医学精品课件细菌的感染和免疫（37p）

细菌的感染和免疫 一、重点掌握细菌的致病性。 二、掌握感染、医院感染、毒血症、菌血症、 败血症、脓毒血症等概念，并熟悉细菌 感染的类型。 三、了解机体的抗菌免疫。 四、熟悉医院感染监测的微生物学检验和控制 学习目的及要求 细菌致病性的概念 细菌的致病性 : 是指细菌侵入机体、生长繁殖并引 起疾病的性能 。这类细菌称病原菌 (pathogenic bacterium)或致病菌 (pathogen)； 不同的致病菌致病的对象可以不同，也可以相同。 不同的致病菌对宿主引起不同的疾病 ；例如伤寒杆 菌能引起伤寒，痢疾杆菌能引起痢疾，这是由细菌种的 特性所决定的。 不同的 致病菌其致病的能力大小也不同 。 第一节 细菌的致病性 一、细菌的毒力 (virulence) 是指病原菌致病力的强弱程度 ，这在不同菌种 之间以及同种不同菌株之间可有所差异。 细菌毒力常用 半数致死量 (median lethal dose， LD50) 或半数感染量 (median infective dose， ID50)表示。 即在一定时间内，通过一定途径，能使一 定体重的实验动物半数死亡或感染所需的最少细菌数 或细菌毒素量 。 病原菌侵入机体能否致病，与细菌的毒力、数量 、侵入门户以及机体的免疫力、环境因素等密切相关 。 毒 力 侵袭力 毒 素 细菌的表 面 结 构 侵袭性物质 粘附素 adhesion 金葡 -血浆凝固酶 链 透明质酸酶 、链激酶 、链道酶 内毒素 细菌毒力的构成 ： 外毒素 阳性菌 脂磷壁酸 革兰阴性菌 菌毛 荚膜 与糖萼 微荚膜、 A蛋白、 M蛋白等 侵袭性大肠 侵袭素 福氏志贺菌 侵袭蛋白 细菌的侵袭力 (invasion)：指致病菌突破机体的防御 功能，在体内定居、繁殖和扩散的能力。 构成侵袭力的物质： 1.菌体表面结构 包括 菌毛 和 膜磷壁酸 以及 荚膜和 微荚膜 。 革兰阴性菌的菌毛和某些革兰阳性菌的膜磷壁 酸为具有粘附作用的细菌结构 ； 细菌的荚膜和微荚膜有 抗吞噬和抗体液中杀菌物质 (补体、溶菌酶等 )的作用 。 2.侵袭性物质 某些致病菌能产生一种或多种胞外 酶，它们可协助细菌抗吞噬或利于细菌在体内扩散等， 这些酶称为 侵袭性酶 。如血浆凝固酶、透明质酸酶等。 （一）细菌的侵袭力 产生细菌 ： 主要为革兰阳性菌 （ 破伤风梭菌、肉毒 梭菌、产气荚膜梭菌、白喉杆菌、金葡、溶血链球菌） ； 部分革兰阴性菌 （痢疾志贺菌、鼠疫杆菌霍乱弧菌、 产毒大肠杆菌、铜绿假单胞菌）。 化学成分 ： 蛋白质 不耐热 抗原性 ： 抗原性强，可脱毒制成类毒素。 外毒素 (exotoxin) (二 ) 毒 素 (toxin) 毒性极强 极少量即可使易感动物死亡，如 1mg肉毒 毒素能杀死一亿只小白鼠，比 KCN毒性强一万倍，是 目前所知的毒之最。破伤风痉挛毒素 1mg可杀死 2000 万只小白鼠，对人的致死量小于 1g 。 对组织细胞有选择性，可引起特殊临床症状 。 结 构： 有两个亚单位组成 分 类 ： 细胞毒素，神经毒素，肠毒素。 A亚单位 无毒，为与易感细胞结合的部分 B亚单位 毒性部分，为毒性中心 内毒素 (endotoxin) 产生细菌： 革兰阴性细菌 存在部位： 细胞壁的外层 化学成分： 脂多糖 （ lipopolysaccharide,LPS） 组 成： O特异性多糖、核心多糖、类脂 A对理化因素稳定， 耐热， 60 数小时不能破坏； 160 作用 24 h或用 强酸、强碱或强氧化剂煮沸 30min才可破坏 抗原性 : 弱，不能制成类毒素 。 致病作用 大致相似 ： 1)发热反应 ： 其机制是细菌被吞噬细胞吞人 后，吞噬细胞释放出内源性热原质（ IL-1,6,TNF ），刺激下丘脑体温调节中枢引起发热。 2)白细胞反应 ： 内毒素能使大量白细胞粘附 于微血管壁，引起循环血液中白细胞减少，不久 白细胞增多， 12-24小时达高峰，这是脂多糖诱 生中性粒细胞释放因子刺激骨髓，使骨髓中大量 白细胞入血所致。 3)内毒素血症 与 内毒素休克： 当血液中细菌或病灶内细菌释放大量内毒 素入血，即导致内毒素血症。 致病机制 ：内毒素作用于血小板、白细胞 、补体旁路活化途径、激肽系统等，形成和释 放生物活性介质（ 组织胺、 5-羟色胺、前列腺 素、激肽等 ），使小血管收缩和舒张、功能紊 乱而造成微循环障碍， 使血液淤滞于内脏，血 管通透性增加，血浆外渗，有效循环血量剧减 ，使血压显著下降，重要组织器官的血液灌注 不足、缺氧、酸中毒等，进而发展为内毒素休 克 。 4)弥漫性血管内凝血 (disseminated intravascular coagulation， DIC)： 是 指微 血栓广泛沉着于小血管中 ，它可发生于多种疾病 的过程中，不是一种独立的疾病，而是一种病理 过程或综合征。 发生机制 :内毒素直接 活化凝血系统 ，也可 通过损伤血管内皮细胞间接活化凝血系统。形成 广泛地血管内凝血，造成凝血因子的消耗和减少 。 内毒素还能直接活化并促进纤溶系统，使血 管内的凝血又被溶解。 DIC可使皮肤出血和渗血 ，严重者可致死。 内、外毒素的主要区别 区别点 外毒素 内毒素 产生的细菌 化学成分 稳 定 性 抗 原 性 主要为革兰阳性菌和少数革 兰阴性菌，分泌，释放 为蛋白质 不稳定，加热 60即被破坏 强，可刺激机体产生抗毒素 ，被甲醛脱毒制成类毒素 强，对组织器官具选择性 引起特殊的临床症状 存在革兰阴性菌细胞壁上 ，细菌裂解而释放 脂多糖 稳定， 160 2-4 小时才被破 坏 弱，不能制成类毒素 弱，各种细菌的内毒素的效应 相同，引起发热、白细胞变化 ，休克、 DIC等 毒 性 二、细菌的侵入数量与门户 侵入数量： 与毒力成反比 侵入门户： 经消化道 （举例说明） 经呼吸道 经皮肤创伤 经接触 经媒介昆虫 多途径 感染 (infection) 是 指细菌侵入宿主机体 后与宿主防御功能相互作用所引起不同程度 的病理过程 。感染又称传染。 依病原体来源分为 外源性 和 内源性 感染 ； 据发生感染发生场所分 社会感染 和 医院感 染 。无论何种感染均可表现为若干感染类型 。 第二节 感染的种类与结局 1.外源性感染 是指病原体来自体外，包括 来自其它患者、带菌者或带菌的动物或外环境 ( 食物、土壤、水、空气等 )，通过各种途径进入 机体。 2.内源性感染 指病原体来自自身的体表 和体内，多为条件致病菌。 当机体长期大量使用广谱抗生素或免疫抑 制剂，使机体免疫功能降低时，条件致病菌或 病原菌得以迅速繁殖而发生感染。目前内源性 感染有逐渐增多的趋势。 一、外源性与内源性感染 社会感染 是 指在医院外发生的一切感 染，是相对于医院内引起的感染而言 。 医院感染 是 指医院内所发生的感染 ，包括在医院中活动的所有人群 。如医院患 者、医务工作者、陪伴者和探视者等的感染 。 二、社会感染与 医院感染 病原菌侵入机体能否致病，与细菌的 毒力 、 数量 、 侵 入门户 以及 机体的免疫力 、 环境因素 等密切相关。 1.隐性感染 当机体抗感染的免疫力较强，或侵 入的病原菌数量不多、毒力较弱时，感染后对机体的损 害较轻，不出现或仅出现不明显的临床症状，成为隐性 感染。隐性感染后，机体可获得特异性免疫力。 2.显性感染 当机体抗感染免疫力较弱，或侵入 的病原菌数量较多、毒力较强时，感染后机体的组织细 胞受到较严重损害，生理功能发生改变，并出现一系列 临床症状，称为显性感染。 三、细菌感染的结局 显性感染又可分为急性感染和慢性感染： 急性感染 ：发病突然，病程较短，一 般为数日至数周。 慢性感染： 起病缓慢，病程长，可达 数月至数年。显性感染又可根据感染的部位 和性质不同而分为局部感染和全身感染。 全身性感染 1.毒血症 病原菌在局部组织中生长繁殖 后， 病原菌本身不侵入血流 ， 只有其产生的毒 素进入血流，到达易感的组织细胞 ，引起特殊 的中毒症状。 2.菌血症 病原菌由局部侵入血流， 但未 在血液中繁殖，只是一时性或间断性地经过血 流 ，到达体内适宜的组织器官后再生长繁殖而 致病。 也可分局部感染和全身性感染 3败血症 病原菌 侵入血流并在其中大 量生长繁殖 ，产生毒性产物，引起严重的全 身中毒症状。例如高热、肝脾肿大等，严重 者可导致休克死亡。鼠疫杆菌、炭疽杆菌等 可引起败血症。 4脓毒血症 化脓性细菌侵入血流后在 其中大量繁殖，并通过血流扩散到其它组织 器官 (如肝、肺、肾等 )，产生新的化脓性病 灶。 3.带菌状态 与 带菌者 在隐性感染 或显性感染后，病原菌未被及时消灭 ，而在机体内继续存在，并不断排出 体外，称 带菌状态 。 处于带菌状态的个体，称为 带菌 者 。带菌者可分 健康带菌者 和 恢复期 带菌者 。 因带菌者无临床症状，故在疾病 的传播上，其危害性有时甚于患者。 第三节 机体的抗菌免疫 包括 特异性免疫 和 非特异性免疫 。 一、非特异性免疫 主要包括： 屏障结构的作用。 吞噬细胞的吞噬作用。 体液中的抗微生物物质的作用。 （ 一）机体的屏障结构 1.皮肤与粘膜屏障 皮肤与粘膜构成了机体的外部 屏障，是机体抵御病原菌入侵的第一道防线。 (1)机械性阻挡与排除作用 (2)分泌杀菌物质 如 皮肤汗腺分泌乳酸 ； 皮脂腺分泌脂肪酸 、 胃液中的胃酸 、 肠液中的 蛋白酶 及 唾液、泪液、乳汁和呼吸道分泌物中 的溶菌酶 等，都有一定的杀菌作。 (3)正常菌群的拮抗作用 正常菌群， 可通过 生存竞争和代谢过程中产生的某些抗菌 物 质 ，对某些病原菌有拮抗和抑制作用。 2血脑屏障 主要由 软脑膜 、 脉络丛的脑毛细血 管壁 和 包绕在血管壁外的神经胶质细胞形成的胶质膜 组成。 能阻挡病原微生物及其毒性产物从血流进入脑组 织或脑脊液，从而保护中枢神经系统。 婴幼儿因血脑屏障尚未发育完善，故较易发生脑 膜炎等中枢神经系统感染。 3胎盘屏障 胎盘屏障是存在于母体与胎儿 之间的一种屏障结构，由 母体子宫内膜的基蜕膜 和 胎 儿绒毛膜 构成。 能阻止母体血流中的病原微生物及其毒性产物进 入胎儿体内，保护胎儿免受感染。 能非特异性吞噬、杀伤、消化侵入体内 的细菌等病原微生物。 吞噬细胞可 分为两类 ：一类是 小吞噬 细胞 ，即血液中的中性粒细胞；另一类是 大吞噬细胞 ，包括血液中的单核细胞和组 织中的巨噬细胞，两者构成单核吞噬细胞 系统 (mononuclearPhagocyte system, MPS)。 （ 二）吞噬细胞的吞噬作用 1.完全吞噬 病原菌被吞噬后，在吞噬溶酶 体中被杀灭，然后将消化后的残渣排出胞外，此 为完全吞噬。 2.不完全吞噬 有些病原菌 (如结核杆菌、 伤寒杆菌等胞内寄生菌 )，在免疫力缺乏或低下 的机体中，只被吞噬而不被杀灭，称为不完全吞 噬。 不完全吞噬可使病原菌在吞噬细胞内得到保护，免受体液中抗 体和抗菌物质的作用；有的病原菌可在吞噬细胞内生长繁殖，导致 吞噬细胞死亡或随游走的吞噬细胞而扩散到其他部位，引起广泛病 变。 吞噬细胞吞噬病原菌后的结果 吞噬细胞在吞人病原菌后， 胞内氧化酶被激活 ，耗氧量增加，代谢旺盛 ，并 产生过氧化氢 (H202)、 超氧阴离子 (O2-)、 单态氧 (102)和 游离羟 基 (OH-)等一组杀菌物质，这种剧烈的生物氧化现 象称为 呼吸暴发 (respiratoryburst)。 呼吸暴发 产生的物质可直接杀伤病原菌，或在 MPO协同下杀 伤病原菌。 吞噬细胞的依氧杀菌机制，可分为 髓过氧化 物酶 (myeloperoxidase， MPO)介导系统 和 非 MPO介 导系统 。 吞噬细胞的依氧杀菌机制： MPO介导系统 由 MPO、 H202和氯化物等卤族元素组成 。其杀菌机制与在该系统作用下形成具有高度 杀灭病原微生物的醛类物质有关。中性粒细胞 有 MPO， 可通过 MPO系统介导杀菌。巨噬细胞无 MPO， 故不具有此作用。 非 MPO介导系统 是指在缺乏 MPO情况下，由 H202、 O2-、 102 、和 OH-等直接杀伤病原菌的系统。 1.溶菌酶 一种碱性蛋白 ，主要来源于吞噬细胞，广泛 分布于血清、泪液、唾液、乳汁、胃肠和呼吸道 分泌液中 。溶菌酶能作用于革兰阳性菌细胞壁中 的肽聚糖，使之裂解而溶菌。革兰阴性菌由于其 细胞壁的肽聚糖层外还有外膜结构，故对溶菌酶 不敏感。 2.补体 3.防御素 为一类含精氨酸的小分子多肽， 主要杀灭胞外菌。 （三） 体液中的抗微生物物质的作用 二、特异性免疫 （二）细胞免疫 （一）体液免疫 细菌的致病性 是由它的毒力所决定的，细菌毒力大 小各不相同 。 毒力 又取决于细菌的侵袭力（如菌毛等表 面结构和侵袭性酶）和所产生的毒素。 毒素又有内、外 毒素之分 ，两种毒素的来源、化学成分、抗原性和毒性 等方面完全不同。毒素是细菌致病的重要因素。这是本 节课要重点掌握的内容。 细菌能否致病，具有强的毒力只是一个方面，还取 决于侵入的数量和侵入的途径如何。此外，还要看机体 的状态以及是否受到环境的影响。 特异性免疫（天 免疫、固有 作用无特异性 课后小结 菌 细菌的感染 是指病菌侵入体内，并与机体相互作用 、相互斗争的病理过程。细菌感染后是否致病，要看病 菌和与机体双方斗争的情况。如果侵入细菌的毒力弱、 数量少，而机体的抵抗力强