感染(細(xì)菌性感染)

1、第三章 感染(gnrn)Infection 微生物學(xué)(wi shn w xu)與免疫學(xué)教研室 細(xì)菌性感染共七十二頁基本概念感染（Infection): 微生物侵入宿主體內(nèi)，在其中生長繁殖、釋放毒性物質(zhì)并與宿主防御機(jī)制相互作用引起(ynq)不同程度的病理過程。是微生物與宿主在個(gè)體、細(xì)胞和分子的多層面相互作用的生物學(xué)現(xiàn)象。 傳染(Transmission): 來自宿主外的微生物，通過一定方式從一宿主傳到另一宿主的引起的感染則稱為傳染致病性微生物或病原體（pathogen）：能引起感染或宿主疾病的微生物。非致病微生物或非病原體（nonpathogenic microorganism, nonpath

2、ogen） 共七十二頁致病性（病原性，pathogenicity）: 致病性微生物致病的性質(zhì)。微生物的毒力：在宿主(szh)免疫防御功能一定的情況下，微生物的致病性有強(qiáng)弱之分?；靖拍罟财呤摱玖?virulence)：致病菌的致病性強(qiáng)弱程度?？煞譃閺?qiáng)毒株、弱毒株和無毒株.半數(shù)致死量(median lethal dose,LD50)或半數(shù)感染(gnrn)量(median infective dose,ID50) 。即在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，通過指定的感染途徑，能使一定體重或年齡的某種動(dòng)物半數(shù)死亡或感染需要的最小細(xì)菌數(shù)或毒素量。是測定毒力的傳統(tǒng)方法?；靖拍罟财呤揂株細(xì)菌(xjn)的LD50為30

3、，B株細(xì)菌的LD50為50，說明A株比B株毒力強(qiáng)。共七十二頁第一節(jié) 細(xì)菌性感染(gnrn)細(xì)菌(xjn)的致病機(jī)制侵襲力毒 素超抗原與疾病細(xì)菌性感染的傳播細(xì)菌感染的來源傳播途徑細(xì)菌性感染的類型隱性感染顯性感染全身細(xì)菌性感染共七十二頁一、細(xì)菌(xjn)的致病機(jī)制侵襲力：病原菌突破宿主皮膚、黏膜生理屏障等免疫防御機(jī)制，進(jìn)入機(jī)體定居、繁殖(fnzh)和擴(kuò)散的能力。毒素：能損害宿主組織、器官并引起生理功能紊亂的大分子成分。侵襲力和毒素是病原菌毒力的物質(zhì)基礎(chǔ)，統(tǒng)稱為毒力因子。共七十二頁（一）侵襲(qnx)力黏附(ninf)與定植侵 入繁殖和擴(kuò)散共七十二頁1. 黏附(ninf)與定植：黏附(adhesio

4、n)是微生物與宿主發(fā)生關(guān)系的普遍性生物學(xué)現(xiàn)象，是感染的第一步，進(jìn)而定植、增殖及致病。 細(xì)菌的黏附能力與致病性密切相關(guān)。 因存在不利于細(xì)菌定居的因素(yn s)，故黏附作用是必需的。共七十二頁1. 黏附(ninf)與定植： (1) 黏附(ninf)現(xiàn)象(2) 黏附性結(jié)構(gòu)物質(zhì) (3) 黏附機(jī)制 (4) 組織趨向性共七十二頁1）黏附(ninf)現(xiàn)象表現(xiàn)方式：單個(gè)散在的吸附，形成微菌落(microcolony)和細(xì)菌的生物膜(biofilms, biomembrane)。細(xì)菌的微菌落和生物膜是細(xì)菌抵抗不利環(huán)境，營造合適(hsh)的微生境(niche)，以利于生存的一種黏附定植式群體生存方式。共七十二頁

5、1）黏附(ninf)現(xiàn)象微生境(niche)：即直接對微生物產(chǎn)生效應(yīng)的環(huán)境 。 niche: (ecology) the status of an organism within its environment and community (affecting its survival as a species) . 微菌落：是人肉眼看不到細(xì)菌集落，需借助低倍顯微鏡才能觀察，一般為一個(gè)克隆，通過菌體表面黏附性物質(zhì)(wzh)使菌細(xì)胞黏連在一起。共七十二頁1）黏附(ninf)現(xiàn)象細(xì)菌的生物膜：是以微菌落為基本結(jié)構(gòu)單位(dnwi)（家族）的有序性“社區(qū)”結(jié)構(gòu)，可為不同種屬的細(xì)菌共同形成，大小為300

6、700m。其結(jié)構(gòu)基質(zhì)主要為伸出于細(xì)胞表層的胞外多糖。菌細(xì)胞之間可通過閾感分子（生物膜中此方式信息傳遞速率比混懸菌高10 600倍）自動(dòng)感應(yīng)周圍環(huán)境的變化，從而調(diào)整菌群密度、代謝及生長速率等。共七十二頁胞外多糖(du tn)共七十二頁生物膜的形成(xngchng)當(dāng)細(xì)菌黏附在潮濕(chosh)的物體表面后，開始分泌粘性的、膠狀的物質(zhì)（如胞外多糖），這種物質(zhì)使它們能錨定在任何材料上，如金屬、塑料、醫(yī)用移植材料以及組織等。一種細(xì)菌可以組成一個(gè)生物膜，但更多的生物膜由多種細(xì)菌組成。生物膜在物體表面形成后，會(huì)帶來一些有害或有益的反應(yīng)。共七十二頁生物膜的形成(xngchng)共七十二頁Animation

7、of biofilm formation共七十二頁不同物體表面(biomin)的微菌落和生物膜下圖為齒斑生物膜的SEM下圖：小白鼠小腸黏膜上皮細(xì)胞表面的生物膜電鏡照片共七十二頁隱形眼鏡表面的生物膜的掃描電鏡照片隱形眼鏡表面(biomin)的生物膜的掃描電鏡照片不同物體(wt)表面的微菌落和生物膜共七十二頁移植在體內(nèi)(t ni)的假嗓上生長的生物膜(SEM)不同物體表面(biomin)的微菌落和生物膜共七十二頁微菌落(jnlu)及生物膜的特點(diǎn)較單個(gè)黏附的或混懸的細(xì)菌更易于抵抗免疫細(xì)胞（如巨噬細(xì)胞）、免疫分子（如抗體、補(bǔ)體）及藥物（如抗生素）的攻擊。 可克服液態(tài)流的沖擊從而(cng r)持續(xù)存在（

8、可以說是不可逆性的黏附）。 其中的細(xì)菌可通過接合機(jī)制快速傳遞耐藥基因。共七十二頁微菌落(jnlu)及生物膜對抗菌物質(zhì)的強(qiáng)抵抗力共七十二頁微菌落(jnlu)和生物膜現(xiàn)象在現(xiàn)代臨床醫(yī)學(xué)中的意義發(fā)現(xiàn)此現(xiàn)象后，對某些慢性難治性感染有了新的理解和認(rèn)識(shí)。如細(xì)菌性心內(nèi)膜炎、肺組織的囊性纖維病等；另外中耳炎、軍團(tuán)病等急性感染都與生物膜有關(guān)。 微菌落及生物膜是現(xiàn)代(xindi)醫(yī)源性感染的重要原因。許多醫(yī)療設(shè)備如導(dǎo)尿管、人工植入物、創(chuàng)傷敷料等其表面均可被細(xì)菌黏附并形成生物膜。 共七十二頁微菌落和生物膜現(xiàn)象在現(xiàn)代(xindi)臨床醫(yī)學(xué)中的意義因?yàn)樯锬股氐膹?qiáng)抵抗力，所以更高劑量和/或長期使用的抗生素被用來(

9、yn li)治療生物膜相關(guān)的感染。 因?yàn)樯锬ず苋菀自诩揖釉O(shè)備表面形成，在消毒及清掃不徹底的情況下，日?；顒?dòng)可能會(huì)導(dǎo)致病原微生物感染。 共七十二頁1. 黏附(ninf)與定植： (1) 黏附(ninf)現(xiàn)象(2) 黏附性結(jié)構(gòu)物質(zhì) (3) 黏附機(jī)制 (4) 組織趨向性共七十二頁2）黏附性結(jié)構(gòu)(jigu)物質(zhì)存在于細(xì)菌表面的、能夠與宿主細(xì)胞發(fā)生黏附作用的結(jié)構(gòu)(jigu)物質(zhì)或成分。 主要成分為：蛋白質(zhì)、糖蛋白、多糖或脂多糖。 黏附結(jié)構(gòu)：普通菌毛、莢膜、微莢膜、支原體頂端結(jié)構(gòu)等。 這種黏附結(jié)構(gòu)物質(zhì)均作為配體與宿主細(xì)胞表面受體結(jié)合而介導(dǎo)黏附作用發(fā)生。共七十二頁多存在(cnzi)于G-細(xì)菌(xjn)莢膜

10、多糖G-菌的外膜蛋白多存在于G+A群鏈球菌的LTA2）黏附性結(jié)構(gòu)物質(zhì)黏附因子 (adhesive factor)黏附素 (adhesin)菌 毛非菌毛 粘附素定居因子大腸埃希菌腎盂腎炎相關(guān)性P菌毛膜磷壁酸共七十二頁菌毛黏附(ninf)因子上圖：細(xì)菌由菌毛介導(dǎo)的黏附下圖：菌毛上的黏附位點(diǎn)即配體與宿主細(xì)胞上相應(yīng)受體結(jié)合共七十二頁菌毛的黏附(ninf)作用可抵抗液體流沖擊(Gif)共七十二頁非菌毛黏附(ninf)素共七十二頁1. 黏附(ninf)與定植： (1) 黏附(ninf)現(xiàn)象(2) 黏附性結(jié)構(gòu)物質(zhì) (3) 黏附機(jī)制 (4) 組織趨向性共七十二頁黏附(ninf)為不穩(wěn)定的、可逆的黏附(ninf

11、)為牢固的、不可逆的細(xì)菌與宿主細(xì)胞之間距離10nm細(xì)菌與宿主細(xì)胞之間距離10nm非特異性黏附與特異性黏附包括：細(xì)菌和宿主細(xì)胞之間的靜電吸引及疏水作用，陽離子橋聯(lián)作用和配體-受體相互結(jié)合。共七十二頁載鐵蛋白基因表達(dá)加速生長繁殖產(chǎn)生分泌入侵蛋白誘導(dǎo)黏附分子表達(dá)細(xì)菌可發(fā)生的變化宿主細(xì)胞方面的變化形態(tài)變化細(xì)胞凋亡細(xì)胞因子合成釋放黏附分子表達(dá)配體和受體構(gòu)象改變信號(hào)傳遞發(fā)生生理生化變化共七十二頁1. 黏附(ninf)與定植： (1) 黏附(ninf)現(xiàn)象(2) 黏附性結(jié)構(gòu)物質(zhì) (3) 黏附機(jī)制 (4) 組織趨向性共七十二頁4）組織(zzh)趨向性不同種的細(xì)菌以不同的配體與不同的宿主結(jié)合。 一種微生物大多只

12、能(zh nn)黏附于某一特定組織靶位，即某一細(xì)菌只感染某一特定組織。 （流感病毒只能吸附于粘膜上皮細(xì)胞） 配體和受體的結(jié)合，具有種屬特異性，是由基因控制的。 共七十二頁（一）侵襲(qnx)力黏附(ninf)與定植侵 入繁殖和擴(kuò)散共七十二頁2. 侵入(qnr)(invasion)定義：指某些毒力強(qiáng)或具有侵襲能力(nngl)的病原菌主動(dòng)侵入非吞噬細(xì)胞的感染過程。 被侵入的細(xì)胞主要為黏膜上皮細(xì)胞。 常見的具有侵襲能力的病原菌有：鼠傷寒沙門菌、福氏痢疾桿菌、腸侵襲性大腸埃希菌(EIEC)等。 侵襲基因(invasion gene, inv基因)編碼 侵襲素(invasin)。共七十二頁細(xì)菌(xjn)

13、侵入非免疫細(xì)胞(Gif)共七十二頁（一）侵襲(qnx)力黏附(ninf)與定植侵 入繁殖和擴(kuò)散共七十二頁3. 繁殖(fnzh)和擴(kuò)散 擴(kuò)散方式?jīng)Q定因素：細(xì)菌的致病性質(zhì)、宿主機(jī)體的免疫力及感染的階段。 局部擴(kuò)散 局部表層擴(kuò)散：某些細(xì)菌僅感染某部皮膚和黏膜，定植后向周圍擴(kuò)散。 局部深層擴(kuò)散：某些細(xì)菌能克服皮膚和黏膜屏障，進(jìn)入(jnr)皮下或黏膜下組織。 3） 全身擴(kuò)散：指細(xì)菌突破皮膚或黏膜后，主要進(jìn)入血流擴(kuò)散，通過血流到特定的靶位引起感染。共七十二頁痢疾志賀菌穿過(chun u)黏膜上皮且侵入黏膜上皮細(xì)胞(Gif)共七十二頁（二）毒素(d s)(toxin)定義：細(xì)菌在生長繁殖中產(chǎn)生和釋放的毒性成

14、分(chng fn)?？芍苯踊蜷g接損傷宿主細(xì)胞、 組織和器官，干擾其生理功能。外毒素(exotoxin)內(nèi)毒素(endotoxin)共七十二頁1.外毒素定義：主要由G(+)和部分G(-)產(chǎn)生并釋放到菌體外的毒性蛋白質(zhì)。大多數(shù)外毒素由活菌分泌到胞外，少數(shù)在細(xì)菌裂解后釋放出來。 性質(zhì)：為蛋白質(zhì)（A-B毒素）；毒性作用強(qiáng)，且具有組織選擇性；對理化因素不穩(wěn)定，一般不耐熱；抗原性強(qiáng)，其抗體為抗毒素(antitoxin)。外毒素可用人工方法處理脫毒成為(chngwi)類毒素 。 可分為：神經(jīng)毒素、細(xì)胞毒素和腸毒素共七十二頁1. 外毒素共七十二頁2. 內(nèi)毒素定義：是革蘭陰性菌細(xì)胞壁中的結(jié)構(gòu)組分，在菌細(xì)胞破解

15、后才釋放出來的毒性脂多糖(LPS)。內(nèi)毒素也存在于螺旋體，衣原體和立克次體中。 性質(zhì)：產(chǎn)生于G(-)；化學(xué)性質(zhì)為LPS，對理化因素穩(wěn)定，耐熱；毒性相對(xingdu)較弱，無選擇性；抗原性較弱，不能脫毒成為類毒素。 各種G(-)產(chǎn)生的內(nèi)毒素致病作用基本相似。其毒性成分為脂類A。共七十二頁G(-)菌裂解(li ji)釋放LPS共七十二頁革蘭陰性菌細(xì)胞壁脂多糖(du tn)共七十二頁內(nèi)毒素的毒性(d xn)作用1) 發(fā)熱(f r)反應(yīng)(fever)2) 白細(xì)胞反應(yīng)3) Shwartzman現(xiàn)象與DIC4) 內(nèi)毒素血癥與休克5) 免疫調(diào)節(jié)作用共七十二頁1) 發(fā)熱(f r)反應(yīng)單核 -巨噬細(xì)胞等LPS

16、內(nèi)源性熱原質(zhì)(yun zh) (IL-1、TNF-等)下丘腦體溫 調(diào)節(jié)中樞發(fā)熱激活共七十二頁內(nèi)毒素的毒性(d xn)作用1) 發(fā)熱(f r)反應(yīng)(fever)2) 白細(xì)胞反應(yīng)3) Shwartzman現(xiàn)象與DIC4) 內(nèi)毒素血癥與休克5) 免疫調(diào)節(jié)作用共七十二頁2) 白細(xì)胞反應(yīng)(fnyng)LPS白細(xì)胞數(shù) 急劇(jj)減少數(shù)小時(shí)后白細(xì)胞數(shù) 急劇升高共七十二頁內(nèi)毒素的毒性(d xn)作用1) 發(fā)熱(f r)反應(yīng)(fever)2) 白細(xì)胞反應(yīng)3) Shwartzman現(xiàn)象與DIC4) 內(nèi)毒素血癥與休克5) 免疫調(diào)節(jié)作用共七十二頁3) Shwartzman現(xiàn)象(xinxing)與DIC (彌漫性血管

17、內(nèi)凝血）(Disseminated intravascular coagulation)局部(jb)反應(yīng)家兔皮內(nèi)注入G(-)菌培養(yǎng)物上清1824h后同樣注射物再次靜脈注射10h后第一次注射局部出血、壞死全身反應(yīng)家兔靜脈注入G(-)菌培養(yǎng)物上清1824h后同樣注射物再次靜脈注射10h后全身廣泛出血、壞死共七十二頁內(nèi)毒素的毒性(d xn)作用1) 發(fā)熱(f r)反應(yīng)(fever)2) 白細(xì)胞反應(yīng)3) Shwartzman現(xiàn)象與DIC4) 內(nèi)毒素血癥與休克5) 免疫調(diào)節(jié)作用共七十二頁4）內(nèi)毒素血癥與休克(xik)MOSF 多器官系統(tǒng)(xtng)衰竭共七十二頁內(nèi)毒素的毒性(d xn)作用1) 發(fā)熱(f

18、 r)反應(yīng)(fever)2) 白細(xì)胞反應(yīng)3) Shwartzman現(xiàn)象與DIC4) 內(nèi)毒素血癥與休克5) 免疫調(diào)節(jié)作用共七十二頁5）免疫調(diào)節(jié)作用(zuyng) 小量內(nèi)毒素可激活B細(xì)胞產(chǎn)生(chnshng)抗體，激活巨嗜細(xì)胞、NK細(xì)胞、誘導(dǎo)多種細(xì)胞因子產(chǎn)生，增強(qiáng)非特異性免疫功能。共七十二頁內(nèi)毒素的毒性(d xn)作用1）發(fā)熱(f r)反應(yīng)(fever)2) 白細(xì)胞反應(yīng)3) Shwartzman現(xiàn)象與DIC4) 內(nèi)毒素血癥與休克5) 免疫調(diào)節(jié)作用共七十二頁區(qū)別要點(diǎn)外毒素內(nèi)毒素來源革蘭陽性菌與部分革蘭陰性菌革蘭陰性菌存在部分從活菌分泌出，少數(shù)菌崩解后釋放細(xì)胞壁組分，菌裂解后釋放化學(xué)成分蛋白質(zhì)脂多糖穩(wěn)

19、定性60-80 ，30min被破壞160 ，2-4h才被破壞毒性作用強(qiáng)，對組織器官有選擇性毒害效應(yīng)，引起特殊臨床表現(xiàn)較弱，各菌的毒性效應(yīng)大致相同，引起發(fā)熱、白細(xì)胞增多、微循環(huán)障礙、休克、DIC等抗原性強(qiáng)，刺激機(jī)體產(chǎn)生抗毒素；甲醛液處理脫毒形成類毒素弱，刺激機(jī)體產(chǎn)生的中和抗體作用弱；甲醛處理不形成類毒素外毒素與內(nèi)毒素的主要(zhyo)區(qū)別共七十二頁（三）超抗原(kngyun)與疾病超抗原(kngyun)(superantigen)：某些微生物產(chǎn)生的一些毒性蛋白，具有激活免疫反應(yīng)的高度生物學(xué)活性，刺激機(jī)體產(chǎn)生大量T細(xì)胞和細(xì)胞因子，主要表現(xiàn)為致病作用。超抗原特征： 不需要抗原遞呈細(xì)胞的胞內(nèi)加工激活具

20、有特異性受體的T（TCR V)細(xì)胞極微量的超抗原即可刺激產(chǎn)生大量T細(xì)胞及細(xì)胞因子，導(dǎo)致生理功能紊亂。共七十二頁（三）超抗原(kngyun)與疾病超抗原例子：葡萄球菌腸毒素來自食物金黃色葡萄球菌、鏈球菌致熱外毒素（SPE）A群 、毒性休克綜合癥毒素(d s)（TSST-1） A 群鏈球菌 經(jīng)期高燒、休克 等。 與超抗原有關(guān)的疾?。烘溓蚓嘛L(fēng)濕熱和腎小球腎炎、 牛皮癬、 風(fēng)濕性及類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、TSS等。 共七十二頁第一節(jié) 細(xì)菌性感染(gnrn)細(xì)菌(xjn)的致病機(jī)制侵襲力毒 素超抗原與疾病細(xì)菌性感染的傳播細(xì)菌感染的來源傳播途徑細(xì)菌性感染的類型隱性感染顯性感染全身細(xì)菌性感染共七十二頁二、細(xì)菌性

21、感染(gnrn)的傳播（一）細(xì)菌感染的來源 外源性感染：致病菌來源于宿主體外。 病人及帶菌者是主要傳染源： 帶菌者：指恢復(fù)期患者或帶有某種病原菌 的健康人。患病及帶菌動(dòng)物。 內(nèi)源性感染：來自宿主自身(zshn)的感染。 主要指來自宿主機(jī)體內(nèi)正常菌群及某些曾感染過而潛伏下來的微生物的重新感染。共七十二頁二、細(xì)菌性感染(gnrn)的傳播（二）傳播途徑： 呼吸道：空氣飛沫。如：百日咳、結(jié)核。 消化道：糞口途徑。如：傷寒。 皮膚：破口。如：化膿性感染、破傷風(fēng)。 血液：輸血注射。如：梅毒、 乙型肝炎。 人畜共患疾病(jbng)的傳播：節(jié)肢動(dòng)物為媒介。如：乙腦、鼠疫。 性傳播：人類自身的性行為方式。性傳播

22、疾病(STD)。如：梅毒、艾滋病。 共七十二頁第一節(jié) 細(xì)菌性感染(gnrn)細(xì)菌(xjn)的致病機(jī)制侵襲力毒 素超抗原與疾病細(xì)菌性感染的傳播細(xì)菌感染的來源傳播途徑細(xì)菌性感染的類型隱性感染顯性感染全身細(xì)菌性感染共七十二頁三、細(xì)菌性感染(gnrn)的類型（一）隱性感染或亞臨床感染：侵入的病原菌數(shù)量較少，毒力較弱，同時(shí)機(jī)體免疫功能(gngnng)較強(qiáng)時(shí)，病原菌沒有對機(jī)體造成較大的傷害，不出現(xiàn)明顯的癥狀。（病原攜帶者） 微生物從黏附于宿主細(xì)胞表面，便開始與宿主細(xì)胞發(fā)生相互作用，隨著感染的發(fā)生與發(fā)展，病原菌與宿主之間經(jīng)過力量的對比，就形成臨床上不同的感染類型。共七十二頁（二）顯性感染：病原菌的毒力強(qiáng)，數(shù)量多，機(jī)體免疫力低下時(shí)，感染就會(huì)造成病理性損傷，使宿主出現(xiàn)臨床癥狀或體征。 傳染?。╥nfectious disease)：即傳染性疾病(jbng)，是由病原體引起的，能在人與人、動(dòng)物與動(dòng)物或人與動(dòng)物之間相互傳染的疾病(jbng)。 顯性感染(gnrn)分類全身感染局部感染急性感染慢性感染共七十二頁毒血癥膿毒血癥敗血癥菌血癥內(nèi)毒素血癥全身(qun shn)細(xì)菌性感染共七十二頁毒血癥（toxemia） 病原