第6章_細菌感染與免疫.ppt

1、醫(yī)學微生物學、2、細菌感染與免疫，第三軍醫(yī)大學微生物學系胡福泉博士/教授，重點與難點，重點：名詞概念：正常菌群、條件致病菌、菌群失調、菌血癥、毒血癥、膿毒癥、膿毒癥、ID50、LD50、病原體相關分子模式、模式識別受體等。細菌的致病性抗感染天然免疫和獲得性免疫預防和控制醫(yī)院感染的難點：名詞概念細菌的致病性：致病機理、內毒素、外毒素獲得性免疫、外毒素感染的免疫特性、細胞內細菌感染和外毒素病、細菌感染(感染):是指細菌侵入宿主體內生長繁殖并與機體相互作用而引起的一系列病理變化，引起一系列宿主感染。這些細菌被稱為病原菌或病原細菌(病原體)。病原菌從一個宿主轉移到另一個宿主并引起感染的過程被稱為感染或

2、傳播。有些細菌在正常情況下不會引起疾病，但只有在某些情況下才會。這些細菌被稱為條件致病菌或條件致病菌。抗感染免疫是指微生物侵入宿主機體后，宿主免疫系統(tǒng)產生抗感染免疫反應，從而抑制或避免微生物致病作用的過程。免疫系統(tǒng)的這種功能被稱為免疫防御。在宿主抗感染免疫的壓力下，微生物也會產生免疫逃逸現(xiàn)象，從而逃避宿主的免疫防御功能。微生物的感染和生物體的抗感染免疫構成了一對基本矛盾。這一對矛盾力量的消長決定了疾病的發(fā)生、發(fā)展和轉歸。第一節(jié)正常菌群和條件致病菌，正常菌群：是指正常生活在宿主體內，對宿主無害和有益的微生物群落的總稱。不同種類和數(shù)量的微生物棲息在正常人的體表和口腔(如口腔、鼻咽腔、腸道、泌尿生殖

3、道等)表面。)與外界交流。表6-1列出了人體各部位常見的正常菌群。1。正常菌群，表61，正常菌群的生理意義，生物拮抗作用正常菌群在宿主體內的正常定居可以阻礙或抵抗病原微生物的入侵和繁殖，對宿主起到保護作用。具有正常營養(yǎng)功能的菌群位于宿主體內，對宿主攝入的營養(yǎng)物質進行初步代謝、物質轉化和合成代謝，形成一些有利于宿主吸收利用的物質，甚至合成一些宿主自身不能合成的物質供宿主使用。免疫宿主的免疫系統(tǒng)依賴抗原的刺激而發(fā)育成熟。正常菌群作為抗原可以促進宿主免疫器官的發(fā)育，刺激免疫系統(tǒng)的成熟和免疫應答?？顾ダ涎芯勘砻鳎Ｄc道菌群的組成和數(shù)量在人類生命的不同階段是不同的，它們與人類的發(fā)育、成熟和衰老有關。正

4、常的微生物群落和它們現(xiàn)有的環(huán)境(即宿主)之間有一種相互依賴和相互制約的狀態(tài)。這種狀態(tài)總是處于動態(tài)過程中。只要這一動態(tài)過程不引起疾病，它就被稱為微生物病。當宿主的變化(免疫、營養(yǎng)和代謝等)時。)，正常微生物群落(種類、數(shù)量、位置等。)或外部環(huán)境(物理、化學和生物)打破微生態(tài)平衡，就會導致微生態(tài)失衡，而最常見的是菌群失調。微生態(tài)學：從細胞或分子水平研究微生物、宿主和環(huán)境之間關系的一門綜合學科。正常菌群的一些擴展概念。當正常菌群與宿主之間的生態(tài)平衡失衡時，一些正常菌群會成為條件致病菌，引起宿主疾病，因此條件致病菌也被稱為條件致病菌。常見的情況如下：1 .正常菌群的定居變化；2.宿主的免疫功能低下；3

5、.植物群失衡了；2.機會性病原體和致病性):細菌對宿主的感染。毒力用于指示細菌的致病程度。通常，中位致死劑量(LD50)或中位感染劑量(ID50)常被用作確定毒性的指標。中位致死劑量(LD50)是指在特定條件下可導致50%實驗動物死亡的微生物或毒素的數(shù)量。中位感染劑量(ID50)是指可導致50%實驗動物或組織培養(yǎng)細胞感染的微生物數(shù)量。微生物的毒力越強，LD50值或ID50值越小。在第二部分，細菌的致病性由許多基因決定。這些致病性相關基因可以分散或聚集在病原菌的基因組中。與細菌致病性相關的聚集的脫氧核糖核酸序列被稱為致病性城市島。毒力島的平均氣相色譜含量通常與細菌基因組的氣相色譜含量相差很大，表

6、明毒力島可能是通過水平轉移獲得的。是指病原菌突破宿主的皮膚和粘膜等生理屏障，進入體內，在體內定居和繁殖的能力。細菌的入侵性包括粘附、定居和產生入侵相關物質的能力。與侵襲性相關的物質主要包括粘附素、包膜、侵襲素、侵襲酶和細菌生物膜。(1)粘附素粘附素是一種存在于細菌表面的粘附相關物質，可分為菌毛粘附素和非菌毛粘附素。表6-2列出了一些細菌的粘附素及其靶細胞受體。1.侵入性，見表62。(2)菌囊是細菌表面的一種特殊結構。細菌的m蛋白、Vi抗原和K抗原稱為微囊。它們在發(fā)病中的作用如下：1 .抗吞噬吞噬作用；2.體液中的抗殺菌物質，如抗體和補體；和3。侵襲性酶和致病性葡萄球菌凝固酶，可將血漿中的可溶性

7、纖維蛋白原轉化為固體纖維蛋白并包裹在細菌表面，有利于抵抗宿主的吞噬吞噬作用。A群鏈球菌產生的透明質酸酶能分解細胞間物質中的透明質酸，有利于細菌及其毒素的擴散。淋病奈瑟菌、腦膜炎奈瑟菌、血鏈球菌、口腔鏈球菌、流感嗜血桿菌等。能產生sIgA蛋白酶，分解免疫球蛋白IgA，破壞粘膜的特異性防御功能。當一些病原菌被吞噬細胞吞噬時，它們會產生一些酶來抵抗殺死。例如，葡萄球菌可以產生過氧化氫酶，它可以抵抗嗜中性粒細胞的髓過氧化物酶的殺菌作用，這有利于細菌在組織中的傳播以及吞噬細胞。(4)侵襲性細菌的這種侵襲能力受侵襲性基因inv控制。Inv基因編碼一個入侵基因。侵襲性細菌：傷寒沙門氏菌、福氏志賀氏菌、侵襲性

8、大腸桿菌、淋球菌、空腸彎曲菌等。(5)細菌生物膜細菌生物膜是由細菌及其分泌的胞外聚合物(胞外多糖或蛋白質)附著在活的或無生命的物質表面形成的膜狀結構。、固定在靜脈導管表面的表皮葡萄球菌生物膜、細菌毒素、外毒素，它們通常具有很強的蛋白質毒性，對組織和器官具有選擇性毒性，一般不耐熱，容易被破壞并具有很強的抗原性。外毒素可以分為三類。神經毒素：對神經系統(tǒng)有毒性作用的細胞毒素：引起組織細胞變性和壞死的腸毒素：引起腸粘膜細胞分泌功能紊亂。外毒素的種類和毒性作用詳見表6-3。革蘭氏陰性菌細胞壁物質的化學成分是脂多糖，具有穩(wěn)定的理化性質和耐熱性。脂多糖污染后不易失活，不能用甲醛解毒成類毒素，毒性相對較弱，對

9、組織無選擇性。(2)內毒素，內毒素的生物作用，內毒素血癥和發(fā)熱反應引起的內毒素休克，內毒素的生物作用示意圖，6-4，3。體內誘導抗原是一種只有在細菌侵入宿主時才能被誘導和表達的基因，被稱為體內誘導抗原，IVIA體內的一些誘導基因與致病性密切相關。研究表明，大多數(shù)病原菌在體內誘導表達基因。超抗原是一種特殊的抗原，具有超強的刺激淋巴細胞增殖和產生過量T細胞和細胞因子的能力，其刺激淋巴細胞增殖的能力是植物凝集素的幾千倍。5.免疫病理損傷，一些不具有直接毒性的抗原物質可能通過激活機體的免疫反應而引起基于超敏反應機制的組織和細胞的免疫病理損傷，并最終導致疾病。如長期或反復鏈球菌感染、腎小球腎炎、類風濕性

10、關節(jié)炎、風濕性心臟病等?？捎尚瓦^敏引起；結核分枝桿菌可通過型過敏引起免疫病理損害。第三部分，宿主的抗感染免疫是宿主的抗感染。當病原微生物或其產品進入人體時，人體首先面臨對病原微生物及其產品的識別。在這些異物被識別后，異物通過先天免疫機制和獲得性免疫機制被清除。這個過程被稱為抗感染免疫。自然免疫又稱為固有免疫，獲得性免疫又稱為適應性免疫。人體自然免疫系統(tǒng)對病原體的識別是通過宿主體內“病原體相關分子模式”(PAMP)和“模式識別受體”(PRR)之間的特定結合來實現(xiàn)的，這種結合被稱為模式識別。(1)先天免疫中的模式識別；(1)病原體相關分子模式(PAMP)。病原體中存在一些進化上保守的結構，這些結構

11、與致病性相關，并且能夠與宿主中的模式識別受體特異性結合，這被稱為“病原體相關分子模式”(PAMP)。PAMP通常不是一個完整的分子，而是一些病原體相關分子的片段或基序。細菌細胞壁的成分，如肽聚糖(PGN)和脂多糖(脂多糖)、細菌蛋白質、細菌脂質以及細菌和病毒的核酸殘基，可能成為PAMP。微生物的種類很多，它們的抗原分子也很多。然而，如果“分子模式”是從分子結構中提取出來的，那么無限的抗原特異性物種可以概括為有限的“分子模式”。因此，PAMP的數(shù)量是有限的。模式識別是一種經濟的人體識別方法。(2)模式識別受體(PRR)，存在于血清、免疫細胞膜表面，甚至細胞質中，與PAMPs的識別有關。人體內PR

12、R的具體類型是有限的。PRR對PAMP的約束并不嚴格，也不十分準確。只要它們基本上適合于結合位點，它們就可以被結合，并且結合的適合度可以通過分子振動來提高，以實現(xiàn)柔性結合。PRR對抗原非剛性結合的“模式識別”大大提高了異物識別的有效性。(1)屏障結構、皮膚和粘膜(1)阻斷和消除作用(2)分泌多種抗菌物質如乳酸、脂肪酸、溶菌酶等。(3)正常菌群對外來細菌的拮抗作用，(2)天然免疫的組成和功能，(2)血腦屏障，(3)血腦屏障由軟腦膜、脈絡膜等組成。通過腦毛細血管內皮細胞層的緊密連接和吞咽作用，可以防止病原體及其毒性產物從血流進入腦組織或腦脊液，從而保護中樞神經系統(tǒng)。3.血胎盤屏障由母體子宮內膜基底

13、蛻膜和胎兒絨毛膜組成。這種屏障可以防止病原微生物進入胎兒，保護胎兒免受感染。吞噬趨化性：吸引吞噬細胞穿過毛細血管壁，聚集在局部炎癥部位進行識別和粘附：吞噬細胞表面受體，識別吞噬病原體表面分子：吞噬細胞伸出假腳，吞噬病原體形成吞噬細胞進行殺滅和消化：吞噬細胞中的超氧陰離子(活性氧和活性氮)和各種溶菌酶殺滅和消除細菌；(2)吞噬細胞，吞噬細胞對細菌的吞噬和消化過程示意圖，吞噬作用結果：完全吞噬作用抗原呈遞組織損傷，(3)體液因子，生物活性溶解和補體殺傷作用：C56789膜攻擊復合物趨化性， C3a，C5a等。吸引吞噬細胞進入病灶并促進吞噬作用：免疫粘附由C3b介導以促進吞噬作用。2.血清、唾液、淚

14、液、乳汁和粘膜分泌物中的溶菌酶能作用于革蘭氏陽性菌細胞壁中的肽聚糖，使細菌細胞壁開裂和溶解。3.抗菌肽抗菌肽是一種富含堿性氨基酸的小分子多肽，一般只有十至四十多個氨基酸。其殺菌機制是破壞細菌細胞膜的完整性，使細菌細胞溶解和死亡。3.適應性免疫又稱獲得性免疫，是機體在接觸病原體或接受抗原刺激后形成的免疫反應，其功能具有高度的特異性和記憶性。獲得性免疫包括體液免疫和細胞免疫，分別由B淋巴細胞和T淋巴細胞介導。(1)體液免疫，即抗體： 1所達到的免疫效果。抑制病原體粘附2。吞噬功能的調節(jié)：抗體和補體可以激活吞噬細胞的吞噬功能。3.中和毒素毒性，所以這種抗體也叫“抗毒素”。4.抗體和補體5的聯(lián)合溶菌。依賴于抗體的細胞毒性；(2)細胞免疫；1.細胞毒性T細胞通過穿孔素、顆粒酶和凋亡機制殺死靶細胞；2.Th1細胞分泌一系列細胞因子吸引吞噬細胞浸潤，增強吞噬功能；和3。黏膜免疫人體與外界接觸的黏膜表面，分布在消化道、呼吸道和黏膜下層其他部位的淋巴組織構成人體的局部黏膜防御系統(tǒng)，稱為黏膜免疫系統(tǒng)。第四，針對細胞內細菌感染的免疫，特異性抗體不能進入細胞發(fā)揮作用，而針對細胞內細菌感染的抵抗力主要取決于細胞免疫。1.吞噬細胞和自然殺傷細胞在殺死靶細胞中起重要作用。2.細胞