医学微生物学课件7.细菌的感染与免疫.pptx

1、 在人体体表以及与外界相通的腔道在人体体表以及与外界相通的腔道中，经常寄居而对人体无损害作用的微中，经常寄居而对人体无损害作用的微生物，通称为正常微生物群生物，通称为正常微生物群（normal microbiotia）或正常菌群或正常菌群（normal flora）。）。1.正常微生物群定义正常微生物群定义 一个健康成年人大约一个健康成年人大约由由1013个体细胞组成，而个体细胞组成，而全身定植的正常微生物总全身定植的正常微生物总数高达数高达1014个。个。主要分布于皮肤、口主要分布于皮肤、口腔、消化道、呼吸道和泌腔、消化道、呼吸道和泌尿生殖道。尿生殖道。80正常菌群寄居在肠道中，大约正常菌群

2、寄居在肠道中，大约有有400500种微生物。每克干粪便有种微生物。每克干粪便有10111012个细菌。个细菌。正常菌群中不同种类之间、正常菌正常菌群中不同种类之间、正常菌群与宿主之间、正常菌群和宿主与环境群与宿主之间、正常菌群和宿主与环境之间，始终处于动态平衡状态中，形成之间，始终处于动态平衡状态中，形成一个相互依存、相互制约的系统。一个相互依存、相互制约的系统。正常菌群组成正常菌群组成“统一战线统一战线”，对保持，对保持人体生态平衡和内环境的稳定有重要作用，人体生态平衡和内环境的稳定有重要作用，主要生理作用有：主要生理作用有：2.正常微生物群的生理作用正常微生物群的生理作用（1）生物拮抗作用

3、）生物拮抗作用酵母菌酵母菌细菌细菌 正常菌群在皮肤黏膜上皮细胞粘附、正常菌群在皮肤黏膜上皮细胞粘附、定植和繁殖，形成一层菌膜屏障，通过拮定植和繁殖，形成一层菌膜屏障，通过拮抗作用抗作用（空间争夺、营养争夺、产生代谢（空间争夺、营养争夺、产生代谢性产物），性产物），抑制并抑制并排斥外籍菌的入侵排斥外籍菌的入侵和群集，保持微生和群集，保持微生态平衡。态平衡。（4）排毒作用排毒作用（5）抗肿瘤作用抗肿瘤作用 （3）营养作用：营养作用：肠内正常微生物如肠内正常微生物如双歧杆菌、乳杆菌等能合成多种人体生长双歧杆菌、乳杆菌等能合成多种人体生长发育必需的维生素。发育必需的维生素。（2）免疫作用：免疫作用：正

4、常菌群能刺激宿正常菌群能刺激宿主产生免疫及清除功能。主产生免疫及清除功能。（6）抗衰老作用抗衰老作用 （3）菌群失调菌群失调:在某一微生境内正常在某一微生境内正常菌群中细菌的种类和数量发生较大幅度变菌群中细菌的种类和数量发生较大幅度变化而超出正常范围的状态，主要是量的变化而超出正常范围的状态，主要是量的变化，故又称为化，故又称为比例失调比例失调。（2）宿主免疫功能降低：宿主免疫功能降低：激素、抗激素、抗肿瘤药物或放射治疗。肿瘤药物或放射治疗。（1）正常菌群的寄居部位改变：正常菌群的寄居部位改变：例例如：大肠埃希菌进入泌尿道或腹腔如：大肠埃希菌进入泌尿道或腹腔 为可逆性失调为可逆性失调 菌群失调

5、可分为：菌群失调可分为：是不可逆的，菌群内是不可逆的，菌群内生理波动转为病理波动。生理波动转为病理波动。亦称二重感染亦称二重感染(superinfection)，即在抗菌药物治疗原感即在抗菌药物治疗原感染性疾病过程中，造成体内菌群失调而染性疾病过程中，造成体内菌群失调而产生的一种新感染。产生的一种新感染。宿主宿主 内环境内环境 外环境外环境 (正常菌群）正常菌群）（土壤、空气、水等）（土壤、空气、水等）正常微生物群之间、正常微生物群与正常微生物群之间、正常微生物群与其宿主之间的微生态平衡，在外环境影响其宿主之间的微生态平衡，在外环境影响下，由下，由生理性组合生理性组合转变为转变为病理性组合病理

6、性组合的状的状态，称为微生态失调态，称为微生态失调（microdysbiosis）。）。细菌细菌 宿主宿主感染感染（infection）健康健康 细菌侵入宿主后，进细菌侵入宿主后，进行生长繁殖、释放毒性物质等，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。引起不同程度的病理变化的过程。细菌引起疾病的能细菌引起疾病的能力。力。2、细菌侵入的数量、细菌侵入的数量 3、细菌侵入的部位、细菌侵入的部位二、宿主的免疫防御机制二、宿主的免疫防御机制三、感染的发生与发展三、感染的发生与发展 人的机体是神圣不可侵犯的，病原菌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：要感染人体引

7、起疾病，通常需要：黏附并定植于某一组织黏附并定植于某一组织适应内环境，增殖和扩散适应内环境，增殖和扩散抵抗或逃避机体防御功能抵抗或逃避机体防御功能释放毒素引起机体组织损伤释放毒素引起机体组织损伤侵袭力侵袭力毒素毒素毒力毒力 粘附是细菌引起感染粘附是细菌引起感染的首要条件或关键步骤的首要条件或关键步骤（1）黏附与定植）黏附与定植 细菌黏附至宿主细胞主要由黏附素细菌黏附至宿主细胞主要由黏附素（adhesin）介导。介导。革兰阴性菌：革兰阴性菌：普通菌毛普通菌毛 革兰阳性菌：革兰阳性菌：毛发样突出物毛发样突出物 细菌细菌黏附素黏附素与宿主上皮细胞表面的与宿主上皮细胞表面的相应相应受体受体的相互作用具

8、有高度特异性，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。从而决定了细菌感染的组织特异性。一些细菌（如白喉棒状杆菌、霍乱一些细菌（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炎支原体等）感染仅局限于皮肤粘膜表面而不播散至全身面而不播散至全身（“局部感染局部感染”）。白喉棒状杆菌白喉棒状杆菌在鼻咽部等处黏膜上在鼻咽部等处黏膜上繁殖，产生白喉毒素，引起局部黏膜上繁殖，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，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。形成灰白色的假膜

9、，导致白喉病。幽门螺杆菌幽门螺杆菌借助鞭毛运动，穿越胃借助鞭毛运动，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。炎和消化性溃疡的发生。变异链球菌对基牙的光滑面和义齿基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中数量众多的正常菌群粘连并附着在牙齿表面，粘连并附

10、着在牙齿表面，形成菌斑（生物膜）。形成菌斑（生物膜）。乳杆菌等致龋菌能分解葡萄糖，产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。中钙、磷离子的丢失，形成龋损。抑制吞噬作用：抑制吞噬作用：肺炎链球菌、流感肺炎链球菌、流感嗜血杆菌、产气荚膜梭菌等具有荚膜，能嗜血杆菌、产气荚膜梭菌等具有荚膜，能抵抗吞噬细胞的吞噬作用。抵抗吞噬细胞的吞噬作用。荚膜A群链球菌群链球菌M蛋白蛋白伤寒沙门菌伤寒沙门菌Vi抗原抗原大肠埃希菌大肠埃希菌K抗原抗原淋病奈瑟菌淋病奈瑟菌菌毛菌毛具有抗吞噬功能具有抗吞噬功能 生物膜与许多慢性难治性细菌

11、感染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（表皮葡萄膜、关节替代物等可被细菌（表皮葡萄球菌、绿脓杆菌）黏附并形成生物膜球菌、绿脓杆菌）黏附并形成生物膜（biomembrane），），引起慢性感染。引起慢性感染。一些细菌感染仅局限于皮肤粘膜表面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，到达特入宿主细胞内，或发生全身感染，到达特定靶器官、组织。定靶器官、组织

12、。痢疾志痢疾志贺贺菌菌产生侵袭素产生侵袭素（invasin），介导病菌侵入上皮细胞，并向邻近的上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疡，呈现典型的黏液脓血便（细菌性痢（细菌性痢疾）疾）。脑膜炎奈瑟菌脑膜炎奈瑟菌、淋病奈瑟菌淋病奈瑟菌、A群溶血群溶血性链球菌性链球菌、伤寒沙门菌伤寒沙门菌等穿过粘膜上皮细胞等穿过粘膜上皮细胞或通过细胞间质，侵入深层组织或血液中，或通过细胞间质

13、，侵入深层组织或血液中，进一步扩散而致病。进一步扩散而致病。结核分枝杆菌结核分枝杆菌、鼠疫耶氏菌鼠疫耶氏菌、布鲁菌布鲁菌等被吞噬细胞吞噬后不被杀死，随着吞噬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，很快扩散至细胞转移至淋巴结和血液中，很快扩散至宿主全身。宿主全身。当病原菌在感染原始部位向四周扩散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时，必然要受到正常机体的屏障作用的限制。制。侵袭性酶侵袭性酶上皮细胞上皮细胞透明质酸酶透明质酸酶链激酶（溶纤维蛋白酶原）链激酶（溶纤维蛋白酶原）链道链道酶（酶（DNA酶酶）A族溶血性链球菌族溶血性链球菌：脑血栓脑血栓

14、：脓胸脓胸：心肌梗死、癍痕心肌梗死、癍痕 引起扩散性很强的化脓性感染，与周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。围组织界限不清，脓汁稀薄。黏附并定植于某一组织黏附并定植于某一组织适应内环境，增殖和扩散适应内环境，增殖和扩散抵抗或逃避机体防御功能抵抗或逃避机体防御功能释放毒素引起机体组织损伤释放毒素引起机体组织损伤侵袭力侵袭力毒毒 素素毒力毒力 产生毒素：产生毒素：内毒素内毒素（endotoxin）外毒素外毒素（exotoxin）免疫病理损伤免疫病理损伤（4）损伤机体组织细胞）损伤机体组织细胞内毒素与外毒素的主要区别内毒素与外毒素的主要区别来来 源源 革兰阳性菌和革兰阳性菌和

15、 革兰阴性菌革兰阴性菌 少数革兰阴性菌少数革兰阴性菌 区别要点区别要点 外毒素外毒素 内毒素内毒素存在部位存在部位 大多从活菌分泌大多从活菌分泌 细胞壁组分，细胞壁组分，细菌细菌 死亡裂解后释放死亡裂解后释放化学性质化学性质 蛋白质蛋白质 脂多糖脂多糖 内毒素由特异性多糖、核心多糖和内毒素由特异性多糖、核心多糖和脂质脂质A（lipid A）组成。组成。稳稳 定定 性性 6080 160 30min被破坏被破坏 2-4h才被破坏才被破坏区别要点区别要点 外外 毒毒 素素 内内 毒毒 素素毒性作用毒性作用 较强，对组织有较强，对组织有 选择性毒性作用选择性毒性作用 A链：链：执行毒素生物学活性，即

16、毒性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。中心，决定毒素作用方式及致病特点。外毒素大多为外毒素大多为A-B型毒素，即由两种型毒素，即由两种不同功能的肽链构成完整毒素。不同功能的肽链构成完整毒素。B链：链：识别靶细胞膜上特异性受体并识别靶细胞膜上特异性受体并与之结合，介导与之结合，介导A链进入靶细胞，决定毒链进入靶细胞，决定毒素对宿主细胞的选择亲和性。素对宿主细胞的选择亲和性。根据对宿主细胞的亲和性及作用方式根据对宿主细胞的亲和性及作用方式等，外毒素可分为：等，外毒素可分为：肠毒素肠毒素（enterotoxin）神经毒素神经毒素（neurotoxin）细胞毒素细胞毒素（cy

17、totoxin）可引起胃肠道各种炎症、呕吐、水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样腹泻、出血性腹泻等局部或全身性症状。状。肠毒素肠毒素 是目前已知的致泻毒是目前已知的致泻毒素中最为强烈的毒素。可激活细胞内腺素中最为强烈的毒素。可激活细胞内腺苷环化酶，超量合成苷环化酶，超量合成cAMP，造成靶细造成靶细胞生理功能紊乱，引起腹泻。胞生理功能紊乱，引起腹泻。可直接损伤结肠粘膜上可直接损伤结肠粘膜上皮细胞，引起肠粘膜组织炎症、溃疡、皮细胞，引起肠粘膜组织炎症、溃疡、坏死、出血等。坏死、出血等。痢疾志贺菌：痢疾志贺菌：细菌性痢疾细菌性痢疾 大肠杆菌大肠杆菌O157 H7：出

18、血性腹泻出血性腹泻 随食物进入胃肠随食物进入胃肠道，再吸收入血，到达中枢神经系统，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刺激呕吐中枢，导致以呕吐为主的食物中毒。中毒。主要通过抑制神经元释放神经介质，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。引起神经传导功能异常。神经肌肉麻痹神经肌肉麻痹 神经持续兴奋和神经持续兴奋和 骨骼肌痉挛骨骼肌痉挛 神经毒素神经毒素 痉挛毒素可阻痉挛毒素可阻断断上下神经元间正常抑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。时强烈收缩，骨骼肌强直痉挛。通过作用

19、于靶细胞的某种酶或细胞通过作用于靶细胞的某种酶或细胞器，致使细胞因功能异常而死亡，引起器，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。相应组织器官炎症和坏死等。细胞毒素细胞毒素 对鼻咽部黏膜上皮细胞、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、外周抑制靶细胞蛋白质合成，导致白喉、外周神经麻痹和心肌炎。神经麻痹和心肌炎。毒性作用毒性作用 较强，对组织有较强，对组织有 较弱，各菌的毒性较弱，各菌的毒性 选择性毒性作用选择性毒性作用 效应大致相同效应大致相同区别要点区别要点 外外 毒毒 素素 内内 毒毒 素

20、素 少量内毒素可刺激巨噬细胞等，产生少量内毒素可刺激巨噬细胞等，产生IL-1、IL-6和和TNF-等内源性致热原等内源性致热原，后后者再作用于宿主下丘脑体温调节中枢，促者再作用于宿主下丘脑体温调节中枢，促使体温升高。使体温升高。发热反应发热反应 大量内毒素入血，出现内毒素血症。大量内毒素入血，出现内毒素血症。内毒素刺激巨噬细胞、中性粒细胞、内皮内毒素刺激巨噬细胞、中性粒细胞、内皮细胞等产生大量的细胞等产生大量的TNF-、IL-1、6、8、组胺、前列腺素、激肽等，导致血管收缩组胺、前列腺素、激肽等，导致血管收缩和舒张功能紊乱，和舒张功能紊乱，出现微循环衰竭、出现微循环衰竭、低血压和中毒性低血压和

21、中毒性休克。休克。大量内毒素直接激活补体替代途径，大量内毒素直接激活补体替代途径，活化凝血系统，加重血液凝固，引起皮肤活化凝血系统，加重血液凝固，引起皮肤的出血和渗血，即弥散性血管内凝血的出血和渗血，即弥散性血管内凝血（DIC）。）。抗抗 原原 性性 强。强。外毒素经外毒素经甲甲 弱。不能用甲醛弱。不能用甲醛 醛脱毒成类毒素醛脱毒成类毒素 脱毒成类毒素脱毒成类毒素区别要点区别要点 外外 毒毒 素素 内内 毒毒 素素抗毒素的使用原则：抗毒素的使用原则：外毒素外毒素类毒素（抗原）类毒素（抗原）抗毒素（抗体）抗毒素（抗体）（toxoid）预防接种预防接种（antitoxin）治疗或紧急预防治疗或紧急

22、预防 所有病原菌进攻人体不外乎利用菌所有病原菌进攻人体不外乎利用菌体表面结构体表面结构（菌毛、荚膜）（菌毛、荚膜）和代谢产物和代谢产物（侵袭性酶类、内毒素、外毒素）（侵袭性酶类、内毒素、外毒素）使人使人致病。致病。1、细菌的毒力、细菌的毒力 3、细菌侵入的部位、细菌侵入的部位二、宿主的免疫防御机制二、宿主的免疫防御机制三、感染的发生与发展三、感染的发生与发展 病原菌要使感染获得成功，需要足病原菌要使感染获得成功，需要足够的数量。够的数量。一般情况下，细菌的毒力越强，引一般情况下，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

23、染所的菌量大。宿主免疫力降低时，感染所需的菌量亦随之减少。需的菌量亦随之减少。1、细菌的毒力、细菌的毒力 2、细菌侵入的数量、细菌侵入的数量 二、宿主的免疫防御机制二、宿主的免疫防御机制三、感染的发生与发展三、感染的发生与发展 合适的侵入途径是完成感染的必要合适的侵入途径是完成感染的必要条件。条件。创伤、厌氧微环境创伤、厌氧微环境 粪粪-口途径口途径一、细菌的致病机制一、细菌的致病机制 1、细菌的毒力、细菌的毒力 2、细菌侵入的数量、细菌侵入的数量 3、细菌侵入的部位、细菌侵入的部位三、感染的发生与发展三、感染的发生与发展物理屏障：物理屏障：皮肤黏膜屏障皮肤黏膜屏障 血血-脑脊液屏障脑脊液屏障

24、 胎盘屏障胎盘屏障化学屏障：化学屏障：正常菌群屏障：正常菌群屏障：屏障结构屏障结构吞噬细胞、自然杀伤细胞吞噬细胞、自然杀伤细胞抗抗感感染染免免疫疫组组成成非特异性免疫非特异性免疫（天然免疫）（天然免疫）特异性免疫特异性免疫（获得性免疫）（获得性免疫）黏膜免疫系统黏膜免疫系统B细胞介导的体液免疫细胞介导的体液免疫T细胞介导的细胞免疫细胞介导的细胞免疫中和毒素中和毒素细胞免疫细胞免疫体液免疫体液免疫细胞免疫细胞免疫 初始初始T细胞活化、增殖和分化为效应细胞活化、增殖和分化为效应T细细胞（胞（CTL、Th1细胞细胞），启动特异性免疫应答。），启动特异性免疫应答。细胞免疫：细胞免疫：主要针对胞内菌主要

25、针对胞内菌或病毒感染。或病毒感染。Th1细胞：细胞：释放细胞因子，释放细胞因子，激活巨噬细胞、激活巨噬细胞、NK细胞。细胞。CTL：直接直接杀伤靶细胞。杀伤靶细胞。一、细菌的致病机制一、细菌的致病机制 1、细菌的毒力、细菌的毒力 2、细菌侵入的数量、细菌侵入的数量 3、细菌侵入的部位、细菌侵入的部位二、宿主的免疫防御机制二、宿主的免疫防御机制 外外源性源性感染感染（exogenous infection）：病病原体来自体外。如患者、带菌者、病畜和原体来自体外。如患者、带菌者、病畜和带菌动物。带菌动物。内源内源性性感染感染（endogenous infection）：病病原体来自患者自身。原体来自患者自身。1、感染源、感染源注射、输血注射、输血消化道消化道昆虫叮咬昆虫叮咬呼吸道呼吸道创伤创伤尿路尿路性接触性接触带菌状态带菌状态3、感染类型、感染类型隐性感染（亚临床感染）隐性感染（亚临床感染）显性感染显性感染 病情：病情：急性感染、慢性感染急性感染、慢性感染 部位：部位：局部感染、全身感染局部感染、全身感染（毒（毒 血症、菌血症、败血症、血症、菌血症、败血症、脓毒血症、内毒素血症）脓毒血症、内毒素血症）