医学微生物学细菌感染与免疫

第七章细菌的感染与免疫第一页，共114页。第一节

正常菌群与条件致病菌一、正常菌群（normalflora）正常菌群的意义：

生物拮抗生物屏障

受体与营养竞争

营养作用参与代谢营养物质转化合成免疫作用促进免疫器官发育免疫应答

抗衰老超氧化物歧化酶SOD抗氧化抑肿瘤转化致癌物激活巨噬细胞第二页，共114页。部位主要菌群皮肤葡萄球菌,链球菌,类白喉,铜绿,丙酸。口腔葡萄球菌,链球菌,肺炎球菌,奈瑟球菌。鼻咽腔葡萄球菌,链球菌,肺炎球菌,奈瑟球菌。外耳道葡萄球菌,类白喉棒状杆菌,铜绿。眼结膜葡萄球菌,干燥棒状杆菌,非致病奈瑟菌。肠道大肠艾希菌,双歧杆,产气杆菌,变形杆菌。尿道葡萄球菌,类白喉棒状杆菌,分枝杆菌。阴道乳杆菌,类白喉棒状杆菌,奈瑟球菌。人体正常菌群分布第三页，共114页。二机会致病菌（conditionedpathogen）

正常菌群寄居部位改变

大肠艾希菌进入泌尿道,手术伤口化脓感染。

宿主免疫功能底下 大量使用激素,肿瘤化疗,放疗,AIDS晚期。

菌群失调 长期使用广谱抗生素,正常菌群被抑制,劣势或外来菌趁机大量分子繁殖引起二重感染,金葡菌,白假丝酵母菌伪膜性肠炎,肠炎,肺炎。

第四页，共114页。三、微生态平衡与失调

微生态学

microecology

细胞或分子水平研究微生物与宿主,环境三者之间的关系。

医学微生态学

研究寄居在人体表面和与外界相通腔道粘膜表面的微生物与微生物,微生物与人体,微生物和人体与外界环境之间相互依存相互制约的关系。 微生物群与宿主,外部环境动态平衡-微生态平衡;微生态失调;菌群失调症。

第五页，共114页。第二节细菌的致病作用致病性-细菌对宿主的致病能力毒力（Virulence）细菌致病性强弱程度。用半数致死量LD50或半数感染量ID50表示。50%试验动物感染死亡的细菌数量或毒素剂量。第六页，共114页。一细菌的毒力（一）侵袭力细菌突破宿主皮肤,黏膜屏障1,进入机体并在体内定值2,繁殖扩散3的能力。 粘附素,荚膜,侵袭性物质,细菌生物被膜。

1.黏附素（adhensin）定居因子菌毛粘附素:菌毛顶端,大肠杆菌。 非菌毛粘附素:G-外膜蛋白,链球菌M蛋白。 黏附素与宿主细胞表面上受体特异性结合定居,繁殖,破坏组织,产生毒素。第七页，共114页。2.荚膜

抗吞噬,抗体液中杀菌物质,侵袭力强。3.侵袭性物质

a.侵袭素（invasin）侵袭基因编码产生的蛋白质,介导细菌侵入邻近上皮细胞,促进扩散。

b.侵袭性酶类

血浆凝固酶:纤维蛋白包裹菌体抗吞噬。 透明质酸酶:利于细菌毒素扩散。

IgA蛋白酶:分解膜表面SIgA,利于感染。第八页，共114页。4.细菌生物被膜（bacterialbiofilm）细菌与多糖组成的膜状细菌群体。利于细菌附着在支撑物表面。阻挡抗生素的渗入和免疫细胞杀伤。易发生耐药基因和毒力基因的转移。脱落后扩散感染;气管插管,人工关节。铜绿假单胞菌,表皮葡萄球菌常见。第九页，共114页。静脉导管表面的葡萄球菌生物膜

第十页，共114页。

（二）毒素1.外毒素（exotoxin）

基因在染色体,质粒,噬菌体。

主要特点: a.活细菌产生,代谢产物,分泌到细胞外。 b.蛋白质,AB亚单位,A是毒性部分,B载体,与细胞受体结合,单独无致病性。

c.毒性强,肉毒毒素强氰化钾1万倍,麻痹。

d.绝大多数不耐热,葡萄球菌肠毒素例外。

e.抗原性强,4%甲醛脱毒成类毒素-疫苗。第十一页，共114页。外毒素的种类和作用机制神经毒素（neurotoxin）破伤风痉挛毒素全身骨骼肌强直性痉挛。肉毒毒素全身肌肉松弛,麻痹。细胞毒素（cytotoxin）白喉毒素抑制宿主细胞蛋白质合成,心肌炎。肠毒素（enterotoxin）霍乱毒素肠功能紊乱,严重腹泻,失水酸中毒。第十二页，共114页。第十三页，共114页。2.内毒素（endotoxin）

特点:

a.G－菌死亡裂解产生; b.细胞壁脂多糖LPS,由O特异多糖,非特异核心多糖,脂质A组成; c.理化因素稳定:耐热160℃2-4hr致热源; d.毒性较弱,对组织无选择性,反应一致；

e.不能用甲醛脱毒成类毒素。

第十四页，共114页。LPS结构脂质A:毒性部分核心多糖;属抗原特异多糖:菌体O抗原第十五页，共114页。内毒素的生物学效应发热反应

作用于巨嗜细胞和血管内皮细胞,释放内源性致热源IL-1,IL-6,TNF,刺激下丘脑体温调节中枢,发热,微血管扩,炎症反应;肿瘤治疗。白细胞反应

早期中性粒细胞黏附于毛细血管壁,数小时后,由LPS诱生的中性粒细胞释放因子刺激骨髓释放大量中性粒细胞入血,先低后高。第十六页，共114页。内毒素血症与内毒素休克内毒素血症:败血症,感染病灶入血,输液；巨嗜细胞,中粒,内皮细胞,血小板,补体等诱生TNF,IL-1,IL-6,IL-8,组胺等活性物质；使小血管功能紊乱,微循环障碍,器官毛细血管灌注不足;缺血缺氧酸中毒。激活补体,引发高热,低血压,凝血系统活化,导致祢散性血管内凝血。严重时导致微循环衰竭,内毒素休克或死亡。第十七页，共114页。

外毒素与内毒素的主要区别区别要点外毒素内毒素

来源G+部分G-G-

基因质粒前噬菌体染色体染色体方式活菌生产分泌成分裂解产生成分蛋白质脂多糖稳定60-80℃30’160℃2-4hr

毒性强选择性特殊症状弱发热微循环抗原强抗毒素类毒素弱不成类毒素第十八页，共114页。二细菌侵入的数量引起感染所需细菌的数量决定于两个因素致病菌毒力的强弱宿主免疫力的高低三细菌侵入的途径呼吸道肺炎球菌,结核,流脑。消化道霍乱弧菌,痢疾,伤寒,伤口葡萄球菌,链球菌化脓性感染,破伤风。多途径感染结核杆菌

第十九页，共114页。第三节宿主的免疫防御机制免疫系统免疫器官:骨髓,胸腺,脾脏,淋巴结,扁桃体,小肠集合淋巴结,阑尾,黏膜免疫系统。免疫细胞:淋巴细胞,单核吞噬细胞,中粒,嗜碱性粒细胞,嗜酸性粒细胞,肥大细胞,血小板。免疫分子:补体,免疫球蛋白,细胞因子。非特异性免疫；特异性免疫。第二十页，共114页。一非特异性免疫

天然免疫人类在长期的种系发育和进化过程中,逐渐建立起来的,一系列防御病原微生物的功能。特点:出生就有;不针对某一病原微生物。屏障结构

吞噬细胞体液因素第二十一页，共114页。（一）屏障结构

1.皮肤与黏膜

a阻挡和排除作用:

阻挡;纤毛运动,肠蠕动排除。

b分泌杀菌物质:

乳酸,脂肪酸,溶菌酶,胃酸,蛋白酶。

c正常菌群拮抗作用

生物屏障,受体和营养竞争,抗菌物质。第二十二页，共114页。2.血脑屏障 由软脑膜,脉络膜,脑毛细血管和星状胶质细胞组成,阻挡病原菌及其毒性产物进入CNS。婴幼儿发育不完善。3.胎盘屏障

由母体子宫内膜的基蜕膜和胎儿绒毛膜组成,阻挡病原菌和药物进入胎儿,妊娠三个月内发育不完善。第二十三页，共114页。（二）吞噬细胞

包括中粒;单核吞噬细胞,血液单核细胞和组织器官中的巨噬细胞。非特异性吞噬,杀伤,消化病原菌。吞噬过程：

*趋化趋化因子使细胞穿过毛细血管壁定向聚集。·黏附表面受体与病菌接触;IgG和C3受体。·吞入细胞膜内陷,伸出伪足包围,摄入细胞。·杀灭与消化吞噬体与溶酶体融合成吞噬溶酶体,杀菌溶菌。

依氧杀菌系统-活性氧;非依氧杀菌系统-溶菌酶。第二十四页，共114页。吞噬细胞对细菌的吞噬和消化过程第二十五页，共114页。第二十六页，共114页。吞噬作用的后果:完全吞噬:化脓性球菌被吞噬后5-10’死亡,30’-60’完全消化,残渣排出细胞外。不完全吞噬:结核杆菌仍存活,免受抗体,抗菌药物伤害;繁殖杀伤吞噬细胞;随细胞游走扩散。组织损伤:溶酶体释放的多种蛋白水解酶破坏临近组织,引起炎症,损伤。第二十七页，共114页。（三）体液因素

1.补体（complement） 一组球蛋白,巨噬细胞,肠上皮细胞,肝,脾细胞产生,激活产生:趋化,调理,溶菌,溶细胞。

经典途径:由抗原抗体复合物激活。

旁路途径:细菌脂多糖,酵母多糖,凝聚的IgA,IgG

C3a,C5a

吸引吞噬细胞到达炎症部位,趋化作用。

C3b,C4b

促进吞噬细胞的吞噬活性,调理作用。

C3b-9

膜攻击复合物,溶解杀伤G-菌和包膜病毒。

第二十八页，共114页。2.溶菌酶（Lysozyme） 吞噬细胞产生的碱性蛋白,分布在血清,唾液,泪液,乳汁,黏膜分泌液中。裂解G+菌。3.防御素（defensin） 含精氨酸的小分子多肽,中粒细胞和肠细胞产生,破坏细菌细胞膜,杀伤溶解细菌。其它乙型溶素,吞噬细胞杀菌素,组蛋白,乳素,正常调理素。第二十九页，共114页。二特异性免疫个体出生后,与病原微生物及其产物等抗原分子接触后产生的一系列免疫防御功能。特点:对引发免疫的相同抗原起作用;不遗传;有免疫记忆性,再次接触反应明显增强。体液免疫，由B淋巴细胞介导。细胞免疫，由T淋巴细胞介导。第三十页，共114页。（一）体液免疫

B淋巴细胞介导,CD4+Th细胞起辅助作用。相同抗原再次接触；Th2细胞分泌IL-4,5,6,10；在IL-2参与下诱导B淋巴细胞转化为浆细胞，产生抗体。第三十一页，共114页。Fab端Fc端第三十二页，共114页。抗体的应答效应：抑制病原菌黏附

SIgA阻断细菌黏附。调理吞噬吞噬细胞IgG-FC受体,C3受体。中和外毒素阻断毒素与靶细胞受体结合。参与溶菌与病原菌结合激活补体溶菌。

抗体依赖细胞介导细胞毒作用

IgG-FC段与NK细胞FC受体结合,NK攻击裂解病原菌。第三十三页，共114页。（二）细胞免疫

细胞内寄生菌,病毒,真菌。

效应细胞:细胞毒性T细胞;CD4+Th1细胞。

1.CD8+CTL:直接杀伤靶细胞,受MHC限制,识别杀伤有相同MHCⅠ类抗原分子的靶细胞。

a.释放穿孔素和颗粒酶,水进入细胞。

b.激活靶细胞自杀基因,细胞凋亡。

2.CD4+Th1细胞:分泌IL-2,IFN,TNF,诱导细胞免疫和迟发型变态反应,抗细胞内菌感染。第三十四页，共114页。（三）黏膜免疫MIS黏膜反应系统:呼吸,消化黏膜下淋巴组织。肠壁集合淋巴结,诱导黏膜免疫应答。黏膜上皮M细胞抗原内吞后转运到Payer淋巴结,提呈抗原给T,B细胞。黏膜上皮内淋巴细胞:细菌病毒激活后,表现出细胞毒作用。MIS主要功能:感染或口服疫苗后,在肠道,呼吸道,泌尿道,泪液,乳汁中出现SIgA。第三十五页，共114页。三抗细菌感染免疫的特点（一）抗胞外菌感染特点:产毒素和酶;化脓感染;体液免疫。1.吞噬细胞的作用中粒吞噬,杀灭,消化。2.抗体和补体的作用阻止细菌黏附:sIgA,菌毛抗体。调理吞噬:细胞IgG-FC和C3受体,促进吞噬。溶菌:IgG,IgM与细菌结合激活补体。中和细菌外毒素:封闭毒性中心,破伤风。3.细胞免疫的作用:辅助B淋巴细胞产生抗体。第三十六页，共114页。（二）抗胞内菌感染特点:细胞内,慢性感染,肉芽肿,细胞免疫。1.吞噬细胞作用:单核吞噬细胞,激活后杀菌;NK直接杀伤靶细胞。2.细胞免疫作用:Th1分泌IL-2,IFN,TNF,激活巨噬细胞;引发迟发型变态反应;CTL释放穿孔素溶解细胞;颗粒酶杀伤胞内菌。3.局部黏膜免疫:sIgA干扰细菌对黏膜上皮细胞的黏附和定植,阻止侵入细胞。第三十七页，共114页。第四节感染的发生与发展一感染的来源外源性感染:传染源:病人:全病程,早期诊断,隔离治疗。带菌者:脑膜炎,伤寒,白喉,长期排菌。病畜及带菌动物,引起人畜共患病通过病畜及带菌动物传染,职业性;患病动物肉,蛋,奶;第三十八页，共114页。传播途径:呼吸道:痰液,唾液,分泌物;肺结核,白喉。消化道:食品,饮水;抗胃酸和胆汁细菌。皮肤伤口:创烧伤,咬伤;化脓感染,厌氧菌。节肢动物:鼠蚤传播鼠疫;虱传播斑疹伤寒。性传播:泌尿系统的感染,脓性分泌物。多途径感染:结核杆菌,炭疽,鼠疫。第三十九页，共114页。.

结核杆菌每年新发病例900万,死亡300万我国25万传染病第一位呼吸道传播第四十页，共114页。3.24第四十一页，共114页。白喉杆菌呼吸道传播第四十二页，共114页。呼吸道传播第四十三页，共114页。消化道传播第四十四页，共114页。志贺菌消化道传播第四十五页，共114页。ClostridiumBotulinum：

Subterminal

sporeislargerthandiameterofcell,itislikeatennisracket.

消化道传播第四十六页，共114页。破伤风梭菌伤口传播第四十七页，共114页。伤口传播产气荚膜梭菌第四十八页，共114页。臭虫虱第四十九页，共114页。鼠疫杆菌鼠蚤第五十页，共114页。斑疹伤寒虱第五十一页，共114页。性传播第五十二页，共114页。.

结核杆菌每年新发病例900万,死亡300万我国25万传染病第一位多途径传播肺结核,胃肠结核,肾结核,骨关节结核,胸腹脑膜炎第五十三页，共114页。多途径传播第五十四页，共114页。多途径传播腺鼠疫、败血性鼠疫和肺鼠疫第五十五页，共114页。内源性感染:体内正常菌群,与宿主间生态平衡失调感染。寄居部位改变:大肠杆菌泌尿系感染,胆囊炎。菌群失调,抗生素治疗中,细菌数量比例改变。抵抗力降低:大量使用皮质激素,抗肿瘤药物。糖尿病,AIDS。第五十六页，共114页。二感染的类型隐性感染:免疫力强,病原菌少,毒力弱。显性感染:免疫力差,菌多,毒力强,症状。急性感染:起病急,病程短,恢复快,流脑。慢性感染:病程缓慢;结核,麻风。按感染部位：局部感染:皮肤化脓性感染:疮,疖,痈。全身感染:胞外菌引起。分五种类型：第五十七页，共114页。毒血症:病原菌在局部感染繁殖,毒产入血;破伤风。内毒素血症:G-菌血液繁殖,死亡裂解产生大量内毒素;病灶中细菌死亡,释放毒素入血。菌血症:病原菌进入血流,不繁殖,只是路过。第五十八页，共114页。败血症:病原菌入血繁殖,产生毒性代谢产物,全身中毒,高热,皮肤粘膜淤血斑,肝脾肿大。脓毒血症:化脓性病菌入血大量繁殖,扩散到体内其他器官,产生新的化脓性病灶。第五十九页，共114页。带菌状态:病人痊愈,病原菌会持续存在-带菌者,间歇排菌,重要传染源,伤寒病。三环境因素对感染的影响寒冷能降低呼吸道抵抗力,易呼吸道感染。夏季气温高,苍蝇易滋生,消化道传染病。原始森林野生动物吸血昆虫传播人畜共患。第六十页，共114页。第五节医院感染

hospitalinfection患者住院期间发生的其他感染;医务人员在医院发生的感染。一基本特点地点:必须在医院内；时间:住院期间或出院不久出现的感染；内源性感染为主,机会致病性微生物。主要为住院患者,密切接触,侵入性诊疗。病原菌多为耐药菌株。第六十一页，共114页。医院感染的分类内源性感染,自身感染：抵抗力降低,正常菌群和潜在的病原菌。外源性感染交叉感染患者之间或医护人员接触。环境感染消毒不严或污染的医疗用品;环境中微生物气溶胶吸入感染。第六十二页，共114页。二医院感染中的微生物特点主要为条件致病性微生物多属内源性感染;有时会出现外源性病原菌引起的暴发流行。常具有耐药性甚至多重耐药,铜绿,金葡。常发生种类的变迁20世纪50年代主要为G+球菌,70-80年代多为G-杆菌。适应性强营养要求低,潮湿环境可生长:土壤,水,尘埃,污染的医疗器械,空调循环水。第六十三页，共114页。三医院感染的流行病学特征三要素:传染源,传播途径,易感者。传染源

病人

最重要传染源,致病性强。携带者

无明显症状,最危险的传染源。环境贮源病菌在医院中集中,多重耐药。动物医院鼠害,病原菌重要宿主,沙门菌。第六十四页，共114页。传播途径接触

直接接触;间接接触;飞沫传播。空气

空气传播,微生物气溶胶,1-2米。媒介物

水,食物,血制品,药物,医疗器具。昆虫

鼠,蚊,蚤,蝇,蜱,蟑螂,叮咬传播。医源性感染注射,手术,输血,梅毒,AIDS,乙肝易感者决定于病原菌的毒力和宿主的易感性;医疗过程破坏原有的防御机能和微生态平衡,手术。第六十五页，共114页。四医院感染的危险因素1.易感对象的年龄和基础疾病老年人器官老化,功能衰退,慢性病多。婴幼儿免疫器官发育不健全。2.诊疗技术

器官移植感染是最常见并发症。血液透析和腹膜透析尿毒症患者,易感。第六十六页，共114页。3.侵入性检查与治疗侵入性检查

支气管镜,膀胱镜,胃镜,黏膜损伤;器械消毒不彻底,带入病原菌。侵入性治疗

气管切开,气管插管,导尿;引流,心导管,心瓣膜等,损伤黏膜。4.损害免疫系统的因素放射治疗无选择性,损害免疫系统。化学治疗细胞毒类药物,损害免疫系统。激素抗炎,抗毒素,抗休克,抑制免疫。其它滥用抗生素,长期住院。第六十七页，共114页。五医院感染的预防和控制1.消毒与灭菌进入人体的医疗用品必须灭菌;接触皮肤黏膜的必须消毒,注射器,输液器,导管。污染医疗器材,先消毒后清洗,再灭菌。消毒剂:有效浓度,消毒时间,影响因素。氧气湿化瓶,雾化器,呼吸机及管道,定期消毒;每日更换用无菌水,加湿器。消毒灭菌后,效果检测。勤洗手,清洁消毒,禁留长指甲,戴戒指。第六十八页，共114页。2.隔离预防切断传染源,防止病原菌传播。3.合理使用抗菌药物合理使用抗菌素,降低院内感染率。重点监测:急诊室,重症监护室,治疗室,婴儿室,手术室,检验科,供应室。一次性医疗用品等医疗垃圾,规范处理。第六十九页，共114页。第八章细菌感染的检查方法与防治原则第七十页，共114页。第一节细菌感染的诊断一病原菌检测（一）标本采集与送检早期

急性期,使用抗菌药物之前采集。无菌严格无菌操作,避免杂菌污染。准确呼吸,消化道;CNS-脑脊液,血液。尽快送检甘油盐水保存,脑膜炎球菌保温。做好标记化验单与标本一致。第七十一页，共114页。（二）细菌分离培养与鉴定1.分离培养琼脂划线接种,挑选可疑菌落。菌落大小,1-2mm;2-4mm;4-6mm形状,圆形,不规则透明度,透明,不透明,半透明表面,光滑,干燥,湿润;边缘是否整齐,颜色,色素,性质溶血:血培养基,甲型,乙型,丙型第七十二页，共114页。培养基的制备配制:称量,溶解,过滤;调整pH,分装;高压蒸汽灭菌：103.4kpa；1.05kg/cm2121.3℃15-20’第七十三页，共114页。第七十四页，共114页。第七十五页，共114页。固体培养基划线接种-分离培养菌落colony挑选一个菌落-纯种转种-纯培养第七十六页，共114页。第七十七页，共114页。Solidmedium(clone)第七十八页，共114页。水溶性色素脂溶性色素第七十九页，共114页。第八十页，共114页。半固体培养基有鞭毛细菌：扩散生长,周围浑浊。无鞭毛细菌：沿穿刺线生长,周围透明观察动力,保存菌种。

第八十一页，共114页。细菌在培养基生长现象液体培养基浑浊大多数细菌沉淀链状生长菌菌膜专性需氧菌结核杆菌枯草杆菌第八十二页，共114页。细菌连续培养系统第八十三页，共114页。第八十四页，共114页。第八十五页，共114页。第八十六页，共114页。2.形态学检查活菌观察悬滴法,暗视野镜,观察动力。荧光抗体加入培养液,荧光菌球。染色观察单染,复染,革蓝染色,抗酸染色。特殊染色细胞壁,核质;芽孢,鞭毛,荚膜。第八十七页，共114页。第八十八页，共114页。第八十九页，共114页。第九十页，共114页。第九十一页，共114页。第九十二页，共114页。第九十三页，共114页。第九十四页，共114页。第九十五页，共114页。3.生化试验糖发酵,蛋白质分解试验。4.血清学试验

细菌玻片凝集,用抗体进行种,型鉴定。5.动物试验

小鼠,豚鼠,家兔;结核痰液注射豚鼠,杂菌死亡;发病后解剖,得纯培养结核菌。6.药物敏感试验单片纸碟法-抑菌直径,试管-MIC。第九十六页，共114页。第九十七页，共114页。第九十八页，共114页。第九十九页，共114页。紫红酒新来第一百页，共114页。（三）病原菌抗原的检测酶免疫技术酶联免疫吸附法,免疫组化法。协同凝集试验

SPA吸附抗体,检测抗原。免疫荧光技术荧光菌球,培养4-6hr。对流免疫技术脑膜炎球菌抗原检测。免疫印记技术聚丙烯凝胶酰胺电泳,转印检测细菌蛋白。第一百零一页，共114页。24孔板,加入抗体,加入待检标本,加入酶标记抗体,底物,显色酶免疫技术第一百零二页，共114页。免疫荧光技术第一百零三页，共114页。对流免疫电泳流脑病人脑脊液第一百零四页，共114页。（四）检测病原菌核酸核酸杂交技术同位素标记核酸单链作为探针,与待测标本中核酸单链互补形成双链,仪器检测。PCR技术核酸体外扩增DNA或RNA体外扩增,将同一基因扩增几百万倍后凝胶电泳,快速,敏感,特异。基因芯片技术新近发展起来的核酸序列分析技术,自动化检测,微机处理,同时检测大量标本。第