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第五章细菌的感染与免疫 细菌的感染又称为细菌传染 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的不同程度的病理过程 1 第一节细菌的致病性细菌引起疾病的性能称为致病性 致病菌的致病作用与它的毒力 侵入数量以及侵入途径密切相关 2 一 侵袭力 菌体表面结构侵袭性物质 侵袭力 是指病原菌突破机体防御功能 在机体内定植 繁殖和扩散的能力 一 细菌的毒力 粘附素 荚膜 3 1 菌体表面结构 粘附素 具有粘附作用的细菌特殊结构及其有关物质称为粘附素或粘附因子 菌毛 主要存在于革兰阴性菌 菌毛的粘附作用具有组织选择性 如痢疾志贺菌粘附于结肠黏膜 非菌毛粘附物质 革兰阳性菌的粘附素是菌体表面的毛发样突出物 如A群链球菌的脂 膜 磷壁酸 荚膜 细菌的荚膜本身没有毒性 但具有抗吞噬和抗杀菌物质的作用 使病原菌在宿主体内迅速繁殖 引起疾病 4 2 侵袭性物质 侵袭性酶类细菌分泌的胞外酶血浆凝固酶透明质酸酶链道酶链激酶上述各种侵袭性酶类 有利于保护菌体 侵入细胞 利于细菌在体内扩散 5 二 毒素 病原菌产生的毒性物质 可直接引起宿主的组织损伤或生理功能紊乱 根据毒素产生的来源 性质和作用的不同 细菌毒素分为外毒素和内毒素 泳衣品牌 6 1 外毒素 exotoxin 概念 由革兰阳性菌和部分革兰阴性菌在生长繁殖过程中释放至菌体外的毒性蛋白质 7 8 2020 1 4 9 9 2020 1 4 10 10 细菌外毒素有以下特点 化学成分是蛋白质 毒性强 对机体组织有选择性的毒性 抗原性强 可刺激机体产生抗毒素 经甲醛脱毒形成类毒素 大多数外毒素不耐热 在60 的温度下加热半小时就可以破坏它们 葡萄球菌肠毒素是例外 11 外毒素 exotoxin 根据外毒素对宿主细胞的亲和性及作用方式的不同 大致可分为细胞毒素 神经毒素和肠毒素三大类 12 常见外毒素 13 常见外毒素 14 2 内毒素 概念 是革兰阴性菌细胞壁中的脂多糖 LPS 组分 只有当细菌死亡裂解或用人工方法破坏菌体后才释放出来 15 细菌内毒素有以下特点 化学成分是脂多糖 毒性相对较弱 对组织无选择性 致病作用相似 抗原性弱 不能用甲醛脱毒成为类毒素 对理化因素稳定 16 内毒素的毒性作用广泛主要如下 发热反应极微量内毒素 1 5ng Kg 体内巨噬细胞等释放内源性致热源TNF IL 1 IFN 下丘脑体温调节中枢发热 白细胞改变LPS进入体内可导致血液中性粒细胞数量先减少 继而增加 17 内毒素血症及中毒性休克大量内毒素释放可作用于血凝系统 补体系统 激肽系统 释放各种血管活性物质 组胺 5 羟色胺 前列腺素 激肽 血管舒缩功能率乱微循环障碍有效循环血量减少休克 18 弥漫性血管内凝血 disseminatedintravascularcoagulation DIC 指微血栓广泛沉着于小血管中 导致的一种严重综合征发病机理 G 细菌败血症时 血管内皮细胞广泛损伤胶原组织暴露凝血系统激活血小板凝聚小血管内微血栓广泛沉着导致DIC 可在此基础上发生继发性纤溶 病情严重 19 关于内毒素休克 过去曾有过惨痛的教训 20世纪40年代医生发现抗生素对脑膜炎奈瑟菌引起的流行性脑膜炎疗效非常显著 且按照一般规律 用药剂量随病情严重程度而递增 结果发生了意外 用大剂量抗生素治疗重症脑膜炎患者时 不少病人发生了内毒素休克而死亡 20 病情严重的患者 体内存在的病原菌数量多 医生采用大剂量 轰炸 意欲 一举歼敌 但有些医生忽略了另一方面 即流行性脑膜炎的病原菌是属G 的脑膜炎奈瑟菌 其致病物质是内毒素 而内毒素是在病菌死亡后再放出的 如今用大剂量抗生素一下子将全部病菌杀死 使大量内毒素一次放出 促成了内毒素休克 加速了患者的死亡 随着医学的进步 现在医生遇到这类病人 一方面仍用大剂量的有效抗生素去对付 同时加用激素类药物 以保护对内毒素敏感的细胞不对内毒素诱生的细胞因子发生反应 从而度过 休克 难关 犹如外科手术时 采用麻醉药使病人丧失痛觉一样 21 A 热源性 pyrogenecity C 内毒素血症 endotoxemia 和休克 D 弥漫性血管内凝血disseminatedintravascularcoagulation DIC 内毒素的生物学活性 毒害作用 B 白细胞数目改变 22 外毒素与内毒素的主要区别 23 二 细菌的侵入数量与门户 通过特定的侵入门户 才能到达特定部位定居繁病原微生物引起感染 除必须有一定毒力外 细菌引起感染的数量与其毒力成反比 各种细菌殖 造成感染 一般一种致病菌只有一种侵入门户 也有一些有多种侵入门户 24 第二节机体的抗菌免疫 机体的抗菌免疫是指机体抵御细菌感染的能力 病原菌入侵人体后 首先遇到的是机体非特异性免疫的抵御 一般经7 10天机体才产生特异性免疫 然后机体的非特异性免疫与特异性免疫相互配合 共同发挥抗菌免疫作用而杀灭病原菌 泳衣品牌 25 26 一非特异性免疫 非特异性免疫的特点 1 遗传获得 人人皆有 个体差异不明显2 无特异性 27 非特异性免疫 屏障结构 完整的皮肤粘膜 机械阻挡 分泌杀菌物质 正常菌群桔抗 血脑屏障 保护中枢神经系统 胎盘屏障 保证胎儿正常发育 28 吞噬细胞 机体内具有吞噬功能的细胞统称为吞噬细胞 吞噬细胞分为小吞噬细胞 外周血中的中性粒细胞 和大吞噬细胞 血中的单核细胞和各种组织中的巨噬细胞 吞噬作用是非特异免疫中最有效的防御功能之一 大部分细菌被吞噬后可被毁灭 也有少数几种细菌如结核杆菌 麻风杆菌 布氏杆菌和伤寒杆菌等 在无特异性免疫力的机体的吞噬细胞内不被消灭而能继续繁殖 称他们为胞内寄生菌 29 当病原体穿透皮肤或粘膜到达体内组织后 吞噬细胞首先从毛细血管中逸出 聚集到病原体所在部位 多数情况下 病原体被吞噬杀灭 若未被杀死 则经淋巴管到附近淋巴结 在淋巴结内的吞噬细胞进一步把它们消灭 一般只有毒力强 数量多的病原体才有可能不被完全阻挡而侵入血流及其它脏器 但是在血液 肝 脾或骨髓等处的吞噬细胞会对病原体继续进行吞噬杀灭 30 吞噬细胞的吞噬过程 细胞核 31 吞噬细胞吞噬和杀菌过程一般分为3个阶段 接触 病原菌入侵机体后 可随机与吞噬细胞相遇 或通过趋化因子的吸引 吞入 吞噬细胞与病原菌接触部位的细胞膜内陷 伸出伪足将其包围并摄入细胞内 形成由部分细胞膜包绕的吞噬体 即为吞噬 杀灭 当吞噬体形成后 细胞内溶酶体向吞噬细胞靠近 融合成吞噬溶酶体 溶酶体内的溶酶体酶 包括杀菌素 溶菌酶等 可杀死病原菌 而蛋白酶 核酸酶等则将蛋白 多糖分解 最后吞噬细胞将不能消化的残渣排到细胞外 32 吞噬作用的后果 完全吞噬 细菌被吞噬后死亡 消化分解 不完全吞噬 只被吞噬 却不被杀死 病原体得以保护 不受抗体 药物的作用病原体在吞噬细胞内增殖 导致吞噬细胞死亡随吞噬细胞游走造成更广泛的扩散 组织损伤吞噬过程中 溶酶体酶 水解酶 也能破坏邻近的正常组织 造成组织损伤和炎症反应 33 三 体液中的抗微生物物质 正常人体的血液 组织液 分泌液等体液中含有多种具有杀伤或抑制病原体的物质 主要有 溶菌酶 补体 防御素 34 二 特异性免疫效应机制 一 体液免疫 抗体的作用 二 细胞免疫细胞毒T细胞 CTL 直接杀伤靶细胞效应T细胞 Th1 产生细胞因子发挥作用 35 第三节感染的种类与类型 一 外源性感染 是指由来自宿主体外的病原菌所引起的感染 传染源主要包括传染病患者 恢复期病人 健康带菌者 以及病畜 带菌动物 媒介昆虫等 二 内源性感染 有少数细菌在正常情况下 寄生于人体内 不引起疾病 当机体免疫力减低时 或者由于外界因素的影响 如长期大量使用抗生素引起体内正常菌群失调 由此而造成的感染称之为内源性感染 36 三 医院感染 又称院内感染或医院获得性感染 是指在医院发生的感染 其感染范围可分为各种病人 医院工作人员 探视者 四 社会感染 在医院外发生的一切感染 37 感染的类型 结局 不感染隐性感染当宿主体的抗感染免疫力较强 或侵入的病菌数量不多 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 或称亚临床感染 特点 机体获得足够的特异免疫力传染源潜伏感染当宿主体与致病菌在相互作用过程中暂时处于平衡状态时 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 则潜伏的致病菌大量繁殖 使病复发 38 隐性感染 当机体抗感染免疫力较强或入侵的细菌数量不多 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 有传染性 潜伏感染 当机体与病原菌相互作用过程中 两者处于暂时平衡状态 有传染性 显性感染 由致病菌引起一系列临床症状 即显性感染 1 按病情缓急可分为 急性感染和慢性感染 2 按感染部位可分为 局部感染和全身感染 39 毒素 毒素 毒素 毒素 引起特殊的中毒症状 如白喉破伤风等 毒血症 Toxemia 局部病灶局部病灶 病原菌不能在血流中大量生长繁殖 菌血症 Bacteremia 如伤寒早期的菌血症 布氏杆菌菌血症 防御功能 机体严重损害 引起全身中毒症状 如不规则高热 有时有皮肤 粘膜出血点 肝 脾肿大等 败血症 Septicemia 40 局部病灶 毒素 毒素 毒素 新的化脓病灶 脓毒血症 Pyosepticemia 化脓性细菌引起败血症时 由于细菌随血流扩散在全身多个器官 如肝 肺 肾等 引起多发性化脓病灶 如金黄色葡萄球菌严重感染时引起的脓毒血症 41 临床常见的全身感染有几种情况 菌血症 bacteremia 致病菌由局部侵入血液 但未在血液中繁殖 或繁殖量极少 只是短暂的一次性通过血液到达适宜的部位再进行繁殖致病 故引起的症状较轻 例如 伤寒早期的菌血症 毒血症 toxemia 致病菌在局部组织中生长繁殖 只有外毒素进入血循环 外毒素经血到达靶器官和靶组织后 可出现特殊的临床症状 如白喉和破伤风等 42 败血症 septicemia 致病菌侵入血液 在其中大量生长繁殖并产生毒性代谢产物 引起全身严重中毒症状 如高热 皮肤和黏膜淤血及肝脾大等 如炭疽芽胞杆菌所致的败血症 脓毒血症 pyemia 化脓菌侵入血流后 在其中大量繁殖 并通过血流扩散到机体其他组织或器官 产生新的化脓性病灶 如金黄色葡萄球菌脓毒血症 常引起多发性的肝脓肿 肾脓肿和皮下脓肿等 43 内毒素血症 endotoxemia 革兰阴性菌侵入血流 并在血中大量生长繁殖 死亡分解释放出大量的内毒素 或细菌在局部繁殖后 分解释放大量的内毒素进入血液 引起发热 DIC和休克等不同的临床症状 5 带菌状态致病菌在显性或隐性感染后 有时并不立即消失 而会在体内留存一定时间 与机体免疫力保持相对平衡 是为带菌状态 具有传染性 44 毒血症 toxemia 致病菌侵入宿主体后 只在机体局部生长繁殖 病菌不进入血循环 但其产生的外毒素入血 外毒素经血到达易感的组织和细胞 引起特殊的毒性症状 例如白喉 破伤风等 菌血症 bacteremia 致病菌由局部侵入血流 但未在血流中生长繁殖 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 例如伤寒早期 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 鼠疫耶氏菌 炭疽芽胞杆菌等 脓毒血症 pyemia 化脓性病菌侵入血流后 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 例如金黄色葡萄球菌的脓毒血症 常导致多发性肝脓肿 皮下脓肿和肾脓肿等 45 例如 在流行性脑脊膜炎或白喉的流行期间 不少健康人的鼻咽腔内可带有脑膜炎球菌或白喉杆菌 医护工作者常与病人接触 很容易成为带菌者 在病人之间互相传播 造成交叉感染 病愈之后 体内带有病原菌的人 叫恢复期带菌者 痢疾 伤寒 白喉恢复期带菌者都比较常见 因此 及时查出带菌者 有效地加以隔离治疗 这在防止传染病的流行上是重要的手段之一 46 思考题 1 病原菌侵入机体能否致病 通常与哪一项无关 A 细菌的毒力B 细菌侵入部位C 细菌侵入数D 细菌耐药性E 机体免疫力强弱2 有关 细菌毒素 的叙述 哪一项是错误的 A 外毒素可由革兰阴性菌产生B 内毒素的主要毒性组分是脂质AC 外毒素可刺激机体产生抗毒素D 内毒素对组织器官无选择性毒性效应E 外毒素均不耐热 60 80 30分钟被破坏3 不完全吞噬的后果不包括 A 吞噬细胞死亡B 细菌在吞噬细胞内繁殖C 细菌在体内扩散D 造成邻近组织损伤E 杀死被吞噬的病原菌4 病原菌侵入血流并在其中繁殖 产生毒性代谢产物 引起全身性中毒症状 称为 A 毒血症B 菌血症C 败血症D 脓毒血症E 内毒素血症5 外毒素的化学性质是 A 脂类B 多糖C 蛋白质D 氨基酸E 脂多糖6 内毒素的毒性成分是 A 肽聚糖B 特异性多糖C 核心多糖D 脂质AE 脂蛋白 47 7 内毒素不具有的毒性作用是 A 发热B 休克C DICD 对组织有选择性毒性作用E 白细胞反应8 类毒素是 A 抗毒素经甲醛处理后的物质B 内毒素经甲醛处理后的物质C 外毒素经甲醛处理后的物质D 细菌素经甲醛处理后的物质E 细菌色素经甲醛处理后的物质9 能引起内毒素休克的细菌成分是 A 肽聚糖B 磷壁酸C LPSD O抗原E 荚膜多糖10 细菌致病力强弱主要取决于 A 基本结构B 特殊结构C 侵袭力和毒素D 分解代谢产物E 侵入机体的途径 48 11 吞噬细胞吞噬细菌后 不可能出现的后果是 A 可引起组织损伤B 细