(一)概念与类型
细菌与其他生物一样,具有遗传和变异现象。细菌将其生物学性状相对稳定地传给子代,这种现象称为遗传。遗传保证了细菌子代基本特征与亲代相似,使细菌种属得以保存。在传代过程中,子代的生物学性状与亲代出现了差异,这种现象称为变异。变异保证了细菌在自然界不断地进化,以适应生存的需要。
细菌的变异分为非遗传性变异与遗传性变异。前者是细菌在环境条件变化引起的变异,无遗传物质结构的改变,当外界环境恢复时,细菌又可恢复原来的性状,又称表型变异;后者是由于遗传物质结构发生改变引起的变异,这种变异可以稳定地传给后代,又称基因型变异。遗传性变异主要通过基因突变、基因的转移与重组来实现。
(二)细菌的变异现象
1.形态与结构变异 当细菌在生长过程中受到外界环境的影响时,其大小、形态和结构会发生变异。如鼠疫耶尔森菌在陈旧的培养物或含3%～6%的高盐培养基中生长时,其形态可由椭圆形的小杆菌变成球形、杆状、逗点状等多种形态;炭疽芽胞杆菌在42℃培养10～20d后,丧失形成芽胞的能力,毒力也随之减弱。
2.菌落变异 细菌的菌落主要有光滑(smooth,S)型和粗糙(rough,R)型两种。S型菌落表面光滑、湿润、边缘整齐,经人工培养多次传代后变成表面粗糙、干燥、边缘不整的R型,即S-R型变异。菌落变异时,常伴有生化反应能力、免疫原性、毒力等的改变。
3.毒力变异 细菌的毒力变异可表现为毒力减弱或增强。不产生白喉毒素的无毒力白喉棒状杆菌被β-棒状杆菌噬菌体感染成为溶原性细菌时,则毒力增强变成能产生白喉毒素的细菌。将有毒力的细菌长期接种在含有某些化学物质、免疫血清或抗生素的培养基上,细菌的毒力会减弱或者消失。
重点提示
1908年Calmette与Guerin将有毒的牛型结核分枝杆菌接种在含甘油、胆汁、马铃薯的培养基中,经过13年230代的传代,获得了一株毒力减弱、免疫原性完整的变异株,称为卡介苗(BCG),现用于预防结核病。
4.耐药性变异 细菌对某种抗菌药物由原来敏感变为不敏感,称为耐药性变异。由于抗生素的广泛应用,使细菌的耐药性明显增多,有的细菌甚至具有多重耐药性。常见的耐药菌有金黄色葡萄球菌、结核分枝杆菌、志贺菌、铜绿假单胞菌、淋病奈瑟菌、大肠埃希菌等。耐药性细菌的增多给临床治疗带来了困难。
(三)细菌变异的实际意义
1.在病原学诊断中的应用 细菌生物学性状是鉴定细菌的重要依据,但往往会遇到变异株,诊断时应特别注意。
2.在疾病治疗方面的应用 抗菌药物的广泛使用,耐药菌株不断增多,这就要求在治疗时应先做药物敏感试验,选择敏感药物用于治疗,以提高疗效。同时,合理使用抗菌药物,可防止耐药菌株的产生。
3.在疾病预防方面的应用 用人工的方法使细菌毒力减弱制备减毒活疫苗,预防危害人类的传染病的发生,如卡介苗。
4.在基因工程方面的应用 基因工程是根据细菌基因转移与重组而获得新的遗传性状的原理进行的。细菌遗传变异的研究,推动了基因工程的研究。
5.在测定致癌物质中的应用 一般认为肿瘤的发生与基因突变有关。因此,凡能诱导细菌突变的物质也可能诱导人体细胞的基因突变,这些物质有可能是致癌物质。
讨论与思考
1.患者王某,女,患尿路感染入院,经微生物检查后发现系L型细菌感染引起。
(1)此患者用青霉素治疗是否有效,为什么?
(2)此患者用红霉素和链霉素治疗是否有效,为什么?
2.某医院护士在配药时发现注射液浑浊。
(1)此注射液能否使用?
(2)此注射液发生浑浊的原因可能是什么?
(张小青)
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