医学微生物学细菌的感染和免疫专家讲座

第四章

细菌感染与免疫

2024/7/12医学微生物学医学微生物学细菌的感染和免疫第1页生态学：生物环境微生态学：微生物宿主（环境）医学微生态学：人体正常菌群正常菌群特定条件条件致病菌（机会致病菌）条件致病性感染（机会性感染）多见于医院内感染2024/7/12医学微生物学医学微生物学细菌的感染和免疫第2页

自然界中广泛存在着各种多样微生物。正常人体表及其外界相通腔道中存在不一样种类和数量微生物，当人体免疫功效正常时，这些微生物对宿主无害，有些对人还有利，称为正常微生物群，通称正常菌群(normalflora)（1014）。

寄生部位：皮肤、口腔、鼻咽腔、外耳道、眼结膜、胃、肠道、尿道、阴道，不过血液及组织器官正常情况下是无菌.第一节正常菌群与机会致病菌2024/7/12医学微生物学医学微生物学细菌的感染和免疫第3页

正常菌群生理学意义：生物拮抗受体竞争（占位性保护）代谢产物抑制作用营养竞争营养作用合成维生素供人体利用2024/7/12医学微生物学医学微生物学细菌的感染和免疫第4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，抗衰老抗原刺激促进宿主免疫器官发育成熟连续刺激免疫系统发生免疫应答结果:对有交叉抗原致病菌抑制杀灭作用2024/7/12医学微生物学医学微生物学细菌的感染和免疫第5页人体各部位微生态系口腔微生态系:300各种细菌,链球菌为主.唾液链球菌(S.salivarius)最常见.肠道微生物:占人体微生物总量80%，以细菌为主.厌氧菌：需氧菌=100-1000：12024/7/12医学微生物学医学微生物学细菌的感染和免疫第6页二、条件致病菌(opportunisticpathogen)条件致病菌:有些菌在正常情况下并不致病,在一些条件下能够致病.

条件:借居部位改变宿主免疫功效低下菌群失调,如:长久大量应用抗生素2024/7/12医学微生物学医学微生物学细菌的感染和免疫第7页三微生态平衡与失调微生态平衡:指正常微生物群、宿主与外部环境处于动态平衡。影响原因：宿主原因（年纪、饮食、激素水平等）正常微生物群（定位、定性、定量）外界环境2024/7/12医学微生物学医学微生物学细菌的感染和免疫第8页微生态失调：指正常微生物群之间及正常微生物群与宿主之间平衡，在外界环境影响下被破坏，由生理性组合转变为病理性组合。诱发原因使用抗生素正常菌群借居部位转移（外科手术、腔镜检验等）机体免疫功效下降2024/7/12医学微生物学医学微生物学细菌的感染和免疫第9页第二节细菌致病机制致病菌微生物,病原微生物,病原体（pathogen）：能引发感染或宿主疾病微生物。致病性(pathogenicity)

：病原微生物能引发感染能力或性质。毒力(virulence)：致病菌可量化致病性,反应了致病性强弱。毒力惯用半数致死量(medianlethaldose,LD50)或半数感染量(medianinfectivedose,ID50)表示。在一定条件下能引发50%动物死亡或感染需要最小微生物数或毒素量。2024/7/12医学微生物学医学微生物学细菌的感染和免疫第10页细菌毒力包含:侵袭力:致病菌能突破宿主屏障、进入机体定植、繁殖扩散能力,包含:粘附素（菌毛、磷壁酸等）,荚膜,侵袭性物质(酶或蛋白),细菌生物膜.侵袭力毒素荚膜粘附素侵袭性物质外毒素(exotoxin)内毒素(endotoxin)细菌生物膜2024/7/12医学微生物学医学微生物学细菌的感染和免疫第11页/~kbilecen/research.html单个散在吸附形成微菌落：同一个细菌繁殖后形成肉眼不可见 细菌集团，经过菌体表面黏附性物质 将菌细胞粘连在一起“家族”形成细菌生物膜：以微菌落为基本单位，由不一样 种属细菌共同形成“小区”:如:龋齿,人工关节表面.对膜内细菌起保护作用.生物膜形成2024/7/12医学微生物学医学微生物学细菌的感染和免疫第12页细菌毒素

包含:外毒素,内毒素1外毒素（exotoxin）起源：主要由G+菌和少数G－菌合成及分泌毒性蛋白质产物.2024/7/12医学微生物学医学微生物学细菌的感染和免疫第13页外毒素特征：

毒性蛋白质，大多A—B型毒素；

A亚单位（毒性部分）：含有抗原性.

B亚单位（结合部分）：含有靶细胞亲和性.毒性作用强，含有选择性；对理化原因不稳定；抗原性强，可刺激机体产生抗毒素，甲醛脱毒形成类毒素；www.bmb.leeds.ac.uk/mbiologyModificationoftoxintotoxoid.From:DrAbdulGhaffar2024/7/12医学微生物学医学微生物学细菌的感染和免疫第14页内毒素（endotoxin）起源：

G－菌细胞壁脂多糖成份,菌体破解释放出来.特征：

仅见于G－菌；化学性质为LPS,理化性质稳定,160oC2-4h破坏；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。2024/7/12医学微生物学医学微生物学细菌的感染和免疫第15页内毒素生物学作用：

致热反应；白细胞反应；数目增多；内毒素血症与休克(DIC)；

2024/7/12医学微生物学医学微生物学细菌的感染和免疫第16页外毒素与内毒素主要区分区分关键点外毒素内毒素起源G+,少部G-G-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份蛋白质脂多糖稳定性60-80℃,30min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，引发特殊临床表现较弱，各菌毒性效应大致相同，引发发烧、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，甲醛处理不形成类毒素2024/7/12医学微生物学医学微生物学细菌的感染和免疫第17页超抗原(superantigen):微生物产生一些蛋白含有激活免疫反应高度生物学活性，以产生大量T细胞和细胞因子为特征,主要表现为致病作用，这些毒素抗原称为超抗原。如:金葡肠毒素,毒性休克综合征毒素;链球菌猩红热毒素.2024/7/12医学微生物学医学微生物学细菌的感染和免疫第18页感染发生,除毒力物质外:还需足够数量:细菌毒力越强,所需菌量越小.适宜侵入路径:呼吸道;消化道.2024/7/12医学微生物学医学微生物学细菌的感染和免疫第19页第三节细菌感染发生与发展感染起源外源性感染(exogenousinfection)：感染细菌起源于宿主体外病人带菌者TyphoidMary病畜和带菌动物内源性感染(endogenousinfection)：感染细菌起源于本身体内或体表:正常菌群,或潜伏感染致病菌一、感染起源2024/7/12医学微生物学医学微生物学细菌的感染和免疫第20页呼吸道消化道皮肤（创伤）节肢动物性传输——性传输性疾病（sexuallytransmitteddiseases，STD）多路径感染传输路径2024/7/12医学微生物学医学微生物学细菌的感染和免疫第21页感染类型隐性感染（inapparent

infection）当机体抗感染免疫功效正常,或病原菌数量少,毒力弱,感染后机体损害较轻，宿主不出现或出现不显著临床症状。显性感染（apparentinfection）

当机体抗感染免疫力相对较弱，或病原菌数量多,毒力强，宿主机体受到不一样程度损害，出现显著临床症状和体征。2024/7/12医学微生物学医学微生物学细菌的感染和免疫第22页显性感染（apparentinfection）急性感染（acuteinfection）:发病突然,病程数日至数周.如:霍乱弧菌.

2024/7/12医学微生物学医学微生物学细菌的感染和免疫第23页

慢性感染（chronicinfection）:病程迟缓,连续数月或多年.如:结核杆菌

2024/7/12医学微生物学医学微生物学细菌的感染和免疫第24页对于全身性感染,常有以下情况:毒血症（toxemia）病原菌在局部生长繁殖，但不侵入血循环，但其产生外毒素入血,损害特定靶器官,引发特殊毒性症状,如:破伤风。内毒素血症（endotoxemia）革兰阴性菌死亡崩解后释放大量内毒素，入血而引发全身中毒症状.2024/7/12医学微生物学医学微生物学细菌的感染和免疫第25页菌血症（bacteremia）血中有菌。如:病原菌由原发部位一过性或间断性入血，抵达其它部位继续繁殖。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，引发全身中毒症状。脓毒血症（pyemia）

化脓性细菌侵入血流，在其中大量繁殖，并经过血流扩散到其它组织或器官，产生新化脓性病灶所引发症状.2024/7/12医学微生物学医学微生物学细菌的感染和免疫第26页带菌状态:有时致病菌在显性或隐性感染后并未马上消失,在体内继续留存一段时间,与机体免疫力处于相对平衡状态,称带菌状态.该宿主称带菌者.感染轻重除取决于致病菌和宿主外,环境原因和社会原因也有显著影响.冬季易发呼吸系统感染战乱易发传染病2024/7/12医学微生物学医学微生物学细菌的感染和免疫第27页第四节抗感染免疫非特异性免疫（天然免疫）屏障结构吞噬细胞体液原因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（取得性免疫））体液免疫细胞免疫2024/7/12医学微生物学医学微生物学细菌的感染和免疫第28页一、非特异性免疫机制（一）屏障结构皮肤与黏膜屏障:机械阻挡、呼吸道纤毛运动等;分泌杀菌物质(汗腺分泌乳酸);菌群拮抗作用血脑屏障:软脑膜+脉络膜+脑毛细血管+星状胶质细胞胎盘屏障:母体子宫内膜基蜕膜+胎儿绒毛膜(3个月后完善)（二）吞噬细胞大吞噬细胞：血液中单核细胞和组织中巨噬细胞小吞噬细胞：血液中中性粒细胞吞噬杀伤过程：趋化→接触→吞入→杀灭与消化2024/7/12医学微生物学医学微生物学细菌的感染和免疫第29页Phagocytosisandkillingofbacteria.Bacteriaarebounddirectlyorareopsonizedbymannose-bindingprotein,immunoglobulinG(IgG)and/orC3breceptorspromotingtheiradherenceanduptakebyphagocytes.Withinthephagosome,oxygen-dependentandoxygen-independentmechanismskillanddegradethebacteria.NADPH,reducedformofnicotinamide-adeninedinucleotidephosphate.

2024/7/12医学微生物学医学微生物学细菌的感染和免疫第30页AlveolarmacrophagephagocytosisofE.coliontheoutersurfaceofabloodvessel(lungpleuralcavity).©Dr.DennisKunkel/VisualsUnlimited2024/7/12医学微生物学医学微生物学细菌的感染和免疫第31页2024/7/12医学微生物学医学微生物学细菌的感染和免疫第32页杀伤机制依氧杀菌机制①呼吸暴发摄入细菌后，吞噬细胞产生:活性氧中介物（ROI）：H2O2、O2-、OH-、1O2等活性氮中介物（RNI）：NO、NO2-、NO3-等

对细菌都有直接毒性作用（破坏细菌DNA、蛋白质和膜脂类）2024/7/12医学微生物学医学微生物学细菌的感染和免疫第33页②髓过氧化物酶（MPO）：，与H2O2及氯化物共同参加，对细菌、真菌等含有强大杀伤活性。非依氧杀菌机制酸性作用：糖分解产酸而造成pH下降，抑制细菌生长而杀菌,并为水解酶提供了适当条件。溶酶体酶及杀菌蛋白：溶菌酶、乳铁蛋白、蛋白水解酶、核酸酶、酯酶等，对细菌有杀伤、消化、分解作用。2024/7/12医学微生物学医学微生物学细菌的感染和免疫第34页吞噬作用后果完全吞噬：病原体在吞噬溶酶体内被杀灭、消化、排除残渣过程。（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。对机体不利:病原体得以保护、不受抗体、药品作用.病原体在吞噬细胞内增殖，造成吞噬细胞死亡.随吞噬细胞游走造成更广泛扩散.组织损伤:吞噬过程中，溶酶体酶也能破坏邻近正常组织，造成组织损伤和炎症反应。2024/7/12医学微生物学医学微生物学细菌的感染和免疫第35页（三）体液原因补体:调理,溶菌.溶菌酶:存在于血清,唾液,泪液,乳汁.主要作用于G+菌.防御素:多肽,破坏胞外菌细胞膜.2024/7/12医学微生物学医学微生物学细菌的感染和免疫第36页S.aureus肽聚糖(peptidoglycan):聚糖骨架、四肽侧链、五肽交联桥.转肽酶催化五肽交联桥形成,青霉素抑制转肽酶,从而抑制交联桥和细胞壁形成溶菌酶作用点(-1,4glycosidicbond)N-乙酰葡糖胺N-乙酰胞壁酸2024/7/12医学微生物学医学微生物学细菌的感染和免疫第37页二、特异性免疫（一）体液免疫——抗体作用1.抑制病原体黏附2.调理吞噬作用3.中和细菌外毒素4.抗体和补体联合溶菌作用5.抗体依赖性细胞介导细胞毒作用（ADCC）（二）细胞免疫细胞毒T细胞（CTL）直接杀伤靶细胞Th1产生细胞因子发挥作用:IFN,IL-2（三）黏膜免疫:

产生sIgA阻止病原体从黏膜入侵2024/7/12医学微生物学医学微生物学细菌的感染和免疫第38页三、抗细菌感染免疫特点(一)、抗胞外菌感染免疫胞外菌:指寄生在宿主细胞外组织间隙和血液、淋巴液和组织液中细胞。如葡萄球菌.靠非特异免疫;但主要是体液免疫发挥作用吞噬作用(非特异)抗体和补体作用:阻止细菌定植（黏附）调理吞噬激活补体溶菌中和细菌外毒素细胞免疫（Th2）:

辅助B细胞产生抗体;产生细胞因子,促进吞噬.2024/7/12医学微生物学医学微生物学细菌的感染和免疫第39页(二)、抗胞内菌感染免疫

胞内菌:寄生在细胞内细菌,分专性胞内菌(立克次体,衣原体)、兼性胞内菌(结核分枝杆菌,麻风分枝杆菌,伤寒沙门菌,布氏杆菌,肺炎军团菌,李斯特菌）.特点：胞内寄生、毒性低、呈慢性感染、免疫病理损伤，主要靠细胞免疫功效。

吞噬作用:

起一定作用

细胞免疫(CTL):

主要作用

局部黏膜免