病原微生物是指可以侵人體，在宿主中生長繁殖、釋放毒性物質等引起機體不同程度病理變化、發生感染的微生物，包括細菌、病毒、真菌、寄生蟲、衣原體、支原體等。病原微生物檢測并非新領域，基于病原學證據的抗感染一直都是臨床診療的'金標準'。如果能盡早識別致病病原、啟動恰當的抗感染方案可改善患者預后，尤其是重癥感染者。病原微生物檢測在感染判定中意義重大，越來越多的檢測技術引入臨床，除了傳統的檢測方法如涂片染色、培養分離、免疫學技術、核酸檢測等，還有新興的二代測序技術(Next-generationsequencing，NGS)等。
病原微生物檢測細菌的致病物質細菌的致病物質主要包括細菌的菌體表面結構、侵襲性酶及毒素。
菌體表面結構有兩類，一類具有黏附作用的結構，如磷壁酸、多包被、菌毛等；另一類是具有抗吞噬作用的結構，如莢膜、微莢膜、A型鏈球菌的M蛋白、金葡菌的A蛋白等。侵襲性酶是細菌合成分泌的胞外酶，一種有抗吞噬作用的酶，如黃色葡萄球菌產生的血漿凝固酶，可在細菌周圍形成纖維蛋白包裹層，抵抗人體吞噬細胞和補體、抗體的作用，保護細菌。另一種可幫助細菌在體內擴散的酶，如A型鏈球菌產生的透明質酸酶。
細菌的毒素有內毒素和外毒素。內毒素是革蘭氏陰性細菌細胞壁的脂多糖，在細菌死亡裂解時釋放，對人和動物有毒性，被稱為內毒素，其主要成分是類脂A。由于多數革蘭氏陰性細菌的內毒素類脂A化學組成相似，因此對人類產生的致病作用也相似，主要是引起機體發熱、白細胞數量的改變、內毒素血癥和休克、彌散性血管內凝血(DIC)等。重度革蘭氏陰性細菌感染時，大量內毒素直接激活凝血系統，導致嚴重的臨床綜合征而死亡。外毒素是由活致病菌產生的蛋白性物質，又稱為分泌性毒素，毒性強烈且具有組織器官特異性。根據外毒素作用靶細胞的不同，外毒素可分為神經毒素、細胞毒素和腸毒素。
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