细菌的感染与免疫

1二、细菌的感染与免疫2024/9/7上海健康医学院基础医学院重点与难点重点：名词概念：正常菌群、机会性致病菌、菌群失调、菌血症、毒血症、败血症、脓毒血症、ID50、LD50、病原体相关分子模式、模式识别受体等概念。细菌的致病性抗感染天然免疫与获得性免疫医院感染的防控难点：名词概念细菌的致病性：致病机理，内毒素，外毒素机体获得性免疫胞外菌感染、胞内菌感染及外毒素致病的免疫特点

2024/9/7上海健康医学院基础医学院2细菌的感染（infection）:是指细菌侵入宿主体内生长繁殖并与机体相互作用，引起的一系列病理变化过程病原菌从一个宿主到另一宿主体内并引起感染的过程称为传染（infectionorcommunication）。有些细菌在正常情况下并不致病，只有在某特定些情况下才可引起致病，这类细菌称为机会致病菌（opportunisticpathogen）或条件致病菌（conditionedpathogen）。2024/9/7上海健康医学院基础医学院3（一）正常菌群与机会致病菌Normalfloraandopportunisticpathogen正常菌群(normalflora)：是指正常寄居在宿主体内，对宿主无害而有利的微生物群的总称。正常人的体表和与外界相通的腔道（如口腔、鼻咽腔、肠道、泌尿生殖道等）表面都寄居着不同种类和数量的微生物。表6-1列举了人体各部位常见的正常菌群。1、正常菌群2024/9/7上海健康医学院基础医学院4表6－12024/9/7上海健康医学院基础医学院5正常菌群的生理学意义生物拮抗（biologicalantagonism)正常菌群在宿主体内的正常寄居可以妨碍或抵御致病微生物的侵入与繁殖，对宿主起着保护作用。营养作用正常菌群在宿主体内，对宿主摄入的营养物质进行初步代谢、物质转化和合成代谢，形成一些有利于宿主吸收、利用的物质，甚至合成一些宿主自己不能合成的物质供宿主使用。2024/9/7上海健康医学院基础医学院6免疫作用宿主的免疫系统有赖于抗原的刺激才能发育与成熟。正常菌群作为抗原可促进宿主免疫器官的发育，刺激免疫系统的成熟与免疫应答。抗衰老作用研究表明，人一生的不同阶段，肠道正常菌群的构成与数量是不一样的，它们与人体的发育、成熟与衰老有着一定关联。2024/9/7上海健康医学院基础医学院7当正常菌群与宿主间的生态平衡失调时,一些正常菌群会成为

“机会致病菌”（opportunisticpathogen)而引起宿主发病，故机会致病菌也称为“条件致病菌”（conditionedpathogen)。常见的情况主要有：

1.正常菌群的寄居部位改变2.宿主免疫功能低下3.菌群失调2、

机会致病菌2024/9/7上海健康医学院基础医学院8致病性(pathogenicity):细菌对宿主感染致病的能力。毒力(virulence)用于表示细菌致病性的强弱程度。一般常采用半数致死量（medianlethaldose,LD50）或半数感染量（medianinfectivedose,ID50）作为测定毒力的指标。半数致死量（LD50）指即在一定条件下能引起50%的实验动物死亡的微生物数量或毒素剂量。半数感染量（ID50）是指能引起50%实验动物或组织培养细胞发生感染的微生物数量。微生物毒力越强，LD50

或ID50数值越小。（二）细菌的致病作用

PathogenicityofBacteria2024/9/7上海健康医学院基础医学院9是指致病菌突破宿主皮肤、黏膜等生理屏障，进入机体并在体内定植和繁殖扩散的能力。细菌的侵袭力包括与黏附、定植和产生侵袭性相关物质的能力。与侵袭力有关的物质主要有黏附素、荚膜、侵袭素、侵袭性酶类和细菌生物被膜等。

(1）黏附素（adhensin）黏附素是一类存在于细菌表面的与黏附相关的物质，可分为菌毛黏附素和非菌毛黏附素两大类。表6-2列举了部分细菌的黏附素及其靶细胞受体1、侵袭力（invasiveness）2024/9/7上海健康医学院基础医学院10参见表6－22024/9/7上海健康医学院基础医学院11（2）细菌的荚膜荚膜（capsule）是细菌菌体表面的一种特殊结构。细菌的M蛋白、Vi抗原、K抗原等称为微荚膜。它们在致病中的作用表现为：1.抗吞噬细胞吞噬2.抵抗体液中杀菌物质：如抗体、补体等2024/9/7上海健康医学院基础医学院12（3）侵袭性酶类A群链球菌产生的透明质酸酶可分解细胞间质透明质酸，利于细菌及其毒素的扩散。淋病奈瑟菌、脑膜炎奈瑟菌、血链球菌、口腔链球菌、流感嗜血杆菌等可产生sIgA的蛋白酶，分解免疫球蛋白IgA，破坏黏膜的特异性防御功能。2024/9/7上海健康医学院基础医学院13

（4）侵袭素(invasin)

细菌的这一侵袭能力受侵袭基因(invasivegene,inv)所控制。inv基因编码产生侵袭素(invasin)。具有侵袭素的细菌：伤寒沙门菌、福氏志贺菌、侵袭性大肠埃希菌、淋病奈瑟菌、空肠弯曲菌等。（五）细菌生物被膜(biofilm)细菌生物被膜是由细菌及其所分泌的胞外多聚物(胞外多糖或蛋白质)附着在有生命或无生命材料表面后形成的膜状结构。2024/9/7上海健康医学院基础医学院14定植于静脉导管表面的表皮葡萄球菌生物膜2024/9/7上海健康医学院基础医学院152、

细菌的毒素（bacterialtoxins)（1）外毒素（exotoxin）通常为蛋白质毒性作用强，对组织器官有选择性毒害作用一般不耐热，容易被破坏抗原性强2024/9/7上海健康医学院基础医学院16外毒素可分为三大类神经毒素(neurotoxin)：对神经系统有毒性作用细胞毒素(cytotoxin)：致组织细胞变性、坏死肠毒素(entertoxin)：引起肠黏膜细胞分泌功能紊乱外毒素的种类及其毒性作用详见表6-32024/9/7上海健康医学院基础医学院172024/9/7上海健康医学院基础医学院18多为G-菌的细胞壁物质化学成分是脂多糖(LPS)理化性质稳定，耐热，LPS污染后不易被灭活不能用甲醛脱毒成类毒素毒性作用相对较弱且对组织无选择性（2）内毒素（endotoxin）2024/9/7上海健康医学院基础医学院19内毒素的生物学作用致发热反应引起白细胞数量变化内毒素血症与内毒素休克LPS的生物学作用示意图2024/9/7上海健康医学院基础医学院206-4重点2024/9/7上海健康医学院基础医学院211.非特异免疫(non-specificimmunity)，是机体的一般生理防卫功能，又称天然免疫(innateimmunity)；是在种系发育过程中形成的，由先天遗传而来，防卫任何外界异物对机体的侵入而不需要特殊的刺激或诱导。主要包括生理屏障、细胞因素和体液因素。（三）宿主的免疫防御机制（1）、生理屏障皮肤与粘膜生理上的屏障结构a.皮肤与粘膜：1）机械的阻挡和排除作用：健康机体的外表面覆盖着连续完整的皮肤和粘膜结构，其外面的角质层是坚韧的，不可渗透的，组成了阻挡微生物入侵的有效屏障。2）分泌液中所含化学物质有局部抗菌作用：各种分泌液中的杀菌成分；呼吸道、消化道、泌尿生殖道表面粘膜所分泌的粘液的化学性屏障作用。机体的机械方式如纤毛运动、咳嗽和喷嚏排除异物；眼泪、唾液和尿液的清洗作用；3）共生菌群人的体表和与外界相通的腔道中存在大量正常菌群，通过在表面部位竞争必要的营养物，或者产生如象大肠杆菌素、酸类、脂类等抑制物，而抑制多数具有疾病潜能的细菌或真菌生长。临床上长期大量应用广谱抗菌素，肠道内对药物敏感的细菌被抑制，破坏了菌群间的拮抗作用，则往往引起菌群失调症，如耐药性金黄色葡萄球菌性肠炎。b.生理上的屏障结构体内的某些部位具有特殊的结构而形成阻挡微生物和大分子异物进入的局部屏障，对保护该器官，维持局部生理环境恒定有重要作用。1）血脑屏障：主要由软脑膜、脉络丛、脑毛细血管壁及其外的脑星形细胞组成，具有细胞间连接紧密、胞饮作用弱的特点，可阻挡病原体及其有毒产物从血液透入脑组织或脑脊液，保护中枢神经系统的稳定。婴幼儿因其血脑屏障还未发育完善，故易患脑膜炎或流行性乙型脑炎等传染病。2）血胎屏障：由怀孕母体子宫内膜的基蜕膜和胎儿的绒毛膜滋养层细胞共同组成，当它发育成熟（一般在妊娠3个月）后，能阻挡病原微生物由母体通过胎盘感染胎儿，但并不妨碍母子间的物质交换。（2）、细胞因素主要是指体内的各种吞噬细胞吞噬病原体及其它各种异物的能力。1）.吞噬细胞(phagocytes)的种类：吞噬细胞分为大、小吞噬细胞两类。具有吞噬入侵的病原微生物等颗粒的能力，并且由于吞噬细胞表面存在补体受体、抗体受体等多种受体，当有相应配体存在并与之结合时，将刺激吞噬细胞活化，大大增强其吞噬杀伤能力。2）．吞噬过程：水解酶、溶菌酶等多种酶类和其它杀菌物质的作用下杀灭病原体病原体吞噬细胞（偶然相遇，或各种趋化因子的吸引作用）（吞噬细胞可在趋化因子的作用下穿过毛细血管壁到达感染局部）吞噬细胞伸出伪足，吞入病原体形成吞噬体与溶酶体融合为吞噬溶酶体完全吞噬：病原体被吞噬后，被杀死并消化分解，不能消化的残渣排出体外。不完全吞噬：有些病原体，如结核杆菌、麻风杆菌、布氏杆菌等胞内寄生菌，具有抗吞噬溶酶体形成或抗溶菌酶等逃避机制，在免疫力低下的机体内，虽被吞噬，却不能杀死，反而随吞噬细胞移动，造成扩散。此外，巨噬细胞还可分泌多种可溶性因子，不但有加强杀菌促进炎症的作用，还具有免疫调节等重要功能。同时，作为抗原提呈细胞，是特异性免疫的重要组成部分。3）.自然杀伤细胞(Naturalkillercells,NK)：NK细胞属于淋巴细胞，主要分布于外周血和脾脏，具有不须事先致敏，不须其它辅助细胞或分子的参与而直接杀伤靶细胞的功能。NK细胞通过释放穿孔素(perforin)和颗粒酶造成靶细胞死亡，也可通过释放肿瘤坏死因子(TNF)杀伤靶细胞。某些肿瘤细胞和微生物感染细胞可以成为NK细胞的靶细胞，而且NK细胞活性较其它杀伤细胞更早出现，因此在抗肿瘤抗感染特别是病毒感染中起重要作用。（3）、体液因素正常体液和组织中抵抗病原体的成分：补体系统溶菌酶，等1）.补体系统（complementsystem）：存在于正常机体体液中的非特异性的杀菌物质，包括廿余种蛋白质成分，主要由肝细胞和巨噬细胞产生，通常以无活性形式存在于正常血清和体液中。当在一定条件下促发补体系统的一系列酶促级联反应，使补体由无活性形式转变为对病原体具有杀灭作用的活性形式称补体激活。对病原体具有杀灭作用的补体活性形式----引起膜不可逆损伤，导致细胞溶解（革兰氏阴性菌、具有脂蛋白膜的病毒颗粒、红细胞和有核细胞）2）.溶菌酶（lysozyme）：14.7KD不耐热的碱性蛋白，主要来源于吞噬细胞并可分泌到血清及各种分泌液中，能水解革兰氏阳性菌胞壁肽聚糖而使细胞裂解。体液中还有β溶解素(β-lysin)、转铁蛋白、血浆铜蓝蛋白、C反应蛋白等多种能杀菌或抑菌的因素，但直接作用很弱，仅在机体免疫中起辅助作用。溶菌酶也存在于鸡蛋清和某些细菌中，可提纯并加工制成各种制剂，用于治疗中耳炎、咽喉炎、副鼻窦炎等慢性疾病。2.特异性免疫（specificimmunity）：机体在生命过程中接受抗原性异物刺激，如微生物感染或接种疫苗后产生的，又称获得性免疫(acquiredimmunity)，特点：记忆性获得性高度特异性

B细胞介导的体液免疫：体液中的抗体与相应的抗原进行特异性结合，发挥免疫效应的过程2024/9/7上海健康医学院基础医学院36

T细胞介导的细胞免疫：致敏淋巴细胞通过与相应的抗原接触直接杀伤病原靶细胞，或释放多种可溶性的生物活性物质（淋巴因子），发挥免疫效应。（四）.感染的发生发展与结局1.感染的来源传染源：内源性：病人外源性：病人、带菌者、病畜及带菌动物传播途径：呼吸道、消化道、泌尿生殖道、性传播、皮肤创伤和节肢动物叮咬等2024/9/7上海健康医学院基础医学院372、感染的发生是否发生感染取决于三方面的因素：.机体的免疫状态；.细菌因素：细菌毒力、数量与侵入途径；.环境和社会因素。2024/9/7上海健康医学院基础医学院383、感染的类型（一）隐性感染（inapparentinfection)（二）显性感染（apparentinfection)按病情缓急：急性感染（acuteinfection）慢性感染(chronicinfection）按感染部位：局部感染（localizedinfection）全身感染（systemicinfection）全身感染（systemicinfection）：毒血症（toxemia）内毒素血症（endotoxemia）菌血症（bacteremia）败血症（septicemia）脓毒血症（pyemia）

2024/9/7上海健康医学院基础医学院39医院感染(也称hospitalinfection）是指病人或医务人员在医院环境内发生的感染。

1、医院感染的特点：

（1）主要为机会致病菌（2）常具有耐药性（3）常发生种类的变迁

（五）医院感染

NosocomialInfection2024/9/7上海健康医学院基础医学院40嗜6-72024/9/7上海健康医学院基础医学院412、医院感染的危险因素诊疗技术侵入性(介入性)检查与治疗损害免疫系统的因素其他危险因素2024/9/7上海健康医学院基础医学院42（1）消毒灭菌（2）隔离预防（3）合理使用抗菌药物此外，还应对医院重点部门密切监测和预报。一次性使用的医用器具、医院污物等应按照有关部门的规定和要求来规范化管理或毁坏处理，以期切断医院感染的传播途径，有效预防及控制医院感染。3、医院感染的防控措施2024/9/7上海健康医学院基础医学院43复习思考题本章涉及了哪些名词概念？怎样理解正常菌群对宿主的利弊？细菌通过哪些物质、什么机制引起疾病？机体通过哪些机制抵抗微生物感染？怎样预防和控制医院感染2024/9/7上海健康医学院基础医学院44中英文关键词正常菌群/normalflora

机会致病菌/opportunisticpathogen

致病性/pathogenicity抗感染免疫/anti-infectionimmunity

模式识别受体/patternreco