1、第一篇 微生物的基本原理 第 7 章 细菌的感染与免疫 Microbial Infection and immunity 第一节 正常菌群 第二节 微生态平衡与失调 第三节 宿主的免疫防御机制 第四节 感染的发生与发展 第五节 医院内感染 * 1 基本概念 l 细菌的 感染 (bacterial infection)或传染 : 指细菌侵入宿主机体后，进行生长繁殖、释放 毒性物质等引起不同程度的病理过程。 l 致病菌或病原菌 (pathogen)： 能使宿主致病的 细菌。 l 非致病菌或非病原菌 (nonpathogenic bacterium, nonpathogen) Date 2 少数细菌
2、总有 致病性 许多 细菌具有潜 在致病性 大多 细菌不具有致病性Date 3 第一节 正常菌群与条件致病菌 人的体表和同外界相通的口腔、鼻咽腔、 肠道、泌尿生殖道等腔道中都寄居着不同种类和 数量的微生物。当人体免疫功能正常时，这些微 生物对宿主无害，有些对人还有利，是为正常微 生物群，通称 正常菌群（ normal flora)。 Date 4 l 正常菌群的分布 Date 5 正常菌群与条件致病菌 l 正常菌群 l 分布及数量 人体各部位正常细菌数量人体各部位正常细菌数量 Date 6 Date 7 正常菌群生理学意义 ： 1生物拮抗 作屏障 2营养作用 产营养 , 合成维生素 3免疫作用
3、有免疫， SIgA 4抗衰老作用 产生 SOD，除废物 5. 抗肿瘤作用 Date 8 占位性生物屏障作用Date 9 生物膜 (biofilm， BF) l 是指附着于有生命和无生命体表的有组织的共生的微生 物群落。 BF中含 90以上的水分，其余是与微生物有关 的组成 ,其中包括活菌、死菌、代谢产物、细菌分泌的大 分子多聚物、吸附的营养物质、代谢产物和微生物的裂解 产物。 BF存在着各种生物大分子，如蛋白质、多糖、 DNA、 RNA、 肽聚糖、脂质和磷脂等。显微镜下显示， BF呈蘑菇状，形成水道。阴道内的微生物就是寄生在这 层膜里，从中获得营养，逃避宿主的免疫排斥以及抗生素 的杀伤。 Da
4、te 10 Date 11 条件致病菌 (conditioned pathogen)： 机体正常 菌群与宿主间的平衡状态及正常菌群之间的平 衡，在某些特定情况下被打破，使原来不致病 的细菌成了致病菌 。 致病条件 : 寄居部位的改变 免疫功能低下 菌群失调 (dysbacteriosis) 菌群失调症或菌群交替 症 (microbial selection and substitution) 二重感染：金黄色葡萄球菌、白假丝酵母菌等 二、二、 机会致病菌机会致病菌 (opportunitistic pathogen) Date 12 细菌方面机体方面 正常菌群 / 非致病菌 条件致病菌？ 寄生
5、部位改变 菌群失调免疫功能下降 条件致病菌 opportunistic pathogen Date 13 三、微生态平衡与失调 l 微生态学 (microecology)：是研究微生物与微生 物、微生物与宿主、以及微生物和宿主与外界环 境相互依存、相互制约的科学。其基本研究内容 有 微生态平衡 （ eubiosis)、 微 生态失调（ dysbiosis)和 生态调整 （ microecological adjustment )。 Date 14 菌群失调（ dysbacteriosis） l 正常菌群各菌种间的比例发生大幅度的变化为 菌群失调 。 l 如果引起宿主生理功能紊乱或病理损伤导致出
6、 现症状，则称为菌群失调症或菌群交替 (microbial selection and substitution)。 l 菌群失调时常导致二重感染或重叠感染（ superinfection)。 Date 15 影响 微生态平衡的因素 环境 因素 人体 微生态平衡 分 娩 创 伤 微生物 妊 娠 年 龄 月 经 药 物 激素 手 术 射线 免 疫 Date 16 肠道的正常菌群 健康青年健康青年 粪便涂片粪便涂片 健康壮年健康壮年 粪便涂片粪便涂片 健康健康 老年老年 粪便粪便 涂片涂片 Date 17 Probiotics定义 l 是含活菌和 (或 )包括菌体组分及代谢产物的死菌的 生 物制品
7、 ，经口或其他黏膜投入，旨在黏膜表面改善微生 物与酶的平衡或刺激特异性与非特异性免疫。 l 最近 FAO对 probiotics定义是：当摄入足够数量时能 给宿主带来有益的、健康的影响的活的微生物。 l 国内学者一般将 probiotics翻译为益生菌或微生态制剂 。 Date 18 Probiotics制剂的要求 l 能够很好地粘附于局部上皮细胞； l 能够定居并繁殖，并形成正常、平衡的菌群； l 各种制剂中要含有足量的活菌，以保证每日的 最低摄入量，乳杆菌每日量不应少于 108个活菌； l 能够阻止致病微生物的粘附； l 能产酸性物质、 H2O2、 生物活性物质和细胞 素等物质，抑制致 病
8、微生物的生长； l 安全，无副作用、无侵袭性和无致癌性。 Date 19 l 致病性 （质） l 细菌引起疾病的能力 l 毒力 virulence of bacteria （量） l 表示病原菌致病性的强弱程度 l 半数致死量（ L D50） l 半数感染量（ I D50） 第二节 细菌的致病作用 Date 20 侵袭力 产毒性产毒性 毒力 侵入数量 侵入门径：呼吸道、消化道、皮肤伤口 病原病原 菌菌 入侵、定居、 繁殖、扩散 细菌 毒素 一、细菌的致病机制 Date 21 一、细菌的毒力 侵袭力 invasiveness 毒素 toxins Date 22 (一 )、 侵袭力 (invasi
9、veness) 定义：指细菌 突破宿主皮肤、粘膜生理屏障，进入 机体并在体内定植、繁殖和扩散的能力。 粘附因子 (adhesive factor) 或粘附素 (adhesin) 荚膜、微荚膜 (capsule and microcapsule) 侵袭性 物质 酶类及侵袭素 (invasin) n透明质酸酶 卵磷脂酶 n胶原酶 链激酶 n凝固酶 Date 23 1. 粘附与定植 （ 1）黏附现象： 微菌落： 生物膜：由细菌利用胞外多糖彼此吸附连接形成 （ 2）黏附性结构物质： 黏附素：主要为细菌蛋白质的黏附性物质，可存在 与菌毛的顶端或次极端，在 G-菌 为外膜蛋白 (OMP)，在 G+菌 为
10、LTA、荚膜多糖。 （ 3）黏附机制：配体与受体作用、静电吸引 （ 4）组织趋向性：细菌配体与宿主细胞受体的结合 是特异性的。 Date 24 粘附因子 adhesive factor l 菌毛：细菌通过菌毛与宿主细胞表面的菌毛受 体结合，从而吸 附至宿主靶细胞并定植。主要 存在于 G-菌 ，如大肠埃希菌的定植因子抗原 (conolization factor antigen , CAF - )、 淋病 奈瑟菌菌毛等。 l 非菌毛粘附素：多存在于革兰阳性菌，如 金葡菌的 LTA、 A群链球菌的 LTA-M蛋白复 合 物等。 Date 25 细菌的粘附 Date 26 2.荚膜和微荚膜 caps
11、ule and microcapsule 荚膜和微荚膜均具有抗吞噬、抗有害物质的杀伤 和粘附作用，从而增强细菌的侵袭力。 例如炭疽杆菌、肺炎链球菌荚膜； A群链球菌的 M 蛋白、伤寒沙门菌的 Vi 抗原、大肠埃希菌的 K抗原 等都是构成微荚膜的组分。 Date 27 3.侵袭性物质 l 侵袭性酶类 (invasive enzymes) 葡萄球菌凝固酶、 A群链球菌透明质酸酶 、链激 酶、 DNA酶 等。 l 侵袭素 (invasin )： 在肠道杆菌中发现，如伤寒沙 门菌、痢疾志贺菌、致病性大肠杆菌等。可通过存在 于菌细胞表面的侵袭素入侵肠上皮细胞，并进一步扩 散。 侵袭素由 inv 基因编码
12、产生。 Date 28 (二 )、毒素 toxin l 是细菌在生长繁殖中产生和释放的毒性成 分。可直接或间接损伤宿主细胞、器官， 干扰其生理功能。 l 内毒素： 是革兰阴性菌细胞壁中的脂多糖 （ LPS）组分，只有当细菌死亡裂解或用人 工方法破坏菌体后才释放出来。 l 外毒素 ：由革兰阳性菌和部分革兰阴性菌 在生长繁殖过程中释放至菌体外的毒性蛋 白质。 Date 29 l 外毒素特征： l 蛋白质 l 毒性作用强 l 选择性强 l 理化稳定性差 l 抗原性强 1. 外 毒 素 exotoxin 活性单位活性单位 结合单位结合单位 A B Date 30 根据外毒素对靶细胞的亲和性和 作用机制
13、的不同可分为三大类 l 神经毒素 (neurotoxins) ： 破伤风痉挛毒素、肉毒毒素 l 细胞毒素 (cytotoxins)： 白喉毒素、葡萄球菌表皮剥脱 毒素、葡萄球菌毒性休克综合征毒素、 A群链球菌致热 外毒素 l 肠毒素 (enterotoxins)： 霍乱肠毒素、 ETEC肠毒素、 产气荚膜梭菌肠毒素、葡萄球菌肠毒素 Date 31 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 外毒素抗原性外毒素抗原性 l 类毒素 (toxoid)：外毒素受甲醛作用可使
14、其 蛋白活性灭活而不影响结合蛋白的抗原性。 l 抗毒素 (antitoxin)：外毒素刺激机体产生的 中和抗体。 Date 32 2. 内毒素 endotoxin 特性 v 主要由革兰阴性菌产生。 v 化学组分是脂多糖 (LPS)、理化稳定性。 v 毒性作用较弱，无选择性，无组织特异性。 v 抗原性弱，不能人工处理为类毒素。 败血症的皮肤表现 Date 33 内毒素的生物学作用： 致热反应 pyogenicity： 白细胞反应：血循环中进入内毒素时，中性粒 细 胞先急剧减少，后增多。 Shwartzman 现象 :局部 DIC(disseminated intravascular coagul
15、ation )全身 Date 34 内毒素血症与休克 ：当血液中有大量革兰阴性菌 生长繁殖时，或病灶中的细菌释放大量内毒素进入 血循环时，宿主机体可出现内毒素血症（ endotoxemia）。 可引起微循环衰竭和低血压为特 征的内毒素休克。 小剂量内毒素有免疫调节作用：激活巨噬细胞产 生多种细胞因子和 B细胞产生多克隆抗体，增强非 特异性免疫功能。 Date 35 白喉 霍乱破伤风梭菌引起的肌肉痉挛 Date 36 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 Date 37 外毒素与内毒素的对比 区别区别 外 毒 素 内 毒 素 来源来源 G+菌与部分菌与部分 G- G-菌菌 存
16、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 60 80 ， 30分钟分钟 160 ， 2 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、 DIC 抗原性抗原性 强，刺激机体产生抗毒素；
17、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 Date 38 (三 ) 超抗原与疾病 l 由细菌、病毒、支原体产生的具有直接激活免疫反应 的毒素蛋白，表现为产生大量的 T细胞和细胞因子。 l 超抗原有三个基本特征： (1) 激活具有特异性受体 (TCR)V的 T细 胞； (2) 不需要抗原 递 呈 细 胞的胞内加工； (3) 可以同 时 与 T细胞受体和 抗原 递 呈 细 胞表面的 MHC- 类分子的外侧结合，分别诱导 抗原 递 呈 细 胞和 T细胞发生反应。 Date 39 第四节 感染的发生与发展 (1) 局部扩散 局部表层扩散 局部深层扩散 (2)
18、 全身扩散 主要是进入血流扩散，还有通过淋巴、神经 扩散。 Date 40 二、细菌性感染的传播 （一）感染的来源 l 外源性感染（ exogenous infection） 来源于宿主体外 。 l 病人和带菌者：传染病恢复期仍排菌者以及 携带有某些致病菌但未出现临床症状的健康人 。 l 病畜和带菌动物：人畜共患病 l 内源性感染（ endogenous infection） 来源于宿主体 内或体表大多为正常菌群，少数为致病菌。 Date 41 2. 传播途径传播途径 途 径 方 式 疾 病 呼吸道呼吸道 气溶胶，飞沫吸入气溶胶，飞沫吸入 肺结核、百日咳肺结核、百日咳 消化道消化道 粪粪 -口
19、方式，食入口方式，食入 伤寒、食物中毒伤寒、食物中毒 泌尿生殖道泌尿生殖道 性接触，粘膜损伤性接触，粘膜损伤 STD、淋病、梅毒、淋病、梅毒 创伤性感染创伤性感染 皮肤、粘膜创伤皮肤、粘膜创伤 皮肤感染，破伤风皮肤感染，破伤风 血液血液 输血、注射、针刺输血、注射、针刺 细菌败血症细菌败血症 、 AIDS 媒介昆虫媒介昆虫 密切接触、叮咬密切接触、叮咬 鼠疫，沙门菌病鼠疫，沙门菌病 多途径多途径 消化、呼吸、创伤消化、呼吸、创伤 结核、炭疸杆菌结核、炭疸杆菌 Date 42 l 不感染 l 隐性感染 (inapparent infection)： 当宿主体的抗感 染免疫力较强，或侵入的病菌数量
20、不多、毒力较弱， 感染后对机体损害较轻，不出现或出现不明显的临床 症状，或称亚临床感染 。 特点：机体获得足够的特异免疫力（传染源） l 潜伏感染 (latent infection)： 当宿主体与致病菌在相 互作用过程中暂时处于平衡状态时，病菌潜伏在病灶 内或某些特殊组织中，一般不出现在血液、分泌物或 排泄物中。一旦机体免疫力下降，则潜伏的致病菌大 量繁殖，使病复发。结核分枝杆菌 三、细菌的感染类型 Date 43 l 显性感染 apparent infection ( 传染病 ) 宿主细胞受到不同程度的损害，生理功能发生 改变，并出现一系列的临床症状和体征 1急性感染 (acute inf
21、ection)：数日到数周 2慢性感染 (chronic infection)：数月到数年 1 局部感染（ local infection） 2 全身感染（ generalized infection； systemic infection） Date 44 l 毒血症（ toxemia）： 致病菌侵入宿主体后，只在机体局部生长繁殖，病 菌不进入血循环，但其产生的外毒素入血。外毒素经 血到达易感的组织和细胞，引起特殊的毒性症状。例 如白喉、破伤风等。 l 内毒素血症（ endotoxemia） : 革兰阴性菌侵入血流，并在其中大量繁殖、崩解后 释放出大量内毒素；也可由病灶内大量革兰阴性菌死 亡
22、、释放的内毒素入血所致。 Date 45 l 菌血症 (bacteremia)： 致病菌由局部侵入血流， 但未在血流中生长繁殖，只是短暂的一过性通过血 循环到达体内适宜部位后再进行繁殖而致病。例如 伤寒早期。 l 败血症 (septicemia)： 致病菌侵入血流后，在其中 大量繁殖并产生毒性产物，引起全身性中毒症状。 鼠疫耶氏菌、炭疽芽胞杆菌等。 l 脓毒血症 (pyemia)： 化脓性病菌侵入血流后，在 其中大量繁殖，并通过血流扩散至宿主体的其他组 织或器官，产生新的化脓性病灶。例如金黄色葡萄 球菌的脓毒血症，常导致多发性肝脓肿、皮下脓肿 和肾脓肿等。 Date 46 l 带菌状态 有时致
23、病菌在显性或隐性感染后 并未立即消失，在体内继续留存一定时间， 与机体免疫力处于相对平衡状态。 宿主 -带菌者（ carrier） ,重要的传染源 Date 47 第五节 医院内获得性感染 指 病人在住院期间发生的感染，通称医院内感染 (nosocomial infection) 或医院获得性感染 (hospital acquired infection)。 内源性感染 (endogenous infection)，或称自身感 染，由病人自己体内正常菌群引起的感染； 交叉感染 (cross infection)，由医院内病人或医 务人员直接或间接传播引起的感染； 医源性感染 (nosocomi
24、al infection)，在治疗、 诊断或预防过程中，因所用器械、药物等消毒 不严而造成的感染。 Date 48 医院感染（ hospital infection） l 由医院的病原生物或其毒素导致的局部或 全身感染性疾病 l 感染对象 l 一切在医院活动的人群，包括患者、 患者陪护人员、医院职工 Date 49 医院感染的特点 l 感染类型：以内源性感染为主 l 医院感染微生物 l 条件致病微生物：铜绿假单胞菌、肺炎克 雷伯菌、金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌及大 肠埃希菌等 l 常具有耐药性甚至多重耐药 l 感染对象 l 婴儿和老年人为主 l 主要传播途径 空气传播 接触传播 Date 50
25、 Date 51 Date 52 Date 53 医院感染的控制 l 消毒灭菌和无菌操作 l 隔离（ isolation） l 监测 l 抗生素的合理使用 l 建立医院感染控制机构和法规 Date 54 社区感染的控制 社区感染的监测与控制 计划免疫 * 55 社区感染的控制 l 消灭传染源 l 切断传播途径 l 保护易感染人群 Date 56 控制和预防社区感染主要手段 l 群体免疫（ herd immunity） l 计划免疫 l 预防性用药 l 脑膜炎奈瑟菌感染和白喉流行时，预 防性用药可以有效防止疫情扩散 Date 57 计划免疫 l 计划免疫（ programmed immuniza
26、tion） l 国家免疫计划（ National Immunization Program） l 儿童免疫接种（ Childhood Immunization） l 预防接种（ prophylactic immunization） l 计划免疫和预防接种是两个不同的概 念 Date 58 扩大免疫计划 EPI l Expanded Programme on Immunization l 1974年 WHO 推行 l 建议各国将天花、麻疹、脊髓灰质炎、百日咳 、白喉、破伤风和结核列入计划免疫 l 从全球只有 5% 儿童接种 1990年 80% l 灭绝了天花，脊髓灰质炎基本灭绝 Date 59
27、我国的计划免疫项目 l 卡介苗 l 脊髓灰质炎减毒活疫苗 l 白百破疫苗 l 麻疹疫苗 l 乙型脑炎疫苗 l 流脑疫苗 l 乙型肝炎疫苗 Date 60 我国感染疾病流行现状和趋势 l 曾经造成严重危害的白喉、百日咳、破伤风、麻疹、 脊髓灰质炎等基本得到控制，脊髓灰质炎即将被消灭。 但结核病仍未得到控制。 l 发病率最高的是呼吸道和肠道传染病 l 过去基本消失的性传播疾病卷土重来，一些新传染病 如艾滋病、肠出血性大肠杆菌感染（如 O157:H7）、 新 型病毒性肝炎、军团菌病、 O139霍乱、肺炎衣原体感 染等也在我国出现，有的已经造成严重后果。 l 病原微生物耐药状况严重。 Date 61
