微生物学细菌与病毒的感染与致病机制200911.pptx
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1、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第第第第5 55 5章章章章Mechanisms of Bacterial and Viral infection and PathogenesisMechanisms of Bacterial and Viral infection and Pathogenesis商庆龙商庆龙 Instructor in Dept.of medical microbiology,HMUInstructor in Dept.of medical microbiology,HMU2009.11.32009.1
2、1.3 动物身体提供了有利的生长环境动物身体提供了有利的生长环境富含有机营养物质和生长因子富含有机营养物质和生长因子提供稳定的提供稳定的pH、温度和渗透压、温度和渗透压每一器官又有不同的理化条件每一器官又有不同的理化条件但动物体有多变的防御机制但动物体有多变的防御机制少数少数细菌总细菌总有致病性有致病性许多许多细菌具有细菌具有潜在致病性潜在致病性大多大多细菌不具有致病性细菌不具有致病性n感染感染 infection:n病原微生物在宿主体内与宿主防御机制相互作用中并病原微生物在宿主体内与宿主防御机制相互作用中并引起一定的病理引起一定的病理过程程 一、正常菌群与条件致病菌一、正常菌群与条件致病菌人
3、体各部位正常细菌数量人体各部位正常细菌数量 正常菌群正常菌群正常菌群正常菌群 normal flora:分布于人体各部位分布于人体各部位正常正常寄居寄居而而对人无害对人无害的细菌的细菌第一节第一节 细菌的感染与致病机制细菌的感染与致病机制 人体各部位常见的正常菌群人体各部位常见的正常菌群 部位部位部位部位 主要细菌种类主要细菌种类主要细菌种类主要细菌种类 皮肤皮肤 葡葡萄萄球球菌菌、类类白白喉喉棒棒状状杆杆菌菌、大大肠肠埃埃希希菌菌、铜铜绿绿假假单单胞胞菌菌、丙丙酸酸杆杆菌菌、非致病性分枝杆菌等非致病性分枝杆菌等 口腔口腔 链球菌、奈瑟菌、放线菌、葡萄球菌、乳杆菌、梭菌等链球菌、奈瑟菌、放线菌
4、、葡萄球菌、乳杆菌、梭菌等 鼻咽腔鼻咽腔葡萄球菌、甲型链球菌、肺炎链球菌、奈瑟菌、拟杆菌等葡萄球菌、甲型链球菌、肺炎链球菌、奈瑟菌、拟杆菌等 外耳道外耳道 葡萄球菌、类白喉棒状杆菌、铜绿假单胞菌、非致病性分枝杆菌葡萄球菌、类白喉棒状杆菌、铜绿假单胞菌、非致病性分枝杆菌眼结膜眼结膜 葡萄球菌、结膜干燥杆菌等葡萄球菌、结膜干燥杆菌等 肠道肠道 大大肠肠埃埃希希菌菌、产产气气肠肠杆杆菌菌、变变形形杆杆菌菌、铜铜绿绿假假单单胞胞菌菌、肠肠球球菌菌、双双歧歧杆杆菌、乳杆菌、类杆菌、破伤风梭菌、产气荚膜梭菌等菌、乳杆菌、类杆菌、破伤风梭菌、产气荚膜梭菌等 尿道尿道 葡萄球菌、类白喉棒状杆菌、非致病分枝杆菌
5、等葡萄球菌、类白喉棒状杆菌、非致病分枝杆菌等 阴道阴道 乳杆菌、大肠埃希菌、类白喉棒状杆菌等乳杆菌、大肠埃希菌、类白喉棒状杆菌等 图例如下页图例如下页皮肤上的正常菌群皮肤上的正常菌群皮肤上的正常菌群皮肤上的正常菌群正常菌群的生理作用正常菌群的生理作用n生物拮抗作用生物拮抗作用 n生物膜生物膜 n营养作用营养作用 n免疫作用免疫作用 n作为抗原库n促进宿主免疫器官发育 n抑癌、抗衰老作用抑癌、抗衰老作用 生物屏障作用机理生物屏障作用机理:改变改变pHpH值值 占位性保护作用占位性保护作用 争夺营养争夺营养 抗菌素和细菌素抗菌素和细菌素生物膜举例生物膜举例占位性生物屏障作用占位性生物屏障作用粘膜表
6、面和肠腔间有较厚的细菌层粘膜表面和肠腔间有较厚的细菌层(大鼠肠切片放大262倍)临近肠壁组织的细菌的聚集菌落临近肠壁组织的细菌的聚集菌落大鼠肠切片(放大2624倍)共生关系共生关系 条件致病菌条件致病菌 n n条件致病菌条件致病菌条件致病菌条件致病菌 opportunistic pathogenopportunistic pathogen :n 在一定条件下正常菌群或非致病菌引起机体感染在一定条件下正常菌群或非致病菌引起机体感染 细菌方面细菌方面机体方面机体方面正常菌群正常菌群/非致病菌非致病菌条件致病菌条件致病菌?寄生部位改变菌群失调免疫功能下降n常见的条件感染类型常见的条件感染类型 n烧伤
7、时创面化脓菌感染烧伤时创面化脓菌感染及败血症及败血症n切口化脓性感染切口化脓性感染n泌尿道感染泌尿道感染n下呼吸道感染下呼吸道感染n念珠菌性阴道炎念珠菌性阴道炎n伪膜性肠炎伪膜性肠炎异位寄生异位寄生 abnormal habitation二、细菌的致病机制二、细菌的致病机制n nn致病性致病性致病性致病性致病性致病性 :细菌侵入机体并在宿主体内定居、增殖细菌侵入机体并在宿主体内定居、增殖细菌侵入机体并在宿主体内定居、增殖细菌侵入机体并在宿主体内定居、增殖并引起疾病的性质并引起疾病的性质并引起疾病的性质并引起疾病的性质 nn疾病:疾病:疾病:疾病:生物体在一定条件下,由体内或体外致病因素引起的一
8、系列复生物体在一定条件下,由体内或体外致病因素引起的一系列复杂且有特征性的病理状态杂且有特征性的病理状态 n nn毒力毒力毒力毒力毒力毒力:表示病原菌致病性的强弱程度表示病原菌致病性的强弱程度表示病原菌致病性的强弱程度表示病原菌致病性的强弱程度nn半数致死量半数致死量半数致死量半数致死量 LDLD5050 :nn在一定条件下能引起在一定条件下能引起50%50%实验动物死亡或感染的最小细菌属或毒素量实验动物死亡或感染的最小细菌属或毒素量 侵袭力侵袭力产毒性产毒性 毒力毒力侵入数量侵入数量侵入门径:呼吸道、消化道、皮肤伤口侵入门径:呼吸道、消化道、皮肤伤口病原病原菌菌入侵、定位入侵、定位繁殖、扩散
9、繁殖、扩散机体防御机体防御细菌毒素细菌毒素细菌的致病性细菌的致病性 一、侵袭力一、侵袭力 n nn 粘附与定植粘附与定植粘附与定植粘附与定植adherence and colonizationadherence and colonization nn菌毛菌毛菌毛菌毛nn粘附于组织细胞粘附于组织细胞nn有组织特异性有组织特异性nn细细胞壁成分胞壁成分胞壁成分胞壁成分nn膜磷壁酸(膜磷壁酸(LTALTA)nn其它因素其它因素其它因素其它因素nn生化反应生化反应nn变形链球菌变形链球菌+乳杆菌乳杆菌-龋齿龋齿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
10、)受体(糖类)受体(糖类)细菌细菌细菌细菌G-nn 繁殖和扩散繁殖和扩散繁殖和扩散繁殖和扩散nn毒素和侵袭性酶毒素和侵袭性酶毒素和侵袭性酶毒素和侵袭性酶霍乱弧菌霍乱弧菌霍乱弧菌霍乱弧菌志贺菌志贺菌志贺菌志贺菌伤寒沙门菌伤寒沙门菌伤寒沙门菌伤寒沙门菌n透明质酸酶:引起组织松散n胶原酶:水解胶原蛋白n链激酶:水解纤维蛋白凝块n卵磷脂酶:水解组织细胞n凝固酶:形成纤维蛋白屏障侵袭性大肠埃希菌引起肠壁的损伤和破坏侵袭性大肠埃希菌引起肠壁的损伤和破坏痢疾痢疾痢疾痢疾侵袭性沙门菌引起小肠壁损伤导致腹泻侵袭性沙门菌引起小肠壁损伤导致腹泻全身播散全身播散丹毒丹毒Erysipelascaused by Stre
11、ptococcus pyogenes链球菌引起的蜂窝组织炎链球菌引起的蜂窝组织炎Child with Streptococcal cellulitis气性坏疽气性坏疽nn 对机体防御机制的抵抗力对机体防御机制的抵抗力对机体防御机制的抵抗力对机体防御机制的抵抗力 nn抗吞噬:荚膜、血浆凝固酶、溶血素抗吞噬:荚膜、血浆凝固酶、溶血素抗吞噬:荚膜、血浆凝固酶、溶血素抗吞噬:荚膜、血浆凝固酶、溶血素nn抗调理作用:荚膜多糖中的唾液酸、抗调理作用:荚膜多糖中的唾液酸、抗调理作用:荚膜多糖中的唾液酸、抗调理作用:荚膜多糖中的唾液酸、SPASPASPASPAnn抗抗抗抗sIgAsIgAsIgAsIgA作用作
12、用作用作用 MM蛋白蛋白蛋白蛋白肽聚糖肽聚糖肽聚糖肽聚糖补体补体补体补体fibrinogen链球菌的防御机制链球菌的防御机制侵袭侵袭毒性毒性组织破坏组织破坏产生疾病产生疾病宿主暴露宿主暴露 病原菌粘附、侵入病原菌粘附、侵入聚集和生长聚集和生长暴露暴露局部位点暴露局部位点暴露病原菌致病过程图示病原菌致病过程图示 外毒素外毒素二、产毒性二、产毒性n n 特征特征 n毒性作用强毒性作用强 n肉毒毒素的毒性比内毒素强1000万倍n选择性强,引起特有的病理变化选择性强,引起特有的病理变化n理化稳定性差理化稳定性差 n抗原性强抗原性强 n合成代谢产物合成代谢产物nG G+菌和部分菌和部分G G-菌产生菌产
13、生n释放到菌体外,或溶解释放释放到菌体外,或溶解释放 n n蛋白质蛋白质,由两个亚单位组成,由两个亚单位组成nA亚单位为活性蛋白亚单位为活性蛋白nB亚单位为结合蛋白亚单位为结合蛋白活性单位活性单位活性单位活性单位结合单位结合单位结合单位结合单位A细胞表面细胞表面细胞表面细胞表面B举例:霍乱毒素分子结构举例:霍乱毒素分子结构举例:霍乱毒素分子结构举例:霍乱毒素分子结构 外毒素的种类和作用外毒素的种类和作用 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%甲醛甲醛toxoidantitoxin受甲醛
14、作用可使其活性蛋白灭受甲醛作用可使其活性蛋白灭活而不影响接合蛋白的抗原性活而不影响接合蛋白的抗原性 外毒素刺激机体外毒素刺激机体产生的中和抗体产生的中和抗体 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 1.1.神经毒素:神经毒素:选择性地作用在神经细胞引起功能紊乱选择性地作用在神经细胞引起功能紊乱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
15、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 2.2.2.2.细胞毒素:细胞毒素:细胞毒素:细胞毒素:作用于细胞代谢的某一环,引起代谢障碍作用于细胞代谢的某一环,引起代谢障碍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肠毒素霍乱霍乱激激活活肠肠粘粘膜膜腺腺苷苷环环化化酶酶,增高细胞内增高细胞内cAMPcAMP水平水平 腹泻、呕吐腹泻、呕吐 产毒型大肠菌产毒型大肠菌肠毒素肠毒素腹泻腹泻呕吐、腹泻呕吐、腹泻金葡菌金葡菌肠毒素肠毒素食物中毒食物中毒刺激呕吐
16、中枢刺激呕吐中枢 呕吐、腹泻呕吐、腹泻 3.3.3.3.肠毒素肠毒素肠毒素肠毒素:肠道局部产生,仅作用于局部肠道局部产生,仅作用于局部白喉白喉霍乱霍乱破伤风梭菌引起的肌肉痉挛破伤风梭菌引起的肌肉痉挛n n 细菌外毒素在医药上的应用细菌外毒素在医药上的应用细菌外毒素在医药上的应用细菌外毒素在医药上的应用:n 与单抗连接,制备免疫毒素和重组毒素作为导向药物治疗肿瘤与单抗连接,制备免疫毒素和重组毒素作为导向药物治疗肿瘤n 可作免疫调节剂增强宿主抵抗力可作免疫调节剂增强宿主抵抗力n 临床治疗临床治疗 内毒素内毒素 endotoxinnn脂多糖脂多糖脂多糖脂多糖 LPSLPS lipopolysacha
17、ridelipopolysacharide nn菌体裂解菌体裂解菌体裂解菌体裂解释释放放放放nn生物毒性生物毒性生物毒性生物毒性nn化学化学化学化学稳稳定性定性定性定性G-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 分子量大于分子量大于1010万,分子结构由三部分组成:万,分子结构由三部分组成: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类脂类脂类脂类脂A A A A外膜主要毒主要毒性成份性成份脂质A:糖磷脂O抗原抗原决定基决定基脂多糖分子结构脂多糖分子结构内毒素引起的调节因子内毒素引起的调节因子n性质稳定,耐热性质稳定,耐热n n160160 2 24 4小时被
18、破坏,小时被破坏,或用强酸、强碱、强氧化或用强酸、强碱、强氧化剂煮沸剂煮沸3030分钟才灭活分钟才灭活 n抗内毒素抗体抗内毒素抗体n人体对内毒素敏感人体对内毒素敏感n内毒素的生物学作用内毒素的生物学作用 n发热反反应 n白白细胞反胞反应 n低血低血压与休克与休克 n弥漫性血管内凝血(弥漫性血管内凝血(DIC)nShwartzman现象 n其它作用其它作用n保保护性效性效应n小剂量LPS可增强机体非特异性抵抗力,有增强抗感染免疫和抗肿瘤免疫作用败血症的皮肤表现败血症的皮肤表现n内毒素的检测内毒素的检测n鲎试验鲎试验(limulus lysate test)最敏感)最敏感n鲎:鲎:“马蹄蟹马蹄蟹”
19、,节肢动物门,无脊椎动物,时存活了,节肢动物门,无脊椎动物,时存活了3 3亿年的活化石。亿年的活化石。有开放性血管系统,每只可采血有开放性血管系统,每只可采血100-300ml100-300ml,其血清呈蓝色,内含血蓝,其血清呈蓝色,内含血蓝蛋白和外源凝集素。鲎血重金含一种变形细胞,其裂解产物可与蛋白和外源凝集素。鲎血重金含一种变形细胞,其裂解产物可与G G-菌的菌的内毒素和脂磷壁酸等发生特异性和高灵敏度的凝胶化反应。内毒素和脂磷壁酸等发生特异性和高灵敏度的凝胶化反应。外毒素与内毒素的对比外毒素与内毒素的对比区别区别外外 毒毒 素素内内 毒毒 素素来源来源G G+菌与部分菌与部分G G-G G
20、-菌菌存在部位存在部位分泌到菌外,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,菌裂解后释出化学成分化学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 作用方式作用方式与受体结合与受体结合细胞分泌细胞因子、血管活性物质细胞分泌细胞因子、血管活性物质毒性作用毒性作用强,对组织器官有选择性,引起特强,对组织器官有选择性,引起特殊临床表现殊临床表现较弱,引起发热、白细胞增多、微较弱,引起发热、白细胞增多、微循环障碍、休克、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;脱毒形成类强,刺激
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