细菌的感染与免疫优秀PPT.ppt
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1、第六章第六章 细菌的感染和免疫细菌的感染和免疫 Bacterial Infection and Immunity1.正常菌群的概念、分布及其生理学意义正常菌群的概念、分布及其生理学意义2.机会致病菌的概念及其致病条件机会致病菌的概念及其致病条件3.构成细菌毒力的物质及其致病作用构成细菌毒力的物质及其致病作用4.机体抗菌免疫的构成因素及作用机制机体抗菌免疫的构成因素及作用机制5.感染的传播方式与类型感染的传播方式与类型本章重点本章重点第一节第一节.正常菌群与机会致病菌正常菌群与机会致病菌 1.Normal Flora and Opportunistic Bacteria 正常菌群(正常菌群(no
2、rmal flora)正常人的体表和同外界相通的口腔、鼻咽腔、肠正常人的体表和同外界相通的口腔、鼻咽腔、肠正常人的体表和同外界相通的口腔、鼻咽腔、肠正常人的体表和同外界相通的口腔、鼻咽腔、肠道、泌尿生殖道等腔道中都存在着不同种类和数道、泌尿生殖道等腔道中都存在着不同种类和数道、泌尿生殖道等腔道中都存在着不同种类和数道、泌尿生殖道等腔道中都存在着不同种类和数量的微生物。是为人体的正常微生物群,通称量的微生物。是为人体的正常微生物群,通称量的微生物。是为人体的正常微生物群,通称量的微生物。是为人体的正常微生物群,通称正正正正常菌群。常菌群。常菌群。常菌群。微生态学微生态学Microecology:
3、是是一一门门探探讨讨微微生生物物与与微微生生物物、微微生生物物与与宿宿主主以以及及微微生生物物和和宿宿主主与与外外界界环环境境之之间间的的相相互互依依存存和和相相互互制制约约的的学学科科;也也是是探探讨讨微微观观生生态态平平衡衡、生生态态失失调调和和生生态态调调整整的的一一门新兴学科门新兴学科。(一)正常菌群的生理学意义:(一)正常菌群的生理学意义:1.生物拮抗生物拮抗 Biological antagonism:正常微生物群内部的平衡机制,占正常微生物群内部的平衡机制,占位性爱护位性爱护 产生细菌素、抗生素、产生细菌素、抗生素、H2O2 养分竞争养分竞争 等。等。2.养分作用养分作用 Nut
4、ritional function:正常菌群参与物质代谢、养分转化正常菌群参与物质代谢、养分转化和合成。和合成。3.免疫作用免疫作用 Induction of immune response:刺激免疫器官发育。交叉免疫。刺激免疫器官发育。交叉免疫。4.抗苍老与抗肿瘤抗苍老与抗肿瘤 anti-aging and anti-tumor:SOD对活性氧的作用、分解硝基化产对活性氧的作用、分解硝基化产物等。物等。机会致病菌(机会致病菌(Opportunistic pathogen)正常菌群与宿主间的生态平衡在某些状况正常菌群与宿主间的生态平衡在某些状况下被打破下被打破,形成生态失调而导致疾病形成生态失
5、调而导致疾病,这种这种在确定条件下能引起机体疾病的正常菌群在确定条件下能引起机体疾病的正常菌群称为机会致病菌称为机会致病菌 或条件致病或条件致病(conditioned pathogen)。条件致病菌的致病条件条件致病菌的致病条件1.正常定居部位变更正常定居部位变更2.宿主免疫功能下降宿主免疫功能下降3.菌群失调菌群失调(dysbacteria):指宿主某部位正常菌群中各菌种间的比指宿主某部位正常菌群中各菌种间的比例发生较大幅度变更而超出正常范围的状例发生较大幅度变更而超出正常范围的状态。由此产生的一系列临床表现,称为菌态。由此产生的一系列临床表现,称为菌群失调症(群失调症(dysbacter
6、iosis)或菌群交替)或菌群交替症症,往往可引起二重感染或重叠感染,往往可引起二重感染或重叠感染(superinfection),如在抗菌药物治疗原,如在抗菌药物治疗原细菌性疾病过程中产生的一种新感染。细菌性疾病过程中产生的一种新感染。其次节其次节 细菌的致病作用细菌的致病作用 Bacterial Pathogenesis 感染(感染(infection):细菌侵入宿主体内生长繁殖并与机体相互作用引起不细菌侵入宿主体内生长繁殖并与机体相互作用引起不细菌侵入宿主体内生长繁殖并与机体相互作用引起不细菌侵入宿主体内生长繁殖并与机体相互作用引起不同程度的病理过程,称为细菌的感染同程度的病理过程,称为
7、细菌的感染同程度的病理过程,称为细菌的感染同程度的病理过程,称为细菌的感染 。病原菌(病原菌(病原菌(病原菌(pathogenic bacterium,pathogen pathogenic bacterium,pathogen):能使宿主致病的细菌称为病原菌或致病菌。能使宿主致病的细菌称为病原菌或致病菌。能使宿主致病的细菌称为病原菌或致病菌。能使宿主致病的细菌称为病原菌或致病菌。非病原菌(非病原菌(非病原菌(非病原菌(non-pathogennon-pathogen):):):):不能造成宿主感染的细菌,或称非致病菌。不能造成宿主感染的细菌,或称非致病菌。不能造成宿主感染的细菌,或称非致病菌
8、。不能造成宿主感染的细菌,或称非致病菌。(一)感染的来源(一)感染的来源 1.1.外源感染(外源感染(外源感染(外源感染(exogenous infectionexogenous infection ):):):):病人病人病人病人 带菌者带菌者带菌者带菌者 病畜和带菌动物病畜和带菌动物病畜和带菌动物病畜和带菌动物2.2.内源感染(内源感染(内源感染(内源感染(endogenous infectionendogenous infection):这类感染致病菌大多为体内正常菌群,少数是以隐伏状这类感染致病菌大多为体内正常菌群,少数是以隐伏状这类感染致病菌大多为体内正常菌群,少数是以隐伏状这类感染
9、致病菌大多为体内正常菌群,少数是以隐伏状 态留居的病原菌。态留居的病原菌。态留居的病原菌。态留居的病原菌。(二)传播途径(二)传播途径routes of pathogen transmission 1.1.呼吸道呼吸道呼吸道呼吸道 2.2.消化道消化道消化道消化道 3.3.损损损损伤伤伤伤的皮肤与黏膜的皮肤与黏膜的皮肤与黏膜的皮肤与黏膜 4.4.性性性性接触接触接触接触 5.5.节肢动物叮咬节肢动物叮咬节肢动物叮咬节肢动物叮咬 6.6.多途径感染多途径感染多途径感染多途径感染(三)细菌的致病作用(三)细菌的致病作用病原菌引起疾病的条件病原菌引起疾病的条件 细菌毒力细菌毒力的强弱的强弱细菌侵入细
10、菌侵入的数量的数量细菌入侵细菌入侵的部位的部位致病性(致病性(致病性(致病性(PathogenicityPathogenicity)细菌引起疾病的)细菌引起疾病的)细菌引起疾病的)细菌引起疾病的实力称为致病性或病原性。实力称为致病性或病原性。实力称为致病性或病原性。实力称为致病性或病原性。机体的免疫力机体的免疫力细菌的毒力细菌的毒力Bacterial virulence 毒力(毒力(virulence):):病原菌致病力的强弱程度称为毒力病原菌致病力的强弱程度称为毒力,即致即致病性的程度,是量的概念病性的程度,是量的概念。常用半数致死。常用半数致死量或半数感染量表示量或半数感染量表示 medi
11、an lethal dose,LD50 median infective dose,ID50 即在确定时间内,通过确定接种途径,即在确定时间内,通过确定接种途径,能使确定体重或年龄的某种动物半数死亡能使确定体重或年龄的某种动物半数死亡或感染须要的最小细菌数或毒素量或感染须要的最小细菌数或毒素量。侵袭力侵袭力(Invasiveness)细菌毒力的物质基础细菌毒力的物质基础 毒素(毒素(toxin)(一)(一)侵袭力侵袭力 Invasiveness 病原菌突破宿主机体的防卫功能,病原菌突破宿主机体的防卫功能,并能在体内定植、繁殖和扩散的实力。并能在体内定植、繁殖和扩散的实力。包括:包括:1.粘附素
12、(粘附素(adhesin)(1)菌毛黏附素菌毛黏附素 (2)非菌毛黏附素非菌毛黏附素 脂磷壁酸脂磷壁酸(lipoteichoic acid,LTA)外膜蛋白(外膜蛋白(out membrance protein,OMP)M蛋白等蛋白等 2.荚膜和微荚膜(荚膜和微荚膜(Capsule and microcapsule)Vi-Ag,K-Ag.3.侵袭性酶类(侵袭性酶类(Invasive enzyme)凝固酶凝固酶,SK,SD,透亮透亮质酸酶,质酸酶,sIgA水解酶水解酶 4.侵袭素(侵袭素(invasin)5.细菌生物被膜(细菌生物被膜(bacterial biofilm)1.1.黏附与定植(黏附
13、与定植(黏附与定植(黏附与定植(adherenceadherence and colonization and colonization)细细细细菌菌菌菌引引引引起起起起感感感感染染染染一一一一般般般般需需需需先先先先黏黏黏黏附附附附在在在在宿宿宿宿主主主主的的的的呼呼呼呼吸吸吸吸道道道道、消消消消化化化化道道道道或或或或泌泌泌泌尿尿尿尿生生生生殖殖殖殖道道道道等等等等粘粘粘粘膜膜膜膜上上上上皮皮皮皮细细细细胞胞胞胞,以以以以免免免免被被被被呼呼呼呼吸吸吸吸道道道道的的的的纤纤纤纤毛毛毛毛运运运运动动动动、肠肠肠肠蠕蠕蠕蠕动动动动或或或或粘粘粘粘液液液液分分分分泌泌泌泌等等等等活活活活动动动动
14、所所所所清清清清除除除除。然然然然后后后后,在在在在局局局局部部部部繁繁繁繁殖殖殖殖,积积积积聚聚聚聚毒毒毒毒力力力力因因因因子子子子或或或或接接接接着着着着侵侵侵侵入入入入细胞和组织,直至形成感染。细胞和组织,直至形成感染。细胞和组织,直至形成感染。细胞和组织,直至形成感染。黏附作用具有组织特异性:黏附作用具有组织特异性:黏附素与宿主细胞表面的受体结合具黏附素与宿主细胞表面的受体结合具有高度特异性,因而确定了病原菌有高度特异性,因而确定了病原菌感染的组织特异性。感染的组织特异性。革兰阴性菌的受体是糖类;革兰阳性革兰阴性菌的受体是糖类;革兰阳性的的A群链球菌受体是糖类和糖蛋白。群链球菌受体是糖
15、类和糖蛋白。2.繁殖和扩散繁殖和扩散(1 1)荚膜和微荚膜荚膜和微荚膜-抗吞噬因子抗吞噬因子 荚膜具有抗吞噬和体液中杀菌物质的作用,使荚膜具有抗吞噬和体液中杀菌物质的作用,使病原菌能病原菌能 留在宿主体内快速繁殖,产生病变。留在宿主体内快速繁殖,产生病变。(2 2)侵袭性酶)侵袭性酶是细菌分泌的胞外酶(是细菌分泌的胞外酶(ExoenzymeExoenzyme),一般不具有毒,一般不具有毒性,但在感染过程性,但在感染过程 中可帮助病原菌抗吞噬或扩散。中可帮助病原菌抗吞噬或扩散。抗吞噬的酶主要有:抗吞噬的酶主要有:致病性葡萄球菌产生的血浆凝固酶。致病性葡萄球菌产生的血浆凝固酶。帮助细菌扩散的主要有
16、:帮助细菌扩散的主要有:A A群链球菌的透亮质酸酶、链激酶、链群链球菌的透亮质酸酶、链激酶、链 道酶等。道酶等。3.3.细菌侵袭过程细菌侵袭过程细菌与宿主细胞表面受体结合后,启动侵袭过程,导致一系细菌与宿主细胞表面受体结合后,启动侵袭过程,导致一系细菌与宿主细胞表面受体结合后,启动侵袭过程,导致一系细菌与宿主细胞表面受体结合后,启动侵袭过程,导致一系列基因表达、细胞间的信号传递等,使细菌能侵入组织或细列基因表达、细胞间的信号传递等,使细菌能侵入组织或细列基因表达、细胞间的信号传递等,使细菌能侵入组织或细列基因表达、细胞间的信号传递等,使细菌能侵入组织或细胞内,造成感染。胞内,造成感染。胞内,造
17、成感染。胞内,造成感染。细菌分泌侵袭性酶类帮助细菌在组织之间扩散。细菌分泌侵袭性酶类帮助细菌在组织之间扩散。细菌分泌侵袭性酶类帮助细菌在组织之间扩散。细菌分泌侵袭性酶类帮助细菌在组织之间扩散。反抗宿主的免疫防卫机制:反抗宿主的免疫防卫机制:反抗宿主的免疫防卫机制:反抗宿主的免疫防卫机制:破坏或抑制吞噬作用、阻挡细胞内的消化作破坏或抑制吞噬作用、阻挡细胞内的消化作破坏或抑制吞噬作用、阻挡细胞内的消化作破坏或抑制吞噬作用、阻挡细胞内的消化作 用、产生用、产生用、产生用、产生IgAIgAIgAIgA蛋白酶、抗原变异等。蛋白酶、抗原变异等。蛋白酶、抗原变异等。蛋白酶、抗原变异等。()毒素毒素(Toxi
18、n)毒素毒素毒素毒素(toxin)(toxin):损伤宿主机体组织细胞或器官、引起病理生损伤宿主机体组织细胞或器官、引起病理生损伤宿主机体组织细胞或器官、引起病理生损伤宿主机体组织细胞或器官、引起病理生理变更的致病物质。理变更的致病物质。理变更的致病物质。理变更的致病物质。细菌毒素按其来源、性质和作用等不同细菌毒素按其来源、性质和作用等不同细菌毒素按其来源、性质和作用等不同细菌毒素按其来源、性质和作用等不同,分分分分为两种:为两种:为两种:为两种:外毒素外毒素外毒素外毒素(exotoxin)(exotoxin)内毒素内毒素内毒素内毒素(endotoxin)(endotoxin)特点:特点:特点
19、:特点:由活细胞分泌产生,主要是革兰阳性菌及某些革兰阴性菌。由活细胞分泌产生,主要是革兰阳性菌及某些革兰阴性菌。由活细胞分泌产生,主要是革兰阳性菌及某些革兰阴性菌。由活细胞分泌产生,主要是革兰阳性菌及某些革兰阴性菌。化学成分均为蛋白质,多肽。化学成分均为蛋白质,多肽。化学成分均为蛋白质,多肽。化学成分均为蛋白质,多肽。多数不耐热,多数不耐热,多数不耐热,多数不耐热,60 60,1-2hr ,1-2hr 灭活,但葡萄球菌肠毒素是例外。灭活,但葡萄球菌肠毒素是例外。灭活,但葡萄球菌肠毒素是例外。灭活,但葡萄球菌肠毒素是例外。毒性作用强。毒性作用强。毒性作用强。毒性作用强。对机体的组织器官具有选择作
20、用,引起的病变特殊。对机体的组织器官具有选择作用,引起的病变特殊。对机体的组织器官具有选择作用,引起的病变特殊。对机体的组织器官具有选择作用,引起的病变特殊。抗原性强,可用抗原性强,可用抗原性强,可用抗原性强,可用0.30.30.40.4甲醛液脱毒成类毒素。甲醛液脱毒成类毒素。甲醛液脱毒成类毒素。甲醛液脱毒成类毒素。1 外毒素外毒素exotoxin(1)分子结构分子结构 A-B A-B型毒素(型毒素(型毒素(型毒素(A-B type toxinA-B type toxin)A A亚单位亚单位亚单位亚单位 是毒素活性部分,确定毒素的毒性效应。是毒素活性部分,确定毒素的毒性效应。是毒素活性部分,确
21、定毒素的毒性效应。是毒素活性部分,确定毒素的毒性效应。B B亚单位亚单位亚单位亚单位 无毒性作用,但对宿主易感组织的细胞无毒性作用,但对宿主易感组织的细胞无毒性作用,但对宿主易感组织的细胞无毒性作用,但对宿主易感组织的细胞膜受体有选择亲和作用,使毒素与易感细胞膜受体有选择亲和作用,使毒素与易感细胞膜受体有选择亲和作用,使毒素与易感细胞膜受体有选择亲和作用,使毒素与易感细胞结合。结合。结合。结合。各亚单位单独对宿主无致病作用,毒素结各亚单位单独对宿主无致病作用,毒素结各亚单位单独对宿主无致病作用,毒素结各亚单位单独对宿主无致病作用,毒素结构的完整性是致病的必要条件。无毒构的完整性是致病的必要条件
22、。无毒构的完整性是致病的必要条件。无毒构的完整性是致病的必要条件。无毒B B亚单位亚单位亚单位亚单位的抗原性强,提纯后可作为亚单位疫苗。利的抗原性强,提纯后可作为亚单位疫苗。利的抗原性强,提纯后可作为亚单位疫苗。利的抗原性强,提纯后可作为亚单位疫苗。利用其能与易感细胞膜受体结合,阻挡毒素完用其能与易感细胞膜受体结合,阻挡毒素完用其能与易感细胞膜受体结合,阻挡毒素完用其能与易感细胞膜受体结合,阻挡毒素完整分子与易感细胞结合,用于预防外毒素性整分子与易感细胞结合,用于预防外毒素性整分子与易感细胞结合,用于预防外毒素性整分子与易感细胞结合,用于预防外毒素性疾病。疾病。疾病。疾病。单肽链毒素单肽链毒素
23、单肽链毒素单肽链毒素(single-chain toxin)(single-chain toxin)无无无无-亚单位,主要损伤细胞膜。可分两种类型:亚单位,主要损伤细胞膜。可分两种类型:亚单位,主要损伤细胞膜。可分两种类型:亚单位,主要损伤细胞膜。可分两种类型:膜穿孔类膜穿孔类膜穿孔类膜穿孔类 脂酶类脂酶类脂酶类脂酶类(2)外毒素的种类外毒素的种类 依依据据外外毒毒素素对对宿宿主主细细胞胞的的亲亲和和性性及作用方式不同,可分成三大类:及作用方式不同,可分成三大类:神经毒素:神经毒素:肉毒毒素肉毒毒素 细胞毒素细胞毒素:白喉毒素:白喉毒素 肠毒素:肠毒素:霍乱毒素霍乱毒素 近来探讨发觉葡萄球菌肠
24、毒素和近来探讨发觉葡萄球菌肠毒素和TSST-1等外毒素是一类高活性蛋等外毒素是一类高活性蛋白分子,能激发大量的白分子,能激发大量的T细胞活化细胞活化增殖,产生过量的细胞因子,表现增殖,产生过量的细胞因子,表现出致病作用,称为超抗原出致病作用,称为超抗原(superantigen)毒素。超抗原具有毒素。超抗原具有三个特征:三个特征:激活具有特异性激活具有特异性T细胞受体细胞受体V链的链的T细胞。细胞。不须要抗原递呈细胞的胞内加工。不须要抗原递呈细胞的胞内加工。一个超抗原分子能在不同的部位一个超抗原分子能在不同的部位同时与同时与 TCR和和MHC类分子外侧类分子外侧结合。结合。超抗原超抗原(sup
25、erantigen,sAg)因极微量抗原因极微量抗原(10-12mol)就能使大量就能使大量T细胞活化、增殖。因细胞活化、增殖。因此当少量产外毒素性细菌侵入机体产生微量外毒素时就能激此当少量产外毒素性细菌侵入机体产生微量外毒素时就能激发较多发较多T细胞,使之协助细胞,使之协助B细胞克隆扩增分化形成浆细胞产生特细胞克隆扩增分化形成浆细胞产生特异抗体,对机体起爱护作用。但若毒素量较多过量增殖的异抗体,对机体起爱护作用。但若毒素量较多过量增殖的T细细胞释放大量胞释放大量IL-2、INF-和和TNF等细胞因子,则能造成类似由内等细胞因子,则能造成类似由内毒素引起休克的严峻后果。毒素引起休克的严峻后果。
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