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1、第第4章章 细菌的感染和致病机理细菌的感染和致病机理n感染(infection)是指病原微生物在宿主体内持续存在或增殖。n发病(disease)表示病原微生物感染之后，对宿主造成明显的损害。n病原菌(pathogenic bacteria)是指那些导致机体发病的细菌，是一群高度特化了的微生物，为了自身的生存，已适应而且必须在宿主生物体内持续存在或增殖，有时可造成宿主发病。第1节 细菌的致病性和毒力 n一定种类的病原菌在一定的条件下，能在宿主体内引起感染的能力称为致病性(pathogenicity)。致病性是细菌种的特征之一。n病原菌致病力的强弱程度称为毒力(virulent)。同一细菌的不同菌
2、株，其毒力不一样，因此毒力是菌株的特征。细菌致病性的确定 n柯赫法则(Kochs postulates)由德国细菌学家罗伯特柯赫(RobertKoch)于1890年提出，是确定某种细菌是否具有致病性的主要依据，其要点是：n第一，特殊的病原菌应在同一疾病中查见，在健康者不存在。n第二，此病原菌能被分离培养而得到纯种。n第三，此纯培养物接种易感动物，能导致同样病症。n第四，自实验感染的动物体内能重新获得该病原菌的纯培养。“基因水平的柯赫法则”(Kochspostulates for genes)n第一，应在致病菌株中检出某些基因或其产物，而无毒力菌株中没有。n第二，如有毒力菌株的某个基因被损坏，则
3、菌株的毒力应减弱或消除。或者将此基因克隆到无毒菌株内，后者成为有毒力菌株。n第三，将细菌接种动物时，这个基因应在感染的过程中表达。n第四，在接种动物检测到这个基因产物的抗体，或产生免疫保护。该法则也适用于细菌以外的微生物，如病毒。细菌毒力的测定 n半数致死量(median lethal dose，LD50)是指能使接种的实验动物在感染后一定时限内死亡一半所需的微生物量或毒素量。n 半数感染量(median infectious dose，ID50)某些病原微生物只能感染实验动物、鸡胚或细胞，但不引致死亡，可用IDso来表示其毒力。第2节 细菌的毒力因子及分泌系统 n构成细菌毒力的物质称为毒力因
4、子(virulence factor)，主要有侵袭力和毒素，此外有些毒力因子尚不明确。n近年来的研究发现，细菌的许多重要毒力因子的分泌与细菌的分泌系统有关。侵袭力(invasiveness)n病原菌在机体内定殖，突破机体的防御屏障，内化作用，繁殖和扩散，这种能力称为侵袭力(invasiveness)。n定殖(colonization)细菌感染的第一步 就 是 在 体 内 定 殖(或 称 定 居)。黏附素(adhesin)n凡具有黏附作用的细菌结构成分，统称为黏附素(adhesin)，通常是细菌表面的一些大分子结构成分，主要是革兰阴性菌的菌毛，其次是非菌毛黏附素，如某些外膜蛋白(OMP)以及革兰
5、阳性菌的脂磷壁酸(LTA)等。n细胞或组织表面与黏附素相互作用的成分称为受体(receptor)，多为细胞表面糖蛋白，其中的糖残基往往是黏附素直接结合部位。部分黏附素受体为蛋白 质，最 有 代 表 性 的 是 细 胞 外 基 质(extracellularmatrix，ECM)。ECM的成员有1型及4型胶原蛋白(collagen)、层粘连蛋白(1aminin)、纤黏蛋白(fibronectin)等。干扰或逃避宿主的防御机制n抗吞噬作用：第一，不与吞噬细胞接触。第二，抑制吞噬细胞的摄取。第三，在吞噬细胞内生存 第四，杀死或损伤吞噬细胞。n抗体液免疫机制：第一，抗原伪装或抗原变异。第二，分泌蛋白酶
6、降解免疫球蛋白。第三，通过LPS、OMP、荚膜及S层等的作用，逃避补体，抑制抗体产生。内化作用n指某些细菌黏附于细胞表面之后，能进入吞噬细胞或非吞噬细胞内部的过程。n结核杆菌、李氏杆菌、衣原体等严格的胞内寄生菌及大肠杆菌、沙门菌、耶尔森菌等胞外寄生菌的感染都离不开内化作用，这些细菌一旦丧失进入细胞的能力，毒力则显著下降。在体内增殖n细菌在宿主体内增殖是感染的核心问题，增殖速度对致病性极其重要，如果增殖较快，细菌在感染之初就能克服机体防御机制，易在体内生存；反之，若增殖较慢，则易被机体清除。在体内扩散n细菌分泌的蛋白酶称为胞外蛋白酶。n此类蛋白酶常见的有：透明质酸酶。胶原酶(collagenas
7、e)。神经氨酸酶(neuraminidase)磷脂酶(phospholipase)，又名毒素。卵磷脂酶(1edthinase)。激酶(kinase)。凝固酶(coagulase)。毒素n细菌毒素按其来源、性质和作用等的不同，可分为外毒素和内毒素两大类。外毒素(exotoxin)n是某些病原菌在生长繁殖过程中所产生的对宿主细胞有毒性的可溶性蛋白质。大多数外毒素在菌体内合成后必须分泌于胞外，故名“外毒素”。但也有少数外毒素存在于菌体细胞的胞周间隙，只有当菌体细胞裂解后才释放至胞外。特性n通常具有菌种特异性。n外毒素的毒性作用极强。n外毒素的毒陛具有高度的特异性。n外毒素具有良好的免疫原性，可刺激机体产生特异性的抗体，而使机体具有免疫保护作用，这种抗体称为抗毒素(antitoxin)。n外毒素在04甲醛溶液作用下，经过一段时间可以脱毒，但仍保留原有抗原性，称为类毒素(toxoid)。n多数外毒素不耐热。n外毒素与酶都是蛋白质。