细菌性感染与免疫PPT课件.ppt

细菌的感染与免疫 思考 什么是感染 感染发生的条件是什么 什么是免疫 免疫染发生的条件是什么 感染与免疫的关系如何 感染与免疫是如何互动发展的 发生感染后我们该怎么做 感染 病原体 细菌 突破生理屏障 侵入宿主机体 进行生长繁殖 释放毒性物质等并与机体相互作用 引起一系列 不同程度的病理过程 是病原菌与宿主在个体 细胞 和分子水平相互作用的生物学现象 致病菌 侵入宿主机体并能引起感染的细菌 称为致病菌 又称病原菌 传染 病原菌从一个宿主 经时空转换 到另一宿主体内并引起感染的过程 非致病菌 侵入或入住宿主机体但不能造成宿主感染的细菌 又称非病原菌 条件致病菌 侵入或入住宿主机体后 在正常情况下不致病 只有在某些特殊情况下才可致病的细菌 又称机会致病菌 免疫 机体识别 自己 和 非己 具复杂结构大分子物质 从而维持自身内环境稳定的生理性防御机制 先天性或天然免疫 屏障结构 吞噬细胞 体液因素 后天或获得性免疫 特异性免疫抗感染免疫 微生物侵入宿主机体后 宿主免疫系统产生抗感染免疫应答 以抑制或避免微生物致病作用的过程 免疫防御 感染与免疫 两者体现了细菌致病性与宿主机体的免疫力之间的矛盾斗争关系感染不形成 致病性 免疫力 主要内容 正常菌群与条件致病菌细菌的致病机制宿主的抗感染免疫感染的发生与发展医院感染细菌感染的诊断与防治 一 正常菌群与条件致病菌 正常菌群及其分布正常菌群 正常生理机体的体表及与外界环境接触 相通的皮肤粘膜或天然腔道中 表面 浅表层 寄居着的 对机体无害而有利或无害无利微生物群落的总称 人体各部位正常细菌数量 人体常见的正常菌群 有关正常菌群的研究 微生态学 微生态学 从细胞 分子水平研究微生物与宿主 环境 微生物与微生物 微生物与宿主以及微生物和宿主与外界环境 三者之间相互依存 相互制约的综合性学科 也是研究微观生态平衡 生态失调和生态调整的一门新兴学科 正常菌群对构成生态平衡起重要作用 微生态平衡 机体内的正常微生物群在种类和数量方面形成了某种相互可接受 容受的常态模式 与其共同存在的环境 狭 宿主 广 外界环境 之间形成相互依赖与相互制约的状态 并处于动态过程中以维系机体的生理状态 正常菌群的生理功能 生物拮抗 致病菌屏障和占位性保护作用产生有害代谢产物 有些菌可产生H2O2而杀伤其他细菌营养竞争作用营养作用 宿主免疫作用 宿主抑制肿瘤作用 宿主抗衰老作用 宿主 健康青年粪便涂片 健康壮年粪便涂片 健康中年粪便涂片 微生态失调 当宿主 免疫 内分泌 营养 代谢等 正常微生物群 种类 数量 寄居部位等 或外界环境 物理 化学 生物 等因素变化打破了微生态平衡 即由生理性组合转变为病理性组合的状态为微生态失调 最常见的是菌群失调 微生态失调主要原因 长期使用广谱抗生素 引起二重感染或重叠感染 是一种菌群失调症 dysbacteriosis 菌群失调 种群改变 各菌种间的比例发生较大幅度变化而超出正常范围的状态 为菌群失调 菌群失调症 由于菌群失调而产生的疾病为菌群失调症 正常菌群寄居部位改变 宿主免疫功能低下 免疫抑制剂 激素 射线照射等 微生态失调的防治 保护宏观生态环境 防止外源性感染 保护微生态环境 消除引起或保持微生态失调的病理状态 消除或缓解异常的解剖结构 提高机体免疫力 合理应用抗生素 微生态调节剂的应用 条件致病菌 正常菌群与宿主间的生态平衡在某些情况下可被打破而导致生态平衡失调时 某些原来在生理状态下不致病的正常菌群因其异常生长代谢以致影响宿主的生理生化机能 导致紊乱而发病 就成了条件致病菌 毒力弱或无明显毒力 常为耐药菌或多重耐药菌 新的机会性致病菌不断出现 条件致病菌致病的条件 寄居部位的改变免疫功能低下菌群失调 致病性 pathogenicity 细菌能对宿主感染致病的能力 又称病原性 毒力 virulence 病原体致病性的强弱程度毒力常用半数致死量 LD50 或半数感染量 ID50 表示在规定的时间内 通过指定的感染途径 能使一定体重或年龄的某种实验动物或组织培养细胞半数 50 死亡或感染需要的最小细菌数或毒素剂量 二 细菌的致病机制 细菌的毒力物质细菌侵入的数量细菌侵入的部位宿主的免疫力 I细菌的致病性 1 侵袭力 定义 致病菌突破宿主的皮肤 粘膜等生理屏障而进入机体 并在体内定植 繁殖和扩散的能力 侵袭力包括产生与粘附 定植和产生侵袭性相关物质的能力 粘附素 受体 粘附 定植荚膜侵袭素 侵袭基因 粘附于粘膜后再定植定植 生长代谢 扩散 组织趋向 特异性侵袭性酶类 辅助或增强细菌的扩散能力生物膜 附着定居 信号传递 耐药基因和毒力基因捕获及转移 1 黏附素 adhensin 黏附作用需要两个条件 黏附素和敏感宿主细胞表面的黏附素受体黏附素是一类细菌表面与黏附相关的蛋白质 按其来源分为菌毛黏附素和非菌毛黏附素菌毛黏附素 由菌毛分泌并存在于菌毛顶端如E coli的菌毛黏附素非菌毛黏附素 来自于细菌表面的其他组分 如G 外膜蛋白 OMP G 细胞壁表面分子 黏附机制 细菌和宿主 静电吸引 疏水作用 阳离子桥联作用和配体 受体相互结合 距离 10nm 黏附素受体多为靶细胞表面的糖类或糖蛋白 细菌黏附素与宿主细胞表面黏附素受体结合的特异性决定了感染的组织特异性 不同的配体与不同种的宿主结合脑膜炎奈瑟菌 鼻咽上皮淋病奈瑟菌 尿道柱状上皮霍乱孤菌 肠上皮肺炎支原体 呼吸道上皮配体和受体的特异性结合及其相互作用 具有种属特异性 是由基因控制的 这是揭示和理解微生物感染性疾病的致病机制的基础 也是免疫防治理论与实践研究的重要基础 细菌的组织趋向性 细菌组织脑膜炎奈瑟菌鼻咽上皮 血管内皮淋病奈瑟菌尿道上皮霍乱弧菌肠上皮百日咳鲍特菌呼吸道上皮幽门螺杆菌胃黏膜A群链球菌鼻咽上皮空肠弯曲菌肠上皮肺炎支原体呼吸道上皮 定植 粘附素与宿主表面的粘附素受体发生特异性结合 介导细菌进入宿主细胞间生长繁殖 形成细菌群体 细菌黏附后变化 有利于细菌的繁殖 2 荚膜 capsule 具有抗宿主吞噬细胞吞噬和抵抗体液中杀菌物质的作用 使细菌在宿主体内大量繁殖和扩散 荚膜在免疫逃逸现象中起重要作用 避免了被宿主细胞的免疫防御机制杀灭 如肺炎链球菌 淋球菌 3 侵袭性酶 代谢过程中的胞外酶 利于细菌在组织中扩散 协助细菌抗吞噬血浆凝固酶耐热核酸酶透明质酸酶链激酶链道酶脂酶 4 侵袭素 细菌的侵袭素是由侵袭基因 inv 控制 编码产生的蛋白 介导细菌侵入临近的敏感上皮细胞内 主要是黏膜上皮细胞 繁殖并扩散到其他的组织细胞甚至全身而引起侵袭性感染 鼠伤寒沙门氏菌福氏志贺菌淋病奈瑟菌 某些毒力强或具有侵袭能力的病原菌主动侵入非吞噬细胞的感染过程 控制 侵袭基因编码侵袭素 细菌的表面 肠侵袭性大肠埃希菌和痢疾志贺菌的侵袭基因存在于一个140MDa大质粒 5 细菌生物被膜 bacterialbiofilm 生物膜是细菌附着在有生命或无生命的材料表面后 由细菌及其所分泌的胞外多聚物 主要是胞外多糖 共同组成的呈膜状的细菌群体 是其为了适应周围环境而形成的一种保护性生存方式 形成微菌落和生物膜的意义附着定居 信号传递 耐药基因和毒力基因捕获及转移增强菌自身的生命力 增强对人的致病力接合传递耐药基因 使医源性微生物耐药性远远高于非医源性如金葡与难治性慢性感染和医院内感染 生物医学介 植入物 有关微菌落 慢 难 慢性前列腺炎 绿脓 下呼吸道 肺的囊性纤维病 生物膜 龋齿 人工器官 表皮葡 绿脓 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 毒素 据其来源 理化性质和作用特点的不同分为两种外毒素 exotoxin 内毒素 endotoxin 超抗原 了解 1 外毒素 Exotoxin 细菌合成并分泌 或释放 的毒性蛋白质 革兰阳性菌和部分革兰阴性菌 化学本质 绝大多数是蛋白质A B型分子结构 A 毒性 活性亚单位 B 介导 结合亚单位编码基因 染色体质粒前噬菌体毒性 高度组织选择性 组织亲嗜性 热稳定性 大多不耐热 抗原性 A亚单位0 3 0 4 甲醛液脱毒 类毒素 抗毒素 类毒素 toxoid 外毒素经甲醛作用 可使其活性蛋白灭活而不影响接合蛋白的抗原性 抗毒素 antitoxin 外毒素刺激机体产生的中和抗体 外毒素 外毒素对组织细胞有高度选择性 白喉杆菌 白喉毒素抑制蛋白质合成 心肌损伤葡萄球菌 溶血素致细胞膜损伤 红细胞溶解破伤风杆菌 痉挛毒素抑制上下神经元之间抑制性冲动的传递 骨骼肌痉挛霍乱弧菌 肠毒素激活腺苷酸环化酶 肠黏膜分泌大量水分和电解质 据外毒素对宿主细胞的亲和力及作用方式分类 神经毒素细胞毒素肠毒素 神经毒素 主要选择性的作用于神经细胞 引起神经传导功能紊乱 破伤风痉挛毒素 毒性作用强烈 致死率高 细胞毒素 直接损伤宿主细胞 包括抑制蛋白合成 破坏细胞膜等使之溶解或坏死 白喉毒素 特点 宿主细胞膜上形成孔结构 导致细胞死亡 故又称为膜损伤毒素 作用机制有两种类型 成孔毒素 多个毒素单体插入细胞膜 形成孔道致细胞破裂 磷脂酶类 产生磷脂酶类 分解卵磷脂 破坏膜完整性白喉毒素 葡萄球菌表皮剥脱毒素 葡萄球菌毒性休克综合征毒素 A群链球菌致热外毒素 肠毒素 典型的肠毒素是在肠道局部产生并仅作用于肠道局部上皮细胞 引起肠道功能紊乱的毒素 霍乱毒素 类型细菌名称引起疾病神经毒素破伤风梭菌痉挛毒素破伤风肉毒梭菌肉毒毒素肉毒中毒细胞毒素白喉棒状杆菌白喉毒素白喉葡萄球菌TSST 1毒性休克综合征表皮剥脱毒素烫伤样皮肤综合征A群链球菌致热外毒素猩红热肠毒素霍乱弧菌肠毒素霍乱大肠埃希菌 产毒型 肠毒素腹泻产气荚膜梭菌肠毒素食物中毒葡萄球菌肠毒素食物中毒 根据对宿主细胞亲和性及作用靶点分类 破伤风痉挛毒素的作用机理 白喉毒素的作用机理 霍乱肠毒素的作用机理 2 内毒素 G 菌的细胞壁或螺旋体 衣原体 支原体 立克次氏体中的脂多糖 LPS 或其类似物组分 只有当菌体死亡裂解或人工方法破坏菌体后才释放出来 菌体破裂后才释放出来化学性质为脂多糖LPS 理化性质稳定 耐热毒性相对弱 且对组织无选择性抗原性弱 不能用甲醛脱毒为类毒素 内毒素引起的主要病理生理反应 致发热反应 内源致热原 IL 1 IL 6 TNF 引起白细胞数量变化伤寒沙门菌 内毒素血症与内毒素休克高浓度的LPS可激活补体替代途径 引发高热 低血压 以及活化凝血系统最后导致弥散性血管内凝血 DIC 严重时导致以微循环衰竭和低血压为特制的内毒素休克甚至死亡 发热反应内毒素 外源性致热原 单核巨噬细胞 释放内源致热原 刺激体温调节中枢 体温调节功能紊乱 白细胞反应内毒素进入血循 中性粒细胞 移动 粘附于血管壁 血循中数量骤减 内毒素诱导中性粒细胞释放因子 刺激骨髓释放大量白细胞 白细胞增多 内毒素血症与内毒素休克内毒素 血循 内毒素血症 作用于血小板 白细胞 补体系统 激肽系统 释放血管活性物质 舒缩功能紊乱 微循环障碍 有效循环血量减少 血压降低 供血不足 休克 激活补体替代途径致弥漫性血管内凝血 DIC DIC 指微血栓广泛沉着于小血管中 导致的一种严重综合征 内毒素使血压低 微血栓 广泛地沉着小血管 激活凝血因子 启动凝血机制 血管内凝血 皮肤 内脏出血 弥漫性血管内凝血的体外实验 Shwartzman现象 DICSh局部反应 培养液或杀死菌体 经皮注入家兔 18 24h再经静注后 约10h第一次皮注处出血坏死DIC全身性反应 培养液或杀死菌体 两次静注全身出血坏死 细菌内毒素的致病机制 3 体内诱生抗原与分泌系统 只有在细菌侵入宿主体内才被诱导表达的基因称体内诱导基因 IVIG 由IVIG表达的细菌抗原称体内诱生抗原 有些体内诱导基因与细菌的致病性密切相关 4 超抗原 细菌 病毒 支原体等微生物产生的某些蛋白具有刺激淋巴细胞增殖和刺激产生过量T细胞及细胞因子 以激活免疫反应的超强生物学活性 主要表现为致病作用 这些毒素蛋白称为超抗原 超抗原刺激淋巴细胞增殖的能力是植物凝集素 PHA 的数千倍 5 免疫病理损伤 在微生物感染时 某些原来没有直接毒性的抗原 有可能通过激活机体的免疫应答 基于超敏反应的机制引起组织细胞的免疫病理性损伤 最终导致疾病 机体的免疫状态 过敏反应状态 III型 免疫复合物 急性肾小球肾炎 类风湿性关节炎 型 结核病变 II细菌的数量 菌量的多少 一方面与治病菌的毒力强弱有关 另一方面取决于宿主免疫力的高低 一般是毒力越强 引起感染所需的菌量越小 反之则所需量大 III细菌侵入的部位 各种致病菌都有特定的侵入部位 这与其需要特定的生长繁殖的微环境有关 定植因素 营养 氧分压等 三 宿主的抗感染免疫 抗细菌感染主要的早期天然免疫应答 正常体液与组织中的抗菌物质 2 获得性免疫 体液免疫 由特异性抗体起主要作用的免疫应答 细胞免疫 以T淋巴细胞为主的免疫应答 细菌感染免疫的分类 四 感染的发生与发展 感染发生的必备条件 宏观感染三要素 必须有病原菌或传染源存在适宜的外界环境或传播途径必须有对该病原菌易感的机体或易感人群 影响感染发生的因素 微观 宏观 机体免疫状态细菌因素细菌毒力侵入数量侵入门户与部位环境 社会因素战争 灾荒 动乱气候 季节 温度 湿度 地理条件 外源性感染 Exogenousinfection 来自宿主体外的病原菌所引起的感染 传染源 病人及带菌者 为主 患病及带菌动物内源性感染 EndogenousInfection 指来自于宿主机体内正常菌群及其某些曾感染过而潜伏下来的微生物的重新感染 条件致病菌 广谱抗生素应用隐性状态存在于体内的致病菌 性传疾病播 STD 及其主要的种类STD 主要通过人类性 接触 行为方式引起的传播病毒 支原体 衣原体 螺旋体 真菌及某些寄生虫 STD的特点 自然属性种类多 传播快 全球性 致死性 男女生殖系统受破坏 不育症 垂直传播 女性自然流产或早产 社会属性以女性传播为主 耐药性增加 治疗难度大 STD的增加 亦加重AIDS的传播 细菌性感染的类型 一 隐性感染 当宿主的抗感染免疫力较强 或入侵的病菌数量不多 毒力较弱 感染后对机体损害较轻 不出现或出现不明显的临床症状 又称亚临床感染 隐性感染后 机体常可获得足够的特异性免疫力 能够抗御相同致病菌的再次感染 二 潜伏感染 latentinfection 机体与致病菌在相互作用过程中暂时处于平衡状态 感染表现为潜伏感染 免疫力下降 潜伏的病原菌大量增殖 致病 三 显性感染 apparentinfection 宿主机体抗感染的免疫力较弱 或侵入的致病菌数量较多 毒力较强 以致机体的组织细胞受到不同程度的损害 生理功能也发生改变 出现一系列的临床症状和体征 1 按病情缓急不同分为急性感染 慢性感染 急性感染 acuteinfection 发作突然 病程较短 一般是数日至数周 病愈后 致病菌从宿主消失 如 脑膜炎球菌 霍乱球菌 肠产毒性大肠杆菌等 胞外菌引起慢性感染 chronicinfection 病程缓慢 常持续数月至数年 如 结核分支杆菌 胞内菌引起 2 按病变发生部位不同局部感染 全身感染 局部感染 localinfection 致病菌侵入宿主体后 局限在一定部位生长繁殖引起病变 如疖 痈 全身感染 generalizedinfection 感染发生后 致病菌或其毒性代谢产物向全身播散引起全身性症状 3 全身显性细菌感染 毒血症 toxemia 致病菌侵入宿主体内后 只在机体局部生长繁殖 病菌不入血 但其产生的外毒素入血 经血液到达易感的组织和细胞引起特殊的毒性症状 如白喉等 内毒素血症 endotoxemia 革兰阴性菌侵入血流 并在其中大量繁殖 崩解后释放出大量内毒素 或病灶内大量革兰阴性菌死亡 释放出的内毒素入血所致 菌血症 bacteremia 致病菌由局部进入血流 但未在血流中明显生长繁殖 只是短暂的一过性通过血循环到达体内适宜部位后再进行繁殖而致病 败血症 septicemia 致病菌侵入血流后 在其中大量繁殖并产生毒性产物 引起全身性中毒症状 如高热 皮肤黏膜瘀斑 肝脾肿大等 脓毒血症 pyemia 化脓性细菌侵入血流后 在其中大量繁殖 并通过血流扩散至宿主体的其他组织或器官 产生新的化脓性病灶 四 带菌状态 机体处于隐性或显性感染后 病原菌在体内存留一段时间 与机体免疫处于平衡状态 称为带菌状态 带菌者 carrier 指带菌状态的人 没有临床症状但经常会间歇性排出细菌 是一些传染病的重要传染源 健康带菌感染潜伏期恢复期带菌 五 医院感染 病人或医务人员在医院环境内发生感染的通称 1 据传染来源 微生物来源 分类 外源性 交叉 感染 由医院内病人或医务人员直接或间接传播给病人引起的感染 内源性 自身 感染 由病人自己体内正常菌群引起的感染 医源性 环境 感染 在治疗 诊断或预防过程中 因所用器械消毒不严而造成的感染 2 医院感染的微生态特征 主要为机会致病性微生物感染来源以内源性感染 机会致病 为主 外源性少见传播方式与途径以接触为主 如侵入性诊疗技术等常具有耐药性多重耐药性常发生种类的变迁 G G 适应性强 3 医院感染的流行病学特征 传染源病人病原携带者环境传染贮染动物传染源传播途径接触传播空气传播媒介物传播昆虫传播易感者 4 医院感染的危险因素 易感对象集中老年 婴幼儿 免疫功能缺陷或紊乱患者诊疗技术及侵入性检查与治疗诊疗技术器官移植 血液透析 腹膜透析侵入性 介入性 检查与治疗损害免疫系统的因素放射治疗化学治疗 激素的应用 其他因素 如抗生素 5 医院感染的预防和控制 控制医院感染的危险因素 消毒灭菌 严格无菌操作技术 隔离预防 切断传播途径 合理使用抗菌药物药敏试验单 复 局 全 预 治 口 肌 静足量 全程 六 细菌感染的检查方法与防治原则 检查方法细菌学诊断血清学诊断 细菌感染的实验诊断方法 细菌学诊断 标本形态与结构检