第三章 微生物的分类 (1.0～1.5学时)
[内 容 提 要] 细菌的分类以种为基本单位，它的命名遵循“双名法“，用拉丁文。什么是细菌的分类鉴定参照的标准，长期以来主要是根据其表型，目前则多考虑其种系发生关系，从基因水平进行分类，主要采取测定DNA 碱基（G+C）mol%值、核酸分子杂交及16S rRNA寡核苷酸编目等方法，尤其以后者最为常用。分类的方法除用传统的双歧检索条目法外，目前普遍采用数值分类方法。《伯吉氏系统细菌学手册》及《伯吉氏细菌鉴定手册》建立了细菌分类的公认体系。“国际系统细菌学杂志”反映分类的最新研究成果。根据表型特征建立了一套动物致病菌检测程序，商品化的快速鉴定系统已应用于常规细菌学鉴定。
细菌作为自然界中的生物广泛存在，而且不断进化和发展，种类繁多，性质各异。人类出于认识自然的需要，对包括细菌在内的各种生物进行了分类和命名，并已形成了既定的体系和公认的准则。将所有生物按其亲缘关系的亲疏和性状的相似程度，逐级归并划分为各种等阶的类群，建立起界(Kingdom)、门(Phylum)、纲(Class)、目(Order)、科(Family)、属(Genus)、种(Species)，以及有时在种下再分型(Type)的分类等阶。在中间型过多而上述等阶不够用时，可曾设各级亚类，如亚门、亚纲、亚目、亚科、亚属、亚种和亚型等。
对整个生物的划分，有五界和六界划分两种观点，前者是将整个生物划分成动物界、植物界、真菌界、原核生物界和病毒界，而后者是将动物界中的原生动物另立一界，即原生生物界。
第一节 细菌的分类地位
细菌归属原核生物（Procaryote ）界。在原核生物中，细菌（Bacteria ，又称真细菌Eubacteria ）和古细菌（Archaea ）是性质有别的两大类。古细菌是一个独特的系统进化类别，其成员产甲烷、极端耐盐、高度嗜热，细胞壁组成与细菌不同。这些极端微生物被认为是生物进化过程中的早期产物，因此称之为古细菌。
细菌作为另一个系统进化类别的原核生物，它包括对动物和人具有致病作用的衣原体、立克次体、霉形体、螺旋体、放线菌等，此外还涉及蓝细菌、紫色光合细菌等（图7-1）。 细菌的分类单元有纲、目、科、属、种，但是最重要、最基本的单元是种，其次是属。科及其以上的划分在细菌学不太完善，而且随着研究的深入，科、属的划分会有变动。
螺旋体
（Spirochetes ）
异常球菌及相关细菌
（Deinococci and relatives） 浮霉状菌及相关细菌 绿硫细菌 （Planctomyces and relatives） （Green sulfur bacteria） 衣原体 （Chlamydiae ） 拟杆菌（Bacteroides ）
黄杆菌（Flavobacteria 绿非硫细菌
（Green nonsulfur bacteria革兰氏阳性细菌
（Gram-positive bacteria）
栖热袍菌
（Thermotoga ） 蓝细菌（C yanobacteria ）
紫色光合细菌
（Purple bacteria） 产液菌/氢杆菌
（Aquifex/Hydrogenobacter）
图7-1 细菌的系统进化树（据Madigan ）
（根据16S rRNA寡核苷酸编目绘制）
1. 属（genera ，单数genus ）：是具有共同性状的若干种的组合，应与其它属有明显的差异。不同属之间的16S rRNA序列有较大的差异，但尚未提出差异的量化标准。
2. 种（species ）：是细菌学分类的最基本单元，种可认为是一群性质相似的菌株，它与其它菌株群体有明显差异。种的概念比较抽象，根据表型特征，并不容易界定。专家建议，根据16S 核糖体RNA 序列的异同，可作为定种的依据。凡是16S rRNA序列同源性大于97%的两株细菌，即可确定为同一种。
3. 菌株（strain ）：是不同来源的某一种细菌的纯培养物。同一种细菌可有许多菌株，其主要性状应完全相同，其次要性状可稍有差异。菌株的名称没有一定的规定，通常用地名或动物名的缩写加编号作菌株名。
第二节 细菌的命名
细菌的命名依据“国际细菌命名法规”（The International Code of Nomenclature of Bacteria）的规定，学名用拉丁文，遵循“双名法”。所谓“双名法”就是每一种细菌的拉丁文名称由属名和种名两部分构成，属名第一个字母必须大写，其余均应小字，即使种名是以人名或地名命名的，种名头一个字母也用小写。整个属名及种名在出版物中应排成斜体。细菌的中文译名与拉丁名正好相反，将种名在前，属名在后。常见细菌命名中一些规则和应注意的事项如下：
1. 出现在分类学文献中的细菌拉丁文学名，在属名和种名之后，往往还要加上首次定名人（加括号）、现名定名人和现名定名年份，这些均用正体排字。但在一般兽医学及医学微生
物学文献中，属名和种名之后的部分均予省略。例如大肠埃希菌的学名全名是：Escherichia coli（Migula ）Castellani et Chalmers 1919，指的是Migula 于1895年命名此菌为Bacillus coli ，Castellani 及Chalmers 于1919年改为现名的。
2. 拉丁文学名应按拉丁文字母的发音规则读念，但由于受英语的影响，不少人是按英语的读法来读细菌拉丁文名，在国际学术交流中常常遭遇。
3. 只确定属名、未确定种名的某一株细菌，其拉丁文学名可在属名之后加sp. （正体字）；如果同属未定种名的若干菌株，则用spp. 取代sp. ，spp. 为species 复数的简写。
4. 如果是新种，在新种的拉丁文学名之后还要加上“sp. nov.”，nov 是novel 的缩写。
5. 亚种用subsp. （正体字）表示，这是subspecies 的缩写，例如Pasteurella multocida subsp. septica ，中译名为多杀性巴氏杆菌败血亚种。过去还用var. （variety ）表示变种，现已废止，用亚种取代。
6. 少数拉丁文学名会因研究的进展等原因而改变，比如Clostridium welchii（魏氏梭菌）、Aeromonas punctata （斑点气单胞菌）等是曾用名，现今的国外文献已不再沿用，分别改为Clostridium perfringens（产气荚膜梭菌）和Aeromonas caviae（豚鼠气单胞菌）。
7. 细菌的拉丁文学名在翻译为中文时，由于译者不同，往往同物异名，造成不必要的混乱。为此应尽可能采用公认的译名，一般教科书的名称均比较规范，此外可查阅《细菌名称》第二版（蔡妙英等编，科学出版社，1998）。
8. 译名应尽可能准确，例如Edwardsiella tarda ，应译为迟缓爱德华菌，trarda 有迟缓或迟钝之意，该菌有运动力，并不迟钝，但生长缓慢。
9. 沿用已久者外，均省略“氏”字，除非取词头字母发音。例如Brucella 译为布氏杆菌属，Yersinia 译为耶尔森菌属；Pasteurella 译为巴氏杆菌属，Listeria 译为李氏杆菌属。
10. 按照国际细菌命名法规，属以下（包括属）无统一语尾，属以上有，例如目的语尾是-ales ，螺旋体目是Spirochaetales ；科的尾是-aceae ，肠杆菌科是Enterobacteriaceae ，假单胞菌科是Pseudomonadaceae 。
第三节 细菌分类鉴定的标准
一、细菌的表型特征分类鉴定
长期以来，细菌分类鉴定的主要依据是其表型（phenotype ）特征，即形态、染色、培养、细胞壁结构、生理生化、抗原性以及对噬菌体的敏感性等特征。这些表型特征对细菌的鉴定
和分类具有很重要的作用，尤其是在临床微生物学的实践中，至今仍有应用价值。例如沙门氏菌（Salmonella spp. ）与大肠杆菌（E. coli ）按表型特征分为两个属，二者的16S rRNA 序列同源性约90%，按照目前的考虑，它们应归于同一个属，但是二者表型的区别对临床诊断十分重要，已被微生物学家所熟悉，因此几乎没有人赞同改变它们按表型确定的分类地位。
依据细菌的形态、培养特性可将细菌划分到科、属，再依据生理生化特性可将细菌划分到种。另外，依据细菌的抗原性和噬菌体的敏感性进一步将细菌划分到型。
二、细菌的种系发生关系分类
目前微生物学界普遍考虑的分类依据是细菌的种系发生关系（phylogenetic relationship），即分析其基因特性，从而确定分类地位。
研究细菌的种系发生关系主要采用三种方法：测定DNA 碱基（G+C）mol%、核酸分子杂交以及16S rRNA寡核苷酸编目。
（一）DNA （G+C）mol%值
除RNA 病毒以外，各种生物都具有遗传物质DNA ，其DNA 的鸟嘌呤（G ）和胞嘧啶（C ）的摩尔百分数是恒定的（图7-2）。微生物也一样，亲缘关系密切、表型高度相似的微生物往往有相似的（G+C）mol%。但是（G+C）mol%
只反映DNA 中碱基所占的百分数，并不表明
序列，因此不同种的细菌，也可能有相近的
（G+C）mol%。但是，可以肯定的是，（G+C）
mol%不同的细菌决不会属于同一种。一般认
为，此项差异超过5%时，就不可能属于同一
种；相差超过10%时，则可为不同的属。 0 [***********]100图7-2 各种生物的DNA （G+C）mol%示意图
DNA 中（G+C）mol%的测定可用化学或物理方法，不同方法所得结果可有差异。目前多用物理方法解链（T m ）法。
解链（melting temperature, T m ）法 又译作熔解温度法，是将DNA 样本缓缓加热，随着碱基对间的氢键的断裂，DNA 在260 nm 处的吸收逐渐增加，出现约30%的增色效应。出现增色效应一半时的温度，被称为T m 。T m 与DNA （G+C）mol%成线性相关，T m 值愈高，DNA （G+C）mol%值也愈高。测得DNA 的T m 值后，可按Marmur 等提出的公式计算DNA （G+C）mol%。该公式为：
T m=69.3+0.41（G+C）
（二）核酸分子杂交（DNA-DNA hybridization）
其原理是将待检菌的DNA 变性，其双链解为单链，而后与标记的参考菌株的单链DNA 或rRNA 杂交，形成杂交DNA-DNA 或DNA-rRNA 。两种细菌DNA 中共同的核苷酸序列愈多，杂交的互补区愈多，二者的同源性就愈高，亲缘关系就愈近。DNA-DNA 的同源性通常以%表示，它是通过DNA-DNA 杂交测得整修基因组中DNA 碱基序列相似性的平均值。一般认为，同源性在60%~70%以上者，属同一种；同源性不到50%者，为不同种。
由于核糖体RNA （rRNA ）基因具有高度保守性，因此DNA-rRNA 杂交的同源性比DNA-DNA 杂交的同源性更能表示二者亲缘关系。
（三）16S rRNA寡核苷酸编目（16S rRNA oligonucleotide catalog）
其原理是分析比较细菌菌株的16S rRNA 寡核苷酸序列，据此确定其分类地位。之所以选择16S rRNA，是因为rRNA 的一级结构高度保守，但又含有可变区段，可作“大同小异”的比较。此外，与23S rRNA及5S rRNA比较，16S rRNA的分子量大小适中，因此被选定为公认的分类指标。目前许多细菌的分类地位都是用这一方法作出的（图7-3）。
疏螺旋体（Borrelia ）
密螺旋体（Treponema ）
梭菌（Clostridium ）
李氏杆菌（Listeria ）
葡萄球菌（Staphylococcus ）
链球菌（Streptococcus ）
棒状杆菌（Corynebacterium ）
分枝杆菌（Mycobacterium ）
埃希菌、志贺菌及沙门氏菌（Escherichia, Shigella, and Salmonella）
耶尔森菌（Yersinia ）
弧菌（Vibrio ）
Legionella ）
假单胞菌（Pseudomonas ）
奈瑟菌（Neisseria ）
螺杆菌（Helicobacter ）
图7-3 根据16S rRNA寡核苷酸编目对部分常见致病菌的分类（据Salyers ）
第四节 细菌分类的方法
（一）条目分类法
长期以来，细菌分类采用传统的双歧检索条目分类法。此法首先要在细菌的各种性状中，选择一项或数项被认为是最主要的基本性状，作为分类指征，在最高一级的分类等阶上将细
菌分成若干类别；然后在这些类别中，选择数项次要性状为指征，将细菌作次一等阶分类，依此类推，一直划分到种。此法简明实用，但指标的取舍往往带有人为因素，未必能反映细菌的客观分类地位，但作为临床检验，仍有其实用意义。
（二）数值分类法（numerical taxonomy）
原理是借助电子计算机，根据细菌各方面的大量性状(数十种甚至百种以上) 的数值分析，计算出拟分类细菌间的“总相似值”，按其性状相似程度归类定位。此法的原则是细菌的各种性状“等重要”以及用“多菌株”比较，各种性状不分主次，克服了传统双歧检索条目分类法的缺点。自1956年以来，已得到愈来愈广泛的应用，已不仅限于细菌分类，也用于包
括病毒在内的其它微生物。
相似度% 40 50 60 70 80 90 100
菌株
A
B
E
I
C
F
G
J
D
H 在进行数值分类时，需要选择分类单位（菌株或种、属），而后将性状编码，按公式计数出相似度，再进行系统聚类，画出相似度矩阵（S 矩阵），最后转绘成树状谱（dendrogram ）（图7-4）。计数相似度的公式为：S%=NS/NS+ND。其中S 为相似度，NS 为相似性状，ND 为相异性状。此法应用时所选性
状必须要多，越多正确性越高，至少要达到100个，
否则易误判， 图7-4 10株细菌相似关系的树状谱模式图
第五节 细菌的分类体系
目前公认的细菌分类体系是“伯吉氏系统细菌学手册”（Bergey’s Manual of Syst ematic Bacteriology ），由美国细菌学家Holt 主编，共4卷，第1卷于1984年出版，记载了医学及工业有重要性的革兰氏阴性细菌。第2卷1986年出版，记载了医学与工业有重要性的革兰氏阳性细菌。第3、4卷1989年出版，前者收载了古细菌和蓝细菌，后者描述了放线菌。该书的姐妹篇是“伯吉氏细菌鉴定手册”（Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology），简要地描述了各个属的性状及属内各种的简明比较。自1923年出版第一版以来，不断充实修改再版，1994年面世第9版。
伯吉氏手册虽然采纳了种系发生的分子生物学内容，但主要仍是依据经典的分类手段，未能充分体现分子序列研究对细菌分类的影响。Balows 等编著的“原核生物”（The Prokaryotes ）第二版（1992），可弥补伯吉手册的不足，该书有4卷4100页，得到微生物学界的高度重视。
国际系统细菌学杂志（International Journal of Systematic Bacteriology, IJSB）是细菌分类
命名的世界公认的权威期刊，英文，由国际微生物学会联合会（International Union of Microbiolgical Societies）于1901年创刊出版。任何分离鉴定的新细菌的有关论文应在该杂志发表，如果在其他杂志发表，必须提交论文副本给该杂志公布，两年后无异议，所提出的新细菌名称方才生效。
与动物、植物不同，微生物的新种鉴定必须依据活的典型菌株（living type strain），而不能依据死的标本，模式菌株通常冷冻或冻干保存，并送交有关机构保藏。国际公认的菌种保藏权威机构是美国典型培养物保藏中心（ATCC ）以及德国微生物及细胞保藏中心（DSM ）等（表7-1）。我国的菌种保存机构在逐步发展和完善之中。
表7-1 国际著名的菌种保藏机构
CDDA
LMD Canadian Department of Agriculture Culture Collection of Laboratory of Microbiology
Ottawa ，加拿大
Delft ，荷兰 第六节 细菌的鉴定
一般只有纯培养的细菌才能进行鉴定。DNA 分子水平的鉴定主要限于专业实验室或作研究之用，目前通用的常规细菌鉴定手段仍是采用检测表型特征的方法，配有成套检测指标的快速诊断试剂盒正在推广，已逐步取代自行选择若干检测项目的做法。商品化的细菌鉴定试剂盒有Enterotube 系统、API 系统、Vitek 系统等。
除按表型特征、DNA 同源性或rRNA 序列比较等方法鉴定细菌外，还有用其它方法，例如测定细菌的脂肪酸组成，用气相-液相-质谱分析细菌的脂肪酸谱，每一种细菌的脂肪酸谱是恒定的，可重复性好，因此此法可用于细菌的鉴定或分类，往往结合常规方法参照应用。在有条件的单位可用PCR 技术检测鉴定细菌。
常见动物致病菌的鉴定已形成固定的程序，过程参见图7-6。
革兰氏阳性细菌（染色蓝紫色）
丝状及树枝状
球 菌
葡萄球菌（Staphylococcus spp.）球菌成葡萄串状
链球菌（Streptococcus spp.）球菌成链状
粪肠球菌（Enterococcus faecalis
微球菌（Micrococcus spp.）四联球菌杆菌 MZN 染色阴性 牛放线菌（Actinomyces bovis） 粘性放线菌（A. viscosus. ） *阳性 （Nocardia asteroides）
（Dermatophilus congolensis）
梭菌（Clostridium spp.）厌氧、芽胞大于菌体
芽胞杆菌（Bacillus spp.
炭疽杆菌（B. anthracis组织抹片有荚膜 无芽胞
抗酸染色阳性
分枝杆菌（Mycobacterium spp.）
牛分枝杆菌及禽分枝杆菌（M. bovis，M . avium ）细长珠状杆菌
鼠麻疯杆菌（M. lepraemurium）细长杆菌
副结核分枝杆菌（M. paratuberculosis）短杆菌成丛状，抗酸染色鲜红色
抗酸染色阴性 棒状杆菌（Corynebacterium spp.）革兰氏阳性杆菌，某些科多形性 化脓放线菌（Actinomyces pyogenes）革兰氏阳性，多形杆状 马红球菌（Rhodococcus equi. ）革兰氏阳性，杆状，呈球状趋势 产单核李氏杆菌（Listeria monocytogenes）杆状，培养时可有球状 猪丹毒杆菌（Erysipelothrix rusiopathiae）杆状，慢性病例的粗糙型
可成短丝
图7-5A 革兰氏阳性细菌的检测模式（据Qinn ）
革兰氏阴性细菌（染成红色）
球菌/球杆菌
奈瑟菌（Neisseria spp. ）双球状
牛摩拉菌（Moraxella bovis）
不动杆菌（Acinetobacter spp.）
MZN 染色阴性 杆菌
MZN 染色阳性
spp.）小的成丛球杆菌
）小的成丛球杆菌，在常规培养
基上不生长
丝状菌
（Fusobacterium spp.）DCF 染色** 弧状杆菌 弯曲菌（Campylobacter 弧菌（Vibrio spp.）
中等大小杆菌
肠杆菌科（Enterobacteriaceae spp.）
假单胞菌（Pseudomonas, spp）及气单胞菌（Aeromonas spp.）
波氏杆菌（Bordetella spp.）
放线杆菌（Actinobacillus spp. ）
嗜血杆菌（Ｈaemophilus spp. ）
巴氏杆菌（Pasteurella spp. ）
拟杆菌（Ｂacteroides spp. ）厌氧 螺旋状菌 （螺旋体Spirochaetes ） 钩端螺旋体Leptospira spp 暗视野 蛇形螺旋体Serpulina spp.革兰氏或DCF 染色 密螺旋体Treponema spp.革兰氏或DCF 染色 疏螺旋体Borrelia spp.姬姆萨染色
* MZN：改良Ziehl-Neelsen 染色法
** DCF染色：稀石碳酸品红（Dilute carbol fuchsin）染色，染液酸方：苯酚品红
母液（品红1g ，95%乙醇（V/V）10ml ，苯酚5g 及蒸馏水100ml ）
图7-5B 革兰氏阴性细菌的检测模式（据Qinn ）
第六节 病毒的分类
病毒分类学是一门重要的基础学科，它不仅有利于对已知病毒的认识和研究，也促进对未知新病毒的发现，而且助于对病毒的控制和利用。20世纪50年代以前，由于对病毒的基本特性了解甚少，主要根据病毒所致的疾病及组织或器官嗜性分类，未能反映病毒的本质。60年代起，以病毒核酸作为病毒分类的首要标准，才使病毒分类形成一个较合理的框架。
一、分类机构及标准
1950年，第五届国际微生物学会议提出了病毒分类的八项原则，这使病毒分类逐渐走向正确。1963年国际微生物命名委员会病毒分会提出了新的病毒分类八项原则。1966年，在第九届国际微生物学代表会议上成立了国际病毒命名委员会(International Committee on Nomonclature of Viruses，ICNV) ，肯定了这八项原则。1973年5月，在伦敦召开的ICNV 执行委员会上一致同意，将该委员会改名为国际病毒分类委员会（International committee on Taxonomy of Viruses，ICTV ），其目的是更好地表达该委员会的职责。这一建议，于1974年9月在东京召开的国际微生物协会第一次国际大会的全体代表会议上得到通过，作为国际公认的病毒分类与命名的权威机构。迄今为止，ICTV 共出版7次分类报告，在对第6次报告内容稍作调整后，于2000年出版了第7次分类报告。有关病毒分类的论文及信息在ICTV 的官方
期刊“Archives[a:kaivz]档案 of Virology”发表，1990年前“Intervirology ”是其官方期刊。
病毒的名称由ICTV 认定，其命名与细菌不同，不再采用拉丁文双名法，而是采用英文或英语化的拉丁文，只用单名，也不用斜体。但目、科、亚科、属分别用拉丁文后缀“-virales ”、“-viridae ”、“-virinae ”和“-virus ”，并采用斜体。
病毒分类根据形态与结构、核酸与多肽、复制以及对理化因素的稳定性等诸多方面，随着病毒基因组全序列测定的增加，其基因组的特征对分类愈来愈显得重要。
二、分类的现状
从病毒分类与命名的第6次报告开始，把真病毒分为3大类，即DNA 病毒、DNA 及RNA 反转录病毒、RNA 病毒。根据病毒进化的系统发生关系，第7次分类报告在部分科之上建立了3个目，其中1个尾病毒目(Caudovirales ) 涉及噬菌体，2个涉及动物病毒，分别是单负股病毒目(Mononegavirales)和套病毒目(Nidovirales)。
根据ICTV 的分类报告，目前可将所有已知病毒分为233个属，其中204个属归属于64个科，脊椎动物病毒为主的有27个科，无脊椎动物为主的有5个科，其余分别为植物病毒、细菌病毒、真菌病毒、藻类和霉形体病毒。科下设属，有的科还分亚科，科和属是病毒分类的最主要单位。
病毒的种是一个不确定的分类单位。1990年ICTV 将其定义为具有一定世代关系并占据一定生境(niche)的病毒群。也就是在具有科和属的特征的前提下，把某些次要特征大致但不完全相同的病毒归为同一种病毒。该定义既符合病毒的易变性，又符合病毒学者的工作传统。
另外，亚病毒(Subvirus)下设卫星因子、类病毒和朊病毒，其中类病毒分类有2个科、7个属。
目前的动物病毒分类情况见表29-1。自学掌握脊椎动物病毒涉及哪些科，其中DNA 病毒有哪些科，双股RNA 病毒有哪些科，正单股RNA 病毒哪些科，负单股RNA 病毒哪些科，各科中的主要属和种有哪些。
第三章 微生物的分类 (1.0～1.5学时)
[内 容 提 要] 细菌的分类以种为基本单位，它的命名遵循“双名法“，用拉丁文。什么是细菌的分类鉴定参照的标准，长期以来主要是根据其表型，目前则多考虑其种系发生关系，从基因水平进行分类，主要采取测定DNA 碱基（G+C）mol%值、核酸分子杂交及16S rRNA寡核苷酸编目等方法，尤其以后者最为常用。分类的方法除用传统的双歧检索条目法外，目前普遍采用数值分类方法。《伯吉氏系统细菌学手册》及《伯吉氏细菌鉴定手册》建立了细菌分类的公认体系。“国际系统细菌学杂志”反映分类的最新研究成果。根据表型特征建立了一套动物致病菌检测程序，商品化的快速鉴定系统已应用于常规细菌学鉴定。
细菌作为自然界中的生物广泛存在，而且不断进化和发展，种类繁多，性质各异。人类出于认识自然的需要，对包括细菌在内的各种生物进行了分类和命名，并已形成了既定的体系和公认的准则。将所有生物按其亲缘关系的亲疏和性状的相似程度，逐级归并划分为各种等阶的类群，建立起界(Kingdom)、门(Phylum)、纲(Class)、目(Order)、科(Family)、属(Genus)、种(Species)，以及有时在种下再分型(Type)的分类等阶。在中间型过多而上述等阶不够用时，可曾设各级亚类，如亚门、亚纲、亚目、亚科、亚属、亚种和亚型等。
对整个生物的划分，有五界和六界划分两种观点，前者是将整个生物划分成动物界、植物界、真菌界、原核生物界和病毒界，而后者是将动物界中的原生动物另立一界，即原生生物界。
第一节 细菌的分类地位
细菌归属原核生物（Procaryote ）界。在原核生物中，细菌（Bacteria ，又称真细菌Eubacteria ）和古细菌（Archaea ）是性质有别的两大类。古细菌是一个独特的系统进化类别，其成员产甲烷、极端耐盐、高度嗜热，细胞壁组成与细菌不同。这些极端微生物被认为是生物进化过程中的早期产物，因此称之为古细菌。
细菌作为另一个系统进化类别的原核生物，它包括对动物和人具有致病作用的衣原体、立克次体、霉形体、螺旋体、放线菌等，此外还涉及蓝细菌、紫色光合细菌等（图7-1）。 细菌的分类单元有纲、目、科、属、种，但是最重要、最基本的单元是种，其次是属。科及其以上的划分在细菌学不太完善，而且随着研究的深入，科、属的划分会有变动。
螺旋体
（Spirochetes ）
异常球菌及相关细菌
（Deinococci and relatives） 浮霉状菌及相关细菌 绿硫细菌 （Planctomyces and relatives） （Green sulfur bacteria） 衣原体 （Chlamydiae ） 拟杆菌（Bacteroides ）
黄杆菌（Flavobacteria 绿非硫细菌
（Green nonsulfur bacteria革兰氏阳性细菌
（Gram-positive bacteria）
栖热袍菌
（Thermotoga ） 蓝细菌（C yanobacteria ）
紫色光合细菌
（Purple bacteria） 产液菌/氢杆菌
（Aquifex/Hydrogenobacter）
图7-1 细菌的系统进化树（据Madigan ）
（根据16S rRNA寡核苷酸编目绘制）
1. 属（genera ，单数genus ）：是具有共同性状的若干种的组合，应与其它属有明显的差异。不同属之间的16S rRNA序列有较大的差异，但尚未提出差异的量化标准。
2. 种（species ）：是细菌学分类的最基本单元，种可认为是一群性质相似的菌株，它与其它菌株群体有明显差异。种的概念比较抽象，根据表型特征，并不容易界定。专家建议，根据16S 核糖体RNA 序列的异同，可作为定种的依据。凡是16S rRNA序列同源性大于97%的两株细菌，即可确定为同一种。
3. 菌株（strain ）：是不同来源的某一种细菌的纯培养物。同一种细菌可有许多菌株，其主要性状应完全相同，其次要性状可稍有差异。菌株的名称没有一定的规定，通常用地名或动物名的缩写加编号作菌株名。
第二节 细菌的命名
细菌的命名依据“国际细菌命名法规”（The International Code of Nomenclature of Bacteria）的规定，学名用拉丁文，遵循“双名法”。所谓“双名法”就是每一种细菌的拉丁文名称由属名和种名两部分构成，属名第一个字母必须大写，其余均应小字，即使种名是以人名或地名命名的，种名头一个字母也用小写。整个属名及种名在出版物中应排成斜体。细菌的中文译名与拉丁名正好相反，将种名在前，属名在后。常见细菌命名中一些规则和应注意的事项如下：
1. 出现在分类学文献中的细菌拉丁文学名，在属名和种名之后，往往还要加上首次定名人（加括号）、现名定名人和现名定名年份，这些均用正体排字。但在一般兽医学及医学微生
物学文献中，属名和种名之后的部分均予省略。例如大肠埃希菌的学名全名是：Escherichia coli（Migula ）Castellani et Chalmers 1919，指的是Migula 于1895年命名此菌为Bacillus coli ，Castellani 及Chalmers 于1919年改为现名的。
2. 拉丁文学名应按拉丁文字母的发音规则读念，但由于受英语的影响，不少人是按英语的读法来读细菌拉丁文名，在国际学术交流中常常遭遇。
3. 只确定属名、未确定种名的某一株细菌，其拉丁文学名可在属名之后加sp. （正体字）；如果同属未定种名的若干菌株，则用spp. 取代sp. ，spp. 为species 复数的简写。
4. 如果是新种，在新种的拉丁文学名之后还要加上“sp. nov.”，nov 是novel 的缩写。
5. 亚种用subsp. （正体字）表示，这是subspecies 的缩写，例如Pasteurella multocida subsp. septica ，中译名为多杀性巴氏杆菌败血亚种。过去还用var. （variety ）表示变种，现已废止，用亚种取代。
6. 少数拉丁文学名会因研究的进展等原因而改变，比如Clostridium welchii（魏氏梭菌）、Aeromonas punctata （斑点气单胞菌）等是曾用名，现今的国外文献已不再沿用，分别改为Clostridium perfringens（产气荚膜梭菌）和Aeromonas caviae（豚鼠气单胞菌）。
7. 细菌的拉丁文学名在翻译为中文时，由于译者不同，往往同物异名，造成不必要的混乱。为此应尽可能采用公认的译名，一般教科书的名称均比较规范，此外可查阅《细菌名称》第二版（蔡妙英等编，科学出版社，1998）。
8. 译名应尽可能准确，例如Edwardsiella tarda ，应译为迟缓爱德华菌，trarda 有迟缓或迟钝之意，该菌有运动力，并不迟钝，但生长缓慢。
9. 沿用已久者外，均省略“氏”字，除非取词头字母发音。例如Brucella 译为布氏杆菌属，Yersinia 译为耶尔森菌属；Pasteurella 译为巴氏杆菌属，Listeria 译为李氏杆菌属。
10. 按照国际细菌命名法规，属以下（包括属）无统一语尾，属以上有，例如目的语尾是-ales ，螺旋体目是Spirochaetales ；科的尾是-aceae ，肠杆菌科是Enterobacteriaceae ，假单胞菌科是Pseudomonadaceae 。
第三节 细菌分类鉴定的标准
一、细菌的表型特征分类鉴定
长期以来，细菌分类鉴定的主要依据是其表型（phenotype ）特征，即形态、染色、培养、细胞壁结构、生理生化、抗原性以及对噬菌体的敏感性等特征。这些表型特征对细菌的鉴定
和分类具有很重要的作用，尤其是在临床微生物学的实践中，至今仍有应用价值。例如沙门氏菌（Salmonella spp. ）与大肠杆菌（E. coli ）按表型特征分为两个属，二者的16S rRNA 序列同源性约90%，按照目前的考虑，它们应归于同一个属，但是二者表型的区别对临床诊断十分重要，已被微生物学家所熟悉，因此几乎没有人赞同改变它们按表型确定的分类地位。
依据细菌的形态、培养特性可将细菌划分到科、属，再依据生理生化特性可将细菌划分到种。另外，依据细菌的抗原性和噬菌体的敏感性进一步将细菌划分到型。
二、细菌的种系发生关系分类
目前微生物学界普遍考虑的分类依据是细菌的种系发生关系（phylogenetic relationship），即分析其基因特性，从而确定分类地位。
研究细菌的种系发生关系主要采用三种方法：测定DNA 碱基（G+C）mol%、核酸分子杂交以及16S rRNA寡核苷酸编目。
（一）DNA （G+C）mol%值
除RNA 病毒以外，各种生物都具有遗传物质DNA ，其DNA 的鸟嘌呤（G ）和胞嘧啶（C ）的摩尔百分数是恒定的（图7-2）。微生物也一样，亲缘关系密切、表型高度相似的微生物往往有相似的（G+C）mol%。但是（G+C）mol%
只反映DNA 中碱基所占的百分数，并不表明
序列，因此不同种的细菌，也可能有相近的
（G+C）mol%。但是，可以肯定的是，（G+C）
mol%不同的细菌决不会属于同一种。一般认
为，此项差异超过5%时，就不可能属于同一
种；相差超过10%时，则可为不同的属。 0 [***********]100图7-2 各种生物的DNA （G+C）mol%示意图
DNA 中（G+C）mol%的测定可用化学或物理方法，不同方法所得结果可有差异。目前多用物理方法解链（T m ）法。
解链（melting temperature, T m ）法 又译作熔解温度法，是将DNA 样本缓缓加热，随着碱基对间的氢键的断裂，DNA 在260 nm 处的吸收逐渐增加，出现约30%的增色效应。出现增色效应一半时的温度，被称为T m 。T m 与DNA （G+C）mol%成线性相关，T m 值愈高，DNA （G+C）mol%值也愈高。测得DNA 的T m 值后，可按Marmur 等提出的公式计算DNA （G+C）mol%。该公式为：
T m=69.3+0.41（G+C）
（二）核酸分子杂交（DNA-DNA hybridization）
其原理是将待检菌的DNA 变性，其双链解为单链，而后与标记的参考菌株的单链DNA 或rRNA 杂交，形成杂交DNA-DNA 或DNA-rRNA 。两种细菌DNA 中共同的核苷酸序列愈多，杂交的互补区愈多，二者的同源性就愈高，亲缘关系就愈近。DNA-DNA 的同源性通常以%表示，它是通过DNA-DNA 杂交测得整修基因组中DNA 碱基序列相似性的平均值。一般认为，同源性在60%~70%以上者，属同一种；同源性不到50%者，为不同种。
由于核糖体RNA （rRNA ）基因具有高度保守性，因此DNA-rRNA 杂交的同源性比DNA-DNA 杂交的同源性更能表示二者亲缘关系。
（三）16S rRNA寡核苷酸编目（16S rRNA oligonucleotide catalog）
其原理是分析比较细菌菌株的16S rRNA 寡核苷酸序列，据此确定其分类地位。之所以选择16S rRNA，是因为rRNA 的一级结构高度保守，但又含有可变区段，可作“大同小异”的比较。此外，与23S rRNA及5S rRNA比较，16S rRNA的分子量大小适中，因此被选定为公认的分类指标。目前许多细菌的分类地位都是用这一方法作出的（图7-3）。
疏螺旋体（Borrelia ）
密螺旋体（Treponema ）
梭菌（Clostridium ）
李氏杆菌（Listeria ）
葡萄球菌（Staphylococcus ）
链球菌（Streptococcus ）
棒状杆菌（Corynebacterium ）
分枝杆菌（Mycobacterium ）
埃希菌、志贺菌及沙门氏菌（Escherichia, Shigella, and Salmonella）
耶尔森菌（Yersinia ）
弧菌（Vibrio ）
Legionella ）
假单胞菌（Pseudomonas ）
奈瑟菌（Neisseria ）
螺杆菌（Helicobacter ）
图7-3 根据16S rRNA寡核苷酸编目对部分常见致病菌的分类（据Salyers ）
第四节 细菌分类的方法
（一）条目分类法
长期以来，细菌分类采用传统的双歧检索条目分类法。此法首先要在细菌的各种性状中，选择一项或数项被认为是最主要的基本性状，作为分类指征，在最高一级的分类等阶上将细
菌分成若干类别；然后在这些类别中，选择数项次要性状为指征，将细菌作次一等阶分类，依此类推，一直划分到种。此法简明实用，但指标的取舍往往带有人为因素，未必能反映细菌的客观分类地位，但作为临床检验，仍有其实用意义。
（二）数值分类法（numerical taxonomy）
原理是借助电子计算机，根据细菌各方面的大量性状(数十种甚至百种以上) 的数值分析，计算出拟分类细菌间的“总相似值”，按其性状相似程度归类定位。此法的原则是细菌的各种性状“等重要”以及用“多菌株”比较，各种性状不分主次，克服了传统双歧检索条目分类法的缺点。自1956年以来，已得到愈来愈广泛的应用，已不仅限于细菌分类，也用于包
括病毒在内的其它微生物。
相似度% 40 50 60 70 80 90 100
菌株
A
B
E
I
C
F
G
J
D
H 在进行数值分类时，需要选择分类单位（菌株或种、属），而后将性状编码，按公式计数出相似度，再进行系统聚类，画出相似度矩阵（S 矩阵），最后转绘成树状谱（dendrogram ）（图7-4）。计数相似度的公式为：S%=NS/NS+ND。其中S 为相似度，NS 为相似性状，ND 为相异性状。此法应用时所选性
状必须要多，越多正确性越高，至少要达到100个，
否则易误判， 图7-4 10株细菌相似关系的树状谱模式图
第五节 细菌的分类体系
目前公认的细菌分类体系是“伯吉氏系统细菌学手册”（Bergey’s Manual of Syst ematic Bacteriology ），由美国细菌学家Holt 主编，共4卷，第1卷于1984年出版，记载了医学及工业有重要性的革兰氏阴性细菌。第2卷1986年出版，记载了医学与工业有重要性的革兰氏阳性细菌。第3、4卷1989年出版，前者收载了古细菌和蓝细菌，后者描述了放线菌。该书的姐妹篇是“伯吉氏细菌鉴定手册”（Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology），简要地描述了各个属的性状及属内各种的简明比较。自1923年出版第一版以来，不断充实修改再版，1994年面世第9版。
伯吉氏手册虽然采纳了种系发生的分子生物学内容，但主要仍是依据经典的分类手段，未能充分体现分子序列研究对细菌分类的影响。Balows 等编著的“原核生物”（The Prokaryotes ）第二版（1992），可弥补伯吉手册的不足，该书有4卷4100页，得到微生物学界的高度重视。
国际系统细菌学杂志（International Journal of Systematic Bacteriology, IJSB）是细菌分类
命名的世界公认的权威期刊，英文，由国际微生物学会联合会（International Union of Microbiolgical Societies）于1901年创刊出版。任何分离鉴定的新细菌的有关论文应在该杂志发表，如果在其他杂志发表，必须提交论文副本给该杂志公布，两年后无异议，所提出的新细菌名称方才生效。
与动物、植物不同，微生物的新种鉴定必须依据活的典型菌株（living type strain），而不能依据死的标本，模式菌株通常冷冻或冻干保存，并送交有关机构保藏。国际公认的菌种保藏权威机构是美国典型培养物保藏中心（ATCC ）以及德国微生物及细胞保藏中心（DSM ）等（表7-1）。我国的菌种保存机构在逐步发展和完善之中。
表7-1 国际著名的菌种保藏机构
CDDA
LMD Canadian Department of Agriculture Culture Collection of Laboratory of Microbiology
Ottawa ，加拿大
Delft ，荷兰 第六节 细菌的鉴定
一般只有纯培养的细菌才能进行鉴定。DNA 分子水平的鉴定主要限于专业实验室或作研究之用，目前通用的常规细菌鉴定手段仍是采用检测表型特征的方法，配有成套检测指标的快速诊断试剂盒正在推广，已逐步取代自行选择若干检测项目的做法。商品化的细菌鉴定试剂盒有Enterotube 系统、API 系统、Vitek 系统等。
除按表型特征、DNA 同源性或rRNA 序列比较等方法鉴定细菌外，还有用其它方法，例如测定细菌的脂肪酸组成，用气相-液相-质谱分析细菌的脂肪酸谱，每一种细菌的脂肪酸谱是恒定的，可重复性好，因此此法可用于细菌的鉴定或分类，往往结合常规方法参照应用。在有条件的单位可用PCR 技术检测鉴定细菌。
常见动物致病菌的鉴定已形成固定的程序，过程参见图7-6。
革兰氏阳性细菌（染色蓝紫色）
丝状及树枝状
球 菌
葡萄球菌（Staphylococcus spp.）球菌成葡萄串状
链球菌（Streptococcus spp.）球菌成链状
粪肠球菌（Enterococcus faecalis
微球菌（Micrococcus spp.）四联球菌杆菌 MZN 染色阴性 牛放线菌（Actinomyces bovis） 粘性放线菌（A. viscosus. ） *阳性 （Nocardia asteroides）
（Dermatophilus congolensis）
梭菌（Clostridium spp.）厌氧、芽胞大于菌体
芽胞杆菌（Bacillus spp.
炭疽杆菌（B. anthracis组织抹片有荚膜 无芽胞
抗酸染色阳性
分枝杆菌（Mycobacterium spp.）
牛分枝杆菌及禽分枝杆菌（M. bovis，M . avium ）细长珠状杆菌
鼠麻疯杆菌（M. lepraemurium）细长杆菌
副结核分枝杆菌（M. paratuberculosis）短杆菌成丛状，抗酸染色鲜红色
抗酸染色阴性 棒状杆菌（Corynebacterium spp.）革兰氏阳性杆菌，某些科多形性 化脓放线菌（Actinomyces pyogenes）革兰氏阳性，多形杆状 马红球菌（Rhodococcus equi. ）革兰氏阳性，杆状，呈球状趋势 产单核李氏杆菌（Listeria monocytogenes）杆状，培养时可有球状 猪丹毒杆菌（Erysipelothrix rusiopathiae）杆状，慢性病例的粗糙型
可成短丝
图7-5A 革兰氏阳性细菌的检测模式（据Qinn ）
革兰氏阴性细菌（染成红色）
球菌/球杆菌
奈瑟菌（Neisseria spp. ）双球状
牛摩拉菌（Moraxella bovis）
不动杆菌（Acinetobacter spp.）
MZN 染色阴性 杆菌
MZN 染色阳性
spp.）小的成丛球杆菌
）小的成丛球杆菌，在常规培养
基上不生长
丝状菌
（Fusobacterium spp.）DCF 染色** 弧状杆菌 弯曲菌（Campylobacter 弧菌（Vibrio spp.）
中等大小杆菌
肠杆菌科（Enterobacteriaceae spp.）
假单胞菌（Pseudomonas, spp）及气单胞菌（Aeromonas spp.）
波氏杆菌（Bordetella spp.）
放线杆菌（Actinobacillus spp. ）
嗜血杆菌（Ｈaemophilus spp. ）
巴氏杆菌（Pasteurella spp. ）
拟杆菌（Ｂacteroides spp. ）厌氧 螺旋状菌 （螺旋体Spirochaetes ） 钩端螺旋体Leptospira spp 暗视野 蛇形螺旋体Serpulina spp.革兰氏或DCF 染色 密螺旋体Treponema spp.革兰氏或DCF 染色 疏螺旋体Borrelia spp.姬姆萨染色
* MZN：改良Ziehl-Neelsen 染色法
** DCF染色：稀石碳酸品红（Dilute carbol fuchsin）染色，染液酸方：苯酚品红
母液（品红1g ，95%乙醇（V/V）10ml ，苯酚5g 及蒸馏水100ml ）
图7-5B 革兰氏阴性细菌的检测模式（据Qinn ）
第六节 病毒的分类
病毒分类学是一门重要的基础学科，它不仅有利于对已知病毒的认识和研究，也促进对未知新病毒的发现，而且助于对病毒的控制和利用。20世纪50年代以前，由于对病毒的基本特性了解甚少，主要根据病毒所致的疾病及组织或器官嗜性分类，未能反映病毒的本质。60年代起，以病毒核酸作为病毒分类的首要标准，才使病毒分类形成一个较合理的框架。
一、分类机构及标准
1950年，第五届国际微生物学会议提出了病毒分类的八项原则，这使病毒分类逐渐走向正确。1963年国际微生物命名委员会病毒分会提出了新的病毒分类八项原则。1966年，在第九届国际微生物学代表会议上成立了国际病毒命名委员会(International Committee on Nomonclature of Viruses，ICNV) ，肯定了这八项原则。1973年5月，在伦敦召开的ICNV 执行委员会上一致同意，将该委员会改名为国际病毒分类委员会（International committee on Taxonomy of Viruses，ICTV ），其目的是更好地表达该委员会的职责。这一建议，于1974年9月在东京召开的国际微生物协会第一次国际大会的全体代表会议上得到通过，作为国际公认的病毒分类与命名的权威机构。迄今为止，ICTV 共出版7次分类报告，在对第6次报告内容稍作调整后，于2000年出版了第7次分类报告。有关病毒分类的论文及信息在ICTV 的官方
期刊“Archives[a:kaivz]档案 of Virology”发表，1990年前“Intervirology ”是其官方期刊。
病毒的名称由ICTV 认定，其命名与细菌不同，不再采用拉丁文双名法，而是采用英文或英语化的拉丁文，只用单名，也不用斜体。但目、科、亚科、属分别用拉丁文后缀“-virales ”、“-viridae ”、“-virinae ”和“-virus ”，并采用斜体。
病毒分类根据形态与结构、核酸与多肽、复制以及对理化因素的稳定性等诸多方面，随着病毒基因组全序列测定的增加，其基因组的特征对分类愈来愈显得重要。
二、分类的现状
从病毒分类与命名的第6次报告开始，把真病毒分为3大类，即DNA 病毒、DNA 及RNA 反转录病毒、RNA 病毒。根据病毒进化的系统发生关系，第7次分类报告在部分科之上建立了3个目，其中1个尾病毒目(Caudovirales ) 涉及噬菌体，2个涉及动物病毒，分别是单负股病毒目(Mononegavirales)和套病毒目(Nidovirales)。
根据ICTV 的分类报告，目前可将所有已知病毒分为233个属，其中204个属归属于64个科，脊椎动物病毒为主的有27个科，无脊椎动物为主的有5个科，其余分别为植物病毒、细菌病毒、真菌病毒、藻类和霉形体病毒。科下设属，有的科还分亚科，科和属是病毒分类的最主要单位。
病毒的种是一个不确定的分类单位。1990年ICTV 将其定义为具有一定世代关系并占据一定生境(niche)的病毒群。也就是在具有科和属的特征的前提下，把某些次要特征大致但不完全相同的病毒归为同一种病毒。该定义既符合病毒的易变性，又符合病毒学者的工作传统。
另外，亚病毒(Subvirus)下设卫星因子、类病毒和朊病毒，其中类病毒分类有2个科、7个属。
目前的动物病毒分类情况见表29-1。自学掌握脊椎动物病毒涉及哪些科，其中DNA 病毒有哪些科，双股RNA 病毒有哪些科，正单股RNA 病毒哪些科，负单股RNA 病毒哪些科，各科中的主要属和种有哪些。