北工大微生物学第9章.ppt
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1、第九章第九章第九章第九章 传染与免疫传染与免疫传染与免疫传染与免疫感染免疫感染免疫感染(infection):病原菌突破机体的防御屏障,侵入机体,在一定部位生长繁殖,导致不同程度的病理变化的过程,是病原菌与宿主在个体、细胞、和分子水平相互作用的生物学现象。何谓感染?何谓感染?疾病:生物体在一定条件下,由体内或体外致病因子因素引起的一系列复杂且有特征性的病理状态。感染免疫感染免疫感染(infection),又称传染:机体与病原体在一定条件下机体与病原体在一定条件下相互作用而引起的病理过程。(感染不是疾病的同义词!)相互作用而引起的病理过程。(感染不是疾病的同义词!)传染病:由有生命力的病原体引起
2、的疾病,与由其它致由有生命力的病原体引起的疾病,与由其它致病因素引起的疾病在本质上是有区别的。病因素引起的疾病在本质上是有区别的。感染免疫感染免疫v病原微生物(pathogenic microorganism)是能够引起人体或动物体发生传染病的微生物,它包括的范围很广,有细菌、放线菌、立克次氏体、病毒和支原体、衣原体、螺旋体及真菌等。v病原微生物侵入机体后,由于受其本身因素如侵入数量、途径及致病性(pathogenicity)和机体的抵抗力即免疫力(immunity)的影响,若表现为临床症状称为传染病(infectious disease),若不表现为临床症状则称为隐性传染(inapparen
3、t infection)或带菌状态(carrier state)。v由于病原微生物和机体都具生命力,当病原微生物侵入机体后,双方作用的结果决定了传染病的发生与否,同时传染病的发生与环境有密切关系。感染免疫感染免疫能使宿主致病的细菌为致病菌或病原菌。能使宿主致病的细菌为致病菌或病原菌。能使宿主致病的细菌为致病菌或病原菌。能使宿主致病的细菌为致病菌或病原菌。条件致病菌条件致病菌正常菌群在正常情况下不致病正常菌群在正常情况下不致病正常菌群在正常情况下不致病正常菌群在正常情况下不致病;但在某些特殊条件下可以致病。但在某些特殊条件下可以致病。但在某些特殊条件下可以致病。但在某些特殊条件下可以致病。致病菌
4、致病菌可引起感染的细菌有哪些可引起感染的细菌有哪些?不能使宿主致病的细菌为非致病菌。不能使宿主致病的细菌为非致病菌。不能使宿主致病的细菌为非致病菌。不能使宿主致病的细菌为非致病菌。非致病菌非致病菌感染免疫感染免疫免疫的概念和功能免疫的概念和功能免疫的最初含义免疫的最初含义:免疫:免疫:是指人体对病原体及其是指人体对病原体及其有害产物的不同程度的有害产物的不同程度的抵抗力。抵抗力。免疫是一种生理功能;人体依靠这种功能识别“自己”和“非己”成分,从而破坏和排斥进入体内的抗原物质,或人体本身所产生的损伤细胞和肿瘤细胞等以便维持人体内部环境的平衡和稳定。感染免疫感染免疫免疫的基本特性v1 识别自身和非
5、自身:这是免疫应答的基础。免疫细胞膜表面的抗原受体+外来抗原的表位。识别很精细,包括异种之间,同种不同个体之间v2 特异性,即免疫具有很强的针对性v3 免疫记忆,对相同抗原物质的再次进入具有记忆,会产生更快、更强的免疫应答。感染免疫感染免疫免疫的基本功能v1.抵抗感染,指动物机体抵御病原微生物感染和侵袭的能力。免疫功能亢进 变态反应。免疫功能低下或缺陷 机体感染。v2.自身稳定,清除机体产生的大量衰老死亡细胞。功能异常 自身免疫病。v3.免疫监视,肿瘤细胞的发现和清除功能低下或失调 肿瘤发生感染免疫感染免疫功能名称功能名称 生理功能生理功能 病理表现病理表现免疫防御免疫防御 清除病原微生物及清
6、除病原微生物及 超敏反应(强)超敏反应(强)其它抗原性异物其它抗原性异物 免疫缺陷病(弱)免疫缺陷病(弱)免疫自稳免疫自稳 清除损伤或衰老细胞清除损伤或衰老细胞 自身免疫性疾病自身免疫性疾病免疫监视免疫监视 清除突变或畸变细胞,清除突变或畸变细胞,肿瘤或病毒持续肿瘤或病毒持续 防止肿瘤发生,杀伤防止肿瘤发生,杀伤 性感染性感染 病毒感染细胞病毒感染细胞病原微生物感染病原微生物感染机体对抗机体对抗(免疫学)(免疫学)感染免疫感染免疫本章主要内容:本章主要内容:病原体对机体的感染病原体对机体的感染机体对感染的预防和治疗机体对感染的预防和治疗非特异性免疫非特异性免疫特异性免疫特异性免疫重点:重点:病
7、原体的感染及机体的抗传染免疫作用病原体的感染及机体的抗传染免疫作用感染免疫感染免疫一、感染的途径与方式一、感染的途径与方式 1、感染的途径;、感染的途径;2、感染的部位及方式、感染的部位及方式二、微生物的致病性二、微生物的致病性 1、细菌的致病性:、细菌的致病性:1)侵袭力;)侵袭力;2)毒素)毒素(toxin)2、病毒的致病性;、病毒的致病性;3.真菌的致病性:真菌的致病性:三、传染的类型三、传染的类型 1、隐性传染;、隐性传染;2、带菌状态;、带菌状态;3、显性传染、显性传染 病原微生物对机体的感染及其致病能力病原微生物对机体的感染及其致病能力第一节第一节 病原微生物的传染病原微生物的传染
8、感染免疫感染免疫感染的途径和方式外源性感染:来源于宿主体外的感染,主要来自病人、来源于宿主体外的感染,主要来自病人、健康带菌健康带菌(毒毒)者和带菌者和带菌(毒毒)动、植物。动、植物。内源性感染:当滥用抗生素导致菌群失调或某些因素致当滥用抗生素导致菌群失调或某些因素致使机体免疫功能下降时,宿主体内正常菌群引起的感染。使机体免疫功能下降时,宿主体内正常菌群引起的感染。感染的途径:呼吸道感染、消化道感染、创伤感染、接触感染、垂直传播感染免疫感染免疫感染的部位及方式病原体侵入机体的途径:病原体侵入机体的途径:a)绝大多数病原体不能穿过完整的皮肤,而是通过机体的自然开口)绝大多数病原体不能穿过完整的皮
9、肤,而是通过机体的自然开口、皮肤表面的创伤裂口,或通过导管、静脉注入或外科切口等医源性的皮肤表面的创伤裂口,或通过导管、静脉注入或外科切口等医源性的途径,进入机体内部。途径,进入机体内部。b)极少数能穿过皮肤)极少数能穿过皮肤(如血吸虫、钩虫如血吸虫、钩虫);c)有的能穿过粘膜)有的能穿过粘膜(如脊髓灰质炎病毒、麻诊病毒如脊髓灰质炎病毒、麻诊病毒),然后通过血循环达,然后通过血循环达到特定组织部位、造成病变;有的到特定组织部位、造成病变;有的(如白喉杆菌如白喉杆菌)能附着在粘膜上生长能附着在粘膜上生长繁殖形成局部病灶,产生毒素,引起各种症状。繁殖形成局部病灶,产生毒素,引起各种症状。感染免疫感
10、染免疫病原体侵入人体后寄生和造成病变的方式:病原体侵入人体后寄生和造成病变的方式:细胞外感染细胞内感染兼性细胞内感染专性细胞内感染某些细菌、真菌、弓形体被吞噬细胞吞噬后不被杀死,反而在细胞内增殖,称为兼性细胞内感染兼性细胞内感染;所有的病毒、立克次氏体、衣原体及少数细菌和原虫只能在靶细胞内增殖,它们必须存在于细胞内才能引起感染,为专性细胞内感染专性细胞内感染。病源微生物具有亲器官的特性感染免疫感染免疫肠道的正常菌群肠道的正常菌群健康青年粪便涂片健康壮年粪便涂片健康中年粪便涂片感染免疫感染免疫细菌非致病菌致病菌侵入途径侵入数量毒力致病性致病性(致病性(pathogenicity):细菌对宿主感染
11、致病能力。细菌对宿主感染致病能力。二、微生物的致病性二、微生物的致病性细菌的致病性细菌的致病性感染免疫感染免疫l毒力(virulence):在宿主免疫防御功能一定的情况下,微生物的致病性有强弱之分,称为微生物的毒力。l半数致死量(median lethal dose,LD50)半数感染量(median infective dose,ID50)在一定条件下能引起 50 实验动物死亡或50的组织培养细胞发生感染的最小细菌数量或毒素剂量。感染免疫感染免疫毒力黏附素荚膜侵袭性物质侵袭力毒素外毒素内毒素生物被膜感染免疫感染免疫侵袭力(invasiveness):致病菌能突破宿主皮肤、黏膜生理屏障,进入机
12、体并在体内定植、繁殖和扩散的能力.1.1.黏附素(黏附素(adhensinadhensin)使细菌黏附在敏感细胞的表面,利于细菌的定植、繁使细菌黏附在敏感细胞的表面,利于细菌的定植、繁殖。与细菌的致病性密切相关。殖。与细菌的致病性密切相关。菌毛粘附素;非菌毛粘附素菌毛粘附素;非菌毛粘附素2.2.荚膜:荚膜:具有抗吞噬和阻挠杀菌物质的作用具有抗吞噬和阻挠杀菌物质的作用3.3.侵袭性物质:侵袭素(侵袭性物质:侵袭素(invasininvasin)侵袭性酶类侵袭性酶类 血浆凝固酶血浆凝固酶 透明质酸酶透明质酸酶 IgAIgA蛋白酶蛋白酶4.4.细细菌菌生生物物被被膜膜(bacterial bacte
13、rial biofilmbiofilm)-是是细细菌菌附附着着在在有有生生命命或或无无生生命命的的材材料料表表面面后后,由由细细菌菌及及其其所所分分泌泌的的胞胞外外多多聚聚物物(主主要要是是胞胞外外多多糖糖)共共同同组组成的呈膜状的细菌群体成的呈膜状的细菌群体(community)(community)细菌的毒力感染免疫感染免疫细菌的组织趋向性细菌的组织趋向性细菌组织脑膜炎奈瑟菌鼻咽上皮、血管内皮淋病奈瑟菌尿道上皮霍乱弧菌肠上皮百日咳鲍特菌呼吸道上皮幽门螺杆菌胃黏膜A群链球菌鼻咽上皮空肠弯曲菌肠上皮肺炎支原体呼吸道上皮感染免疫感染免疫按其来源、性质和作用不同按其来源、性质和作用不同:外毒素外毒
14、素内毒素内毒素主要是一些革兰氏阳性菌,在生长过程中合成并分泌到胞外的毒,如主要是一些革兰氏阳性菌,在生长过程中合成并分泌到胞外的毒,如破伤风痉挛毒素破伤风痉挛毒素、白喉毒素白喉毒素等;也有存于胞内当细菌溶解后等;也有存于胞内当细菌溶解后才释放的如痢疾志贺菌的才释放的如痢疾志贺菌的肠毒素肠毒素。1)外毒素()外毒素(exotoxin):):特点:特点:通常为通常为蛋白质蛋白质,抗原性强抗原性强,可选择作用于各自特定的组织可选择作用于各自特定的组织器官,不同病原菌产生的外毒素不同,所引起的症状也不同。器官,不同病原菌产生的外毒素不同,所引起的症状也不同。其毒性作用强,但不稳定,对热和某些化学物质敏
15、感。其毒性作用强,但不稳定,对热和某些化学物质敏感。毒素毒素-生长繁殖产生和释放的毒性成分生长繁殖产生和释放的毒性成分 感染免疫感染免疫 类型类型 细菌细菌 名称名称 引起疾病引起疾病神经毒素神经毒素 破伤风梭菌破伤风梭菌 痉挛毒素痉挛毒素 破伤风破伤风 肉毒梭菌肉毒梭菌 肉毒毒素肉毒毒素 肉毒中毒肉毒中毒细胞毒素细胞毒素 白喉棒状杆菌白喉棒状杆菌 白喉毒素白喉毒素 白喉白喉 葡萄球菌葡萄球菌 TSST-1 毒性休克综合征毒性休克综合征 表皮剥脱毒素表皮剥脱毒素 烫伤样皮肤综合征烫伤样皮肤综合征 A群链球菌群链球菌 致热外毒素致热外毒素 猩红热猩红热肠毒素肠毒素 霍乱弧菌霍乱弧菌 肠毒素肠毒素
16、 霍乱霍乱 大肠埃希菌(产毒型)大肠埃希菌(产毒型)肠毒素肠毒素 腹泻腹泻 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 葡萄球菌葡萄球菌 肠毒素肠毒素 食物中毒食物中毒根据对宿主细胞亲和性及作用靶点可以分为神经毒素、细胞毒素、肠毒素神经毒素、细胞毒素、肠毒素感染免疫感染免疫例如例如:破伤风梭菌的破伤风痉挛毒素:破伤风梭菌的破伤风痉挛毒素(tetanospamin)(tetanospamin)和破伤风溶血毒素和破伤风溶血毒素(tetanolysin)(tetanolysin)。感染免疫感染免疫破伤风痉挛毒素对中枢神经系统有高度亲和力,与其细胞表面神经节苷脂结合,进入细胞后通过轻链毒
17、性封闭抑制性突触的介质释放,导致伸肌,屈肌同时强烈收缩、肌肉强直痉挛。破伤风痉挛毒素的毒性仅次于肉毒毒素,当其含量尚不能引起免疫时即足以致病,而毒素与神经突触的结合是不可逆的,一般治疗无效,因此该病的免疫预防特别重要。感染免疫感染免疫类毒素(类毒素(toxoid)和抗毒素()和抗毒素(antitoxin):):利用外毒素对热和某些化学物质敏感的特点,用利用外毒素对热和某些化学物质敏感的特点,用0.3-0.4%甲甲醛处理,使其毒性完全丧失,但仍保持抗原性,这种经处理醛处理,使其毒性完全丧失,但仍保持抗原性,这种经处理的外毒素为的外毒素为类毒素类毒素,常用来预防注射。常用来预防注射。用类毒素注射动
18、物(如马),以制备外毒素的抗体,称为用类毒素注射动物(如马),以制备外毒素的抗体,称为抗毒素抗毒素,作治疗用。作治疗用。外毒素外毒素0.30.4%甲醛甲醛类毒素类毒素 脱毒脱毒 免疫动物免疫动物抗毒素抗毒素感染免疫感染免疫革兰氏阴性菌的细胞壁物质,主要成分是脂多糖革兰氏阴性菌的细胞壁物质,主要成分是脂多糖(LPS),于,于菌体裂解时释放。菌体裂解时释放。2)内毒素()内毒素(endotoxin)作用于白细胞、血小板、补体系统、凝血系统等多种细胞和作用于白细胞、血小板、补体系统、凝血系统等多种细胞和体液系统,引起发热、白细胞增多、血压下降及微循环障体液系统,引起发热、白细胞增多、血压下降及微循环
19、障碍,有多方面复杂作用,但相对毒性较弱。碍,有多方面复杂作用,但相对毒性较弱。各种革兰氏阴性菌的内毒素作用相似,且没有器官特异性。各种革兰氏阴性菌的内毒素作用相似,且没有器官特异性。感染免疫感染免疫内毒素激活巨噬细胞激活补体激活凝血因子IL-1TNFC3aC5a血浆凝血系统发热发热NO降血压降血压水肿趋化作用降血压弥漫性血管内凝血(DIC)细菌内毒素的致病机制细菌内毒素的致病机制感染免疫感染免疫外毒素与内毒素的比较:外毒素与内毒素的比较:*1mg1mg肉毒毒素肉毒毒素纯品可杀死纯品可杀死2 2亿(亿(20002000万)只小鼠或一百万只豚鼠,万)只小鼠或一百万只豚鼠,中毒的死亡率几近中毒的死亡
20、率几近100%100%,但及时注射抗毒素及对症治疗可使之降,但及时注射抗毒素及对症治疗可使之降低。低。1mg1mg破伤风毒素破伤风毒素可杀死可杀死100100万只小鼠,万只小鼠,1mg1mg白喉毒素白喉毒素可杀死可杀死10001000只豚鼠。只豚鼠。感染免疫感染免疫v(二)、数量(二)、数量v(三)、侵入途径(三)、侵入途径感染免疫感染免疫病毒的致病性 病毒在宿主细胞内增殖,影响宿主细胞的核酸及蛋白质代谢,其后果可分为三种类型:v杀细胞感染(cytocidal infection);v稳定状态感染(steady state infection);v整合感染(integrated infecti
21、on)。病毒感染的特点:活细胞中寄生基因水平感染感染免疫感染免疫真菌的致病性:真菌的致病性:(1)(1)致病性真菌感染:一些外源性真菌感染可引起皮肤、皮一些外源性真菌感染可引起皮肤、皮下和全身性疾病。如皮肤癣菌有嗜角蛋白特性,在皮肤下和全身性疾病。如皮肤癣菌有嗜角蛋白特性,在皮肤局部大量增殖后,通过机械刺激和代谢产物的作用引起局部大量增殖后,通过机械刺激和代谢产物的作用引起局部的炎症和病变,即手足癣、甲癣、头癣等。局部的炎症和病变,即手足癣、甲癣、头癣等。(2)(2)条件致病性真菌感染:一些内源性真菌在机体免疫力降低,如长期应用抗生素、放射治疗等情况下发生。如白念珠菌是存在于人体表及腔道中的正
22、常菌群,当人体免疫力低下时可侵入人体许多部位,包括发生于皮肤粘膜的鹅口疮、口角糜烂、发生于内部器官的肺炎、食道炎、膀胱炎、发生于中枢神经系统的脑膜炎等。感染免疫感染免疫真菌变态反应性疾病:有些真菌本身并不致病,但对某些具过敏倾向的个有些真菌本身并不致病,但对某些具过敏倾向的个 体可引起变态反应性疾病,如曲霉、青霉、镰刀菌等可体可引起变态反应性疾病,如曲霉、青霉、镰刀菌等可 引起荨麻疹、哮喘、变应性鼻炎。引起荨麻疹、哮喘、变应性鼻炎。真菌性中毒:有些真菌在粮食上生长,人及动物食后可因真菌本有些真菌在粮食上生长,人及动物食后可因真菌本 身或真菌产生的毒素而中毒。身或真菌产生的毒素而中毒。黄曲霉毒素
23、、杂色霉素肝损害桔青霉素肾小球损害节菱孢菌引起的霉甘蔗中毒抽搐,昏迷直至死亡真菌中毒与一般细菌病毒感染不同,有地区性与季节性,但没有传染性,不引起流行。感染免疫感染免疫立克次氏体的致病性 立克次氏体通过特异受体进入宿主细胞,以立克次氏体通过特异受体进入宿主细胞,以不同方式在细胞内增殖并内释放。如人类流行性不同方式在细胞内增殖并内释放。如人类流行性斑疹伤寒的病原体普氏立克次氏体在吞噬体内通斑疹伤寒的病原体普氏立克次氏体在吞噬体内通过磷脂酶过磷脂酶A溶解吞噬膜的甘油磷脂而进入胞质,溶解吞噬膜的甘油磷脂而进入胞质,大量增殖后导致细胞破裂。释放的立克次氏体通大量增殖后导致细胞破裂。释放的立克次氏体通过
24、血流在全身各器官的小管内的细胞质增殖,能过血流在全身各器官的小管内的细胞质增殖,能直接破坏起所寄生的血管内皮细胞引起血管炎症,直接破坏起所寄生的血管内皮细胞引起血管炎症,起毒性产物亦可进入血循环而引起全身症状。起毒性产物亦可进入血循环而引起全身症状。感染免疫感染免疫寄生虫的致病性大多数寄生虫的构造和成分都很复杂。特别大多数寄生虫的构造和成分都很复杂。特别是寄生虫有复杂的生活周期,随着循环迂回迁移是寄生虫有复杂的生活周期,随着循环迂回迁移,其结构和表面成分均不断变化,或获得宿主成,其结构和表面成分均不断变化,或获得宿主成分作为外衣使宿主难以识别,或将表面分子释放分作为外衣使宿主难以识别,或将表面
25、分子释放作为作为“诱饵诱饵”,吸引机体的免疫系统将其作为攻击,吸引机体的免疫系统将其作为攻击靶,而自身逃避了免疫防御。靶,而自身逃避了免疫防御。寄生虫 原虫:单细胞生物,多数于胞内寄生 蠕虫:多细胞生物,种类极多,通常引起胞外慢性感染,如血吸虫 感染免疫感染免疫病原菌:宿主的免疫力(immunity):环境因素:传染的发生传染的发生感染免疫感染免疫(一)病原体病原菌病原菌毒力毒力(致病力)(致病力)侵入数量侵入数量侵入门径侵入门径侵袭力侵袭力毒素毒素内毒素内毒素外毒素外毒素吸附和吸附和侵入能力侵入能力繁殖和繁殖和扩散能力扩散能力对宿主防御功能对宿主防御功能的抵抗能力的抵抗能力呼吸道呼吸道消化道
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