耐药、感染免疫

第6章 细菌的耐药性,第一节 抗菌药物的种类及其作用机制,一、抗菌药物概念 1.抗菌药物（antibacterial agents） 指对病原菌具有抑制或杀灭作用、用于预防和治疗细菌性感染的药物，包括抗生素（antibiotics）和化学合成的药物。 2.抗生素（antibiotic agents）： 微生物在其代谢过程中产生的能杀灭或抑制其它特异病原微生物的产物。抗生素分子量小，低浓度就能发挥其生物活性，有天然和人工半合成两类。,抗菌素的发展历史：1928 年，Alexander Fleming 发现青霉素的抗菌作用 1935年，第一种抗菌素 磺胺类药物百浪多息开始临床使用 1941年，青霉素开始临床使用 目前有19类、1600多种抗生素用于临床,二、抗菌药物的种类（一）按抗菌药物化学结构和性质分类：1.-内酰胺类（-lactam） 化学结构中含有-内酰胺环的抗生素。-内酰胺抗生素分子侧链的组成形式多样，形成了抗菌谱不同、临床药理学特性各异的多种不同-内酰胺抗生素。,青霉素（penicillin）类：青霉素G、阿莫西林等。 头孢菌素（cephalosporin）类：分三代。头孢唑啉等。 头霉素：如头孢西丁。 单环-内酰胺类：如氨曲南。碳青霉素烯类：亚胺培南与西司他丁合用称泰能。 -内酰胺酶抑制剂：如舒巴坦棒酸使酶失活。,2.大环内酯类（macrolides） 红霉素、罗红霉素、阿奇霉素等。3.氨基糖苷类（aminoglycosides） 链霉素、庆大霉素、卡那霉素等。4.四环素类（tetracycline） 四环素、强力霉素等。5.氯霉素类（chloramphenic） 包括氯霉素、甲砜霉素。,6.化学合成的抗菌药物 磺胺类：磺胺嘧啶（SD）、复方新诺明 （SMZco）等。 喹诺酮（fluroqinolone）类：包括氟哌 酸、氧氟沙星等。7.其他 抗结核药物：利福平、异烟肼、乙胺丁醇、 吡嗪酰胺等。 多肽类抗生素：多粘菌素类、万古霉素、 杆菌肽、林可霉素和克林霉素等。,（二）按生物来源分类 1.细菌产生的抗生素 如多粘菌素和杆菌肽。 2.真菌产生的抗生素 如青霉素及头孢菌素，现在多用其半合成产物。 3.放线菌产生的抗生素 放线菌是生产抗生素的主要来源。其中链霉菌和小单孢菌产生的抗生素最多。常见的抗生素包括链霉素、卡那霉素、四环素、红霉素、两性霉素B等。,抗菌药物的主要作用部位,三、抗菌药物的作用机制,细菌结构与抗菌药物 细胞壁：特殊保护层 核糖体：合成蛋白质 荚膜：保护层，增强致病力，抵抗吞噬。 鞭毛：细胞运动器官 性菌毛和质粒：形成遗传耐药和变异的部分。,革兰阳性菌细胞壁结构,Wall teichoic acid,革兰阴性菌细胞壁结构,抑制胞浆外交叉联接过程（青霉素、头孢菌素）抑制胞浆膜阶段粘肽合成（万古霉素、杆菌肽）抑制胞浆内粘肽前体的形成(磷霉素、环丝氨酸）,1.抑制细菌细胞壁的合成,-内酰胺类抗生素主要抑制肽聚糖合成所需的转肽酶反应，阻止肽聚糖链的交叉连结，使细菌无法形成坚韧的细胞壁。,（1）多粘菌素等呈两极性，亲水端与细胞膜蛋白质部分结合，亲脂端与细胞膜内磷脂结合，导致细菌胞膜裂开，胞内成分外漏，细菌死亡。（2）两性霉素B、制霉菌素能与真菌胞膜上固醇类结合，酮康唑抑制真菌胞膜中固醇类的生物合成，均致细胞膜通透性增加。细菌胞膜缺乏固醇类，故作用于真菌的药物对细菌无效。,2.损伤细胞膜的功能,3.抑制蛋白质的合成,氨基糖苷类蛋白质合成全过程抑制药四环素类30S亚基抑制药氯霉素林可霉素类 50S亚基抑制药大环内酯类,4.抑制核酸（DNA/RNA）合成,喹诺酮类：作用于DNA回旋酶，抑制细菌繁殖。 利福平（RFP）：与依赖DNA的RNA多聚酶结 合，抑制mRNA的转录。磺胺类药物：与对氨基苯甲酸（PABA）的化 学结构相似，竞争二氢叶酸合成酶，使二 氢叶酸合成减少，影响核酸的合成，抑制 细菌繁殖。,抗生素可通过影响细菌核酸合成发挥抗菌作用。,影响叶酸代谢,(TMP),TMP与磺胺药合用(复方新诺明)有协同作用,抗菌药物作用机制总结图示,耐药性（drug resistance） 亦称抗药性，是指细菌对某抗菌药物（抗生素或消毒剂）的相对抵抗性。耐药性的程度 用某药物对细菌的最小抑菌浓度（MIC）表示。临床上有效药物治疗剂量在血清中浓度大于最小抑菌浓度称为敏感，反之称为耐药。,第二节 细菌的耐药机制,Some of antibiotic-resistant bacteria,（一）固有耐药性（intrinsic resistance） 1、指细菌对某些抗菌药物的天然不敏感，亦称天然耐药性细菌。2、特点：始终如一，可预测，由细菌的种属特性所决定。3、发生条件：细菌没有药物作用的靶位。,二、细菌耐药性的遗传机制,（二）获得耐药性（acquired resistance） 1、概念：指细菌DNA的改变导致其获得耐药性表型。2、发生条件：染色体突变R质粒的转移转座子介导的耐药性,三、细菌耐药性的生化机制,钝化酶的产生 -内酰胺酶：质粒介导或染色体突变 氨基糖甙类钝化酶：转座子导入 氯霉素乙酰基转移酶：主要由质粒编码药物作用靶位的改变抗菌药物的渗透障碍主动外排机制细菌自身代谢状态改变等,四、细菌耐药性的防治原则,合理使用抗菌药物严格执行消毒隔离制度加强药政管理研制新的抗菌药物破坏耐药基因抗菌药物的“轮休”,思 考 题,1简述抗菌药物类型2抗菌药物作用机制有几种？3简述细菌耐药性产生机制。4控制细菌耐药性策略?,第7章 细菌的感染和免疫,第一节 正常菌群与机会致病菌,一、正常菌群1概念：寄居在正常人的体表和与外界相通的腔道黏膜中的不同种类和数量的对人体无害的微生物群。2分布：体表和与外界相通的腔道黏膜。,肠道的正常菌群,健康青年粪便涂片,健康壮年粪便涂片,健康中年粪便涂片,3、正常菌群的生理作用（1）生物拮抗 竞争黏附作用产生有害代谢产物营养竞争作用（2）营养作用 （3）免疫作用（4）抗衰老作用 双歧杆菌、乳杆菌及肠球杆菌 产生过氧化物歧化酶(SOD)有关（5）抗肿瘤作用 双歧杆菌和乳杆菌,二、机会致病菌1来源：人体皮肤和黏膜寄居的正常菌群。可以是常住菌或暂住菌。2种类：主要为细菌。G-杆菌 大肠埃希菌、克雷伯菌、铜绿假单胞菌及无芽胞厌氧菌；G+菌 葡萄球菌 真菌 白假丝酵母菌、新生隐球菌。,3、机会致病菌的致病条件（1）正常菌群寄居部位改变 进入正常无菌部位可引起疾病。 （2）宿主免疫免疫功能低下 免疫抑制剂、激素、细胞毒药物的使用及射线照射等所致。 （3）菌群失调 长期服用广谱抗生素后，抑制了敏感菌，耐药菌大量繁殖，可能会致二重感染（重叠感染），系菌群失调症。,三、微生态平衡与失调微生态平衡 正常微生物群与其宿主生态环境在长期进化过程中形成生理性组合的动态平衡。微生态失调 正常微生物群与宿主之间的平衡在外界环境因素的影响下被破坏，由生理性组合转变为病理性组合状态。,微生态失调的防治原则：保护好宏观生态环境和微生态环境，维持生态平衡，增强机体免疫力，合理使用抗生素，必要时可应用微生态调节剂（益生菌，益生元）。,第二节 细菌的致病作用,细菌的致病性：是指细菌引起疾病的性能。毒力 细菌致病性的强弱程度。测定毒力的传统方法用半数致死量（LD50）或半数感染量（I D50）表示。,一、细菌的毒力,构成细菌毒力的物质基础：侵袭力、毒素,（一）侵袭力(invasiveness) 致病菌能突破宿主皮肤、黏膜生理屏障,进入机体并在体内定植、繁殖和扩散的能力。,1. 菌体表面结构粘附素 菌毛、磷壁酸等。荚膜 具有抗吞噬和阻挠杀菌物质的作用。2、侵袭性物质（1）侵袭素（2）侵袭性酶类 利于细菌在组织中扩散；协助细菌抗吞噬。如葡萄球菌凝固酶、透明质酸酶、链激酶、链道酶、胶原酶等。3、细菌生物被膜,(二) 毒素1.外毒素(exotoxin) 来源：多由革兰阳性菌合成释放，部分革兰阴性菌死亡后亦可释出。,基因： 染色体基因：如编码霍乱肠毒素的基因 质粒上的基因：如编码ST、LT的基因 前噬菌体基因：如编码白喉毒素的基因,化学成分：蛋白质，不耐热，易被酸、蛋白酶分解 致病作用：毒性强。对组织器官有高度选择性。引起特有症状。 结构： A亚单位：毒性中心 B亚单位：无毒，是结合部位,ETEC不耐热肠毒素霍乱肠毒素破伤风痉挛毒素肉毒毒素,A：活性亚单位B：结合亚单位 可提纯制疫苗,外 毒 素,分子结构：AB模式,外毒素种类,神经毒素 破伤风痉挛毒素、肉毒毒素细胞毒素 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 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,2.内毒素(endotoxin)来源：革兰阴性菌细胞壁的外层结构，菌体死亡后裂解。化学成分与特性： 脂多糖（LPS）：耐热，对强酸、强碱不敏感。O特异多糖 非特异核心多糖 类脂A,致病作用 发热反应 白细胞反应 内毒素血症与内毒素休克 弥漫性血管内凝血（DIC） 内毒素的检测 ：鲎试验,鲎(horseshoe crab)：亦称马蹄蟹。肢口纲海生节肢动物，共4种，见於亚洲和北美东海岸。与蝎、蜘蛛以及已绝灭的三叶虫有亲缘关系。 鲎的祖先出现在地质历史时期古生代的泥盆纪，鲎从4 亿多年前问世至今仍保留其原始而古老的相貌，有“活化石”之称。,鲎的血液中含有铜离子，它的血液是蓝色的。这种蓝色血液的提取物“鲎试剂”，可以准确、快速地检测人体内部组织是否因细菌感染而致病；在制药和食品工业中，可用它对毒素污染进行监测。,内毒素（脂多糖）结构,（1）脂质A内毒素毒性与生物学活性成分 无种属特异性（2）核心多糖位于脂质A的外层有属特异性，同一属细菌相同 （3）寡糖重复单位是革兰阴性菌的菌体抗原（O抗原）具有种特异性,内毒素毒性作用,发热反应白细胞反应内毒素血症与内毒素休克 DIC,外毒素与内毒素的主要区别,二、细菌侵入的数量 一定数量三、细菌侵入的途径 一定途径,抗感染免疫是机体抵抗病原微生物及其有害产物，维持生理稳定的功能。 非特异性免疫（天然免疫）抗感染免疫 特异性免疫（获得性免疫）,第三节 宿主的免疫防御机制,在抗感染免疫过程中，天然免疫与获得性免疫相互依赖与协作，共同发挥消除病原微生物感染的作用天然免疫在获得性免疫产生之前，可限制病原微生物在体内迅速扩散，并能启动特异性免疫应答。获得性免疫能特异、有效地清除病原微生物，其作用的发挥也有赖于天然免疫因素的参与，如细胞因子活化的巨噬细胞和补体等。,一、非特异性免疫,特点：（1）遗传获得，人人皆有 （2）有针对性，非特异性的,（一）屏障结构1皮肤与黏膜（1）阻挡和排除作用。（2）分泌多种杀菌物质。（3）正常菌群的拮抗作用，构成了微生物屏障。,2血脑屏障由软脑膜、脉络膜、脑毛细血管和星状胶质细胞等组成。阻挡病原体及其毒性产物从血流进入中枢神经系统。婴幼儿不完善，易发生中枢神经系统感染。,3胎盘屏障由母体子宫内膜的基蜕膜和胎儿绒毛膜共同组成。防止母体内的病原微生物进入胎儿体内，保护胎儿免受感染。在妊娠3个月内，胎盘屏障尚未发育完善，病原微生物有可能通过胎盘感染胎儿。,（二）吞噬细胞 吞噬细胞的种类 （1）大吞噬细胞：单核吞噬细胞系统 （2）小吞噬细胞：中性粒细胞 1吞噬和杀菌过程（1）趋化 在趋化因子的作用下，吞噬细胞穿过毛细血管壁定向聚集到局部炎症部位。,免疫细胞的种类,（2）黏附 病原体附着到吞噬细胞表面。吞噬细胞表面受体 结合病原菌（脂多糖受体、甘露糖受体）（3）吞入 吞噬 形成吞噬体吞饮 形成吞饮体,（4）杀灭与消化 形成吞噬溶酶体。杀菌作用 （1）依氧杀菌系统 氧化酶、髓过氧化物酶和卤化物（2）非依氧杀菌系统 酸性环境、溶菌酶、杀菌性蛋白杀死的病原体进一步由蛋白酶、核酸酶、酯酶等降解、消化，不能被消化的残渣排至吞噬细胞外。,2杀伤机制（1）依氧杀菌机制：主要因吞噬引起呼吸爆发。需分子氧参加 ROI、RNI依赖机制：ROI包括：H2O2、O2-、OH-、1O2等，RNI包括：NO、NO2-、NO3-等。对细菌等病原体有直接的毒性作用，具有高效的杀伤活性。, 髓过氧化物酶（MPO）介导的杀伤机制：MPO、H2O2和氯化物等卤族元素共同组成。（2）非依氧杀菌机制 不需要分子氧的参加 酸性的作用 杀菌、抑菌作用 溶酶体酶和杀菌性蛋白的作用,3吞噬作用的后果（1）完全吞噬 病原体在吞噬溶酶体中被杀灭和消化，未消化的残渣被排出胞外。（2）不完全吞噬 某些胞内寄生菌或病毒等病原体在免疫力低下的机体内，只被吞噬却不被杀死。 对机体不利，因病原体在吞噬细胞内得到保护，可以免受体液中非特异性抗菌药物等的作用。（3）组织损伤 吞噬过程中溶酶体释放的多种水解酶也能破坏正常组织细胞，造成组织损伤和炎症反应。,（三）自然杀伤细胞（NK细胞） 1、NK细胞的表面标记：CD3、CD56+ 、 CD16+(FcR)2、NK细胞杀伤靶细胞的特点（1）非特异性杀伤（2）不依赖或依赖抗体(ADCC)（3）不受MHC限制,3、NK细胞的生物学功能（1）抗感染作用（2）抗肿瘤作用 IL2、 IFN 等可活化NK细胞，发挥早期抗病毒感染和早期抗肿瘤细胞的免疫监视作用。（3）免疫调节作用（产生IL1、IFN 、TNF等 ）,4、 NK细胞自身免疫耐受机制：（1）杀伤细胞活化受体(KAR)：识别靶细胞表面的糖类配体，转导活化信号。（2）杀伤细胞抑制受体(KIR)：识别自身组织细胞的 MHC-类分子，介导抑制信号产生。,（四）体液因素1补体2溶菌酶 一种碱性蛋白，作用G+菌胞壁肽聚糖3防御素 一类富含精氨酸的小分子多肽。主要作用于胞外菌，杀菌机制是破坏细菌细胞膜的完整性。,正常体液中的抗菌物质,二、特异性免疫效应机制特点：（1）后天获得，不能遗传 （2）有特异性 （一）体液免疫 抗胞外寄生菌的感染（二）细胞免疫 抗胞内寄生菌、病毒和真菌感染（三）黏膜免疫,（一）抗胞外菌感染的免疫胞外菌（extracellular bacteria）指寄居在宿主细胞外的细菌。抗胞外菌感染的主要目的是：杀灭细菌，中和毒素 抗体补体的调理作用以及抗体的中和毒素作用在抗胞外菌感染中起主导作用。,抗体对胞外菌的作用主要表现为（1）阻止细菌粘附： SIgA 发挥重要的作用。 （2）调理吞噬作用 ： 吞噬细胞表面具有抗体IgG的Fc受体和补体C3b受体 ，通过调理作用增强吞噬细胞的吞噬杀菌能力。（3）激活补体溶菌： IgM、IgG抗体与抗原的复合物激活补体经典途径。 （4）中和细菌外毒素：以外毒素为主要毒力因子的细菌（如破伤风杆菌），抗毒素起主要保护作用。,（二 ） 抗胞内菌感染的免疫少数致病菌主要寄生于细胞内，称为胞内菌（intracelllular bacteria）。吞噬细胞 胞内菌主要被单核巨噬细胞吞噬。2 细胞免疫 因为特异性抗体不能进入胞内发挥作用，抗胞内菌感染的免疫主要是以T细胞为主的细胞免疫。,一、感染的来源与传播（一）外源性感染（exogenous infection）1、传染源 病人 带菌者 “伤寒玛丽” 病畜和带菌动物2、传播途径 呼吸道、消化道、皮肤创伤、经节肢动物媒介、性传播、多途径感染,第四节 感染的发生与发展,（二）内源性感染(endogenous infection)条件致病菌；如肠道手术腹膜炎 隐伏状态存在于体内的致病菌。,外源性感染与内源性感染的区别,二、感染的类型（一）隐性感染 (inapparent infection)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）显性感染(apparent infection)当宿主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（1）急性感染(acute infection) 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。（2）慢性感染(chronic infection) 病程缓慢，常持续数月至数年。如：结核分支杆菌；麻风杆菌。,2. 按感染部位不同分为（1）局部感染(local infection ) 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、痈等。（2）全身感染(systemic infection ) 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。,全身性细菌感染：毒血症 (toxemia) 细菌产生的外毒素进入血流，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、破伤风等。内毒素血症(endotoxemia) 革兰氏阴性菌侵入血流，并在其中大量繁殖、崩解后释放出大量内毒素；或病灶内大量革兰氏阴性菌死亡、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。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。,（三）带菌状态 机体感染后细菌并未立即消失，而在体内继续留存一定时间并不断向体外排出，称为带菌状态。 处于带菌状态的人称为带菌者。 1、健康带菌者：隐性感染后带菌 2、恢复期带菌者：显性感染后带菌