感染(细菌性感染)

1、第三章 感染(gnrn)Infection 微生物学(wi shn w xu)与免疫学教研室 细菌性感染共七十二页基本概念感染（Infection): 微生物侵入宿主体内，在其中生长繁殖、释放毒性物质并与宿主防御机制相互作用引起(ynq)不同程度的病理过程。是微生物与宿主在个体、细胞和分子的多层面相互作用的生物学现象。 传染(Transmission): 来自宿主外的微生物，通过一定方式从一宿主传到另一宿主的引起的感染则称为传染致病性微生物或病原体（pathogen）：能引起感染或宿主疾病的微生物。非致病微生物或非病原体（nonpathogenic microorganism, nonpath

2、ogen） 共七十二页致病性（病原性，pathogenicity）: 致病性微生物致病的性质。微生物的毒力：在宿主(szh)免疫防御功能一定的情况下，微生物的致病性有强弱之分。基本概念共七十二页毒力(virulence)：致病菌的致病性强弱程度。可分为强毒株、弱毒株和无毒株.半数致死量(median lethal dose,LD50)或半数感染(gnrn)量(median infective dose,ID50) 。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。是测定毒力的传统方法。基本概念共七十二页A株细菌(xjn)的LD50为30

3、，B株细菌的LD50为50，说明A株比B株毒力强。共七十二页第一节 细菌性感染(gnrn)细菌(xjn)的致病机制侵袭力毒 素超抗原与疾病细菌性感染的传播细菌感染的来源传播途径细菌性感染的类型隐性感染显性感染全身细菌性感染共七十二页一、细菌(xjn)的致病机制侵袭力：病原菌突破宿主皮肤、黏膜生理屏障等免疫防御机制，进入机体定居、繁殖(fnzh)和扩散的能力。毒素：能损害宿主组织、器官并引起生理功能紊乱的大分子成分。侵袭力和毒素是病原菌毒力的物质基础，统称为毒力因子。共七十二页（一）侵袭(qnx)力黏附(ninf)与定植侵 入繁殖和扩散共七十二页1. 黏附(ninf)与定植：黏附(adhesio

4、n)是微生物与宿主发生关系的普遍性生物学现象，是感染的第一步，进而定植、增殖及致病。 细菌的黏附能力与致病性密切相关。 因存在不利于细菌定居的因素(yn s)，故黏附作用是必需的。共七十二页1. 黏附(ninf)与定植： (1) 黏附(ninf)现象(2) 黏附性结构物质 (3) 黏附机制 (4) 组织趋向性共七十二页1）黏附(ninf)现象表现方式：单个散在的吸附，形成微菌落(microcolony)和细菌的生物膜(biofilms, biomembrane)。细菌的微菌落和生物膜是细菌抵抗不利环境，营造合适(hsh)的微生境(niche)，以利于生存的一种黏附定植式群体生存方式。共七十二页

5、1）黏附(ninf)现象微生境(niche)：即直接对微生物产生效应的环境 。 niche: (ecology) the status of an organism within its environment and community (affecting its survival as a species) . 微菌落：是人肉眼看不到细菌集落，需借助低倍显微镜才能观察，一般为一个克隆，通过菌体表面黏附性物质(wzh)使菌细胞黏连在一起。共七十二页1）黏附(ninf)现象细菌的生物膜：是以微菌落为基本结构单位(dnwi)（家族）的有序性“社区”结构，可为不同种属的细菌共同形成，大小为300

6、700m。其结构基质主要为伸出于细胞表层的胞外多糖。菌细胞之间可通过阈感分子（生物膜中此方式信息传递速率比混悬菌高10 600倍）自动感应周围环境的变化，从而调整菌群密度、代谢及生长速率等。共七十二页胞外多糖(du tn)共七十二页生物膜的形成(xngchng)当细菌黏附在潮湿(chosh)的物体表面后，开始分泌粘性的、胶状的物质（如胞外多糖），这种物质使它们能锚定在任何材料上，如金属、塑料、医用移植材料以及组织等。一种细菌可以组成一个生物膜，但更多的生物膜由多种细菌组成。生物膜在物体表面形成后，会带来一些有害或有益的反应。共七十二页生物膜的形成(xngchng)共七十二页Animation

7、of biofilm formation共七十二页不同物体表面(biomin)的微菌落和生物膜下图为齿斑生物膜的SEM下图：小白鼠小肠黏膜上皮细胞表面的生物膜电镜照片共七十二页隐形眼镜表面的生物膜的扫描电镜照片隐形眼镜表面(biomin)的生物膜的扫描电镜照片不同物体(wt)表面的微菌落和生物膜共七十二页移植在体内(t ni)的假嗓上生长的生物膜(SEM)不同物体表面(biomin)的微菌落和生物膜共七十二页微菌落(jnlu)及生物膜的特点较单个黏附的或混悬的细菌更易于抵抗免疫细胞（如巨噬细胞）、免疫分子（如抗体、补体）及药物（如抗生素）的攻击。 可克服液态流的冲击从而(cng r)持续存在（

8、可以说是不可逆性的黏附）。 其中的细菌可通过接合机制快速传递耐药基因。共七十二页微菌落(jnlu)及生物膜对抗菌物质的强抵抗力共七十二页微菌落(jnlu)和生物膜现象在现代临床医学中的意义发现此现象后，对某些慢性难治性感染有了新的理解和认识。如细菌性心内膜炎、肺组织的囊性纤维病等；另外中耳炎、军团病等急性感染都与生物膜有关。 微菌落及生物膜是现代(xindi)医源性感染的重要原因。许多医疗设备如导尿管、人工植入物、创伤敷料等其表面均可被细菌黏附并形成生物膜。 共七十二页微菌落和生物膜现象在现代(xindi)临床医学中的意义因为生物膜对抗生素的强抵抗力，所以更高剂量和/或长期使用的抗生素被用来(

9、yn li)治疗生物膜相关的感染。 因为生物膜很容易在家居设备表面形成，在消毒及清扫不彻底的情况下，日常活动可能会导致病原微生物感染。 共七十二页1. 黏附(ninf)与定植： (1) 黏附(ninf)现象(2) 黏附性结构物质 (3) 黏附机制 (4) 组织趋向性共七十二页2）黏附性结构(jigu)物质存在于细菌表面的、能够与宿主细胞发生黏附作用的结构(jigu)物质或成分。 主要成分为：蛋白质、糖蛋白、多糖或脂多糖。 黏附结构：普通菌毛、荚膜、微荚膜、支原体顶端结构等。 这种黏附结构物质均作为配体与宿主细胞表面受体结合而介导黏附作用发生。共七十二页多存在(cnzi)于G-细菌(xjn)荚膜

10、多糖G-菌的外膜蛋白多存在于G+A群链球菌的LTA2）黏附性结构物质黏附因子 (adhesive factor)黏附素 (adhesin)菌 毛非菌毛 粘附素定居因子大肠埃希菌肾盂肾炎相关性P菌毛膜磷壁酸共七十二页菌毛黏附(ninf)因子上图：细菌由菌毛介导的黏附下图：菌毛上的黏附位点即配体与宿主细胞上相应受体结合共七十二页菌毛的黏附(ninf)作用可抵抗液体流冲击(Gif)共七十二页非菌毛黏附(ninf)素共七十二页1. 黏附(ninf)与定植： (1) 黏附(ninf)现象(2) 黏附性结构物质 (3) 黏附机制 (4) 组织趋向性共七十二页黏附(ninf)为不稳定的、可逆的黏附(ninf

11、)为牢固的、不可逆的细菌与宿主细胞之间距离10nm细菌与宿主细胞之间距离10nm非特异性黏附与特异性黏附包括：细菌和宿主细胞之间的静电吸引及疏水作用，阳离子桥联作用和配体-受体相互结合。共七十二页载铁蛋白基因表达加速生长繁殖产生分泌入侵蛋白诱导黏附分子表达细菌可发生的变化宿主细胞方面的变化形态变化细胞凋亡细胞因子合成释放黏附分子表达配体和受体构象改变信号传递发生生理生化变化共七十二页1. 黏附(ninf)与定植： (1) 黏附(ninf)现象(2) 黏附性结构物质 (3) 黏附机制 (4) 组织趋向性共七十二页4）组织(zzh)趋向性不同种的细菌以不同的配体与不同的宿主结合。 一种微生物大多只

12、能(zh nn)黏附于某一特定组织靶位，即某一细菌只感染某一特定组织。 （流感病毒只能吸附于粘膜上皮细胞） 配体和受体的结合，具有种属特异性，是由基因控制的。 共七十二页（一）侵袭(qnx)力黏附(ninf)与定植侵 入繁殖和扩散共七十二页2. 侵入(qnr)(invasion)定义：指某些毒力强或具有侵袭能力(nngl)的病原菌主动侵入非吞噬细胞的感染过程。 被侵入的细胞主要为黏膜上皮细胞。 常见的具有侵袭能力的病原菌有：鼠伤寒沙门菌、福氏痢疾杆菌、肠侵袭性大肠埃希菌(EIEC)等。 侵袭基因(invasion gene, inv基因)编码 侵袭素(invasin)。共七十二页细菌(xjn)

13、侵入非免疫细胞(Gif)共七十二页（一）侵袭(qnx)力黏附(ninf)与定植侵 入繁殖和扩散共七十二页3. 繁殖(fnzh)和扩散 扩散方式决定因素：细菌的致病性质、宿主机体的免疫力及感染的阶段。 局部扩散 局部表层扩散：某些细菌仅感染某部皮肤和黏膜，定植后向周围扩散。 局部深层扩散：某些细菌能克服皮肤和黏膜屏障，进入(jnr)皮下或黏膜下组织。 3） 全身扩散：指细菌突破皮肤或黏膜后，主要进入血流扩散，通过血流到特定的靶位引起感染。共七十二页痢疾志贺菌穿过(chun u)黏膜上皮且侵入黏膜上皮细胞(Gif)共七十二页（二）毒素(d s)(toxin)定义：细菌在生长繁殖中产生和释放的毒性成

14、分(chng fn)。可直接或间接损伤宿主细胞、 组织和器官，干扰其生理功能。外毒素(exotoxin)内毒素(endotoxin)共七十二页1.外毒素定义：主要由G(+)和部分G(-)产生并释放到菌体外的毒性蛋白质。大多数外毒素由活菌分泌到胞外，少数在细菌裂解后释放出来。 性质：为蛋白质（A-B毒素）；毒性作用强，且具有组织选择性；对理化因素不稳定，一般不耐热；抗原性强，其抗体为抗毒素(antitoxin)。外毒素可用人工方法处理脱毒成为(chngwi)类毒素 。 可分为：神经毒素、细胞毒素和肠毒素共七十二页1. 外毒素共七十二页2. 内毒素定义：是革兰阴性菌细胞壁中的结构组分，在菌细胞破解

15、后才释放出来的毒性脂多糖(LPS)。内毒素也存在于螺旋体，衣原体和立克次体中。 性质：产生于G(-)；化学性质为LPS，对理化因素稳定，耐热；毒性相对(xingdu)较弱，无选择性；抗原性较弱，不能脱毒成为类毒素。 各种G(-)产生的内毒素致病作用基本相似。其毒性成分为脂类A。共七十二页G(-)菌裂解(li ji)释放LPS共七十二页革兰阴性菌细胞壁脂多糖(du tn)共七十二页内毒素的毒性(d xn)作用1) 发热(f r)反应(fever)2) 白细胞反应3) Shwartzman现象与DIC4) 内毒素血症与休克5) 免疫调节作用共七十二页1) 发热(f r)反应单核 -巨噬细胞等LPS

16、内源性热原质(yun zh) (IL-1、TNF-等)下丘脑体温 调节中枢发热激活共七十二页内毒素的毒性(d xn)作用1) 发热(f r)反应(fever)2) 白细胞反应3) Shwartzman现象与DIC4) 内毒素血症与休克5) 免疫调节作用共七十二页2) 白细胞反应(fnyng)LPS白细胞数 急剧(jj)减少数小时后白细胞数 急剧升高共七十二页内毒素的毒性(d xn)作用1) 发热(f r)反应(fever)2) 白细胞反应3) Shwartzman现象与DIC4) 内毒素血症与休克5) 免疫调节作用共七十二页3) Shwartzman现象(xinxing)与DIC (弥漫性血管

17、内凝血）(Disseminated intravascular coagulation)局部(jb)反应家兔皮内注入G(-)菌培养物上清1824h后同样注射物再次静脉注射10h后第一次注射局部出血、坏死全身反应家兔静脉注入G(-)菌培养物上清1824h后同样注射物再次静脉注射10h后全身广泛出血、坏死共七十二页内毒素的毒性(d xn)作用1) 发热(f r)反应(fever)2) 白细胞反应3) Shwartzman现象与DIC4) 内毒素血症与休克5) 免疫调节作用共七十二页4）内毒素血症与休克(xik)MOSF 多器官系统(xtng)衰竭共七十二页内毒素的毒性(d xn)作用1) 发热(f

18、 r)反应(fever)2) 白细胞反应3) Shwartzman现象与DIC4) 内毒素血症与休克5) 免疫调节作用共七十二页5）免疫调节作用(zuyng) 小量内毒素可激活B细胞产生(chnshng)抗体，激活巨嗜细胞、NK细胞、诱导多种细胞因子产生，增强非特异性免疫功能。共七十二页内毒素的毒性(d xn)作用1）发热(f r)反应(fever)2) 白细胞反应3) Shwartzman现象与DIC4) 内毒素血症与休克5) 免疫调节作用共七十二页区别要点外毒素内毒素来源革兰阳性菌与部分革兰阴性菌革兰阴性菌存在部分从活菌分泌出，少数菌崩解后释放细胞壁组分，菌裂解后释放化学成分蛋白质脂多糖稳

19、定性60-80 ，30min被破坏160 ，2-4h才被破坏毒性作用强，对组织器官有选择性毒害效应，引起特殊临床表现较弱，各菌的毒性效应大致相同，引起发热、白细胞增多、微循环障碍、休克、DIC等抗原性强，刺激机体产生抗毒素；甲醛液处理脱毒形成类毒素弱，刺激机体产生的中和抗体作用弱；甲醛处理不形成类毒素外毒素与内毒素的主要(zhyo)区别共七十二页（三）超抗原(kngyun)与疾病超抗原(kngyun)(superantigen)：某些微生物产生的一些毒性蛋白，具有激活免疫反应的高度生物学活性，刺激机体产生大量T细胞和细胞因子，主要表现为致病作用。超抗原特征： 不需要抗原递呈细胞的胞内加工激活具

20、有特异性受体的T（TCR V)细胞极微量的超抗原即可刺激产生大量T细胞及细胞因子，导致生理功能紊乱。共七十二页（三）超抗原(kngyun)与疾病超抗原例子：葡萄球菌肠毒素来自食物金黄色葡萄球菌、链球菌致热外毒素（SPE）A群 、毒性休克综合症毒素(d s)（TSST-1） A 群链球菌 经期高烧、休克 等。 与超抗原有关的疾病：链球菌所致风湿热和肾小球肾炎、 牛皮癣、 风湿性及类风湿性关节炎、TSS等。 共七十二页第一节 细菌性感染(gnrn)细菌(xjn)的致病机制侵袭力毒 素超抗原与疾病细菌性感染的传播细菌感染的来源传播途径细菌性感染的类型隐性感染显性感染全身细菌性感染共七十二页二、细菌性

21、感染(gnrn)的传播（一）细菌感染的来源 外源性感染：致病菌来源于宿主体外。 病人及带菌者是主要传染源： 带菌者：指恢复期患者或带有某种病原菌 的健康人。患病及带菌动物。 内源性感染：来自宿主自身(zshn)的感染。 主要指来自宿主机体内正常菌群及某些曾感染过而潜伏下来的微生物的重新感染。共七十二页二、细菌性感染(gnrn)的传播（二）传播途径： 呼吸道：空气飞沫。如：百日咳、结核。 消化道：粪口途径。如：伤寒。 皮肤：破口。如：化脓性感染、破伤风。 血液：输血注射。如：梅毒、 乙型肝炎。 人畜共患疾病(jbng)的传播：节肢动物为媒介。如：乙脑、鼠疫。 性传播：人类自身的性行为方式。性传播

22、疾病(STD)。如：梅毒、艾滋病。 共七十二页第一节 细菌性感染(gnrn)细菌(xjn)的致病机制侵袭力毒 素超抗原与疾病细菌性感染的传播细菌感染的来源传播途径细菌性感染的类型隐性感染显性感染全身细菌性感染共七十二页三、细菌性感染(gnrn)的类型（一）隐性感染或亚临床感染：侵入的病原菌数量较少，毒力较弱，同时机体免疫功能(gngnng)较强时，病原菌没有对机体造成较大的伤害，不出现明显的症状。（病原携带者） 微生物从黏附于宿主细胞表面，便开始与宿主细胞发生相互作用，随着感染的发生与发展，病原菌与宿主之间经过力量的对比，就形成临床上不同的感染类型。共七十二页（二）显性感染：病原菌的毒力强，数量多，机体免疫力低下时，感染就会造成病理性损伤，使宿主出现临床症状或体征。 传染病（infectious disease)：即传染性疾病(jbng)，是由病原体引起的，能在人与人、动物与动物或人与动物之间相互传染的疾病(jbng)。 显性感染(gnrn)分类全身感染局部感染急性感染慢性感染共七十二页毒血症脓毒血症败血症菌血症内毒素血症全身(qun shn)细菌性感染共七十二页毒血症（toxemia） 病原