微生物学细菌与病毒的感染与致病机制.pptx

Department of Microbiology,Harbin Medical UniversityDepartment of Microbiology,Harbin Medical University 张文莉张文莉第一篇 微生物学基础第5章 细菌与病毒的感染与致病机制细菌与病毒的感染与致病机制Microbial Infection and Pathogenesis Department of Microbiology,Harbin Medical UniversityDepartment of Microbiology,Harbin Medical University 张文莉张文莉感染 微生物 机体n感染 在一定条件下微生物与机体相互作用并导致机体产生不同程度的病理过程n感染中微生物与机体的关系Department of Microbiology,Harbin Medical UniversityDepartment of Microbiology,Harbin Medical University 张文莉张文莉n细菌的感染 在一定条件下，细菌侵入机体，经过生长繁殖、释放毒性物质并引起病理变化的过程。第一节 细菌的感染与致病机制Department of Microbiology,Harbin Medical UniversityDepartment of Microbiology,Harbin Medical University 张文莉张文莉少数少数细菌有致病性细菌有致病性许多许多细菌有条件致病性细菌有条件致病性大多大多细菌不具有致病性细菌不具有致病性 Department of Microbiology,Harbin Medical UniversityDepartment of Microbiology,Harbin Medical University 张文莉张文莉一、正常菌群与条件致病菌n正常菌群u在人体各部位正常寄居而对人无害的细菌人体各部位正常细菌数量人体各部位正常细菌数量 Department of Microbiology,Harbin Medical UniversityDepartment of Microbiology,Harbin Medical University 张文莉张文莉Department of Microbiology,Harbin Medical UniversityDepartment of Microbiology,Harbin Medical University 张文莉张文莉n正常菌群生理作用u 生物拮抗占位性生物屏障u 营养作用影响和参与人体物质代谢u 免疫作用 与机体终身相伴抗原刺激机体 产生免疫应答；促进机体免疫 器官发育。u 抗衰老作用产超氧化物歧化酶（SOD）u 抑癌作用转化致癌物质Department of Microbiology,Harbin Medical UniversityDepartment of Microbiology,Harbin Medical University 张文莉张文莉占位性生物屏障作用Department of Microbiology,Harbin Medical UniversityDepartment of Microbiology,Harbin Medical University 张文莉张文莉正常菌群正常菌群正常菌群正常菌群(非致病菌非致病菌非致病菌非致病菌)机体机体机体机体条件致病菌条件致病菌机体免疫功能低下细菌定居部位改变细菌定居部位改变 或菌群失调或菌群失调定居部位改变机体免疫力低下菌群失调正常菌群与宿主之间、正常菌群之间保持生态平衡，在一定条件下平衡关系被打破，原来不致病的正常菌群中的细菌可成为致病菌Department of Microbiology,Harbin Medical UniversityDepartment of Microbiology,Harbin Medical University 张文莉张文莉Department of Microbiology,Harbin Medical UniversityDepartment of Microbiology,Harbin Medical University 张文莉张文莉侵袭力侵袭力产毒性产毒性产毒性产毒性 毒力因子毒力因子侵入数量侵入数量侵入门户：呼吸道、消化道、皮肤伤口侵入门户：呼吸道、消化道、皮肤伤口病原菌病原菌入侵、定居、繁入侵、定居、繁入侵、定居、繁入侵、定居、繁殖、扩散殖、扩散殖、扩散殖、扩散细菌毒素细菌毒素细菌毒素细菌毒素其他影响因素：某些细菌的免疫病理作用其他影响因素：某些细菌的免疫病理作用 毒力基因、环境毒力基因、环境二、细菌的致病机制Department of Microbiology,Harbin Medical UniversityDepartment of Microbiology,Harbin Medical University 张文莉张文莉侵袭力 n荚膜和微荚膜n粘附素（特殊结构和相关蛋白质）u菌毛（定居因子）粘附于组织细胞有组织特异性u细胞壁成分膜磷壁酸（LTA）n侵袭性物质u侵袭性酶类u侵袭素Department of Microbiology,Harbin Medical UniversityDepartment of Microbiology,Harbin Medical University 张文莉张文莉粘连蛋白粘连蛋白粘连蛋白粘连蛋白膜磷壁酸膜磷壁酸 G+菌毛菌毛菌毛菌毛受体（糖类）受体（糖类）受体（糖类）受体（糖类）细菌细菌细菌细菌G-侵袭力 Department of Microbiology,Harbin Medical UniversityDepartment of Microbiology,Harbin Medical University 张文莉张文莉毒 素n外毒素特征：u蛋白质u毒性作用强 u选择性强u理化稳定性差 u抗原性强 外 毒毒 素素 exotoxinn n合成代谢产物合成代谢产物n nG G+菌和部分菌和部分G G-菌产生菌产生n n释放到菌体外，或溶释放到菌体外，或溶 解释放解释放 Department of Microbiology,Harbin Medical UniversityDepartment of Microbiology,Harbin Medical University 张文莉张文莉活性单位活性单位结合单位结合单位A细胞表面细胞表面Bn蛋白质，由两个亚单位组成uA亚单位为活性蛋白uB亚单位为结合蛋白外毒素Department of Microbiology,Harbin Medical UniversityDepartment of Microbiology,Harbin Medical University 张文莉张文莉外毒素外毒素外毒素外毒素例如：霍乱毒素分子结构例如：霍乱毒素分子结构Department of Microbiology,Harbin Medical UniversityDepartment of Microbiology,Harbin Medical University 张文莉张文莉Department of Microbiology,Harbin Medical UniversityDepartment of Microbiology,Harbin Medical University 张文莉张文莉外毒素按对宿主细胞的亲合性和作用方式分：外毒素按对宿主细胞的亲合性和作用方式分：n神经毒素神经毒素n细胞毒素细胞毒素n肠毒素肠毒素Department of Microbiology,Harbin Medical UniversityDepartment of Microbiology,Harbin Medical University 张文莉张文莉细菌细菌外毒素外毒素疾病疾病作用机制作用机制症状和体征症状和体征破伤风梭菌破伤风梭菌痉挛毒素痉挛毒素破伤风破伤风封闭抑制性神经元封闭抑制性神经元骨骼肌强直性痉挛骨骼肌强直性痉挛 肉毒梭菌肉毒梭菌肉毒毒素肉毒毒素 肉毒中毒肉毒中毒阻止乙酰胆碱释放阻止乙酰胆碱释放肌肉松驰性麻痹肌肉松驰性麻痹 神经毒素神经毒素神经毒素神经毒素细菌细菌外毒素外毒素疾病疾病作用机制作用机制症状和体征症状和体征白喉棒状杆菌白喉棒状杆菌 白喉毒素白喉毒素白喉白喉抑制蛋白质合成抑制蛋白质合成肾肾上上腺腺出出血血、心心肌肌损损伤伤、外外周神经麻痹周神经麻痹 细胞毒素细胞毒素细胞毒素细胞毒素细菌细菌外毒素外毒素疾病疾病作用机制作用机制症状和体征症状和体征霍乱弧菌霍乱弧菌肠毒素霍乱激活肠粘膜腺苷环化酶，增高细胞内cAMP水平 腹泻、呕吐 产产毒毒型型大大肠肠埃希菌埃希菌肠毒素腹泻呕吐、腹泻金葡菌金葡菌肠毒素食物中毒刺激呕吐中枢 呕吐、腹泻 肠毒素肠毒素肠毒素肠毒素Department of Microbiology,Harbin Medical UniversityDepartment of Microbiology,Harbin Medical University 张文莉张文莉 类毒素类毒素（无毒抗原）（无毒抗原）外毒素外毒素（极毒抗原）（极毒抗原）抗毒素抗毒素（抗毒抗体）（抗毒抗体）免疫动物免疫动物脱毒脱毒0.3-0.4%0.3-0.4%甲醛甲醛外毒素抗原性n 类毒素（toxoid）u受甲醛作用可使其活性蛋白灭活而不影响结合蛋白的抗原性n抗毒素（antitoxin）u外毒素刺激机体产生的中和抗体免疫动物免疫动物Department of Microbiology,Harbin Medical UniversityDepartment of Microbiology,Harbin Medical University 张文莉张文莉内毒素 endotoxinn脂多糖 LPS成分，菌体裂解后释放出来 寡糖重复寡糖重复寡糖重复寡糖重复单位单位单位单位核心多糖核心多糖核心多糖核心多糖脂质脂质脂质脂质A A A A外膜外膜主要主要毒性毒性成份成份OO抗原抗原决定簇决定簇Department of Microbiology,Harbin Medical UniversityDepartment of Microbiology,Harbin Medical University 张文莉张文莉n脂多糖 LPS lipopolysacharide u菌体裂解释放u化学稳定性u不能成为类毒素u免疫原性弱GG-菌崩解和内毒素释放过程演示菌崩解和内毒素释放过程演示内毒素 endotoxinDepartment of Microbiology,Harbin Medical UniversityDepartment of Microbiology,Harbin Medical University 张文莉张文莉内毒素 endotoxinn内毒素的生物学作用：u发热反应 u白细胞反应 u内毒素血症与内毒性休克 uShwartzman现象与DIC败血症的皮肤表现Department of Microbiology,Harbin Medical UniversityDepartment of Microbiology,Harbin Medical University 张文莉张文莉外毒素与内毒素的对比区别区别外 毒 素内 毒 素来源来源GG+菌与部分菌与部分GG-GG-菌菌存在存在部位部位分泌到菌外，少数是崩解释出分泌到菌外，少数是崩解释出细胞壁组分，菌裂解后释出细胞壁组分，菌裂解后释出化学化学成分成分蛋白质蛋白质脂多糖脂多糖稳定性稳定性60608080，3030分钟分钟 160160，2 24 4小时小时 作用作用方式方式与受体结合与受体结合刺激细胞分泌细胞因子、血管刺激细胞分泌细胞因子、血管活性物质活性物质毒性毒性作用作用强，对组织器官有选择性，引强，对组织器官有选择性，引起特殊临床表现起特殊临床表现较弱，引起发热、白细胞增多、较弱，引起发热、白细胞增多、微循环障碍、休克、微循环障碍、休克、DICDIC等等抗原性抗原性强，刺激机体产生抗毒素；脱强，刺激机体产生抗毒素；脱毒形成类毒素毒形成类毒素弱，抗体作用弱弱，抗体作用弱Department of Microbiology,Harbin Medical UniversityDepartment of Microbiology,Harbin Medical University 张文莉张文莉n侵入宿主菌量多少u致病菌毒力强弱和宿主免疫力高低u毒力强，所需菌量小u毒力弱，菌量大n适宜部位才能引起感染n其他u某些细菌的免疫病理作用u毒力的基因调控u环境因素Department of Microbiology,Harbin Medical UniversityDepartment of Microbiology,Harbin Medical University 张文莉张文莉感染来源n外源性感染：病原菌u病人u带菌者u动物n内源性感染：条件致病菌n医院感染：病原菌条件致病菌Department of Microbiology,Harbin Medical UniversityDepartment of Microbiology,Harbin Medical University 张文莉张文莉感染途径途 径 方 式 疾 病 举 例呼吸道感染呼吸道感染气溶胶，飞沫方式吸入气溶胶，飞沫方式吸入肺结核、白喉、百日咳肺结核、白喉、百日咳消化道感染消化道感染粪粪-口方式，食入口方式，食入伤寒、痢疾、食物中毒伤寒、痢疾、食物中毒泌尿生殖道感染泌尿生殖道感染性接触，血液或粘膜损伤性接触，血液或粘膜损伤淋病、梅毒等淋病、梅毒等创伤性感染创伤性感染皮肤、粘膜创伤、破损皮肤、粘膜创伤、破损皮肤化脓感染，破伤风皮肤化脓感染，破伤风经血感染经血感染输血、注射、针刺输血、注射、针刺细菌败血症细菌败血症媒介昆虫感染媒介昆虫感染密切接触、叮咬密切接触、叮咬鼠疫，沙门菌病鼠疫，沙门菌病多途径感染多途径感染经消化、呼吸、创伤等经消化、呼吸、创伤等结核及炭疸杆菌感染结核及炭疸杆菌感染Department of Microbiology,Harbin Medical UniversityDepartment of Microbiology,Harbin Medical University 张文莉张文莉细菌的感染类型细菌的感染类型n不感染n隐性感染 n潜伏感染n显性感染 n带菌状态n n急性感染急性感染n n慢性感染慢性感染n n局部感染局部感染n n全身感染全身感染毒血症、毒血症、菌血症、败血菌血症、败血症症脓毒血症、内脓毒血症、内毒素血症毒素血症Department of Microbiology,Harbin Medical UniversityDepartment of Microbiology,Harbin Medical University 张文莉张文莉n毒血症（毒血症（toxemia）u细菌在局部繁殖，不入血，仅外毒素入血，到达细菌在局部繁殖，不入血，仅外毒素入血，到达靶器官，引起组织损害，产生特殊毒性症状靶器官，引起组织损害，产生特殊毒性症状 n菌血症（菌血症（bacteremia）u病原菌侵入血流，但未大量繁殖，只是短暂一过病原菌侵入血流，但未大量繁殖，只是短暂一过性经血循环到达适宜部位再繁殖致病。性经血循环到达适宜部位再繁殖致病。n败血症（败血症（septicemia）u病原菌侵入血流后并在血中大量繁殖，产生毒性病原菌侵入血流后并在血中大量繁殖，产生毒性产物，引起全身中毒症状者。产物，引起全身中毒症状者。n脓毒血症（脓毒血症（pyemia）u化脓性细菌入血，在其中繁殖，通过血流播散至化脓性细菌入血，在其中繁殖，通过血流播散至其他许多组织或器官，引起转移性化脓病灶其他许多组织或器官，引起转移性化脓病灶n内毒素血症（内毒素血症（endotoxemia）全 身 感 染Department of Microbiology,Harbin Medical UniversityDepartment of Microbiology,Harbin Medical University 张文莉张文莉第二节第二节 病毒的感染与致病机制病毒的感染与致病机制n侵入机体，在细胞内繁殖的过程-病毒感染n实质u病毒与机体、病毒与易感细胞相互作用u致病从侵入宿主、感染细胞开始，表现为人整体和细胞两个层次Department of Microbiology,Harbin Medical UniversityDepartment of Microbiology,Harbin Medical University 张文莉张文莉一、病毒的传播途径n水平传播（horizontal transmission）u病毒在人群中不同个体之间传播 n垂直传播（vertical transmission）u母体的病毒经胎盘或产道传播给子代HBV、CMV、HIV和风疹病毒 畸形胎儿畸形胎儿 死胎死胎 受感染胎儿受感染胎儿 正常胎儿正常胎儿（死亡（死亡+）（流产、死产）（流产、死产）（疾病）（疾病）胎儿病毒感染后果Department of Microbiology,Harbin Medical UniversityDepartment of Microbiology,Harbin Medical University 张文莉张文莉 呼呼 吸吸 道道空气、飞沫、痰、唾液空气、飞沫、痰、唾液或皮屑或皮屑正粘病毒（流感病毒）、副粘病毒，正粘病毒（流感病毒）、副粘病毒，鼻病毒、水痘病毒和腺病毒鼻病毒、水痘病毒和腺病毒 消消 化化 道道污染的水或食物污染的水或食物脊髓灰质炎病毒、其他肠道病毒、脊髓灰质炎病毒、其他肠道病毒、轮状病毒、轮状病毒、HAVHAV及及HEVHEV 眼及泌尿生眼及泌尿生殖道殖道 接触（直接或间接）、接触（直接或间接）、游泳池、性接触游泳池、性接触HIVHIV、HSV-1HSV-1、HSV-2HSV-2、CMVCMV、HPVHPV、腺病毒及肠道病毒、腺病毒及肠道病毒7070型等型等 破损皮肤破损皮肤吸血昆虫、狂犬吸血昆虫、狂犬脑炎病毒、狂犬病病毒等脑炎病毒、狂犬病病毒等 血血 液液输血、注射、器官移植输血、注射、器官移植HIVHIV、HBVHBV、HCVHCV、CMVCMV 感染途径感染途径 传播方式与媒介传播方式与媒介 病毒种类病毒种类 胎盘胎盘/产道产道 宫内、分娩产道、宫内、分娩产道、哺乳哺乳 风疹病毒、风疹病毒、HIVHIV、HBVHBV、CMVCMV 人类病毒的感染途径Department of Microbiology,Harbin Medical UniversityDepartment of Microbiology,Harbin Medical University 张文莉张文莉病毒的传播途径n局部感染 local infection u病毒侵入机体后，只在入侵部位感染细胞n全身感染 systemic infection u 从入侵部位经血流或神经系统向全身到达远离入侵部位播散u进入机体血液系统：病毒血症（viremia）Department of Microbiology,Harbin Medical UniversityDepartment of Microbiology,Harbin Medical University 张文莉张文莉病毒感染类型n隐性感染 （病毒携带者）n显性感染u急性病毒感染潜伏期短、发病急，数日或数周恢复病原消灭型感染u 持续性病毒感染Department of Microbiology,Harbin Medical UniversityDepartment of Microbiology,Harbin Medical University 张文莉张文莉持续性病毒感染n慢性病毒感染（chronic viral infection):病毒持续存在并排出uHBV、CMV、EBV n潜伏性病毒感染（latent viral infection）：病毒与机体平衡uHSV导致的唇部单纯疱疹n慢发病毒感染（slow virus infection）：长的潜伏期uAIDS、亚急性硬化性脑炎（SSPE）Department of Microbiology,Harbin Medical UniversityDepartment of Microbiology,Harbin Medical University 张文莉张文莉病毒的致病机制病毒的致病机制病毒致病作用表现在细胞和机体两个水平 急性病毒感染时细胞和宿主的反应 Department of Microbiology,Harbin Medical UniversityDepartment of Microbiology,Harbin Medical University 张文莉张文莉病毒的致病机制n在活细胞内增殖，侵袭细胞，扩散蔓延到多数细胞，最终组织器官损伤、功能障碍n病毒感染对宿主细胞的致病作用n病毒感染对机体的致病作用Department of Microbiology,Harbin Medical UniversityDepartment of Microbiology,Harbin Medical University 张文莉张文莉病毒感染对宿主细胞致病n溶细胞型感染u病毒的杀细胞效应（cytocidal effect）u致细胞病变作用（cytopathic effect,CPE）n稳定状态感染 n细胞凋亡（cell apoptosis）n病毒基因组的整合n细胞转化n包涵体（inclusion body）形成Department of Microbiology,Harbin Medical UniversityDepartment of Microbiology,Harbin Medical University 张文莉张文莉细胞病变效应（CPE）正常细胞 病毒感染细胞Department of Microbiology,Harbin Medical UniversityDepartment of Microbiology,Harbin Medical University 张文莉张文莉多核巨细胞Department of Microbiology,Harbin Medical UniversityDepartment of Microbiology,Harbin Medical University 张文莉张文莉包涵体（inclusion body）n细胞浆或细胞核内出现光镜下可见的斑块状结构Department of Microbiology,Harbin Medical UniversityDepartment of Microbiology,Harbin Medical University 张文莉张文莉病毒感染对机体的致病作用n对组织器官的亲嗜性与损伤 n免疫病理损伤 u体液免疫病理作用u细胞免疫病理作用n病毒对免疫系统的致病作用 u病毒感染引起免疫抑制 u病毒对免疫活性细胞的杀伤u病毒感染引起自身免疫病Department of Microbiology,Harbin Medical UniversityDepartment of Microbiology,Harbin Medical University 张文莉张文莉教学大纲n掌握内容u细菌的感染与致病细菌的毒力；外毒素与内毒素u病毒的感染与致病病毒侵入机体的方式与传播途径；病毒感染类型u真菌的感染与致病n熟悉内容u微生态平衡与失调；细菌引起的感染类型n了解内容u医院内感染及预防；决定细菌侵袭力的因素Department of Microbiology,Harbin Medical UniversityDepartment of Microbiology,Harbin Medical University 张文莉张文莉要点n细菌的毒力，包括侵袭性酶和毒素；n内、外毒素的主要区别n细菌全身感染的类型n病毒侵入机体的方式与传播途径n病毒感染类型 n真菌感染的类型与致病机制Department of Microbiology,Harbin Medical UniversityDepartment of Microbiology,Harbin Medical University 张文莉张文莉问题n什么是正常菌群？有何意义？n什么是条件感染？n细菌的侵袭力包括哪些因素？n什么是外毒素？有何特点？n什么是内毒素？它有哪些生物学作用？n内与外毒素的主要区别？n病毒感染有哪些类型？n真菌的致病机制是什么？