第6章_细菌感染与免疫.ppt

1、医学微生物学、2、细菌感染与免疫，第三军医大学微生物学系胡福泉博士/教授，重点与难点，重点：名词概念：正常菌群、条件致病菌、菌群失调、菌血症、毒血症、脓毒症、脓毒症、ID50、LD50、病原体相关分子模式、模式识别受体等。细菌的致病性抗感染天然免疫和获得性免疫预防和控制医院感染的难点：名词概念细菌的致病性：致病机理、内毒素、外毒素获得性免疫、外毒素感染的免疫特性、细胞内细菌感染和外毒素病、细菌感染(感染):是指细菌侵入宿主体内生长繁殖并与机体相互作用而引起的一系列病理变化，引起一系列宿主感染。这些细菌被称为病原菌或病原细菌(病原体)。病原菌从一个宿主转移到另一个宿主并引起感染的过程被称为感染或

2、传播。有些细菌在正常情况下不会引起疾病，但只有在某些情况下才会。这些细菌被称为条件致病菌或条件致病菌。抗感染免疫是指微生物侵入宿主机体后，宿主免疫系统产生抗感染免疫反应，从而抑制或避免微生物致病作用的过程。免疫系统的这种功能被称为免疫防御。在宿主抗感染免疫的压力下，微生物也会产生免疫逃逸现象，从而逃避宿主的免疫防御功能。微生物的感染和生物体的抗感染免疫构成了一对基本矛盾。这一对矛盾力量的消长决定了疾病的发生、发展和转归。第一节正常菌群和条件致病菌，正常菌群：是指正常生活在宿主体内，对宿主无害和有益的微生物群落的总称。不同种类和数量的微生物栖息在正常人的体表和口腔(如口腔、鼻咽腔、肠道、泌尿生殖

3、道等)表面。)与外界交流。表6-1列出了人体各部位常见的正常菌群。1。正常菌群，表61，正常菌群的生理意义，生物拮抗作用正常菌群在宿主体内的正常定居可以阻碍或抵抗病原微生物的入侵和繁殖，对宿主起到保护作用。具有正常营养功能的菌群位于宿主体内，对宿主摄入的营养物质进行初步代谢、物质转化和合成代谢，形成一些有利于宿主吸收利用的物质，甚至合成一些宿主自身不能合成的物质供宿主使用。免疫宿主的免疫系统依赖抗原的刺激而发育成熟。正常菌群作为抗原可以促进宿主免疫器官的发育，刺激免疫系统的成熟和免疫应答。抗衰老研究表明，正常肠道菌群的组成和数量在人类生命的不同阶段是不同的，它们与人类的发育、成熟和衰老有关。正

4、常的微生物群落和它们现有的环境(即宿主)之间有一种相互依赖和相互制约的状态。这种状态总是处于动态过程中。只要这一动态过程不引起疾病，它就被称为微生物病。当宿主的变化(免疫、营养和代谢等)时。)，正常微生物群落(种类、数量、位置等。)或外部环境(物理、化学和生物)打破微生态平衡，就会导致微生态失衡，而最常见的是菌群失调。微生态学：从细胞或分子水平研究微生物、宿主和环境之间关系的一门综合学科。正常菌群的一些扩展概念。当正常菌群与宿主之间的生态平衡失衡时，一些正常菌群会成为条件致病菌，引起宿主疾病，因此条件致病菌也被称为条件致病菌。常见的情况如下：1 .正常菌群的定居变化；2.宿主的免疫功能低下；3

5、.植物群失衡了；2.机会性病原体和致病性):细菌对宿主的感染。毒力用于指示细菌的致病程度。通常，中位致死剂量(LD50)或中位感染剂量(ID50)常被用作确定毒性的指标。中位致死剂量(LD50)是指在特定条件下可导致50%实验动物死亡的微生物或毒素的数量。中位感染剂量(ID50)是指可导致50%实验动物或组织培养细胞感染的微生物数量。微生物的毒力越强，LD50值或ID50值越小。在第二部分，细菌的致病性由许多基因决定。这些致病性相关基因可以分散或聚集在病原菌的基因组中。与细菌致病性相关的聚集的脱氧核糖核酸序列被称为致病性城市岛。毒力岛的平均气相色谱含量通常与细菌基因组的气相色谱含量相差很大，表

6、明毒力岛可能是通过水平转移获得的。是指病原菌突破宿主的皮肤和粘膜等生理屏障，进入体内，在体内定居和繁殖的能力。细菌的入侵性包括粘附、定居和产生入侵相关物质的能力。与侵袭性相关的物质主要包括粘附素、包膜、侵袭素、侵袭酶和细菌生物膜。(1)粘附素粘附素是一种存在于细菌表面的粘附相关物质，可分为菌毛粘附素和非菌毛粘附素。表6-2列出了一些细菌的粘附素及其靶细胞受体。1.侵入性，见表62。(2)菌囊是细菌表面的一种特殊结构。细菌的m蛋白、Vi抗原和K抗原称为微囊。它们在发病中的作用如下：1 .抗吞噬吞噬作用；2.体液中的抗杀菌物质，如抗体和补体；和3。侵袭性酶和致病性葡萄球菌凝固酶，可将血浆中的可溶性

7、纤维蛋白原转化为固体纤维蛋白并包裹在细菌表面，有利于抵抗宿主的吞噬吞噬作用。A群链球菌产生的透明质酸酶能分解细胞间物质中的透明质酸，有利于细菌及其毒素的扩散。淋病奈瑟菌、脑膜炎奈瑟菌、血链球菌、口腔链球菌、流感嗜血杆菌等。能产生sIgA蛋白酶，分解免疫球蛋白IgA，破坏粘膜的特异性防御功能。当一些病原菌被吞噬细胞吞噬时，它们会产生一些酶来抵抗杀死。例如，葡萄球菌可以产生过氧化氢酶，它可以抵抗嗜中性粒细胞的髓过氧化物酶的杀菌作用，这有利于细菌在组织中的传播以及吞噬细胞。(4)侵袭性细菌的这种侵袭能力受侵袭性基因inv控制。Inv基因编码一个入侵基因。侵袭性细菌：伤寒沙门氏菌、福氏志贺氏菌、侵袭性

8、大肠杆菌、淋球菌、空肠弯曲菌等。(5)细菌生物膜细菌生物膜是由细菌及其分泌的胞外聚合物(胞外多糖或蛋白质)附着在活的或无生命的物质表面形成的膜状结构。、固定在静脉导管表面的表皮葡萄球菌生物膜、细菌毒素、外毒素，它们通常具有很强的蛋白质毒性，对组织和器官具有选择性毒性，一般不耐热，容易被破坏并具有很强的抗原性。外毒素可以分为三类。神经毒素：对神经系统有毒性作用的细胞毒素：引起组织细胞变性和坏死的肠毒素：引起肠粘膜细胞分泌功能紊乱。外毒素的种类和毒性作用详见表6-3。革兰氏阴性菌细胞壁物质的化学成分是脂多糖，具有稳定的理化性质和耐热性。脂多糖污染后不易失活，不能用甲醛解毒成类毒素，毒性相对较弱，对

9、组织无选择性。(2)内毒素，内毒素的生物作用，内毒素血症和发热反应引起的内毒素休克，内毒素的生物作用示意图，6-4，3。体内诱导抗原是一种只有在细菌侵入宿主时才能被诱导和表达的基因，被称为体内诱导抗原，IVIA体内的一些诱导基因与致病性密切相关。研究表明，大多数病原菌在体内诱导表达基因。超抗原是一种特殊的抗原，具有超强的刺激淋巴细胞增殖和产生过量T细胞和细胞因子的能力，其刺激淋巴细胞增殖的能力是植物凝集素的几千倍。5.免疫病理损伤，一些不具有直接毒性的抗原物质可能通过激活机体的免疫反应而引起基于超敏反应机制的组织和细胞的免疫病理损伤，并最终导致疾病。如长期或反复链球菌感染、肾小球肾炎、类风湿性

10、关节炎、风湿性心脏病等。可由型过敏引起；结核分枝杆菌可通过型过敏引起免疫病理损害。第三部分，宿主的抗感染免疫是宿主的抗感染。当病原微生物或其产品进入人体时，人体首先面临对病原微生物及其产品的识别。在这些异物被识别后，异物通过先天免疫机制和获得性免疫机制被清除。这个过程被称为抗感染免疫。自然免疫又称为固有免疫，获得性免疫又称为适应性免疫。人体自然免疫系统对病原体的识别是通过宿主体内“病原体相关分子模式”(PAMP)和“模式识别受体”(PRR)之间的特定结合来实现的，这种结合被称为模式识别。(1)先天免疫中的模式识别；(1)病原体相关分子模式(PAMP)。病原体中存在一些进化上保守的结构，这些结构

11、与致病性相关，并且能够与宿主中的模式识别受体特异性结合，这被称为“病原体相关分子模式”(PAMP)。PAMP通常不是一个完整的分子，而是一些病原体相关分子的片段或基序。细菌细胞壁的成分，如肽聚糖(PGN)和脂多糖(脂多糖)、细菌蛋白质、细菌脂质以及细菌和病毒的核酸残基，可能成为PAMP。微生物的种类很多，它们的抗原分子也很多。然而，如果“分子模式”是从分子结构中提取出来的，那么无限的抗原特异性物种可以概括为有限的“分子模式”。因此，PAMP的数量是有限的。模式识别是一种经济的人体识别方法。(2)模式识别受体(PRR)，存在于血清、免疫细胞膜表面，甚至细胞质中，与PAMPs的识别有关。人体内PR

12、R的具体类型是有限的。PRR对PAMP的约束并不严格，也不十分准确。只要它们基本上适合于结合位点，它们就可以被结合，并且结合的适合度可以通过分子振动来提高，以实现柔性结合。PRR对抗原非刚性结合的“模式识别”大大提高了异物识别的有效性。(1)屏障结构、皮肤和粘膜(1)阻断和消除作用(2)分泌多种抗菌物质如乳酸、脂肪酸、溶菌酶等。(3)正常菌群对外来细菌的拮抗作用，(2)天然免疫的组成和功能，(2)血脑屏障，(3)血脑屏障由软脑膜、脉络膜等组成。通过脑毛细血管内皮细胞层的紧密连接和吞咽作用，可以防止病原体及其毒性产物从血流进入脑组织或脑脊液，从而保护中枢神经系统。3.血胎盘屏障由母体子宫内膜基底

13、蜕膜和胎儿绒毛膜组成。这种屏障可以防止病原微生物进入胎儿，保护胎儿免受感染。吞噬趋化性：吸引吞噬细胞穿过毛细血管壁，聚集在局部炎症部位进行识别和粘附：吞噬细胞表面受体，识别吞噬病原体表面分子：吞噬细胞伸出假脚，吞噬病原体形成吞噬细胞进行杀灭和消化：吞噬细胞中的超氧阴离子(活性氧和活性氮)和各种溶菌酶杀灭和消除细菌；(2)吞噬细胞，吞噬细胞对细菌的吞噬和消化过程示意图，吞噬作用结果：完全吞噬作用抗原呈递组织损伤，(3)体液因子，生物活性溶解和补体杀伤作用：C56789膜攻击复合物趋化性， C3a，C5a等。吸引吞噬细胞进入病灶并促进吞噬作用：免疫粘附由C3b介导以促进吞噬作用。2.血清、唾液、泪

14、液、乳汁和粘膜分泌物中的溶菌酶能作用于革兰氏阳性菌细胞壁中的肽聚糖，使细菌细胞壁开裂和溶解。3.抗菌肽抗菌肽是一种富含碱性氨基酸的小分子多肽，一般只有十至四十多个氨基酸。其杀菌机制是破坏细菌细胞膜的完整性，使细菌细胞溶解和死亡。3.适应性免疫又称获得性免疫，是机体在接触病原体或接受抗原刺激后形成的免疫反应，其功能具有高度的特异性和记忆性。获得性免疫包括体液免疫和细胞免疫，分别由B淋巴细胞和T淋巴细胞介导。(1)体液免疫，即抗体： 1所达到的免疫效果。抑制病原体粘附2。吞噬功能的调节：抗体和补体可以激活吞噬细胞的吞噬功能。3.中和毒素毒性，所以这种抗体也叫“抗毒素”。4.抗体和补体5的联合溶菌。依赖于抗体的细胞毒性；(2)细胞免疫；1.细胞毒性T细胞通过穿孔素、颗粒酶和凋亡机制杀死靶细胞；2.Th1细胞分泌一系列细胞因子吸引吞噬细胞浸润，增强吞噬功能；和3。黏膜免疫人体与外界接触的黏膜表面，分布在消化道、呼吸道和黏膜下层其他部位的淋巴组织构成人体的局部黏膜防御系统，称为黏膜免疫系统。第四，针对细胞内细菌感染的免疫，特异性抗体不能进入细胞发挥作用，而针对细胞内细菌感染的抵抗力主要取决于细胞免疫。1.吞噬细胞和自然杀伤细胞在杀死靶细胞中起重要作用。2.细胞