细菌与宿主的相互关系-细菌的感染与免疫.ppt

细菌的感染与免疫细菌的感染与免疫 病原生物学教研室 正常菌群与条件致病菌正常菌群与条件致病菌(机会致病菌机会致病菌)一一 正常菌群正常菌群（normal flora）1 1 概念：在人体各部位经常寄居而对人 体无害的细菌 2 2 分布：皮肤、外耳道、眼结膜、鼻咽 腔、口腔、肠道、尿道、阴道 等 3 3 正常菌群的生理作用正常菌群的生理作用 （1 1）拮抗作用：生物屏障 改变 pHpH：抑制外来菌 占位性保护作用：生物膜 争夺营养 抗生素与细菌素的作用 （2）营养作用 代谢：蛋白质、糖、脂肪、胆汁、胆固醇 合成：维生素 转化：激素 （3 3）免疫作用 AgAgAbAb 本身、其他 （4）抗衰老作用 肠道：双歧杆菌、乳杆菌等 超氧化物歧化酶（SOD）二二 条件致病菌条件致病菌（opportunistic pathogen）在一定条件下正常菌群或非致病菌引起机体的感染。条件致病菌致病的条件：条件致病菌致病的条件：（1 1）改变寄生部位：（2 2）宿主）宿主免疫功能下降 激素、抗癌药、放疗、AIDS等 （3）菌群失调 大量抗生素：二重感染 三、微生态平衡与失调三、微生态平衡与失调 （microeubiosis;microdysbiosis）细胞或分子水平：微生物与宿主、环境的关系 医学微生态学：人体、微生物和外界环境：相互依存、相互制约 微生态失调 菌群失调 细菌的致病性细菌的致病性 致病性：致病性：细菌引起感染的能力 毒毒 力：力：致病性强弱 半数致死量 （medianmedian lethallethal dose,LDdose,LD5050）半数感染量 （medianmedian infectiveinfective dose,IDdose,ID5050）（半数实验动物死亡或感染所 需要的最小细菌数或毒素量）细菌致病的原因细菌致病的原因：一、毒力：（一）侵袭力：侵入、寄居 繁殖、扩散 抵抗防御 （二）产毒性：产生并释放内外毒素 二、细菌侵入的数量 三、细菌侵入的途径（一）侵袭力：（一）侵袭力：1.1.粘附素粘附素（adhensin）粘附与定植粘附与定植繁殖与扩散繁殖与扩散 条件：粘附素条件：粘附素粘附素受体粘附素受体 特异性特异性 菌毛粘附素菌毛粘附素：菌毛分泌：菌毛分泌 非菌毛粘附素非菌毛粘附素：细菌表面：细菌表面 G G-：外膜蛋白：外膜蛋白 G+G+：细胞壁：细胞壁 2.2.荚膜荚膜 抗吞噬、抗体液中杀菌物质抗吞噬、抗体液中杀菌物质 免疫逃逸免疫逃逸 细菌大量繁殖、扩散细菌大量繁殖、扩散 微荚膜：微荚膜：细胞壁外层结构细胞壁外层结构 A A群链球菌：群链球菌：M M蛋白蛋白 沙门氏菌：沙门氏菌：ViVi抗原抗原 大肠埃希菌：大肠埃希菌：K K抗原抗原 3.3.侵袭性物质侵袭性物质 （1 1）侵袭素侵袭素（invasin）：）：蛋白质，侵袭基因编码蛋白质，侵袭基因编码 侵入到上皮细胞侵入到上皮细胞 （2 2）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.细菌生物被膜细菌生物被膜（bacterial biofilm）细菌附着在有生命或无生命的材料表面，细菌附着在有生命或无生命的材料表面，由细菌及其分泌的胞外多聚物构成的膜由细菌及其分泌的胞外多聚物构成的膜 状细菌群体。状细菌群体。保护性生存方式：保护性生存方式：利于粘附利于粘附 阻挡抗生物渗入阻挡抗生物渗入 抵抗免疫杀伤抵抗免疫杀伤 信号传递：耐药基因、毒力基因信号传递：耐药基因、毒力基因 已形成多重耐药已形成多重耐药 存在部位：存在部位：上皮细胞上皮细胞 人工医疗材料人工医疗材料 常见细菌：常见细菌：铜绿假单胞菌铜绿假单胞菌 表皮葡萄球菌表皮葡萄球菌 可在粘附原位感染可在粘附原位感染 可脱落、扩散可脱落、扩散 （二）产毒性：（二）产毒性：1 1、外毒素外毒素（exotoxin)：来源：G+G+，少数为 G G 胞浆内合成后分泌到菌体外，或在细菌死亡溶解后释放 成分：蛋白质：A A 亚单位：活性蛋白 B B 亚单位：结合蛋白 基因：染色体（霍乱）质粒（LTLT、STST、破伤风、炭疽）噬菌体（白喉）毒性：强 稳定性差，可经甲醛脱毒制成类毒素 毒性作用:有组织器官选择性：神经毒素、细胞毒素、肠毒素、其他毒素 刺激机体产生抗毒素 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 封闭抑制性神经元封闭抑制性神经元 质粒质粒 肉毒梭菌肉毒梭菌 肉毒毒素肉毒毒素 阻断乙酰胆碱释放阻断乙酰胆碱释放 前噬菌体前噬菌体 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 抑制蛋白质合成抑制蛋白质合成 前噬菌体前噬菌体 肠毒素肠毒素 霍乱弧菌霍乱弧菌 肠毒素肠毒素 激活腺苷酸环化酶使肠上激活腺苷酸环化酶使肠上皮细胞内皮细胞内cAMPcAMP含量上升含量上升 染色体染色体 大肠埃希菌大肠埃希菌 肠毒素肠毒素 同霍乱弧菌同霍乱弧菌 质粒质粒 金黄色葡萄球菌金黄色葡萄球菌 肠毒素肠毒素 刺激呕吐中枢刺激呕吐中枢 质粒质粒/染色体染色体 其他其他 化脓性链球菌化脓性链球菌 红疹毒素红疹毒素 破坏毛细血管内皮细胞破坏毛细血管内皮细胞 前噬菌体前噬菌体 产气荚膜梭菌产气荚膜梭菌 毒素毒素 分解细胞膜上的卵磷脂分解细胞膜上的卵磷脂 染色体染色体 鼠疫耶尔森菌鼠疫耶尔森菌 鼠疫毒素鼠疫毒素 作用于血管作用于血管、淋巴管内皮淋巴管内皮细胞细胞 质粒质粒 炭疽芽胞杆菌炭疽芽胞杆菌 毒性复合物毒性复合物 血管通透性增高血管通透性增高 质粒质粒 2 2、内毒素内毒素 (endotoxin)：LPS 来源：G G,细菌死亡溶解后释放 成分：脂多糖,耐热 毒性：弱 能脱毒制成类毒素？-脱毒的内毒素 刺激机体产生抗体 毒性作用：无选择性 (1)(1)发热反应:体温调节中枢 (2)(2)白细胞反应：先减后增 (3)(3)内毒素血症与内毒素休克 (4)(4)DICDIC (5)(5)其他致病作用 (6)(6)对机体的保护效应 内毒素的检测内毒素的检测：鲎试验鲎试验 原理：鲎是海洋中的一种冷血节肢动物,其血中有一种特殊的变形细胞,内含凝固酶原和可凝固蛋白，冻融后制成溶解物 (鲎试剂)。内毒素 凝固酶原 凝固酶 可凝固蛋白 凝固 敏感,能测出0.01-1.0mg/mL的内毒素 内毒素内毒素 外毒素外毒素 来源来源 G G-G G+细菌及小部分细菌及小部分G G-细菌细菌 存在部分存在部分 细胞壁成分，溶菌后释放细胞壁成分，溶菌后释放 胞浆内合成分泌至细胞外胞浆内合成分泌至细胞外，或溶菌或溶菌后释放出来后释放出来 化学成分及化学成分及结构结构 脂多糖由脂类脂多糖由脂类A A、核心多糖及核心多糖及寡糖重复单位组成寡糖重复单位组成 蛋白质，由蛋白质，由A A、B B二个亚单位组成二个亚单位组成 稳定性稳定性 160160O OC C，2 2-4h4h 6060O OC C-8080O OC C，30min30min 毒性作用毒性作用 较弱，无选择性较弱，无选择性 强，对组织有选择性强，对组织有选择性 抗原性抗原性 可刺激机体产生抗菌性抗体可刺激机体产生抗菌性抗体，据报导可经处理变成类毒素据报导可经处理变成类毒素 刺激机体产生抗毒素刺激机体产生抗毒素，经脱毒可变经脱毒可变成类毒素成类毒素,进行人工主动免疫进行人工主动免疫 基因控制基因控制 染色体基因染色体基因 质粒和质粒和/或染色体基因或染色体基因 （三）（三）微生物的超抗原及其致病作用微生物的超抗原及其致病作用 某些微生物的成分和产物成为超抗原。特点：以高亲和力与MHC IIMHC II类分子结合；不需要经抗原处理，受MHCMHC限制；很低浓度即可激活T细胞；引起T T细胞的无反应性和减少；阻碍免疫应答；自身免疫病；二、细菌的侵入数量 毒力越强，菌量越小 三、细菌的侵入途径 呼吸道：消化道：皮肤粘膜：创伤：多途径：宿主的免疫防御机制宿主的免疫防御机制 非特异性免疫：天然免疫 特异性免疫：获得性免疫 获得性保护功能：1 1 终止初次感染 2 2 防御和抵抗再次感染 3 3 防止潜伏感染的发病 一一 非特异性免疫非特异性免疫 第一道防线第一道防线 1 特点：作用范围较广，无特异性 相对稳定可遗传，有种属特性 出生时就具备、应答迅速 不因抗原的再次刺激而增强 2 2 非特异免疫组成非特异免疫组成 机械性阻挡与排出 皮肤与粘膜 分泌多种杀菌物质 屏障作用 正常菌群的拮抗作用 血脑屏障：保护中枢神经系统 组成 胎盘屏障：保护胎儿不被感染 吞噬作用 完全吞噬：细菌死亡 不完全吞噬：胞内寄生 毛细血管（中性粒细胞）淋巴结（M）血流（单核细胞）脏器（M）（趋化、识别调理、吞入、脱颗粒、杀菌消化）体液因素 补体 溶菌酶 防御素 乙型溶素 胞内寄生菌胞内寄生菌：细菌得到保护：特异性抗体 非特异性抗菌物质 抗菌药物 吞噬细胞死亡 在体内扩散 免疫病理损伤：吞噬时释放多种酶 细胞免疫起作用 低细胞毒性、呈慢性过程 常见的:结核杆菌、麻风杆菌、伤寒杆菌等 二二 特异性性免疫特异性性免疫 特点:针对性强 不能遗传 可因再次接触抗原而增加 分类:细胞免疫：B细胞，Ab 体液免疫：T细胞，细胞因子 粘膜免疫：MIS，sIgA 侧重点：外毒素致病菌：抗毒素 化脓性细菌：抗体+吞噬细胞 胞内寄生菌：细胞免疫 感染与免疫类型感染与免疫类型 免疫特征免疫特征 病原菌举例病原菌举例 抗菌免疫抗菌免疫 急性感染急性感染 多属胞外感染多属胞外感染，以体液免疫为主以体液免疫为主。主要以调理素抗体主要以调理素抗体（主要为主要为IgMIgM及及IgGIgG）通过增强吞噬细胞的吞噬和通过增强吞噬细胞的吞噬和杀菌杀菌、溶菌作用实现免疫保护效溶菌作用实现免疫保护效应应。补体的参与能加强调理作用补体的参与能加强调理作用 化脓性细菌化脓性细菌、鼠疫耶尔森菌鼠疫耶尔森菌、炭疽芽胞杆菌炭疽芽胞杆菌、流感嗜血杆菌流感嗜血杆菌、霍乱弧菌霍乱弧菌 慢性感染慢性感染 多属细胞内感染多属细胞内感染，以细胞免疫为以细胞免疫为主主。主要通过致敏淋巴细胞释放主要通过致敏淋巴细胞释放各种淋巴因子激活巨噬细胞尔实各种淋巴因子激活巨噬细胞尔实现免疫保护效应现免疫保护效应 结核分枝杆菌结核分枝杆菌、麻风分枝杆菌麻风分枝杆菌、布鲁斯菌属布鲁斯菌属、李斯特菌李斯特菌、嗜肺军团菌嗜肺军团菌、伤寒沙门菌等细胞内伤寒沙门菌等细胞内寄生菌寄生菌 抗毒素免疫抗毒素免疫 毒血症毒血症 外毒素致病外毒素致病，体液免疫体液免疫。主要为主要为抗毒素抗毒素（IgGIgG）的中和作用的中和作用，形成形成的复合物由吞噬细胞清除的复合物由吞噬细胞清除 白喉棒状杆菌白喉棒状杆菌、破伤风梭菌破伤风梭菌、肉毒梭菌肉毒梭菌、产气荚膜梭菌等的外产气荚膜梭菌等的外毒素毒素 1 1 体液免疫的作用体液免疫的作用 作用机理：血清中IgGIgG、IgMIgM 调理细菌促进吞噬 抗体中和细菌外毒素 分泌型IgA(SIgA)IgA(SIgA)阻止致病菌黏附定植 IgG IgG、IgMIgM与抗原抗体复合物可激活 补体经典途径，裂解细菌 2 2 细胞免疫作用细胞免疫作用 细胞免疫杀菌机理细胞免疫杀菌机理 CD4CD4+释放多种细胞因子，加强吞噬细胞的吞噬和杀伤能力 CD8+TCD8+T细胞通过产生穿孔素和粒酶直接杀伤带有细菌的靶细胞,另外活化的CD8+TCD8+T细胞表达FasLFasL,与靶细胞上的FasFas特异性结合,导致靶细胞凋亡 释放到细胞外的细菌，再由抗体等调理后，由吞噬细胞吞噬消灭 感染的发生与发展感染的发生与发展 感染的因素：感染的因素：病原菌：毒力的强弱；入侵的数量；适当的途径；机体：所处的状态（抵抗力）感染的来源：感染的来源：1外源性感染：病人、带菌者、病畜和带菌的动物 2内源性感染：正常菌群 体内隐伏状态的致病菌 传播方式和途径 呼吸道感染:脑膜炎球菌等 消化道感染:痢疾杆菌等 创伤感染:破伤风杆菌等 接触感染:淋球菌等 节肢动物叮咬感染:鼠疫杆菌等 多途径感染:结核杆菌等 感染的类型感染的类型 隐性感染：不表现出临床