第5節(jié)細菌的致病性課件

1、 微生物的數(shù)量多，種類復雜，分布廣，大多數(shù)不引起人和動物發(fā)病，只有少數(shù)能引起人及畜禽發(fā)病的微生物，稱為病原微生物。絕大部分病原微生物都是寄生性微生物，從生活的寄主獲得營養(yǎng)，在宿主體內(nèi)生長繁殖，以一定的毒害方式侵害機體，造成機體損傷和疾病。另有一些寄居性微生物，長期生活在機體中，只在一定的條件下，才表現(xiàn)出致病作用。 細菌的致病性第5節(jié) 細菌的致病性相關(guān)概念細菌的致病性及毒力細菌侵入機體的數(shù)量及門戶細菌感染的類型 主要內(nèi)容:有關(guān)概念1、感染 (infection)是指病原微生物在宿主體內(nèi)持續(xù)存在或增殖。2、發(fā)病 (disease)表示病原微生物感染之后，對宿主造成明顯的損害。3、病原菌(patho

2、genic bacteria)是指那些導致機體發(fā)病的細菌。是一群高度特化了的微生物，為了自身的生存，已適應而且必須在宿主生物體內(nèi)持續(xù)存在或增殖。非致病菌：不能造成宿主感染的為非致病菌；條件致病菌：在正常情況下不致病，在某些條件改變的特殊情況下可以致?。?.致病性(Pathogenicity) ：一定種類的病原菌在一定的條件下，能在宿主體內(nèi)引起感染的能力。 細菌的致病性是針對宿主而言；不同的病原菌對宿主可引起不同的疾病，表現(xiàn)為不同的臨床癥狀和病理變化，如炭疽桿菌引起炭疽，而霍亂弧菌則引起霍亂。因此，致病性是細菌種的特征之一。二、細菌致病性的確定 著名的柯赫法則是確定某種細菌是否具有致病性的主要依

3、據(jù)，其要點是： 1.特殊的病原菌應在同一疾病中查見，在健康者不存在; 2.此病原菌能被分離培養(yǎng)而得到純種; 3.此純培養(yǎng)物接種易感動物，能導致同樣病癥; 4.自實驗感染的動物體內(nèi)能重新獲得該病原菌的純培養(yǎng)。 近年來隨著分子生物學的發(fā)展，“基因水平的柯赫法則”應運而生。取得共識的有以下幾點:第一，應在致病菌株中檢出某些基因或其產(chǎn)物，而無毒力菌株中無。第二，如有毒力菌株的某個基因被損壞，則菌株的毒力應減弱或消除?；蛘邔⒋嘶蚩寺〉綗o毒菌株內(nèi)，后者成為有毒力菌株。第三，將細菌接種動物時，這個基因應在感染的過程中表達。第四，在接種動物檢測到這個基因產(chǎn)物的抗體，或產(chǎn)生免疫保護。該法則也適用于細菌以外的微

4、生物，如病毒。一、細菌的毒力 細菌的毒力是指病原菌致病性強弱的程度。同一細菌的不同菌株，其毒力不一樣，因此，毒力是菌株的特征。 構(gòu)成細菌毒力的因素有侵襲力和毒素兩個方面。 （一）細菌的侵襲力 細菌的侵襲力是指病原菌突破機體的防御機能并在體內(nèi)生長繁殖、蔓延擴散的能力。細菌的侵襲力與以下兩方面因素有關(guān)。生物制藥技術(shù)專業(yè)微生物菌體表面結(jié)構(gòu) 莢膜：細菌的莢膜具有抵抗吞噬細胞的吞噬和溶菌酶及補體等殺菌物質(zhì)的作用，因而有助于在體內(nèi)迅速繁殖和擴散。 菌毛等粘附因子：細菌首先通過粘附因子宿主呼吸道、消化道或泌尿生殖道等黏膜上皮細胞上，才能在局部定居、繁殖并引起疾病。 其它表面物質(zhì)：其它表面物質(zhì)如金黃色葡萄球菌

5、的A蛋白、鏈球菌的M蛋白、大腸桿菌的K抗原等都具有抗吞噬和正常體液中殺菌物質(zhì)的作用。 與侵襲力有關(guān)的酶類 透明質(zhì)酸酶：在動物機體結(jié)締組織中，有一種具有粘性的高分子多糖質(zhì)，叫透明質(zhì)酸酶它們可以水解結(jié)締組織中的透明質(zhì)酸，使其失去粘性，導致松弛，易于病原微生物擴散蔓延。 溶纖維蛋白酶（又稱鏈球菌激酶）：群鏈球菌和葡萄球菌能產(chǎn)生這種酶，能將凝固的纖維蛋白迅速溶解，解除病原微生物的局限狀態(tài)，有利于病原微生物向組織深部蔓延擴散。 卵磷脂酶： 魏氏梭菌能產(chǎn)生分解細胞的卵磷脂酶，使細胞壞死或紅細胞溶解。與侵襲力有關(guān)的酶類 膠原酶：魏氏梭菌能產(chǎn)生一種蛋白質(zhì)分解酶，它能水解動物肌肉中網(wǎng)狀結(jié)締組織，使肌肉軟化、崩解

6、、壞死。此酶有利于病原微生物的侵襲作用。 DNA酶：細胞裂解后可析出DNA，DNA能使?jié)B出液黏稠，使病原微生物活動受限。而DNA酶能使DNA溶解，從而有利于細菌擴散。 凝血漿酶： 金黃色葡萄球菌能產(chǎn)生凝血漿酶，使血漿凝固，產(chǎn)生纖維性的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而保護細菌免受吞噬。（二）細菌的毒素 毒素可以通過毒性作用危害宿主，或刺激機體發(fā)生變態(tài)反應，間接地對宿主造成損傷。細菌毒素按其來源、性質(zhì)和作用等的不同，可分為外毒素和內(nèi)毒素兩大類。在大多數(shù)情況下，外毒素一般簡稱毒素。1、外毒素 (exotoxin) （1）概念：是某些病原菌在生長繁殖過程中所產(chǎn)生的對宿主細胞有毒性的可溶性蛋白質(zhì)。大多數(shù)外毒素在菌體內(nèi)合成

7、后必須分泌于胞外，故名 “外毒素”。但也有少數(shù)外毒素存在于菌體細胞的胞周間隙，只有當菌體細胞裂解后才釋放至胞外。 多種細菌能產(chǎn)生外毒素，革蘭氏陽性菌主要有破傷風桿菌、炭疽桿菌、肉毒梭菌、產(chǎn)氣莢膜梭菌、溶血性鏈球菌、金黃色葡萄球菌等;革蘭氏陰性菌中有大腸桿菌、霍亂弧菌、銅綠假單胞菌、氣單胞菌、多殺性巴氏桿菌等。 (1)組成 大多數(shù)外毒素由A、B 兩種亞單位組成，有多種合成和排列形式。A亞單位為毒素的活性中心，稱活性亞單位，決定毒素的毒性效應。B亞單位稱結(jié)合單位，能使毒素分子特異性地結(jié)合在宿主易感組織的細胞膜受體上，并協(xié)助A亞單位穿過細胞膜。A、B亞單位單獨均無毒性，A亞單位必須在B亞單位的協(xié)助下

8、，結(jié)合至受體釋放到細胞內(nèi)，才能發(fā)揮毒性作用，因此毒素結(jié)構(gòu)的完整性是其致病的必備條件。B亞單位可單獨與細胞膜受體結(jié)合，并阻斷完整毒素的結(jié)合，B亞單位可刺激機體產(chǎn)生相應的抗體，從而阻斷完整毒素結(jié)合細胞，可作為良好的亞單位疫苗。 (2)特性 1：外毒素的毒性作用極強，如lmg純化的肉毒毒素能殺死2000萬只小鼠。破傷風毒素對小鼠的致死劑量，是馬錢子堿的106倍。2：外毒素的毒性具有高度的特異性。不同細菌產(chǎn)生的外毒素，對機體的組織器官有一定的選擇。3：外毒素具有良好的免疫原性，可刺激機體產(chǎn)生特異性的抗體，而使機體具有免疫保護作用，這種抗體稱為抗毒素(antitoxin)，可用于緊急治療和預防。4：多數(shù)

9、外毒素不耐熱，一般在6080經(jīng)l080min即可失去毒性。 (3)類毒素：外毒素在0.4%甲醛溶液作用下，經(jīng)過一段時間可以脫毒，但仍保留原有抗原性，稱之為類毒素 (toxoid)。類毒素注人機體后，仍可刺激機體產(chǎn)生抗毒素，可作為疫苗進行免疫接種。 (4)毒素的分類 目前尚末統(tǒng)一，比較簡明的是根據(jù)其性質(zhì)分為三類: A-B型毒素、攻膜毒素以及超抗原毒素。1：攻膜毒素 又名穿孔毒素。其作用機制是在宿主細胞膜上形成小孔，造成胞內(nèi)液流失而使細胞破壞。一些溶血毒素及磷酸酯酶屬于此類，金黃色葡萄球菌的。2： A-B型毒素 具有典型的A-B兩個亞單位，多數(shù)外毒素均屬此類。例如霍亂毒素、志賀毒素、破傷風毒素等。

10、3：超抗原毒素 缺乏典型的A-B亞單位結(jié)構(gòu)，它與T細胞結(jié)合，釋放出細胞因子。金黃色葡萄球菌的毒素休克綜合征毒素屬于此類 。 2、內(nèi)毒素 (endotoxin) 內(nèi)毒素特指革蘭氏陰性菌外膜中的脂多糖 (LPS)成分，細菌在死亡后破裂或用人工方法裂解菌體后才釋放。革蘭氏陽性菌細胞壁中的脂磷壁酸 (LTA)具有LPS的絕大多數(shù)活性，但無致熱功能。螺旋體、衣原體、立克次體亦含有LPS。(2)特性 內(nèi)毒素耐熱，加熱100經(jīng)lh仍不被破壞，必須加熱160經(jīng)24h，或用強酸、強堿或強氧化劑煮沸30min才失活。不能被甲醛脫毒成類毒素。內(nèi)毒素的抗原性較弱，將內(nèi)毒素注人機體可產(chǎn)生針對其中多糖抗原的相應抗體，但此

11、抗體并無中和內(nèi)毒素毒性的作用。(3)檢測 目前通用鱟試驗。東方鱟或美洲鱟均是海洋節(jié)肢動物，其血液中的有核變形細胞能被內(nèi)毒素所裂解。特 性外 毒 素內(nèi) 毒 素化學性質(zhì)蛋白質(zhì)脂多糖產(chǎn)生及存在部位由某些革蘭氏陽性細菌或陰性細菌產(chǎn)生并分泌到體外 由革蘭氏陰性細菌產(chǎn)生并在菌體裂解后才釋放到體外耐熱性通常不耐熱，6080、30min被破壞 較為耐熱，160、24小時才能被破壞 毒性作用特異性。為細胞毒素、腸毒素或神經(jīng)毒素，對特定細胞或組織發(fā)揮特定作用 全身性。引致發(fā)熱、腹瀉、嘔吐 毒性程度高，往往致死 弱，很少致死免疫原性強，刺激機體產(chǎn)生中和抗體 較弱，免疫應答不足以中和毒性能否產(chǎn)生類毒素能，用甲醛處理不

12、能（三）細菌毒力的測定 最小致死量（MLD）：能使特定的試驗動物于感染后，在一定時限內(nèi)發(fā)生死亡的最小微生物量和毒素量。 半數(shù)致死量（LD50）：在一定時限內(nèi)能使半數(shù)動物于感染后發(fā)生死亡所用之活微生物量或毒素量。 最小感染量（MID）：是病原微生物對實驗對象引起感染的最小劑量。 半數(shù)感染量（ID50）：是病原微生物對半數(shù)實驗對象發(fā)生感染的劑量。（四）改變細菌毒力的方法 毒力增強的方法：連續(xù)通過易感動物，可使病原微生物的毒力增強；有的細菌與其它微生物共生或被溫和噬菌體感染也可增強毒力。 毒力減弱的方法：病原菌的毒力可自發(fā)地或人為地減弱。人工減弱病原菌的毒力，在疫苗制造上有重要意義。常用的方法有：將

13、病原微生物連續(xù)通過非易感動物；在較高溫度下培養(yǎng)；在含有特殊化學物質(zhì)的培養(yǎng)基中培養(yǎng)。此外，在含有特殊抗血清、特異噬菌體或抗生素的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，甚至長期進行一般的人工繼代培養(yǎng)，也都能使病原菌的毒力減弱。二、細菌侵入機體的數(shù)量及門戶（一）細菌侵入的數(shù)量 由于正常機體對外來細菌的侵入具有一定的天然免疫力，因此，細菌引起疾病除需要有一定的毒力外，還要有一定的數(shù)量。 （二）細菌侵入的門戶 具有一定毒力和數(shù)量的病原菌，還要有適當?shù)拈T戶侵入，才能引起疾病，如消化道、呼吸道和生殖道黏膜及皮膚都可成為細菌侵入的門戶。三、細菌感染的類型 病原菌在一定的環(huán)境條件下，突破機體的防御屏障侵入機體，在一定的部位生長、繁殖，并引起不同程度的病理過程，這一過程稱為感染或傳染。傳染的過程是病原菌和機體相互作用、相互斗爭的過程，結(jié)果可以表現(xiàn)出下列幾種形式。（一）隱性感染 雖經(jīng)病原菌感染，但由于入侵的病原菌數(shù)量少、毒力弱或機體的抵抗力較強，而使機體的損害較輕，不引起明顯的病變和臨床癥狀。機體通過隱性感染也可獲得一定的免疫力。 （二）顯性感染 機體經(jīng)感染而出現(xiàn)明顯病變和臨床癥狀。顯性感染按感染部位及性質(zhì)又可分為局部感染和全身感染。A 局部感染：病原菌侵入機體后，局限在一定部位生長繁殖，引起局部病變的一種感染類型，稱為局部感染。B 全身感染：感染發(fā)生后，病原菌或其代謝產(chǎn)物