[医学微生物学]细菌感染与免疫课件.ppt
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- 医学微生物学 医学 微生物学 细菌 感染 免疫 课件
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1、医学微生物学医学微生物学医学微生物学第七章第七章细菌的感染与免疫细菌的感染与免疫第七章细菌的感染与免疫第一节第一节正常菌群与条件致病菌正常菌群与条件致病菌 一、正常菌群(一、正常菌群(normal floranormal flora)正常菌群的意义:正常菌群的意义:生物拮抗生物拮抗 生物屏障生物屏障 受体与营养竞争受体与营养竞争 营养作用营养作用 参与代谢参与代谢 营养物质转化合营养物质转化合成成 免疫作用免疫作用 促进免疫器官发育促进免疫器官发育 免疫应免疫应答答 抗衰老抗衰老 超氧化物歧化酶超氧化物歧化酶SODSOD抗氧化抗氧化 抑肿瘤抑肿瘤 转化致癌物转化致癌物 激活巨噬细胞激活巨噬细胞
2、第一节 正常菌群与条件致病菌一、正常菌群(n o r ma l f部位部位主要菌群主要菌群皮皮肤肤葡萄球菌葡萄球菌,链球菌链球菌,类白喉类白喉,铜绿铜绿,丙酸。丙酸。口口腔腔葡萄球菌葡萄球菌,链球菌链球菌,肺炎球菌肺炎球菌,奈瑟球菌。奈瑟球菌。鼻咽腔鼻咽腔葡萄球菌葡萄球菌,链球菌链球菌,肺炎球菌肺炎球菌,奈瑟球菌。奈瑟球菌。外耳道外耳道葡萄球菌葡萄球菌,类白喉棒状杆菌类白喉棒状杆菌,铜绿。铜绿。眼结膜眼结膜葡萄球菌葡萄球菌,干燥棒状杆菌干燥棒状杆菌,非致病奈瑟菌。非致病奈瑟菌。肠肠道道大肠艾希菌大肠艾希菌,双歧杆双歧杆,产气杆菌产气杆菌,变形杆菌。变形杆菌。尿尿道道葡萄球菌葡萄球菌,类白喉棒状
3、杆菌类白喉棒状杆菌,分枝杆菌。分枝杆菌。阴阴道道乳杆菌乳杆菌,类白喉棒状杆菌类白喉棒状杆菌,奈瑟球菌。奈瑟球菌。人体正常菌群分布人体正常菌群分布部位主要菌群皮 肤葡萄球菌,链球菌,类白喉,铜绿,丙酸。口二二机会致病菌(机会致病菌(conditionedpathogen)正常菌群寄居部位改变正常菌群寄居部位改变大肠艾希菌进入泌尿道大肠艾希菌进入泌尿道,手术伤口化脓感染。手术伤口化脓感染。宿主免疫功能底下宿主免疫功能底下大量使用激素大量使用激素,肿瘤化疗肿瘤化疗,放疗放疗,AIDS晚期。晚期。菌群失调菌群失调长期使用广谱抗生素长期使用广谱抗生素,正常菌群被抑制正常菌群被抑制,劣势劣势或外来菌趁机大
4、量分子繁殖引起二重感染或外来菌趁机大量分子繁殖引起二重感染,金葡金葡菌菌,白假丝酵母菌伪膜性肠炎白假丝酵母菌伪膜性肠炎,肠炎肠炎,肺炎。肺炎。二 机会致病菌(c o n d i t i o n e d p a t h o g e n)三、微生态平衡与失调三、微生态平衡与失调 微生态学微生态学 microecology microecology细胞或分子水平研究微生物与宿主细胞或分子水平研究微生物与宿主,环境三者环境三者之间的关系。之间的关系。医学微生态学医学微生态学研究寄居在人体表面和与外界相通腔道粘膜研究寄居在人体表面和与外界相通腔道粘膜表面的微生物与微生物表面的微生物与微生物,微生物与人体
5、微生物与人体,微生物和微生物和人体与外界环境之间相互依存相互制约的关系。人体与外界环境之间相互依存相互制约的关系。微生物群与宿主微生物群与宿主,外部环境动态平衡外部环境动态平衡-微生态平衡微生态平衡;微生态失调微生态失调;菌群失调症。菌群失调症。三、微生态平衡与失调第二节第二节细菌的致病作用细菌的致病作用 致病性致病性-细菌对宿主的致病能力细菌对宿主的致病能力 毒力(毒力(VirulenceVirulence)细菌致病性强弱程度。)细菌致病性强弱程度。用半数致死量用半数致死量LD50LD50或半数感染量或半数感染量ID50ID50表示。表示。50%50%试验动物感染试验动物感染 死亡的细菌数量
6、或死亡的细菌数量或 毒素剂量。毒素剂量。第二节 细菌的致病作用致病性-细菌对宿主的致病能力一一 细菌的毒力细菌的毒力(一)侵袭力(一)侵袭力 细菌突破宿主皮肤细菌突破宿主皮肤,黏膜黏膜屏障屏障1,1,进入机体并在体内定值进入机体并在体内定值2,2,繁殖繁殖扩散扩散3 3的能力。的能力。粘附素粘附素,荚膜荚膜,侵袭性物质侵袭性物质,细菌生物被细菌生物被膜。膜。1.1.黏附素(黏附素(adhensinadhensin)定居因子)定居因子 菌毛粘附素菌毛粘附素:菌毛顶端菌毛顶端,大肠杆菌。大肠杆菌。非菌毛粘附素非菌毛粘附素:G-:G-外膜蛋白外膜蛋白,链球菌链球菌M M蛋蛋白。白。黏附素与宿主细胞表
7、面上受体特异性黏附素与宿主细胞表面上受体特异性结合定居结合定居,繁殖繁殖,破坏组织破坏组织,产生毒素。产生毒素。一 细菌的毒力2.2.荚膜荚膜 抗吞噬抗吞噬,抗体液中杀菌物质抗体液中杀菌物质,侵袭力强。侵袭力强。3.3.侵袭性物质侵袭性物质 a.a.侵袭素(侵袭素(invasininvasin)侵袭基因编码产生的)侵袭基因编码产生的蛋白质蛋白质,介导细菌侵入邻近上皮细胞介导细菌侵入邻近上皮细胞,促进扩促进扩散。散。b.b.侵袭性酶类侵袭性酶类 血浆凝固酶血浆凝固酶:纤维蛋白包裹菌体抗吞噬。纤维蛋白包裹菌体抗吞噬。透明质酸酶透明质酸酶:利于细菌毒素扩散。利于细菌毒素扩散。IgA IgA蛋白酶蛋白
8、酶:分解膜表面分解膜表面SIgA,SIgA,利于感染。利于感染。2.荚膜4.4.细菌生物被膜(细菌生物被膜(bacterial biofilmbacterial biofilm)细菌与多糖组成的膜状细菌群体。细菌与多糖组成的膜状细菌群体。利于细菌附着在支撑物表面。利于细菌附着在支撑物表面。阻挡抗生素的渗入和免疫细胞杀伤。阻挡抗生素的渗入和免疫细胞杀伤。易发生耐药基因和毒力基因的转移。易发生耐药基因和毒力基因的转移。脱落后扩散感染脱落后扩散感染;气管插管气管插管,人工关节。人工关节。铜绿假单胞菌铜绿假单胞菌,表皮葡萄球菌常见。表皮葡萄球菌常见。4.细菌生物被膜(b a c t e r i a l
9、 b i o f i l m)静脉导管表面的葡萄球菌生物膜 静脉导管表面的葡萄球菌生物膜(二)毒素(二)毒素1.1.外毒素(外毒素(exotoxinexotoxin)基因在染色体基因在染色体,质粒质粒,噬菌体。噬菌体。主要特点主要特点:a.a.活细菌产生活细菌产生,代谢产物代谢产物,分泌到细胞外。分泌到细胞外。b.b.蛋白质蛋白质,AB,AB亚单位亚单位,A,A是毒性部分是毒性部分,B,B载体载体,与细胞受与细胞受体结合体结合,单独无致病性。单独无致病性。c.c.毒性强毒性强,肉毒毒素强氰化钾肉毒毒素强氰化钾1 1万倍万倍,麻痹。麻痹。d.d.绝大多数不耐热绝大多数不耐热,葡萄球菌肠毒素例外。
10、葡萄球菌肠毒素例外。e.e.抗原性强抗原性强,4%,4%甲醛脱毒成类毒素甲醛脱毒成类毒素-疫苗。疫苗。(二)毒素 外毒素的种类和作用机制外毒素的种类和作用机制 神经毒素(神经毒素(neurotoxin)破伤风痉挛毒素破伤风痉挛毒素全身骨骼肌强直性痉挛。全身骨骼肌强直性痉挛。肉毒毒素肉毒毒素全身肌肉松弛全身肌肉松弛,麻痹。麻痹。细胞毒素(细胞毒素(cytotoxin)白喉毒素白喉毒素抑制宿主细胞蛋白质合成抑制宿主细胞蛋白质合成,心肌炎。心肌炎。肠毒素(肠毒素(enterotoxin)霍乱毒素肠功能紊乱霍乱毒素肠功能紊乱,严重腹泻严重腹泻,失水酸中毒。失水酸中毒。外毒素的种类和作用机制 医学微生物
11、学 细菌感染与免疫课件 2.2.内毒素(内毒素(endotoxinendotoxin)特点特点:a.Ga.G菌死亡裂解产生菌死亡裂解产生;b.b.细胞壁脂多糖细胞壁脂多糖LPS,LPS,由由O O特异多糖特异多糖,非特异非特异核心多糖核心多糖,脂质脂质A A组成组成;c.c.理化因素稳定理化因素稳定:耐热耐热1602-4hr1602-4hr致热源致热源;d.d.毒性较弱毒性较弱,对组织无选择性对组织无选择性,反应一致;反应一致;e.e.不能用甲醛脱毒成类毒素。不能用甲醛脱毒成类毒素。2.内毒素(e n d o t o x i n)LPS结构结构脂质脂质A:毒性部分毒性部分核心多糖核心多糖;属抗
12、原属抗原特异多糖特异多糖:菌体菌体O抗原抗原L P S 结构 内毒素的生物学效应内毒素的生物学效应 发热反应发热反应 作用于巨嗜细胞和血管内皮细胞作用于巨嗜细胞和血管内皮细胞,释放内源性致释放内源性致热源热源IL-1,IL-6,TNF,刺激下丘脑体温调节中枢刺激下丘脑体温调节中枢,发发热热,微血管扩微血管扩,炎症反应炎症反应;肿瘤治疗。肿瘤治疗。白细胞反应白细胞反应 早期中性粒细胞黏附于毛细血管壁早期中性粒细胞黏附于毛细血管壁,数小时后数小时后,由由LPS诱生的中性粒细胞释放因子刺激骨髓释放大诱生的中性粒细胞释放因子刺激骨髓释放大量中性粒细胞入血量中性粒细胞入血,先低后高。先低后高。内毒素的生
13、物学效应 内毒素血症与内毒素休克内毒素血症与内毒素休克 内毒素血症内毒素血症:败血症败血症,感染病灶入血感染病灶入血,输液;输液;巨嗜细胞巨嗜细胞,中粒中粒,内皮细胞内皮细胞,血小板血小板,补体等诱补体等诱生生TNF,IL-1,IL-6,IL-8,TNF,IL-1,IL-6,IL-8,组胺等活性物质;组胺等活性物质;使小血管功能紊乱使小血管功能紊乱,微循环障碍微循环障碍,器官毛细血器官毛细血管灌注不足管灌注不足;缺血缺氧酸中毒。缺血缺氧酸中毒。激活补体激活补体,引发高热引发高热,低血压低血压,凝血系统活化凝血系统活化,导致祢散性血管内凝血。导致祢散性血管内凝血。严重时导致微循环衰竭严重时导致微
14、循环衰竭,内毒素休克或死亡。内毒素休克或死亡。内毒素血症与内毒素休克外毒素与内毒素的主要区别外毒素与内毒素的主要区别区别要点区别要点外毒素外毒素内毒素内毒素来来源源G+部分部分G-G-基基因因质粒质粒前噬菌体前噬菌体染色体染色体染色体染色体方方式式活菌生产分泌活菌生产分泌成分裂解产生成分裂解产生成成分分蛋白质蛋白质脂多糖脂多糖稳稳定定60-80301602-4hr毒毒性性强强选择性选择性特殊症状特殊症状弱弱发热微循环发热微循环抗抗原原强强抗毒素抗毒素类毒素类毒素弱弱不成类毒不成类毒素素外毒素与内毒素的主要区别 二二细菌侵入的数量细菌侵入的数量 引起感染所需细菌的数量决定于两个因素引起感染所需细
15、菌的数量决定于两个因素 致病菌毒力的强弱致病菌毒力的强弱 宿主免疫力的高低宿主免疫力的高低 三三细菌侵入的途径细菌侵入的途径 呼吸道呼吸道肺炎球菌肺炎球菌,结核结核,流脑。流脑。消化道消化道霍乱弧菌霍乱弧菌,痢疾痢疾,伤寒伤寒,伤口伤口葡萄球菌葡萄球菌,链球菌化脓性感染链球菌化脓性感染,破伤风。破伤风。多途径感染多途径感染结核杆菌结核杆菌二 细菌侵入的数量第三节第三节 宿主的免疫防御机制宿主的免疫防御机制 免疫系统免疫系统 免疫器官免疫器官:骨髓骨髓,胸腺胸腺,脾脏脾脏,淋巴结淋巴结,扁桃体扁桃体,小肠小肠集合淋巴结集合淋巴结,阑尾阑尾,黏膜免疫系统。黏膜免疫系统。免疫细胞免疫细胞:淋巴细胞淋
16、巴细胞,单核吞噬细胞单核吞噬细胞,中粒中粒,嗜碱嗜碱性粒细胞性粒细胞,嗜酸性粒细胞嗜酸性粒细胞,肥大细胞肥大细胞,血小板。血小板。免疫分子免疫分子:补体补体,免疫球蛋白免疫球蛋白,细胞因子。细胞因子。非特异性免疫非特异性免疫;特异性免疫。;特异性免疫。第三节 宿主的免疫防御机制免疫系统 一一 非特异性免疫非特异性免疫 天然免疫天然免疫 人类在长期的种系发育和进化过程中人类在长期的种系发育和进化过程中,逐逐渐建立起来的渐建立起来的,一系列防御病原微生物的一系列防御病原微生物的功能。功能。特点特点:出生就有出生就有;不针对某一病原微生物。不针对某一病原微生物。屏障结构屏障结构 吞噬细胞吞噬细胞 体
17、液因素体液因素一 非特异性免疫 天然免疫(一)屏障结构(一)屏障结构1.1.皮肤与黏膜皮肤与黏膜a a阻挡和排除作用阻挡和排除作用:阻挡阻挡;纤毛运动纤毛运动,肠蠕动排除。肠蠕动排除。b b分泌杀菌物质分泌杀菌物质:乳酸乳酸,脂肪酸脂肪酸,溶菌酶溶菌酶,胃酸胃酸,蛋白酶。蛋白酶。c c正常菌群拮抗作用正常菌群拮抗作用 生物屏障生物屏障,受体和营养竞争受体和营养竞争,抗菌物质。抗菌物质。(一)屏障结构2.血脑屏障血脑屏障由软脑膜由软脑膜,脉络膜脉络膜,脑毛细血管和星状胶质细胞组脑毛细血管和星状胶质细胞组成成,阻挡病原菌及其毒性产物进入阻挡病原菌及其毒性产物进入CNS。婴幼儿发育。婴幼儿发育不完善
18、。不完善。3.胎盘屏障胎盘屏障由母体子宫内膜的基蜕膜和胎儿绒毛膜组成由母体子宫内膜的基蜕膜和胎儿绒毛膜组成,阻阻挡病原菌和药物进入胎儿挡病原菌和药物进入胎儿,妊娠三个月内发育不完善。妊娠三个月内发育不完善。2.血脑屏障(二)吞噬细胞(二)吞噬细胞包括中粒包括中粒;单核吞噬细胞单核吞噬细胞,血液单核细胞和组血液单核细胞和组织器官中的巨噬细胞。非特异性吞噬织器官中的巨噬细胞。非特异性吞噬,杀伤杀伤,消消化病原菌。吞噬过程:化病原菌。吞噬过程:*趋化趋化 趋化因子使细胞穿过毛细血管壁定向聚趋化因子使细胞穿过毛细血管壁定向聚集。集。黏附黏附 表面受体与病菌接触表面受体与病菌接触;IgG;IgG和和C3
19、C3受体。受体。吞入吞入 细胞膜内陷细胞膜内陷,伸出伪足包围伸出伪足包围,摄入细胞。摄入细胞。杀灭与消化杀灭与消化 吞噬体与溶酶体融合成吞噬溶酶吞噬体与溶酶体融合成吞噬溶酶体体,杀菌溶菌。杀菌溶菌。依氧杀菌系统依氧杀菌系统-活性氧活性氧;非依氧杀菌系统非依氧杀菌系统-溶菌溶菌酶。酶。(二)吞噬细胞吞噬细胞对细菌的吞噬和消化过程吞噬细胞对细菌的吞噬和消化过程 医学微生物学 细菌感染与免疫课件 吞噬作用的后果吞噬作用的后果:完全吞噬完全吞噬:化脓性球菌被吞噬后化脓性球菌被吞噬后5-105-10死死亡亡,30-60,30-60完全消化完全消化,残渣排出细胞外。残渣排出细胞外。不完全吞噬不完全吞噬:结
20、核杆菌仍存活结核杆菌仍存活,免受抗体免受抗体,抗菌抗菌药物伤害药物伤害;繁殖杀伤吞噬细胞繁殖杀伤吞噬细胞;随细胞游走扩随细胞游走扩散。散。组织损伤组织损伤:溶酶体释放的多种蛋白水解酶破坏溶酶体释放的多种蛋白水解酶破坏临近组织临近组织,引起炎症引起炎症,损伤。损伤。吞噬作用的后果:(三)体液因素(三)体液因素1.1.补体(补体(complementcomplement)一组球蛋白一组球蛋白,巨噬细胞巨噬细胞,肠上皮细胞肠上皮细胞,肝肝,脾脾细胞产生细胞产生,激活产生激活产生:趋化趋化,调理调理,溶菌溶菌,溶细胞。溶细胞。经典途径经典途径:由抗原抗体复合物激活。由抗原抗体复合物激活。旁路途径旁路途
21、径:细菌脂多糖细菌脂多糖,酵母多糖酵母多糖,凝聚的凝聚的IgA,IgGIgA,IgGC3a,C5a C3a,C5a 吸引吞噬细胞到达炎症部位吸引吞噬细胞到达炎症部位,趋化作趋化作用。用。C3b,C4b C3b,C4b 促进吞噬细胞的吞噬活性促进吞噬细胞的吞噬活性,调理作用。调理作用。C3b-9 C3b-9 膜攻击复合物膜攻击复合物,溶解杀伤溶解杀伤G-G-菌和包膜病菌和包膜病毒。毒。(三)体液因素2.2.溶菌酶(溶菌酶(LysozymeLysozyme)吞噬细胞产生的碱性蛋白吞噬细胞产生的碱性蛋白,分布在血清分布在血清,唾液唾液,泪泪液液,乳汁乳汁,黏膜分泌液中。裂解黏膜分泌液中。裂解G+G+
22、菌。菌。3.3.防御素(防御素(defensindefensin)含精氨酸的小分子多肽含精氨酸的小分子多肽,中粒细胞和肠细胞产生中粒细胞和肠细胞产生,破坏细菌细胞膜破坏细菌细胞膜,杀伤溶解细菌。杀伤溶解细菌。其它其它 乙型溶素乙型溶素,吞噬细胞杀菌素吞噬细胞杀菌素,组蛋白组蛋白,乳素乳素,正常调正常调理素。理素。2.溶菌酶(L y s o z y me)二二 特异性免疫特异性免疫 个体出生后个体出生后,与病原微生物及其产物等抗原分子接与病原微生物及其产物等抗原分子接触后产生的一系列免疫防御功能。触后产生的一系列免疫防御功能。特点特点:对引发免疫的相同抗原起作用对引发免疫的相同抗原起作用;不遗传
23、不遗传;有免有免疫记忆性疫记忆性,再次接触反应明显增强。再次接触反应明显增强。体液免疫,由体液免疫,由B B淋巴细胞介导。淋巴细胞介导。细胞免疫,由细胞免疫,由T T淋巴细胞介导。淋巴细胞介导。二 特异性免疫(一)体液免疫(一)体液免疫 B B淋巴细胞介导淋巴细胞介导,CD4+Th,CD4+Th细胞起辅助作用。细胞起辅助作用。相同抗原再次接触;相同抗原再次接触;Th2Th2细胞分泌细胞分泌IL-4,5,6,10IL-4,5,6,10;在在IL-2IL-2参与下诱导参与下诱导B B淋巴细胞转化为浆细淋巴细胞转化为浆细胞,产生抗体。胞,产生抗体。(一)体液免疫 Fab端Fc端F a b 端F c
24、端抗体的应答效应:抗体的应答效应:抑制病原菌黏附抑制病原菌黏附 SIgA SIgA阻断细菌黏附。阻断细菌黏附。调理吞噬调理吞噬 吞噬细胞吞噬细胞IgG-FCIgG-FC受体受体,C3,C3受体。受体。中和外毒素中和外毒素 阻断毒素与靶细胞受体结合。阻断毒素与靶细胞受体结合。参与溶菌参与溶菌 与病原菌结合激活补体溶菌。与病原菌结合激活补体溶菌。抗体依赖细胞介导细胞毒作用抗体依赖细胞介导细胞毒作用 IgG-FC IgG-FC段与段与NKNK细胞细胞FCFC受体结合受体结合,NK,NK攻击裂解病原菌。攻击裂解病原菌。抗体的应答效应:(二)细胞免疫(二)细胞免疫 细胞内寄生菌细胞内寄生菌,病毒病毒,真
25、菌。真菌。效应细胞效应细胞:细胞毒性细胞毒性T T细胞细胞;CD4+Th1;CD4+Th1细胞。细胞。1.CD8+CTL:1.CD8+CTL:直接杀伤靶细胞直接杀伤靶细胞,受受MHCMHC限制限制,识别识别杀伤有相同杀伤有相同MHCMHC类抗原分子的靶细胞。类抗原分子的靶细胞。a.a.释放穿孔素和颗粒酶释放穿孔素和颗粒酶,水进入细胞。水进入细胞。b.b.激活靶细胞自杀基因激活靶细胞自杀基因,细胞凋亡。细胞凋亡。2.CD4+Th1 2.CD4+Th1细胞细胞:分泌分泌IL-2,IFN,TNF,IL-2,IFN,TNF,诱导细胞诱导细胞免疫和迟发型变态反应免疫和迟发型变态反应,抗细胞内菌感染。抗细
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