细菌变异的实际意义

第四节　细菌变异的实际意义

细菌变异的理论知识与技术在医学微生物学、临床医学及预防医学等方面已被广泛应用。近几十多年来，由分子遗传学发展起来的遗传工程更为人类控制遗传特征，改造现有生物品系，生产新的生物制品开辟了前景。

一、病原学诊断

细菌的变异给细菌性疾病诊断中病原体的确认带来很多困难。由于细菌的变异可发生在形态、结构、染色性、免疫原性、生化特性、毒力等方面，因此要作出正确判断，不仅要熟悉细菌的典型形状，还要了解细菌变异的规律。如金黄色葡萄球菌通常为致病菌，以产生金黄色色素著称，而多数耐药菌株多产生灰白色色素；血浆凝固酶试验曾作为判断葡萄球菌有无致病性的一项重要指标，但目前许多凝固酶阴性的葡萄球菌也具有致病性；从临床新分离的伤寒沙门菌株有10%无鞭毛，无动力，病人亦不产生鞭毛（H）抗体，因而肥达试验时，不出现H凝集或凝集效价很低，给试验结果的判断带来一定困难；在有些使用抗生素的病人体内可分离到L型细菌。从而必须了解L型细菌培养的特点以及如何使其返祖而恢复其典型形态与菌落，作出正确的诊断。

二、临床治疗

由于抗生素的广泛应用，临床分离的细菌中耐药株日益增多，更发现有对多种抗生素多重耐药的菌株，以至于感到新药开发研究的速度跟不上细菌耐药性变异的变化。而且有些耐药质粒同时带有编码毒力的基因，使其致病性增强，这些变异的后果给疾病的治疗带来很大的困难。为了提高抗菌药物的疗效，防止耐药菌株扩散，治疗时应注意：①用药前做药敏试验，根据药敏结果选择敏感药物，减少盲目用药。②用药应足剂量、全疗程，通过正规治疗彻底杀灭病原菌。③对易耐药的菌株或需长期用药的慢性疾病，应合理配伍、联合用药，以减少细菌耐药突变的机会。

三、传染病预防

筛选或诱导减毒变异株制备减毒活疫苗用于人工自动免疫，是提高人群免疫力，预防传染性疾病发生的有效措施。用遗传变异的原理使其诱变成保留原有免疫原性的减毒株或无毒株，制备成预防疾病的各种疫苗。如卡介苗、炭疽及鼠疫菌苗，都是病原微生物的减毒变异株制成的。若无法获得理想减毒变异株时，应选择光滑型菌落的细菌制成死菌苗，才能制备出免疫效果好的疫苗。近年来除研制预防性疫苗外，尚出现了具有治疗作用的疫苗，为疫苗的应用拓宽了范围。

四、检测致癌物质

一般认为基因突变是导致细胞恶性转化的重要原因。凡能诱导细菌突变的物质均为可疑致癌物。据此，以细菌为实验对象，选用某营养缺陷型细菌作为试验菌，以可疑致癌化学物质作为诱变剂。把细菌接种在某种营养缺乏的培养基上，通常细菌不能生长；当营养缺陷菌能在特异营养缺乏培养基上生长时，表明细菌营养缺陷基因发生了突变，而作为诱变剂的化学物质则为可疑致癌物。

五、基因工程

基因工程是根据遗传变异中细菌可因基因转移和重组而获得新性状的原理设计的。基因工程是用人工方法将所需要的某一供体生物的DNA大分子提取出来，在离体的条件下用适当的工具酶切割，把它与作为载体（vector）的DNA分子连接起来，然后与载体一起导入某一易生长、繁殖的受体细胞中，让外源遗传物质在其中“安家落户”，进行正常的复制和表达，从而获得新的产物。它的主要操作步骤如下：①目的基因分离。②目的基因与载体DNA的体外重组，形成一个完整的有复制能力的嵌合体（chimaera）。③重组载体导入受体细胞，通常用转化的方法，导入能容纳外源载体的受体细菌。④复制与表达；重组载体在受体细胞内必须自主复制而获得扩增，以表达目的基因特有的遗传性状或产物，使之成为“工程菌”。应用这一技术可使细菌表达出需要的性状或产物。目前通过基因工程已能使工程菌大量生产胰岛素、干扰素、各种生长激素、rIL－2等细胞因子和rHBs乙肝疫苗等生物制品。应用基因工程技术来使细菌表达病毒的抗原成分，用以制备新型诊断试剂或疫苗，或用一种细菌表达出两种细菌的抗原，制备多价菌苗等，均取得实质性进展。今后，基因工程在医学领域和生命科学中必将得到更广泛的应用。

模拟训练

一、填空题

1．参与细菌遗传变异的遗传物质有_____________、______________、___________、______________和_______________。

2．常见的细菌遗传变异现象中，与治疗有关的变异是_____________，与疫苗制备有关变异是_______________。

3．细菌发生遗传变异的机制包括________________和_______________。

4．噬菌体参与的细菌变异机制包括_____________和___________。

5．R质粒的转移可通过____________和_________。

6．编码性菌毛的基因称为___________。有性菌毛的细菌将其DNA转移给受体菌的方式称为___________。

7．介导细菌间遗传物质转移的噬菌体是_______________。

8．L型细菌是指_______________有缺陷的细菌。

9．卡介苗是人工诱导牛型结核杆菌失去___________而______________不变，用于预防_______________病。

10．产白喉毒素的白喉杆菌是携带_____________的_________________菌。

二、单项选择题

1．细菌的突变是指（　　）

A．质粒丢失

B．溶原性转换

C．碱基改变

D．外来基因的插入

E．质粒重组

2．温和噬菌体感染细菌后的结果不包括（　　）

A．溶源状态

B．细菌裂解

C．转导

D．基因突变

E．成为前噬菌体

3．细菌性菌毛参与的细菌基因转移的方式是（　　）

A．转化

B．转导

C．接合

D．溶原性转换

E．突变

4．以噬菌体为载体，转移细菌的遗传物质被称为（　　）

A．转化

B．转导

C．接合

D．溶原性转换

E．突变

5．细菌的基因重组是指（　　）

A．个别碱基的改变

B．外来基因片段的插入

C．大段核苷酸的转位

D．大段核苷酸的缺失

E．多个碱基的改变

6．H－O变异是指细菌丢失了（　　）

A．菌毛

B．荚膜

C．芽胞

D．鞭毛

E．质粒

7．S－R变异属于（　　）

A．菌落变异

B．鞭毛变异

C．毒力变异

D．耐药性变异

E．荚膜变异

8．受体菌直接摄取供体菌游离的DNA片段，获取新的遗传性状被称为（　　）

A．溶原性转换

B．转导

C．接合

D．转化

E．突变

9．白喉杆菌毒力增强的原因是细菌获得了（　　）

A．毒性噬菌体

B．温和噬菌体

C．R质粒

D．Vi质粒

E．F质粒

10．决定细菌抗药性的物质是（　　）

A．F质粒

B．R质粒

C．Vi质粒

D．Col质粒

E．中介体

三、简答题

1．参与细菌遗传变异的物质种类有哪些？通过何种方式使细菌发生变异？

2．简述细菌常见的变异现象和医学意义。

3．供体菌的基因如何转移并重组到受体菌中的？

（祝传贵）