，噬菌体已成为遗传研究中的主要的基因载体工具。

（二）抗生素（Antibiotic）

某些微生物在代谢过程中产生的，能抑制或杀灭其他微生物的一种化学物质。抗生素主要来源于放线菌、某些真菌和细菌。目前生产的抗生素，除从微生物培养液中提取外，有些已能人工合成或半合成。

抗生素的作用主要干扰病原微生物的代谢过程，从而起到抑菌或杀菌作用。抗生素的作用原理大体可概括以下方式：（1）抑制细菌细胞壁的合成（如青霉素）；（2）影响细菌细胞膜的通透性（如多粘菌素）；（3）抑制菌体蛋白质的合成（如氯霉素、四环素）；（4）抑制细菌核酸合成（如灰黄霉素）。

（三）细菌素（Bacteriocin）

是某些细菌产生的一类抗菌物质，作用谱窄，因而治疗应用价值不大。目前认为有一定应用价值的，只是在细菌的分型及流行病学的调查上。