细菌的感染和致病机理

关于细菌的感染和致病机理第1页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五

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细菌的感染与免疫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第2页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五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第3页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五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第4页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五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第5页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五

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、非致病性分枝杆菌第6页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五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、菌群失调第7页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五细菌的致病机理

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第8页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五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第9页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五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第10页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五

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第11页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五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第12页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五大吞噬细胞

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第13页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五机体各部位的天然免疫成分第14页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五吞噬细胞的吞噬过程细胞核第15页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五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第16页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五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第17页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五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第18页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五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、多途径感染第19页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五隐性感染潜伏感染

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20页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五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第21页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五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第22页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五医院获得性感染(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。医院获得性感染第23页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五致病性(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第24页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五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)第25页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五侵袭力荚膜粘附素侵袭性物质第26页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五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第27页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五六、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。第28页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五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。第29页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五（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：第30页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五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-毒素溶蛋白性第31页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五

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第32页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五医院感染：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33页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五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34页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五第35页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五第36页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五第37页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五第38页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五第39页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五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第40页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五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第41页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五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42页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五第一节、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。第43页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五(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第44页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五柯赫法则第一，特殊的病原菌应在同一疾病中查到，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纯培养物。Back第45页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五“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，在接种动物体内能检测到这个基因产物的抗体，或产生免疫保护。该法则也适用于细菌以外的微生物，如病毒Back第46页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五（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第47页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五二、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

第48页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五侵袭力侵袭力:是指病原细菌突破宿主皮肤、黏膜生理屏障等免疫防御机制，进入机体定居、繁殖和扩散的能力。侵袭力包括:荚膜、黏附素、菌体的表面结构、侵袭蛋白或酶类。Back第49页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五黏附与定植黏附素：具有黏附作用的细菌结构成分革兰氏阴性菌的菌毛非菌毛黏附素:OMP（外膜蛋白）LTA（脂磷壁酸）荚膜多糖黏附素的受体：即细胞或组织表面与黏附素相互作用的成分。糖蛋白：大多数受体为此。如大肠杆菌1型菌毛结合D甘露糖蛋白质：如金黄色葡萄球菌的黏附素原结合的蛋白受体为胶原蛋白。Back第50页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五干扰或逃避宿主的防御机制细菌抵抗吞噬及抗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（SPA）等。抗吞噬作用机制抗体液免疫机制Back第51页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五抗体液免疫机制抗原伪装或抗原变异，如金黄色葡萄球菌通过SPA结合免疫球蛋白形成抗原伪装。分泌蛋白酶降解免疫球蛋白，嗜血杆菌等可分泌lgA蛋白酶，破坏黏膜表面的IgA。通过外膜蛋白(OMP)、脂磷壁酸(LTA)或荚膜的作用，逃避补体，抑制抗体产生。返回第52页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五抗吞噬作用机制①抑制吞噬细胞的摄取：如荚膜、链球菌的M蛋白。②在吞噬细胞内生存：如沙门氏菌的某些成分可抑制溶酶体与吞噬小体的融合；再如李氏杆菌被吞噬后，很快从吞噬小体中逸出，直接进入细胞质。③杀死或损伤吞噬细胞：某些细菌通过分泌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，或直接将其杀死。返回第53页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五扩散：靠侵袭性酶类①透明质酸酶②胶原酶③神经氨酸酶④磷脂酶，又名α毒素⑤卵磷脂酶⑥激酶⑦凝固酶⑧脱氧核糖核酸(DNA)酶Back第54页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五繁殖增殖速度对致病性极其重要：如果增殖较快，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，则易被机体清除。不同病原菌引起疾病的数量有很大差异：一个身体健康的人或动物需要一次侵入数十亿至数百亿个沙门氏菌和霍乱弧菌才会引发症状；鼠疫杆菌只要7个细菌就能使某些宿主患上可怕的鼠疫。宿主的器官不同对病原菌的敏感性也不同：如人们发现布氏杆菌的正常生长需要一种是与蔗糖类似的物质赤藓醇。赤藓醇在动物胎盘中含量很高，但在其他组织中含量甚微。因而，布氏杆菌便在胎盘大量生长繁殖。Back第55页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五侵入(内化作用)指某些病原菌主动侵入吞噬细胞或非吞噬细胞。如：结核分支杆菌、李氏杆菌、衣原体等严格的胞内寄生菌及大肠杆菌、沙门氏菌等胞外寄生菌的感染都离不开侵入作用这些细菌一旦丧失进入细胞的能力，则毒力会显著下降。Back第56页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五毒素的概念毒素(toxin)是细菌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。Back第57页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五外毒素和内毒素的主要区别区别要点外毒素内毒素主要来源主要由革兰氏阳性菌产生革兰氏阴性菌多见存在部位由活的细菌产生并释放至菌体外。细胞壁的结构成分，菌体崩解后放出来。化学成分蛋白质类脂A、核心多糖和菌体特异性多糖复合物（毒性主要为类脂A）。毒性毒性强，各种外毒素有选择作用，引起特殊病变，毒性弱，各种细菌内毒素的毒性作用相似，引起发热、粒细胞增多、弥漫性血管内凝血、内毒素性休克耐热性一般不耐热，60℃～80℃经30min被破坏耐热，160℃经2-4h才能被破坏。抗原性强，能刺激机体产生抗毒素，经甲醛处理可脱毒成类素毒。弱，不能刺激机体产生抗毒素。经甲醛处理不能成为类毒素。Back第58页，共64页，2022年，5月20日，19点24分，星期五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