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1、细菌感染与免疫菌感染与免疫课件件一、基本概念细菌的感染（bacterial infection）或传染 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（nonpathogenic bacterium,nonpathogen）二、正常菌群（normal flora)正常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。1、正常菌群生理学意义：(1)(1)生物拮抗生物拮抗
2、作屏障作屏障 (2)(2)营养作用营养作用产营养产营养 (3)(3)免疫作用免疫作用 有免疫有免疫 (4)(4)抗衰老作用抗衰老作用除废物（双歧杆菌）除废物（双歧杆菌）2、条件致病菌（conditioned pathogen)机会致病菌（opportunitistic pathogen)有些细菌在正常情况下并不致病，在某些条件改有些细菌在正常情况下并不致病，在某些条件改变的特殊情况下可以致病。变的特殊情况下可以致病。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（菌群失调症或菌群交替症（microbial selection and micr
3、obial selection and substitutionsubstitution）二重感染：金黄色葡萄球菌、白假丝酵母菌等二重感染：金黄色葡萄球菌、白假丝酵母菌等三、细菌的致病机制（一）概念细 菌 能 引 起 感 染 的 能 力 称 为 致 病 性（pathogenicity）或病原性。(质)致 病 菌 的 致 病 性 强 弱 程 度 称 为 毒 力（virulence），即致病性的强度(量)半数致死量（median lethal dose,LD50）半数感染量（median infective dose,ID50）半数致死量（半数致死量（median lethal dose,LD50
4、）是指能使接种的实验动物在感染后一定时限内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。死亡一半所需的微生物量或毒素量。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，可用胞，但不引致死亡，可用ID50来表示其毒力。来表示其毒力。致病菌的致病机制主要与三方面有关：细菌的毒力强弱侵入宿主机体的菌量侵入部位是否合适 1、侵袭力、侵袭力（invasiveness）致致病病菌菌能能突突破破宿宿主主皮皮肤肤、粘粘膜膜生生理理屏屏障障，进进入入机机体体
5、并在体内定植、繁殖和扩散的能力并在体内定植、繁殖和扩散的能力荚膜粘附素侵袭性物质（二）细菌的毒力物质：侵袭力、毒素(物质基础)（1）定殖（）定殖（colonization）细菌感染的第一步。细菌感染的第一步。粘附素（粘附素（adhesin）：凡具有粘附作用）：凡具有粘附作用的细菌结构成份。的细菌结构成份。受体（受体（receptor）：细胞或组织表面）：细胞或组织表面与粘附素相互作用的成份。与粘附素相互作用的成份。l l 不与吞噬细胞接触不与吞噬细胞接触不与吞噬细胞接触不与吞噬细胞接触l l 抑制吞噬细胞的摄取抑制吞噬细胞的摄取抑制吞噬细胞的摄取抑制吞噬细胞的摄取l l 在吞噬细胞内生存在吞噬
6、细胞内生存在吞噬细胞内生存在吞噬细胞内生存 l l 杀死或损伤吞噬细胞杀死或损伤吞噬细胞杀死或损伤吞噬细胞杀死或损伤吞噬细胞 （2）干扰或逃避宿主的防御机制）干扰或逃避宿主的防御机制抗吞噬作用抗吞噬作用 抗原伪装或抗原变异抗原伪装或抗原变异 分泌蛋白酶降解免疫球蛋白分泌蛋白酶降解免疫球蛋白 逃避补体，抑制抗体产生逃避补体，抑制抗体产生 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:宿主细胞为进入其内的细菌提供了一个增殖的小环宿主细胞为进入其内的细菌提供了一个增殖的小环境
7、和庇护所，使细菌逃避宿主免疫机制的。也可随吞噬细境和庇护所，使细菌逃避宿主免疫机制的。也可随吞噬细胞的游走而扩散至其他部位，造成广泛病变。胞的游走而扩散至其他部位，造成广泛病变。内化作用内化作用 （4）在体内扩散）在体内扩散 细菌分泌的胞外蛋白酶，如透明质酸酶细菌分泌的胞外蛋白酶，如透明质酸酶。（3）在体内增殖）在体内增殖 是感染的核心问题，增殖速度对致病性是感染的核心问题，增殖速度对致病性 极其重要。极其重要。2、毒素毒素 （toxin）外毒素（exotoxin）多数革兰阳性菌和少数多数革兰阳性菌和少数革兰阴性菌在生长繁殖过程中释放到菌体外的蛋白质革兰阴性菌在生长繁殖过程中释放到菌体外的蛋白
8、质内毒素（endotoxin）革兰阴性菌细胞壁的脂革兰阴性菌细胞壁的脂多糖多糖,菌体死亡崩解时游离出来菌体死亡崩解时游离出来（1）外毒素（）外毒素（exotoxin）某些病原菌在生长繁殖过程中所产生的对宿主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菌体内合成后必须分泌于胞外。化学性质：蛋白质化学性质：蛋白质产生：产生：G+、G-均产生，分泌至胞外均产生，分泌至胞外毒性作用极强毒性作用极强毒性作用极强毒性作用极强有高度的特异性有高度的特异性有高度的特异性有高度的特异性不耐热，多数在不耐热，多数
9、在不耐热，多数在不耐热，多数在60806080经经经经1080min1080min即失去毒性即失去毒性即失去毒性即失去毒性对宿主不致热对宿主不致热对宿主不致热对宿主不致热抗原性强，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抗毒素抗毒素：外毒素刺激机体产生特异性的抗体，：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。可用于紧急治疗和预防。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一段时间可以脱毒，但仍保留原有抗原性。特性：特性：菌种特异性菌种特异性
10、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。亚单位。B亚单位可单独与细胞膜受体结合，从而阻断完整毒素结亚单位可单独与细胞膜受体结合，从而阻断完整毒素结合细胞。刺激机体产生相应的抗体，可作为良好的亚单位疫合细胞。刺激机体产生相应的抗体，可作为良好的亚单位疫苗。苗。组成组成ETEC不耐热肠毒素霍乱肠毒素破伤风痉挛毒素肉毒毒素A：活性亚单位B：结合亚单位 可提纯制疫苗分子结构：A-B模式外毒素种类外毒素种类神经毒素 破伤风痉挛毒素、肉毒毒素细胞毒素 白喉毒素、葡萄球菌表皮剥脱毒素、葡萄球菌毒性休克综
11、合征毒素、A群链球菌致热外毒素肠毒素 霍乱肠毒素、ETEC肠毒素、产气荚膜梭菌肠毒素、葡萄球菌肠毒素肉毒毒肉毒毒素注射素注射（2）内毒素（）内毒素（endotoxin）内毒素：指革兰氏阴性菌外膜中的脂多糖内毒素：指革兰氏阴性菌外膜中的脂多糖（LPS）成分，细菌在死亡后破裂或用人工）成分，细菌在死亡后破裂或用人工方法裂解菌体后才释放。方法裂解菌体后才释放。化学性质：脂多糖（化学性质：脂多糖（LPS）产生：革兰氏阴性菌产生：革兰氏阴性菌 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、呕吐致发热、腹泻、呕吐(3)耐热，加热耐热，加热100经经1h仍不被破坏，必仍不被破坏，必须加热
12、须加热160经经24h，或用强酸、强碱或，或用强酸、强碱或强氧化剂煮沸强氧化剂煮沸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 组成组成内毒素与外毒素的比较内毒素与外毒素的比较内毒素与外毒素的比较内毒素与外毒素的比较种类种类外毒素外毒素内毒素内毒素来源来源革兰阳性菌革兰阳性菌及部分革兰阴性菌及部分革兰阴性菌革兰阴性菌革兰阴性菌存在部位存在部位活菌分泌或细菌溶解后散出活菌分泌或细菌溶解后散出细胞壁成分、细菌裂解后释出细胞壁成分、细菌裂解后释出化学成
13、分化学成分蛋白质蛋白质脂多糖脂多糖稳定性稳定性差差、60-8060-80 30 30分钟破坏分钟破坏好好、160160 2-4 2-4小时破坏小时破坏毒性作用毒性作用强强、对机体组织器官有选择性，、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较弱较弱、各种内毒素作用大致相同，、各种内毒素作用大致相同，引起休克，发热，引起休克，发热，DICDIC等等抗原性抗原性强强，能刺激机体形成抗毒素，能刺激机体形成抗毒素，经甲醛脱毒后经甲醛脱毒后能能形成类毒素形成类毒素弱弱，能刺激机体形成抗体，能刺激机体形成抗体，但无中和作用，但无中和作用，甲醛处理后甲醛处理后不能形成类毒素不能形成类毒素四、宿
14、主的免疫防御机制 人体内存在着较完善的免疫系统。免疫器官免疫器官 免疫细胞免疫细胞 免疫分子免疫分子天然免疫天然免疫 获得性免疫获得性免疫（一）天然免疫（innate immunity）（非特异性免疫nonspecific immunity）屏障结构、免疫细胞、免疫分子 1、屏障结构（1）皮肤与粘膜机械性阻挡与排除作用分泌杀菌物质正常菌群的拮抗作用 （2）血脑屏障（3）胎盘屏障 2、吞噬细胞 小吞噬细胞 外周血中的中性粒细胞大吞噬细胞 血中的单核细胞和各种组织中的巨噬细胞（单核吞噬细胞系统）吞噬过程吞噬过程接触接触吞入吞入杀灭杀灭吞噬后果吞噬后果完全吞噬完全吞噬不完全吞噬不完全吞噬3、体液因素
15、补体 是正常血清中的一组蛋白质溶菌酶（lysozyme）主要来源于吞噬细胞 防御素体液免疫由特异抗体起主要作用的免疫应答 IgG、IgM、IgA、IgD、IgE 抗菌抗体（调理素）抗外毒素抗体细胞免疫是以T细胞为主的免疫应答 CD4Th1细胞 CTL（二）获得性免疫acquired immunity（特异性免疫specific immunity）胞外菌（extracellular bacteria）和胞内菌（intracellular bacteria）胞外菌寄居在宿主细胞外的组织间隙和血液、淋巴液、组织液等体液中 葡萄球菌、链球菌、志贺菌、霍乱弧菌、破伤风梭菌等葡萄球菌、链球菌、志贺菌、霍乱
16、弧菌、破伤风梭菌等胞内菌 兼性（兼性（facultativefacultative）和专性（和专性（obligateobligate）专性胞内菌专性胞内菌 立克次体、衣原体立克次体、衣原体兼性胞内菌兼性胞内菌 结核分枝杆菌、麻风分枝杆菌、伤寒沙门菌、布鲁结核分枝杆菌、麻风分枝杆菌、伤寒沙门菌、布鲁菌、嗜肺军团菌、产单核细胞李氏菌菌、嗜肺军团菌、产单核细胞李氏菌1、胞外菌感染的免疫、胞外菌感染的免疫 致病机制致病机制：产生毒性物质、引起炎症反应：产生毒性物质、引起炎症反应免疫免疫中性粒细胞吞噬、杀灭中性粒细胞吞噬、杀灭产生抗体产生抗体 IgGIgG抗体调理细菌促进吞噬（调理素）抗体调理细菌促进吞
17、噬（调理素）抗体中和细菌外毒素（抗毒素）抗体中和细菌外毒素（抗毒素）激活补体经典途径激活补体经典途径 SIgASIgA阻挡致病菌定植阻挡致病菌定植 2、胞内菌感染的免疫、胞内菌感染的免疫 致病机制：慢性病理性免疫损伤胞内菌感染的免疫：T细胞为主的细胞免疫CD4Th1CD4Th1细胞细胞 产生细胞因子，活化巨噬细胞、产生细胞因子，活化巨噬细胞、CTLCTL、引起迟发型超敏反应引起迟发型超敏反应CD8CTLCD8CTL 穿孔素、粒酶破坏感染细胞穿孔素、粒酶破坏感染细胞 五、感染的发生和发展1 1、感染的来源、感染的来源 外源性感染外源性感染（exogenous infectionexogenous
18、 infection）来源于宿主体外来源于宿主体外 病人病人 带菌者带菌者 携带有某些致病菌的健康人，传染病恢复期仍排菌携带有某些致病菌的健康人，传染病恢复期仍排菌者（重要传染源）者（重要传染源）病畜和带菌动物病畜和带菌动物 人畜共患病人畜共患病 内源性感染内源性感染（endogenous infectionendogenous infection）来源于宿主体内或体表来源于宿主体内或体表 大多为正常菌群，少数为致病菌大多为正常菌群，少数为致病菌2、传播方式与途径 呼吸道感染呼吸道感染 消化道感染消化道感染创伤感染创伤感染 接触感染接触感染节肢动物叮咬感染节肢动物叮咬感染多途径感染多途径感染3
19、、感染的类型(结局)不感染不感染隐隐性性感感染染inapparent inapparent infectioninfection 当当宿宿主主体体的的抗抗感感染染免免疫疫力力较较强强，或或侵侵入入的的病病菌菌数数量量不不多多、毒毒力力较较弱弱，感感染染后后对对机机体体损损害害较较轻轻，不不出出现现或或出出现现不不明明显显的的临临床床症症状状，或称亚临床感染或称亚临床感染。特点：机体获得足够的特异免疫力特点：机体获得足够的特异免疫力 传染源传染源潜潜伏伏感感染染latent latent infectioninfection 当当宿宿主主体体与与致致病病菌菌在在相相互互作作用用过过程程中中暂暂时
20、时处处于于平平衡衡状状态态时时，病病菌菌潜潜伏伏在在病病灶灶内内或或某某些些特特殊殊组组织织中中，一一般般不不出出现现在在血血液液、分分泌泌物物或或排排泄泄物物中中。一一旦旦机机体体免免疫疫力力下下降降，则则潜潜伏伏的的致致病病菌菌大大量量繁繁殖，使病复发。殖，使病复发。结核分枝杆菌结核分枝杆菌显性感染显性感染显性感染显性感染apparent infectionapparent infection (传染病传染病传染病传染病)宿主细胞受到不同程度的损害，生理功能发生改宿主细胞受到不同程度的损害，生理功能发生改宿主细胞受到不同程度的损害，生理功能发生改宿主细胞受到不同程度的损害，生理功能发生改变
21、，并出现一系列的临床症状和体征变，并出现一系列的临床症状和体征变，并出现一系列的临床症状和体征变，并出现一系列的临床症状和体征 1 1急性感染（急性感染（acute infectionacute infection）2 2慢性感染（慢性感染（chronic infectionchronic infection）1 1 局部感染（局部感染（local infectionlocal infection）2 2 全身感染（全身感染（generalized infectiongeneralized infection；systemic infection systemic infection）毒血症毒
22、血症（toxemia）：致致病病菌菌侵侵入入宿宿主主体体后后，只只在在机机体体局局部部生生长长繁繁殖殖，病病菌菌不不进进入入血血循循环环，但但其其产产生生的的外外毒毒素素入入血血。外外毒毒素素经经血血到到达达易易感感的的组组织织和和细细胞胞，引引起起特特殊殊的的毒毒性性症症状状。例如白喉、破伤风等。例如白喉、破伤风等。内毒素血症内毒素血症（endotoxemia）:革革兰兰阴阴性性菌菌侵侵入入血血流流，并并在在其其中中大大量量繁繁殖殖、崩崩解解后后释释放放出出大大量量内内毒毒素素；也也可可由由病病灶灶内内大大量量革革兰兰阴阴性性菌菌死亡、释放的死亡、释放的内毒素入血内毒素入血所致。所致。菌血症
23、菌血症菌血症菌血症（bacteremiabacteremia）：）：致病菌由局部侵入血流，致病菌由局部侵入血流，但未在血流中生长繁殖，只是但未在血流中生长繁殖，只是短暂的一过性通过血短暂的一过性通过血循环循环到达体内适宜部位后再进行繁殖而致病。例如到达体内适宜部位后再进行繁殖而致病。例如伤寒早期。伤寒早期。败血症败血症败血症败血症（septicemiasepticemia）：）：致病菌致病菌侵入侵入血流血流后，在其中后，在其中大量繁殖大量繁殖并产生毒性产物，引起全身性中毒症状。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。鼠疫耶氏菌、炭疽芽胞杆菌等。脓毒血症脓毒血症脓毒血症脓毒血症（pyemiapyemia）：）：化脓性病菌化脓性病菌侵入侵入血流血流后，在后，在其中其中大量繁殖大量繁殖，并通过，并通过血流扩散血流扩散至宿主体的其他组至宿主体的其他组织或器官，产生织或器官，产生新的化脓性病灶新的化脓性病灶。例如金黄色葡萄。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。和肾脓肿等。带菌状态带菌状态 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）,重要的传染源谢谢观赏谢谢观赏