第六章細菌的感染和致病機理細菌的致病性及毒力細菌的毒力因子及分泌系統(tǒng)主要內(nèi)容:1精選課件ppt有關(guān)概念1、感染(infection)是指病原微生物在宿主體內(nèi)持續(xù)存在或增殖。2、發(fā)病(disease)表示病原微生物感染之后，對宿主造成明顯的損害。3、病原菌(pathogenicbacteria)是指那些導(dǎo)致機體發(fā)病的細菌。是一群高度特化了的微生物，為了自身的生存，已適應(yīng)而且必須在宿主生物體內(nèi)持續(xù)存在或增殖。2精選課件ppt非致病菌：不能造成宿主感染的為非致病菌；條件致病菌：在正常情況下不致病，在某些條件改變的特殊情況下可以致??；3精選課件ppt第一節(jié)細菌的致病性和毒力一、概念

1.致病性(Pathogenicity)：一定種類的病原菌在一定的條件下，能在宿主體內(nèi)引起感染的能力。細菌的致病性是針對宿主而言；不同的病原菌對宿主可引起不同的疾病，表現(xiàn)為不同的臨床癥狀和病理變化，如炭疽桿菌引起炭疽，而霍亂弧菌則引起霍亂。因此，致病性是細菌種的特征之一。4精選課件ppt 2.毒力(virulent)：病原菌致病力的強弱程度稱為毒力，同一細菌的不同菌株，其毒力不一樣，因此，毒力是菌株的特征。5精選課件ppt二、細菌致病性的確定

著名的柯赫法則是確定某種細菌是否具有致病性的主要依據(jù)，其要點是：

1.特殊的病原菌應(yīng)在同一疾病中查見，在健康者不存在;2.此病原菌能被分離培養(yǎng)而得到純種;

6精選課件ppt3.此純培養(yǎng)物接種易感動物，能導(dǎo)致同樣病癥;4.自實驗感染的動物體內(nèi)能重新獲得該病原菌的純培養(yǎng)。

近年來隨著分子生物學的發(fā)展，“基因水平的柯赫法則”應(yīng)運而生。7精選課件ppt

取得共識的有以下幾點: 第一，應(yīng)在致病菌株中檢出某些基因或其產(chǎn)物，而無毒力菌株中無。 第二，如有毒力菌株的某個基因被損壞，則菌株的毒力應(yīng)減弱或消除?；蛘邔⒋嘶蚩寺〉綗o毒菌株內(nèi)，后者成為有毒力菌株。 第三，將細菌接種動物時，這個基因應(yīng)在感染的過程中表達。 第四，在接種動物檢測到這個基因產(chǎn)物的抗體，或產(chǎn)生免疫保護。

該法則也適用于細菌以外的微生物，如病毒。8精選課件ppt三、細菌毒力的測定 1、半數(shù)致死量(medianlethaldose，LD50)是指能使接種的實驗動物在感染后一定時限內(nèi)死亡一半所需的微生物量或毒素量。

2、半數(shù)感染量(medianinfectiousdose，ID50)某些病原微生物只能感染實驗動物、雞胚或細胞，但不引致死亡，可用ID50來表示其毒力。測定的方法與測定LD50類似，只不過在統(tǒng)計結(jié)果時以感染者代替死亡者。9精選課件ppt第二節(jié)細菌的毒力因子及分泌系統(tǒng)一、概念1、毒力因子(virulentfactor)：構(gòu)成細菌毒力的物質(zhì)稱為毒力因子，主要有侵襲力和毒素，此外有些毒力因子尚不明確。近年來的研究發(fā)現(xiàn)，細菌的許多重要毒力因子的分泌與細菌的分泌系統(tǒng)有關(guān)。

2、侵襲力(invasiveness)：病原菌在機體內(nèi)定殖，突破機體的防御屏障，內(nèi)化作用，繁殖和擴散，這種能力稱為侵襲力。10精選課件ppt

3、定殖(Colonization)：細菌感染的第一步就是在體內(nèi)定殖(或稱定居)，實現(xiàn)定殖的前提是細菌要黏附在宿主消化道、呼吸道、生殖道、尿道及眼結(jié)膜等處，以免被腸蠕動、黏液分泌、呼吸道纖毛運動等作用所清除。4、黏附素(adhesin)：凡具有黏附作用的細菌結(jié)構(gòu)成分，統(tǒng)稱為黏附素。通常是細菌表面的一些大分子結(jié)構(gòu)成分，主要是革蘭氏陰性菌的菌毛，其次是非菌毛黏附素，如某些外膜蛋白(OMP)以及革蘭氏陽性菌的脂磷壁酸(LTA)等。11精選課件ppt

5、受體(receptor)：細胞或組織表面與黏附素相互作用的成分稱為受體。多為細胞表面糖蛋白，其中的糖殘基往往是黏附素直接結(jié)合部位，如大腸桿菌1型菌毛結(jié)合D甘露糖、霍亂弧菌的4型菌毛結(jié)合巖藻糖及甘露糖、大腸桿菌的F5(K99)菌毛結(jié)合唾液酸和半乳糖。12精選課件ppt二、干擾或逃避宿主的防御機制 病原菌黏附于細胞或組織表面后，必須克服機體局部的防御機制，特別是要干擾或逃避局部的吞噬作用及分泌抗體介導(dǎo)的免疫作用，才能建立感染。13精選課件ppt1、抗吞噬作用包括以下幾個方面：

№1：不與吞噬細胞接觸，如通過外毒素破壞細胞骨架以抑制吞噬細胞的作用，如鏈球菌溶血素等。 №2：抑制吞噬細胞的攝取，如莢膜、菌毛和鏈球菌的M蛋白。 №3：在吞噬細胞內(nèi)生存，如沙門氏菌的某些成分可抑制溶酶體與吞噬小體的融合;再如李氏桿菌被吞噬后，很快從吞噬小體中逸出，直接進入細胞質(zhì)。而金黃色葡萄球菌則產(chǎn)生大量的過氧化氫酶，能中和吞噬細胞中的氧自由基。14精選課件ppt№4：殺死或損傷吞噬細胞，細菌通過分泌外毒素或蛋白酶來破壞吞噬細胞的細胞膜，或誘導(dǎo)細胞凋亡，或直接殺死吞噬細胞。15精選課件ppt2、抗體液免疫機制

細菌逃避體液免疫主要通過:第一:抗原偽裝或抗原變異，前者主要是在細菌表面結(jié)合機體組織成分，如金黃色葡萄球菌通過細胞結(jié)合性凝固酶結(jié)合血纖維蛋白，或通過SPA結(jié)合免疫球蛋白。第二：分泌蛋白酶降解免疫球蛋白，嗜血桿IgA酶。第三：通過LPS、OMP、莢膜及S層等的作用，逃避補體，抑制抗體產(chǎn)生。16精選課件ppt3、內(nèi)化作用 指某些細菌黏附于細胞表面之后，能進入吞噬細胞或非吞噬細胞內(nèi)部的過程。結(jié)核桿菌等嚴格的胞內(nèi)寄生菌及大腸桿菌等胞外寄生菌的感染都離不開內(nèi)化作用，這些細菌一旦喪失進入細胞的能力，毒力則顯著下降。 內(nèi)化作用對細菌的意義在于，細菌通過這種移位作用進入深層組織，或進入血循環(huán)，細菌借以從感染的原發(fā)病灶擴散至全身或較遠的靶器官。宿主細胞為進入其內(nèi)的細菌提供了一個增殖的小環(huán)境和庇護所，使細菌逃避宿主免疫機制的殺滅。17精選課件ppt鼠傷寒沙門氏菌的內(nèi)化過程18精選課件ppt4、在體內(nèi)增殖 細菌在宿主體內(nèi)增殖是感染的核心問題，增殖速度對致病性極其重要，如果增殖較快，細菌在感染之初就能克服機體防御機制，易在體內(nèi)生存。反之，若增殖較慢，則易被機體清除。19精選課件ppt5、在體內(nèi)擴散

細菌分泌的蛋白酶稱為胞外蛋白酶，它們具有多種致病作用，例如激活外毒素、滅活血清中的補體等，有的蛋白酶本身就是外毒素。此外，最主要的作用是作用于組織基質(zhì)或細胞膜，造成它們的損傷，增加其通透，有利于細菌在體內(nèi)的擴散性。20精選課件ppt此類酶常見的有：①透明質(zhì)酸酶，舊稱擴散因子，分解結(jié)締組織的透明質(zhì)酸，葡萄球菌、鏈球菌等可產(chǎn)生。②膠原酶，主要分解ECM中的膠原蛋白，見之于梭菌、氣單胞菌等。③神經(jīng)氨酸酶，主要分解腸黏膜上皮細胞的細胞間質(zhì)，霍亂弧菌及志賀菌可產(chǎn)生。④磷脂酶又名“毒素”，可水解細胞膜的磷脂，產(chǎn)氣莢膜梭菌產(chǎn)生。21精選課件ppt⑤卵磷脂酶，分解細胞膜的卵磷脂，產(chǎn)氣莢膜梭菌產(chǎn)生。⑥激酶，能將血纖維蛋白溶酶原激活為血纖維蛋白溶酶。包括鏈球菌產(chǎn)生的鏈激酶和葡萄球菌等產(chǎn)生的激酶，以分解血纖維蛋白，防止形成血凝塊。⑦凝固酶，細菌在體內(nèi)的擴散也可通過內(nèi)化作用完成。特別是細胞結(jié)合性凝固酶，可為細菌提供抗原偽裝外，使之不被吞噬或機體免疫機制所識別。見于致病性金黃色葡萄球菌。

22精選課件ppt23精選課件ppt6、毒素(toxin) 細菌毒素按其來源、性質(zhì)和作用等的不同，可分為外毒素和內(nèi)毒素兩大類。在大多數(shù)情況下，外毒素一般簡稱毒素。 1、外毒素(exotoxin)

（1）概念：是某些病原菌在生長繁殖過程中所產(chǎn)生的對宿主細胞有毒性的可溶性蛋白質(zhì)。大多數(shù)外毒素在菌體內(nèi)合成后必須分泌于胞外，故名“外毒素”。但也有少數(shù)外毒素存在于菌體細胞的胞周間隙，只有當菌體細胞裂解后才釋放至胞外。

24精選課件ppt 多種細菌能產(chǎn)生外毒素，革蘭氏陽性菌主要有破傷風桿菌、炭疽桿菌、肉毒梭菌、產(chǎn)氣莢膜梭菌、溶血性鏈球菌、金黃色葡萄球菌等;革蘭氏陰性菌中有大腸桿菌、霍亂弧菌、銅綠假單胞菌、氣單胞菌、多殺性巴氏桿菌等。25精選課件ppt(1)組成大多數(shù)外毒素由A、B兩種亞單位組成，有多種合成和排列形式。26精選課件ppt A亞單位為毒素的活性中心，稱活性亞單位，決定毒素的毒性效應(yīng)。 B亞單位稱結(jié)合單位，能使毒素分子特異性地結(jié)合在宿主易感組織的細胞膜受體上，并協(xié)助A亞單位穿過細胞膜。 A、B亞單位單獨均無毒性，A亞單位必須在B亞單位的協(xié)助下，結(jié)合至受體釋放到細胞內(nèi)，才能發(fā)揮毒性作用，因此毒素結(jié)構(gòu)的完整性是其致病的必備條件。27精選課件ppt B亞單位可單獨與細胞膜受體結(jié)合，并阻斷完整毒素的結(jié)合，B亞單位可刺激機體產(chǎn)生相應(yīng)的抗體，從而阻斷完整毒素結(jié)合細胞，可作為良好的亞單位疫苗。28精選課件ppt

(2)特性

№1：外毒素的毒性作用極強，如lmg純化的肉毒毒素能殺死2000萬只小鼠。破傷風毒素對小鼠的致死劑量，是馬錢子堿的106倍?！?：外毒素的毒性具有高度的特異性。不同細菌產(chǎn)生的外毒素，對機體的組織器官有一定的選擇。29精選課件ppt30精選課件ppt№3：外毒素具有良好的免疫原性，可刺激機體產(chǎn)生特異性的抗體，而使機體具有免疫保護作用，這種抗體稱為抗毒素(antitoxin)，可用于緊急治療和預(yù)防?！?：多數(shù)外毒素不耐熱，一般在60～80℃經(jīng)l0～80min即可失去毒性。31精選課件ppt(3)類毒素：外毒素在0.4%甲醛溶液作用下，經(jīng)過一段時間可以脫毒，但仍保留原有抗原性，稱之為類毒素(toxoid)。類毒素注人機體后，仍可刺激機體產(chǎn)生抗毒素，可作為疫苗進行免疫接種。(4)毒素的分類目前尚末統(tǒng)一，比較簡明的是根據(jù)其性質(zhì)分為三類:A-B型毒素、攻膜毒素以及超抗原毒素。32精選課件ppt №1：攻膜毒素又名穿孔毒素。其作用機制是在宿主細胞膜上形成小孔，造成胞內(nèi)液流失而使細胞破壞。一些溶血毒素及磷酸酯酶屬于此類，金黃色葡萄球菌的。 №2：A-B型毒素具有典型的A-B兩個亞單位，多數(shù)外毒素均屬此類。例如霍亂毒素、志賀毒素、破傷風毒素等。 №3：超抗原毒素缺乏典型的A-B亞單位結(jié)構(gòu)，它與T細胞結(jié)合，釋放出細胞因子。金黃色葡萄球菌的毒素休克綜合征毒素屬于此類。33精選課件ppt 2、內(nèi)毒素(endotoxin)

內(nèi)毒素特指革蘭氏陰性菌外膜中的脂多糖(LPS)成分，細菌在死亡后破裂或用人工方法裂解菌體后才釋放。革蘭氏陽性菌細胞壁中的脂磷壁酸(LTA)具有LPS的絕大多數(shù)活性，但無致熱功能。螺旋體、衣原體、立克次體亦含有LPS。34精選課件ppt(2)特性

內(nèi)毒素耐熱，加熱100℃經(jīng)lh仍不被破壞，必須加熱160℃經(jīng)2～4h，或用強酸、強堿或強氧化劑煮沸30min才失活。 不能被甲醛脫毒成類毒素。內(nèi)毒素的抗原性較弱，將內(nèi)毒素注人機體可產(chǎn)生針對其中多糖抗原的相應(yīng)抗體，但此抗體并無中和內(nèi)毒素毒性的作用。(3)檢測

目前通用鱟試驗。東方鱟或美洲鱟均是海洋節(jié)肢動物，其血液中的有核變形細胞能被內(nèi)毒素所裂解。35精選課件ppt36精選課件ppt37精選課件pptⅢ型分泌系統(tǒng)

(TypeⅢsecretionsystem) 細菌的分泌系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)是近年為細菌致病機制研究的重要進展，其中的Ⅲ型分泌系統(tǒng)與動植物的許多革蘭氏陰性病原菌的毒力因子的分泌有關(guān)。在病原菌與宿主細胞接觸后，這一系統(tǒng)得以啟動，具有接觸介導(dǎo)的特征。啟動后細菌分泌與毒力有關(guān)的多種蛋白質(zhì)，與相應(yīng)的伴侶蛋白結(jié)合，從細菌的胞漿直接進入宿主細胞胞漿，發(fā)揮毒性作用。38精選課件ppt Ⅲ型分泌系統(tǒng)通常由30～40kbp大小的基因組編碼，以毒力島的形式存在于細菌的大質(zhì)粒