6 细菌的感染与免疫.ppt

第六章细菌的感染与免疫,是微生物在宿主体内的生活中与宿主相互作用的过程；是微生物与宿主在个体、细胞和分子的多层面相互作用的生物学现象。,感染（infection）,指外源或内源性细菌突破宿主的免疫防线后，在宿主体内生长繁殖，产生酶和毒素，引起一系列病理生理的过程。传染：外源性微生物通过一定的途径和方式从一个宿主传播到另一个宿主引起的感染。,一、正常菌群,正常人体的体表及其与外界相通的各类腔道中存在着一定数量的不同种类微生物，这些在正常情况下对机体非但无害，而且有益的微生物通称正常菌群（normalflora）。,第一节正常菌群与条件致病菌,正常菌群的生理作用,1、生物拮抗正常菌群阻止病原菌突破皮肤和黏膜的生理屏障，并维持正常菌群内部的平衡。产生有害代谢产物乙酸、乳酸、h2o2、细菌素等占位性保护：形成生物膜营养竞争,图为定植于静脉导管表面的表皮葡萄球菌生物膜扫描电镜照片（6000）,2、营养作用正常菌群参与宿主的物质代谢、营养转化和合成，主要表现在氮的利用、糖的代谢和维生素的合成。3、免疫作用正常菌群作为抗原促进机体免疫器官的发育，并刺激机体免疫系统产生免疫效应物质，对病原菌有一定程度的抑制或杀灭作用。,4、抗衰老作用正常菌群中的双歧杆菌和乳杆菌均具有抗衰老作用，与其产生的sod酶抗氧化损伤作用有关。5、抗肿瘤作用将某些致癌物或前致癌物转化成无害物质。激活机体细胞免疫功能而抑制肿瘤。,宿主某些部位正常菌群中各种微生物的数量与比例发生较大幅度变化而出现的生态不平衡状态。菌群失调往往可引起二重感染。,二、菌群失调,三、条件致病菌或机会致病菌,（conditionedoropportunisticpathogen）正常菌群在特定条件下，与宿主间的生态平衡可被打破，形成生态失调而导致疾病。致病条件：寄居部位的改变宿主免疫功能低下菌群失调,细菌能引起疾病的能力称为致病性（pathogenicity）致病性的强弱程度称为毒力（virulence）毒力常用：半数致死量/半数感染量（ld50/id50）,第二节细菌的致病性,一、细菌的毒力,病原菌的致病与其毒力强弱、进入机体数量、侵入部位以及机体的免疫力密切相关。侵袭力和毒素是病原菌毒力的物质基础。,细菌的致病机制,（一）侵袭力invasiveness,病原菌突破机体的某些免疫防御机制，进入机体并在体内定居、繁殖和扩散的能力，称为侵袭力。构成侵袭力的物质基础是：菌体表面结构侵袭性物质,1、黏附素,粘附（adhesion）是一种普遍性生物学现象，是感染的第一步，必需的步骤。,菌毛粘附素：见于g菌非菌毛粘附素：g菌多见，如lta,细菌的这些粘附结构物质均作为配体，与宿主细胞表面受体相互作用而介导粘附作用的发生。,2、荚膜和微荚膜capsuleandmicrocapsule,荚膜和微荚膜均具有抗吞噬、抗有害物质的杀伤和粘附作用，从而增强细菌的侵袭力。例如：炭疽杆菌、肺炎链球菌荚膜、伤寒沙门菌的vi抗原、大肠埃希菌的k抗原等都是构成微荚膜的组分。,3、侵袭性物质,侵袭性酶：如a群链球菌透明质酸酶、链激酶、dna酶等。侵袭素：在肠道杆菌中发现肠侵袭型大肠埃希菌可通过由inv基因编码的侵袭素（invasin）入侵肠上皮细胞，并进一步扩散。,（二）毒素（toxin）,其来源、性质和作用不同可分为：外毒素（exotoxin）内毒素（endotoxin）,1、外毒素,1）来源：主要为g+菌：破伤风梭菌、肉毒梭菌、白喉杆菌、金黄色葡萄球菌、链球菌等；次要为g-菌：痢疾杆菌、鼠疫杆菌、霍乱弧菌绿脓杆菌、肠产毒型大肠埃希菌。多数外毒素由细菌分泌到细胞外，少数细菌（痢疾杆菌和产毒型大肠埃希菌）的外毒素由细胞破解后才释放到细胞外。,大多数外毒素是蛋白质,结构：a-b模式a亚单位：活性亚单位b亚单位：结合亚单位二者单独对机体或组织细胞无致病作用，因此毒素结构的完整性是致病的必备条件。,2）特点：,毒性作用强，并对组织有一定选择性肉毒毒素最强神经毒素对人的最小致死量为0.1ug。引起肌肉松弛性麻痹。破伤风痉挛毒素神经毒素导致骨骼肌强直性痉挛。,对理化因素不稳定，多数不耐热：破伤风痉挛毒素6020分钟白喉毒素586012小时葡萄球菌肠毒素10030分钟,免疫原性强，可脱毒制成类毒素人工方法（0.3%0.4%甲醛）处理脱毒，保留免疫原性成类毒素。注入机体后，可刺激机体产生抗毒素，具有中和外毒素作用。如：tat,种类繁多：按其对宿主细胞的亲和性及作用方式分为：神经毒素neurotoxins细胞毒素cytotoxins肠毒素enterotoxins,神经毒素破伤风痉挛毒素、肉毒毒素等细胞毒素白喉毒素、葡萄球菌表皮剥脱毒素等肠毒素霍乱肠毒素、etec肠毒素、产气荚膜梭菌肠毒素、葡萄球菌肠毒素等其他毒素产气荚膜梭菌毒素等,外毒素的种类及作用,部分外毒素具有超抗原特性,作用类型,2、内毒素（endotoxin）,1）来源：是g菌细胞壁外膜中的脂多糖（lps），g+菌不存在。菌体死亡破裂或人工裂解后释放。,脂质a是其主要毒性组分，产生于g菌，g+菌不存在。理化因素稳定，耐热1001小时不破坏，需16024小时。,2）特点：,毒性弱，无选择性，作用相似免疫原性弱，不能脱毒成类毒素内毒素注入机体亦产生的相应抗体，但中和作用较弱。,3）生物学作用：不同细菌大致相同,极微量内毒素（15ng/kg）注入人体后2小时，体温上升，维持4小时，内毒素作用于吞噬细胞释放内源性热原质刺激下丘脑体温调节中枢。,发热反应,白细胞反应内毒素wbc（lps诱生中性粒c释放因子骨髓中性粒c例外的是伤寒沙门菌内毒素使wbc,shwartzman现象内毒素血症与内毒素休克免疫调节功能,细菌外毒素与内毒素的主要区别,菌体表面结构：荚膜、微荚膜、侵袭力菌毛等粘附因子侵袭性物质：侵袭素、酶类外毒素毒素内毒素,毒力因子的组成：,3、细菌侵入的数量,4、细菌侵入的途径,与细菌的毒力密切相关；毒力强则所需菌量少，反之则多。,第三节宿主固有与适应性免疫防御机制,免疫器官病原体感染机体免疫细胞免疫分子之间相互协作、互相制约、密切配合，共同完成复杂的免疫功能；病原微生物入侵机体，首先遇固有免疫力，然后产生适应性免疫。,固有免疫（天然免疫、非特异性免疫）（nonspecific/innateimmunity）适应性免疫（获得性免疫、特异性免疫）（specific/acquiredimmunity）,一、固有免疫,（一）屏障结构1、皮肤与粘膜机械性阻挡与排除作用分泌杀菌物质：汗腺乳酸；脂肪酸、溶菌酶、胃酸、蛋白酶生物性拮抗作用,2、血脑屏障,主要通过脑毛细血管内皮细胞层的紧密连接和微弱的吞饮起作用；婴幼儿血脑屏障发育尚未完善，易发生脑膜炎，脑炎等。,由子宫内膜的基蜕膜和胎儿绒毛膜组成；妊娠前3个月内，此屏障的功能尚未发育成熟，母体感染一些病原体时，可通过胎盘侵入胎儿造成畸形，甚至死亡。,3、胎盘屏障,（二）吞噬细胞,1、种类小吞噬细胞：指中性粒细胞，血流中仅1小时左右入组织寿命1-3天。大吞噬细胞：血液中单核细胞和组织中的巨噬细胞。构成单核巨噬细胞系统,2、吞噬作用,（1）趋化（2）识别（3）吞噬（4）杀灭,3、吞噬作用的结果：,完全吞噬：化脓性球菌等。,不完全吞噬：结核杆菌，布氏菌，军团菌等胞内菌不仅不被杀死，甚至在胞内生长繁殖，随之扩散。,组织损伤和炎症反应,补体溶菌酶防御素其他杀菌和抑菌物质,（三）体液中的杀菌物质,人体固有免疫系统成分示意图,二、适应性免疫,1、体液免疫：是指由特异性抗体起主要作用的免疫应答，主要针对胞外病原微生物和毒素。主要发挥作用的是igg、igm、siga。,是以t细胞介导的免疫应答；主要针对胞内寄生病原微生物（胞内寄生菌、病毒、真菌感染）。ctl：主要功能特异性直接杀伤靶细胞th1细胞：能分泌多种细胞因子（il-2、ifn-、tnf-），活化巨噬细胞来清除病原微生物。,2、细胞免疫：,1、抗胞外菌感染免疫胞外菌：寄居在宿主细胞外的组织间隙、血液、组织液和淋巴液中的细菌。大多数致病菌属胞外菌如：葡萄球菌、链球菌、志贺菌、霍乱弧菌、白喉棒状杆菌、破伤风杆菌等。,三、抗致病菌感染的特点,1）固有免疫：皮肤黏膜的屏障及吞噬作用2）适应性免疫：调理吞噬作用；体液免疫（抗体）中和细菌外毒素；阻止细菌粘附定植（siga）免疫复合物可激活补体溶菌细胞免疫：不占主导。,抗毒素：细菌在生长繁殖中释放的外毒素或人工制成的类毒素刺激机体产生的抗体。紧急预防和治疗,2、抗胞内菌感染免疫胞内菌分兼性和专性两类。兼性胞内菌：结核分枝杆菌、麻风分枝杆菌、伤寒沙门菌、布鲁斯菌、军团菌。专性胞内菌：立克次体、衣原体,由于特异性抗体不能进入胞内菌寄居的吞噬细胞内与之作用，故体液免疫对胞内菌感染作用不大，主要靠以t细胞为主的细胞免疫。,一、细菌感染的来源,第四节感染的发生与发展,传播方式：水平传播、垂直传播传播途径：呼吸道、消化道、皮肤、虫媒、血液、性传播、接触传播及多途径传播。,细菌感染的传播方式与途径,感染的发生、发展和结局是宿主体和致病菌相互作用的复杂过程，根据两者力量对比，感染类型可分为隐性感染、潜伏感染、显性感染和带菌状态。,二、细菌感染的类型,侵入的病菌数量少，毒力较弱，机体的免疫防御较强，感染后机体损害较轻，不出现或出现不明显临床症状，又称亚临床感染（subclinicalinfection）。一方面隐性感染后机体可获得特异性免疫力，另一方面宿主可向体外排出致病菌而成为重要的传染源。,（一）隐性感染（inapparentinfection）,（二）潜伏感染（latentinfection）,机体与致病菌处于暂时平衡状态，病菌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），一旦机体免疫力下降，潜伏的致病菌则大量生长繁殖，导致疾病复发。如：结核分枝杆菌。,当宿主免疫力较弱，或侵入的致病菌数量较多，毒力较强，以致机体的细胞组织受到不同程度的损害，出现一系列明显临床症状和体征，是为显性感染。根据病情缓急分：急性、慢性（亚急性）感染。根据感染部位分：局部感染和全身感染。,（三）显性感染（apparentinfection）,全身感染即致病菌或其毒性代谢产物向全身播散引起全身症状的一种感染类型；多见于胞外菌的急性感染，常见以下几种情况：,全身性细菌感染,1）菌血症（bacteremia）：致病菌由局部一过性通过血流，但未在血中繁殖，也无明显中毒症状。如：伤寒早期。2）毒血症（toxemia）：致病菌只在机体局部生长繁殖，细菌不入血但其产生的毒素入血，引起中毒症状。如：破伤风、白喉。,3）内毒素血症（endotoxemia）：病灶内大量g菌死亡释放内毒素入血引起或入血的g菌大量繁殖、死亡裂解释放内毒素所致。如：小儿中毒性菌痢。4）败血症（septicemia）：细菌入血，大量繁殖并产生毒性产物，引起全身性中毒症状；g菌和g+菌均可引起。,5）脓毒血症（pyemia）：化脓性细菌入血后大量繁殖，并随血流扩散至其他组织器官，引起新的多发性化脓性病灶。如：金黄色葡萄球菌感染常导致多发性肝脓肿、皮下脓肿、肾脓肿等。,健康带菌者恢复期带菌者,致病菌在隐性感染或显性感染后并未立即消失，在体内继续留存一定时间，与机体免疫力处于相对平衡状态，并不断向体外排菌，成为重要传染源。,（四）带菌状态（carrierstate）,任何人群在医院活动期间遭受病原体侵袭而引