动物微生物第五章

动物微生物第五章病原微生物与传染•对人和动物机体具有致病作用的各类微生物，统称为病原微生物。其它的则称为非病原微生物。•大部分病原微生物都属于兼性寄生性病原微生物。少数病原微生物，如病毒、立克次体等，它们仅能生活于活组织细胞中，属于严格寄生性病原微生物。•还有些病原微生物，它们只有在一定条件下，才表现出致病作用，这类微生物称为条件性病原微生物。•少数腐生性微生物和一些植物病原真菌，虽不在人和动物机体内寄生，但能在原来生长繁殖处产生有毒产物，若这些毒物随食物或饲料进入机体，可使机体中毒，这些微生物称为中毒性病原微生物。一、病原微生物的致病性与毒力•（一）致病性与毒力的概念•1.致病性致病性又称病原性，是指一定种类的病原微生物，在一定条件下，能在特定寄主体内引起感染过程的性能。致病性是指一定种类的微生物，在一定条件下，对一定宿主致病的能力。致病性是细菌“种”的特征，由种属遗传性决定。各种病原微生物，各具有其独特的病原性，通常只能引起一定的感染过程，如多杀性巴氏杆菌致畜禽出血性败血症、猪瘟病毒致猪瘟病。第一节病原微生物的致病作用•2.毒力病原微生物致病能力的强弱程度称为毒力。毒力是菌株个体的特征，同一种病原微生物，因菌株的不同，其毒力大小也不相同。不同菌株，根据毒力大小可分为强毒株、弱毒株和无毒株。一般菌株毒力愈强致病性愈强。毒力的大小常以半数致死量、半数感染量等表示。病原微生物构成毒力的因素称为毒力因子，包括侵袭力及毒素两方面。侵袭力的大小、毒素的性质和数量，决定了病原微生物毒力的强弱。（二）细菌致病性的确定——Koch法则：第一：特殊的病原菌应在同一疾病中查见，在健康者不存在。第二：此病原菌能被分离培养而得到纯种。第三：此培养物接种易感动物，能导致同样病症。第四：自实验感染的动物体内能重新获得该病原菌的培养物。基因水平的柯赫法则：第一，应在致病菌株中检出某些基因或其产物，而无毒力菌株中无。第二，如有毒力菌株的某个基因被损坏，则菌株的毒力应减弱或消除。或者将此基因克隆到无毒菌株内，后者成为有毒力菌株。第三，将细菌接种动物时，这个基因应在感染的过程中表达。第四，在接种动物检测到这个基因产物的抗体或产生免疫保护。（三）毒力大小的表示方法1.最小致死量（MLD）：能使特定实验动物于感染后一定时间内死亡所需要的最小的活微生物量或毒素量。2.半数致死量（LD50）：能使接种的实验动物在感染后一定时限内死亡一半所需的活微生物量或毒素量。3.最小感染量（MID）：能引起实验动物发生感染的最小病原微生物的量。4.半数感染量（ID50）：能使接种实验动物、鸡胚或细胞在一定时限内感染一半所需的病原微生物的量。•（四）改变毒力的方法1.增强毒力的方法（1）回归易感动物是增强微生物毒力的最佳方法。（2）有的细菌与其他微生物共生或被温和性噬菌体感染也可增强毒力。2.减弱毒力的方法（1）体外连续传代培养（2）高于最适生长温度培养（3）含有特殊化学物质的培养基中培养（4）通过非易感动物二、细菌的致病作用•细菌的致病性:•一是细菌对宿主引起疾病的特性；•二是对宿主致病能力的大小即细菌的毒力。•毒力因子：构成细菌毒力的物质称为毒力因子。主要由侵袭力和毒素两个方面。（一）侵袭力病原菌突破宿主机体防卫屏障，侵入组织或细胞中生长繁殖，并广为扩散的能力，称为侵袭力，病原菌的侵袭力与多种因素有关。1黏附与吸附：黏附是指病原微生物附着在敏感细胞的表面，以利于其定植、繁殖，是微生物与宿主发生关系的普遍性生物学现象。主要依靠黏附素发挥作用。黏附素是菌体表面具有黏附功能的结构成分：细菌菌毛、某些外膜蛋白和膜磷壁酸等，其与宿主易感细胞表面的特异性受体结合，附着在细胞表面。•黏附的部位可以是皮肤、黏膜的上皮细胞，或血液中的淋巴细胞、粒细胞、血小板、血管内皮细胞等。•细胞或组织表面与黏附素相互作用的成分称为受体，多为细胞表面糖蛋白，其中的糖残基往往是黏附素的直接结合部位。2.侵入（内化作用）：当病原菌突破机体的防御屏障，侵入机体后，必然会受到吞噬细胞的吞噬与体液性抗体等介导的免疫应答反应的清除。如果病原菌能够逃避和克服这些免疫因素的影响，便可在机体内大量繁殖和定居。病原菌抗吞噬、清除作用可通过自身的结构成分或合成代谢产物来实现。如炭疽杆菌、肺炎球菌等的荚膜和金黄色葡萄球菌产生的血浆凝固酶等。3繁殖与扩散（1）繁殖细菌在宿主体内增值是感染的核心问题，增值速度对致病性极其重要，如果增值较快，细菌在感染之初就能克服机体防御机制，易在体内生存。反之，易被机体清除。（2）扩散病原菌在体内的扩散和转移主要依靠其产生的一些酶类，如：①透明质酸酶：能水解结缔组织中的透明质酸，使组织通透性增强，有利于细菌及毒素在组织中的扩散，造成全身性疾病。②胶原酶魏氏梭菌能产生一种蛋白质分解酶，它能水解动物肌肉中网状结缔组织，有利于病原微生物的侵袭作用。③神经氨酸酶④磷脂酶⑤卵磷脂酶⑥激酶⑦凝固酶⑧脱氧核糖核酸酶4干扰或逃避宿主的防御机制病原菌黏附于细胞或组织表面后，必须克服机体局部的防御机制，特别是要干扰或逃避局部的吞噬作用及体液免疫作用，才能建立感染。具有抵抗吞噬及体液中杀菌物质作用的表面结构---荚膜、微荚膜、葡萄球菌A蛋白等。•（1）抗吞噬作用机制：•抑制吞噬细胞的摄取•在吞噬细胞内生存•杀死或损伤吞噬细胞•（2）抗体液免疫机制•抗原伪装或抗原变异•分泌蛋白酶降解免疫球蛋白•通过外膜蛋白、脂磷壁酸或荚膜的作用，逃避补体，抑制抗体产生。(二)毒素细菌能在生长繁殖过程中产生和释放的具有损害宿主组织、器官并引起生理功能紊乱的毒性成分。病原菌产生毒素明显增强其毒力。毒素可分为外毒素和内毒素两种：1.外毒素某些病原菌在生长繁殖过程中产生并分泌到菌体外的有毒性的蛋白质。外毒素的毒性很强，常用甲醛溶液处理保持免疫原性。不同病原菌产生的外毒素，对机体的组织器官具有选择性，引起特殊的病理变化。外毒素具有良好的免疫原性，可刺激机体产生特异性抗体，而使机体具有免疫保护作用，这种抗体成为抗毒素。•2.内毒素是存在于革兰氏阴性菌细胞壁最外层的结构成分(脂多糖)，只有菌细胞死亡、自溶或人为地破坏菌细胞时，才释放出来。外毒素与内毒素在毒性、化学组成、耐热性及抗原性等方面不同。•内毒素对组织细胞的选择性不强，不同革兰氏阴性细菌内毒素的毒性作用大致相同：•（1）发热反应•（2）对白细胞的作用•（3）弥漫性血管内凝血•（4）内毒素血症与内毒素休克三、病毒的致病作用•病毒进入宿主体内后，可以通过其特定的化学成分的直接毒性作用而致病。•主要致病机制：通过干扰宿主细胞的营养和代谢，引起宿主细胞水平和分子水平的病变，导致机体组织器官的损伤和功能改变，造成机体持续性感染。（一）病毒感染对宿主细胞的直接作用•1.杀细胞效应•病毒在宿主细胞内复制完毕，可在很短时间内一次释放大量子代病毒，细胞被裂解死亡，此情况称杀细胞效应。主要见于无囊的病毒，如：腺病毒等。•病毒的杀细胞效应如发生在重要器官，如中枢神经系统，当达到一定程度可引起严重后果，甚至危及生命造成严重后遗症。•２.稳定状态感染•有些病毒（流感病毒）在宿主细胞增值过程中，以出芽方式释放病毒，细胞暂时不出现溶解和死亡，称为稳定状态感染。•以后可引起宿主细胞发生细胞融合或细胞表面出现新抗原等多种变化。•３.包涵体形成•某些病毒在细胞内增殖后，在细胞内形成的一种光学显微镜可以看到的特殊“斑块”。•４.细胞凋亡•细胞凋亡是由宿主细胞基因控制的程序性细胞死亡，是一种正常的生物学现象。•有些病毒感染后可直接或由病毒编码蛋白间接作为诱导因子诱发细胞凋亡。•５.基因整合与细胞转换•某些病毒的全部或部分核酸结合到宿主细胞染色体中称为基因整合。整合后的病毒核酸随着宿主细胞的分裂而传给子代，一般不复制出病毒颗粒，宿主细胞也不被破坏，但可造成染色体整合处基因失活、附近基因激活等现象。•基因整合可使细胞的遗传性发生改变，引起细胞转化。•（二）病毒感染的免疫病理作用•病毒在感染宿主的过程中，通过与免疫系统相互作用，诱发免疫反应，导致组织器官损伤是重要的致病机制之一。•1.抗体介导的免疫病理作用•许多病毒能诱发细胞表面出现新抗原，当特异性抗体与这些抗原结合后，在补体参与下引起细胞破坏。有的病毒抗原与相应抗体结合形成免疫复合物，可长期存在于血液中，当这种免疫复合物沉积在某些器官组织的膜表面时，激活补体引起III型变态反应，造成局部损伤和炎症。•2.细胞介导的免疫病理作用•细胞免疫在其发挥抗病毒感染同时，特异性细胞毒性T细胞液对病毒感染细胞造成损伤。病毒蛋白因与宿主细胞蛋白之间存在共同抗原性而导致自身免疫应答（即自体免疫疾病）。•3.免疫抑制作用•某些病毒主要损伤特定的免疫细胞，导致免疫抑制。如：人类免疫缺陷综合征病毒等。•许多病毒感染可引起机体免疫应答降低或暂时性免疫抑制。如：流感病毒、猪瘟病毒。一、感染的概念病原微生物侵入动物机体，并在一定的部位生长繁殖，从而引起机体不同程度的病理反应的过程，称为感染，也称传染。在感染过程中，动物呈现出明显的临床症状时，称为显性感染，即是传染病；不表现临床症状，则称为隐性感染或无症状感染。第二节传染的发生二、传染发生的必要条件1．病原微生物具有足够的毒力和数量的病原微生物，通过适当的侵入门户进入动物机体。病原微生物是感染发生的首要因素，没有病原微生物，感染不可能发生；病原微生物必须具有足够的毒力和数量，才能抵抗机体的防御机制，向组织扩散；病原微生物还必须经适当途径侵入易感动物体内，到达特定部位，才有可能在体内生长繁殖并引起感染。2．易感动物对病原微生物具有感受性的动物称为易感动物。动物种类不同，对各种病原微生物有不同的易感性。如草食动物对炭疽杆菌非常易感，但禽类在正常情况下对炭疽杆菌则无感受性。马骡等单蹄动物，对口蹄疫病毒不易感，而牛、猪等偶蹄动物则易感性强。动物对病原微生物的易感性，是属于动物的种属特异性，是动物长期进化的结果。动物机体由于年龄、性别、营养状况、生理机能及免疫状况等不同，易感性也有差异。3．外界环境条件外界环境条件，如气候、温度、湿度、地理环境、饲养管理及卫生条件等因素，对易感动物和病原微生物两个方面都有直接或间接影响。不良的外界条件，可降低机体防御机能，有利于病原微生物的生存繁殖，促进易感动物与病原微生物的接触，助长传染的发生和发展。