病原生物学-第6章-细菌的感染与免疫

第6章

细菌的感染与免疫学习内容1、人体正常菌群与条件致病菌2、细菌的致病机制3、宿主的抗菌免疫4、感染的发生与发展学习要求1）驾驭条件致病菌形成的特定条件、细菌的致病机制、宿主的免疫防卫机制。2）熟悉（1）感染、致病菌、非致病菌、正常菌群、微生态学、条件致病菌、毒力、半数致死量、半数感染量、毒血症、菌血症、败血症、脓毒血症、内毒素血症、带菌者和带菌状态的含义。（2）正常菌群的生理学意义；（3）细菌感染的来源；（4）传播方式与途径；（5）感染的类型。3）熟悉抗感染免疫的机制，驾驭抗菌免疫的二种类型。4）了解其它内容。案例王小姐前段时间嘴角边长了一个小疖，红肿间可见一小脓点，自觉不好看，就对着镜子将小肿疖挤了。可其次天起来发觉面部红肿，并恶寒、发热、头痛、全身不适，到医院后出现意识模糊，经医生检查，诊断为颅内化脓性感染。思索题：患者面部疖肿为何导致颅内化脓性感染？细菌等病原微生物突破机体的自然防卫机制侵入机体，在确定部位生长繁殖、释放毒性物质等引起不同程度病理损害的过程。概述何谓感染？能使宿主致病的细菌为致病菌或病原菌。条件致病菌概述正常菌群在正常状况下不致病;但在某些特殊条件下可以致病。致病菌可引起感染的细菌有哪些?不能使宿主致病的细菌为非致病菌。非致病菌如何评价细菌的致病实力呢?细菌的致病性：细菌引起宿主疾病的实力称为致病性或病原性。（质）细菌的毒力：致病菌致病性的强弱程度。（量）毒力的测定方法：半数感染量或半数致死量。在规定时间内，通过指定的感染途径，能使确定体重或年龄的某种动物半数死亡或感染须要的最小细菌数或毒素量第一节人体正常菌群与条件致病菌一、正常菌群（一）概念：在正常状况下，人体体表以及与外界相通的腔道中，存在着不同种类和数量的微生物，这些微生物通常对人体无害，为人体的正常微生物群，通称为正常菌群。（二）正常菌群的分布与组成数量：有学者统计，一个健康成人约由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：在人体借居的微生物种类超过400种。2.组成一般菌群微生态系统(microecosystem)过路菌群：1.分布优势菌群常居菌群：（三）正常菌群的生理意义竞争粘附、养分作用、代谢产物;氮的利用、糖的代谢、维生素的作用;促进机体免疫器官的发育；刺激免疫应答产生SIgA、效应T细胞;产生转化致癌物质的酶；激活巨噬细胞等发挥抗肿瘤作用。产生过氧化物歧化酶（SOD），清除自由基，爱护组织细胞免受损伤。1.生物拮抗：3.养分作用：2.免疫作用：4.抗苍老作用：5.抗肿瘤作用：在正常状况下，正常菌群之间、正常菌群与其宿主之间始终处于一个动态平衡状态，即所谓微生态平衡。二、条件致病（机会性感染）二、条件致病（机会性感染）(二)致病条件:由正常菌群在机体免疫功能低下、定位转移或菌群失调等特定条件下引起的感染称为机会性感染，也称条件致病。1、宿主免疫功能低下2、不适当的运用抗菌药物3、定位转移(一)概念:

（三）条件致病菌的变迁①条件致病菌的变更谱：机会性致病的种类因感染的年头、地域及抗生素运用状况不同而有所变更。在20世纪50-60年头，全球范围内机会性感染的细菌以革兰阳性菌为主，如美国主要是金黄色葡萄球菌。70-80年头以后，又均以革兰阴性菌为主。②条件致病菌的种类：主要是细菌，其中常见的革兰阴性菌有大肠埃希菌、克雷伯菌、假单胞菌及无芽胞厌氧菌；革兰阳性菌有葡萄球菌；真菌中以白假丝酵母菌为最常见，其次是新生隐球菌。（四）菌群失调及菌群失调症（1）概念：人体、菌群、外环境在正常状况下处于相对动态平衡之中，假如受到某种因素的影响，变更超出了正常范围，正常菌群中各种细菌的数量和比例发生大幅度的变更，生态系统中出现了不平衡状态，称菌群失调。严峻的菌群失调使机体表现出一系列临床症状者，称为菌群失调症或菌群交替症。菌群失调是常常发生的，但菌群失调症却是少见的。（2）引起的缘由：可见于长期运用广谱抗生素治疗的某些病人。如金黄色葡萄球菌、白色念珠菌等引起的伪膜性肠炎。细菌的致病机制其次节细菌的致病机制一、细菌的毒力概念：致病菌致病性的强弱程度。致病菌侵入机体后引起疾病，通常须要：①粘附并定植于某种细胞、组织；②适应宿主特定环境进行增殖，并向其他部位侵袭或扩散；③反抗或躲避宿主的免疫防卫机制；④释放毒素或诱发超敏反应，引起机体组织器官损伤。毒力的物质基础：侵袭力和毒素1.概念致病菌能突破宿主皮肤、粘膜生理屏障，进入机体并在体内定植、繁殖和扩散的实力2.侵袭力的物质基础（1）粘附素:（3）侵袭性物质：（一）侵袭力荚膜、微荚膜等。（2）抗吞噬结构：菌毛粘附素和非菌毛粘附素侵袭素和侵袭性酶类3.侵袭的过程:分三步走（1）粘附与定植：是感染的第一步。（2）繁殖与扩散：病原菌在机体确定部位生长繁殖、扩散扩散的实力。（3）反抗宿主的防卫机能:抗吞噬、抗调理等。第一步：粘附与定植（1）粘附概念：是指病原菌附着于宿主呼吸道、消化道和泌尿生殖道粘膜细胞的功能，通过粘附以免被气管上皮细胞的纤毛摇摆、肠蠕动、尿液及分泌液冲刷清洗等作用解除，然后才能在局部定植、繁殖、造成感染。（2）粘附性结构物质菌毛粘附素(菌毛)：如大肠埃希菌Ⅰ型菌毛与小肠粘膜上皮细胞的受体D-甘乳糖结合，完成粘附。

非菌毛粘附素(细胞壁成分)：是细菌细胞表面的蛋白质或其它物质，如凝固酶阴性的葡萄球菌脂磷壁酸、口腔中变异链球菌利用蔗糖合成不溶于水的葡聚糖等。细菌黏附素第一步：粘附与定植（3）粘附现象：

为一个细菌克隆，通过菌细胞表面粘附性物质粘连形成以微菌落为基本结构单位的有序性社区结构，可为不同种属细菌共同形成单个散在粘附微菌落生物膜其次步：繁殖与扩散细菌粘附细胞表面后,有的仅在表面生长、繁殖而致病，如霍乱弧菌；有的粘附后侵入细胞生长、繁殖且产生毒素造成浅表组织损伤而致病，如痢疾志贺菌；有的通过产生的侵袭性酶类使细胞向深部甚至全身扩散而致病，如金黄色葡萄球菌引起的败血症；侵袭性酶类：如A群链球菌产生的透亮质酸酶、链激酶和链道酶有利于细菌在组织中的扩散。第三步:反抗宿主的防卫机能抗吞噬和消化作用:荚膜、微荚膜等抗吞噬以及抗抗体与补体的作用；有些细菌产生一些毒素抑制吞噬细胞的趋化并毒害吞噬细胞。产生水解sIgA的酶：变形杆菌、淋病奈瑟菌可以产生IgA酶，水解IgA，降低局部防卫功能。抗原变异：如淋病奈瑟菌的菌毛和外膜蛋白PⅡ不断变更其抗原性，从而使宿主的特异性抗体失效。（二）毒素致病菌损害宿主细胞组织的方式主要有:①由细菌毒素和侵袭性酶类引起干脆损害;②由超敏反应或宿主细胞释放的细胞因子介导的间接损害。其中细菌的毒素依据其来源、性质和作用机制等不同，分为以下二种：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。1.外毒素主要特点:外毒素的种类及生物学作用:产生细菌化学本质毒性作用抗原性编码基因神经毒素细胞毒素肠毒素溶细胞毒素主要是革兰阳性菌和部分革兰阴性菌蛋白质，理化稳定性差，多数由A、B两个亚单位组成毒性作用强，有选择毒害作用抗原性强，刺激机体产生抗毒素，可经甲醛脱毒成为类毒素（p60）细菌染色体基因；质粒基因；前噬菌体基因（p60）外毒素分子结构的主要形式：A-B模式

A：活性亚单位，确定毒素的致病作用B：结合亚单位，介导外毒素与靶细胞结合。可提纯制疫苗霍乱肠毒素破伤风痉挛毒素肉毒毒素A-B型外毒素的作用机制举例2.内毒素主要特点:主要的毒性作用:产生细菌化学本质毒性作用抗原性发热反应白细胞反应（先降后升，伤寒沙门菌内毒素除外）内毒素血症与内毒素休克弥散性血管内凝血是革兰阴性菌细胞壁中的结构组分脂多糖，对理化因素稳定毒性作用弱，无选择毒害作用抗原性弱，不能脱毒成为类毒素内毒素毒性作用发热反应

白细胞反应

内毒素血症与内毒素休克弥散性血管内凝血(DIC)

内毒素激活了血管活性物质（5-羟色胺、激肽释放酶与激肽）的释放。末梢血管扩张，通透性增高，静脉回流削减，心脏输出量减低，导致低血压并可发生休克。因重要器官（肾、心、肝、肺与脑）供血不足而缺氧，有机酸积聚而导致代谢性酸中毒。DIC是指微血栓广泛沉积于小血管中。发朝气制是大量内毒素作用引起低血压，血流缓慢，血细胞积集在毛细血管，导致血管堵塞，血液灌注不足，组织缺氧，酸中毒，血管麻痹性扩张，激活凝血系统，血液凝固。凝血因子大量消耗，引起广泛性出血、缺血、坏死。内毒素作为外源性致热原（即热原质）作用于巨噬细胞等，使之释放内源性致热原，作用于体温调整中枢，引起发热。当LPS注入血循环后，血液白细胞数量骤减，1-2h后，LPS诱生中性粒细胞释放因子刺激骨髓释放中性粒细胞进入血流，使其数量明显增加。

内毒素与外毒素的比较项目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少数细菌溶解后释出化学成分脂多糖蛋白质稳定性好、160℃2-4小时破坏差、60-80℃30分钟破坏毒性作用较弱、各种内毒素作用大致相同，引起发热，白细胞反应，休克，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三、细菌入侵的门户各种致病菌有其特定的侵入门户与致病菌须要特定的生长繁殖微环境有关第三节宿主的抗菌免疫机制自然免疫（非特异性免疫/固有免疫）特点：先天遗传、人人都有、作用的非特异性组成：屏障结构、吞噬细胞、正常体液和组织的免疫成分获得性免疫（特异性免疫/适应性免疫）特点：后天获得、人人不同、作用的特异性组成：体液免疫、细胞免疫

物理屏障宿主的免疫防卫机制一、自然免疫（固有免疫）皮肤与粘膜血脑屏障胎盘屏障补体化学屏障杀菌物质抗菌肽急性期蛋白微生物屏障正常菌群（一）屏障结构（体液因素）宿主的免疫防卫机制一、自然免疫（固有免疫）（二）吞噬细胞1.非特异性免疫中最有效的防卫部分。2.包括：中性粒细胞、单核细胞、巨噬细胞（单核吞噬细胞系统）（二）细胞免疫体液免疫应答是指由特异性抗体介导的免疫应答；主要由B细胞介导，CD4+Th2起协助作用。针对胞外菌和细菌的外毒素等。二、获得性免疫（适应性免疫）（一）体液免疫体液免疫应答是指由T细胞介导的免疫应答；主要由CD4+Th1和CD8+Tc效应细胞（CTL）起作用。在抵挡胞内菌感染中起主要作用。机体如何组织有效的免疫成分，发挥的有效抗菌感染作用？病原菌黏附至皮肤黏膜上皮细胞局部定植与繁殖细胞内生长如结核杆菌侵入上皮细胞等靶细胞，细胞外生长如大肠埃希菌产生毒素天然免疫？？？1.胞外菌：指借居在宿主细胞外的血液、淋巴液和组织液中的细菌。人类的大多数病原菌属胞外菌。2.致病特点：主要引起局部化脓性炎症，有很多胞外菌能产生外毒素、内毒素和侵袭性胞外酶等引起病变。3.抗菌免疫的主要目的：是杀灭细菌、中和毒素。（一）抗胞外菌和外毒素感染的免疫4.抗胞外菌和外毒素的免疫机制（1）吞噬细胞的吞噬作用：中性粒细胞起主要作用。（2）抗体和补体的作用：抗胞外菌的感染主要依靠体液免疫系统特异性抗体的作用，抗体与补体协同，作用会加强。①阻挡细菌粘附（sIgA：粘附素）②调理吞噬作用（IgG：IgGFc-R）③激活补体溶菌（Ag-Ab复合物激活补体的经典途经）④中和细菌外毒素（抗毒素中和外毒素）（3）细胞免疫的作用：主要是CD4+Th2细胞。①协助B细胞产生抗体；②分泌多种细胞因子。（二）抗胞内菌感染的免疫1.寄生细胞内的细菌称为胞内菌。分：兼性胞内菌：在胞外适宜条件下也可生存，如结核分枝杆菌、伤寒沙门菌等；专性胞内菌：只能在细胞内生存，如立克次体和衣原体。2.胞内菌特点：主要为胞内寄生，毒性低，常导致慢性感染。病变主要是病理性免疫损伤引起，常有肉芽肿形成并多伴有迟发性超敏反应。3.抗菌免疫的主要目的：是杀灭细胞内细菌，因而特异性细胞免疫是主要的防卫机制。4.抗胞内菌感染的免疫机制（1）吞噬细胞：胞内菌主要被单核吞噬细胞吞噬。（2）细胞免疫：因特异性抗体不能进入细胞内，抗胞内菌的感染主要是以T细胞为主的细胞免疫。CD4+Th1细胞和CTL。小结针对胞外菌及外毒素的主要免疫机制：针对胞内菌的主要免疫机制：体液免疫细胞免疫一、传染源二、传播方式与途径三、感染的类型第四节感染的发生、发展与结局

一、传染源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依据病原体的来源不同分为：1.呼吸道感染：肺结核；百日咳；军团病

2.消化道感染：菌痢；伤寒；霍乱3.皮肤粘膜感染：破伤风；气性坏疽4.血源性途径：STD；乙肝；HIV5.性接触途径：淋病；梅毒

6.人畜共患病的传播：鼠疫二、传播方式与途径

三、感染的类型细菌性感染的类型取决于细菌毒力的强弱、数量多少、机体免疫强弱、环境因素的影响细菌的致病力机体的反抗力环境因素隐性感染显性感染潜藏感染三、感染的类型隐性感染：当宿主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，不出现或出现不明显的临床症状，又称亚临床感染。特点：机体获得足够的特异免疫力/传染源潜藏感染：当宿主体与致病菌在相互作用过程中短暂处于平衡状态时，病菌潜藏在病灶内或某些特殊组织中，一般不出现在血液、分泌物或排泄物中。一旦机体免疫力下降，则潜藏的致病菌大量繁殖，使疾病复发，如结核分枝杆菌。显性感染(传染病)：当宿主的抗感染免疫力较弱，或侵入的病菌数量较多、毒力较强，宿主细胞受到不同程度的损害，生理功能发生变更，并出现一系列的临床症状和体征。显性感染毒血症、脓毒血症内毒素血症

败血症、菌血症1、按病程长短分：急性感染、慢性感染2、按感染发生的部位及扩散的程度分：