細菌的分類(Bacteria classification)

1. 分類法細述

Principles （分類原則）	A. Stability（穩定性）：對某一細菌做分析，無論用什麼樣的系統去歸納，其分析歸類結果不能因人因時因地而改變。我們不能因為細菌的些微突變而無法將之分類，故我們必須以細菌之主要特徵做分類，以增加穩定性
Principles （分類原則）	B. Divination（可預測性）：對一未知細菌，我們可以藉由檢查和分析的方法，來歸納並預測這是哪方面的細菌，這就是可預測性
Phenotypic classification （形態分類法）	A. Microscopic morphology（顯微型態學）： a. 利用 Gram stain（革蘭氏染色）後，細菌能被區分為Positive（陽性）或Negative（陰性），然後利用顯微鏡觀察染色狀況及形態，並分類 b. Simple stain 只能知道細菌是圓的或扁的資料來源：wangchao
	B. Macroscopic morphology（巨觀型態學）： a. 不同種的細菌 colony（菌落）會有不同的特性、顏色，我們根據菌落的不同來分類 b. 觀察 blood agar plate 的hemolysis（溶血）現象： Staphylococcus aureus（金黃色葡萄球菌）會釋放出β-hemolysin（一種外毒素），可破壞紅血球的細胞膜，造成紅血球破裂死亡。因此將金黃色葡萄球菌培養在blood agar plate（紅色），它會破壞紅血球，使得plate 的顏色從紅色→透明，而此種變化可藉由肉眼觀察
	C. Biotyping（生物分型）： a. 利用細菌生長代謝的最終產物來分類，臨床疾病管制最常使用到此種方法，應用最廣 b. 僅能辨別到 species（種），因此欲鑑別亞種則常用serotyping
	D. Serotyping（血清分型）： a. 同一種的細菌，因為突變，彼此在基因上會有些許不同（99%基因相同），故所生成的抗原雖然類似但卻有些微差異，而此種差異已足夠讓抗體辨識出來，藉此可以被分為不同的血清型（subspecies 亞種） e.g.E.coli O157 為一種很毒的大腸桿菌，會造成宿主腸胃道出血，然後血崩死亡。而此種大腸桿菌就是O antigen 產生突變 b. 也就是說，當菌種無法再區隔時，必須針對細菌某特有的antigen，進而去做分析，抗原會引起免疫細胞產生免疫反應，產生抗體，抗體會因為不同的antigen 而產生不同的血清型態 c. 可鑑別至亞種
	E. Antibiogram pattern（抗生素圖譜）： a. 分別施予一種細菌不同的抗生素（目前有近百種），並依序紀錄其所生成的抑菌環（大小會有所不同），蒐集結果並建立資料庫，這就是一種抗生素圖譜 b. 不同種的細菌其圖譜會有差異，故可藉此分類 c. 可鑑別至 subspecies
	F. Phage typing（噬菌體分型）：噬菌體（屬於非傳統的病毒，病毒是絕對寄生的微生物），對細菌宿主具有專一性（特異性），因此鑑定細菌可被哪些特定噬菌體感染，可以推測出細菌屬於哪一類，可鑑別至subspecies
Analytic classification （成分分析分類法）	A. Cell wall fatty acid analysis（細胞壁脂肪酸分析）： a. 利用細菌細胞壁中含的脂肪酸來做分類 b. mycobacteria（分枝桿菌屬）的細胞壁中有一層像蠟塊、含量豐富的mycolic acids（分枝桿菌酸），一般的水溶性染劑是無法將之染色的，需使用強酸將染料溶解於細胞壁的脂質成分中，並使之滲透保留顏色
	B. Whole cell lipid analysis（全細胞脂質分析）：多用於對酵母菌（真菌）的分析
	C. Whole cell protein analysis（全細胞蛋白分析）：利用 SDS-PAGE 或是HPLC，分析細菌體內的蛋白質，可鑑別subspecies
	D. Multifocus locus enzyme electrophoresis（酵素電泳型）：利用電泳或是HPLC，分析細菌中特定的酵素，可鑑別subspecies
Genotypic classification （基因分類法）	A. G+C ratio（G+C 比率分析）： a. DNA 以雙股螺旋的方式纏繞，兩股相對應的鹼基會以氫鍵鍵結，而鹼基鍵結方式為G≡C、A=T。因為G 和C 之間有三個氫鍵，所以比較不容易打開。也因此，當DNA 的G、C 鹼基含量比高時，要使其因熱變性的溫度也會較高 b. 細菌的 G+C ratio 值分布範圍極廣（23-75%），不同的菌種間其G+C ratio 值可能差異很大，使不同菌種的DNA 熱變性所需之溫度與時間不同，故可藉此分類 c. 人類、貓狗（哺乳類動物）的G+C ratio 值差異不大（35%左右），故無法藉此分類 a. 從幾億年前到現在，ribosome RNA（rRNA）在生物體中的變異很小，可以說是高度保留序列，穩定性高，因此拿rRNA 來做物種鑑定是很準確的
	B. DNA hybridization（DNA 雜交法）： a. 找出只屬於某一種細菌的特殊DNA 序列，並設計與之互補的單股DNA 為probe（探針），並在probe 上標記螢光或放射線。可用於檢定、猜測未知細菌屬於哪一種類 b. Probe 亦可以為單股RNA，但較不穩定，效果較不好
	C. Nucleic acid analysis（核酸序列分析法）： a. 將未知細菌的 DNA 序列解碼，在經由比對電腦資料庫中的上萬種細菌DNA 序列，即可得知是哪一種細菌 b. 要全部解碼非常耗時與成本，故通常會去解較有特異性的序列 c. 為最準確的分類法
	D. Plasmid analysis（質體分析法）： a. 分析散落在細菌細胞質中的 plasmid（質體），為雙股環狀DNA，不同菌種有不同plasmid 序列 b. 分析方法與核酸序列分析法相同 c. Plasmid 序列小，可完整定序，容易分析
	E. Ribotyping（rRNA 分型）： a. 從幾億年前到現在，ribosome RNA（rRNA）在生物體中的變異很小，可以說是高度保留序列，穩定性高，因此拿rRNA 來做物種鑑定是很準確的 b. 臨床上比 Plasmid analysis 更常用，因為rRNA更短、更易分析
	F. Chromosome DNA fragment analysis（染色體 DNA 片段分析法）利用 restriction enzyme（限制酶）將某一菌種的chromosome DNA 切成特定大小的片段，再拿去跑電泳，即可看到專屬於此種菌種的電泳結果，藉由比對電泳圖形可以得知是何種菌種，也常用於親緣關係的鑑定