细菌的感染和致病机理.pptx

第四章第四章 细菌感染与致病机理细菌感染与致病机理 第一节第一节 细菌致病性和毒力细菌致病性和毒力 第二节第二节 细菌毒力因子及分泌系统细菌毒力因子及分泌系统 第三节第三节 细菌毒力增强与减弱细菌毒力增强与减弱 第四节第四节 病原菌与传染病原菌与传染 细菌的感染和致病机理1/24几个概念几个概念感染感染(infection)infection)：是指病原微生物侵入宿主是指病原微生物侵入宿主体内连续存在或增殖现象。体内连续存在或增殖现象。发发病病(diseasedisease)：表表示示病病原原微微生生物物感感染染宿宿主主之之后后，对该动物造成显著病理损害现象。对该动物造成显著病理损害现象。病原菌病原菌(pathogenic bacteriapathogenic bacteria)：指那些造成机指那些造成机体发病微生物。体发病微生物。细菌的感染和致病机理2/244-1 细菌致病性和毒力细菌致病性和毒力 致病性致病性(pathogenicity)：是一定种类病原菌在是一定种类病原菌在一定条件下，能在宿主体内引发感染能力称为一定条件下，能在宿主体内引发感染能力称为致病性。致病性。含有种特征。含有种特征。毒力毒力(virulent)：指同种病原微生物不一样株致指同种病原微生物不一样株致病力在程度上差异。病力在程度上差异。含有株特征。含有株特征。细菌的感染和致病机理3/24一、细菌致病性确实定一、细菌致病性确实定1.1.柯赫法则柯赫法则 是确定某种细菌是否含有致病性是确定某种细菌是否含有致病性主要依据，其关键点：主要依据，其关键点：第一，特殊病原菌应在同一疾病中可查见，在健第一，特殊病原菌应在同一疾病中可查见，在健康者不存在；康者不存在；第二，此病原菌能被分离培养而得到纯种；第二，此病原菌能被分离培养而得到纯种；第三，此纯培养物接种易感动物，能造成一样病第三，此纯培养物接种易感动物，能造成一样病症；症；第四，自感染动物体内能重新取得该病原菌纯培第四，自感染动物体内能重新取得该病原菌纯培养。养。该法则也适合用于其它病原微生物，如病毒等。该法则也适合用于其它病原微生物，如病毒等。细菌的感染和致病机理4/242.2.法则评价法则评价 柯赫法则在确定细菌致病性方面含有主要柯赫法则在确定细菌致病性方面含有主要意义，尤其是判定一个新病原体时非常主要。意义，尤其是判定一个新病原体时非常主要。不过，它也含有一定不足。不过，它也含有一定不足。细菌的感染和致病机理5/243.3.基因柯赫法则基因柯赫法则 有以下几点：有以下几点：第一，在致病菌株中能检出一些特定基因或其产物，第一，在致病菌株中能检出一些特定基因或其产物，而无毒力菌株中没有。而无毒力菌株中没有。第二，有毒力菌株某个基因被损坏，则其毒力应减第二，有毒力菌株某个基因被损坏，则其毒力应减弱或消除。或者将此基因克隆到无毒菌株内，后者成弱或消除。或者将此基因克隆到无毒菌株内，后者成为有毒力菌株。为有毒力菌株。第三，将细菌接种动物时，这个基因应在感染过程第三，将细菌接种动物时，这个基因应在感染过程中表示。中表示。第四，在接种动物检测到这个基因产物抗体，或产第四，在接种动物检测到这个基因产物抗体，或产生免疫保护。生免疫保护。该法则也适合用于其它微生物，如病毒。该法则也适合用于其它微生物，如病毒。细菌的感染和致病机理6/24二、细菌毒力测定表示法二、细菌毒力测定表示法 在传染病诊疗与防治等工作中，须了解细菌在传染病诊疗与防治等工作中，须了解细菌毒力。毒力。1.1.半数致死量半数致死量(LDLD5050)指能使试验动物在接种后指能使试验动物在接种后一定时限内死亡二分之一，所需微生物或毒素量。一定时限内死亡二分之一，所需微生物或毒素量。2.2.半数感染量半数感染量(IDID5050)指能使试验动物在接种后指能使试验动物在接种后一定时限内感染二分之一，所需微生物或毒素量。一定时限内感染二分之一，所需微生物或毒素量。惯用有惯用有LDLD50 50、IDID50 50、EIDEID50 50 、TCIDTCID5050等。测定方等。测定方类似。如某病原微生物类似。如某病原微生物 LDLD5050为为1010-7.6-7.6/0.2/0.2mlml。细菌的感染和致病机理7/244-2 细菌毒力因子及分泌系统细菌毒力因子及分泌系统 毒力因子：指组成细菌毒力原因。主要包含侵毒力因子：指组成细菌毒力原因。主要包含侵袭力和毒素等。袭力和毒素等。细菌许多主要毒力因子分泌与细菌分泌系细菌许多主要毒力因子分泌与细菌分泌系统相关。统相关。细菌的感染和致病机理8/24一、侵袭力：一、侵袭力：病原菌在机体内定殖，突破机体防御屏病原菌在机体内定殖，突破机体防御屏障，内化作用，繁殖和扩散这种能力称为侵袭力。障，内化作用，繁殖和扩散这种能力称为侵袭力。1.1.定殖：指病原微生物在机体内定居繁殖过程。即黏定殖：指病原微生物在机体内定居繁殖过程。即黏附在宿主（消化道、呼吸道、生殖道、尿道及眼结膜）附在宿主（消化道、呼吸道、生殖道、尿道及眼结膜）等黏膜上，以免被肠蠕动、黏液分泌、呼吸道纤毛运等黏膜上，以免被肠蠕动、黏液分泌、呼吸道纤毛运动等作用所去除。动等作用所去除。含有黏附作用细菌结组成份，统称为黏附素。如含有黏附作用细菌结组成份，统称为黏附素。如菌毛、外膜蛋白菌毛、外膜蛋白(OMP)OMP)、磷壁酸磷壁酸(LTA)LTA)等。等。细胞或组织表面与黏附素结合成份称为黏附素受细胞或组织表面与黏附素结合成份称为黏附素受体。如细胞表面糖蛋白等。体。如细胞表面糖蛋白等。细菌的感染和致病机理9/242.2.干扰或逃避宿主防御机制干扰或逃避宿主防御机制 病原菌粘附于细胞病原菌粘附于细胞表面后，必须克服机体局部防御屏障（如抗吞噬、表面后，必须克服机体局部防御屏障（如抗吞噬、逃避抗体等）才能建立感染。逃避抗体等）才能建立感染。抵抗吞噬作用抵抗吞噬作用 抑制吞噬（外毒素、荚膜等）抑制吞噬（外毒素、荚膜等）；在吞噬细胞内生存（有荚膜菌等）；杀死或损；在吞噬细胞内生存（有荚膜菌等）；杀死或损伤吞噬细胞（外毒素）。伤吞噬细胞（外毒素）。抵抵抗抗体体液液免免疫疫 抗抗原原伪伪装装或或抗抗原原变变异异（如如葡葡萄萄球球菌菌SPASPA等等）；破破坏坏抗抗体体（分分泌泌蛋蛋白白酶酶降降解解IgIg如如嗜嗜血血杆杆菌菌等等）；逃逃避避抗抗体体补补体体（脂脂多多糖糖LPSLPS、外外膜膜蛋白蛋白OMPOMP、荚膜及荚膜及S S层等）。层等）。细菌的感染和致病机理10/243.内化作用内化作用 指一些细菌黏附于细胞表面之后，能进指一些细菌黏附于细胞表面之后，能进入吞噬细胞或非吞噬细胞内部过程。如结核杆菌、衣入吞噬细胞或非吞噬细胞内部过程。如结核杆菌、衣原体等原体等 。内化作用可使细菌扩散感染，提供呵护，逃防止内化作用可使细菌扩散感染，提供呵护，逃防止疫杀灭等。疫杀灭等。4.4.在体内增殖在体内增殖 增殖是感染关键，增殖速度对致病增殖是感染关键，增殖速度对致病性极其主要。性极其主要。5.5.在体内扩散在体内扩散 细菌分泌致病性蛋白酶等，可作用细菌分泌致病性蛋白酶等，可作用于组织基质或细胞膜，造成损伤，使其通透增加，有于组织基质或细胞膜，造成损伤，使其通透增加，有利于细菌在体内扩散性。如透明质酸酶（扩散因子）、利于细菌在体内扩散性。如透明质酸酶（扩散因子）、胶原酶、磷脂酶、激酶、凝固酶等。胶原酶、磷脂酶、激酶、凝固酶等。细菌的感染和致病机理11/24二、毒素：二、毒素：指生物在正常代谢过程中所产生含有指生物在正常代谢过程中所产生含有抗原性有毒物质，可引发宿主机体不一样程度病抗原性有毒物质，可引发宿主机体不一样程度病理反应。理反应。1.1.外毒素：外毒素：是一些病原菌在生长繁殖过程中所产是一些病原菌在生长繁殖过程中所产生并分泌到细胞外对宿主细胞有毒性可溶性蛋白生并分泌到细胞外对宿主细胞有毒性可溶性蛋白质。质。外毒素产生菌外毒素产生菌 如破伤风杆菌、炭疽杆菌、肉如破伤风杆菌、炭疽杆菌、肉毒梭菌、产气荚膜梭菌、溶血性链球菌、金黄色毒梭菌、产气荚膜梭菌、溶血性链球菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌、霍乱弧菌、多杀性巴氏杆葡萄球菌和大肠杆菌、霍乱弧菌、多杀性巴氏杆菌等。菌等。有菌种特异性。有菌种特异性。细菌的感染和致病机理12/24外毒素特异性外毒素特异性 对组织器官选择性。如破伤风对组织器官选择性。如破伤风毒素作用于脊髓前角运动神经细胞，引发肌肉毒素作用于脊髓前角运动神经细胞，引发肌肉强直性痉挛；而肉毒毒素选择性地作用于眼神强直性痉挛；而肉毒毒素选择性地作用于眼神经和咽神经，引发眼肌和咽肌麻痹。也有一些经和咽神经，引发眼肌和咽肌麻痹。也有一些毒素含有相同作用，霍乱弧菌、大肠杆菌、金毒素含有相同作用，霍乱弧菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等可产生作用类似肠毒素。黄色葡萄球菌等可产生作用类似肠毒素。外毒素毒性外毒素毒性 外毒素毒性极强，如外毒素毒性极强，如1 1mgmg纯化肉毒纯化肉毒毒素能致死万只小鼠或毒素能致死万只小鼠或10107 7个人。个人。细菌的感染和致病机理13/24 外毒素抗原性外毒素抗原性 外毒素含有良好免疫原性，可刺外毒素含有良好免疫原性，可刺激机体产生特异性保护抗体，这种抗体称为激机体产生特异性保护抗体，这种抗体称为抗毒素抗毒素，可用于紧急治疗和预防。外毒素用可用于紧急治疗和预防。外毒素用0.40.4甲醛溶液处甲醛溶液处理脱毒后，但仍保留原有抗原性，称之为理脱毒后，但仍保留原有抗原性，称之为类毒素类毒素(疫疫苗苗)，可用于免疫接种。，可用于免疫接种。外外毒毒素素理理化化性性 外外毒毒素素不不耐耐热热，高高温温失失去去毒毒性性。少少数数例例外外，如如葡葡萄萄球球菌菌肠肠毒毒素素及及大大肠肠杆杆菌菌热热稳稳定定肠肠毒素能耐毒素能耐1003010030minmin。外毒素易被热、酸及蛋白水解酶灭活。外毒素易被热、酸及蛋白水解酶灭活。细菌的感染和致病机理14/24 2.2.内内毒毒素素：特特指指革革兰兰氏氏阴阴性性菌菌外外膜膜中中脂脂多多糖糖(LPS)LPS)成份，细菌在死亡裂解后才释放。成份，细菌在死亡裂解后才释放。内内毒毒素素作作用用 全全部部内内毒毒素素毒毒性性作作用用都都大大致致相相同同，引引致致发发烧烧、白白细细胞胞降降低低、弥弥散散性性血血管管内内凝凝血、休克甚至致死。血、休克甚至致死。内内毒毒素素理理化化性性 内内毒毒素素耐耐热热，加加热热100100经经1 1h h仍仍不不被被破破坏坏。不不能能被被甲甲醛醛脱脱毒毒成成类类毒毒素素。内内毒毒素素抗抗原原性性较较弱弱，对对应应抗抗体体不不能能中中和和内内毒毒素素毒毒性作用。性作用。细菌的感染和致病机理15/24 内毒素与外毒素比较内毒素与外毒素比较内毒素内毒素外毒素外毒素来来 源源革兰氏阴性菌革兰氏阴性菌革兰氏阳性菌革兰氏阳性菌部部 位位细胞壁成份、裂解后释出活菌分泌外周环境活菌分泌外周环境成成 分分脂多糖脂多糖蛋白质蛋白质稳定性稳定性好、好、160160 2-4 2-4小时破坏小时破坏差、差、60-8060-803030分钟破坏分钟破坏毒性作用毒性作用较弱、各种内毒素作用大致相同，引发休克，发烧，DIC等强、对机体组织器官有选择性，引发特殊临床表现抗原性抗原性弱，能刺激机体形成抗体，弱，能刺激机体形成抗体，但无中和作用，但无中和作用，甲醛处理后不能形成类毒素甲醛处理后不能形成类毒素强，能刺激机体形成抗毒素，强，能刺激机体形成抗毒素，经甲醛脱毒后能形成类毒素经甲醛脱毒后能形成类毒素细菌的感染和致病机理16/2443 细菌毒力增强与减弱细菌毒力增强与减弱一、毒力增强一、毒力增强 复壮：复壮：即弱毒经过多代易感动物，使其即弱毒经过多代易感动物，使其毒力增强过程。毒力增强过程。作用：作用：用于恢复细菌毒力。用于恢复细菌毒力。方法：方法：在自然条件下，回复易感动物在自然条件下，回复易感动物。细菌的感染和致病机理17/24二、毒力减弱二、毒力减弱 致弱：致弱：若把强毒接种到人工培养基上连续传代，或若把强毒接种到人工培养基上连续传代，或者经过非易感动物或加入一些化学物质，使其毒力者经过非易感动物或加入一些化学物质，使其毒力减弱过程。减弱过程。作用：作用：主要用于主要用于制造疫苗、菌苗制造疫苗、菌苗。方法：方法：1、长时间在体外连续培养传代、长时间在体外连续培养传代 2、在高于最适生长温度条件下培养、在高于最适生长温度条件下培养 3、在含有特殊化学物质培养基中培养、在含有特殊化学物质培养基中培养 4、在特殊气体条件下培养、在特殊气体条件下培养 5、经过非易感动物、经过非易感动物 6、经过基因工程方法、经过基因工程方法细菌的感染和致病机理18/244-4 病原菌与传染病原菌与传染传传染染性性：病病原原菌菌从从一一个个宿宿主主传传给给另另一一个个宿宿主特征，称为传染性。主特征，称为传染性。细菌的感染和致病机理19/24 一、传染发生条件一、传染发生条件1、必须有病原菌、必须有病原菌1）必须有足够毒力和一定数量）必须有足够毒力和一定数量2）要有适当侵入门户（即感染路径）要有适当侵入门户（即感染路径）2、必须有易感动物、必须有易感动物3、适宜外界环境条件、适宜外界环境条件细菌的感染和致病机理20/24二、传染表现形式：二、传染表现形式：1、显显性性传传染染：当当侵侵入入动动物物机机体体病病原原菌菌毒毒力力较较强强，数数量量较较多多，而而机机体体抵抵抗抗力力较较低低时时，侵侵入入病病原原菌菌在在机机体体内内生生长长繁繁殖殖，对对动动物物机机体体产产生生损损害害，并并出出现现一一系系列列显显著著临临床床症症状状，称称为为显性传染，显性传染，2、隐隐性性传传染染：当当侵侵入入病病原原菌菌毒毒力力较较弱弱，数数量量不不多多，而而动动物物机机体体又又含含有有一一定定程程度度抵抵抗抗力力时时，侵侵入入病病原原菌菌只只进进行行有有限限生生长长繁繁殖殖，对对动动物物机机体体损损害害较较轻轻，不不出出现现临临床床症症状状或或只只出出现轻微临床症状，称为隐性传染。现轻微临床症状，称为隐性传染。3、带菌现象：不论是隐性传染还是显性传染，动物康复、带菌现象：不论是隐性传染还是显性传染，动物康复或痊愈后，病原菌在动物体内继续存在，并不停排出体外，或痊愈后，病原菌在动物体内继续存在，并不停排出体外，称为带菌现象。称为带菌现象。展现带菌状态动物，称为带菌者。展现带菌状态动物，称为带菌者。细菌的感染和致病机理21/24三、病原菌在体内分布与排出三、病原菌在体内分布与排出1、病原菌在体内分布、病原菌在体内分布依据病原菌存在部位与性质，传染又分为：依据病原菌存在部位与性质，传染又分为：1）局局部部传传染染：病病原原菌菌侵侵入入动动物物机机体体后后，局局限限于于一一定定部部位位生生长长繁繁殖殖，产产生生毒毒性性产产物物引引发发局局部部病病理理反应，称为局部传染。反应，称为局部传染。2）全全身身传传染染：病病原原菌菌或或其其毒毒素素进进入入血血流流向向全全身身扩散，引发全身症状，称为全身传染。扩散，引发全身症状，称为全身传染。细菌的感染和致病机理22/24全身传染又可分为：全身传染又可分为：a.毒毒血血症症：病病原原菌菌只只在在局局部部生生长长繁繁殖殖，不不进进入入血血流流，但但其其有有毒毒产产物物进进入入血血流流，引引发发全全身身症症状状称称为为毒毒血血症症，如破伤风等。如破伤风等。b.菌菌血血症症：病病原原菌菌由由局局部部进进入入血血流流,但但不不在在血血流流中中大大量量繁繁殖殖,只只是是短短暂暂经经过过和和存存在在存存在在，向向组组织织器器官官转转移移，称为菌血症。称为菌血症。c.败败血血症症：病病原原菌菌进进入入血血流流并并转转移移到到全全身身，在在血血流流和和全全身身组组织织器器官官中中生生长长繁繁殖殖，引引发发显显著著全全身身症症状状，称称为为败血症。败血症。d.脓脓毒毒血血症症：化化脓脓性性病病原原菌菌经经过过血血流流散散播播，引引发发多多个个组织器官形成化脓病灶，称为脓毒血症。组织器官形成化脓病灶，称为脓毒血症。细菌的感染和致病机理23/242 2、病原菌排出：、病原菌排出：1 1）随局部病灶分泌物排出。）随局部病灶分泌物排出。2 2）随呼吸道、消化道、泌尿生殖道等排出。）随呼吸道、消化道、泌尿生殖道等排出。细菌的感染和致病机理24/24