课件：第五章细菌感染.ppt

第五章 细菌感染(bacterial infection),细菌感染 是致病菌/病原菌(pathogenic bacterium, pathogen)与宿主机体相互作用并引起不同程度病理过程 影响因素 病原体的致病性 宿主的防御能力 环境因素,1外源性感染(exogenous infection) 感染来源于宿主体外。 传染源： (1)病人 (2)带菌者 (3)病畜和带菌动物 2内源性感染(endogenous infection) 感染来源于自身体内或体表，正常 菌群(normal flora)寄殖的细菌在 一定条件下造成感染,第一节 细菌感染的类型,一、细菌性感染的来源,引起机体感染的病原生物来源有,根据传染来源分类： 交叉感染： 由医院内病人或医务人员直接或间接传播 引起的感染。 内源性感染（自身感染）： 由病人自己体内正常菌群引起的感染。 医源性感染： 在治疗、诊断或预防过程中，因所用器械 等消毒不严而造成的感染。,3.医院感染(Nosocomial infection） 病人住院期间发生的感染通称医院感染,二、细菌感染的传播方式与途径,致病菌固有的生物学特性决定了其感染途径和入侵宿主的部位不同，通常每种病原生物都有相对固定的主要感染途径，这与病原的生物学特性和侵入部位的微环境有关 了解病原生物感染途径，在病原鉴别诊断，指导临床用药和进行预防方面有重要意义,二、细菌感染的传播方式与途径,（一）传播方式 1. 按病原生物进入机体方式分类 直接方式，如吸入、食入病原菌 间接方式，通过接触环境污染物或器具 媒介方式，动物或昆虫叮咬，如鼠疫、斑疹伤寒的病原体,2. 按病原生物在机体间的传播方式分类,（1）水平传播（horizontal transmission） 病原生物在人群中不同个体之间的传播.主要通过呼吸道、消化道、皮肤或粘膜等途径进入人体,产生水平感染（horizontal infection）。,（2）垂直传播（vertical transmission） 母体的病原生物经胎盘或产道由亲代传播给子代的传播方式。 这种方式产生的感染称为垂直感染（vertical infection），如先天性梅毒等。,（二）感染途径,（一）按感染的结局分型 感染的发生、发展和结局依病原体（毒力、数量等）和宿主（抵抗力）双方力量强弱而定，可产生五种类型的结局：,三、细菌的感染类型,不感染；隐性感染；显性感染；潜伏感染；带菌状态 1.隐性感染（inapparent infection） 或亚临床感染（subclinical infection) 特征：无明显临床症状； 感染后，机体可获得特异免疫力， 能抵御再次感染。,2.显性感染（apparent infection）,特征：表现明显症状和体征 引起传染病（infectious disease）具有 传染性的微生物引起的显性感染。,一般在一次传染病流行中，约90%以上感染人群为隐性感染。,显性感染与隐性感染,按发病时间的长短,急性感染（acute infection）,慢性感染（chronic infection）,显性感染,病程仅数日至数周， 如流行性脑膜炎和霍乱等。,病程往往长达数月至数年， 如结核病和麻风病等。,3.潜伏感染（latent infection） 病原菌长期潜伏在病灶内或某些特殊组织中，一般不出现在血液、分泌物或排泄物中。 机体免疫力下降，潜伏病菌大量繁殖引起疾病，如结核分枝杆菌和梅毒螺旋体的潜伏感染。,4.带菌状态（carrier） 在显性感染和隐性感染后，病原体未被消灭而在体内继续存在，与机体免疫力处于相对平衡状态，称病原体携带状态。 带有病原体而无症状者称“健康携带者” （health carrier），因携带者体内仍存在病原菌，有的还间歇排出病原体，所以携带者在流行病学上是危险的传染源。,1. 按发病部位的不同,局部感染（local infection）,全身传染（systemic infection, generalized infection）,（二）按感染发生的部位和临床症状分型 临床上按感染发生的部位和呈现症状的不同， 把细菌感染分为以下型别：,局部病变，如疖、痈等,病原菌或毒素向全身扩散， 引起全身症状。,按性质和严重程度的不同,毒血症 菌血症 败血症 脓毒血症 内毒素血症,全身感染,1）毒血症(toxemia) 病原菌在局部生长繁殖，仅毒素进入血流，引起特殊的毒性症状。如白喉、破伤风等。 2）菌血症(bacteremia) 病原菌从局部侵入血流，但未在血中繁殖 扩散至其他部位后繁殖致病。如伤寒病早期。,3）败血症（septicemia）病原菌侵入血流繁殖，产生毒性产物，引起中毒症状。 临床表现主要为寒战、高热、关节痛、皮疹、肝脾肿大，部分患者还可出现烦躁、四肢厥冷及紫绀、呼吸增快、血压下降等。病死率可达3050，尤其是老人、儿童、有慢性病或免疫功能低下者、治疗不及时及有并发症者，预后更为恶劣。 G+ 菌和G菌均可引起败血症。 4）脓毒血症（pyemia）化脓性细菌侵入血流-大量繁殖-扩散到其他组织或器官引起新的化脓性病灶。 如金黄色葡萄球菌的脓毒血症，常导致多发性肝脓肿、皮下脓肿、肺脓肿和肾脓肿。,5）内毒素血症（endotoxemia）,由于G菌感染，血液中出现内毒素引起的症状。 毒素来源 可由病灶内G菌大量繁殖， 死亡崩解后释放内毒素入血； 也可由侵入血液中的G菌大量繁殖， 死亡崩解后释放到血中。 症状 轻者只有发热， 重者可有DIC、休克甚至死亡。 如 小儿急性中毒性细菌性痢疾。,隐性感染 潜伏感染 显性感染 带菌状态,细菌感染的类型小结,局部感染,全身感染,毒血症 （toxemia）,菌血症 （bacteremia）,败血症 （septicemia）,脓毒血症 （pyemia）,内毒素血症（endotoxemia）,第二节 细菌的致病机制,病原菌的致病性是细菌的固有特性，具有种和 宿主的特异性； 细菌致病性具有质的概念，如鼠疫耶尔森菌引 起鼠疫，结核分枝杆菌引起结核； 细菌致病能力或致病性的强弱程度称为细菌的 毒力(virulence)，是量的概念。,101,102,10 3,10 4,10 5,106,细菌的 毒力(virulence)：,是量的概念,表示病原体致病能力的强弱，又称致病力。,细菌毒力的测定 半数致死量（median lethal dose ,LD50） 半数感染量（median infective dose ,ID50）,+ + + + + + + - + +- - + +- - + - - - - - - -,能引起50%死亡或感染的最小细菌量或毒素量,结论：LD50/ID50 越小毒力越大,毒素（toxins）,侵袭力,毒力,两方面致病的物质基础是细菌的特殊结构组分和相关生物大分子 称病原菌的毒力因子（virulence factor)-既病原菌的毒力物质。,细菌的致病作用：,侵入机体并定居于一定的组织； 适应宿主环境、进行繁殖和扩散； 抵抗宿主的防御机能；,侵袭力,粘附和侵入能力 繁殖与扩散能力 抵抗宿主防御功能的能力,（功能）,一、侵袭力（invasiveness） 是细菌突破机体的防御机能，在体内定居、繁殖及扩散、蔓延的能力。,侵袭力在感染早期发挥关键作用。,(一）侵袭力,黏附过程细菌黏附因子与宿主细胞受体结合 黏附因子（adhesive factor)/黏附素(adhesin)：凡具有黏附作用的细菌结构成分 菌毛 细胞壁成分(磷壁酸) 生化反应 黏附是感染的前提和首要条件 有利于细菌的定植、繁殖和扩散,1.黏附与定植,菌毛的粘附作用具有选择性 G-菌的受体是糖类，G+菌的受体是蛋白 或糖蛋白。,黏附细胞外 生长繁殖并引起疾病： 霍乱弧菌,侵入到细胞内 生长繁殖并产生毒素， 细胞死亡，造成溃疡：痢疾志贺 菌,侵入组织/血液通过粘膜上皮细胞或细胞间质 表层中进一步扩散：溶血链球菌,细菌黏附结果,2繁殖和扩散物质, 细菌基因编码一些具有侵袭功能的蛋白多肽，如EIEC质粒基因编码的侵袭素, 释放侵袭性胞外酶类 血浆凝固酶-抗吞噬作用 透明质酸酶 链激酶,使组织疏松、通透性增加，有利于病原菌扩散。,3.抵抗宿主的防御机能,(1)抗吞噬作用: *荚膜、微荚膜抗吞噬、抵抗杀菌物质的作用 *产生溶血素、杀白细胞素抑制粒细胞趋化、 杀伤粒细胞和巨噬细胞 (2)抗调理作用: *荚膜多糖中唾液酸与血清中H因子结合阻断补体C3b活化巨噬细胞-旁路途径活化受阻 *金葡菌A蛋白（SPA）与IgG类抗体的Fc段结合后，竞争性阻止抗体与吞噬细胞的结合-抗调理作用。 (3)抗sIgA作用 *变形杆菌和淋病奈瑟氏菌可以产生IgA蛋白酶，使sIgA裂解，降低了局部防御力。,（4）细菌生物被膜（bacterial biofilm,BF） 细菌在物体表面（有生命或无生命）与细菌胞外分泌物在定植处形成的细菌群体。 实质是一种高度组织化的细菌复合膜状结构。 主要成分是：菌体外多聚物（多糖基质、纤维 蛋白和脂蛋白） 微菌落,细菌生物被膜生物学意义有两方面：,对机体起占位性生物屏障作用- 对机体有利, 是细菌的保护性生长方式-对宿主有害,通过空间和营养竞争,产生有害代谢产物,群体细菌 易于黏附 与定植,细菌代谢低下，有较强的抵抗力,增强细菌间基因的 传递和交换,BF已成为医源性感染和难治愈慢性感 染的重要原因,抵制病原菌定植,二、细菌毒素 细菌毒素是细菌在粘附、定居及生长繁殖过程中合成并释放的多种对宿主细胞结构和功能有损害作用的毒性物质。 毒素分为外毒素和内毒素。,1.概念 由G+菌和部分G-菌产生并释放到菌体外的毒性蛋白质。,（一）外毒素（exotoxin）,革兰阳性菌： 破伤风杆菌 炭疽杆菌 肉毒梭菌 产气荚膜梭菌 溶血性链球菌 金黄色葡萄球菌,革兰阴性菌： 大肠杆菌 霍乱弧菌 铜绿假单胞菌,2.来源及结构特点,来源,A亚单位,B亚单位,活性亚单位 决定毒素的毒性效应,结合亚单位，能使毒素分子特异性地结合在易感细胞膜受体上，协助A亚单位穿过细胞膜。,外毒素结构,A、B亚单位单独均无毒性，A亚单位协助B亚单位结合至受体，进入细胞内，才能发挥毒性作用。 因此，毒素结构的完整性是其致病的必备条件。,2. 外毒素基因 编码外毒素的基因有三类： 细菌染色体基因 大部分细菌的外毒素基因位于染色体上， 如霍乱肠毒素 质粒基因 金黄色葡萄球菌剥脱毒素、炭疽毒素 破伤风痉挛毒素等 前噬菌体毒素基因 白喉毒素,抗毒素(antitoxin),类毒素(toxoid),外毒素在0.3% -0.4%甲醛溶液作用下，经过一段时间可以脱毒，但仍保留原有抗原性，可作为疫苗进行免疫接种。,外毒素刺激机体产生的中和抗体.能中和外毒素的毒性，用于紧急治疗和预防治疗。,3、外毒素的特征 :,化学成分是蛋白质; 毒性作用强； 毒性作用有高度的特异性和选择性； 抗原性强； 稳定性差； 不同外毒素引起的症状不同,常见种类与作用（P41表5-3）,4. 外毒素的种类和作用,按对宿主细胞的亲和性及作用方式可分成三大类 神经毒素（neurotoxins） 细胞毒素（cytotoxins） 肠毒素 （enterotoxins）,超抗原（superantigen） 一些细菌的成分和代谢产物如外毒素，是不同于常规抗原的高活性毒素蛋白分子，属超抗原。 特点： 不需要APC加工处理； 不受MHC限制； 高效性；一个超抗原分子可以不同部位同时与TCR和 MHC类分子的外侧结合（高亲和力）。 只需极低浓度的超抗原就能够活化大量T细胞，激起机体免 疫应答。 如链球菌的M蛋白,2.内毒素（endotoxin）,*来源： G-细菌细胞壁的脂多糖(LPS) 菌体崩解时释放出来。 *成分:脂质A *性质1.稳定，耐热，1600C 2-4H灭活 2.免疫原性弱，不能人工处理制成类毒素，可制成脱毒内毒素,生产抗体 3.毒作用无选择性 4. 体对内毒素敏感，0.001mg即可引起临床症状。,LPS生物学作用,发热反应 白细胞反应 内毒素血症与休克 Shwartzman现象与弥漫性血管内凝血(DIC),4. 内毒素的检测 采取病人血液和脊髓液做鲎实验（limulus lysate test） 检测内毒素。,鲎试剂,凝固酶原,可凝固蛋白（液态）,LPS,凝固酶,凝胶状态,敏感：可检出药物、生物制品及注射液中1pg的内毒素。,（鲎变形细胞制剂）,表5-4 外毒素与内毒素的主要区别,第三节 细菌感染的影响因素,一、病原体,细菌的侵入部位,细菌的侵入数量,细菌的免疫病理作用,决定传染结局的主要因素,毒力基因受遗传控制，可在细菌间转移。 致病岛（pathogenicity island）/毒力岛（virulence island） 决定细菌毒力的、可移动的特定DNA序列。 致病岛主要见于决定侵袭力和外毒素的基因。,三、 环境因素 环境因素对感染有一定影响。自然因素包括气候、季节、温度和地理条件等可影响感染的发生和发展。,二、 宿主的免疫力,宿主生理状态、免疫系统功能及机体内环境都影响感染的发生与发展,第5章 细菌感染 授课重点,1 水平传播、垂直传播 2 细菌引起全身感染的几种类型 3 细菌的侵袭力构成因素。 4 外毒素（exotoxin）与 内毒素（endotoxin）的特点； 医学上重要的细菌外毒素及其致病机理;类毒素（Toxoid),抗毒素 5 细菌内毒素的生物学作用,霍乱弧菌粘附于人回肠粘膜的M细胞上。,定植、繁殖,E.coli 黏附、定植、繁殖形成生物膜,细菌的细胞壁成分,定居因子（colonization factor),破伤风痉挛毒素,肉毒毒素,白喉外毒素,霍乱肠毒素,脂多糖(LPS),G-内毒素,G-内毒素(脂多糖,LPS),LPS,LPS,发热,休克,DIC,活化凝