细菌的感染和致病机理

1、第五章第五章 细菌的感染与致病机理细菌的感染与致病机理一、相关概念一、相关概念二、构成微生物毒力的因素二、构成微生物毒力的因素三、毒力的测定三、毒力的测定四、传染四、传染五、病原微生物在宿主体内的存在与散布五、病原微生物在宿主体内的存在与散布一、概念n病原微生物病原微生物：能使人和动物致病的微生物。n条件性病原微生物：条件性病原微生物：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。n中毒性微生物中毒性微生物：由于食入病原微生物或毒素而使动物发病。n非病原微生物非病原微生物：不能使人和动物致病的微生物。 病原性病原性是指一定种类的病原微生物，在一是指一定种类的病原微生物，在一定条件下，能

2、在宿主体内引起传染过程的能力。定条件下，能在宿主体内引起传染过程的能力。 一种病原微生物有不同的菌株，它们的致一种病原微生物有不同的菌株，它们的致病能力大小是有差异的，这种菌株或毒株的致病能力大小是有差异的，这种菌株或毒株的致病力称为病力称为毒力毒力毒力是各个菌株或毒株的群体毒力是各个菌株或毒株的群体特征。特征。二、 构成病原微生物毒力的因素构成病原微生物毒力的因素 一株强毒的病原微生物一株强毒的病原微生物, ,它能突破它能突破寄主的防卫屏障，深入机体组织内部生寄主的防卫屏障，深入机体组织内部生长繁殖，并产生有毒的物质毒害机体，长繁殖，并产生有毒的物质毒害机体，构成传染。病原微生物毒力是由构成

3、传染。病原微生物毒力是由侵袭力侵袭力和和毒素毒素两方面构成的。两方面构成的。 定殖定殖 侵袭力侵袭力 毒力毒力 干扰或逃避宿主防御机制干扰或逃避宿主防御机制 外毒素外毒素 毒素毒素 内毒素内毒素 （一）（一）侵袭力：病原菌突破机体的防御屏障，侵袭力：病原菌突破机体的防御屏障，在机体内生长，繁殖，蔓延扩散的能力。在机体内生长，繁殖，蔓延扩散的能力。1 1定殖。细菌感染的第一步就是要粘附到组定殖。细菌感染的第一步就是要粘附到组织上，凡是有粘附作用的细菌结构成份叫粘附织上，凡是有粘附作用的细菌结构成份叫粘附素。是菌体表面的一些大分子结构成份，主要素。是菌体表面的一些大分子结构成份，主要是是G G-

4、-的菌毛，其次是非菌毛粘附素如外膜蛋白的菌毛，其次是非菌毛粘附素如外膜蛋白（OMPOMP）及）及G G+ +的磷壁酸（的磷壁酸（LTALTA）。）。2 2干扰或逃避宿主的防御机制干扰或逃避宿主的防御机制（1 1）抗吞噬作用）抗吞噬作用不与吞噬细胞接触。如链球菌溶血素通过外毒素破不与吞噬细胞接触。如链球菌溶血素通过外毒素破坏细胞骨架以抗吞噬细胞吞噬。坏细胞骨架以抗吞噬细胞吞噬。抑制吞噬细胞的摄取。如荚膜，链球菌抑制吞噬细胞的摄取。如荚膜，链球菌M M蛋白。蛋白。在吞噬细胞内生存。沙门氏菌某些成份可抑制溶酶在吞噬细胞内生存。沙门氏菌某些成份可抑制溶酶体与吞噬小体的融合；李氏杆菌被吞噬后，很快从吞体

5、与吞噬小体的融合；李氏杆菌被吞噬后，很快从吞噬小体中逸出，直接进入细胞质，金黄色葡萄球菌产噬小体中逸出，直接进入细胞质，金黄色葡萄球菌产生过氧化氢酶，中和吞噬细胞中的氧自由基。生过氧化氢酶，中和吞噬细胞中的氧自由基。杀死或损伤吞噬细胞。细菌通过外毒素或蛋白酶来杀死或损伤吞噬细胞。细菌通过外毒素或蛋白酶来破坏吞噬细胞的细胞膜，或诱导细胞凋亡，或直接杀破坏吞噬细胞的细胞膜，或诱导细胞凋亡，或直接杀死吞噬细胞。死吞噬细胞。（2 2）抗体液免疫机制）抗体液免疫机制抗原伪装或抗原变异。主要通过细菌表面结合机体抗原伪装或抗原变异。主要通过细菌表面结合机体组织成份，如金色葡萄球菌通过细胞结合性凝固酶结组织成

6、份，如金色葡萄球菌通过细胞结合性凝固酶结合血纤维蛋白或通过合血纤维蛋白或通过SPASPA结合免疫球蛋白。结合免疫球蛋白。分泌蛋白酶降解免疫球蛋白。嗜血杆菌可分泌分泌蛋白酶降解免疫球蛋白。嗜血杆菌可分泌IgAIgA降解酶，破坏黏膜的降解酶，破坏黏膜的IgAIgA 。通过外膜蛋白（通过外膜蛋白（OMPOMP）、脂多糖（）、脂多糖（LPS)LPS)、荚膜及、荚膜及S S层层等作用，逃避补体，抑制抗体产生。等作用，逃避补体，抑制抗体产生。（3 3）内化作用）内化作用 某些细菌能进入吞噬细胞或非吞噬细胞某些细菌能进入吞噬细胞或非吞噬细胞内部，从而进入深层组织或进入血循环，继内部，从而进入深层组织或进入血

7、循环，继而扩散至全身。宿主而扩散至全身。宿主C C为细菌提供了一个增为细菌提供了一个增殖的小环境和庇护所，使细菌逃避免疫系统殖的小环境和庇护所，使细菌逃避免疫系统的杀灭。如结核杆菌、李氏杆菌、衣原体等的杀灭。如结核杆菌、李氏杆菌、衣原体等严格细胞内寄生菌及大肠杆菌、沙门氏菌、严格细胞内寄生菌及大肠杆菌、沙门氏菌、耶尔森氏菌等胞外寄生菌的感染都离不开内耶尔森氏菌等胞外寄生菌的感染都离不开内化作用，这些细菌一旦丧失进入细胞的能力，化作用，这些细菌一旦丧失进入细胞的能力，毒力则显著下降。毒力则显著下降。（4 4）在体内增殖）在体内增殖 细菌在体内增殖是感染的核心问题，细菌在体内增殖是感染的核心问题，

8、增殖越快越易在体内生存。增殖越快越易在体内生存。（5 5）在体内的扩散）在体内的扩散 细菌分泌多种酶作用于组织和细胞，造细菌分泌多种酶作用于组织和细胞，造成它们损伤，增加其通透性，有利于细成它们损伤，增加其通透性，有利于细菌在体内的扩散。这些酶包括：菌在体内的扩散。这些酶包括：透明质酸酶：也叫扩散因子，透明质酸是动物组透明质酸酶：也叫扩散因子，透明质酸是动物组织细胞具有胶合作用的多糖物质，细菌产生该酶水织细胞具有胶合作用的多糖物质，细菌产生该酶水解透明质酸，使细胞间隙扩大，通透性升高，有利解透明质酸，使细胞间隙扩大，通透性升高，有利于细菌的扩散。于细菌的扩散。纤维蛋白溶酶（也叫链激酶）：溶解血

9、液中的纤纤维蛋白溶酶（也叫链激酶）：溶解血液中的纤维蛋白，使血凝块溶解有利于扩散。维蛋白，使血凝块溶解有利于扩散。凝固酶：可速血浆凝固，从而保护细菌免于被吞凝固酶：可速血浆凝固，从而保护细菌免于被吞噬细胞吞噬。噬细胞吞噬。胶原酶，魏氏梭菌产生，分解肌肉和网状胶原酶，魏氏梭菌产生，分解肌肉和网状结缔组织中的胶原，有利扩散。结缔组织中的胶原，有利扩散。卵磷脂酶：魏氏梭菌产生，分解卵磷脂酶：魏氏梭菌产生，分解C C膜上的卵膜上的卵磷脂，从而使细胞膜溶解。磷脂，从而使细胞膜溶解。DNADNA酶：可水解细胞破裂时释放的粘稠酶：可水解细胞破裂时释放的粘稠DNADNA，从而使脓汁变稀，有利于细菌扩散。从而使

10、脓汁变稀，有利于细菌扩散。 （二）毒素二）毒素1 1外毒素：主要是由外毒素：主要是由G+G+和少数和少数G-G-在代谢过程中在代谢过程中所产生的，分泌到周围环境的一种毒性物质，所产生的，分泌到周围环境的一种毒性物质，它是一种蛋白质，不耐热，具有良好的抗原性，它是一种蛋白质，不耐热，具有良好的抗原性，能引起机体特征性的病理反应，它在低浓度甲能引起机体特征性的病理反应，它在低浓度甲醛作用下变为类毒素。醛作用下变为类毒素。例如：肉毒梭菌例如：肉毒梭菌肉毒毒素，作用于眼肉毒毒素，作用于眼N N和咽和咽NN引起眼肌和咽肌麻痹；破伤风梭菌引起眼肌和咽肌麻痹；破伤风梭菌破伤风破伤风毒素，选择性作用于脊髓前角

11、运动神经细胞引毒素，选择性作用于脊髓前角运动神经细胞引起肌肉的强直痉挛。起肌肉的强直痉挛。2 2内毒素：内毒素： 存在于细菌的细胞内，是大多数存在于细菌的细胞内，是大多数G-G-菌细胞菌细胞壁的结构成分，只有细菌崩解时释放出来，它壁的结构成分，只有细菌崩解时释放出来，它是脂多糖特别是其中的类脂是脂多糖特别是其中的类脂A A，耐热，抗原性，耐热，抗原性差，它所引起的病理反应无特征性，低浓度的差，它所引起的病理反应无特征性，低浓度的甲醛不能使之变为类毒素。甲醛不能使之变为类毒素。重要的外毒素有：重要的外毒素有：A A破伤风痉挛毒素：破伤风痉挛毒素： 破伤风杆菌芽胞感染伤口，破伤风杆菌芽胞感染伤口，

12、在厌氧环境中生长繁殖并产生毒素。破伤风痉挛毒在厌氧环境中生长繁殖并产生毒素。破伤风痉挛毒素属于神经毒素，可沿感染部位的末梢神经向中枢素属于神经毒素，可沿感染部位的末梢神经向中枢神经扩散，也可通过血液扩散，对脑干神经和脊髓神经扩散，也可通过血液扩散，对脑干神经和脊髓前角细胞有高度亲合力，可阻断神经元之间抑制性前角细胞有高度亲合力，可阻断神经元之间抑制性介质的释放，使互相拮抗的肌群伸肌和屈肌同时收介质的释放，使互相拮抗的肌群伸肌和屈肌同时收缩，造成骨骼肌强直性痉挛。患者常死于呼吸肌痉缩，造成骨骼肌强直性痉挛。患者常死于呼吸肌痉挛引起的窒息。挛引起的窒息。B B肉毒毒素：由肉毒杆菌产生，是目前所知最

13、剧烈肉毒毒素：由肉毒杆菌产生，是目前所知最剧烈的毒物。的毒物。1g1g毒素可杀死毒素可杀死100100亿只小鼠。肉毒杆菌芽亿只小鼠。肉毒杆菌芽胞污染食物，如腊肠、香肠、蜂蜜等，在厌氧环胞污染食物，如腊肠、香肠、蜂蜜等，在厌氧环境中产生强烈的神经毒素境中产生强烈的神经毒素, , 食入后可引起食物中食入后可引起食物中毒。毒素能抑制胆碱能神经末梢突触囊泡释放兴毒。毒素能抑制胆碱能神经末梢突触囊泡释放兴奋性介质乙酰胆碱，肌肉松弛性麻痹。患者食入奋性介质乙酰胆碱，肌肉松弛性麻痹。患者食入毒素后毒素后12122626小时出现中毒症状，数日后死于呼小时出现中毒症状，数日后死于呼吸衰竭。吸衰竭。 C C白喉毒

14、素：由白喉杆菌产生。白喉杆菌在鼻咽部粘膜、白喉毒素：由白喉杆菌产生。白喉杆菌在鼻咽部粘膜、皮肤的表面繁殖，不侵入深部组织和血液，但毒素可从局部吸收皮肤的表面繁殖，不侵入深部组织和血液，但毒素可从局部吸收入血，引起严重的毒血症中毒症状，尤其是心脏和末梢神经的损入血，引起严重的毒血症中毒症状，尤其是心脏和末梢神经的损伤。白喉毒素属于细胞毒素，分伤。白喉毒素属于细胞毒素，分A A、B B两个片段。两个片段。B B片段为结合片片段为结合片段，可与细胞表面受体结合。段，可与细胞表面受体结合。A A片段是毒素的毒性部位，可抑制片段是毒素的毒性部位，可抑制细胞的蛋白质合成，使易感细胞坏死，造成咽喉部假膜的形

15、成、细胞的蛋白质合成，使易感细胞坏死，造成咽喉部假膜的形成、心肌炎、神经炎等。心肌炎、神经炎等。 D红疹毒素：由乙型溶血性链球菌产生,也 属于细胞毒素，可损伤皮肤毛细血管内 皮细胞，引起全身红斑性皮疹，叫猩红 热。E E肠毒素：专门作用于肠粘膜细胞的一类毒素。可肠毒素：专门作用于肠粘膜细胞的一类毒素。可产生肠毒素的细菌很多，典型的肠毒素如霍乱弧菌肠产生肠毒素的细菌很多，典型的肠毒素如霍乱弧菌肠毒素由毒素由A A、B B两个片段组成。两个片段组成。B B片段是结合片段，与肠片段是结合片段，与肠粘膜上皮细胞膜上的神经节苷酯（粘膜上皮细胞膜上的神经节苷酯（GMGM）结合。）结合。A A片段片段是毒性

16、片段，进入细胞后，激活细胞内的腺苷酸环化是毒性片段，进入细胞后，激活细胞内的腺苷酸环化酶，使肠粘膜上皮细胞分泌功能亢进，水份和电解质酶，使肠粘膜上皮细胞分泌功能亢进，水份和电解质大量从细胞内渗出，从而造成剧烈的水样腹泻。大量从细胞内渗出，从而造成剧烈的水样腹泻。 肠毒素与神经毒素和细胞毒素不同，一肠毒素与神经毒素和细胞毒素不同，一般在肠道局部产生，仅在肠道局部起作用，般在肠道局部产生，仅在肠道局部起作用，不入血，不引起毒血症。可产生肠毒素的不入血，不引起毒血症。可产生肠毒素的其他细菌还有：肠产毒性大肠杆菌、产气其他细菌还有：肠产毒性大肠杆菌、产气荚膜杆菌、鼠伤寒杆菌、金黄色葡萄球菌荚膜杆菌、鼠

17、伤寒杆菌、金黄色葡萄球菌等。等。 内毒素与外毒素的比较内毒素与外毒素的比较种类种类内毒素内毒素外毒素外毒素来源来源革兰阴性菌革兰阴性菌革兰阳性菌部及分革兰阴性菌革兰阳性菌部及分革兰阴性菌存在部位存在部位细胞壁成分、细菌裂解后释出细胞壁成分、细菌裂解后释出活菌分泌或细菌溶解后散出活菌分泌或细菌溶解后散出化学成分化学成分脂多糖脂多糖蛋白质蛋白质稳定性稳定性好、好、160 2-4小时破坏小时破坏差、差、60-80 30分钟破坏分钟破坏毒性作用毒性作用较弱、各种内毒素作用大致较弱、各种内毒素作用大致相同，起休克，发热，等相同，起休克，发热，等强、对机体组织器官有选择性，强、对机体组织器官有选择性，引起

18、特殊临床表现引起特殊临床表现抗原性抗原性弱，能刺激机体形成抗体，弱，能刺激机体形成抗体，但无中和作用，但无中和作用，甲醛处理后不能形成类毒素甲醛处理后不能形成类毒素强，能刺激机体形成抗毒素，强，能刺激机体形成抗毒素，经甲醛脱毒后能形成类毒素经甲醛脱毒后能形成类毒素 3.3.毒素化学性质：毒素化学性质： 外毒素是一种蛋白质，具有蛋白质的通外毒素是一种蛋白质，具有蛋白质的通性，可为蛋白酶所分解，不耐热，性，可为蛋白酶所分解，不耐热，60608080经经101030min30min破坏，可溶于水，但不溶于酒精。破坏，可溶于水，但不溶于酒精。 4.4.毒素的毒力：毒素的毒力： 外毒素毒力强，少量外毒素

19、可引起动物外毒素毒力强，少量外毒素可引起动物死亡。对易感动物表现为高度特异性，常对死亡。对易感动物表现为高度特异性，常对一定组织细胞显示出毒性作用，引起特定症一定组织细胞显示出毒性作用，引起特定症状。状。三三. . 毒力的测定毒力的测定 微生物的同菌株或者毒株是有差异的，在各微生物的同菌株或者毒株是有差异的，在各种试验研究中，或在药物治疗中，都须对微生种试验研究中，或在药物治疗中，都须对微生物的毒力进行测定。物的毒力进行测定。（一）最小致死量（一）最小致死量（MLDMLD） 能使特定的试验动物于感染后，在一定时限能使特定的试验动物于感染后，在一定时限内发生死亡的最小微生物量和毒素量。内发生死亡

20、的最小微生物量和毒素量。（二）半数致死量（二）半数致死量（LDLD5050） 在一定时限内能使半数动物于感染后发生死在一定时限内能使半数动物于感染后发生死亡所用之活微生物量或毒素量。亡所用之活微生物量或毒素量。 病原微生物致病力病原微生物致病力 实验实验最小致死量（最小致死量（MLDMLD）半数致死量（半数致死量（LDLD5050）（多用实验动物进行）（多用实验动物进行） 四、 传 染（一（一 ）传染的概念）传染的概念 传染是动物机体对于病原微生物侵入所表现传染是动物机体对于病原微生物侵入所表现不同程度的感受性。当机体出现明显症状时不同程度的感受性。当机体出现明显症状时, ,称称传染病或显性传

21、染传染病或显性传染; ;无症状的无症状的传染传染叫叫隐性传染隐性传染或或称称带菌者带菌者. .（二（二) ) 传染的发生传染的发生1 1、病原微生物、病原微生物 病原微生物必须具有强大的毒力，才能突破机病原微生物必须具有强大的毒力，才能突破机体中各种防卫屏障，侵入机体中生长繁殖，深入体中各种防卫屏障，侵入机体中生长繁殖，深入扩散，引起传染。另外侵入机体内的病原微生物扩散，引起传染。另外侵入机体内的病原微生物还要达到一定数量才能致病。还要达到一定数量才能致病。传传 染染病原微生物病原微生物易感动物易感动物侵入门户侵入门户外界条件外界条件2 2、易感动物、易感动物 同种病原微生物对于不同动物的易感

22、性亦不同，同种病原微生物对于不同动物的易感性亦不同，如炭疽杆菌对草食动物易感，而对肉食动物，禽类则如炭疽杆菌对草食动物易感，而对肉食动物，禽类则不易感。这种生物种属的易感性，是长期演化而形成不易感。这种生物种属的易感性，是长期演化而形成的。的。 易感动物中，由于品种、年龄、性别、营养状态易感动物中，由于品种、年龄、性别、营养状态不同，对病原微生物的抵抗力是有差异的。不同，对病原微生物的抵抗力是有差异的。3 3、侵入门户、侵入门户 病原微生物要有适当的侵入门户，即传染途径。病原微生物要有适当的侵入门户，即传染途径。各种病原微生物有其特定侵入途径，并达到一定部位各种病原微生物有其特定侵入途径，并达

23、到一定部位才能生长、繁殖，引起传染，否则病原微生物即使有才能生长、繁殖，引起传染，否则病原微生物即使有一定的毒力和足够的数量也不致引起传染的发生。一定的毒力和足够的数量也不致引起传染的发生。 4 4、外界环境条件、外界环境条件 外界环境条件对于传染的发生是不可忽外界环境条件对于传染的发生是不可忽视的条件。外界环境条件，包括自然环境视的条件。外界环境条件，包括自然环境条件（气候、温度、湿度、地理环境），条件（气候、温度、湿度、地理环境），社会因素条件（饲养管理、使役、兽医卫社会因素条件（饲养管理、使役、兽医卫生制度等）。生制度等）。 （三）传染的表现形式（三）传染的表现形式1 1显性传染：侵入的

24、病原菌毒力较强，显性传染：侵入的病原菌毒力较强，数量较多，而机体的抵抗力较低时，侵数量较多，而机体的抵抗力较低时，侵入的病原菌生长繁殖，对机体产生损伤，入的病原菌生长繁殖，对机体产生损伤，出现明显的临床症状，叫显性传染，也出现明显的临床症状，叫显性传染，也叫传染病。叫传染病。2 2隐性传染：侵入的病原菌毒力较弱，数隐性传染：侵入的病原菌毒力较弱，数量不多，而机体的抵抗力较强时，侵入的量不多，而机体的抵抗力较强时，侵入的病原菌只进行有限生长繁殖，对机体产生病原菌只进行有限生长繁殖，对机体产生损害轻，不出现或仅出现轻微临床症状。损害轻，不出现或仅出现轻微临床症状。3 3带菌现象：隐性传染或显性传染痊愈后，带菌现象：隐性传染或显性传染痊愈后，病原菌在机体内继续存在并不断排出体外病原菌在机体内继续存在并不断排出体外的现象。的现象。（四）、病原微生物在宿主体内的分布与排出（四）、病原微生物在宿主体内的分布与排出1 1、病原微生物在动物机体