Chương III an toàn sinh học đối với vi sinh vật

CHƯƠNG III AN TOÀN SINH HỌC ĐỐI VỚI VI SINH VẬT TS LÊ XUÂN ĐẮC VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM 0912049887; lxdac@yahoo.com 3.1 Giới thiệu chung nhóm vi sinh vật độc hại phân loại mức độ nguy hiểm chúng 3.2 Quy chế ATSH vi sinh vật Giới thiệu chung nhóm vi sinh vật độc hại phân loại mức độ nguy hiểm chúng Có nhiều loại vi sinh vật độc hại (gây bệnh cho người, động vật, thực vật ) bao gồm vi khuẩn (vi trùng), siêu vi trùng ký sinh trùng Riêng vi trùng siêu vi trùng gây bệnh nhiễm trùng (infectious diseases) có khả lây lan từ thể sinh vật này sang thể sinh vật khác • Vi sinh vật sinh vật đơn bào có kích thước nhỏ, không quan sát mắt thường mà phải sử dụng kính hiển vi Thuật ngữ vi sinh vật không tương đương với đơn vị phân loại phân loại khoa học Nó bao gồm virus, vi khuẩn, archaea, vi nấm, vi tảo, động vật nguyên sinh.v.v Đặc điểm chung • Kích thước nhỏ bé Kích thước vi sinh vật thường đo micromet • Hấp thu nhiều, chuyển hóa nhanh Vi khuẩn lactic (Lactobacillus) phân giải lượng đường lactose nặng 1000-10000 lần khối lượng chúng • Sinh trưởng nhanh, phát triển mạnh So với sinh vật khác vi sinh vật có tốc độ sinh trưởng lớn Khả phát tán nhanh rộng • Năng lực thích ứng mạnh dễ phát sinh biến dị • Phân bố rộng, chủng loại nhiều Vi sinh vật có khắp nơi trái đất, điều kiện khắc nghiệt nhiệt độ cao miệng núi lửa, nhiệt độ thấp Nam cực, áp suất lớn đáy đại dương thấy có mặt vi sinh vật Vi sinh vật có khoảng 100 nghìn loài bao gồm 30 nghìn loài động vật nguyên sinh, 69 nghìn loài nấm, 1,2 nghìn loài vi tảo, 2,5 nghìn loài vi khuẩn lam, 1,5 nghìn loài vi khuẩn, 1,2 nghìn loài virus • Do tính chất dễ phát sinh đột biến nên số lượng loài vi sinh vật tìm ngày tăng, chẳng hạn nấm trung bình năm lại bổ sung thêm khoảng 1500 loài • Vai trò: Phân giải xác sinh vật chết, tạo nguồn thức ăn cho nhiều sinh vật khác, Đối với người, vi sinh vật có vai trò có ích như:thực trình lên men rượu, vai trò to lớn công nghệ sinh học Vai trò có hại như: gây bệnh, phá hủy nhiều sản phẩm đồ ăn, quần áo • Trong tự nhiên: - Có lợi: + Vi sinh vật mắt xích quan trọng chu trình chuyển hóa vật chất lượng tự nhiên + Tham gia vào việc gìn giữ tính bền vững hệ sinh thái bảo vể môi trường - Có hại : + Gây bệnh cho người ĐV, TV + VSV nguyên nhân gây hư hỏng thực phẩm Trong nghiêm cứu di truyền Là đối tượng lí tưởng công nghệ di truyền, công nghệ sinh học… Trong đời sống - Sản xuất sinh khối, chất có hoạt tính sinh học + Sản xuất axit amin + Sản xuất chất xúc tác sinh học ( enzim ngoại bào : amilaza, prôteaza ) + Sản xuất gôm sinh học: + Sản xuất chất kháng sinh - Được sử dụng ngành công nghiệp lên men, nhiều sản phẩm lên men VSV đựoc sản xuất lớn qui mô công nghiệp - Bảo vệ môi trường: VSV tham gia tích cực vào trình phân giải phế thải nông nghiệp, phế thải công nghiệp, rác sinh hoạt, phân hủy dầu (vi sinh vật ăn dầu), phân hủy chất độc (ví dụ: phân hủy Dioxin) Trong sản xuất nông nghiệp : + Được sử dụng làm phân bón, thuốc trừ sâu vi sinh chế phẩm vi sinh dùng chăn nuôi + Tham gia vào trình tạo mùn, trình phân giải xác hữu thành dạng đơn giản dùng làm thức ăn cho trồng - Có vai trò quan trọng trọng ngành lượng: Các VSV chuyển hóa chất hữu thành cồn, gas … Virus - Virus, gọi siêu vi khuẩn hay siêu vi trùng, vật thể nhỏ xâm nhiễm vào thể sống, thuộc loại ký sinh Virus tác nhân gây nhiễm trùng có kích thước nhỏ (đường kính 20-300 nm) Virus có tính kí sinh nội bào bắt buộc; chúng sinh sản cách xâm chiếm tế bào khác chúng thiếu máy mức tế bào để tự sinh sản Thuật ngữ virus thường vật thể xâm nhiễm sinh vật nhân chuẩn (sinh vật đa bào hay đơn bào), thuật ngữ Thực khuẩn thể (bacteriophage hay phage) dùng để vật thể xâm nhiễm sinh vật nhân sơ (vi khuẩn vi khuẩn cổ) - Virus điển hình mang lượng nhỏ loại axit nucleic (DNA RNA) bao quanh lớp áo bảo vệ (vỏ capsid) cấu tạo protein, glicoprotein Toàn phân tử virus gọi virion - Điều quan trọng gen virus không mã hoá cho protein cần để bao bọc vật liệu di truyền mà mã hoá cho protein cần cho virus sinh sản chu kì xâm nhiễm • Virus khả phát triển tự nhân lên tế bào sống • - Về mặt cấu tạo gồm phần: • + Vỏ: cấu tạo tiểu đơn vị protein Một số siêu virus vỏ có thêm màng bọc • + Nhân: chất liệu di truyền chuỗi kép ADN chuỗi đơn ARN 2.2. Hoạt động - Sự nhân lên diễn qua nhiều giai đoạn phụ thuộc vào tế bào sống 2.3. Các yếu tố tác động đến virus 2.3.1 Nhân tố vật lý - Ánh sáng: tia cực tím giết số loại virus - Nhiệt độ: tùy loại virus 2.3.2 Nhân tố hóa học Các chất sát trùng tiêu diệt virus 2.3.3 Nhân tố sinh vật - Interferon: chất protein tạo nên tế bào tế bào bị nhiễm virus lnterferon có khả ngăn chặn phát triển virus, dùng để điều trị phòng bệnh virus - Hệ thống miễn dịch Chú ý: kháng sinh không tiêu diệt ức chế virus Ký sinh vật Ký sinh vật sinh vật phải sống nhờ ký sinh vào sinh vật khác (ký chủ) Có nhiều loại ký sinh trùng khác nhau: - Ký sinh vật thuộc giới động vật: + Đơn bào (Protozoa): ngành giả túc, trùng roi, trùng lông, bào tử trùng + Đa bào (Metozoa): ngành giun sán, chân đốt - Ký sinh vật thuộc giới thực vật (vi nấm) 3.2.  Hoạt động - Có hình thức ký sinh: + Ký sinh vĩnh viễn: trình sống, ký sinh vât phải luôn sống ký chủ + Ký sinh tạm thời: bám vào ký chủ cần thức ăn - Về phương diện số lượng ký chủ phân biệt: + KSV đơn ký: sống bám loại ký chủ + KSV đa ký: sống bám nhiều lọai ký chủ - Di động: đa số có khả di động - Sinh sản: có loại sinh sản vô tính, có loại sinh sản hữu tính (kể đơn bào) - Dinh dưỡng: cần có thể sống - Hô hấp: cần oxy tự - Chuyển hóa: có dị hóa, đồng hóa Một số loài vi nấm sinh kháng sinh tố 3.3.  Các yếu tố tác động đến KSV Các yếu tố tác động đến ký sinh vật bao gồm yếu tố vật lý (tia xạ, nhiệt độ ), hóa chất sinh học (hệ miễn dịch ) Phân loại vi sinh vật gây bệnh theo nhóm nguy Việc phân loại vi sinh vật gây bệnh theo nhóm nguy dựa vào yếu tố sau: • Khả gây bệnh vi sinh vật • Phương thức lan truyền bệnh yếu tố vật chủ Những yếu tố bị ảnh hưởng tính miễn dịch có cộng đồng vùng, mật độ di chuyển quần thể vật chủ, diện trung gian truyền bệnh thích hợp tiêu chuẩn vệ sinh môi trường • Các biện pháp phòng ngừa hiệu tiêm vắc xin (miễn dịch chủ động) sử dụng huyết (miễn dịch thụ động), biện pháp vệ sinh vệ sinh nước uống thức ăn, kiểm soát nguồn động vật côn trùng • Các biện pháp điều trị hiệu miễn dịch thụ động, miễn dịch chủ động sau phơi nhiễm sử dụng thuốc kháng sinh, kháng virus hay hóa trị liệu, cần quan tâm đến khả xuất chủng vi sinh vật kháng thuốc Dựa theo đặc điểm trên, loại vi sinh vật gây bệnh chia thành nhóm nguy cơ: Nhóm nguy (không có hoặc nguy cơ lây nhiễm cá thể và  cộng đồng thấp): Các vi sinh vật thường khả gây bệnh cho người động vật Ví dụ: Bacillus subtilis, Naegleria gruberi Nhóm nguy (có nguy cơ lây nhiễm cho cá thể nhưng ít có  nguy cơ lây nhiễm cho cộng đồng):  Tác nhân gây bệnh có khả gây bệnh cho người động vật, không trở thành mối nguy hiểm lớn cán xét nghiệm (CBXN), cộng đồng, vật nuôi hay môi trường Có phương pháp dự phòng điều trị hiệu Khả lây truyền cộng đồng thấp Ví dụ: Vi rút Viêm gan B, vi khuẩn tả, vi rút cúm A/H1N1 Nhóm nguy (nguy cơ lây nhiễm cho cá thể cao, nguy cơ  lây nhiễm cho cộng đồng thấp): Tác nhân gây bệnh thường gây bệnh nặng cho người động vật, nhiên điều kiện bình thường không lây nhiễm từ cá thể sang cá thể khác Có biện pháp điều trị phòng chống hiệu Ví dụ: Vi khuẩn than, vi rút cúm A/H5N1, vi rút SARS Nhóm nguy (nguy cơ lây nhiễm cho cá thể và cộng đồng  cao): Tác nhân gây bệnh thường gây bệnh nặng cho người động vật, đồng thời dễ lây truyền từ cá thể sang cá thể khác cách trực tiếp gián tiếp Chưa có biện pháp điều trị phòng chống hiệu Ví dụ: Vi rút Ebola, vi rút Marburg, vi rút Congo-Crimean hemorrhagic [...]... độc lây lan một cách nhanh chóng các sinh vật chủ, đây là cơ hội để thực hiện cuộc chiến tranh sinh học Một số chính phủ trong lịch sử đã cố gắng để khai thác các vi sinh vật sản xuất chất độc trong chiến tranh, và sự phát triển của vũ khí vi sinh vật đã dẫn đến vi c tạo ra một hiệp ước cấm chiến tranh sinh học do lo ngại rằng các sinh vật như vậy có thể vượt ra ngoài tầm kiểm soát Một số sinh vật tiết... sâu hơn vào các bộ phận của cơ thể Các nhóm vi sinh vật độc hại (gây bệnh) Phân loại theo tính chất, cấu tạo sinh học - 2 nhóm vi sinh vật gây hại chính + Vi khuẩn – vi trùng + Virus – siêu vi khuẩn – siêu vi trùng Ngoài ra còn có 2 nhóm khác: + Nấm + Ricketsia • Nấm: là loại vi sinh vật đơn bào hoặc đa bào, có nguồn gốc thực vật, sống ký sinh trên các sinh vật khác, nấm có thể trực tiếp gây bệnh hoặc... (Toxin) Độc tố do vi sinh vật là do sản phẩm được sản xuất bởi các vi sinh vật gây bệnh đã được cư trú trong cơ thể Vi sinh vật có thể nhập vào sinh vật chủ bằng nhiều cách khác nhau, chẳng hạn như sử dụng thực phẩm bị ô nhiễm hoặc nước uống sinh hoạt Vi sinh vật cũng có thể được xâm nhiễm thông qua các vết thương, hoặc tiếp xúc trực tiếp với các nguồn bệnh hoặc do hơi thở chứa vi sinh vật truyền qua... sinh tố (Antibiotic): Là những chất do một số vi sinh vật sản xuất ra có tác dụng độc đối với một số vi sinh vật khác - Chí nhiệt tố: là những chất do vi sinh vật tổng hợp có khả năng gây sốt cho người Exotoxin là những chất độc được tiết ra bởi các sinh vật như nấm, vi khuẩn, tảo, hoặc sinh vật đơn bào Các ngoại độc tố thường rất nguy hiểm Một số lượng rất nhỏ có thể gây tử vong cho một sinh vật chủ,... (cytoskeleton) và các bào quan như ty thể và lục lạp Cấu trúc tế bào của vi khuẩn thuộc sinh vật nhân sơ, khác với các sinh vật có cấu trúc tế bào phức tạp hơn gọi là sinh vật nhân chuẩn Vi khuẩn là nhóm hiện diện đông đảo nhất trong sinh giới Chúng hiện diện khắp nơi trong đất, nước và ở dạng cộng sinh với các sinh vật khác Nhiều tác nhân gây bệnh (pathogen) là vi khuẩn Hầu hết vi khuẩn có kích thước... diệt được virus 2.3.3 Nhân tố sinh vật - Interferon: bản chất là 1 protein được tạo nên bởi tế bào khi tế bào này bị nhiễm virus lnterferon có khả năng ngăn chặn sự phát triển của virus, được dùng để điều trị và phòng bệnh do virus - Hệ thống miễn dịch Chú ý: kháng sinh không tiêu diệt hoặc ức chế được virus Ký sinh vật Ký sinh vật là những sinh vật phải sống nhờ ký sinh vào những sinh vật khác (ký... của vi sinh vật phát tán phụ thuộc vào tùy loài vi sinh vật - Nội độc tố (Endotoxin): là những chất do vi sinh vật tổng hợp nên có khả năng gây độc cho người nhưng không tiết ra ngoài Ví dụ: Nội độc tố vi khuẩn gây bệnh thương hàn - Ngoại độc tố (Exotoxin): là những chất do vi sinh vật tổng hợp và tiết ra ngoài có khả năng gây độc cho người Ví dụ: Ngoại độc tố của vi khuẩn bạch hầu, uốn ván - Kháng sinh. .. buộc; chúng chỉ có thể sinh sản bằng cách xâm chiếm tế bào khác vì chúng thiếu bộ máy ở mức tế bào để tự sinh sản Thuật ngữ virus thường chỉ các vật thể xâm nhiễm sinh vật nhân chuẩn (sinh vật đa bào hay đơn bào), trong khi thuật ngữ Thực khuẩn thể (bacteriophage hay phage) được dùng để chỉ các vật thể xâm nhiễm sinh vật nhân sơ (vi khuẩn hoặc vi khuẩn cổ) - Virus điển hình mang một lượng nhỏ của một... 15µm • Ricketsia: là loại sinh vật trung gian giữa vi khuẩn và virus Nó có nhiều dạng: hình cầu, hình thoi, hình que ngắn Kích thước dài 0,5µm rộng 0,2µm Vi khuẩn - Vi trùng Vi khuẩn (tiếng Anh và tiếng Latinh là bacterium, số nhiều bacteria) đôi khi còn được gọi là vi trùng, nó thuộc loại ký sinh trùng Vi khuẩn là một nhóm sinh vật đơn bào, có kích thước nhỏ (kích thước hiển vi) và thường có cấu trúc... (ký chủ) Có nhiều loại ký sinh trùng khác nhau: - Ký sinh vật thuộc giới động vật: + Đơn bào (Protozoa): ngành giả túc, trùng roi, trùng lông, bào tử trùng + Đa bào (Metozoa): ngành giun sán, chân đốt - Ký sinh vật thuộc giới thực vật (vi nấm) 3.2.  Hoạt động - Có 2 hình thức ký sinh: + Ký sinh vĩnh vi n: trong quá trình sống, ký sinh vât phải luôn luôn sống trên ký chủ + Ký sinh tạm thời: chỉ bám vào ... tranh sinh học Một số phủ lịch sử cố gắng để khai thác vi sinh vật sản xuất chất độc chiến tranh, phát triển vũ khí vi sinh vật dẫn đến vi c tạo hiệp ước cấm chiến tranh sinh học lo ngại sinh vật. .. động vật, thực vật ) bao gồm vi khuẩn (vi trùng), siêu vi trùng ký sinh trùng Riêng vi trùng siêu vi trùng gây bệnh nhiễm trùng (infectious diseases) có khả lây lan từ thể sinh vật này sang thể sinh. .. sinh vật khác thâm nhập sâu vào phận thể Các nhóm vi sinh vật độc hại (gây bệnh) Phân loại theo tính chất, cấu tạo sinh học - nhóm vi sinh vật gây hại + Vi khuẩn – vi trùng + Virus – siêu vi khuẩn