微生物学第5章细菌与病毒的感染与致病机制.ppt

细菌与病毒的感染与致病机制,第5章,Mechanisms of Bacterial and Viral infection and Pathogenesis,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 提供稳定的pH、温度和渗透压 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,感染 infection ： 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过程,一、正常菌群与条件致病菌,人体各部位正常细菌数量,正常菌群 normal flora: 分布于人体各部位正常寄居而对人无害的细菌,第一节 细菌的感染与致病机制,人体各部位常见的正常菌群,图例如下页,皮肤上的正常菌群,正常菌群的生理作用,生物拮抗作用 生物膜 营养作用 免疫作用 作为抗原库 促进宿主免疫器官发育 抑癌、抗衰老作用,生物屏障作用机理： 改变pH值 占位性保护作用 争夺营养 抗菌素和细菌素,生物膜举例,占位性生物屏障作用,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 大鼠肠切片（放大2624倍）,共生关系,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感染,常见的条件感染类型 烧伤时创面化脓菌感染及败血症 切口化脓性感染 泌尿道感染 下呼吸道感染 念珠菌性阴道炎 伪膜性肠炎,异位寄生 abnormal habitation,二、细菌的致病机制,致病性 ：细菌侵入机体并在宿主体内定居、增殖并引起疾病的性质 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系列复杂且有特征性的病理状态 毒力：表示病原菌致病性的强弱程度 半数致死量 LD50 ： 在一定条件下能引起50%实验动物死亡或感染的最小细菌属或毒素量,一、侵袭力,粘附与定植 adherence and colonization 菌毛 粘附于组织细胞 有组织特异性 细胞壁成分 膜磷壁酸（LTA） 其它因素 生化反应 变形链球菌+乳杆菌-龋齿,繁殖和扩散 毒素和侵袭性酶,侵袭性大肠埃希菌引起肠壁的损伤和破坏,痢疾,侵袭性沙门菌引起小肠壁损伤导致腹泻,全身播散,对机体防御机制的抵抗力 抗吞噬：荚膜、血浆凝固酶、溶血素 抗调理作用：荚膜多糖中的唾液酸、SPA 抗sIgA作用,病原菌致病过程图示,外毒素,二、产毒性,特征 毒性作用强 肉毒毒素的毒性比内毒素强1000万倍 选择性强，引起特有的病理变化 理化稳定性差 抗原性强,合成代谢产物 G+菌和部分G-菌产生 释放到菌体外，或溶解释放,蛋白质，由两个亚单位组成 A亚单位为活性蛋白 B亚单位为结合蛋白,举例：霍乱毒素分子结构,外毒素的种类和作用,toxoid,antitoxin,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,外毒素刺激机体产生的中和抗体,细菌外毒素在医药上的应用： 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 可作免疫调节剂增强宿主抵抗力 临床治疗,内毒素 endotoxin,脂多糖 LPS lipopolysacharide 菌体裂解释放 生物毒性 化学稳定性,G-菌崩解和内毒素释放过程演示,分子量大于10万，分子结构由三部分组成：,脂多糖分子结构,内毒素引起的调节因子,性质稳定，耐热 160 24小时被破坏，或用强酸、强碱、强氧化剂煮沸30分钟才灭活 抗内毒素抗体 人体对内毒素敏感,内毒素的生物学作用 发热反应 白细胞反应 低血压与休克 弥漫性血管内凝血（DIC） Shwartzman现象 其它作用 保护性效应 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,内毒素的检测 鲎试验（limulus lysate test）最敏感 鲎：“马蹄蟹”，节肢动物门，无脊椎动物，时存活了3亿年的活化石。有开放性血管系统，每只可采血100-300ml，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G-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。,外毒素与内毒素的对比,三、细菌的感染途径,1外源性感染 exogenous infection 病人 带菌者 患病及带菌动物 鼠疫、狂犬病、炭疽、鹦鹉热、疯牛病 2内源性感染 endogenous infection 主要来源于正常菌群,感染途径,四、细菌的感染类型,隐性感染 细菌能在体内生长繁殖，但宿主无明显临床症状 机体免疫力较强，入侵的病原菌数量少或毒力较弱 显性感染 机体受到严重损害，出现明显的临床症状和体征 机体抵抗力弱，或入侵细菌毒力强，数量大,传染病：有传染性的病原菌引起的显性感染,按感染发生部位与性质,局部感染 全身感染 （1）毒血症 toxemia 细菌在局部繁殖，不入血，仅外毒素入血引起全身中毒症状 （2）菌血症 bacteremia 由原发部位侵入血流，到达其它部位，但未在血中大量繁殖 （3）败血症 septicemia 细菌侵入血流后并在血中大量繁殖，造成机体严重损伤和全身中毒症状者 高热、皮肤和粘膜瘀斑、肝脾肿大等,（4）脓毒血症 pyemia 化脓性细菌在引起败血症的同时，又播散至其他许多组织或器官，引起转移性化脓病灶 带菌状态 carrier state 经过显性感染和隐性感染后，致病菌未被及时清除而继续存于体内，与机体免疫力形成相对的平衡状态 带菌者：处于带菌状态的宿主,细菌的毒力，包括侵袭性酶和毒素 内、外毒素的主要区别 细菌全身感染的类型 病毒侵入机体的方式与传播途径 病毒感染类型,第二节 病毒的感染与致病机制,pandemic caused by flu,Agony caused by poliovirus,一、病毒的传播途径,水平传播 horizontal transmission 指病毒在人群中不同个体之间的传播 垂直传播 vertical transmission 母体的病毒经胎盘或产道由亲代传播给子代的方式 HBV、CMV、HIV和风疹病毒,人类病毒的感染途径,局部感染 local infection 全身感染 systemic infection 从入侵部位经血流或神经系统向全身或到达远离入侵部位播散，进入机体血液系统称 病毒血症 viremia 第一次病毒血症 第二次病毒血症,二、病毒感染类型,隐性感染 inapparent viral infection 病毒进入机体后，不引起临床症状 病毒携带者（viral carrier） 可在体内增殖并向外界播散，是重要的传染源,显性感染 apparent viral infection 急性病毒感染 acute viral infection 潜伏期短、发病急，数日或数周恢复 又称病原消灭型感染，机体内特异性抗体可作为感染证据 持续性病毒感染 persistent viral infection 机体免疫力低下，无力清除病毒； 病毒抗原性弱，机体难以产生免疫应答予以清除； 病毒存在于受保护部位或病毒发生突变，逃避宿主免疫作用； 病毒基因组整合于宿主基因组中，与细胞长期共存,慢性病毒感染 chronic viral infection 病毒持续存在于机体，不断排出。 病程长达数月或数十年 HBV、CMV、EBV 潜伏性病毒感染 latent viral infection 病毒基因组潜伏，无病毒体，不能分离出病毒，在某些条件下病毒被激活，增殖出现临床症状，可检测出病毒。 HSV导致的唇部单纯疱疹 慢发病毒感染 slow virus infection 长潜伏期后出现慢性、进行性疾病、常导致死亡 AIDS、亚急性硬化性脑炎（SSPE）,三、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上,急性病毒感染时细胞和宿主的反应,病毒感染对宿主细胞的致病作用 1.溶细胞型感染 病毒的杀细胞效应 cytocidal effect 主要见于无包膜、杀伤性强的病毒 主要机制：阻断细胞大分子合成。细胞溶酶体结构和通透性的改变 。病毒抗原成份也可插入细胞膜表面，引起抗原改变，造成细胞融合，或引起免疫性细胞损伤。病毒产生的毒性蛋白对细胞的毒性作用 病毒感染对细胞器的损伤 致细胞病变作用 cytopathic effect， CPE,细胞病变效应 cytopathic effect，CPE 大多数病毒在敏感细胞内增殖后，会引起细胞病变，在体外培养时可表现为细胞圆缩、溶解、脱落、融合、形成包涵体，甚至死亡,2稳定状态感染 steady state infection 3细胞凋亡 cell apoptosis 4病毒基因组的整合 integration 5细胞的增生与转化 细胞转化 cell transformation 转化细胞多具有旺盛的生长力，易于连续传代，细胞表面可出现新抗原，而且多数细胞染色体中整合有病毒DNA 6包涵体 inclusion body 的形成 细胞浆或细胞核内出现光镜下可见的斑块状结构,病毒感染对机体的致病作用 1对组织器官的亲嗜性与损伤 该组织器官的细胞有病毒受体，并具有病毒增殖的条件 2免疫病理损伤 体液免疫病理作用 细胞免疫病