细菌感染与免疫1课件

1、细菌感染与免疫1细菌感染与免疫1细菌感染与免疫1教学目的： 掌握细菌的致病及机体的非特异性免疫，掌握常见的感染类型。理解医院感染。22021/1/12第一页，共60页。细菌感染与免疫1细菌感染与免疫1细菌感染与免疫1教学目的： 掌握细菌的致病及机体的非特异性免疫，掌握常见的感染类型。理解医院感染。2021/1/122第二页，共60页。教学目的：2021/1/122第二页，共60页。病原菌打破机体的防御功能，侵入机体并进展生长繁殖、释放毒性物质引起机体不同程度的病理过程，称为细菌的感染或传染。能使正常的安康宿主致病感染的细菌为致病菌细菌的感染与免疫感染致病菌pathogenic bacteriu

2、m, pathogen2021/1/123第三页，共60页。病原菌打破机体的防御功能，侵入机体并进展生长繁殖、释放毒性物 不能造成宿主致病的为非致病菌非致病菌条件致病菌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的为时机致病菌。Conditional pathogen, opportunistic pathogenNonpathogenic bacterium, nonpathogen2021/1/124第四页，共60页。非致病菌条件致病菌在正常情况下不致病，在某些条件改变的特殊情第一节 正常菌群与时机致病菌一、正常菌群normal flora 人及动植物的体表及其外界相通的腔道中存

3、在不同种类和数量的微生物，当人体免疫功能正常时，这些微生物对宿主无害，有些对人还有益，是为正常微生物群，通称正常菌群。2021/1/125第五页，共60页。第一节 正常菌群与时机致病菌一、正常菌群normal f数量：有学者统计，一个安康成人约由1013个细胞构成，正常微生物群约由1014个细胞组成。重量：人体携带的微生物总重量约为1271g，其中肠道占1000g，肺20g,，皮肤200g， 口腔20g， 阴道20g， 鼻10g， 眼1g 。厌氧菌占总数的95%，约为需氧菌和兼性厌氧菌的一千倍。种类：在人体寄居的微生物种类超过400种。2021/1/126第六页，共60页。数量：有学者统计，一

4、个安康成人约由1013个细胞构成，正常微肠道的正常菌群安康中年粪便涂片2021/1/127第七页，共60页。肠道的正常菌群安康2021/1/127第七页，共60页。 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 尿道白色葡萄球菌、类白喉杆菌、非致病性分枝杆菌 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 皮肤葡萄球菌、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

5、菌、枯燥杆菌肠道大肠杆菌、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2021/1/128第八页，共60页。 鼻咽腔 外耳道表皮葡萄球菌 正常菌群的生理学意义：生物拮抗屏障和占位性保护作用产生有害代谢产物营养竞争营养作用参与机体的物质代谢参与营养物质合成与转化合成维生素供人体利用2021/1/129第九页，共60页。2021/1/129第九页，共60页。免疫作用抗衰老作用 双歧杆菌、乳杆菌及肠球菌等产生过氧化物歧化酶SOD，消除自由基02-毒性，抗氧化损伤，抗衰老抗肿瘤作用降解致癌物质激活巨噬细胞抑制肿瘤细胞抗原刺激促进宿主免疫器官发育成熟持续刺激免疫系统发生免疫应

6、答2021/1/1210第十页，共60页。免疫作用抗原刺激促进宿主免疫器官发育成熟持续刺激免疫系统发生肠道的正常菌群安康青年粪便涂片安康壮年粪便涂片安康中年粪便涂片2021/1/1211第十一页，共60页。肠道的正常菌群安康青年安康壮年安康2021/1/1211第十二、条件致病菌致病条件：正常菌群之间及其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. 免疫功能低下；2. 菌群失调；3. 寄居部位改变。2021/1/1212第十二页，共60页。二、条件致病菌致病条件：正常菌群之间及其与宿主间的生态平衡被菌群失调 二重感染(superinfection)2021/1/1213

7、第十三页，共60页。菌群失调 2021/1/12第二节 细菌的致病作用 致病性pathogencity细菌引起宿主疾病的才能 毒 力virulence 致病菌的致病性强弱程度半数致死量 (50% lethal dose, LD50)半数感染量 (50% infection dose, ID50) 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。2021/1/1214第十四页，共60页。第二节 细菌的致病作用 致病性pathogencity细菌的致病性：细菌的毒力细菌侵入的数量细菌侵入的部位侵袭力毒素荚膜粘附素侵袭性物质外毒素(exotoxi

8、n)内毒素(endotoxin)2021/1/1215第十五页，共60页。细菌的致病性：侵袭力毒素荚膜粘附素侵袭性物质外毒素(exot侵袭力菌体的构造荚膜、黏附素等侵袭性物质侵袭性酶等 病原菌打破宿主皮肤、粘膜的屏障，侵入机体在机体内定植、繁殖、扩散的才能 侵袭力包括2021/1/1216第十六页，共60页。侵袭力菌体的构造荚膜、黏附素等 病原菌打破宿主1.黏附与定植：是感染的第一步，与致病性亲密相关黏附：有利于细菌在宿主体内的生存，抵抗体内各种抗菌作用。免疫、液态流等方式单个散在的吸附形成细菌的生物膜(biofilm)：细菌附着在有生命或无生命材料外表由细菌及其分泌的胞外多聚物主要是多糖共同

9、组成的呈膜状的细菌群体。生物膜的形成利于细菌附着于某些支持物的外表，可以抵挡抗生素的渗入和机体免疫系统的杀伤，有利于生物膜中的细菌传递信号和基因。2021/1/1217第十七页，共60页。1.黏附与定植：是感染的第一步，与致病性亲密相关黏附：有利于 黏附性构造物质 黏附因子（adhesive factor）具有黏附作用的结构物质：普通菌毛、荚膜、微荚膜等成分：蛋白质、糖蛋白或多糖蛋白质性质的黏附物质黏附素（adhesin）菌毛黏附素非菌毛黏附素2021/1/1218第十八页，共60页。 黏附性构造物质 黏附因子具有黏附作用的2.侵入invasion：病原菌主动侵入宿主细胞主要为黏膜上皮细胞的感

10、染过程。侵袭基因编码侵袭素蛋白质出如今菌细胞外表介导细菌侵入上皮细胞内2021/1/1219第十九页，共60页。2.侵入invasion：病原菌主动侵入宿主细胞主要为3.繁殖与扩散 利用荚膜等物质抵抗机体防御功能，有利于细菌繁殖 利用侵袭性物质酶从感染的部分向周围深层及全身扩散血浆凝固酶透明质酸酶链激酶链道酶等2021/1/1220第二十页，共60页。3.繁殖与扩散血浆凝固酶2021/1/1220第二十页，共6毒素 细菌产生的毒性物质 种类：外毒素和内毒素外毒素：多数少数革兰阳性菌和革兰阴性菌产生的毒性物质，常由细菌合成后分泌至 细胞外。 神经毒素 细胞毒素 肠毒素2021/1/1221第二十

11、一页，共60页。毒素外毒素：多数少数革兰阳性菌和革兰阴性菌产生的毒性物质，常外毒素的特征： 毒性蛋白质，大多AB型毒素； A亚单位（毒性部分）：决定毒素致病作用B亚单位（结合部分）：具有靶细胞的亲和性、具有抗原性毒性作用强，具有选择性；对理化因素不稳定；抗原性强，可刺激机体产生抗毒素，甲醛脱毒形成类毒素；种类多、机制复杂，包括神经毒素、细胞毒素、肠毒素2021/1/1222第二十二页，共60页。外毒素的特征：A亚单位（毒性部分）：决定毒素致病作用B亚单位2021/1/1223第二十三页，共60页。2021/1/1223第二十三页，共60页。内毒素endotoxin来源： G菌细胞壁的脂多糖成分

12、特征： 仅见于G菌； 化学性质为LPS，对理化因素稳定； 毒性作用相对较弱，无选择性； 抗原性较弱，不能人工处理为类毒素。2021/1/1224第二十四页，共60页。内毒素endotoxin2021/1/1224第二十四页内毒素的生物学作用： 致热反响； 白细胞反响； 内毒素血症与休克； DIC 2021/1/1225第二十五页，共60页。2021/1/1225第二十五页，共60页。内毒素的生物学作用：发热反响： IL-1 内毒素 致热原外源性致热原 IL-6Exogenous TNF-pyrogen 下丘脑体温调节中枢 体温升高2021/1/1226第二十六页，共60页。2021/1/122

13、6第二十六页，共60页。白细胞反响：血循环中进入内毒素时，中性粒细胞先急剧减少，后增多。内毒素血症与休克：当血液中有大量革兰阴性菌生长繁殖时，或病灶中的细菌释放大量内毒素进入血循环时，宿主机体可出现内毒素血症endotoxemia。高浓度的内毒素可引起微循环衰竭和低血压为特征的内毒素休克。2021/1/1227第二十七页，共60页。白细胞反响：血循环中进入内毒素时，中性粒细胞2021/1 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热稳定性好、160 2-4小时破坏差、60-80 30

14、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2021/1/1228第二十八页，共60页。 内毒素与外毒素的比较种类内毒素二、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2021/1/1229第二十九页，共60页。二、细菌入侵的数量与细菌的毒力成反比例毒力越强，引起感染所需三、细菌侵入的途径 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2

15、021/1/1230第三十页，共60页。三、细菌侵入的途径 各种致病菌有其特定的侵入部位与致病菌需要 第三节 机体的抗菌免疫机体的抗菌免疫 是指机体抵御细菌感染的才能。2021/1/1231第三十一页，共60页。 第三节 机体的抗菌免疫机体的抗菌免疫 是机体的抗菌免疫非特异性免疫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 特异性免疫获得性免疫体液免疫细胞免疫2021/1/1232第三十二页，共60页。机体的抗菌免疫非特异性免疫天然免疫屏障结构吞噬细胞体液因一、非特异性免疫机制一屏障构造 皮肤与黏膜屏障 机械阻挡、纤毛运动等 分泌杀菌物质 菌群拮抗作用 血脑屏障

16、软脑膜+脉络膜+脑毛细血管+星状胶质细胞 胎盘屏障 母体子宫内膜的基蜕膜+胎儿绒毛膜二吞噬作用 大吞噬细胞：血液中单核细胞和组织中巨噬细胞 吞噬细胞 小吞噬细胞：血液中中性粒细胞 吞噬杀伤过程： 趋化黏附吞入杀灭与消化残渣排除 2021/1/1233第三十三页，共60页。一、非特异性免疫机制2021/1/1233第三十三页，共60吞噬细胞的吞噬过程 细胞核2021/1/1234第三十四页，共60页。吞细胞核2021/1/1234第三十四页，共60页。2021/1/1235第三十五页，共60页。2021/1/1235第三十五页，共60页。吞噬作用的后果完全吞噬：病原体在吞噬溶酶体内被杀灭、消化、

17、排除残渣的过程。5-10分钟死亡，30-60分钟破坏不完全吞噬：只被吞噬，却不被杀死。 组织损伤 吞噬过程中，溶酶体酶水解酶也能破坏邻近的正常组织，造成组织损伤和炎症反响。病原体得以保护、不受抗体、药物的作用病原体在吞噬细胞内增殖，导致吞噬细胞死亡随吞噬细胞游走造成更广泛的扩散对机体不利2021/1/1236第三十六页，共60页。吞噬作用的后果完全吞噬：病原体在吞噬溶酶体内被杀灭、消化、排三自然杀伤细胞NK细胞 为一种非特异性免疫细胞，不用抗原刺激，不受MHC限制，直接杀伤病毒感染细胞和肿瘤细胞四体液因素补体溶菌酶防御素2021/1/1237第三十七页，共60页。三自然杀伤细胞NK细胞四体液因

18、素2021/1/1二、特异性免疫效应机制一体液免疫抗体的作用1.抑制病原体黏附2.调理吞噬作用3.中和细菌外毒素4.溶菌作用5.抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用ADCC二细胞免疫细胞毒T细胞CTL直接杀伤靶细胞效应T细胞Th1产生细胞因子发挥作用三黏膜免疫mucosal immune system，MIS2021/1/1238第三十八页，共60页。二、特异性免疫效应机制一体液免疫抗体的作用2021/胞外菌extracellular bacteria和胞内菌intracellular bacteria胞外菌寄居在宿主细胞外的组织间隙和血液、淋巴液、组织液等体液中 葡萄球菌、链球菌、志贺菌、霍乱弧菌

19、、破伤风梭菌等胞内菌 兼性facultative和专性obligate专性胞内菌 立克次体、衣原体兼性胞内菌 结核分枝杆菌、伤寒沙门菌、布鲁菌、嗜肺军团菌、产单核细胞李氏菌2021/1/1239第三十九页，共60页。胞外菌extracellular bacteria和胞胞外菌感染的免疫 致病机制：产生毒性物质、引起炎症反响免疫中性粒细胞吞噬、杀灭抗体和补体的作用调理吞噬作用抗体中和细菌外毒素抗毒素激活补体经典途径SIgA阻挡致病菌定植 2021/1/1240第四十页，共60页。胞外菌感染的免疫 致病机制：产生毒性物质、引起炎症反响202胞内菌感染的免疫 致病机制：慢性病理性免疫损伤胞内菌感染的

20、免疫：T细胞为主的细胞免疫CD4Th1细胞 产生细胞因子，活化巨噬细胞、CTL、引起迟发型超敏反响CD8CTL 穿孔素、粒酶破坏感染细胞2021/1/1241第四十一页，共60页。胞内菌感染的免疫 致病机制：慢性病理性免疫损伤2021/1/ 感染的发生与开展感染来源外源性感染(exogenous infection)：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(endogenous infection)：感染来源于自身体内或体表一 、感染的来源2021/1/1242第四十二页，共60页。 感染的发生与开展感染来源外源性感染(exogenous 呼吸道 消化道 皮肤创伤 节肢动物媒介

21、性传播性传播性疾病sexually transmitted diseases，STD二 传播方式与途径2021/1/1243第四十三页，共60页。 呼吸道二 传播方式与途径2021/1/1243第四十三传播方式与途径呼吸道感染、消化道感染、创伤感染、节肢动物叮咬感染、多途径感染influenza tetanus cholera AIDS rabies 2021/1/1244第四十四页，共60页。传播方式与途径呼吸道感染、influenza 感染的类型(结局)不感染隐性感染inapparent infection 当宿主体的抗感染免疫力较强，或侵入的病菌数量不多、毒力较弱，感染后对机体损害较轻，

22、不出现或出现不明显的临床病症，或称亚临床感染(subclinical infection)。 特点：机体获得足够的特异免疫力 埋伏感染 latent infection 当宿主与病原菌在互相作用的过程中暂时处于平衡状态时，病原菌埋伏在病灶内或某特殊组织中，一般不出如今血液、分泌物或排泄物中，一旦机体免疫力下降，埋伏之病原菌大量繁殖而发病。2021/1/1245第四十五页，共60页。感染的类型(结局)不感染2021/1/1245第四十五页，共显性感染apparent infection ( 传染病) 宿主细胞受到不同程度的损害，生理功能发生改变，并出现一系列的临床病症和体征 1急性感染acute

23、 infection 2慢性感染chronic infection 1 部分感染local infection 2 全身感染generalized infection； systemic infection 2021/1/1246第四十六页，共60页。显性感染apparent infection (毒血症toxemia病原菌在部分生长繁殖，不侵入血流，仅细菌产生的外毒素进入血流引起全身中毒病症者。菌血症bacteremia病原菌由原发部位一过性或连续性入血，到达其他部位继续繁殖，但不在血中繁殖者。败血症septicemia病原菌侵入血流并在血中大量繁殖产生大量毒性产物，引起全身中毒病症者。 2

24、021/1/1247第四十七页，共60页。2021/1/1247第四十七页，共60页。败血症的皮肤表现2021/1/1248第四十八页，共60页。败血症的皮肤表现2021/1/1248第四十八页，共60页。 脓毒血症pyemia 化脓性细菌侵入血流，在其中大量繁殖，并通过血流扩散到其他组织或器官，产生新的化脓性病灶者。 内毒素血症endotoxemia 革兰阴性菌入血并在血中繁殖，死亡崩解后释放大量内毒素，或部分病灶内大量革兰阴性菌死亡，释放的内毒素入血而引起全身中毒病症者。2021/1/1249第四十九页，共60页。 脓毒血症pyemia2021/1/1249第四十第五节 医院感染美国院内感

25、染现况: 每年有2-3百万的病人发生院内感染(医院获得性)，并导致每年88000病人死亡。每年需花费$45亿用于治疗院内感染。2021/1/1250第五十页，共60页。第五节 医院感染美国院内感染现况: 2021/1/12502021/1/1251第五十一页，共60页。2021/1/1251第五十一页，共60页。国际上医院感染管理团队的变迁1847195819701980199020001863Didier Pittet2021/1/1252第五十二页，共60页。国际上医院感染管理团队的变迁1847195819701980医院感染(hospital infection)：包括医院内各种人群所获得的感染。一根本特点对象一切在医院内活动的人群主要为住院病人地点感染发生必须在医院内时间病人在住院期间或出院后不久发生的感染，及与前次住院有关的感染。2021/1/1253第五十三页，共60页。医院感染(hospital infe