微生物致病性与免疫性.ppt

微生物的致病性与免疫 1 学习目标 掌握内外毒素的概念和区别掌握干扰素的概念和抗病毒机理熟悉微生物的致病特点及感染的类型了解机体抗细菌抗病毒免疫的机制 2 一 微生物的感染 一 感染源 二 传播方式与途径 三 感染的类型 3 感染 指病原微生物克服机体的防御机能 侵入机体 在一定部位生长繁殖 引起不同程度的病理过程 4 一 感染源 5 外源性感染与内源性感染的区别 特征外源性感染内源性感染 来源外界自身病原体多为病原微生物多为条件致病菌免疫力正常低下临床表现多有特殊表现常无特殊表现与感染部位有关诊断病原学确诊病原体定位 定量 定性分析治疗合理使用抗菌药物调整菌群 用药敏实验指导用药预防疫苗等特异性免疫非特异性免疫调理 6 1 呼吸道感染2 消化道感染3 创伤感染4 接触感染5 节肢动物叮咬感染6 多途径感染 二 传播方式与途径 7 病原菌机体外界环境 致病性 病原菌 机体 外界环境的关系 免疫力 8 1 不感染2 隐性感染3 潜伏感染4 显性感染5 带菌状态 三 感染的类型 9 1 不感染 当宿主体具有高度免疫力 或侵入的致病菌毒力很弱或数量不足 或侵入的部位不适宜 则病菌迅速被机体的免疫系统消灭 不发生感染 10 2 隐性感染 概念 当机体有较强的免疫力 或入侵的病原菌数量不多 毒力较弱时 感染后对人体损害较轻 不出现明显的临床症状 称隐性感染 意义 通过隐性感染 机体仍可获得特异性免疫力 在防止同种病原菌感染上有重要意义 如流行性脑脊髓膜炎等大多由隐性感染而获得免疫力 11 3 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 例如结核分枝杆菌有潜伏感染 最典型的潜伏感染病原体是单纯疱疹病毒和水痘 带状疱疹病毒 12 4 显性感染 概念 当机体免疫力较弱 或入侵的病原菌毒力较强 数量较多时 则病原微生物可在机体内生长繁殖 产生毒性物质 经过一定时间相互作用 潜伏期 如果病原微生物暂时取得了优势地位 而机体又不能维护其内部环境的的相对稳定性时 机体组织细胞就会受到一定程度的损害 表现出明显的临床症状 13 显性感染 分期 显性感染的过程可分为潜伏期 发病期及恢复期 分类 显性感染临床上按病情缓急分为 急性感染和慢性感染按感染的部位分为 局部感染和全身感染 14 临床上按病情缓急不同分为 1 急性感染 发作突然 病程较短 一般是数日至数周 病愈后 致病菌从宿主体内消失 急性感染的致病菌有脑膜炎奈瑟菌 霍乱弧菌 肠产毒素型大肠埃希菌等 2 慢性感染 病程缓慢 常持续数月至数年 胞内菌往往引起慢性感染 例如结核分枝杆菌 麻风分枝杆菌 15 临床上按感染的部位不同分为 1 局部感染 致病菌侵入宿主体后 局限在一定部位生长繁殖引起病变的一种感染类型 例如化脓性球菌所致的疖 痈等 2 全身感染 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的一种感染类型 16 2 全身感染 在全身感染过程中可能出现下列情况 1 毒血症2 菌血症3 败血症4 脓毒血症 17 1 毒血症 概念 病原菌在局部生长繁殖过程中 细菌不侵入血流 但其产生的外毒素进入血流 引起特征性的中毒症状 如白喉 破伤风等 18 2 菌血症 概念 病原菌自局部病灶侵入血流 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 如伤寒沙门菌早期感染有菌血症期 19 3 败血症 概念 病原菌侵入血流并在其中大量繁殖 产生的毒性代谢产物包括外毒素或内毒素等毒力因子所引起的全身严重中毒症状 主要症状 不规则高热 皮肤 粘膜瘀血 肝脾肿大 甚至肾衰竭等 革兰阳性和革兰阴性菌均可引起 20 4 脓毒血症 概念 化脓性细菌侵入血流引起败血症时 细菌随血流扩散到机体其他组织或器官 引起新的化脓性病灶的感染类型 如金黄色葡萄球菌脓毒血症 常引起多发性肝脓肿 皮下脓肿 肾脓肿 肺脓肿等 21 5 带菌状态 概念 在隐性感染或传染痊愈后 病菌在体内继续存在 并不断排出体外 形成带菌状态 处于带菌状态的人称带菌者 健康带菌者 健康人 包括隐性感染者 体内带病原菌 恢复期带菌者 病愈后仍体内带有病原菌的人 意义 带菌者体内带有病原 但无临床症状 且不断排出病原菌 不易引起人们的注意 常成为传染病流行的重要传染源 22 病原菌概述 细菌的感染或传染 细菌侵入宿主机体后 进行生长繁殖 释放毒性物质等引起不同程度的病理过程 称为细菌的感染或传染 致病菌或病原菌 能使宿主致病的细菌 非致病菌或非病原菌 不能造成宿主感染细菌 条件致病菌或机会致病菌 在正常情况下并不致病 但当在某些条件改变的特殊情况下可以致病的细菌 致病菌入侵后 在建立感染的同时 能激发宿主免疫系统产生一系列免疫应答与之对抗 23 一 正常菌群与条件致病菌 一 正常菌群概念 在正常人体皮肤 粘膜及外界相通的各种腔道 如口腔 鼻咽腔 肠道和泌尿道 等部位 存在着对人体无害的微生物群 称之为正常菌群 包括细菌 真菌 螺旋体 支原体等 24 正常菌群的分类 1 常居菌群 是由相对固定的菌群组成 有规律地定居于特定部位 成为宿主不可缺少的组成部分 正常菌群大部分是长期居留于人体 2 过路菌群 是由非致病菌或潜在致病菌组成 来自周围环境 可能在皮肤粘膜上存留数小时 数天或数周 25 26 细菌在正常人体的分布 机体的多数组织器官是无菌的 若有侵入的细菌未被消灭 则可引起传染 因而在医疗实践中 当手术 注射 穿刺 导尿时 应严格执行无菌操作 以防细菌感染 27 人体正常菌群的生理意义 1 生物拮抗作用2 营养作用3 免疫作用4 抗衰老作用5 抗肿瘤作用 28 二 条件致病菌 概念 在一定条件下 正常菌群中的细菌也能使人患病 因此 这些细菌称为条件致病菌 特定条件常见为 1 定位转移2 免疫功能低下3 菌群失调 29 菌群失调 菌群失调 在正常情况下 人体和正常菌群之间以及正常菌群中各细菌之间 保持一定的生态平衡 如果生态平衡失调 以至机体某一部位的正常菌群中各细菌的比例关系发生数量和质量上的变化 称为菌群失调 菌群失调的常见诱因 主要是使用抗生素 同位素 激素 患有慢性消耗性疾病时肠道 呼吸道 泌尿生殖道的功能失常也是重要原因 去除诱因后一般可使菌群复常 也有长期失调难于逆转的情况 30 菌群失调症 概念 如菌群失调没有得到有效控制出现临床表现 引起二重感染 称为菌群失调症 临床上常见的菌群失调症有 耐药性葡萄球菌繁殖成优势菌而发生腹泻 偶尔发生致死性葡萄球菌脓毒血症 变形杆菌和假单胞菌生长旺盛并侵入组织发生肾炎或膀胱炎 白色念珠菌大量繁殖 引起肠道 肛门或阴道感染 也可发展成全身感染 艰难梭菌在结肠内大量繁殖 并产生一种肠毒素及细菌毒素 导致假膜性肠炎 31 致病性或病原性 细菌能引起疾病的性能 毒力 致病菌的致病性强弱程度 毒力常用半数致死量 LD50 或半数感染量 ID50 表示 即在规定的时间内 通过指定的感染途径 能使一定体重或年龄的某种动物半数死亡或感染需要的最小细菌数或毒素量 二 细菌的致病性 32 细菌的毒力物质细菌侵入的数量细菌侵入的途径 细菌的致病机制 33 一 细菌的毒力 毒力是细菌致病的关键因素 多数毒力基因是质粒和噬菌体携带也存在于细菌致病岛内 细菌的毒力包括 1 侵袭力 粘附与侵袭2 毒素 外毒素与内毒素 34 细菌致病岛 毒力岛 毒力岛的概念 是指细菌染色体上一段具有典型结构特征的编码细菌毒力基因簇的相对分子量比较大的染色体DNA片段 主要编码与细菌的毒力及代谢等功能相关的产物 毒力岛携带有对宿主产生致病性的基因群 一种病原菌可以有一个或几个毒力岛 已在致病菌中发现了30几个毒力岛 由于毒力岛具有可移动性 使其在细菌的进化 毒力的获得 以及新病原的出现中均具有重要的意义 毒力岛编码的基因产物 许多是分泌性蛋白和细胞表面蛋白 如溶血素 菌毛和血红素结合因子 一些毒力岛编码细菌的分泌系统 如 型分泌系统 信息传导系统和调节系统 35 1 侵袭力 侵袭力 是指细菌突破机体的防御机能 在体内定植 繁殖及扩散 蔓延的能力 构成 菌体表面结构和侵袭性物质 36 1 细菌黏附 是一个非常复杂的细菌与宿主细胞相互作用的过程 细菌表面的黏附素与宿主细胞表面的相应受体结合之后 细菌便能牢固地黏附于宿主细胞上 并在该局部组织定居 大量繁殖 产生毒素或侵入深部 损伤或破坏组织 引起疾病或造成隐性感染 细菌的黏附作用需有许多物质参与 但最基本的物质是黏附素和黏附素受体 37 黏附素 粘附素 是位于细菌表面的特殊蛋白质或多糖 能增强病原菌黏附至宿主细胞表面的能力 革兰阴性菌常见有 菌毛 部分细菌的膜蛋白 如沙门菌的Vi抗原和大肠菌的K抗原等 革兰阳性菌常见有 菌体表面的毛发样突出物 如革兰氏阳性菌的膜磷壁酸 链球菌的微荚膜 M 蛋白质 38 菌毛 主要存在于革兰阴性菌 细菌通过菌毛与宿主表面受体相互作用而立足 获得定居的机会 故 菌毛又称为定居因子 不同的细菌有不同的菌毛 如大肠菌肾盂肾炎相关性P菌毛 39 非菌毛粘附物质 鞭毛蛋白 如霍乱弧菌的鞭毛鞘蛋白 百日咳杆菌和空肠弯曲菌的鞭毛蛋白可参与黏附 血凝素 如伤寒菌的甘露糖抗性血凝素 霍乱弧菌的血凝素 细菌的表面蛋白 如福氏菌 脑膜炎菌 致病性大肠菌的黏附是由其外膜蛋白决定的 纤毛样物质 大多数为G 菌的黏附素 其化学本质是糖脂 与G 菌的菌毛蛋白不同 如链球菌 金葡菌细胞壁上的脂磷壁酸 在细菌表面形成微毛结构 40 黏附素受体 一般是靶细胞表面的糖蛋白或糖脂G 菌宿主细胞的黏附受体 大多数G 菌宿主细胞上的黏附受体是糖蛋白或糖脂 其受体特异性部位往往是其中的糖类残基 G 菌宿主细胞黏附受体 纤维结合素 该分子上有许多细菌结合位点 特别是G 菌的配体位点 使细菌结合到表面覆盖有纤维结合素的上皮细胞上 粘膜上皮细胞表面黏附素受体的表达直接影响细菌的黏附过程 41 黏附机制及作用 机制 细菌与宿主细胞之间的静电吸引和疏水作用 阳离子桥联 配体 受体相互作用菌毛的粘附作用具有组织选择性 这种选择性取决于宿主易感细胞表面的相应受体 42 2 细菌的侵袭 概念 一些病原菌在黏附宿主细胞表面后还要进一步内在化 即侵入宿主细胞内部 这种特性称作侵袭 侵袭性物质 1 荚膜2 侵袭性酶 43 1 荚膜 包括荚膜和微荚膜 荚膜主要为多糖成分 不同细菌微荚膜成分不同 有蛋白或多糖 具有抗吞噬 抵抗抗体和补体的损伤作用 使细菌能突破机体的防御机能 迅速繁殖 是细菌的重要的毒力因子 肺炎球菌 A族和C族乙型链球菌 炭疽杆菌 鼠疫杆菌 肺炎杆菌及流行性感冒杆菌的荚膜是很重要的毒力因素 44 2 侵袭性酶 细菌的侵袭性酶本身无毒性 但在细菌感染的过程中有一定作用 常见的有 1 血浆凝固酶 2 链激酶 3 透明质酶酶 4 胶原酶 5 SIgA酶 45 2 毒素 细菌毒素按其来源 性质和作用的不同可两大类 1 外毒素 有些细菌在生长过程中 产生的 并从菌体扩散到环境中的细菌毒素 2 内毒素 内毒素存在于菌体内 是菌体的结构成份 细菌在生活状态时不释放出来 只有当菌体自溶或用人工方法使细菌裂解后才释放 故称内毒素 大多数革兰氏阴性都有内毒素 46 外毒素与内毒素的主要区别 47 外毒素抗毒素类毒素 机体产生 机体产生 甲醛液处理脱毒 外毒素 类毒素 抗毒素的关系 体内或体外 48 外毒素 外毒素的组成与结构 A亚单位 B亚单位A亚单位 毒素的活性部分即毒性中心 B亚单位 与宿主细胞特殊受体结合的部位外毒素的分类 P67表1 6 1神经毒素细胞毒素肠毒素溶细胞毒素 49 常见外毒素 50 常见外毒素 51 内毒素的生物学作用 致热反应极微量的LPS就能引起人体产生发热反应 其机理是LPS为外源性致热原 即热原质 能作用于单核 巨噬细胞等 使之释放内源性致热原IL 1 TNF 及IFN 2等 作用于下丘脑体温调节中枢 引起发热 白细胞反应内毒素进入血循环后 白细胞先急剧减少 系与其大量移行并粘附于组织毛细胞血管床有关 数小时后骨髓中的中性粒细胞大量释放入血 使血循环中白细胞数增高 52 内毒素的生物学作用 内毒素血症与休克当血液中有革兰阴性菌大量繁殖 败血症 或病灶释放大量内毒素或输入内毒素污染的液体 宿主机体会出现内毒素血症 并可引起休克的严重病理变化 以全身小血管舒缩功能紊乱而出现微循环衰竭和低血压为特征 表现为血液瘀滞于微循环 有效循环血量减少 组织器官 肾 心 肝 肺与脑 毛细血管灌注不足 缺氧 酸中毒等 严重者可致休克 此种内毒素所致的重症感染死亡率高 53 内毒素的生物学作用 Shwartzman现象与弥散性血管内凝血 DIC 将内毒素注入动物皮内 8h 24h后再以内毒素静脉注射 约10h后在第一次注射的局部皮肤出现坏死 此即局部Shwa rtzman现象 如果两次均为静脉注射次休克剂量LPS 10h后可出现全身广泛出血 坏死 尤以肾为著 即DIC 现认为第一次剂量的内毒素封闭了单核吞噬细胞系统 以至不能消除第二次注入的内毒素 内毒素还能活化凝血因子 使纤维蛋白原转变为纤维蛋白 并因血小板与纤维蛋白原大量消耗 以及内毒素活化分解纤维蛋白 进而产生出血倾向 54 内毒素的生物学作用 少量内毒素有免疫调节作用可激活B细胞产生多克隆抗体 激活巨噬细胞和NK细胞 诱生IFN TNF IL等多种细胞因子 增强非特异性免疫功能等 55 二 细菌的侵入数量与途径 侵入数量 1 病原菌毒力极强 极少量的侵入即可引起机体发病 2 大多数病原菌需要一定的数量才能引起感染 少量侵入易被机体防御机能所清除 途径 即病原菌的侵入部位 多数病原菌只有经过特定的门户侵入 并在特定部位定居繁殖 才能造成感染 56 三 机体的抗菌免疫 一 胞外菌感染的免疫 二 胞内菌感染的免疫 57 一 胞外菌感染的免疫 胞外菌的概念 是指寄居在宿主外的组织间隙和血液 淋巴液 组织液等体液中的细菌 人类的多数致病菌属胞外菌 主要有葡萄球菌 链球菌 脑膜炎奈瑟菌 淋病奈瑟菌 志贺菌 霍乱弧菌 白喉棒状杆菌 破伤风梭菌等 胞外菌的致病机制 产生外毒素 内毒素等毒性物质 引起炎症反应 58 一 胞外菌感染的免疫 1 吞噬细胞的吞噬作用2 特异性抗体的作用 是抗胞外菌感染的主要获得性免疫机制 抗体类型 IgM IgG为主 并有IgA或IgE 调理吞噬 IgG C3b均可促进吞噬作用 中和细菌外毒素 IgG 阻挡致病菌定植 SIgA 激活补体溶菌 IgM IgG 59 二 胞内菌感染的免疫 胞内菌的概念 是指寄居于细胞内的细菌 胞内菌的分类 兼性胞内菌 有结核分枝杆菌 麻风分枝杆菌 伤寒沙门菌 布鲁菌 肺炎军团菌 产单核细胞李氏菌等 专性胞内菌 有立克次体 柯克斯体 衣原体等胞内菌感染的特点 细胞内寄生 低细胞毒性 感染的潜伏期较长 病程缓慢呈慢性过程 持续的刺激形成了胞内菌常有的肉芽肿病变特征 主要通过免疫病理损伤而致病 60 二 胞内菌感染的免疫 1 吞噬细胞的吞噬作用2 细胞免疫的作用 胞内菌感染的获得性免疫机制主要是以T细胞为主的细胞免疫 因特异性抗体不能进入胞内菌寄居的宿主细胞内与之作用 包括两种类型 CD4 Th1 CD8 CTL3 局部粘膜免疫 SIgA能阻断其粘附 61 病毒的致病性 病毒的传播方式病毒感染的类型病毒的致病机制机体的抗病毒免疫 62 病毒的感染 指病毒通过粘膜或破损皮肤等途径侵入机体 在局部或全身的易感细胞内复制增殖 造成机体不同程度的病理过程 病毒感染的途径 病毒传播方式 1 水平传播 2 垂直传播 63 1 水平传播 病毒在人群不同个体之间的传播方式 常见途径 1 呼吸道传播 如流感病毒 麻疹病毒等 2 消化道传播 如肠道病毒 甲肝病毒等 3 媒介昆虫叮咬传播 如流脑病毒 森林脑炎病毒等 4 动物咬伤传播 如猎犬病毒 5 接触传播 如传染性软疣病毒 6 性传染 如人类免疫缺陷病毒等 某些病毒可经多种途径感染 如乙肝病毒可经手术 输血 注射 拔芽 共用餐具等 HIV除经性传播外 还可经输血 针刺等感染 64 2 垂直传播 病毒通过胎盘或产道 由亲代直接传给子代的方式 垂直传播是病毒感染的特点之一 以乙肝病毒 风疹病毒 巨细胞病毒 人类免疫缺陷病毒为多见 可引起死胎 早产或先天畸形 65 一 隐性感染 亚临床感染 病毒进入机体后 不引起临床症状 原因 1 病毒毒力弱或机体防御能力强 病毒不能大量增殖 不造成细胞 组织的严重损伤 2 也可因病毒不能最后侵犯到达靶细胞 不出现临床症状 隐性感染者可向体外播散病毒而成为传染源 病毒感染的类型 66 二 显性感染 病毒在宿主细胞内大量增殖引起细胞破坏 死亡 使机体出现临床症状 根据感染部位分 局部感染全身感染根据发病缓急分 急性感染持续性感染 病毒感染的类型 67 1 急性感染 潜伏期短 发病急 病程数日至数周 恢复后机体内不再存在病毒 如流行性感冒 甲肝等 2 持续性感染 病毒在宿主体内持续存在数月 数年甚至终身 潜伏期长 发病慢 恢复也慢 可出现明显症状 也可不出现明显症状而长期携带病毒 成为重要传染源 病毒感染的类型 68 二 显性感染 1 慢性感染 病毒可持续存在于血液或组织中并不断排出体外 或经输血 注射而传播 病程长达数月至数年 病毒在整个持续过程中可被检出 一般在机体免疫功能低下时发病 患者表现轻微或无临床症状 如乙肝 2 潜伏感染 急性或隐性感染后 病毒基因存在于一定组织或细胞内 但并不能增殖产生感染性病毒 在某些条件下病毒被激活发生增殖而引起临床症状 称急性发作 病毒仅在临床间歇性急性发作时才能被检出 如水痘 带状疱疹病毒 69 二 显性感染 3 慢发感染 也称迟发感染 病毒感染后 有很长的潜伏期 达数月 数年甚至数十年 一旦出现临床症状 多呈进行性发展 最终导致死亡 麻疹病毒引起的亚急性硬化性全脑炎 儿童 成人 70 一 致病机制1 溶细胞感染2 非溶细胞感染3 引起宿主的免疫病理损伤4 免疫抑制作用 二 抗病毒免疫1 体液免疫2 细胞免疫3 免疫耐受 病毒的致病机制与抗病毒免疫 71 1 溶细胞感染病毒在细胞内增殖造成细胞溶解死亡 多见于无包膜病毒 1 病毒增殖 释放时引起细胞裂解 2 病毒增殖 阻断宿主细胞蛋白质及核酸的合成 3 病毒感染后 细胞膜溶酶体膜通透性增强 酶释放 4 大量的衣壳蛋白 直接损伤宿主细胞 72 2 非溶细胞感染病毒在感染细胞内增殖 不引起细胞溶解死亡 也不阻碍细胞代谢 呈稳定状态感染 有些病毒感染细胞后 可在细胞内形成普通显微镜下可观察到的嗜酸性或嗜碱性 圆形或椭圆形或不规则的团块结构 包涵体成分对宿主细胞的结构和功能也有破坏作用 也可导致宿主细胞损伤 同时它又有助于病毒感染的辅助诊断 73 正常细胞CPE 74 狂犬病毒包涵体 Negribody 75 巨细胞病毒包涵体 76 3 引起宿主免疫病理损伤1 对免疫系统损伤 直接侵犯免疫系统细胞 引起免疫功能紊乱 从而诱发某些疾病甚至肿瘤 2 免疫复合物引起的损伤 抗原 抗体复合物在血流中发生沉积 引起超敏反应3 抗体增强病毒感染作用 机体产生中和抗体浓度不足以中和病毒 增加病毒感染单核吞噬细胞机会 4 引起免疫应答功能紊乱 病毒在细胞内复制过程中 可引起宿主细胞膜组分的改变 形成自身抗原 或由病毒基因编码的抗原也可表达在宿主细胞膜上 构成新抗原 77 4 免疫抑制 许多病毒感染能引起宿主免疫功能的抑制 如风疹病毒可在淋巴细胞或经激活的淋巴细胞中增殖 从而导致机体免疫低下 如人类免疫缺陷病毒 78 非特异性免疫干扰素巨噬细胞的杀病毒作用NK细胞的杀病毒作用特异性免疫细胞免疫体液免疫 机体抗病毒免疫 79 非特异性免疫 细胞作用巨噬细胞 M 对阻止病毒感染和促使病毒感染的恢复具有重要作用 含有大量M 的器官 如肝 脾 骨髓及淋巴组织在阻止病毒在体内扩散方面具有重要作用 80 NK细胞 1 杀伤过程不受MHC限制 也不依赖抗体2 对靶细胞无特异性3 杀伤作用出现早 4h4 部分细胞因子可激活中性粒细胞 能吞