6 细菌的感染与免疫

null第六章 细菌的感染与免疫第六章 细菌的感染与免疫 感 染（infection） 感 染（infection）是微生物在宿主体内的生活中与宿主相互作用的过程； 是微生物与宿主在个体、细胞和分子的多层面相互作用的生物学现象。null指外源或内源性细菌突破宿主的免疫防线后，在宿主体内生长繁殖，产生酶和毒素，引起一系列病理生理的过程。 传 染： 外源性微生物通过一定的途径和方式从一个宿主传播到另一个宿主引起的感染。一、正常菌群 一、正常菌群 正常人体的体及其与外界相通的各类腔道中存在着一定数量的不同种类微生物，这些在正常情况下对机体非但无害，而且有益的微生物通称正常菌群（normal flora）。第一节 正常菌群与条件致病菌nullnull 正常菌群的生理作用 正常菌群的生理作用1、生物拮抗 正常菌群阻止病原菌突破皮肤和黏膜的生理屏障，并维持正常菌群内部的平衡。 产生有害代谢产物 乙酸、乳酸、 H2O2 、细菌素等 占位性保护：形成生物膜 营养竞争null 图为定植于静脉导管表面的表皮葡萄球菌生物膜扫描电镜照片（×6000） null2、营养作用 正常菌群参与宿主的物质代谢、营养转化和合成，主要表现在氮的利用、糖的代谢和维生素的合成。 3、免疫作用 正常菌群作为抗原促进机体免疫器官的发育，并刺激机体免疫系统产生免疫效应物质，对病原菌有一定程度的抑制或杀灭作用。null4、抗衰老作用 正常菌群中的双歧杆菌和乳杆菌均具有抗衰老作用，与其产生的SOD酶抗氧化损伤作用有关。 5、抗肿瘤作用 将某些致癌物或前致癌物转化成无害物质。 激活机体细胞免疫功能而抑制肿瘤。null宿主某些部位正常菌群中各种微生物的数量与比例发生较大幅度变化而出现的生态不平衡状态。 菌群失调往往可引起二重感染。二、菌群失调三、条件致病菌或机会致病菌三、条件致病菌或机会致病菌 （ conditioned or opportunistic pathogen ） 正常菌群在特定条件下，与宿主间的生态平衡可被打破，形成生态失调而导致疾病。 致病条件： 寄居部位的改变 宿主免疫功能低下 菌群失调 null细菌能引起疾病的能力称为致病性（pathogenicity） 致病性的强弱程度称为毒力（virulence） 毒力常用： 半数致死量/半数感染量 （LD50/ID50）第二节 细 菌 的 致 病 性一、细菌的毒力null 病原菌的致病与其毒力强弱、进入机体数量、侵入部位以及机体的免疫力密切相关。 侵袭力和毒素是病原菌毒力的物质基础。细菌的致病机制（一）侵袭力 invasiveness（一）侵袭力 invasiveness 病原菌突破机体的某些免疫防御机制，进入机体并在体内定居、繁殖和扩散的能力，称为侵袭力。 构成侵袭力的物质基础是： 菌体表面结构 侵袭性物质1、黏附素1、黏附素粘附（adhesion） 是一种普遍性生物学现象，是感染的第一步，必需的步骤。菌 毛 粘 附 素：见于G－菌 非菌毛粘附素：G＋菌多见，如LTAnull 细菌的这些粘附结构物质均作为配体，与宿主细胞表面受体相互作用而介导粘附作用的发生。2、荚 膜 和 微 荚 膜 capsule and microcapsule2、荚 膜 和 微 荚 膜 capsule and microcapsule 荚膜和微荚膜均具有抗吞噬、抗有害物质的杀伤和粘附作用，从而增强细菌的侵袭力。 例如：炭疽杆菌、肺炎链球菌荚膜、 伤寒沙门菌的Vi 抗原、大肠埃希菌的K抗原等都是构成微荚膜的组分。3、侵 袭 性 物质 3、侵 袭 性 物质 侵袭性酶： 如A群链球菌透明质酸酶 、链激酶、DNA酶等。 侵 袭 素： 在肠道杆菌中发现肠侵袭型大肠埃希菌可通过由inv 基因编码的侵袭素（invasin）入侵肠上皮细胞，并进一步扩散。null（二）毒 素（toxin）（二）毒 素（toxin）其来源、性质和作用不同可分为： 外毒素（exotoxin） 内毒素（endotoxin）1、外 毒 素1、外 毒 素1）来源 ： 主要为G+菌：破伤风梭菌、肉毒梭菌、白喉杆菌、 金黄色葡萄球菌、链球菌等； 次要为G-菌：痢疾杆菌、鼠疫杆菌、霍乱弧菌 绿脓杆菌、肠产毒型大肠埃希菌。 多数外毒素由细菌分泌到细胞外，少数细菌（痢疾杆菌和产毒型大肠埃希菌）的外毒素由细胞破解后才释放到细胞外。① 大多数外毒素是蛋白质① 大多数外毒素是蛋白质结构：A-B模式 A亚单位：活性亚单位 B亚单位：结合亚单位 二者单独对机体或组织细胞 无致病作用，因此毒素结构的完 整性是致病的必备条件。2）特 点：null② 毒性作用强，并对组织有一定选择性 肉毒毒素最强——神经毒素 对人的最小致死量为0.1ug。引起肌肉松弛性麻痹。 破伤风痉挛毒素——神经毒素 导致骨骼肌强直性痉挛。nullnull③ 对理化因素不稳定，多数不耐热： 破伤风痉挛毒素 60℃ 20分钟 白喉毒素 58～60℃ 1～ 2小时 葡萄球菌肠毒素 100℃ 30分钟null④免疫原性强，可脱毒制成类毒素 人工方法（ 0.3%~ 0.4%甲醛）处理脱毒，保留免疫原性成类毒素。注入机体后，可刺激机体产生抗毒素，具有中和外毒素作用。如：TATnull⑤ 种类繁多： 按其对宿主细胞的亲和性及作用方式分为： 神经毒素 neurotoxins 细胞毒素 cytotoxins 肠 毒 素 enterotoxinsnull神经毒素 破伤风痉挛毒素、肉毒毒素等 细胞毒素 白喉毒素、葡萄球菌表皮剥脱毒素等 肠 毒 素 霍乱肠毒素、ETEC肠毒素、产气荚膜 梭菌肠毒素、葡萄球菌肠毒素等 其他毒素 产气荚膜梭菌α毒素等外毒素的种类及作用⑥ 部分外毒素具有超抗原特性⑥ 部分外毒素具有超抗原特性null⑦ 作用类型2、内毒素（endotoxin）2、内毒素（endotoxin）1）来源： 是G－菌细胞壁外膜中的脂多糖 （LPS）， G+菌不存在。 菌体死亡破裂或人工裂解后释放 。null① 脂质A是其主要毒性组分，产生于G－菌， G+菌不存在。 ② 理化因素稳定，耐热 100℃ 1小时不破坏，需160℃ 2～4小时。 2）特 点：null③ 毒性弱，无选择性，作用相似 ④ 免疫原性弱，不能脱毒成类毒素 内毒素注入机体亦产生的相应抗体，但中和作用较弱。3）生物学作用： 不同细菌大致相同3）生物学作用： 不同细菌大致相同null 极微量内毒素（1～5ng/kg）注入人体后2小时，体温上升，维持4小时，内毒素作用于吞噬细胞→释放内源性热原质→刺激下丘脑体温调节中枢。① 发热反应null② 白细胞反应 内毒素→WBC↓↑（LPS诱生中性粒C释放因子→骨髓→中性粒C↑ 例外的是伤寒沙门菌内毒素使WBC↓null③ Shwartzman现象 ④ 内毒素血症与内毒素休克 ⑤ 免疫调节功能 null细菌外毒素与内毒素的主要区别 null 菌体表面结构：荚膜、微荚膜、 侵袭力 菌毛等粘附因子 侵袭性物质：侵袭素、酶类 外毒素 毒 素 内毒素毒力因子的组成：null3、 细菌侵入的数量4、 细菌侵入的途径 与细菌的毒力密切相关；毒力强则所需菌量少，反之则多。第三节 宿主固有与适应性 免疫防御机制第三节 宿主固有与适应性 免疫防御机制null 免疫器官 病原体 感染机体 免疫细胞 免疫分子 之间相互协作、互相制约、密切配合，共同完成 复杂的免疫功能； 病原微生物入侵机体，首先遇固有免疫力，然后 产生适应性免疫。null固有免疫（天然免疫、非特异性免疫） （nonspecific / innate immunity） 适应性免疫（获得性免疫、特异性免疫） （specific /acquired immunity）一、固有免疫一、固有免疫（一）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：汗腺→乳酸；脂肪酸、 溶菌酶、胃酸、蛋白酶 生物性拮抗作用null2、血脑屏障2、血脑屏障 主要通过脑毛细血管内皮细胞层的紧密连接和微弱的吞饮起作用 ； 婴幼儿血脑屏障发育尚未完善，易发生脑膜炎，脑炎等。null 由子宫内膜的基蜕膜和胎儿绒毛膜组成；妊娠前3个月内，此屏障的功能尚未发育成熟，母体感染一些病原体时，可通过胎盘侵入胎儿造成畸形，甚至死亡。 3、胎盘屏障null（二）吞 噬 细 胞（二）吞 噬 细 胞1、种 类 小吞噬细胞：指中性粒细胞，血流中仅1小时左右入组织→寿命1-3天。 大吞噬细胞：血液中单核细胞和组织中的巨噬细胞。→构成单核巨噬细胞系统2、吞噬作用2、吞噬作用（1）趋化（2）识别（3）吞噬 （4）杀灭null3、吞噬作用的结果： 3、吞噬作用的结果： ① 完全吞噬： 化脓性球菌等。 null②不完全吞噬： 结核杆菌，布氏菌，军团菌等胞内菌不仅不被杀死，甚至在胞内生长繁殖，随之扩散。 ③ 组织损伤和炎症反应 （三）体液中的杀菌物质（三）体液中的杀菌物质补 体 溶菌酶 防御素 其他杀菌和抑菌物质null人体固有免疫系统成分示意图二、适应性免疫 二、适应性免疫 1、体液免疫： 是指由特异性抗体起主要作用的免疫应答，主要针对胞外病原微生物和毒素。 主要发挥作用的是IgG、IgM、SIgA。null 是以T细胞介导的免疫应答；主要针对胞内寄生病原微生物（胞内寄生菌、病毒、真菌感染）。 CTL：主要功能特异性直接杀伤靶细胞 Th1细胞：能分泌多种细胞因子（IL-2、IFN-γ、TNF- α），活化巨噬细胞来清除病原微生物 。2、细胞免疫：null 1、抗胞外菌感染免疫 胞外菌 ： 寄居在宿主细胞外的组织间隙、血液、组织液和淋巴液中的细菌。 大多数致病菌属胞外菌如：葡萄球菌、链球菌、志贺菌、霍乱弧菌、白喉棒状杆菌、破伤风杆菌等。 三 、抗致病菌感染的特点null 1）固 有 免 疫 ：皮肤黏膜的屏障及吞噬作用 2）适应性免疫： 调理吞噬作用； 体液免疫（抗体 ） 中和细菌外毒素； 阻止细菌粘附定植（SIgA） 免疫复合物可激活补体溶菌 细胞免疫：不占主导。 null抗毒素： 细菌在生长繁殖中释放的外毒素或人工制成的类毒素刺激机体产生的抗体。 紧急预防和治疗null 2、抗胞内菌感染免疫 胞内菌分兼性和专性两类。 兼性胞内菌：结核分枝杆菌、麻风分枝杆菌、 伤寒沙门菌、布鲁斯菌、军团菌。 专性胞内菌：立克次体、衣原体 null 由于特异性抗体不能进入胞内菌寄居的吞噬细胞内与之作用，故体液免疫对胞内菌感染作用不大，主要靠以T细胞为主的细胞免疫。 null第四节 感染的发生与发展第四节 感染的发生与发展 一、细菌感染的来源null 传播方式：水平传播、垂直传播 传播途径：呼吸道、消化道、皮肤、虫媒、血液、性传播、接触传播及多途径传播。细菌感染的传播方式与途径二、细菌感染的类型 感染的发生、发展和结局是宿主体和致病菌相互作用的复杂过程，根据两者力量对比，感染类型可分为隐性感染、潜伏感染、显性感染和带菌状态。 二、细菌感染的类型（一）隐性感染（inapparent infection）（一）隐性感染（inapparent infection） 侵入的病菌数量少，毒力较弱，机体的免疫防御较强 ，感染后机体损害较轻，不出现或出现不明显临床症状，又称亚临床感染（subclinical infection）。 一方面隐性感染后机体可获得特异性免疫力，另一方面宿主可向体外排出致病菌而成为重要的传染源。（二）潜伏感染（latent infection）（二）潜伏感染（latent infection） 机体与致病菌处于暂时平衡状态，病菌潜伏在病灶内或某些特殊组织中（一般不出现在血液、分泌物或排泄物中），一旦机体免疫力下降，潜伏的致病菌则大量生长繁殖，导致疾病复发。 如：结核分枝杆菌 。（三）显性感染（apparent infection）（三）显性感染（apparent infection）当宿主免疫力较弱，或侵入的致病菌数量较多，毒力较强，以致机体的细胞组织受到不同程度的损害，出现一系列明显临床症状和体征，是为显性感染。 根据病情缓急分：急性、慢性（亚急性）感染。 根据感染部位分：局部感染和全身感染。 全身感染即致病菌或其毒性代谢产物向全身播散引起全身症状的一种感染类型；多见于胞外菌的急性感染，常见以下几种情况： 全身性细菌感染 1）菌血症（bacteremia）： 致病菌由局部一过性通过血流，但未在血中繁殖，也无明显中毒症状。 如：伤寒早期。 2）毒血症（toxemia）： 致病菌只在机体局部生长繁殖，细菌不入血但其产生的毒素入血，引起中毒症状。如：破伤风、白喉。null3）内毒素血症（endotoxemia）： 病灶内大量G－菌死亡释放内毒素入血引起或入血的G－菌大量繁殖、死亡裂解释放内毒素所致。 如：小儿中毒性菌痢。 4）败血症（septicemia）： 细菌入血，大量繁殖并产生毒性产物，引起全身性中毒症状 ；G－菌和G+菌均可引起。null5）脓毒血症（pyemia）： 化脓性细菌入血后大量繁殖，并随血流扩散至其他组织器官，引起新的多发性化脓性病灶。 如：金黄色葡萄球菌感染常导致多发性肝脓肿、皮下脓肿、肾脓肿等。null 健康带菌者 恢复期带菌者 致病菌在隐性感染或显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，并不断向体外排菌，成为重要传染源。（四）带 菌 状 态（carrier state）null任何人群在医院活动期间遭受病原体侵袭而引起的任何诊断明确的感染或疾病。第五节 医院感染与控制 医院感染（hospital infection）一、医院感染的微生物来源及种类一、医院感染的微生物来源及种类按病原体来源分类 内源性医院内感染 外源性医院内感染 按感染部位分类 医院内感染广泛分布于身体各部位及组织器官，而不同医院的医院内感染发生部位分布不同。null医院内感染按感染部分的分类 二、医院内感染的危险因素二、医院内感染的危险因素 不合理使用抗生素 侵袭性操作 易感人群：老人、婴幼儿、免疫力低下人群 住院时间 消毒隔离措施不严格三、医院内感染的预防与控制三、医院内感染的预防与控制 消毒灭菌 隔离预防 合理使用抗生素 重视监测工作