生物专业细菌的感染和免疫培训课件.ppt

1、生物专业细菌的感染生物专业细菌的感染和免疫和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）概念：一）概念：寄居在寄居在正常正常人体人体开放性部位开放性部位（体表及与外界相（体表及与外界相通）的通）的不同种类和数量不同种类和数量的微生物的微生物，正常时对人体正常时对人体有有益无害益无害，并与宿主保持动态平衡的生态体系。，并与宿主保持动态平衡的生态体系。生物专业细菌的感染和免疫2生物专业细菌的感染和免疫3三）特点三）特点 不同组织部位其种类不同不同组织部位其种类不同(表表6-1)6-1)同一部位不同层次其种类不同同一部位不同层次其种类不同 A.A.深层深层原籍菌（常住菌）是原籍菌（

2、常住菌）是有益的有益的 如：结肠中的大肠杆菌、双歧杆菌如：结肠中的大肠杆菌、双歧杆菌 B.B.表层表层外籍菌（暂住菌）可能是外籍菌（暂住菌）可能是有害的有害的生物专业细菌的感染和免疫4生物专业细菌的感染和免疫5三）特点三）特点 不同组织部位其种类不同不同组织部位其种类不同(表表6-1)6-1)同一部位不同层次其种类不同同一部位不同层次其种类不同 A.A.深层深层原籍菌（常住菌）是原籍菌（常住菌）是有益的有益的 如：结肠中的大肠杆菌、双歧杆菌如：结肠中的大肠杆菌、双歧杆菌 B.B.表层表层外籍菌（暂住菌）可能是外籍菌（暂住菌）可能是有害的有害的生物专业细菌的感染和免疫6 四）生理作用四）生理作用

3、(physiological Significance)生物拮抗生物拮抗(Antagonism)营养作用营养作用(Nutritional)免疫作用免疫作用(Immunity)抗衰老作用抗衰老作用(Anti-decrepitude)抑瘤作用抑瘤作用(Anti-tumor)生物专业细菌的感染和免疫7生物拮抗机制生物拮抗机制 正常菌群通过竞争受体，营养和空间及产生有害正常菌群通过竞争受体，营养和空间及产生有害代谢物等方式，抵抗外来致病菌，使之不能定植或被代谢物等方式，抵抗外来致病菌，使之不能定植或被杀死杀死A.竞争黏附竞争黏附（占位性保护）作用（占位性保护）作用 竞争上皮细胞表面受体，形成生物膜，使

4、外来菌竞争上皮细胞表面受体，形成生物膜，使外来菌不能定植而入侵机体，发挥屏障和占位性保护作用不能定植而入侵机体，发挥屏障和占位性保护作用B.产生有害代谢产物产生有害代谢产物：有机有机酸类、酸类、H2O2C.竞争营养物质竞争营养物质 通过竞争营养，大量繁殖，处于优势地位通过竞争营养，大量繁殖，处于优势地位生物专业细菌的感染和免疫8 四）生理作用四）生理作用(physiological Significance)生物拮抗生物拮抗(Antagonism)营养作用营养作用(Nutritional)免疫作用免疫作用(Immunity)抗衰老作用抗衰老作用(Anti-decrepitude)抑瘤作用抑瘤作

5、用(Anti-tumor)生物专业细菌的感染和免疫9二、微生态平衡与失调（衡）二、微生态平衡与失调（衡）Microeubiosis and Microdysbiosis 指正常微生物群与宿主及其外部环境指正常微生物群与宿主及其外部环境在长期进化过程中形成生理性组合的动态在长期进化过程中形成生理性组合的动态平衡。平衡。一）微生态平衡（一）微生态平衡（microeubiosis)生物专业细菌的感染和免疫10影响因素：影响因素：1.宿主宿主(hosts)年龄、生理或病理状态年龄、生理或病理状态2.微生物群微生物群(mirobiota)部位：原籍菌一般情况下对机体是有益的部位：原籍菌一般情况下对机体是

6、有益的 种类：种类：某一生态环境中微生物群的种类是相对稳定的某一生态环境中微生物群的种类是相对稳定的 数量：优势菌常是决定微生态平衡的关键因素数量：优势菌常是决定微生态平衡的关键因素3.环境环境(environment)生物专业细菌的感染和免疫111.Definition：在外界环境影响下，原微生态平衡由生在外界环境影响下，原微生态平衡由生理性组合转变为病理性组合的状态，如菌群理性组合转变为病理性组合的状态，如菌群失调。失调。二）微生态失调（衡）（二）微生态失调（衡）（Microdysbiosis）生物专业细菌的感染和免疫12 正常菌群各菌种间的正常菌群各菌种间的数量数量或或比例比例发生发生大

7、幅度大幅度的变的变 化化为为菌群失调菌群失调(dysbacteriosis)。如果引起宿主生理功能紊乱或病理损伤导致出现如果引起宿主生理功能紊乱或病理损伤导致出现 症状，则称为症状，则称为菌群失调症或菌群交替症菌群失调症或菌群交替症(Flora disorders or Flora substitution)。菌群失调时常导致菌群失调时常导致二重感染或重叠感染二重感染或重叠感染(superinfection)。生物专业细菌的感染和免疫132.Reasons for Microdysbiosis:滥用抗菌药物造成菌群失调滥用抗菌药物造成菌群失调 正常菌群寄居部位改变正常菌群寄居部位改变 导致机体

8、免疫功能降低的因素导致机体免疫功能降低的因素生物专业细菌的感染和免疫143.微生态失调（衡）的预防和治疗微生态失调（衡）的预防和治疗 A.服用服用微生态调节剂微生态调节剂，主要是正常微生物优势菌种，主要是正常微生物优势菌种 （益生菌益生菌）如：如：双歧杆菌、乳杆菌、肠球菌双歧杆菌、乳杆菌、肠球菌或促或促 进正常微生物生长物质进正常微生物生长物质（益生元益生元）如：菊糖如：菊糖(inulin)、低聚果糖（低聚果糖（FOS）和低聚半乳糖（）和低聚半乳糖（GOS）。B.增强机体免疫力增强机体免疫力 C.保护微生态环境保护微生态环境 D.合理使用抗菌药物等合理使用抗菌药物等 E.保护宏观生态环境保护宏

9、观生态环境(空气、水、土壤空气、水、土壤)生物专业细菌的感染和免疫15三）机会三）机会/条件致病菌条件致病菌 (Opportunistic pathogens/conditional pathogens)1）定义定义：在正常情况下不致病，仅在特定条件下致病的在正常情况下不致病，仅在特定条件下致病的微生物，通常是正常微生物群的成员。微生物，通常是正常微生物群的成员。2）致病条件：）致病条件：正常菌群寄居部位改变正常菌群寄居部位改变 宿主免疫功能低下宿主免疫功能低下 抗菌药物滥用所致菌群失调抗菌药物滥用所致菌群失调生物专业细菌的感染和免疫163）致病特点）致病特点 A.毒力弱或无明显毒力毒力弱或无

10、明显毒力 B.常为耐药菌或多重耐药菌，如金黄色葡萄球菌常为耐药菌或多重耐药菌，如金黄色葡萄球菌 C.新的机会致病菌不断出现，如阴沟肠杆菌新的机会致病菌不断出现，如阴沟肠杆菌生物专业细菌的感染和免疫17第二节第二节 细菌的致病性细菌的致病性 Pathogenesis of bacteria 细菌感染细菌感染 传染传染 病原体病原体(pathogen)能引起宿主感染的微生物能引起宿主感染的微生物 致病性或病原性致病性或病原性(pathogenicity)病原体对宿主感染致病的能力病原体对宿主感染致病的能力 致病的特性致病的特性：致病性致病性 致病能力的大小致病能力的大小：毒力毒力 致病决定因素：致

11、病决定因素：毒力、侵入的数量、侵入的门户毒力、侵入的数量、侵入的门户生物专业细菌的感染和免疫18一、细菌的毒力一、细菌的毒力(virulence)概念：概念：细菌致病能力或致病性质的强弱程度细菌致病能力或致病性质的强弱程度细菌毒力的物质基础：细菌毒力的物质基础：侵袭力、毒侵袭力、毒 素素细菌的毒力指标：细菌的毒力指标：ID50(median infective does)能引起试验动物能引起试验动物 50%感染感染所需要的最小剂量所需要的最小剂量 LD50(median lethal does)能引起试验动物能引起试验动物 50%死亡死亡所需要的最小剂量所需要的最小剂量生物专业细菌的感染和免疫

12、19（一）侵袭力（一）侵袭力(invasiveness)概念：概念：病原菌突破宿主机体的免疫防御机制，并在宿病原菌突破宿主机体的免疫防御机制，并在宿 主体内定植、繁殖与扩散的能力主体内定植、繁殖与扩散的能力主要物质：主要物质：1黏附素黏附素 黏附因子黏附因子具有黏附作用的细菌表层结构或组分，具有黏附作用的细菌表层结构或组分，存存于于细菌表面细菌表面，化学成分为蛋白质的黏附物质，化学成分为蛋白质的黏附物质 黏附素黏附素 化学性质化学性质蛋白质、多糖、糖脂、糖蛋白、磷壁酸蛋白质、多糖、糖脂、糖蛋白、磷壁酸生物专业细菌的感染和免疫20黏附素分类：黏附素分类：菌毛与非菌毛黏附素菌毛与非菌毛黏附素 菌毛

13、黏附素：菌毛黏附素：多存在于多存在于G-菌菌：非菌毛黏附素：非菌毛黏附素：多存在于多存在于G+菌菌。如膜磷壁酸、如膜磷壁酸、糖萼等；糖萼等；G-菌外膜蛋白菌外膜蛋白生物专业细菌的感染和免疫21（一）侵袭力（一）侵袭力(invasiveness)2.荚膜荚膜3.微菌落微菌落(Microcolony)及细菌生物被膜及细菌生物被膜(又叫生物又叫生物 膜，膜，biofilm)Microcolony By microcolony we mean a colony of bacteria visible only under a low power microscope,and its formation

14、 is an event preceding mature of biofilm formation.生物专业细菌的感染和免疫22Microcolony(微菌落微菌落)生物专业细菌的感染和免疫23 Bacterial biofilms are highly interactive,ubiquitous bacterial ecosystems consisting of individual bacterium bound to a foreign surface by complex matrix of extracellular polysaccharides.They can be th

15、ought of as“bacterial communities or cities.”Within these communities live groups of bacteria constituting multiple species.Individual bacterium coalesce by linking extracellular polysaccharides on their cell walls.In nature,biofilms constitute a protected growth modality that allows the bacteria to

16、 survive in hostile environments.Bacterial biofilms(生物膜，生物膜，BF)生物专业细菌的感染和免疫24S.epidermidis biofilm生物专业细菌的感染和免疫25The characters of bacterial biofilm There is a“circulation”system in biofilm,so bacterial in this community can exchange nutrition and metabolic product each other Counteract the defense s

17、ystem of the host and toxic effect of antibiotics Transfer antibiotic resistant genes rapidly.Can disperse to colonize new niches.生物专业细菌的感染和免疫264.4.侵袭性物质：侵袭性物质：侵袭素侵袭素由侵袭基因（由侵袭基因（invinv）编码产生）编码产生 的蛋白质的蛋白质 侵袭性酶类侵袭性酶类(生物专业细菌的感染和免疫27Electrostatic attraction(静电吸引静电吸引)Hydrophobic interaction(疏水作用疏水作用)Cati

18、onic bridge(阳离子桥联阳离子桥联)Nonspecific adherenceligand-receptor(配体配体-受体受体)bondingSpecific adherence(Reversible)(Irreversible)Adherent mechanisms生物专业细菌的感染和免疫28MicrobeAdhesinReceptorS.AureusLTAUnknownS.epidermidis SlimeUnknownStreptococcus,group ALTA-M protein complexFibronectinS.pneumoniaeSurface protein

19、N-acetylhexosamine-galE.coliType 1 fimbriaed-Mannose Colonization factor antigen fimbriaeGM1 ganglioside P fimbriaeP blood group glycolipidOther EnterobacteriaceaeType 1 fimbriaed-MannoseN.gonorrhoeaeFimbriaeGD1 gangliosideT.pallidumP1,P2,P3FibronectinChlamydia sp.Cell surface lectinN-acetylglucosam

20、ineM.pneumoniaeProtein P1Sialic acidV.choleraeType 4 piliFucose and mannoseExamples of Bacterial Adherence Mechanisms 生物专业细菌的感染和免疫29Tissue tropism Different bacteria adhere to different host cell by different ligand生物专业细菌的感染和免疫30Examples of tissue tropism for bacterial infectionBacteriaTissueN.menin

21、gitidisNasopharynx epithelium、blood vessel endotheliumN.gonorrhoeaeUrethro-epitheliumV.choleraeEnteric epitheliumB.pertussisRespiratory epitheliumH.pyloriGastric mucosaGroup A StreptococcusNasopharynx epitheliumC.JejuniEnteric epitheliumM.PneumoniaeRespiratory epithelium生物专业细菌的感染和免疫31（二）毒素（二）毒素（toxi

22、n)外毒素外毒素(exotoxin)内毒素内毒素(endotoxin)生物专业细菌的感染和免疫32 来来 源：多数源：多数G G+菌，少数菌，少数G G-菌菌 产生方式产生方式:菌内合成后分泌到菌体外菌内合成后分泌到菌体外(多多)霍乱肠毒素、鼠毒素等霍乱肠毒素、鼠毒素等 存于菌体内，待细菌溶解后释放存于菌体内，待细菌溶解后释放(少少)肉毒毒素肉毒毒素 结结 构：多数为构：多数为1.1.外毒素外毒素 (exotoxin)(exotoxin)生物专业细菌的感染和免疫33结结 构构 生物专业细菌的感染和免疫34A-BA-B结构外毒素成分特点结构外毒素成分特点A A亚单位亚单位B B亚单位亚单位毒性成

23、分（活性部分）毒性成分（活性部分）结合成分（无毒）结合成分（无毒）决定毒素致病作用决定毒素致病作用决定毒素组织特异性决定毒素组织特异性抗原性弱抗原性弱抗原性强抗原性强可被甲醛灭活可被甲醛灭活不被甲醛灭活，但可提纯为不被甲醛灭活，但可提纯为 亚单位疫苗亚单位疫苗生物专业细菌的感染和免疫35外毒素的特点外毒素的特点 化学本质绝大多数为蛋白质化学本质绝大多数为蛋白质 毒性极强；毒性极强；作用具有选择性和组织亲嗜性；作用具有选择性和组织亲嗜性；不耐热不耐热；抗原性强；抗原性强；可人工脱毒为可人工脱毒为类毒素类毒素；种类多，作用机制复杂；种类多，作用机制复杂；肠毒素、细胞毒素、神经毒素肠毒素、细胞毒素、

24、神经毒素生物专业细菌的感染和免疫36类型类型细菌细菌外毒素外毒素疾病疾病作用机制作用机制症状和体征症状和体征神经毒素神经毒素破伤风梭菌破伤风梭菌痉挛毒素痉挛毒素破伤风破伤风阻断上下神经原间正阻断上下神经原间正常抑制性神经冲动传常抑制性神经冲动传递递骨胳肌强直性痉挛骨胳肌强直性痉挛肉毒梭菌肉毒梭菌肉毒毒素肉毒毒素肉毒中毒肉毒中毒抑制胆碱能运动神经抑制胆碱能运动神经释放乙酰胆碱释放乙酰胆碱肌肉松弛性麻痹肌肉松弛性麻痹细胞毒素细胞毒素白喉棒状杆菌白喉棒状杆菌白喉毒素白喉毒素白喉白喉抑制细胞蛋白质合成抑制细胞蛋白质合成肾上腺出血、心肌损伤、外肾上腺出血、心肌损伤、外周神经麻痹周神经麻痹葡萄球菌葡萄球菌

25、毒性休克综合毒性休克综合征毒征毒1 1毒素休克毒素休克综合征综合征增强对内毒素作用的增强对内毒素作用的敏感性敏感性发热、皮疹、休克发热、皮疹、休克表皮剥脱毒素表皮剥脱毒素烫伤样皮烫伤样皮肤综合征肤综合征表皮与真皮脱离表皮与真皮脱离表皮剥脱性病变表皮剥脱性病变A A群链球菌群链球菌致热外毒素致热外毒素猩红热猩红热破坏毛细血管内皮细破坏毛细血管内皮细胞胞猩红热皮疹猩红热皮疹肠毒素肠毒素霍乱弧菌霍乱弧菌肠毒素肠毒素霍乱霍乱激活肠粘膜腺苷环化激活肠粘膜腺苷环化酶，增高细胞内酶，增高细胞内cAMPcAMP水平水平小肠上皮细胞内水分和钠离小肠上皮细胞内水分和钠离子大量丢失、腹泻、呕吐子大量丢失、腹泻、呕吐

26、产毒性大肠杆菌产毒性大肠杆菌肠毒素肠毒素腹泻腹泻不耐热肠毒素同霍乱不耐热肠毒素同霍乱肠毒素，耐热肠毒素肠毒素，耐热肠毒素使细胞内使细胞内cGMPcGMP增高增高同霍乱肠毒素同霍乱肠毒素产气荚膜梭菌产气荚膜梭菌肠毒素肠毒素食物中毒食物中毒同霍乱肠毒素同霍乱肠毒素呕吐、腹泻呕吐、腹泻葡萄球菌葡萄球菌肠毒素肠毒素食物中毒食物中毒作用于呕吐中枢作用于呕吐中枢呕吐为主、腹泻呕吐为主、腹泻生物专业细菌的感染和免疫372.内毒素内毒素(Endotoxin)Endotoxins are potentially toxic,natural compounds found inside pathogens suc

27、h as gram negative bacteria.Classically,an endotoxin is a toxin,which unlike an exotoxin,is not secreted in soluble form by live bacteria,but is a structural component in the bacteria which is released mainly when bacteria are lysed.生物专业细菌的感染和免疫38Nonspecific in pathopoiesis生物专业细菌的感染和免疫40 Multiple bi

28、ologic activities exhibited by the Lipid A component of endotoxin Pyrogenicity Leukopenia,leukocytosis Complement activation Depression of blood pressure Hageman factor activation Platelet activation Induction of plasminogen activator Bone marrow necrosis Hypothermia in mice Lethal toxicity in mice

29、Induction of prostaglandin synthesis生物专业细菌的感染和免疫41 内毒素的致病作用内毒素的致病作用 致热致热 引起白细胞数量改变引起白细胞数量改变 内毒素休克，可致内毒素休克，可致DIC(disseminated intravascular coagulation)生物专业细菌的感染和免疫42 致病机制致病机制生物专业细菌的感染和免疫43 Induction of nonspecific resistance to infection Induction of endotoxin toterance Adjuvant activity Mitogenic a

30、ctivity for lymphocytes Macrophage activation Induction of interferon synthesis Induction of tumor necrosis factor synthesis“”:Potentially beneficial stimulatory effects of endotoxin in low doses.生物专业细菌的感染和免疫44CharacteristicsExotoxinsEndotoxinsSourceLocationChemical CompositionHeat SensitivityConver

31、sion to ToxoidsDifference Between Endotoxin and ExotoxinLiving gram positive and gram negative bacteriaLysed gram negative bacteriaReleased from the cellPart of cellProteinLipopolysaccarideLiable(60-80)Stable(160)PossibleNot possible生物专业细菌的感染和免疫45CharacteristicsExotoxinsEndotoxinsFeverEnzyme Activit

32、yMolecular WeightDenaturingSpecificityTissuetropismAntigencitycontinueDifference Between Endotoxin and ExotoxinNoYesIt has no enzymatic activity.It has mostly enzymatic activity.Its molecular weight is about 10KDa.Its molecular weight is 50-100KDa.On boiling it get denatured.On boiling it cannot be

33、denatured.Specific to particular bacterial strainNon specificNoYesHighPoor生物专业细菌的感染和免疫46二、体内诱导表达抗原二、体内诱导表达抗原三、超抗原三、超抗原四、免疫病理损伤四、免疫病理损伤生物专业细菌的感染和免疫47第三节第三节 宿主的免疫防御机制宿主的免疫防御机制 第四节第四节 感染的发生与发展感染的发生与发展自自 学学自学复习题自学复习题1.人体有哪几个屏障结构，各具有什么抗感染功能？人体有哪几个屏障结构，各具有什么抗感染功能？2.试述吞噬细胞的吞噬杀菌机制。试述吞噬细胞的吞噬杀菌机制。3.参与抗感染的固有免疫

34、中，有哪些体液因素参与？各有参与抗感染的固有免疫中，有哪些体液因素参与？各有 何作用？何作用？4.名词解释名词解释 inapparent infection,apparent infection,actue infection,chronic infection,toxemia,endotoxemia,bacteremia,septicemia,pyemia生物专业细菌的感染和免疫48 第五节第五节 医院感染医院感染 (Hospital infection or Nosocomial infection)一、定义一、定义 患者在住院期间发生的感染和在医院内获得而在患者在住院期间发生的感染和在医

35、院内获得而在出院后发生的感染，或患者入院时已发生的直接与出院后发生的感染，或患者入院时已发生的直接与前次住院有关的感染。前次住院有关的感染。医院工作人员在医院内获得医院工作人员在医院内获得的感染也属医院感染。的感染也属医院感染。生物专业细菌的感染和免疫49二、医院感染的基本特点二、医院感染的基本特点1.地点：医疗机构地点：医疗机构2.来源：内源性感染为主，外源性感染为辅来源：内源性感染为主，外源性感染为辅3.受害对象：医院内活动的人群受害对象：医院内活动的人群4.病原菌多呈现耐药或多重耐药。病原菌多呈现耐药或多重耐药。5.污染环节多，控制难度大污染环节多，控制难度大6.易感人群集中，感染后病死

36、率高易感人群集中，感染后病死率高生物专业细菌的感染和免疫50三、医院感染微生物的特点三、医院感染微生物的特点 主要为机会致病微生物主要为机会致病微生物 耐药或多重耐药耐药或多重耐药 存在种类变迁存在种类变迁 适应性强适应性强生物专业细菌的感染和免疫51四、医院感染的预防与控制四、医院感染的预防与控制加强医院感染的管理力度：建立健全机构，教育培训，加强医院感染的管理力度：建立健全机构，教育培训，提高医院感染防控的意识。提高医院感染防控的意识。改进医院建筑与布局：改进医院建筑与布局：传染病房、超净病房、手术室、传染病房、超净病房、手术室、监护室、观察室、探视接待室、供应室、洗衣房、厨房监护室、观察

37、室、探视接待室、供应室、洗衣房、厨房 等，从预防感染角度来看，为防止细菌的扩散和疾病的等，从预防感染角度来看，为防止细菌的扩散和疾病的 蔓延，在设备与布局上都应有特殊的要求。蔓延，在设备与布局上都应有特殊的要求。加强抗生素使用的管理，提高医务人员的诊治水平加强抗生素使用的管理，提高医务人员的诊治水平加强医院消毒灭菌的监督、监测加强医院消毒灭菌的监督、监测加强对医源性传播因素的监测与管理加强对医源性传播因素的监测与管理加强临床使用一次性无菌医疗用品的购入及使用管理加强临床使用一次性无菌医疗用品的购入及使用管理生物专业细菌的感染和免疫521.Term explanation,conditional

38、 pathogen,dysbacteriosis,microeubiosis,microdysbiosis,endogenous infection,exogenous infection,toxemia,bacteremia,endotoxemia,septicemia,pyemia,invasiveness,nosocomial infection,exotoxin,endotoxin,bacterial biofilm思思 考考 题题思思 考考 题题生物专业细菌的感染和免疫532.2.试比较内毒素与外毒素的区别。试比较内毒素与外毒素的区别。3.3.细菌的侵袭力由哪些因素组成？细菌的侵袭力由哪些因素组成？4.4.正常菌群的特点及生理作用正常菌群的特点及生理作用5.5.条件致病菌的致病条件及其特点条件致病菌的致病条件及其特点6.6.常见的细菌外毒素有哪些？其主要的致病机制为何？常见的细菌外毒素有哪些？其主要的致病机制为何？7.7.引起医院感染的微生物有哪些特点？医院感染的传播引起医院感染的微生物有哪些特点？医院感染的传播 途径主要有哪些？途径主要有哪些？生物专业细菌的感染和免疫54