细菌的感染与免疫课件

细菌的感染与免疫

细菌的感染与免疫

1概述细菌感染：细菌侵入宿主体内繁殖，引起宿主出现病理变化病原菌(pathogen)：致病菌，引起感染机会致病菌(opportunisticpathogen)/条件致病菌(conditionedpathogen)：正常情况不致病，某些条件改变的特殊机会下致病概述细菌感染：细菌侵入宿主体内繁殖，引起宿主出现病理变化2概述微生态平衡抗感染免疫应答：清除病原菌免疫逃逸感染类型：隐性感染、显性感染、带菌状态等概述微生态平衡3正常菌群(normalflora)正常存在于宿主体表或与外界相通的腔道粘膜表面生理作用：生物拮抗：生物屏障，机制：受体竞争、有害代谢产物(如pH↓)、营养竞争营养作用：维生素等免疫作用：促免疫器官发育，交叉抗原抗衰老作用：SOD正常菌群(normalflora)正常存在于宿主体表或与外4皮肤表面细菌口腔细菌皮肤表面细菌口腔细菌5条件致病菌(conditionedpathogen)产生原因：正常菌群的寄居部位改变：肠道→泌尿道宿主免疫功能低下菌群失调(dysbacteriosis)：长期或大量使用抗菌药物，致正常菌群被抑制/杀灭，原处劣势的菌群或外来耐药菌大量繁殖而致病，引起二重感染或重叠感染条件致病菌(conditionedpathogen)产生原6微生态平衡(microeubiosis)与失调(microdysbiosis)微生物与人体、外界环境之间相互平衡微生物组——人微生态平衡(microeubiosis)与失调(microd7细菌的致病作用细菌毒力：侵袭力、毒素细菌入侵数量：所需细菌量的多少与细菌毒力和宿主免疫力有关细菌入侵门户细菌的致病作用细菌毒力：侵袭力、毒素8细菌的致病作用致病性(pathogenicity)：细菌对宿主感染致病能力，其强弱程度用毒力来表示半数致死量(LD50)、半数感染量(ID50)：毒力测定指标毒力的物质基础：侵袭力、毒素致病岛(PAI)：病原菌基因组内与毒力相关的一组DNA序列，编码黏附素、毒素等细菌的致病作用致病性(pathogenicity)：细菌对宿9细菌毒力(virulence)侵袭力(invasiveness)：致病菌突破皮肤黏膜屏障进入机体，并定植、繁殖扩散的能力黏附素(adhesion)：黏附素与黏附素受体菌毛黏附素：大肠埃希菌、淋病奈瑟菌非菌毛黏附素：G-菌外膜蛋白、G+菌细胞壁荚膜：抗吞噬、抗杀菌物质，免疫逃逸细菌毒力(virulence)侵袭力(invasivenes10粘附因子粘附因子11细菌菌毛黏附素非菌毛黏附素靶细胞受体大肠埃希菌I型菌毛D-甘露糖定居因子抗原IGM-神经节苷脂P菌毛P血型糖脂类其他肠道细菌I型菌毛D-甘露糖淋病奈瑟菌菌毛GDI-神经节苷脂金黄色葡萄球菌脂磷壁酸纤维粘连蛋白A群链球菌LTA-M蛋白复合体纤维粘连蛋白肺炎链球菌表面蛋白N-乙酰氨基己糖半乳糖梅毒螺旋体P1，P2，P3纤维粘连蛋白衣原体表面凝集素N-乙酰葡糖胺肺炎衣原体P1蛋白唾液酸霍乱弧菌Ⅳ型菌毛岩藻糖和甘露糖部分细菌的黏附素及其受体细菌菌毛黏附素非菌毛黏附素靶细胞受体大肠埃希菌I型菌毛D-甘12侵袭力侵袭性物质侵袭素(invasin)：侵袭基因编码产生的蛋白质侵袭性酶类：葡萄球菌凝固酶、透明质酸酶、IgA蛋白酶等链球菌：透明质酸酶分解透明质酸链激酶溶解纤维蛋白链道酶切断高黏度DNA链侵袭力侵袭性物质13DeMaliKA,BurridgeKJCellSci2003;116:2389-2397Variousbacterialpathogensandtheirmechanismsforstimulatingmembraneprotrusion.DeMaliKA,BurridgeKJCell14侵袭力细菌生物被膜(bacterialbiofilm)：细菌附着在有生命或无生命的材料表面后形成的膜状细菌群体常见菌：铜绿假单胞、表皮葡萄球菌机制：分泌胞外多聚物，附着、屏障多重耐药、毒力转移侵袭力细菌生物被膜(bacterialbiofilm)：细15静脉导管表面表葡菌生物膜扫描电镜（×6000）静脉导管表面表葡菌生物膜扫描电镜（×6000）16毒素(bacteriatoxin)分类：外毒素和内毒素外毒素(exotoxin)：G+菌和少数G-菌合成分泌的毒性蛋白质。A-B型蛋白质；毒性强；大多不耐热；抗原性强；可脱毒为类毒素分类：神经毒素(neurotoxin)、细胞毒素(cytotoxin)、肠毒素(enterotoxin)毒素(bacteriatoxin)分类：外毒素和内毒素17毒素(bacteriatoxin)外毒素(exotoxin)：神经毒素：如破伤风痉挛毒素、肉毒毒素细胞毒素：白喉毒素、溶血素等膜损伤毒素(成孔毒素、磷脂酶类)肠毒素：霍乱毒素等毒素(bacteriatoxin)外毒素(exotoxin18破伤风毒素的作用机制破伤风毒素的作用机制19霍乱毒素的作用机制霍乱毒素的作用机制20G+菌与G-菌的细胞壁结构G+菌与G-菌的细胞壁结构21毒素(bacteriatoxin)内毒素(endotoxin)：G-菌细胞壁组分；LPS；理化因素稳定；毒性较弱；不能脱毒成类毒素生物学作用：发热反应白细胞反应内毒素血症与内毒素休克毒素(bacteriatoxin)内毒素(endotoxi22LPS的作用LPS的作用23要点外毒素内毒素来源G+菌与部分G-菌G-菌编码基因质粒或前噬菌体或染色体染色体基因存在部分分泌,少数裂解释放细胞壁的组分化学成分蛋白质脂多糖稳定性不稳定稳定、耐热毒性作用强、临床表现特殊较弱、效应相似抗原性强，刺激机体产生抗毒素，可制成类毒素弱，中和抗体作用弱外毒素与内毒素的主要区别要点外毒素内毒素来源G+菌与部分G-菌G-菌编码基因质粒24细菌的致病作用超抗原：多克隆活化T、B细胞，如葡萄球菌肠毒素、链球菌致热外毒素(SPE)细菌的致病作用超抗原：多克隆活化T、B细胞，如葡萄球菌肠毒素25宿主的免疫防御机制免疫器官、免疫细胞、免疫分子非特异性免疫、特异性免疫宿主的免疫防御机制免疫器官、免疫细胞、免疫分子26细菌的感染与免疫课件27非特异性免疫(innateimmunity)天然免疫，作用范围广，非特异性，与生俱来，反应迅速，第一道防线屏障结构：皮肤黏膜屏障：物理屏障、化学屏障、生物屏障内部屏障：血脑、胎盘屏障等非特异性免疫(innateimmunity)天然免疫，作用28细菌的感染与免疫课件29非特异性免疫吞噬细胞：单核吞噬细胞系统(MPS)吞噬杀菌过程：趋化、黏附、吞入、杀灭和消化氧依赖性杀菌途径：呼吸爆发活性氧中间物(ROI)：·O2-,·OH-,H2O2

NADPH+O2oxidaseNADP++·O2-活性氮中间物(RNI)：NO·,·ONOO

L-精氨酸NOS

瓜氨酸+NO·氧非依赖途径：防御素、溶菌酶、低pH等非特异性免疫吞噬细胞：单核吞噬细胞系统(MPS)30细菌的感染与免疫课件31吞噬细胞的吞噬杀伤过程示意图吞噬细胞的吞噬杀伤过程示意图32吞噬细胞杀灭病原体的机制吞噬细胞杀灭病原体的机制33非特异性免疫吞噬细胞吞噬的结果：完全吞噬不完全吞噬：某些胞内寄生菌组织损伤：炎症反应体液因素：补体、溶菌酶、防御素等非特异性免疫吞噬细胞吞噬的结果：34细菌的感染与免疫课件35吞噬细胞进入胞浆抑制吞噬溶酶体形成吞噬溶酶体形成降低pH

中和酸性pH抑制活性氧产生抑制活性氮产生产生活性氧产生活性氮NADPH氧化酶精氨酸

消化杀伤

存活细菌吞噬细胞杀伤细菌及细菌逃逸的机制吞噬细胞进入胞浆抑制吞噬溶酶体形成吞噬溶酶体形成降低p36特异性免疫(adaptiveimmunity)获得性，出生后，与抗原接触产生，特异性，记忆性，放大性体液免疫：B细胞、Th2，清除胞外菌抗体(Ab)：抑制病原体黏附(sIgA)，调理吞噬；中和毒素；活化补体；ADCC特异性免疫(adaptiveimmunity)获得性，出生37特异性免疫细胞免疫：CTL细胞、Th1细胞，清除胞内菌、病毒和真菌CTL细胞：特异性直接杀伤Th1细胞：诱导产生DTH黏膜免疫：PayerpatchsIgA,M细胞,IEL,DC特异性免疫细胞免疫：CTL细胞、Th1细胞，清除胞内菌、病毒38派伊尔结派伊尔结39抗细菌感染免疫的特点抗胞外菌感染的免疫：大多数致病菌为胞外菌，体液免疫为主吞噬细胞：无氧和有氧机制抗体和补体：阻止黏附、调理吞噬、激活补体、中和毒素、ADCC细胞免疫的作用：抗细菌感染免疫的特点抗胞外菌感染的免疫：大多数致病菌为胞外菌40免疫球蛋白的功能免疫球蛋白的功能41抗细菌感染免疫的特点抗胞内菌感染的免疫：细胞免疫为主吞噬细胞：Mφ,NK,NKT,γδTTh1和CTL细胞局部黏膜免疫超敏反应与免疫病理损伤抗细菌感染免疫的特点抗胞内菌感染的免疫：细胞免疫为主42抗细菌获得性免疫应答原理

肥大细胞巨噬细胞NK胞内寄生菌IL-12IFN-gTHP胞外寄生菌IL-4IL-4Th2Th1IFN-gIL-2IL-5IL-4/IL-13IL-10嗜酸性粒细胞TBMφTc体液免疫细胞免疫释放介质产生抗体炎症反应细胞毒反应抗细菌获得性免疫应答43感染的发生与发展感染的来源与传播：外源性感染：宿主体外的细菌感染内源性感染：病人自身体内/体表的细菌感染外源性感染：传染源：病人、带菌者、病畜及带菌动物传播途径：呼吸道、消化道、皮肤创伤、节肢动物媒介、性传播、多途径感染感染的发生与发展感染的来源与传播：44感染的发生与发展内源性感染：体内正常菌群，少数为潜伏致病菌，菌群失调或免疫功能下降感染的类型：隐性感染：90%，可获特异性免疫力显性感染：急性/慢性、局部/全身带菌状态感染的发生与发展内源性感染：体内正常菌群，少数为潜伏致病菌，45显性感染急性感染：数日至数周，脑膜炎球菌、霍乱弧菌慢性感染：数月至数年，TB局部感染全身感染：毒血症(toxemia)：致病菌在局部生长繁殖，不进入血循环，产生的外毒素入血显性感染急性感染：数日至数周，脑膜炎球菌、霍乱弧菌46显性感染全身感染：内毒素血症(endotoxemia)：G-菌侵入血流大量繁殖，崩解释放内毒素，或病灶内G-菌释放内毒素入血菌血症(bacteremia)：致病菌入血未在血中繁殖，一过性通过血循环到达适宜部位繁殖致病败血症(septicemia)：致病菌侵入血中大量繁殖，产生毒性产物，引起全身中毒症状显性感染全身感染：47显性感染全身感染：脓毒血症(pyemia)：化脓性病菌侵入血流大量繁殖，通过血流扩散到其它组织产生新化脓病灶带菌状态：无临床症状，间歇性排菌，重要传染源环境因素对感染的影响：显性感染全身感染：48医院感染(nosocomialinfection)概念：患者在住院期间发生，及在医院内获得出院后发生的感染基本特点：地点：医院内；时间：在院期间、出院不久来源：内源性，机会致病性对象：医院内活动人群传播方式：密切接触分离病原菌多耐药医院感染(nosocomialinfection)概念：患49医院感染分类：内源性医院感染：自身感染，正常菌群外源性医院感染：交叉感染、环境感染医院感染微生物的特点：机会致病性微生物耐药性，多重耐药常发生种类的变迁适应性强医院感染分类：50医院感染常见微生物：细菌、病毒、真菌、支原体医院感染的危险因素：易感对象的年龄和基础疾病诊疗技术侵入性检查与治疗损害免疫系统的因素医院感染常见微生物：细菌、病毒、真菌、支原体51医院感染的防控消毒灭菌隔离预防合理使用抗菌药物医院感染的防控消毒灭菌52思考题细菌致病的物质基础和作用机理是什么？何谓细菌的生物被膜？它在临床上有什么意义？试比较外毒素与内毒素的区别。临床上感染有哪些类型？思考题细菌致病的物质基础和作用机理是什么？53Thanks!Thanks!54细菌的感染与免疫

细菌的感染与免疫

55概述细菌感染：细菌侵入宿主体内繁殖，引起宿主出现病理变化病原菌(pathogen)：致病菌，引起感染机会致病菌(opportunisticpathogen)/条件致病菌(conditionedpathogen)：正常情况不致病，某些条件改变的特殊机会下致病概述细菌感染：细菌侵入宿主体内繁殖，引起宿主出现病理变化56概述微生态平衡抗感染免疫应答：清除病原菌免疫逃逸感染类型：隐性感染、显性感染、带菌状态等概述微生态平衡57正常菌群(normalflora)正常存在于宿主体表或与外界相通的腔道粘膜表面生理作用：生物拮抗：生物屏障，机制：受体竞争、有害代谢产物(如pH↓)、营养竞争营养作用：维生素等免疫作用：促免疫器官发育，交叉抗原抗衰老作用：SOD正常菌群(normalflora)正常存在于宿主体表或与外58皮肤表面细菌口腔细菌皮肤表面细菌口腔细菌59条件致病菌(conditionedpathogen)产生原因：正常菌群的寄居部位改变：肠道→泌尿道宿主免疫功能低下菌群失调(dysbacteriosis)：长期或大量使用抗菌药物，致正常菌群被抑制/杀灭，原处劣势的菌群或外来耐药菌大量繁殖而致病，引起二重感染或重叠感染条件致病菌(conditionedpathogen)产生原60微生态平衡(microeubiosis)与失调(microdysbiosis)微生物与人体、外界环境之间相互平衡微生物组——人微生态平衡(microeubiosis)与失调(microd61细菌的致病作用细菌毒力：侵袭力、毒素细菌入侵数量：所需细菌量的多少与细菌毒力和宿主免疫力有关细菌入侵门户细菌的致病作用细菌毒力：侵袭力、毒素62细菌的致病作用致病性(pathogenicity)：细菌对宿主感染致病能力，其强弱程度用毒力来表示半数致死量(LD50)、半数感染量(ID50)：毒力测定指标毒力的物质基础：侵袭力、毒素致病岛(PAI)：病原菌基因组内与毒力相关的一组DNA序列，编码黏附素、毒素等细菌的致病作用致病性(pathogenicity)：细菌对宿63细菌毒力(virulence)侵袭力(invasiveness)：致病菌突破皮肤黏膜屏障进入机体，并定植、繁殖扩散的能力黏附素(adhesion)：黏附素与黏附素受体菌毛黏附素：大肠埃希菌、淋病奈瑟菌非菌毛黏附素：G-菌外膜蛋白、G+菌细胞壁荚膜：抗吞噬、抗杀菌物质，免疫逃逸细菌毒力(virulence)侵袭力(invasivenes64粘附因子粘附因子65细菌菌毛黏附素非菌毛黏附素靶细胞受体大肠埃希菌I型菌毛D-甘露糖定居因子抗原IGM-神经节苷脂P菌毛P血型糖脂类其他肠道细菌I型菌毛D-甘露糖淋病奈瑟菌菌毛GDI-神经节苷脂金黄色葡萄球菌脂磷壁酸纤维粘连蛋白A群链球菌LTA-M蛋白复合体纤维粘连蛋白肺炎链球菌表面蛋白N-乙酰氨基己糖半乳糖梅毒螺旋体P1，P2，P3纤维粘连蛋白衣原体表面凝集素N-乙酰葡糖胺肺炎衣原体P1蛋白唾液酸霍乱弧菌Ⅳ型菌毛岩藻糖和甘露糖部分细菌的黏附素及其受体细菌菌毛黏附素非菌毛黏附素靶细胞受体大肠埃希菌I型菌毛D-甘66侵袭力侵袭性物质侵袭素(invasin)：侵袭基因编码产生的蛋白质侵袭性酶类：葡萄球菌凝固酶、透明质酸酶、IgA蛋白酶等链球菌：透明质酸酶分解透明质酸链激酶溶解纤维蛋白链道酶切断高黏度DNA链侵袭力侵袭性物质67DeMaliKA,BurridgeKJCellSci2003;116:2389-2397Variousbacterialpathogensandtheirmechanismsforstimulatingmembraneprotrusion.DeMaliKA,BurridgeKJCell68侵袭力细菌生物被膜(bacterialbiofilm)：细菌附着在有生命或无生命的材料表面后形成的膜状细菌群体常见菌：铜绿假单胞、表皮葡萄球菌机制：分泌胞外多聚物，附着、屏障多重耐药、毒力转移侵袭力细菌生物被膜(bacterialbiofilm)：细69静脉导管表面表葡菌生物膜扫描电镜（×6000）静脉导管表面表葡菌生物膜扫描电镜（×6000）70毒素(bacteriatoxin)分类：外毒素和内毒素外毒素(exotoxin)：G+菌和少数G-菌合成分泌的毒性蛋白质。A-B型蛋白质；毒性强；大多不耐热；抗原性强；可脱毒为类毒素分类：神经毒素(neurotoxin)、细胞毒素(cytotoxin)、肠毒素(enterotoxin)毒素(bacteriatoxin)分类：外毒素和内毒素71毒素(bacteriatoxin)外毒素(exotoxin)：神经毒素：如破伤风痉挛毒素、肉毒毒素细胞毒素：白喉毒素、溶血素等膜损伤毒素(成孔毒素、磷脂酶类)肠毒素：霍乱毒素等毒素(bacteriatoxin)外毒素(exotoxin72破伤风毒素的作用机制破伤风毒素的作用机制73霍乱毒素的作用机制霍乱毒素的作用机制74G+菌与G-菌的细胞壁结构G+菌与G-菌的细胞壁结构75毒素(bacteriatoxin)内毒素(endotoxin)：G-菌细胞壁组分；LPS；理化因素稳定；毒性较弱；不能脱毒成类毒素生物学作用：发热反应白细胞反应内毒素血症与内毒素休克毒素(bacteriatoxin)内毒素(endotoxi76LPS的作用LPS的作用77要点外毒素内毒素来源G+菌与部分G-菌G-菌编码基因质粒或前噬菌体或染色体染色体基因存在部分分泌,少数裂解释放细胞壁的组分化学成分蛋白质脂多糖稳定性不稳定稳定、耐热毒性作用强、临床表现特殊较弱、效应相似抗原性强，刺激机体产生抗毒素，可制成类毒素弱，中和抗体作用弱外毒素与内毒素的主要区别要点外毒素内毒素来源G+菌与部分G-菌G-菌编码基因质粒78细菌的致病作用超抗原：多克隆活化T、B细胞，如葡萄球菌肠毒素、链球菌致热外毒素(SPE)细菌的致病作用超抗原：多克隆活化T、B细胞，如葡萄球菌肠毒素79宿主的免疫防御机制免疫器官、免疫细胞、免疫分子非特异性免疫、特异性免疫宿主的免疫防御机制免疫器官、免疫细胞、免疫分子80细菌的感染与免疫课件81非特异性免疫(innateimmunity)天然免疫，作用范围广，非特异性，与生俱来，反应迅速，第一道防线屏障结构：皮肤黏膜屏障：物理屏障、化学屏障、生物屏障内部屏障：血脑、胎盘屏障等非特异性免疫(innateimmunity)天然免疫，作用82细菌的感染与免疫课件83非特异性免疫吞噬细胞：单核吞噬细胞系统(MPS)吞噬杀菌过程：趋化、黏附、吞入、杀灭和消化氧依赖性杀菌途径：呼吸爆发活性氧中间物(ROI)：·O2-,·OH-,H2O2

NADPH+O2oxidaseNADP++·O2-活性氮中间物(RNI)：NO·,·ONOO

L-精氨酸NOS

瓜氨酸+NO·氧非依赖途径：防御素、溶菌酶、低pH等非特异性免疫吞噬细胞：单核吞噬细胞系统(MPS)84细菌的感染与免疫课件85吞噬细胞的吞噬杀伤过程示意图吞噬细胞的吞噬杀伤过程示意图86吞噬细胞杀灭病原体的机制吞噬细胞杀灭病原体的机制87非特异性免疫吞噬细胞吞噬的结果：完全吞噬不完全吞噬：某些胞内寄生菌组织损伤：炎症反应体液因素：补体、溶菌酶、防御素等非特异性免疫吞噬细胞吞噬的结果：88细菌的感染与免疫课件89吞噬细胞进入胞浆抑制吞噬溶酶体形成吞噬溶酶体形成降低pH

中和酸性pH抑制活性氧产生抑制活性氮产生产生活性氧产生活性氮NADPH氧化酶精氨酸

消化杀伤

存活细菌吞噬细胞杀伤细菌及细菌逃逸的机制吞噬细胞进入胞浆抑制吞噬溶酶体形成吞噬溶酶体形成降低p90特异性免疫(adaptiveimmunity)获得性，出生后，与抗原接触产生，特异性，记忆性，放大性体液免疫：B细胞、Th2，清除胞外菌抗体(Ab)：抑制病原体黏附(sIgA)，调理吞噬；中和毒素；活化补体；ADCC特异性免疫(adaptiveimmunity)获得性，出生91特异性免疫细胞免疫：CTL细胞、Th1细胞，清除胞内菌、病毒和真菌CTL细胞：特异性直接杀伤Th1细胞：诱导产生DTH黏膜免疫：PayerpatchsIgA,M细胞,IEL,DC特异性免疫细胞免疫：CTL细胞、Th1细胞，清除胞内菌、病毒92派伊尔结派伊尔结93抗细菌感染免疫的特点抗胞外菌感染的免疫：大多数致病菌为胞外菌，体液免疫为主吞噬细胞：无氧和有氧机制抗体和补体：阻止黏附、调理吞噬、激活补体、中和毒素、ADCC细胞免疫的作用：抗细菌感染免疫的特点抗胞外菌感染的免疫：大多数致病菌为胞外菌94免疫球蛋白的功能免疫球蛋白的功能95抗细菌感染免疫的特点抗胞内菌感染的免疫：细胞免疫为主吞噬细胞：Mφ,NK,NKT,γδTTh1和CTL细胞局部黏膜免疫超敏反应与免疫病理损伤抗细菌感染免疫的特点抗胞内菌感染的免疫：细胞免疫为主96抗细菌获得性免疫应答原理

肥大细胞巨噬细胞NK胞内寄生菌IL-12IFN-gTHP胞外寄生菌IL-4IL-4Th2Th1IFN-gIL-2IL-5IL-4/IL-13IL-10嗜酸性粒细胞TBMφTc体液免疫细胞免疫释放介质产生抗体炎症反应细胞毒反应抗细菌获得性免疫应答97感染的发生与发展感染的来源与传播：外源性感染：宿主体外的细菌感染内源性感染：病人自身体内