感染与免疫细菌的致病作用.ppt

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1、细菌 宿主,感染（infection）,健康,感染：细菌侵入宿主后，进行生长繁殖、释放毒性物质等，引起不同程度的病理变化的过程。致病性：细菌引起疾病的能力。,一、细菌的致病机制 1、细菌的毒力 2、细菌侵入的数量 3、细菌侵入的部位二、宿主的免疫防御机制三、感染的发生与发展,细菌的感染与免疫,人的机体是神圣不可侵犯的，病原菌要感染人体引起疾病，通常需要：,黏附并定植于某一组织适应内环境，增殖和扩散抵抗或逃避机体防御功能,释放毒素引起机体组织损伤,一、细菌的致病机制,侵袭力,毒素,毒力,粘附是细菌引起感染的首要条件或关键步骤,（1）黏附与定植,一、细菌的致病机制,细菌黏附至宿主细胞可由黏附素(a

2、dhesin)介导。革兰阴性菌：普通菌毛(如P菌毛)革兰阳性菌：毛发样突出物（A群链球菌的的磷壁酸）,一、细菌的致病机制,细菌黏附素与宿主上皮细胞表面的相应受体的相互作用具有高度特异性，从而决定了细菌感染的组织特异性。,一、细菌的致病机制,（高度选择性：脑膜炎球菌 血管内皮和脑膜；淋球菌 泌尿生殖道或眼结膜）,一些细菌（如白喉棒状杆菌、霍乱弧菌、幽门螺杆菌、百日咳鲍特菌、肺炎支原体等）感染仅局限于皮肤粘膜表面而不播散至全身（“局部感染”）。,一、细菌的致病机制,白喉棒状杆菌在鼻咽部等处黏膜上繁殖，产生白喉毒素，引起局部黏膜上皮细胞坏死、白细胞和纤维蛋白渗出，形成灰白色的假膜，导致白喉病。,一、

3、细菌的致病机制,霍乱弧菌借助鞭毛的运动，穿透小肠黏液层，依靠菌毛等黏附于黏膜上皮细胞表面，在此生长繁殖，产生霍乱肠毒素，引起小肠黏膜上皮细胞内水和电解质丢失，导致严重的上吐下泻（霍乱）。,一、细菌的致病机制,百日咳鲍特菌依靠菌毛和丝状血凝素等，黏附定居于气管和支气管上皮细胞表面，并快速繁殖，产生百日咳外毒素等，刺激呼吸道上皮细胞引起咳嗽，导致外周支气管炎和间质性肺炎（百日咳）。,一、细菌的致病机制,幽门螺杆菌借助鞭毛运动，穿越胃黏液层，并通过黏附素黏附于胃黏膜上皮细胞表面，产生氨、黏多糖酶、空泡毒素等，造成上皮细胞的损伤，导致胃炎和消化性溃疡的发生。,一、细菌的致病机制,肺炎支原体借助特殊的顶

4、端结构，黏附于呼吸道黏膜上皮细胞表面，吸取宿主细胞的养料进行生长繁殖，并释放有毒代谢产物，引起支气管上皮细胞肿胀、坏死、脱落等，引起原发性非典型肺炎。,一、细菌的致病机制,变异链球菌对基牙的光滑面和义齿基托表面具有特殊的亲合力，并能合成不溶于水的葡聚糖（胞外多糖），籍此将口腔中数量众多的正常菌群粘连并附着在牙齿表面，形成菌斑（生物膜）。,一、细菌的致病机制,乳杆菌等致龋菌能分解葡萄糖，产生大量乳酸、甲酸与乙酸，造成牙釉质中钙、磷离子的丢失，形成龋损。,一、细菌的致病机制,生物膜与许多慢性难治性细菌感染及医院感染密切相关。生物医学植入物如中央静脉插管、导尿管、人工心脏瓣膜、关节替代物等可被细菌（

5、表皮葡萄球菌、绿脓杆菌）黏附并形成生物膜（biomembrane），引起慢性感染。,一、细菌的致病机制,（2）侵袭（invade）与扩散,一些细菌感染仅局限于皮肤粘膜表面而不播散至全身，但大多数病原菌需要侵入宿主细胞内，或发生全身感染，到达特定靶器官、组织。,一、细菌的致病机制,痢疾志贺菌产生侵袭素（invasin），介导病菌侵入上皮细胞，并向邻近的上皮细胞扩散，释放内毒素等，破坏结肠黏膜上皮细胞，造成黏膜下层炎症、毛细血管血栓，以致坏死、脱落、形成溃疡，呈现典型的黏液脓血便（细菌性痢疾）。,一、细菌的致病机制,脑膜炎奈瑟菌、淋病奈瑟菌、A群溶血性链球菌、伤寒沙门菌等穿过粘膜上皮细胞或通过细胞

6、间质，侵入深层组织或血液中，进一步扩散而致病。,一、细菌的致病机制,结核分枝杆菌、鼠疫耶氏菌、布鲁菌等被吞噬细胞吞噬后不被杀死，随着吞噬细胞转移至淋巴结和血液中，很快扩散至宿主全身。,一、细菌的致病机制,当病原菌在感染原始部位向四周扩散时，必然要受到正常机体的屏障作用的限制。,侵袭性酶,上皮细胞,一、细菌的致病机制,透明质酸酶,链激酶（溶纤维蛋白酶原）,链道酶（DNA酶）,A族溶血性链球菌,：脑血栓,：脓胸,：心肌梗死、癍痕,引起扩散性很强的化脓性感染，与周围组织界限不清，脓汁稀薄。,一、细菌的致病机制,（3）抵抗或逃避机体防御功能,抗吞噬和消化作用 产生IgA蛋白酶 抗原变异 免疫紊乱：超抗

7、原,一、细菌的致病机制,破坏吞噬细胞：一些病原菌能引起吞噬细胞凋亡,抗吞噬和消化作用,一、细菌的致病机制,抑制吞噬作用：肺炎链球菌、流感嗜血杆菌、产气荚膜梭菌等具有荚膜，能抵抗吞噬细胞的吞噬作用。,一、细菌的致病机制,A群链球菌M蛋白伤寒沙门菌Vi抗原大肠埃希菌K抗原淋病奈瑟菌菌毛,具有抗吞噬功能,一、细菌的致病机制,类似荚膜物质,金黄色葡萄球菌凝固酶能使血浆中的液态纤维蛋白原变成固态的纤维蛋白。沉积于菌体表面，抗吞噬。沉积于病灶周围，阻止病菌扩散，引起局部化脓性感染，与周围组织界线分明，脓汁粘稠。,一、细菌的致病机制,产生IgA蛋白酶,流感嗜血杆菌、肺炎链球菌和淋病奈瑟菌可产生IgA蛋白酶，

8、水解宿主粘膜表面的sIgA，从而降低机体的防御机能，增强病原菌在粘膜表面生存能力。,一、细菌的致病机制,抗原变异,一、细菌的致病机制,可协助某些病菌逃避宿主体液免疫反应 如淋球奈瑟菌感染的保护性免疫主要是针对菌毛抗原和外膜蛋白抗原P。菌毛和外膜蛋白不断改变其抗原性，使原有抗体失效。,黏附并定植于某一组织适应内环境，增殖和扩散抵抗或逃避机体防御功能,释放毒素引起机体组织损伤,一、细菌的致病机制,侵袭力,毒 素,毒力,产生毒素：内毒素（endotoxin）外毒素（exotoxin）免疫病理损伤,（4）损伤机体组织细胞,一、细菌的致病机制,内毒素与外毒素的主要区别（P76）,来 源 革兰阳性菌和 革

9、兰阴性菌 少数革兰阴性菌,区别要点 外 毒 素 内 毒 素,存在部位 大多从活菌分泌 细胞壁组分，细菌 死亡裂解后释放,化学性质 蛋白质 脂多糖,一、细菌的致病机制,内毒素由非特异性多糖、O抗原和脂质A（lipid A）组成。,一、细菌的致病机制,稳 定 性 6080 160 30min被破坏 2-4h才被破坏,区别要点 外 毒 素 内 毒 素,毒性作用 较强，对组织有 选择性毒性作用,一、细菌的致病机制,A链：执行毒素生物学活性，即毒性中心，决定毒素作用方式及致病特点。,外毒素大多为A-B型毒素，即由两种不同功能的肽链构成完整毒素。,B链：识别靶细胞膜上特异性受体并与之结合，介导A链进入靶细

10、胞，决定毒素对宿主细胞的选择亲和性。,一、细菌的致病机制,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,根据对宿主细胞的亲和性及作用方式等，外毒素可分为：肠毒素（enterotoxin）神经毒素（neurotoxin）细胞毒素（cytotoxin）,一、细菌的致病机制,肠毒素,一、细菌的致病机制,可引起胃肠道各种炎症、呕吐、水样腹泻、出血性腹泻等局部或全身性症状。霍乱肠毒素、金黄色葡萄球菌肠毒素、志贺毒素等。,霍乱肠毒素：是目前已知的致泻毒素中最为强烈的毒素。可激活细胞内腺苷环化酶，超量合成cAMP，造成靶细胞生理功能紊

11、乱，引起腹泻。,一、细菌的致病机制,志贺毒素：可直接损伤结肠粘膜上皮细胞，引起肠粘膜组织炎症、溃疡、坏死、出血等。痢疾志贺菌：细菌性痢疾 大肠杆菌O157H7：出血性腹泻,一、细菌的致病机制,葡萄球菌肠毒素：随食物进入胃肠道，再吸收入血，到达中枢神经系统，刺激呕吐中枢，导致以呕吐为主的食物中毒。,一、细菌的致病机制,主要通过抑制神经元释放神经介质，引起神经传导功能异常。肉毒毒素：神经肌肉麻痹 破伤风痉挛毒素：神经持续兴奋和 骨骼肌痉挛,神经毒素,一、细菌的致病机制,痉挛毒素可阻断上下神经元间正常抑制性神经递质的传递，致使屈肌、伸肌同时强烈收缩，骨骼肌强直痉挛。,一、细菌的致病机制,通过作用于靶

12、细胞的某种酶或细胞器，致使细胞因功能异常而死亡，引起相应组织器官炎症和坏死等。,细胞毒素,一、细菌的致病机制,白喉毒素：对鼻咽部黏膜上皮细胞、外周神经末梢、心肌等有高度亲和性，可抑制靶细胞蛋白质合成，导致白喉、外周神经麻痹和心肌炎。,一、细菌的致病机制,毒性作用 较强，对组织有 较弱，各菌的毒性 选择性毒性作用 效应大致相同,区别要点 外 毒 素 内 毒 素,一、细菌的致病机制,一、细菌的致病机制,不同革兰氏阴性菌的脂质A的化学组成虽有差异，但较相似，故由内毒素引起的毒性作用大致相同。,发热反应,一、细菌的致病机制,低血压 内毒素休克,弥散性血管内凝血,白细胞反应,抗 原 性 强。外毒素经甲

13、弱。不能用甲醛 醛脱毒成类毒素 脱毒成类毒素,区别要点 外 毒 素 内 毒 素,一、细菌的致病机制,抗毒素的使用原则：,早期,足量,防过敏,外毒素类毒素（抗原）抗毒素（抗体）,类毒素（toxoid）：预防接种抗毒素（antitoxin）：治疗或紧急预防,一、细菌的致病机制,一、细菌的致病机制,所有病原菌进攻人体不外乎利用菌体表面结构（菌毛、荚膜）和代谢产物（侵袭性酶类、内毒素、外毒素）使人致病。侵袭力毒素（霍乱弧菌）毒素为主（破伤风杆菌、肉毒杆菌）侵袭力为主（肺炎球菌）,由于细菌结构、代谢产物、生长繁殖所需条件，以及侵入和定植部位的不同，各种细菌的致病性有很大的差异。,一、细菌的致病机制,一、

14、细菌的致病机制 1、细菌的毒力 2、细菌侵入的数量 3、细菌侵入的部位二、宿主的免疫防御机制三、感染的发生与发展,细菌的感染与免疫,病原菌要使感染获得成功，需要足够的数量。一般情况下，细菌的毒力越强，引起感染所需的菌数就越少；相反则需要的菌量大。宿主免疫力降低时，感染所需的菌量亦随之减少。,一、细菌的致病机制,一、细菌的致病机制 1、细菌的毒力 2、细菌侵入的数量 3、细菌侵入的部位二、宿主的免疫防御机制三、感染的发生与发展,细菌的感染与免疫,合适的侵入途径是完成感染的必要条件。破伤风梭菌：创伤、厌氧微环境 霍乱弧菌：粪-口途径,一、细菌的致病机制,为什么在传染病流行时，有的发生“隐性感染”？

15、有的发生“显形感染”？,细菌的感染与免疫,一、细菌的致病机制 1、细菌的毒力 2、细菌侵入的数量 3、细菌侵入的部位二、宿主的免疫防御机制三、感染的发生与发展,细菌的感染与免疫,人类与微生物共舞的世界,细菌,真菌,病毒,物理屏障：皮肤黏膜屏障 血-脑脊液屏障 胎盘屏障化学屏障：胆汁、溶菌酶、脂肪酸、补体、抗菌肽正常菌群屏障：,屏障结构,吞噬细胞、自然杀伤细胞,抗感染免疫组成,非特异性免疫（天然免疫）,特异性免疫（获得性免疫）,天然免疫（native immunity），亦称固有免疫（innate immunity），是人体“第一道防线”，是在长期的种系发育和进化过程中，逐渐形成的天然防御机制。

16、具有以下特点：出生后即有，可代代相传；作用迅速；无特异性，故称为非特异性免疫（nonspecific immunity）。,获得性免疫（acquired immunity），亦称适应性免疫（adaptive immunity），是人体“第二道防线”，是通过接触病原微生物而形成的防御功能。其特点是：后天获得，不遗传；有高度特异性，故称为特异性免疫（specific immunity）；需抗原诱导，反应慢；有记忆性，引起强烈的再次免疫应答。,非特异性免疫（天然免疫）,二、宿主的免疫防御机制,1、天然免疫,（1）物理屏障,皮肤与粘膜屏障：机械阻挡和排除病原菌的入侵。,二、宿主的免疫防御机制,血-脑脊

17、液屏障：主要借助脑毛细血管内皮细胞层和星形胶质细胞层的紧密连接，阻挡微生物及其毒性产物从血流进入脑组织或脑脊液，保护中枢神经系统。,二、宿主的免疫防御机制,胎盘屏障：由母体子宫内膜的基蜕膜和胎儿绒毛膜滋养层细胞组成，防止母体血液中的病原体及其有害产物进入胎儿体内。,二、宿主的免疫防御机制,皮肤和粘膜分泌多种杀菌物质，如胃酸、胆汁、乳酸、脂肪酸、溶菌酶、防御素，以及免疫细胞分泌的免疫分子（如补体）等。,（2）化学屏障,二、宿主的免疫防御机制,皮肤粘膜表面的正常菌群构成菌膜屏障，与病原菌竞争黏附部位和营养物质，并产生抗菌物质，抑制病原菌的定植，成为宿主抵御外籍菌感染最重要的防御系统之一。,（3）微

18、生物屏障,二、宿主的免疫防御机制,这是非特异性免疫中最有效的效应细胞，包括中性粒细胞和单核-巨噬细胞。,（4）吞噬细胞,二、宿主的免疫防御机制,募集和迁移：当致病菌侵入人体内，中性粒细胞首先从毛细血管中迅速逸出，聚集到致病菌所在部位。,二、宿主的免疫防御机制,识别：吞噬细胞主要通过表面的模式识别受体（PRR）识别结合病原菌的病原相关分子模式（PAMP），启动吞噬效应。,二、宿主的免疫防御机制,吞噬与杀菌：吞噬细胞伸出伪足将病原菌包绕，形成吞噬体，继而与溶酶体融合为吞噬溶酶体，通过氧依赖或氧非依赖途径杀灭病原菌。少数未被吞噬的病原菌由淋巴结内的吞噬细胞吞噬杀灭。,二、宿主的免疫防御机制,病原菌被

19、消化降解后，大多通过胞吐方式排出体外。但有些被加工成抗原肽，与MHC 类分子结合，以抗原肽-MHC类分子复合物的形式表达于吞噬细胞表面，提呈给T细胞识别，启动特异性免疫应答。,二、宿主的免疫防御机制,天然免疫可启动获得性免疫应答，通常发生于病原微生物感染96h之后。,二、宿主的免疫防御机制,二、宿主的免疫防御机制,2、特异性免疫,特异性免疫（获得性免疫）,黏膜免疫系统B细胞介导的体液免疫T细胞介导的细胞免疫,获得性免疫担负“第二道防线”作用。粘膜免疫系统 体液免疫 细胞免疫,二、宿主的免疫防御机制,免疫细胞和免疫分子：弥散在粘膜上皮内或粘膜下固有层。粘膜相关淋巴组织：呼吸道、消化道和泌尿生殖道

20、，由单个或多个淋巴滤泡聚集成的。最终产生sIgA等抗体，阻止病原菌黏附与定植。,(1)粘膜免疫系统,二、宿主的免疫防御机制,由特异抗体介导的免疫应答，主要作用于胞外菌及其毒素。葡萄球菌、链球菌（中性粒细胞的吞噬、抗体的溶菌）白喉、破伤风、气性坏疽、肉毒中毒（抗毒素的中和作用）,(2)体液免疫,二、宿主的免疫防御机制,以T细胞为主的免疫应答，在抵御胞内菌感染中起主要作用。结核杆菌、伤寒杆菌,(3)细胞免疫,二、宿主的免疫防御机制,外毒素感染的免疫：许多以外毒素致病的病原菌感染，如白喉、破伤风、气性坏疽及肉毒中毒等，机体对这些疾病的免疫应答，主要表现为抗毒素（IgG）的中和作用。由抗毒素与外毒素特

21、异性结合形成的复合物，可被吞噬细胞吞噬，并将其降解清除。根据外毒素免疫的特点，临床上平时应用类毒素进行预防接种，应用抗毒素血清进行早期治疗与紧急预防。胞外菌感染的免疫：对葡萄球菌、链球菌等化脓性感染主要以噬中性粒细胞的调理吞噬作用及抗体的溶菌作用为主。无荚膜的病原菌易被吞噬消灭，有荚膜的病原菌则需要通过调理作用。胞内菌的免疫：有些病原菌，如结核杆菌、伤寒杆菌侵入机体后，被吞噬细胞吞噬，非但不能将其杀灭，反而成为繁殖场所或起到搬运作用。对于胞内寄生菌主要靠细胞免疫。,物理屏障：皮肤黏膜屏障 血-脑脊液屏障 胎盘屏障化学屏障：胆汁、溶菌酶、脂肪酸、补体、抗菌肽正常菌群屏障：,屏障结构,吞噬细胞、自

22、然杀伤细胞,抗感染免疫组成,非特异性免疫（天然免疫）,特异性免疫（获得性免疫）,二、宿主的免疫防御机制,一、细菌的致病机制 1、细菌的毒力 2、细菌侵入的数量 3、细菌侵入的部位二、宿主的免疫防御机制三、感染的发生与发展,细菌的感染与免疫,外源性感染（exogenous infection）：病原体来自体外。如患者、带菌者、病畜和带菌动物。,内源性感染（endogenous infection）：病原体来自患者自身。,1、感染源,三、感染的发生与发展,2、传播途径,注射、输血,消化道,昆虫叮咬,呼吸道,创伤,尿路,性接触,带菌状态,3、感染类型（P84）,隐性感染（亚临床感染）,显性感染 病情：急性感染、慢性感染 部位：局部感染、全身感染（毒 血症、菌血症、败血症、脓毒血症、内毒素血症）,三、感染的发生与发展,谢谢！,