微生物感染与致病机制课件

第一篇微生物的基本原理第7章细菌的感染与免疫MicrobialInfectionandimmunity

第一节正常菌群第二节微生态平衡与失调第三节宿主的免疫防御机制第四节感染的发生与发展第五节医院内感染8/5/20231第一篇微生物的基本原理第7章细菌的感染与免疫基本概念细菌的感染(bacterialinfection)或传染:指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。致病菌或病原菌(pathogen)：能使宿主致病的细菌。非致病菌或非病原菌(nonpathogenicbacterium,nonpathogen)

8/5/20232基本概念细菌的感染(bacterialinfection)少数细菌总有致病性许多细菌具有潜在致病性大多细菌不具有致病性8/5/20233少数细菌总有致病性许多细菌具有潜在致病性大多细菌不具有致病性第一节正常菌群与条件致病菌人的体表和同外界相通的口腔、鼻咽腔、肠道、泌尿生殖道等腔道中都寄居着不同种类和数量的微生物。当人体免疫功能正常时，这些微生物对宿主无害，有些对人还有利，是为正常微生物群，通称正常菌群（normalflora)。8/5/20234第一节正常菌群与条件致病菌人的体表和同外正常菌群的分布8/5/20235正常菌群的分布8/1/20235正常菌群与条件致病菌正常菌群分布及数量人体各部位正常细菌数量

8/5/20236正常菌群与条件致病菌正常菌群人体各部位正常细菌数量8/1/8/5/202378/1/20237正常菌群生理学意义：

1．生物拮抗——作屏障2．营养作用——产营养,合成维生素3．免疫作用——有免疫，SIgA4．抗衰老作用——产生SOD，除废物5.抗肿瘤作用8/5/20238正常菌群生理学意义：8/1/20238占位性生物屏障作用8/5/20239占位性生物屏障作用8/1/20239生物膜(biofilm，BF)是指附着于有生命和无生命体表的有组织的共生的微生物群落。BF中含90％以上的水分，其余是与微生物有关的组成,其中包括活菌、死菌、代谢产物、细菌分泌的大分子多聚物、吸附的营养物质、代谢产物和微生物的裂解产物。BF存在着各种生物大分子，如蛋白质、多糖、DNA、RNA、肽聚糖、脂质和磷脂等。显微镜下显示，BF呈蘑菇状，形成水道。阴道内的微生物就是寄生在这层膜里，从中获得营养，逃避宿主的免疫排斥以及抗生素的杀伤。

8/5/202310生物膜(biofilm，BF)是指附着于有生命和无生命体表的8/5/2023118/1/202311

条件致病菌(conditionedpathogen)：机体正常菌群与宿主间的平衡状态及正常菌群之间的平衡，在某些特定情况下被打破，使原来不致病的细菌成了致病菌。致病条件:寄居部位的改变免疫功能低下菌群失调(dysbacteriosis)菌群失调症或菌群交替症(microbialselectionandsubstitution)二重感染：金黄色葡萄球菌、白假丝酵母菌等二、机会致病菌(opportunitisticpathogen)8/5/202312条件致病菌(conditionedpathog细菌方面机体方面正常菌群/非致病菌条件致病菌？寄生部位改变菌群失调免疫功能下降条件致病菌

opportunisticpathogen

8/5/202313细菌方面机体方面正常菌群/条件致病菌？寄生部位改变免疫功能下三、微生态平衡与失调微生态学(microecology)：是研究微生物与微生物、微生物与宿主、以及微生物和宿主与外界环境相互依存、相互制约的科学。其基本研究内容有微生态平衡（eubiosis)、微生态失调（dysbiosis)和生态调整（microecologicaladjustment)。

8/5/202314三、微生态平衡与失调微生态学(microecology)：是菌群失调（dysbacteriosis）正常菌群各菌种间的比例发生大幅度的变化为菌群失调。如果引起宿主生理功能紊乱或病理损伤导致出现症状，则称为菌群失调症或菌群交替(microbialselectionandsubstitution)。菌群失调时常导致二重感染或重叠感染（superinfection)。8/5/202315菌群失调（dysbacteriosis）正常菌群各菌种间的比影响微生态平衡的因素环境因素人体微生态平衡分娩创伤微生物妊娠年龄月经药物激素手术射线免疫8/5/202316影响微生态平衡的因素环境人体分娩创伤微生物妊娠年龄月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老年粪便涂片8/5/202317肠道的正常菌群健康青年健康壮年健康8/1/202317Probiotics定义是含活菌和(或)包括菌体组分及代谢产物的死菌的生物制品，经口或其他黏膜投入，旨在黏膜表面改善微生物与酶的平衡或刺激特异性与非特异性免疫。最近FAO对probiotics定义是：当摄入足够数量时能给宿主带来有益的、健康的影响的活的微生物。国内学者一般将probiotics翻译为益生菌或微生态制剂。8/5/202318Probiotics定义是含活菌和(或)包括菌体组分及代谢产Probiotics制剂的要求能够很好地粘附于局部上皮细胞；能够定居并繁殖，并形成正常、平衡的菌群；各种制剂中要含有足量的活菌，以保证每日的最低摄入量，乳杆菌每日量不应少于108个活菌；能够阻止致病微生物的粘附；能产酸性物质、H2O2、生物活性物质和细胞素等物质，抑制致病微生物的生长；安全，无副作用、无侵袭性和无致癌性。8/5/202319Probiotics制剂的要求能够很好地粘附于局部上皮细胞；致病性（质）细菌引起疾病的能力毒力virulenceofbacteria（量）表示病原菌致病性的强弱程度半数致死量（LD50）半数感染量（ID50）第二节细菌的致病作用8/5/202320致病性侵袭力产毒性

毒力侵入数量侵入门径：呼吸道、消化道、皮肤伤口病原菌入侵、定居、繁殖、扩散细菌毒素一、细菌的致病机制

8/5/202321侵袭力产毒性毒力侵入数量侵入门径：呼吸道、消化道、皮肤伤口一、细菌的毒力

侵袭力invasiveness毒素toxins

8/5/202322一、细菌的毒力8/1/202322(一)、侵袭力(invasiveness)定义：指细菌突破宿主皮肤、粘膜生理屏障，进入机体并在体内定植、繁殖和扩散的能力。

粘附因子(adhesivefactor)或粘附素(adhesin)荚膜、微荚膜(capsuleandmicrocapsule)侵袭性物质酶类及侵袭素(invasin)透明质酸酶卵磷脂酶胶原酶链激酶凝固酶

8/5/202323(一)、侵袭力(invasiveness)定义：指细菌突破1.粘附与定植（1）黏附现象：微菌落：生物膜：由细菌利用胞外多糖彼此吸附连接形成（2）黏附性结构物质：

黏附素：主要为细菌蛋白质的黏附性物质，可存在与菌毛的顶端或次极端，在G-菌为外膜蛋白(OMP)，在G+菌为LTA、荚膜多糖。（3）黏附机制：配体与受体作用、静电吸引（4）组织趋向性：细菌配体与宿主细胞受体的结合是特异性的。8/5/2023241.粘附与定植（1）黏附现象：8/1/202324粘附因子

adhesivefactor菌毛：细菌通过菌毛与宿主细胞表面的菌毛受体结合，从而吸附至宿主靶细胞并定植。主要存在于G-菌，如大肠埃希菌的定植因子抗原(conolizationfactorantigenⅠ,CAF-Ⅰ)、淋病奈瑟菌菌毛等。非菌毛粘附素：多存在于革兰阳性菌，如金葡菌的LTA、A群链球菌的LTA-M蛋白复合物等。

8/5/202325粘附因子adhesivefactor菌毛：细菌通过菌毛与细菌的粘附8/5/202326细菌的粘附8/1/2023262.荚膜和微荚膜

capsuleandmicrocapsule荚膜和微荚膜均具有抗吞噬、抗有害物质的杀伤和粘附作用，从而增强细菌的侵袭力。例如炭疽杆菌、肺炎链球菌荚膜；A群链球菌的M蛋白、伤寒沙门菌的Vi抗原、大肠埃希菌的K抗原等都是构成微荚膜的组分。8/5/2023272.荚膜和微荚膜

capsuleandmicrocap3.侵袭性物质侵袭性酶类(invasiveenzymes)

葡萄球菌凝固酶、A群链球菌透明质酸酶、链激酶、DNA酶等。侵袭素(invasin)：在肠道杆菌中发现，如伤寒沙门菌、痢疾志贺菌、致病性大肠杆菌等。可通过存在于菌细胞表面的侵袭素入侵肠上皮细胞，并进一步扩散。侵袭素由inv基因编码产生。8/5/2023283.侵袭性物质侵袭性酶类(invasiveenzymes(二)、毒素toxin是细菌在生长繁殖中产生和释放的毒性成分。可直接或间接损伤宿主细胞、器官，干扰其生理功能。内毒素：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。外毒素：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。8/5/202329(二)、毒素toxin是细菌在生长繁殖中产生和释放的毒性成外毒素特征：蛋白质毒性作用强选择性强理化稳定性差抗原性强1.外毒素exotoxin活性单位结合单位AB8/5/202330外毒素特征：1.外毒素exotoxin活性单位结根据外毒素对靶细胞的亲和性和

作用机制的不同可分为三大类神经毒素(neurotoxins)：破伤风痉挛毒素、肉毒毒素细胞毒素(cytotoxins)：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(enterotoxins)：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8/5/202331根据外毒素对靶细胞的亲和性和

作用机制的不同可分为三大类神经

类毒素（无毒抗原）外毒素（极毒抗原）抗毒素（抗毒抗体）免疫动物脱毒0.3-0.4%甲醛外毒素抗原性类毒素(toxoid)：外毒素受甲醛作用可使其蛋白活性灭活而不影响结合蛋白的抗原性。抗毒素(antitoxin)：外毒素刺激机体产生的中和抗体。8/5/202332类毒素外毒素抗毒素免疫动物脱毒0.3-0.4%甲醛外毒素抗2.内毒素endotoxin特性主要由革兰阴性菌产生。化学组分是脂多糖(LPS)、理化稳定性。毒性作用较弱，无选择性，无组织特异性。抗原性弱，不能人工处理为类毒素。败血症的皮肤表现8/5/2023332.内毒素endotoxin特性败血症的皮肤表现内毒素的生物学作用：①致热反应

pyogenicity：②白细胞反应：血循环中进入内毒素时，中性粒细胞先急剧减少，后增多。③Shwartzman现象:局部DIC(disseminatedintravascularcoagulation)全身8/5/202334内毒素的生物学作用：8/1/202334④内毒素血症与休克：当血液中有大量革兰阴性菌生长繁殖时，或病灶中的细菌释放大量内毒素进入血循环时，宿主机体可出现内毒素血症（endotoxemia）。可引起微循环衰竭和低血压为特征的内毒素休克。⑤小剂量内毒素有免疫调节作用：激活巨噬细胞产生多种细胞因子和B细胞产生多克隆抗体，增强非特异性免疫功能。8/5/202335④内毒素血症与休克：当血液中有大量革兰阴性菌生长繁殖时，或病白喉霍乱破伤风梭菌引起的肌肉痉挛8/5/202336白喉霍乱破伤风梭菌引起的肌肉痉挛8/1/202336G-菌崩解和内毒素释放过程演示8/5/202337G-菌崩解和内毒素释放过程演示8/1/202337外毒素与内毒素的对比区别外毒素内毒素来源G+菌与部分G-G-菌存在部位分泌到菌外，少数是崩解释出细胞壁组分，菌裂解后释出化学成分蛋白质脂多糖稳定性60～80℃，30分钟

160℃，2～4小时

作用方式与受体结合刺激细胞分泌细胞因子、血管活性物质毒性作用强，对组织器官有选择性，引起特殊临床表现较弱，引起发热、白细胞增多、微循环障碍、休克、DIC抗原性强，刺激机体产生抗毒素；脱毒形成类毒素弱，抗体作用弱8/5/202338外毒素与内毒素的对比区别外毒素内毒素来源G+菌与部分(三)超抗原与疾病由细菌、病毒、支原体产生的具有直接激活免疫反应的毒素蛋白，表现为产生大量的T细胞和细胞因子。超抗原有三个基本特征：(1)激活具有特异性受体(TCR)Vβ的T细胞；(2)不需要抗原递呈细胞的胞内加工；(3)可以同时与T细胞受体和抗原递呈细胞表面的MHC-Ⅱ类分子的外侧结合，分别诱导抗原递呈细胞和T细胞发生反应。8/5/202339(三)超抗原与疾病由细菌、病毒、支原体产生的具有直接激活免第四节感染的发生与发展

(1)局部扩散局部表层扩散局部深层扩散(2)

全身扩散主要是进入血流扩散，还有通过淋巴、神经扩散。8/5/202340第四节感染的发生与发展(1)局部扩散8/1/202二、细菌性感染的传播

（一）感染的来源外源性感染（exogenousinfection）来源于宿主体外。病人和带菌者：传染病恢复期仍排菌者以及携带有某些致病菌但未出现临床症状的健康人。病畜和带菌动物：人畜共患病内源性感染（endogenousinfection）来源于宿主体内或体表大多为正常菌群，少数为致病菌。8/5/202341二、细菌性感染的传播（一）感染的来源8/1/202342.传播途径途径方式疾病呼吸道气溶胶，飞沫吸入肺结核、百日咳消化道粪-口方式，食入伤寒、食物中毒泌尿生殖道性接触，粘膜损伤STD、淋病、梅毒创伤性感染皮肤、粘膜创伤皮肤感染，破伤风血液输血、注射、针刺细菌败血症、AIDS媒介昆虫密切接触、叮咬鼠疫，沙门菌病多途径消化、呼吸、创伤结核、炭疸杆菌8/5/2023422.传播途径途径方式不感染隐性感染(inapparentinfection)：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(latentinfection)：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。结核分枝杆菌三、细菌的感染类型8/5/202343不感染三、细菌的感染类型8/1/202343显性感染apparentinfection(传染病)宿主细胞受到不同程度的损害，生理功能发生改变，并出现一系列的临床症状和体征1．急性感染(acuteinfection)：数日到数周2．慢性感染(chronicinfection)：数月到数年1．局部感染（localinfection）2．全身感染（generalizedinfection；systemicinfection）

8/5/202344显性感染apparentinfection(传染毒血症（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。8/5/202345毒血症（toxemia）：8/1/202345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。8/5/202346菌血症(bacteremia)：致病菌由局部侵入血流，但未在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8/5/202347带菌状态有时致病菌在显性或隐性感染后并未立即消失，在体内第五节医院内获得性感染

指病人在住院期间发生的感染，通称医院内感染(nosocomialinfection)或医院获得性感染

(hospitalacquiredinfection)。①内源性感染(endogenousinfection)，或称自身感染，由病人自己体内正常菌群引起的感染；②交叉感染(crossinfection)，由医院内病人或医务人员直接或间接传播引起的感染；③医源性感染(nosocomialinfection)，在治疗、诊断或预防过程中，因所用器械、药物等消毒不严而造成的感染。8/5/202348第五节医院内获得性感染指病人在住院期间发生的感染医院感染（hospitalinfection）由医院的病原生物或其毒素导致的局部或全身感染性疾病感染对象一切在医院活动的人群，包括患者、患者陪护人员、医院职工8/5/202349医院感染（hospitalinfection）由医院的病原医院感染的特点感染类型：以内源性感染为主医院感染微生物条件致病微生物：铜绿假单胞菌、肺炎克雷伯菌、金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌及大肠埃希菌等常具有耐药性甚至多重耐药感染对象婴儿和老年人为主主要传播途径空气传播接触传播8/5/202350医院感染的特点感染类型：以内源性感染为主8/1/2023508/5/2023518/1/2023518/5/2023528/1/2023528/5/2023538/1/202353医院感染的控制

消毒灭菌和无菌操作隔离（isolation）监测抗生素的合理使用建立医院感染控制机构和法规8/5/202