《《兽医微生物学教学课件》4.细菌总论-感染与致病机理.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《兽医微生物学教学课件》4.细菌总论-感染与致病机理.ppt（35页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、 第第4 4章章 细菌的感染与致病机理细菌的感染与致病机理 凡能引起人类和动物疾病的细菌，统称凡能引起人类和动物疾病的细菌，统称为为病原菌或致病菌病原菌或致病菌？细菌引起疾病是因为它们会细菌引起疾病是因为它们会产生毒素吗产生毒素吗第一第一节 细菌的致病性和毒力细菌的致病性和毒力1.致病性（致病性（pathogenicity）感染（感染（infection）发病（发病（disease）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为致病性致病性。（侵、长、躲）（侵、长、躲）n 感染：病原微生物在宿主体内持续存在或增殖感
2、染：病原微生物在宿主体内持续存在或增殖n发发病：病原微生物感染后，对宿主造成明显的损害病：病原微生物感染后，对宿主造成明显的损害n致病性是针对宿主而言，是细菌种的特征之一致病性是针对宿主而言，是细菌种的特征之一 2.毒力（毒力（virulent）n病原菌致病力的强弱程度，是量的概念，同一细菌的病原菌致病力的强弱程度，是量的概念，同一细菌的不同菌株，其毒力不一样，因此，不同菌株，其毒力不一样，因此，毒力是菌株的特征。毒力是菌株的特征。n各种细菌的毒力不同，并可因宿主种类及环境条件不各种细菌的毒力不同，并可因宿主种类及环境条件不同而发生变化；同一种细菌也有强毒、弱毒与无毒菌同而发生变化；同一种细菌
3、也有强毒、弱毒与无毒菌株之分。株之分。病原菌的致病作用与其毒力、侵入机体的数量、侵病原菌的致病作用与其毒力、侵入机体的数量、侵入途径及机体的免疫状态密切相关。入途径及机体的免疫状态密切相关。n利用利用柯赫法则柯赫法则 经典柯赫法则经典柯赫法则 (1)特殊的病原菌应在同一疾病中查见，在健康者不存在特殊的病原菌应在同一疾病中查见，在健康者不存在 (2)此病原菌能被分离培养而得到纯种此病原菌能被分离培养而得到纯种 (3)此纯培养物接种易感动物，能导致同样病症此纯培养物接种易感动物，能导致同样病症 (4)自实验感染的动物体内能重新获得该病原菌的纯培养自实验感染的动物体内能重新获得该病原菌的纯培养 一、
4、细菌致病性的确定一、细菌致病性的确定 局限性局限性：健康带菌或隐性感染、无法在体外人工培养的病原：健康带菌或隐性感染、无法在体外人工培养的病原菌、没有可用的易感动物、与宿主的相互作用等。菌、没有可用的易感动物、与宿主的相互作用等。1.半数致死量（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。的微生物量或毒素量。2.半数感染量（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，但不引致死某些病原微生
5、物只能感染实验动物、鸡胚或细胞，但不引致死亡，可用亡，可用ID50来表示其毒力。来表示其毒力。二、细菌毒力的测定二、细菌毒力的测定 测定微生物毒力大小的方法：常用递减剂量的材料测定微生物毒力大小的方法：常用递减剂量的材料(活活的微生物或毒素的微生物或毒素)感染动物来进行感染动物来进行 3、最小致死量（最小致死量（Minimal lethal dose,MLD）能使特定的动物在感染后一定时限内发生死亡的能使特定的动物在感染后一定时限内发生死亡的最小活微生物量或毒素量。最小活微生物量或毒素量。4、最小感染量（、最小感染量（Minimal infectious dose,MID）指病原微生物对试验对
6、象指病原微生物对试验对象(如实验动物如实验动物,鸡胚鸡胚,细胞细胞培养等培养等)发生传染的最小剂量。发生传染的最小剂量。第二第二节 细菌的毒力因子细菌的毒力因子细菌的毒力因素细菌的毒力因素毒素毒素外毒素外毒素(exotoxin)内毒素内毒素(endotoxin)侵袭力：侵袭力：定殖定殖 干扰宿主防御机制干扰宿主防御机制 体内增殖体内增殖 体内扩散体内扩散（一）定殖（一）定殖（colonization）细菌感染的第一步。细菌感染的第一步。1.黏附素（黏附素（adhesin）：）：凡具有粘附作用的细菌结构成份。凡具有粘附作用的细菌结构成份。（包括菌毛、外膜蛋白、脂磷壁酸等）（包括菌毛、外膜蛋白、脂
7、磷壁酸等）一、侵袭力（一、侵袭力（invasiveness）2.受体（受体（receptor）：）：细胞或组织表面与黏附素相互细胞或组织表面与黏附素相互作用的成份作用的成份(糖蛋白糖蛋白)。定殖（定殖（colonization）细菌定殖过程：细菌定殖过程：(1)不与吞噬细胞接触不与吞噬细胞接触 （链球菌溶血素）（链球菌溶血素）(2)抑制吞噬细胞的摄取抑制吞噬细胞的摄取 （荚膜、菌毛及（荚膜、菌毛及M蛋白）蛋白）(3)在吞噬细胞内生存在吞噬细胞内生存 （沙门菌、李氏杆菌、金葡）（沙门菌、李氏杆菌、金葡）(4)杀死或损伤吞噬细胞杀死或损伤吞噬细胞 （外毒素、蛋白酶）（外毒素、蛋白酶）（二）干扰或逃
8、避宿主的防御机制（二）干扰或逃避宿主的防御机制1.抗吞噬作用抗吞噬作用 (1)抗原伪装或抗原变异抗原伪装或抗原变异（金黄色葡萄球菌的细胞结合性凝固酶、金黄色葡萄球菌的细胞结合性凝固酶、SPA）(2)分泌蛋白酶降解免疫球蛋白分泌蛋白酶降解免疫球蛋白（嗜血杆菌的嗜血杆菌的IgA蛋白酶蛋白酶）(3)逃避补体，抑制抗体产生逃避补体，抑制抗体产生（LPS、OMP、荚膜等、荚膜等）2.抗体液免疫机制抗体液免疫机制 某些细菌粘附于细胞表面之后，能进入吞噬细胞或非某些细菌粘附于细胞表面之后，能进入吞噬细胞或非吞噬细胞内部的过程。吞噬细胞内部的过程。意义意义:细菌通过此移位作用进入深层组织或进入血循环，借以细菌
9、通过此移位作用进入深层组织或进入血循环，借以从原发病灶扩散至全身或较远的靶器官。从原发病灶扩散至全身或较远的靶器官。宿主细胞为进入其内的细菌提供了一个增殖的小环境和宿主细胞为进入其内的细菌提供了一个增殖的小环境和庇护所，使细菌逃避宿主免疫机制的。庇护所，使细菌逃避宿主免疫机制的。3.内化作用内化作用 （四）在体内扩散（四）在体内扩散 细菌分泌的胞外蛋白酶，可激活外毒素，灭活补体等。主要作用细菌分泌的胞外蛋白酶，可激活外毒素，灭活补体等。主要作用于组织基质或细胞膜。造成它们的损伤，增加其通透性，利于细于组织基质或细胞膜。造成它们的损伤，增加其通透性，利于细菌扩散。菌扩散。（三）在体内增殖（三）在
10、体内增殖 是感染的是感染的核心核心问题，增殖速度对致病性极其重要。问题，增殖速度对致病性极其重要。透明质酸酶：或称扩散因子透明质酸酶：或称扩散因子 链激酶：或称链球菌溶纤维蛋白酶链激酶：或称链球菌溶纤维蛋白酶 胶原酶胶原酶:分解分解ECM中的胶原蛋白中的胶原蛋白 等等等等（一）外毒素（一）外毒素（exotoxin）某些病原菌在生长繁殖过程中所产生的对宿主细胞有毒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性的可溶性蛋白质可溶性蛋白质。大多数外毒素在菌体内合成后必须分。大多数外毒素在菌体内合成后必须分泌于胞外泌于胞外。1.化学性质：化学性质：蛋白质蛋白质2.产生：产生：G+、G-均产生，
11、分泌至胞外均产生，分泌至胞外二、毒素（毒素（toxin）（1）毒性作用极强）毒性作用极强 （2）有高度的特异性）有高度的特异性 （3）不耐热，多数在）不耐热，多数在6080经经1080min即失去毒性即失去毒性 （4）对宿主不致热）对宿主不致热 （5）抗原性强，刺激机体产生中和抗体）抗原性强，刺激机体产生中和抗体n抗毒素抗毒素：外毒素刺激机体产生特异性的抗体，可用于紧急外毒素刺激机体产生特异性的抗体，可用于紧急治疗和预防。治疗和预防。n类毒素类毒素：外毒素在外毒素在0.4%甲醛溶液作用下，经过一段时间甲醛溶液作用下，经过一段时间可以脱毒，但仍保留原有抗原性可以脱毒，但仍保留原有抗原性。3.特性
12、：特性：菌种特异性菌种特异性A亚单位：亚单位：毒素的活性中心，决定毒素的毒性效应。毒素的活性中心，决定毒素的毒性效应。B亚单位：亚单位：结合单位，协助结合单位，协助A亚单位穿过细胞膜。亚单位穿过细胞膜。AB结构的完整性是其致病的必备条件，结构的完整性是其致病的必备条件，B亚单位亚单位可单独与细胞膜受体结合，其刺激机体产生相应的可单独与细胞膜受体结合，其刺激机体产生相应的抗体，能够阻断完整毒素结合细胞，可作为良好的抗体，能够阻断完整毒素结合细胞，可作为良好的亚单位疫苗。亚单位疫苗。4.组成组成细菌外毒素举例细菌外毒素举例细菌种类细菌种类革兰氏染色革兰氏染色引起疾病引起疾病毒素名称毒素名称毒素作用
13、方式毒素作用方式百日咳杆菌百日咳杆菌-百日咳百日咳百日咳毒素百日咳毒素坏死性坏死性肉毒梭菌肉毒梭菌+肉毒中毒肉毒中毒6型特异性毒素型特异性毒素麻痹（抑制乙酰胆碱释放）麻痹（抑制乙酰胆碱释放）Novyi氏水肿菌氏水肿菌+气性坏疽气性坏疽-毒素毒素坏死性坏死性-毒素毒素溶血性卵磷脂酶，坏死作用溶血性卵磷脂酶，坏死作用-毒素毒素溶血性溶血性产生荚膜梭菌产生荚膜梭菌+气性坏疽气性坏疽-毒素毒素溶血性卵磷脂酶，坏死性溶血性卵磷脂酶，坏死性-毒素毒素溶血性心脏毒素溶血性心脏毒素-毒素毒素溶蛋白性溶蛋白性破伤风梭菌破伤风梭菌+破伤风破伤风破伤风溶血毒素破伤风溶血毒素破伤风痉挛毒素破伤风痉挛毒素溶血性心脏毒素
14、溶血性心脏毒素引起骨骼肌痉挛引起骨骼肌痉挛白喉杆菌白喉杆菌+白喉白喉白喉毒素白喉毒素坏死性坏死性鼠疫杆菌鼠疫杆菌-鼠疫鼠疫鼠疫毒素鼠疫毒素可能坏死性可能坏死性志贺氏杆菌志贺氏杆菌-菌痢菌痢志贺毒素志贺毒素出血性，麻痹性出血性，麻痹性大肠杆菌大肠杆菌-腹泻腹泻肠毒素肠毒素水肿水肿志贺毒素志贺毒素2型变异体型变异体霍乱弧菌霍乱弧菌-霍乱霍乱肠毒素肠毒素引起小肠过度分泌液体引起小肠过度分泌液体化脓性链球菌化脓性链球菌+化脓性感染与猩红热化脓性感染与猩红热-毒素毒素溶血性溶血性红疹毒素红疹毒素猩红热红斑（疹）猩红热红斑（疹）溶血毒素溶血毒素O细胞毒性，溶血性细胞毒性，溶血性溶血毒素溶血毒素S收缩平滑肌
15、，溶血性收缩平滑肌，溶血性金黄色葡萄球菌金黄色葡萄球菌+食物中毒食物中毒肠毒素肠毒素呕吐呕吐化脓性感染化脓性感染-毒素毒素溶血性，杀白细胞性坏死性溶血性，杀白细胞性坏死性-毒素毒素溶血性溶血性-毒素毒素皮肤坏死性，溶血性，杀白细胞性皮肤坏死性，溶血性，杀白细胞性杀白细胞素杀白细胞素杀白细胞性杀白细胞性 （二）内毒素（二）内毒素（endotoxin）内毒素：内毒素：指革兰氏阴性菌外膜中的脂多糖（指革兰氏阴性菌外膜中的脂多糖（LPS）成分，）成分，细菌在死亡后破裂或用人工方法裂解菌体后才释放。细菌在死亡后破裂或用人工方法裂解菌体后才释放。1.化学性质：化学性质：脂多糖（脂多糖（LPS）2.产生：产
16、生：革兰氏阴性菌革兰氏阴性菌 3.特性特性(1)毒性弱，很少致死毒性弱，很少致死(2)致发热、腹泻、呕吐、休克等致发热、腹泻、呕吐、休克等(3)耐热，加热耐热，加热100经经1h仍不被破坏，必须加热仍不被破坏，必须加热160经经24h，或用强酸、强碱或强氧化剂煮沸，或用强酸、强碱或强氧化剂煮沸30min才失活。才失活。(4)抗原性较弱，免疫应答不足以中和毒性抗原性较弱，免疫应答不足以中和毒性（1）多糖侧链）多糖侧链（2）核心多糖核心多糖（3）类脂类脂A：主要的毒性部分：主要的毒性部分 4.组成组成内毒素与外毒素的比较内毒素与外毒素的比较种类种类内毒素内毒素外毒素外毒素来源来源革兰阴性菌革兰阴性
17、菌革兰阳性菌部及分革兰阴性菌革兰阳性菌部及分革兰阴性菌存在部位存在部位细胞壁成分、细菌裂解后释出细胞壁成分、细菌裂解后释出活菌分泌或细菌溶解后散出活菌分泌或细菌溶解后散出化学成分化学成分脂多糖脂多糖蛋白质蛋白质稳定性稳定性好、好、160 2-4小时破坏小时破坏差、差、60-80 30分钟破坏分钟破坏毒性作用毒性作用较弱、各种内毒素作用大致较弱、各种内毒素作用大致相同，起休克，发热，等相同，起休克，发热，等强、对机体组织器官有选择性，强、对机体组织器官有选择性，引起特殊临床表现引起特殊临床表现抗原性抗原性弱，能刺激机体形成抗体，弱，能刺激机体形成抗体，但无中和作用，但无中和作用，甲醛处理后不能形
18、成类毒素甲醛处理后不能形成类毒素强，能刺激机体形成抗毒素，强，能刺激机体形成抗毒素，经甲醛脱毒后能形成类毒素经甲醛脱毒后能形成类毒素三、细菌的三、细菌的型分泌系统型分泌系统 u型分泌系统型分泌系统（type secretion system，TTSS）是是一个由多组分蛋白复合体形成的跨膜通道一个由多组分蛋白复合体形成的跨膜通道uTTSS与动植物的许多革兰氏阴性病原菌毒力因子的与动植物的许多革兰氏阴性病原菌毒力因子的分泌有关分泌有关u编码编码TTSS的基因通常位于毒力岛上，约有的基因通常位于毒力岛上，约有2030个个 EHEC III型分泌系统装置示意图型分泌系统装置示意图 四、细菌侵入的数量和
19、适当的侵入部位四、细菌侵入的数量和适当的侵入部位 病原微生物引起感染，除必须有一定毒力外，病原微生物引起感染，除必须有一定毒力外，还必须有足够的数量和适当的侵入部位还必须有足够的数量和适当的侵入部位 l有些病原菌毒力极强，极少量的侵入即可引起机体发病，有些病原菌毒力极强，极少量的侵入即可引起机体发病，如鼠疫杆菌，有数个细菌侵入就可发生感染。而对大多数如鼠疫杆菌，有数个细菌侵入就可发生感染。而对大多数病原菌而言，需要一定的数量，才能引起感染，少量侵入，病原菌而言，需要一定的数量，才能引起感染，少量侵入，易被机体防御机能所清除。易被机体防御机能所清除。l多数病原菌只有经过特定的门户侵入，并在特定部
20、位定居多数病原菌只有经过特定的门户侵入，并在特定部位定居繁殖，才能造成感染。繁殖，才能造成感染。五、细菌毒力的增强和减弱五、细菌毒力的增强和减弱n 长时间体外连续培养传代长时间体外连续培养传代n 在高于最适生长温度条件下培养在高于最适生长温度条件下培养n 在含有特殊化学物质的培养基中培养在含有特殊化学物质的培养基中培养n 在特殊气体条件下培养在特殊气体条件下培养n 通过非易感动物上传代通过非易感动物上传代n 通过基因工程的方法通过基因工程的方法细菌毒力减弱的方法细菌毒力减弱的方法:n在自然条件下，回归易感动物在自然条件下，回归易感动物n采用分子生物学技术改造毒力基因，使采用分子生物学技术改造毒
21、力基因，使之毒力增强之毒力增强细菌毒力增强的方法细菌毒力增强的方法:第三节第三节 病原菌与感染病原菌与感染n病原菌在一定条件下侵入机体，与机体相互作用，病原菌在一定条件下侵入机体，与机体相互作用，并产生病理变化过程称为感染（并产生病理变化过程称为感染（Infection）或传）或传染。传染过程的发展与结局，取决于病原菌的染。传染过程的发展与结局，取决于病原菌的毒力、毒力、数量、机体的免疫状态以及环境因素数量、机体的免疫状态以及环境因素的影响。的影响。n感染发生的条件感染发生的条件1、必须有病原菌、必须有病原菌 1）必须有足够的毒力和一定的数量）必须有足够的毒力和一定的数量 2）要有适当的侵入门
22、户（即感染途径）要有适当的侵入门户（即感染途径）2、必须有易感动物、必须有易感动物3、适宜的外界环境条件、适宜的外界环境条件一、感染的来源一、感染的来源1、外源性感染（、外源性感染（Exogenous infection）是指由来自宿主体外的病原菌所引起的感染。传染源主要包括病畜病禽、恢复期病畜禽、健康带菌者，以及病畜、带菌动物、媒介昆虫等。2、内源性感染（、内源性感染（Endogenous Infection）有少数细菌在正常情况下，寄生于动物体内，不引起疾病。当机体免疫力减低时，或者由于外界因素的影响，如长期大量使用抗生素引起体内正常菌群失调，由此而造成的感染称之为内源性感染。二、感染的类
23、型二、感染的类型 n1、显性感染、显性感染：当侵入动物机体的病原菌的毒力较强，数量：当侵入动物机体的病原菌的毒力较强，数量较多，而机体的抵抗力较低时，侵入的病原菌在机体内生长较多，而机体的抵抗力较低时，侵入的病原菌在机体内生长繁殖，对动物机体产生损害，并出现一系列明显的临床症状，繁殖，对动物机体产生损害，并出现一系列明显的临床症状，称为显性传染，称为显性传染，n2、隐性感染：隐性感染：当侵入的病原菌毒力较弱，数量不多，而动当侵入的病原菌毒力较弱，数量不多，而动物机体又具有一定程度的抵抗力时，侵入的病原菌只进行有物机体又具有一定程度的抵抗力时，侵入的病原菌只进行有限的生长繁殖，对动物机体的损害较
24、轻，不出现临床症状或限的生长繁殖，对动物机体的损害较轻，不出现临床症状或只出现轻微的临床症状，称为隐性传染。只出现轻微的临床症状，称为隐性传染。n3、带菌现象带菌现象：无论是隐性传染还是显性传染，动物康复或：无论是隐性传染还是显性传染，动物康复或痊愈后，病原菌在动物体内继续存在，并不断排出体外，称痊愈后，病原菌在动物体内继续存在，并不断排出体外，称为带菌现象。为带菌现象。呈现带菌状态的动物，称为带菌者。呈现带菌状态的动物，称为带菌者。n显性感染临床上按病情缓急分为显性感染临床上按病情缓急分为急性感染急性感染和和慢性感染慢性感染；按感染的；按感染的部位分为局部感染和全身感染。部位分为局部感染和全
25、身感染。（1）局部感染局部感染（Local infection）（2）全身感染全身感染（Systemic infection）：）：在全身感染过程中可能出现下列情况：在全身感染过程中可能出现下列情况：菌血症（菌血症（Bacteremia）：）：这是病原菌自局部病灶不断地侵入这是病原菌自局部病灶不断地侵入血流中，但由于受到体内细胞免疫和体液免疫的作用，病原菌不血流中，但由于受到体内细胞免疫和体液免疫的作用，病原菌不能在血流中大量生长繁殖。如伤寒早期的菌血症、布氏杆菌菌血能在血流中大量生长繁殖。如伤寒早期的菌血症、布氏杆菌菌血症。症。毒血症（毒血症（Toxemia）：）：这是病原菌在局部生长繁殖过
26、程中，这是病原菌在局部生长繁殖过程中，细菌不侵入血流，但其产生的毒素进入血流，引起独特的中毒症细菌不侵入血流，但其产生的毒素进入血流，引起独特的中毒症状，如白喉、破伤风等。状，如白喉、破伤风等。败血症（败血症（Septicemia）：）：这是在机体的防御功能大为减弱的这是在机体的防御功能大为减弱的情况下，病原菌不断侵入血流，并在血流中大量繁殖，释放毒素，情况下，病原菌不断侵入血流，并在血流中大量繁殖，释放毒素，造成机体严重损害，引起全身中毒症状，如人类的不规则高热，造成机体严重损害，引起全身中毒症状，如人类的不规则高热，有时有皮肤、粘膜出血点，肝、脾肿大等。有时有皮肤、粘膜出血点，肝、脾肿大等
27、。脓毒血症（脓毒血症（Pyosepticemia）：）：化脓性细菌引起败血症时，化脓性细菌引起败血症时，由于细菌随血流扩散，在全身多个器官（如肝、肺、肾等）引起由于细菌随血流扩散，在全身多个器官（如肝、肺、肾等）引起多发性化脓病灶。如金黄色葡萄球菌严重感染时引起的脓毒血症。多发性化脓病灶。如金黄色葡萄球菌严重感染时引起的脓毒血症。第四节第四节 细菌感染的诊断细菌感染的诊断一、检测细菌或其抗原一、检测细菌或其抗原1、直接涂片显微镜检查、直接涂片显微镜检查2、分离培养、分离培养 3、生化反应、生化反应 4、抗原检测与分析、抗原检测与分析 动物机体受病菌感染后，经一定时间产生抗体，动物机体受病菌感染
28、后，经一定时间产生抗体，抗体的量随病菌感染过程而增多，表现为效价升抗体的量随病菌感染过程而增多，表现为效价升高。因此用已知的细菌或抗原检测患者体液（主高。因此用已知的细菌或抗原检测患者体液（主要为血清）中有无相应抗体及抗体量的动态变化，要为血清）中有无相应抗体及抗体量的动态变化，可辅助诊断。一般采用血清进行试验，故又称为可辅助诊断。一般采用血清进行试验，故又称为血清学试验。血清学试验适用于抗原性较强的病血清学试验。血清学试验适用于抗原性较强的病原菌及病程较长的传染病诊断。原菌及病程较长的传染病诊断。二、检测抗体二、检测抗体三、检测细菌遗传物质三、检测细菌遗传物质 1、基因探针技术、基因探针技术 2、PCR技术技术