細菌的致病性與感染

第十四章 細菌的致病性與感染,2,感染：微生物在宿主體內(nèi)的生活中與宿主相互作用并導(dǎo)致不同程度的病理變化的過程，是微生物與宿主在個體、細胞和分子的多層面相互作用的生物學(xué)現(xiàn)象。致病性（病原性）：細菌能引起感染的能力稱為致病性或病原性。,基本概念,第一節(jié) 細菌的致病性,4,毒力 ：致病菌的致病性強弱程度稱為毒力。半數(shù)致死量LD50或半數(shù)感染量ID50：在一定時間內(nèi)，通過指定接種途徑，能使一定體重或年齡的某種動物半數(shù)死亡或感染需要的最小細菌數(shù)或毒素量。,5,細菌的毒力,細菌侵入宿主的數(shù)量,細菌侵入的部位,致病機制,侵襲力,毒素,6,細菌的致病物質(zhì)侵襲力：病原菌有突破宿主皮膚、黏膜生理屏障等 免疫防御機制，進入體內(nèi)定居、繁殖和擴散的能力，包括莢膜、粘附素和侵襲性物質(zhì)。 毒素：含有損害宿主組織、器官并引起生理功能紊亂的大分子成分,毒力因子,7,侵襲力 黏附與定植(形成微菌落和細菌生物膜）,侵入（侵入非吞噬細胞）,繁殖與擴散,局部擴散全身擴散,局部表層擴散全身深層擴散,（特定的靶位感染）,8,細菌表面結(jié)構(gòu)：包括普通菌毛、膜磷壁酸、莢膜、微莢膜、支原體頂端結(jié)構(gòu)及黏附素。在原核細胞型微生物統(tǒng)稱為黏附因子。一般作為配體與宿主細胞表面受體相互作用介導(dǎo)黏附作用的發(fā)生。,黏附性結(jié)構(gòu)物質(zhì)：蛋白質(zhì)、糖蛋白、多糖和LPS,9,10,侵襲性物質(zhì)：協(xié)助病菌抗吞噬或向四周擴散。如致病性葡萄球菌凝固酶、A群鏈球菌透明質(zhì)酸酶、鏈激酶等從而有利于細菌在組織中擴散。,11,細菌在生長繁殖中產(chǎn)生和釋放的毒性成分，可直接或間接損傷宿主細胞、組織和器官，干擾其生理功能。外毒素內(nèi)毒素,（二）毒素,12,1. 外毒素,主要由G+菌和部分G-菌產(chǎn)生并釋放到菌體外白喉毒素破傷風(fēng)痙攣毒素肉毒毒素霍亂毒素：G-痢疾志賀菌： G-腸產(chǎn)毒型大腸桿菌G-銅綠假單胞菌G-大多數(shù)由細菌合成后分泌胞外，也有細菌溶解后釋放,13,外毒素的特點,大多外毒素是蛋白質(zhì)毒性強： lmg肉毒毒素純品能殺死2億只小鼠，毒性比KCN大1萬倍。多數(shù)外毒素不耐熱:例如白喉外毒素在5860C經(jīng)12h可被破壞。破傷風(fēng)外毒素在60C經(jīng)20min可被破壞。但葡萄球菌腸毒素是例外，能耐100C30min。具有良好的抗原性: 可制備抗毒素和類毒素,14,類毒素與抗毒素,在0.30.4甲醛液作用下，經(jīng)一定時間，可以脫去毒性，但仍保有免疫原性，是為類毒素(toxoid)；類毒素注入機體后，可刺激機體產(chǎn)生具有中和外毒素作用的抗毒素。類毒素和抗毒素在防治傳染病中有實際意義。,15,按外毒素對宿主細胞的親和性及作用方式分為：神經(jīng)毒素細胞毒素腸毒素,外毒素的作用機制,16,神經(jīng)毒素,破傷風(fēng)痙攣毒素破傷風(fēng)免疫是典型的抗毒素免疫肉毒毒素,17,破傷風(fēng)桿菌（cl.tetani）,18,19,20,21,肉毒毒素,肉毒桿菌（Cl. botulinum）在自然界分布廣泛，本菌在厭氧環(huán)境中能產(chǎn)生強烈的肉毒毒素（botulin）。若誤食此毒素污染的食物，可發(fā)生肉毒中毒，引起特殊的中毒癥狀，病死率很高。,22,肉毒毒素是目前已知化學(xué)毒物和生物毒物中毒性最強的一種。對人致死量為1-2g。lmg肉毒毒素純品能殺死2億只小鼠，毒性比KCN大1萬倍。肉毒毒素具有嗜神經(jīng)性，進入機體后作用于腦及周圍神經(jīng)末梢的肌肉接頭處，能阻斷膽堿能神經(jīng)末梢釋放乙酰膽堿，使眼和咽肌等麻痹，引起眼瞼下垂、復(fù)視、斜視、吞咽困難等，嚴重者可因呼吸麻痹而死。肉毒桿菌以其毒素致病，即肉毒中毒。,23,細胞毒素,白喉毒素葡萄球菌毒性休克綜合征毒素，TSST表皮剝脫毒素A群鏈球菌致熱外毒素,葡萄球菌皮膚燙傷樣綜合征（Staphylococcal Scalded Skin Syndrome，簡稱SSSS）,24,霍亂毒素,腸液(水和電解質(zhì))大量分泌, 造成劇烈吐瀉。由于膽汁分泌減少, 腸液分泌增加, 導(dǎo)致吐瀉物呈米泔水樣,25,2 內(nèi)毒素,26,內(nèi)毒素的特點,化學(xué)本質(zhì)LPS Lipid A：內(nèi)毒素的毒性部分和主要成分內(nèi)毒素耐熱：加熱100經(jīng)1h不被破壞；需加熱至160經(jīng)24h，或用強堿、強酸或強氧化劑加溫煮沸30min才滅恬。毒性弱，無選擇性抗原性弱不能用甲醛液脫毒成類毒素。內(nèi)毒素注射機體可產(chǎn)生相應(yīng)抗體，但中和作用較弱。,27,內(nèi)毒素的檢測,鱟試驗鱟血液中的有核變形細胞含有凝固酶原和可凝固蛋白；與待檢標(biāo)本中的內(nèi)毒素接觸，凝固酶原成為凝固酶，使可凝固蛋白凝集成凝膠狀態(tài)。,28,鱟,29,內(nèi)毒素的生物學(xué)作用,發(fā)熱反應(yīng)白細胞反應(yīng)內(nèi)毒素血癥與內(nèi)毒素休克Shwartzman現(xiàn)象免疫調(diào)節(jié),30,發(fā)熱反應(yīng),極微量(15ng/kg)內(nèi)毒素就能引起人體體溫上升，維持約4h后恢復(fù)。機制：內(nèi)毒素作用于巨噬細胞等，使之產(chǎn)生IL-l、IL-6和TNF- 這些具有內(nèi)源性致熱原的細胞因子。它們再作用于宿主體下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞，促使體溫升高發(fā)熱。,31,白細胞反應(yīng)：,注射內(nèi)毒素后，血循環(huán)中的中性粒細胞數(shù)驟減，與其移動并粘附至組織毛細血管有關(guān)。12h后，LPS誘生的中性粒細胞釋放因子刺激骨髓釋放中性粒細胞進入血流,使數(shù)量顯著增加但傷寒沙門菌內(nèi)毒素是例外，始終使血循環(huán)中的白細胞總數(shù)減少，機制尚不清楚。,32,內(nèi)毒素血癥與內(nèi)毒素休克：,當(dāng)血液中細菌或病灶內(nèi)細菌釋放大量內(nèi)毒素入血時，可導(dǎo)致內(nèi)毒素血癥(endotoxemia)。內(nèi)毒素作用于巨噬細胞、中性粒細胞、內(nèi)皮細胞、血小板、補體系統(tǒng)、凝血系統(tǒng)等并誘生TNF-a、IL-1、IL-6、IL-8、組胺、5-羥色胺、前列腺素、激肽等生物活性物質(zhì)，使小血管功能紊亂而造成微循環(huán)障礙，表現(xiàn)為微循環(huán)衰竭和低血壓、組織器官毛細血管灌注不足、缺氧、酸中毒等。嚴重時則導(dǎo)致以微循環(huán)衰竭和低血壓為特征的內(nèi)毒素休克。,33,Shwartzman現(xiàn)象,局部Shwartzman現(xiàn)象：兩次皮內(nèi)注射，局部皮膚出血和壞死全身性Shwartzman現(xiàn)象：兩次靜脈注射，則動物兩側(cè)腎皮質(zhì)壞死，最終死亡 與皮膚、腎上腺等大量出血的彌漫性血管內(nèi)凝血（DIC）現(xiàn)象類似,34,35,內(nèi)毒素引起的臨床表現(xiàn),發(fā)熱反應(yīng) 白細胞反應(yīng) shwartzman現(xiàn)象與彌漫性血管內(nèi)凝血（DIC） 內(nèi)毒素血癥與內(nèi)毒素休克 免疫調(diào)節(jié)作用,36,二、 細菌的侵入數(shù)量,鼠疫耶爾森菌沙門菌,37,傳播方式與途徑,呼吸道感染消化道感染皮膚創(chuàng)傷感染接觸蟲媒,三 細菌侵入的途徑,38,水平傳播,39,40,垂直傳播,41,第二節(jié) 感染的來源與類型,42,感染類型,隱性感染 （亞臨床感染）,顯性感染,毒血癥膿毒血癥內(nèi)毒素血癥敗血癥菌血癥,帶菌狀態(tài),43,病原體被機體排除或消滅（機體免疫力強，病原體致病力弱或數(shù)量不足，或侵入部位不當(dāng)）。,不感染：,隱性感染：,機體不出現(xiàn)或出現(xiàn)不明顯的臨床癥狀（亞臨床感染）（體內(nèi)可測到特異性抗體）。,顯性感染：,當(dāng)病原菌毒力強、數(shù)量多且宿主機體,免疫功能相對較弱時，其感染所造成的病理損傷使宿主出現(xiàn)臨床癥狀或體征。,44,急性感染：,突然發(fā)作，癥狀明顯而急，病程較短（數(shù)日數(shù)周），病愈后，病原菌從宿主體內(nèi)消失,慢性感染：,病情緩慢、病程長（數(shù)月數(shù)年）、多見于胞內(nèi)寄生菌,顯性感染依發(fā)病緩急、病程時期分：,45,局部感染：,致病菌侵入宿主體內(nèi)后，局限在一定部位繁殖引起病變的一種感染類型。,全身感染：,感染發(fā)生后，致病菌或其毒性產(chǎn)物向全身播散引起全身性癥狀的一種感染類型,顯性感染依發(fā)病部位性質(zhì)分：,46,致病菌由局部侵入血流，并在其中極少量繁殖，只是短暫的一過性通過血循環(huán)到達體內(nèi)適宜部位再進行繁殖而致病。,G-細菌侵入血流后，在血中大量繁殖，崩解后釋放出大量內(nèi)毒素；或由病灶內(nèi)大量G-菌死亡、釋放的內(nèi)毒素入血所致 ，出現(xiàn)內(nèi)毒素中毒癥狀。,細菌不侵入血流，只在局部繁殖，外毒素進入血循環(huán)，經(jīng)血到達易感的組織及細胞，引起特殊的中毒癥狀。（白喉、破傷風(fēng)）,毒血癥：,內(nèi)毒素血癥：,菌血癥：,47,致病細菌由局部侵入血流，在其中大量繁殖并產(chǎn)生毒性產(chǎn)物，引起全身性嚴重中毒的癥狀，如高熱、皮膚和粘膜瘀斑、肝脾腫大等。,敗血癥：,膿毒血癥：,化膿性細菌侵入血流，在其中大量繁殖，并通過血流擴散至宿主體的其他組織或器官，產(chǎn)生新的化膿病灶。,48,帶菌狀態(tài) 機體在隱性感染或顯性感染后，病原菌并未立即消失，而在體內(nèi)繼續(xù)存留一段時間，與機體免疫力處于相對平衡狀態(tài)。,帶菌者,健康帶菌者恢復(fù)期帶菌者,49,1843年，Holmes發(fā)現(xiàn)產(chǎn)褥熱與醫(yī)生在尸檢后不洗手就檢查產(chǎn)婦與接生有關(guān)。,霍姆斯(Holmes OW 1809-1894),第三節(jié) 醫(yī)院感染,50,醫(yī)院感染又稱醫(yī)院內(nèi)感染或醫(yī)院內(nèi)獲得性感染概念：系指包括醫(yī)院內(nèi)各類人群所獲得的感染。特點：感染對象為一切在醫(yī)院內(nèi)活動的人群感染地點必須在醫(yī)院內(nèi)感染發(fā)生的時間界限指患者在醫(yī)院期間和出院后不久發(fā)生的感染。,51,醫(yī)院感染的重要性與危害,感染率 911住院病人發(fā)生醫(yī)院感染 上海：5.7病人死亡率 無感染 / 有感染 1.7 / 14.9 住院天數(shù)延長 19.4 / 44.9 25.6天/人醫(yī)藥費用增加 7666.1 / 22074.4 14408.3元/人,我國醫(yī)院感染情況,52,醫(yī)院感染的分類內(nèi)源性醫(yī)院感染（自身醫(yī)院感染或自身感染） 患者在醫(yī)院內(nèi)由于某種原因使自身