细菌的感染和致病机理

细菌侵入宿主机体后，进行生长繁殖、释放毒性物质等引起不同程度的病理过程，称为细菌的感染(bacterialinfection)或传染。能使宿主致病的为致病菌或病原菌(pathogenicbacterium,pathogen)，不能造成宿主感染的为非致病菌或非病原菌(nonpathogenicbacterium,nonpathogen)。有些细菌在正常情况下并不致病，但当在某些条件改变的特殊情况下可以致病，这类菌称为条件致病菌(conditionedpathogen)或机会致病菌(opportunisticpathogen)。致病菌入侵后，在建立感染的同时，能激发宿主免疫系统产生一系列免疫应答与之对抗。第1章细菌的感染和致病机理不能造成宿主感染的为非致病菌细菌侵入机体，进行生长繁殖、释放毒性物质等引起不同程度的病理过程能使宿主致病的为致病菌非致病菌条件致病菌感染在正常情况下不致病在某些条件改变的特殊情况下可以致病致病菌正常菌群与条件致病菌正常菌群正常存在于人体外表和同外界相通的肠道、呼吸道等腔道中，人体免疫功能正常时，对宿主无害，有些还有利的微生物。正常菌群的生理学意义生物拮抗作用营养作用免疫作用抗衰老作用肠道的正常菌群健康青年粪便涂片健康壮年粪便涂片健康中年粪便涂片部位主要菌类皮肽葡萄球菌、类自喉杆菌、绿腋杆菌、非致病性分枝杆菌、丙酸杆菌、白念珠菌口腔表皮葡萄球菌、甲型和丙型链球菌、肺炎球菌、奈瑟菌、类杆菌、梭杆菌鼻咽腔葡萄球菌、甲型和丙型链球菌、肺炎球菌、奈瑟菌、乳杆菌眼结膜葡萄球菌、类自喉杆菌、绿脓杆菌、非致病性分枝杆菌外耳道白色葡萄球菌、干燥杆菌胃一般无菌肠道大肠杆菌产气杆菌、变形杆菌、绿服杆菌、葡萄球菌、粪链球菌、类杆菌、产气荚膜梭菌、破伤风梭菌、双歧杆菌、真细菌、乳杆菌、白念珠菌尿道白色葡萄球菌、类白喉杆菌、非致病性分枝杆菌阴道乳杆菌、大肠杆菌、类白喉杆菌、白念珠菌人体常见的正常菌群鼻咽腔葡萄球菌、甲，丙型链球菌肺炎球菌、奈氏菌、类杆菌等外耳道葡萄球菌、类白喉杆菌绿脓杆菌、非致病性分枝杆菌表皮葡萄球菌口腔甲，丙型链球菌类白喉杆菌、肺炎球菌奈氏菌、乳杆菌、梭杆菌螺旋体、放线菌、白念珠菌肠道大肠杆菌、产气杆菌、变形杆菌绿脓杆菌、葡萄球菌、厌氧性细菌真菌、乳杆菌，双歧杆菌等阴道大肠杆菌、乳杆菌白念珠菌、类白喉杆菌非致病性分枝等皮肽葡萄球菌、绿脓杆菌、白念珠菌丙酸杆菌、类白喉杆菌、非致病性分枝杆菌人体内正常菌群的分布眼结膜白色葡萄球菌、干燥杆菌尿道白色葡萄球菌、类白喉杆菌、非致病性分枝杆菌条件致病菌致病条件正常菌群与宿主间的生态平衡被打破，原来不致病的正常菌群就成了条件致病菌1、寄居部位的改变2、免疫功能低下3、菌群失调细菌的致病机理致病性细菌引起感染的能力毒力致病菌的致病性强弱程度半数致死量半数感染量在规定时间内，通过指定的感染途径，能使一定体重或年龄的某种动物半数死亡或感染需要的最小细菌数或毒素量细菌的毒力侵袭力致病菌能突破宿主皮肤、粘膜生理屏障，进入机体拔并在体内定植、繁殖和扩散的能力物质基础荚膜：抗吞噬和阻挠杀菌物质的作用粘附素：粘附于粘膜上皮细胞上，避免被清除侵袭性物质：有利细菌侵入上皮细胞有利细菌在组织中扩散毒素细菌产生的毒性物质种类内毒素：革兰阴性菌细胞壁中的脂多糖组分外毒素：多数为革兰阳性菌产生的毒性物质，常由细菌合成后分泌至细胞外内毒素与外毒素的比较种类内毒素外毒素来源革兰阴性菌革兰阳性菌部及分革兰阴性菌存在部位细胞壁成分、细菌裂解后释出活菌分泌或细菌溶解后散出化学成分脂多糖蛋白质稳定性好、1602-4小时破坏差、60-8030分钟破坏毒性作用较弱、各种内毒素作用大致相同，引起休克，发热，DIC等强、对机体组织器官有选择性，引起特殊临床表现抗原性弱，能刺激机体形成抗体，但无中和作用，甲醛处理后不能形成类毒素强，能刺激机体形成抗毒素，经甲醛脱毒后能形成类毒素细菌入侵的数量与细菌的毒力成反比例毒力越强，引起感染所需的菌量越小毒力越弱，引起感染所需的菌量越大细菌入侵的部位各种致病菌有其特定的侵入部位与致病菌需要特定的生长繁殖微环境有关大吞噬细胞屏障机构吞噬细胞宿主的免疫防御机制天然免疫皮与粘膜血脑屏障胎盘屏障小吞噬细胞体液因素补体溶菌酶乙型溶素机体各部位的天然免疫成分吞噬细胞的吞噬过程细胞核抗菌物质主要来源化学性质作用对象补体血清正常球蛋白溶菌酶吞噬细胞榕酶体、唾液、泪液、乳汁等碱性多肽革兰阳性菌乙型溶素血清革兰阳性菌吞噬细胞杀菌素中性粒细胞碱性多肽多种细菌组蛋白淋巴系统碱性多革兰阴性菌白细胞素中性粒细胞碱性多肽革兰阳性菌血小板素血小板碱性多肽革兰阳性菌正铁血红素红细胞含铁叶琳革兰阳性菌转铁蛋白血清假球蛋白需铁细菌精素、精胶碱膜、肾、前列腺碱性多肽革兰阳性菌乳素乳汁蛋白质革兰阳性菌正常调理素血清肽蛋白质多种细菌内毒素解毒因子血清醋酶内毒素被解毒正常体液与组织中的抗菌物质细胞免疫体液免疫获得性免疫由特异性抗体起主要作用的免疫应答以T淋巴细胞为主的免疫应答细菌感染免疫的分类感染类型常见微生物主要免疫类型胞外菌感染葡萄球菌链球菌等体液免疫为主，抗体协同吞噬细胞杀灭清除细菌胞内菌感染结核杆菌麻风杆菌等细胞免疫为主主要是产生多种细胞因子来发挥作用外毒素感染白喉杆菌破伤风杆菌等体液免疫为主特异性抗毒素与毒素产生中和作用感染的来源传播方式与途径感染的发生与发展内源性感染外源性感染病人、带菌者、病畜与带菌动物体内正常菌群转化为条件致病菌呼吸道感染、消化道感染、创伤感染、接触感染、节肢动物叮咬感染、多途径感染隐性感染潜伏感染显性感染：毒血症、菌血症、败血症脓毒血症、内毒素血症带菌状态：健康带菌、恢复期带菌感染类型不感染第一节正常菌群与条件致病菌正常菌群：自然界中广泛存在着大量的，多种多样的微生物。当人体免疫功能正常时，这些微生物对宿主无害，有些对人还有利，是为正常微生物群，通称正常菌群(normalflora)。正常菌群的生理学意义：生物拮抗营养作用免疫作用抗衰老作用条件致病菌正常菌群与宿主间的生态平衡在某些情况下可被打破，形成生态失调而导致疾病。原来在正常时不致病的正常菌群就成了条件致病菌。特定条件包括：寄居部位的改变免疫功能低下菌群失调医院获得性感染(hospitalacquiredinfection)：病人在住院期间发生的感染，通称医院内感染(nosocomialinfection)。根据传染来源分类：交叉感染：由医院内病人或医务人员直接或间接传播引起的感染。内源性感染（自身感染）：由病人自己体内正常菌群引起的感染。医源性感染：在治疗、诊断或预防过程中，因所用器械等消毒不严而造成的感染。医院获得性感染致病性(pathogenicity)或病原性：细菌能引起感染的能力。毒力(virulence)：致病菌的致病性强弱程度。毒力常用半数致死量(medianlethaldose,LD50)或半数感染量(medianinfectivedose,ID50)表示。即在规定的时间内，通过指定的感染途径，能使一定体重或年龄的某种动物半数死亡或感染需要的最小细菌数或毒素量。第二节细菌的致病机制•细菌的毒力物质•细菌侵入的数量•细菌侵入的部位细菌的致病机制侵袭力毒素荚膜粘附素侵袭性物质外毒素(exotoxin)内毒素(endotoxin)侵袭力荚膜粘附素侵袭性物质外毒素与内毒素的主要区别区别要点外毒素内毒素来源革兰阳性菌与部分革兰阴性菌革兰阴性菌存在部分从活菌分泌出，少数菌崩解后释放细胞壁组分，菌裂解后释放化学成分蛋白质脂多糖稳定性60-80℃，30min被破坏160℃，2-4h才被破坏毒性作用强，对组织器官有选择性毒害效应，引起特殊临床表现较弱，各菌的毒性效应大致相同，引起发热、白细胞增多、微循环障碍、休克、DIC等抗原性强，刺激机体产生抗毒素；甲醛液处理脱毒形成类毒素弱，刺激机体产生的中和抗体作用弱；甲醛处理不形成类毒素六、微生物的致病性与感染•（一）微生物与宿主的关系常居菌正常菌群过路菌（１）抵抗力下降；（２）长期化疗、放疗、条件致病菌：免疫抑制剂患者；（３）外伤；（４）菌群失调：菌群失调症。•正常菌群的生理意义：–（１）生物拮抗；–（２）促进机体免疫；–（３）与衰老有关：双歧杆菌；–（４）合成维生素和细菌素。•（二）细菌的致病物质及作用：–１．细菌的表面成分：参与粘附、定植和侵入；–２．毒素及毒性蛋白和酶：•外毒素：•内毒素：细菌外毒素举例细菌种类革兰氏染色引起疾病毒素名称毒素作用方式白喉杆菌+白喉白喉毒素坏死性霍乱弧菌-霍乱肠毒素引起小肠过度分泌液体鼠疫杆菌-鼠疫鼠疫毒素可能坏死性破伤风杆菌+破伤风破伤风溶血毒素溶血性心脏毒素破伤风痉挛毒素引起骨骼肌痉挛产生荚膜杆菌+气性坏疽α-毒素溶血性卵磷脂酶，坏死性β-毒素溶血性心脏毒素λ-毒素溶蛋白性外毒素与内毒素的主要区别区别要点外毒素内毒素存在部位由活的细菌释放至细菌体外为细菌细胞壁结构成份，菌体崩解后释出细菌种类以革兰氏阳性菌多见革兰氏阴性菌多见化学组成蛋白质（分子量27，000～900，000）磷脂一多糖一蛋白质复合物（毒性主要为类脂A）稳定性不稳定，60℃以上能迅速破坏耐热，60℃耐受数小时毒性作用强，微量对实验动物有致死作用（以ug计量）。各种外毒素有选择作用，引起特殊病变，不引起宿主发热反应。抑制蛋白质合成，有细胞毒性、神经毒性、紊乱水盐代谢等稍弱，对实验动物致死作用的量比外毒素为大。各种细菌内素的毒性作用大致相同。引起发热、弥漫性血管内凝血、粒细胞减少血症、施瓦兹曼现象等抗原性强，可刺激机体产生高效价的抗毒素。经甲醛处理，可脱毒成为类毒霉，仍有较强的抗原性，可用于人工自动免疫刺激机体对多糖成份产生抗体，不形成抗毒素，不能经甲醛处理成为类毒素•医院感染：医院中发生的一切感染。包括在医院中活动的所有人群。外源性感染内源性感染第三节宿主的免疫防御机制天然免疫屏障结构吞噬细胞体液因素皮肤与粘膜血脑屏障胎盘屏障补体溶菌酶防御素获得性免疫胞外菌感染的免疫胞内菌感染的免疫第四节感染的发生与发展感染来源外源性感染(exogenousinfection)：感染来源于宿主体外病人带菌者病畜和带菌动物内源性感染(endogenousinfection)：感染来源于自身体内或体表呼吸道感染消化道感染创伤感染接触感染节肢动物叮咬感染多途径感染传播方式与途径病原微生物的概念非病原微生物：对人类和动植物无害，甚至有益的微生物，称为非病原微生物。病原微生物：能引起人类和动植物的病害，这些具有致病性的微生物称为病原微生物。寄生性病原微生物条件性病原微生物：腐生性病原微生物：第一节、病原微生物的致病性与毒力(一)致病性与毒力的概念1.致病性又称病原性，是指一定种类的病原微生物，在一定条件下，引起动物机体发生疾病的能力，是病原微生物的共性和本质。强调种属特征2.毒力病原微生物致病力的强弱程度称为毒力。强调个体特征。原微生物依毒力强弱分：强毒株、中等毒力株、弱毒株、无毒株等。(二)细菌致病性的确定柯赫法则基因水平的柯赫法则(Koch’spostulatesforgenes)病原微生物的致病性与毒力（三）毒力大小的表示方法半数致死量(LD50)指能使接种的实验动物于感染后一定时间内死亡一半所需的活微生物量或毒素量。半数感染量(ID50)指能使半数试验对象(动物、鸡胚或细胞)发生感染的病原微生物的量。病原微生物的致病性与毒力二、细菌的致病作用细菌的致病性包括两方面涵义毒力因子主要有两方面:（一）侵袭力1.黏附与定植2.侵入(内化作用)3.繁殖与扩散4.干扰或逃避宿主的防御机制（二）毒素(toxin)：细菌毒素的分类：内毒素外毒素神经毒素破伤风梭菌痉挛毒素封闭抑制性神经元质粒肉毒梭菌肉毒毒素阻断乙酰胆碱释放前噬菌体细胞毒素白喉棒状杆菌白喉毒素抑制蛋白质合成前噬菌体肠毒素霍乱弧菌肠毒素激活腺苷酸环化酶使肠上皮细胞内cAMP含量上升染色体大肠埃希菌肠毒素同霍乱弧菌质粒金黄色葡萄球菌肠毒素刺激呕吐中枢质粒/染色体其他化脓性链球菌红疹毒素破坏毛细血管内皮细胞前噬菌体