感染与免疫

第四节 细菌的感染与免疫,细菌的感染,细菌侵入宿主机体后，进行生长繁殖、释放毒性物质引起机体不同程度的病理过程，称为细菌的感染(bacterial infection)。能使宿主致病的细菌称为致病菌或病原菌(pathogenic bacterium，pathogen)。有些细菌在正常情况下并不致病，但在某种特定条件下可致病，这类细菌称为条件致病菌(conditioned pathogen)，又称机会致病菌（opportunistic bacterium）,人体常见微生物群分布细菌感染致病机制细菌感染的途径和类型,人体常见微生物群分布,正常菌群的概念及分布 概念 在正常人的体表和与外界相通的腔道中寄居着不同种类和数量的微生物，这些微生物通常对人体无害，称正常微生物群，通称正常菌群(normal flora)。 分布 见图,正常菌群的生理作用 ： 1生物拮抗作屏障 生物屏障（生物膜），化学屏障（代谢产物），营养竞争 2营养作用产营养 3免疫作用 有免疫 作为抗原，促进机体免疫器官的发育和免疫应答 4抗衰老作用除废物 抗衰老（SOD） ， 5. 抗肿瘤（分解食物中的致癌物质）,条件致病菌 条件致病菌（conditioned pathogen) 机会致病菌（opportunitistic pathogen) 有些细菌在正常情况下并不致病，在某些条件改变的特殊情况下可以病。 致病条件寄居部位的改变 免疫功能低下菌群失调症（dysbacteriosis） 机体某一部位的正常菌群中各种细菌出现数量和质量变化,原来在数量和毒力上处于劣势的细菌或耐药菌株居于优势地位。 通常由于长期不合理使用抗生素所致。,细菌感染致病机制,细菌引起感染的性能称为致病性(pathogenicity)或病原性，具有种特异性和宿主特异性。 (质) 致病菌致病性的强弱程度称为毒力(virulence)。 (量) 细菌的毒力常用半数致死量（median lethal dose LD50）或 半数感染量(median infective dose，ID50)表示。,半数致死量（LD50）：表示在规定时间内，通过指定感染途径，使一定体重或年龄的某种动物半数死亡所需最小细菌数或毒素量。半数感染量（ID50）：表示在规定时间内，通过指定感染途径，使一定体重或年龄的某种动物半数感染所需最小细菌数或毒素量。,致病性的影响因素,细菌的毒力强弱侵入宿主机体的菌量侵入部位是否合适,细菌的致病过程及毒力因子,侵入机体并定居于一定的组织适应宿主环境、进行繁殖和扩散抵御宿主的防御机能产生并释放毒素,侵袭力,毒素,毒力因子,细菌的毒力因子 侵袭力 毒素 粘附与定植物质 内毒素 繁殖与扩散物质 外毒素 抵御宿主的防御机能,侵袭力（invasiveness） 致病菌能突破宿主皮肤、粘膜生理屏障，进入机体并在体内定植、繁殖和扩散的能力 粘附与定植物质 繁殖与扩散物质 抵御宿主的防御机能,粘附与定植物质:粘附因子 是感染的第一步，与致病性密切相关细菌的粘附因子与宿主细胞受体结合菌毛与受体分子 G- ：糖类；G+：蛋白质或糖蛋白非菌毛粘附物质：细胞壁成分 A群链球菌的脂磷壁酸与受体分子的结合其他因素：生化反应 乳酸杆菌,繁殖与扩散物质侵袭性酶类和侵袭素 透明质酸酶及链激酶（扩散） 蛋白质多肽（繁殖扩散）,细菌的侵袭性物质及侵袭作用,抵抗宿主的防御机能抗吞噬作用： 荚膜（肺炎链球菌，炭疽杆菌） 溶血素，杀白细胞素（金葡菌，化脓链球菌）抗调理作用： 荚膜，SPA抗sIgA作用：IgA蛋白酶细菌生物被膜：细菌群体形成的复合膜状结构,细菌的毒素,外毒素（exotoxin）：多数革兰阳性菌和少数革兰阴性菌在生长繁殖过程中释放到菌体外的蛋白质内毒素（endotoxin）：革兰阴性菌细胞壁的脂多糖,菌体死亡崩解时游离出来,特点,外毒素,3、毒性作用强、对组织细胞有很强的选择性-临床表现有特异性,1、主要由G+菌产生,2、化学本质蛋白质，不耐热，一般菌体生长时分泌的,5、可用甲醛脱毒制成类毒素-用于免疫预防,4、抗原性强 刺激机体产生的抗毒素中和外毒素作用-用于治疗或紧急预防,蛋白质，由两个亚单位组成A亚单位为活性蛋白B亚单位为结合蛋白,外毒素的结构,外毒素抗原性,类毒素（toxoid）：受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,细菌的外毒素,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,内毒素,性质：属脂多糖 毒性作用弱，无选择性 对热稳定 抗原性弱,内毒素,特点,1、主要由G菌产生（衣原体、立克次体、 螺旋体等）,2、化学成分为细胞壁外膜中脂多糖，耐高温，细菌死亡裂解后释放,4、抗原性弱，感染后体内一般不产生抗毒素，也不能制成类毒素,3、各种细菌产生的内毒素毒性作用基本相似：无选择性,细菌内毒素的结构,内毒素毒性作用,发热反应白细胞反应 LPS 进入体内可导致血液中性粒细胞数量先减少，继而增加内毒素血症与内毒素休克 DIC （disseminated intravascular coagulation, DIC） 指微血栓广泛沉着于小血管中，导致的一种严重综合征,内毒素的检测： 鲎（hu）试验 原理：鲎是海洋中的一种冷血节肢动物, 其血中有一种特殊的变形细胞, 内含凝固酶原和可凝固蛋白，冻融后制成溶解物 (鲎试剂)。 内毒素 凝固酶原 凝固酶 可凝固蛋白 凝固敏感, 能测出0.01-1.0ng/mg的内毒素,外毒素与内毒素的主要区别 区别要点 外毒素 内毒素 来源 革兰阳性菌及部分革兰阴性 革兰阴性菌细胞壁 菌细胞产生向外分泌或菌体 裂解后释放 溶解后释放 化学成份 蛋白质 脂多糖 稳定性 不稳定，加热60以上稳定， 160 迅速破坏 2-4h才被破坏 抗原性 抗原性强，刺激机体产生 高浓抗毒素;可经甲醛 较弱，不能经甲醛 脱毒制成类毒素 脱毒制成类毒素 毒性作用 强，对组织器官有选择性 较弱，各种细菌内毒 毒害作用， 引起特殊的 素的毒性作用大致相 临床表现 同，引起发热、白 细胞变化、休克、DIC等,细菌感染的来源,外源性感染（exogenous infection）来源于宿主体外病人 带菌者 携带有某些致病菌的健康人，传染病恢复期仍排菌 者（重要传染源） 病畜和带菌动物 人畜共患病 内源性感染（endogenous infection）来源于宿主体内或体表 大多为正常菌群，少数为致病菌,医院获得性感染（hospital acquired infection）,病人在住院期间发生的感染，通称医院内感染（nosocomial infection）。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；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。,细菌感染的传播方式,水平传播 人-人、人-动物、动物-动物垂直传播 胎盘、产道、哺乳,垂直传播,水平传播途径,途 径 方 式 疾 病 举 例,呼吸道感染,气溶胶，飞沫方式吸入,肺结核、白喉、百日咳,消化道感染,粪-口方式，食入,伤寒、痢疾、食物中毒,泌尿生殖道感染,性接触，血液或粘膜损伤,淋病、梅毒等,创伤性感染,皮肤、粘膜创伤、破损,皮肤化脓感染，破伤风,经血感染,输血、注射、针刺,细菌败血症,媒介昆虫感染,密切接触、叮咬,鼠疫，沙门菌病,多途径感染,经消化、呼吸、创伤等,结核及炭疽杆菌感染,细菌感染的类型,隐性感染 入侵的病原数量少、毒力弱和/或机体的免疫力较强时，机体不出现或出现不明显的临床症状。显性感染（传染病） 按病情缓急 急性感染：发病突然、症状明显、病程短；痊愈后病原消失 慢性感染：发病慢、病情相对轻、病程长；可反复发作 按感染的部位 局部感染 带菌状态 全身感染,局部感染 病原菌感染机体后，只在皮肤、粘膜表面引起感染，不进入组织内部和血液；如化脓性球菌所致的疖、痈等化脓性炎症。带菌状态 有时致病菌在显性或隐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。 宿主-带菌者（carrier）,重要的传染源,全身感染感染发生后，病原菌或其代谢产物向全身扩散，引起全身症状； 毒血症(toxemia) 内毒素血症(endotoxemia) 菌血症(bacteremia) 败血症(septicemia) 脓毒血症(pyemia),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。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；也可由病灶内大量革兰阴性菌死亡、释放的内毒素入血所致。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。,宿主的免疫防御抗细菌感染,天然免疫 获得性免疫,天然免疫（innate immunity） （非特异性免疫nonspecific immunity ）,大吞噬细胞,屏障机构,吞噬细胞,天然免疫（非特异性）,皮肤与粘膜,血脑屏障,胎盘屏障,小吞噬细胞,体液因素,补体,溶菌酶,屏障结构,1皮肤与粘膜 （1）机械性阻挡与排除作用 （2）分泌杀菌物质 （3）正常菌群的拮抗作用 2血脑屏障 脑毛细血管壁及壁外的星 状胶质细胞3胎盘屏障 子宫内膜的基蜕膜和胎儿的绒毛膜滋养层细胞构成,吞噬细胞,小吞噬细胞 外周血中的中性粒细胞大吞噬细胞 血中的单核细胞和各种组织中的巨噬细