医学微生物学 (第二版) 下载本文

与外毒素区别,细菌全身感染类型及各类感染的免疫学特点,细菌致病性。熟悉 细菌感染的发生与发展,传染源,传播方式。一、细菌的致病机制细菌的致病性 细菌能引起感染的能力称为致病性(pathogenicity)包括细茵对宿主引起疾病的性能和对宿主致病能力的大小两方面的含意。而病原菌的致病性与其毒力,侵人数量及侵入机体的部位等因素有密切关系。毒力 病原菌致病力的强弱程度。表现在两个方面:侵袭力 病原菌突破宿主机体的免疫防御体系,在体内定居、生长繁殖和扩散的能力,称为侵袭力。包括荚膜、粘附素和侵袭性酶类。毒素 损伤宿主机体组织细胞、器官,并引起生理功能紊乱的大分子成分。细菌的毒力因子,包括与细菌侵袭力有关的表层结构物质、侵袭性蛋白和毒素。(一)侵袭力1.粘附与定植 粘附 细菌表面具有粘附功能的特殊结构及相关物质,与致病性关系密切。 (1)粘附现象 :有多种方式,均有利细菌在宿主体内生存。不同种类的微生物在不同感染条件下,黏附方式和部位可不同。微菌落 单个散在的细菌集落,多为一个克隆,通过细菌表面黏附性结构物质,使菌细胞粘连在一起。生物膜 以微菌落为基本结构单位的有序性“社区”结构,可由不同种属的细菌共同组成,细菌的微菌落和生物膜的功能:① 抵抗不利环境,营造合适的微生境。是有利细菌的一种黏附定植式群体生存方式。菌细胞之间可自动感应周围环境变化,调整菌群密度、代谢及生长速率等。② 抗吞噬、抗杀菌物质的杀灭作用。更易于抵抗免疫细胞、免疫分子及药物的攻击,克服液态流的冲击而持续生存。③ 可通过接合机制快速传递耐药基因,是医源性微生物耐药性倍增的重要原因。④ 与许多慢性难治性细菌感染及医院内感染关系密切。一是慢性感染与多种微生物混合感染有关;另一方面是现代医源性感染的重要传染源。(2)黏附性结构物质:黏附素主要为蛋白质、糖蛋白或多糖、脂多糖,均系细菌体表结构成分,如普通菌毛、荚膜、微荚膜、支原体顶端结构。细菌这些黏附结构物质作为配体,与宿主细胞表面受体相互作用,介导黏附作用的发生(见课本图3-3)。① 菌毛粘附素 主要存在于革兰阴性菌。通过菌毛与宿主细胞表面受体结合,使细菌吸附而立足,获得定居机会,故又称其为定居因子。菌毛的粘附作用具有组织选择性,这种选择性决定于宿主易感细胞表面的相应受体。② 非菌毛粘附素 主要见于革兰阳性菌,菌体表面毛发样结构,如膜磷壁酸(LTA);还有细菌的多种表面成分,胶原粘附

附素、纤维连接蛋白结合蛋白(FBP)等。③ 荚膜(微荚膜) 细菌的微菌落和生物膜,多以荚膜多糖(CPS)为基质相互吸附形成。(3)黏附机制:配体和受体相互结合起主要作用。细菌与宿主细胞结合后,配体与受体分子会发生构向变化,引起双方生理变化,有利于细菌的生长、繁殖和扩散。细菌方面的变化有:① 启动载铁蛋白基因,上调载铁蛋白的合成;② 加速生长繁殖;③ 产生和分泌有利于入侵的蛋白;④ 诱导黏附分子的表达。宿主细胞的变化有:① 有的会发生形态改变;② 加速细胞凋亡;③ 细胞因子合成与释放;④ 上调细胞间黏附分子的表达。(4)组织趋向性:① 不同种的细菌以不同配体与不同种的宿主结合。例如梅毒螺旋体只能感染人。② 同一宿主中,微生物只能黏附于某一特定组织靶位。例如流感病毒只能黏附呼吸道上皮细胞。③ 病原体与受体的特异性结合,具有种属特异性,由基因控制。2.侵入 指某些病原菌主动侵入非吞噬细胞(黏膜上皮细胞)的感染过程。侵袭素 细菌的侵袭由基因控制,称为侵袭基因(inv基因),inv基因编码产生的蛋白即侵袭素,存在于细胞表面。3.繁殖与扩散 荚膜具有抗吞噬和抗体液中有害物质(如补体、抗体)的损伤作用,称为保护因子,可保护细菌,有利细菌的繁殖。链球菌的M蛋白,伤寒杆菌的Vi抗原,某些大肠埃希菌的K抗原等,也有相同功能。(1)局部扩散 ① 表层扩散 仅对某部位的皮肤或黏膜有组织趋向性,初步黏附定植后再向周围扩散;例如细菌性痢疾、白喉等。② 深层扩散 侵入皮下或黏膜组织的细菌被阻挡于局部淋巴结,并通过淋巴系统使感染向纵深及全身远端扩散;例如肺门淋巴结核。③ 侵袭性酶类 病原菌在感染中释放有助于扩散的物质,促使局部感染的扩散。例如:A群链球菌的透明质酸酶、链激酶、链道酶等——有助细菌扩散。’(2)全身扩散 细菌突破机体防御体系,主要通过血流扩散到特定的靶位的感染。(二)毒素 细菌在代谢过程中产生和释放的毒性物质,称为毒素。按其来源、性质和作用不同,分为两种(1)外毒素 主要由革兰阳性菌和少数革兰阴性菌产生并释放至菌体外的毒性蛋白质;也有存在菌体内,细菌裂解后释放出来,如产毒性大肠杆菌和痢疾志贺菌的外毒素属此。其特征:① 都是蛋白质 : 大多数外毒素蛋白质由A和B两个亚单位组成,A亚单位是毒素活性部分,决定毒素的致病作用。B亚单位无致病作用,能与易感细胞膜受体结合,介导A亚单位进入靶细胞;各亚单位单独对机体无致病性,

完整的毒素结构是致病的必要条件。② 毒性作用强,具有选择性:肉毒梭菌外毒素纯品1mg可杀死2亿只小鼠。外毒素 对组织器官有选择性毒害作用,引起特殊临床表现。③ 对理化因素不稳定:绝大多数不耐热,60—80℃ 30分钟即被破坏。④ 抗原性强: 保护性抗原在B亚单位。可经甲醛处理脱毒成类毒素,用于人工主动免疫预防相应疾病。也可免疫动物制备抗毒素,用于人工被动免疫防治相应疾病。⑤ 种类繁多:根据外毒素对宿主靶细胞的亲和性及作用机制不同,可分为神经毒素、细胞毒素和肠毒素。外毒素的种类及作用特点(见教课书 表3-4)(2)内毒素 是革兰阴性菌细胞壁中的结构组分,细菌死亡裂解后,才释放出来的毒性脂多糖(LPS)。螺旋体、衣原体、支原体、立克次体等也有类似的LPS。内毒素是革兰阴性菌的主要毒力因子。其特点:① 来源 产生于革兰阴性菌。② 化学本质 脂多糖(LPS),主要毒性成分是脂质A,对理化因素稳定,可耐热,加热160℃2~4小时或用强酸、强碱、强氧化剂煮沸30分钟才被灭活。③ 毒性作用相对较弱 致病需要的量大,且无选择性。④ 抗原性较弱 能刺激机体产生中和抗体,但无保护作用,不能脱毒成类毒素。不同细菌内毒素的致病作用大致相似:①引起发热反应;②使血循环中白细胞数量显著增加,甚至微循环障碍;③弥漫性血管内凝血;④内毒素血症与休克;⑤免疫调节作用:小剂量内毒素能刺激巨噬细胞、血管内皮细胞等产生细胞因子,导致对机体有益的免疫保护应答;大剂量内毒素诱生的细胞因子,常导致患者休克甚至死亡。 (三)超抗原与疾病超抗原 由某些微生物产生的不同于常规抗原的高活性毒素蛋白分子。其特征:(1)可激活具有特异性T细胞受体(TCR)Vβ链的T细胞; (2)不需要抗原递呈细胞的胞内加工; (3)一个超抗原分子可以不同部位同时与TCR和MHCⅡ类分子的外侧结合。由于多种T细胞TCR外侧结构相似,故一种超抗原可引起多种T细胞反应,且极微量就能激发大量的T细胞活化增殖,释放多种细胞因子,造成免疫病理损伤,与多种急性和慢性疾病有关。二、细菌性感染的传播 (一)细菌感染的来源1.外源性感染 感染来源于宿主体外。传染源(1)病人 经常排出病原菌,污染周围环境,传播给他人。(2)带菌者 包括健康带菌者(健康人携带病原菌但不产生临床症状)和恢复期带菌者(有些传染病患者恢复后在一定时间内仍继续排菌),都是重要的传染源。(3)病畜和带菌动物 是人畜共患疾病的病原体,可由病畜和带菌动物传给人。2.内源

性感染 正常菌群在一定条件下造成感染隐伏病原菌(二)传播途径1.呼吸道 由病人或带菌者的痰液或咳嗽、喷嚏时排出含菌的飞沫,经呼吸道途径而感染他人,如白喉、肺结核、百日咳等均为呼吸道传染病。2.消化道 患者或带菌者的粪便等排泄物污染食物或水,经口食入而引起消化道疾病。如伤寒、痢疾、霍乱等。3.皮肤 细菌经皮肤粘膜的细小破损或外伤进入机体引起感染,如皮肤化脓、破伤风病等。4.血液 通过输血、注射器及污染的血制品感染。如乙型肝炎病毒、HIV等。5.人畜共患疾病的传播 经节肢动物叮咬感染。如鼠疫、乙型脑炎、出血热等。6.性传播 通过性行为传播(STD)。如淋病、梅毒、HIV等。7.多途径感染 有些病原菌的传播可有呼吸道、消化道、皮肤创伤等多种途径。如结核分枝杆菌、炭疽杆菌等。三、细菌性感染的类型(一)隐性感染 又称亚临床感染,当机体有较强的免疫力,或入侵的病原菌数量少,毒力弱时,感染后对机体的损害较轻,不出现或出现不明显的临床症状,称为隐性感染。(二)显性感染 病原菌侵入机体,使组织细胞受损,生理功能改变,并出现一系列临床症状和体征,称为显性感染(或传染病)。临床上按病情缓急可分急性感染 发病急,病程短,数日至数周。如霍乱、脑膜炎等。慢性感染 发病缓,病程长,数月至数年,如结核、麻风等。临床上按感染部位不同可分局部感染 病原菌仅局限于机体某一部位,引起局部病变,如疖、痈等。全身感染 病原菌或毒素向全身扩散,引起全身症状。(三)全身细菌性感染1.毒血症 病原菌在局部生长繁殖,仅毒素进入血流,引起特殊的毒性症状。如白喉、破伤风等。2.脓毒血症 指化脓性细菌侵入血流后在其中大量繁殖,并到达其他部位,产生新的化脓病灶。例如金黄色葡萄球菌引起的多发性肝脓肿、皮下脓肿和肾脓肿。3.内毒素血症 革兰阴性菌侵入血流并在其中大量繁殖,崩解释放大量内毒素所致。4.败血症 病原菌侵入血流后在其中大量生长繁殖、产生毒素,引起严重的全身中毒症状。例如鼠疫,炭疽等。5.菌血症 病原菌从局部侵入血流,但未在血中繁殖扩散至其他部位后繁殖致病。如伤寒病早期。思考题1. 名词解释:infection(感染) toxemia(毒血症) septicemia(败血症)bacteremia(菌血症) pyemia (脓毒血症 ) superantigen(超抗原)invasiveness(侵袭力) inapparentinfection(隐性感染) carrier (带菌者)2. 简答题 1.何谓侵袭力?试述其构成。2.什么叫内毒素?试述其毒性