细菌的感染与免疫

第五章细菌的感染与抗感染免疫学习要点:1、掌握正常菌群的概念及生理作用

2、掌握机会致病菌的致病条件及其特点3、掌握细菌毒力的物质基础4、了解感染的类型第一节

正常菌群与机会致病菌一、正常菌群(normalflora)一）概念：

寄居在正常人体开放性部位（体表及与外界相通）的不同种类和数量的微生物，正常时对人体有益无害，并与宿主保持动态平衡的生态体系。二）分布：凡与外界接触和相通的部位均有其寄居，尤以肠道、口腔、阴道和皮肤量最多，称为四大“菌库”。三）特点①不同组织部位其种类不同(表5-1)②同一部位不同层次其种类不同

A.深层——原籍菌（常住菌）是有益的如：结肠中的大肠杆菌、双歧杆菌

B.表层——过路菌（暂住菌、外籍菌）可能是

有害的三）特点①不同组织部位其种类不同(表5-1)②同一部位不同层次其种类不同

A.深层——原籍菌（常住菌）是有益的如：结肠中的大肠杆菌、双歧杆菌

B.表层——过路菌（暂住菌、外籍菌）可能是

有害的

四）生理作用(physiologicalSignificance)①生物拮抗(Antagonism)

②营养作用(Nutritional)

③免疫作用(Immunity)④排毒作用

⑤抗衰老作用(Anti-decrepitude)

⑥抑瘤作用(Anti-tumor)生物拮抗机制

正常菌群通过竞争受体，营养和空间及产生有害代谢物等方式，抵抗外来致病菌，使之不能定植或被杀死A.竞争黏附（占位性保护）作用

竞争上皮细胞表面受体，形成生物膜，使外来菌不能定植而入侵机体，发挥屏障和占位性保护作用B.产生有害代谢产物：

有机酸类、H2O2C.竞争营养物质

通过竞争营养，大量繁殖，处于优势地位

四）生理作用(physiologicalSignificance)①生物拮抗(Antagonism)

②营养作用(Nutritional)

③免疫作用(Immunity)④排毒作用

⑤抗衰老作用(Anti-decrepitude)

⑥抑瘤作用(Anti-tumor)二、微生态平衡与失调（衡）

MicroeubiosisandMicrodysbiosis指正常微生物群与宿主及其外部环境在长期进化过程中形成生理性组合的动态平衡。一）微生态平衡（microeubiosis)1.Definition：在外界环境影响下，原微生态平衡由生理性组合转变为病理性组合的状态，如菌群失调。二）微生态失调（衡）（Microdysbiosis）※正常菌群各菌种间的数量或比例发生大幅度的变化为菌群失调(dysbacteriosis)。※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症(FloradisordersorFlorasubstitution)。※菌群失调时常导致二重感染或重叠感染(superinfection)。2.ReasonsforMicrodysbiosis:

①滥用抗菌药物造成菌群失调②正常菌群寄居部位改变③导致机体免疫功能降低的因素3.微生态失调（衡）的预防和治疗A.服用微生态调节剂，主要是正常微生物优势菌种

（益生菌）如：双歧杆菌、乳杆菌、肠球菌或促进正常微生物生长物质（益生元）如：菊糖(inulin)、低聚果糖（FOS）和低聚半乳糖（GOS）。

B.增强机体免疫力

C.保护微生态环境D.合理使用抗菌药物等

E.保护宏观生态环境(空气、水、土壤)三）机会/条件致病菌

(Opportunisticpathogens/conditionalpathogens)1）定义：

在正常情况下不致病，仅在特定条件下致病的微生物，通常是正常微生物群的成员。2）致病条件：①宿主免疫功能低下②抗菌药物滥用所致菌群失调③正常菌群寄居部位改变3）致病特点

A.毒力弱或无明显毒力

B.常为耐药菌或多重耐药菌，如金黄色葡萄球菌

C.新的机会致病菌不断出现，如阴沟肠杆菌第二节细菌的致病作用

Pathogenesisofbacteria※细菌感染※传染※病原体(pathogen)

能引起宿主感染的微生物※致病性或病原性(pathogenicity)

病原体对宿主感染致病的能力致病的特性：致病性致病能力的大小：毒力致病决定因素：毒力、侵入的数量、侵入的门户（一）侵袭力(invasiveness)概念：病原菌突破宿主机体的免疫防御机制，并在宿主体内定植、繁殖与扩散的能力1.黏附与定植主要物质基础：（1）鞭毛（2）黏附素①黏附因子—具有黏附作用的细菌表层结构或组分，

存于细菌表面，化学成分为蛋白质或多糖的黏附物质

——黏附素

化学性质—蛋白质、多糖、糖脂、糖蛋白、磷壁酸黏附素分类：菌毛与非菌毛黏附素

菌毛黏附素：多存在于G-菌：

非菌毛黏附素：多存在于G+菌。如膜磷壁酸、糖萼等；G-菌外膜蛋白（一）侵袭力(invasiveness)（3）荚膜（4）微菌落(Microcolony)及细菌生物被膜(又叫生物膜，biofilm)☆MicrocolonyBymicrocolonywemeanacolonyofbacteriavisibleonlyunderalowpowermicroscope,anditsformationisaneventprecedingmatureofbiofilmformation.

Microcolony(微菌落)

Bacterialbiofilmsarehighlyinteractive,ubiquitousbacterialecosystemsconsistingofindividualbacteriumboundtoaforeignsurfacebycomplexmatrixofextracellularpolysaccharides.Theycanbethoughtofas“bacterialcommunities

orcities.”Withinthesecommunitieslivegroupsofbacteriaconstitutingmultiplespecies.Individualbacteriumcoalescebylinkingextracellularpolysaccharidesontheircellwalls.Innature,biofilmsconstituteaprotectedgrowthmodalitythatallowsthebacteriatosurviveinhostileenvironments.☆Bacterialbiofilms(生物膜，BF)S.epidermidisbiofilmThecharactersofbacterialbiofilm※Thereisa“circulation”systeminbiofilm,sobacterialinthiscommunitycanexchangenutritionandmetabolicproducteachother※Counteractthedefensesystemofthehostandtoxiceffectofantibiotics※Transferantibioticresistantgenesrapidly.※Candispersetocolonizenewniches.Thecharactersofbacterialbiofilm※Thereisa“circulation”systeminbiofilm,sobacterialinthiscommunitycanexchangenutritionandmetabolicproducteachother※Counteractthedefensesystemofthehostandtoxiceffectofantibiotics※Transferantibioticresistantgenesrapidly.A.细菌生物被膜的屏障作用EPS阻止抗生素接触包裹于被膜内的细菌，消弱抗生素对于膜内部菌群的杀伤效应[如生物膜中的酰化高丝氨酸内酯（AHL）可降解部分抗生素]B.类似芽孢细胞分化状态的形成存在具有类似于芽孢生长状态的分化群体，具强抗药性细菌生物膜的致病机制①生物膜与细菌耐药C.细菌生长缓慢与应激反应被膜深层细菌生长缓慢，但却产生了耐药性增强的应激反应②细菌生物膜的免疫病理作用

A.细菌生物膜的屏蔽作用细菌生物被膜中，大量粘性基质形成了一个物理屏障，使吞噬细胞和杀伤细胞及其所分泌的酶不能对细菌产生攻击

B.免疫复合物效应粘性基质和细菌释放出的抗原物质刺激大量特异性抗体产生，引起宿主严重的免疫损害Electrostaticattraction(静电吸引)Hydrophobicinteraction(疏水作用)

Cationicbridge(阳离子桥联)Nonspecificadherenceligand-receptor(配体-受体)bondingSpecificadherence(Reversible)(Irreversible)AdherentmechanismsMicrobeAdhesinReceptorS.AureusLTAUnknownS.epidermidis

SlimeUnknownStreptococcus,groupALTA-MproteincomplexFibronectinS.pneumoniaeSurfaceproteinN-acetylhexosamine-galE.coliType1fimbriaed-Mannose

ColonizationfactorantigenfimbriaeGM1ganglioside

PfimbriaePbloodgroupglycolipidOtherEnterobacteriaceaeType1fimbriaed-MannoseN.gonorrhoeaeFimbriaeGD1gangliosideT.pallidumP1,P2,P3FibronectinChlamydiasp.CellsurfacelectinN-acetylglucosamineM.pneumoniaeProteinP1SialicacidV.choleraeType4piliFucoseandmannoseExamplesofBacterialAdherenceMechanismsTissuetropism

DifferentbacteriaadheretodifferenthostcellbydifferentligandExamplesoftissuetropismforbacterialinfectionBacteriaTissueN.meningitidisNasopharynxepithelium、bloodvesselendotheliumN.gonorrhoeaeUrethro-epitheliumV.choleraeEntericepitheliumB.pertussisRespiratoryepitheliumH.pyloriGastricmucosaGroupAStreptococcusNasopharynxepitheliumC.JejuniEntericepitheliumM.PneumoniaeRespiratoryepithelium2.侵袭

①侵袭素—由侵袭基因（inv）编码产生的蛋白质

②侵袭性酶类(透明质酸酶、链激酶、链道酶等)3.逃避机体的防御机制（1）抗吞噬、抗消化（2）产生IgA蛋白酶（3）抗原变异（4）干扰或灭活补体（5）诱导机体免疫功能紊乱：如超抗原等（二）毒素（toxin)外毒素(exotoxin)内毒素(endotoxin)※

来源：多数G+菌，少数G-菌※

产生方式:菌内合成后分泌到菌体外(多)

—霍乱肠毒素、鼠毒素等

存于菌体内，待细菌溶解后释放(少)

—肉毒毒素※结构：多数为A-B结构1.外毒素(exotoxin)ActiveBindingACellsurfaceB1.A-Btoxins结构2.单肽外毒素，如SLO等。A-B结构外毒素成分特点A亚单位B亚单位●毒性成分（活性部分）●结合成分（无毒）●决定毒素致病作用●决定毒素组织特异性●抗原性弱●抗原性强●可被甲醛灭活●不被甲醛灭活，但可提纯为亚单位疫苗外毒素的特点※化学本质绝大多数为蛋白质※毒性极强；※作用具有选择性和组织亲嗜性；※不耐热；※抗原性强；※可人工脱毒为类毒素；※种类多，作用机制复杂；

肠毒素、细胞毒素、神经毒素类型细菌外毒素疾病作用机制症状和体征神经毒素破伤风梭菌痉挛毒素破伤风阻断上下神经原间正常抑制性神经冲动传递骨胳肌强直性痉挛肉毒梭菌肉毒毒素肉毒中毒抑制胆碱能运动神经释放乙酰胆碱肌肉松弛性麻痹细胞毒素白喉棒状杆菌白喉毒素白喉抑制细胞蛋白质合成肾上腺出血、心肌损伤、外周神经麻痹葡萄球菌毒性休克综合征毒1毒素休克综合征增强对内毒素作用的敏感性发热、皮疹、休克表皮剥脱毒素烫伤样皮肤综合征表皮与真皮脱离表皮剥脱性病变A群链球菌致热外毒素猩红热破坏毛细血管内皮细胞猩红热皮疹肠毒素霍乱弧菌肠毒素霍乱激活肠粘膜腺苷环化酶，增高细胞内cAMP水平小肠上皮细胞内水分和钠离子大量丢失、腹泻、呕吐产毒性大肠杆菌肠毒素腹泻不耐热肠毒素同霍乱肠毒素，耐热肠毒素使细胞内cGMP增高同霍乱肠毒素产气荚膜梭菌肠毒素食物中毒同霍乱肠毒素呕吐、腹泻葡萄球菌肠毒素食物中毒作用于呕吐中枢呕吐为主、腹泻2.内毒素(Endotoxin)

Endotoxinsarepotentiallytoxic,naturalcompoundsfoundinsidepathogenssuchasgramnegativebacteria.Classically,an"endotoxin"isatoxin,whichunlikean"exotoxin",isnotsecretedinsolubleformbylivebacteria,butisastructuralcomponentinthebacteriawhichisreleasedmainlywhenbacteriaarelysed.①Sources:onlyreleasedbygramnegativebacteriawhenbacteriaarelysed.②Chemicalnature:LPS,stableinphysicochemicalcharacteristics(formaldehydeandheatresistant

)③Structure:LipidA,Corepolysaccharide,Specificpolysaccharide④Characters※Poortoxicity(comparewithexotoxin)※Nonspecific

inpathopoiesis※Poorantigenicity⑤MultiplebiologicactivitiesexhibitedbytheLipidAcomponentofendotoxin※Pyrogenicity※Leukopenia,leukocytosis※Complementactivation※Depressionofbloodpressure※Hagemanfactoractivation※Plateletactivation※Inductionofplasminogenactivator※Bonemarrownecrosis※Hypothermiainmice※Lethaltoxicityinmice※Inductionofprostaglandinsynthesis☆Inductionofnonspecificresistancetoinfection☆Inductionofendotoxintoterance☆Adjuvantactivity☆Mitogenicactivityforlymphocytes☆Macrophageactivation☆Inductionofinterferonsynthesis☆Inductionoftumornecrosisfactorsynthesis“☆”:Potentiallybeneficialstimulatoryeffectsofendotoxininlowdoses.⑥内毒素的致病作用※致热※引起白细胞数量改变※内毒素休克※可致DIC(disseminatedintravascularcoagulation)⑦致病机制CharacteristicsExotoxinsEndotoxinsSourceLocationChemicalCompositionHeatSensitivityConversiontoToxoidsDifferenceBetweenEndotoxinandExotoxinLivinggrampositiveand

gramnegativebacteriaLysedgramnegativebacteriaReleasedfromthecellPartofcellProteinLipopolysaccarideLiable

(60-80℃)Stable(160℃for2-4h)PossibleimpossibleCharacteristicsExotoxinsEndotoxinsFeverEnzymeActivityMolecularWeightDenaturingSpecificityTissuetropismAntigencitycontinueDifferenceBetweenEndotoxinandExotoxinNoYesIthasno

enzymaticactivity.Ithasmostlyenzymaticactivity.Itsmolecularweightisabout10KDa.Itsmolecularweightis50-100KDa.On

boiling

itgetdenatured.Onboilingitcannotbedenatured.SpecifictoparticularbacterialstrainNonspecificNoYesHighPoor二、体内诱导表达抗原三、超抗原四、免疫病理损伤第三节人体的抗细菌免疫第四节感染的发生与发展自学自学复习题1.人体有哪几个屏障结构，各具有什么抗感染功能？2.试述吞噬细胞的吞噬杀菌机制。3.参与抗感染的固有免疫中，有哪些体液因素参与？各有何作用？4.名词解释

inapparentinfection,apparentinfection,actueinfection,chronicinfection,toxemia,endotoxemia,bacteremia,septicemia,pyemia

第五节医院感染

(HospitalacquiredinfectionorNosocomialinfection)一、定义患者在医疗机构接受诊断、治疗、护理及其他医疗服务的过程中，或在医疗机构逗留期间所获得的一切感染。二、判断标准1.有明确潜伏期的感染性疾病，自入院第一天起，超过其平均潜伏期所发生的感染。2.与上次接受医疗服务直接相关的感染3.在原有感染的基础上，发生新的与原有感染无关的不同部位的感染，或者在原有感染的基础上发生新的感染。4.新生儿经产道发生的感染或分娩48小时后发生的感染。5.医务人员或其他在医疗机构逗留期间所获得的感染。三、医院感染的基本特点

1.地点：医院2.来源：内源性感染为主，外源性感染为辅3.受害对象：医院内活动