病原微生物的致病机理 彭慧琴 浙江大学医学院 现代医学导论 2013 级食品安全与营养专业求是科学班

基本概念 感染（ infection ） -- 微生物侵入宿主机体后，进行生长繁殖、释放毒 性物质等引起不同程度的病理变化的过程。

基本概念 致病微生物或病原微生物或病原体（ pathogen ） – 致病性 ( 质 ) – 毒力（ virulence ）：致病性的强弱程度 ( 量 ) 半数致死量（ median lethal dose, LD 50 ） 半数感染量（ median infective dose,ID 50 ）

致病性与三方面有关： 毒力：物质基础 侵入宿主机体的病原微生物量 侵入部位是否合适

一、细菌性感染

侵袭力 毒素 毒力 侵入数量 侵入门径：呼吸道、消化道、皮肤伤口 病原菌 入侵、定居、繁殖、扩散 细菌的致病机制

侵袭力（ invasiveness ） -- 致病菌突破宿主皮肤、粘膜生理屏障等免疫防御机制，进入机体 定居、繁殖和扩散的能力。 -- 过程： 黏附与定植：荚膜、粘附素等粘附结构 微菌落、生物膜形成 侵入：侵袭基因编码的侵袭素等 繁殖与扩散：侵袭性酶等

侵袭力 荚膜 粘附素 – 菌毛 粘附于组织细胞 有组织特异性 – 细胞壁成分 脂磷壁酸（ LTA ） 侵袭性物质 透明质酸酶 透明质酸酶 胶原酶 胶原酶 链激酶 链激酶 卵磷脂酶 卵磷脂酶 凝固酶 凝固酶

粘连蛋白 脂磷壁酸 G+G+G+G+ 菌毛 受体（糖类） 细菌 G-G-G-G- 侵袭力

毒素 （ toxin ） 外毒素（ exotoxin ） 多数革兰阳性菌和少数革 兰阴性菌在生长繁殖过程中释放到菌体外的蛋白质 内毒素（ endotoxin ） 革兰阴性菌细胞壁的脂 多糖, 菌体死亡崩解时游离出来

外毒素 外毒素特征： – 蛋白质 – 毒性作用强 – 选择性强 – 理化稳定性差 – 抗原性强 外毒素 合成代谢产物 合成代谢产物 G + 菌和部分 G - 菌产生 G + 菌和部分 G - 菌产生 释放到菌体外，或溶 释放到菌体外，或溶 解释放 解释放

外毒素 -- 分子结构： A-B 模式 A ：活性亚单位，毒性部分 B ：结合亚单位

细菌外毒素疾病作用机制症状和体征 破伤风梭菌痉挛毒素破伤风封闭抑制性神经元骨骼肌强直性痉挛 肉毒梭菌肉毒毒素 肉毒中毒 肉毒中毒阻止乙酰胆碱释放肌肉松驰性麻痹 神经毒素 细菌外毒素疾病 作用机制 症状和体征 白喉棒状杆菌白喉毒素白喉 抑制蛋白质合成 肾上腺出血、心肌损伤、外 周神经麻痹 细胞毒素 细胞毒素 细菌 外毒素 疾病作用机制症状和体征 霍乱弧菌 肠毒素 霍乱激活肠粘膜腺苷环化酶， 增高细胞内 cAMP 水平 腹泻、呕吐 产毒型大肠 埃希菌 肠毒素腹泻呕吐、腹泻 金葡菌肠毒素食物中毒刺激呕吐中枢呕吐、腹泻 肠毒素 肠毒素

类毒素 类毒素（无毒抗原） 外毒素（极毒抗原） 抗毒素（抗毒抗体） 免疫动物 脱毒 % 甲 醛 外毒素抗原性 类毒素（ toxoid ）： – 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 抗毒素（ antitoxin ）： – 外毒素刺激机体产生的中和抗体

内毒素 endotoxin 脂多糖 LPS 寡糖重复单位 核心多糖 脂质 A 外膜 主要毒 性成份 O 抗原决 定簇

脂多糖 LPS lipopolysacharide – 菌体裂解释放 – 化学稳定性 – 不能成为类毒素 – 免疫原性弱 G - 菌崩解和内毒素释放过程演示 内毒素 endotoxin

脂质 A 内毒素毒性作用：由脂质 A 决定 内毒素毒性作用  发热反应  白细胞反应  Shwartzman 现象与 DIC  内毒素血症与内毒素休克  免疫调节作用

内毒素与外毒素的比较 种类外毒素内毒素 来源革兰阳性菌及部分革兰阴性菌革兰阴性菌 存在部位活菌分泌或细菌溶解后散出细胞壁成分、细菌裂解后释出 化学成分 蛋白质脂多糖 稳定性 差 、 ℃ 30 分钟破坏 好 、 160 ℃ 2-4 小时破坏 毒性作用 强 强 、对机体组织器官有选择性， 引起特殊临床表现 较弱 较弱 、各种内毒素作用大致相同， 引起休克，发热， DIC 等 抗原性 强 ，能刺激机体形成抗毒素， 经甲醛脱毒后能 形成类毒素 弱 ，能刺激机体形成抗体， 但无中和作用， 甲醛处理后 不能形成类毒素

细菌性感染的传播

感染的来源 外源性感染（ exogenous infection ）：来源于宿主体外 – 病人 – 带菌者 携带有某些致病菌的健康人，传染病恢复期仍排 菌者（重要传染源） – 病畜和带菌动物 人畜共患病 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

感染途径 途 径 方 式 疾 病 举 例 呼吸道感染气溶胶，飞沫方式吸入肺结核、白喉、百日咳 消化道感染 粪 - 口方式，食入 伤寒、痢疾、食物中毒 泌尿生殖道感染性接触，血液或粘膜损伤淋病、梅毒等 创伤性感染皮肤、粘膜创伤、破损皮肤化脓感染，破伤风 经血感染输血、注射、针刺细菌败血症 媒介昆虫感染密切接触、叮咬鼠疫，沙门菌病 多途径感染经消化、呼吸、创伤等结核及炭疸杆菌感染

感染的类型 ( 结局 ) 隐性感染 inapparent infection ：侵入的病菌毒力较弱、数量不多，机体的抗感染免 疫力较强，感染后对机体损害较轻，不出现或出现不明显的临床症状 特点：机体获得足够的特异免疫力 传染源 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 infection ） 2 ．慢性感染（ chronic infection ） 1 ．局部感染（ local infection ） 2 ．全身感染（ generalized infection/systemic infection ）

– 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 – 菌血症（ bacteremia ） 病原菌由原发部位侵入血流，但未在血中大量 繁殖，到达其它部位，再繁殖致病。 – 败血症（ septicemia ） 细菌侵入血流后并在血中大量繁殖，产生毒性 产物，造成机体严重损伤和全身中毒症状者。 – 脓毒血症（ pyemia ） 化脓性细菌入血，在其中繁殖，又播散至其他 许多组织或器官，引起转移性化脓病灶 – 内毒素血症（ endotoxemia ）

二、病毒性感染

病毒感染的致病机理 -- 病毒感染对宿主细胞的直接作用 -- 病毒感染的免疫病理作用

病毒感染对宿主细胞的直接作用 杀细胞效应：主要见于裸露病毒 稳定状态感染：主要见于包膜病毒 – 细胞融合 病毒扩散，多核巨细胞或合胞体 – 新抗原（由病毒基因编码） 包涵体（ inclusion body ）形成 细胞凋亡 基因整合与细胞转化：多见于肿瘤病毒 – DNA 病毒：如 HPV 、 HBV 、 EB 病毒等 – 反转录病毒：如 HTLV-1 等

病毒感染的免疫病理作用 1 、抗体介导的免疫病理作用 -- 宿主细胞表面的病毒抗原与抗体结合，激活补体（Ⅱ型超敏反应） -- 抗原抗体复合物引起的Ⅲ型超敏反应 2 、细胞介导的免疫病理作用（ Ⅳ型超敏反应） -- 病毒蛋白中与宿主组织蛋白存在共同的抗原决定簇达 4% 3 、免疫抑制作用：如 HIV 感染

病毒的感染与免疫 病毒感染的传播方式 水平传播 --- 病毒侵入机体的三大重要门户 皮肤、呼吸道、消化道 垂直传播 --- 通过胎盘或产道，病毒由母亲传给胎儿的方式 -- 风疹病毒、巨细胞病毒、 HBV 、 HIV 等 病毒在人群不同个体间的传播

呼 吸 道 呼 吸 道呼 吸 道 呼 吸 道 空气、飞沫、痰、唾液 或皮屑 正粘病毒（流感病毒）、副粘病毒， 鼻病毒、水痘病毒和腺病毒 消 化 道 消 化 道 消 化 道 消 化 道污染的水或食物 脊髓灰质炎病毒、其他肠道病毒、 轮状病毒、 HAV 及 HEV 眼及泌尿生 殖道 接触（直接或间接）、 游泳池、性接触 HIV 、 HSV-1 、 HSV-2 、 CMV 、 HPV 、腺病毒及肠道病毒 70 型等 破损皮肤 吸血昆虫、狂犬脑炎病毒、狂犬病病毒等 血 液 输血、注射、器官移植 HIV 、 HBV 、 HCV 、 CMV 感染途径传播方式与媒介病毒种类 经胎盘或产 道 宫内、分娩产道、 哺乳 风疹病毒、 HIV 、 HBV 、 CMV 人类病毒的感染途径

感染的类型 向外播散病毒 机体获得特异性免疫 急性感染 持续性感染 隐性感染 显性感染

慢性感染： 病程长，病毒可检出 如 HBV 潜伏感染： 经感染后，病毒基因存在于组织细胞中， 可反复激活，急性发作 病毒只有在急性发作时才被检出 如 HSV 、 VZV 慢发病毒感染： 潜伏期长， 发病后为进行性加重，直至死亡 如 HIV 、 prion 急性病毒感染的迟发并发症 如麻疹病毒 SSPE 持续性感染持续性感染 持续性病毒感染持续性病毒感染

三、真菌性感染

真菌的致病机制 局部机械刺激和炎性反应 损害免疫细胞 真菌变态反应性 真菌毒素 – 真菌性中毒 – 肿瘤

真菌感染的来源 内源性感染 – 平时寄居在机体上的真菌 外源性感染 – 多为生存于自然界而正常机体内不存在的真菌

真菌性感染类型 浅表真菌感染： 致病性强的外源性真菌，如皮肤癣菌 真菌机会性感染： 内源性真菌感染, 机体免疫力低下 如白假丝酵母菌、曲霉、毛霉等引起 深部真菌感染：如新生隐球菌 真菌毒素：黄曲霉素 超敏反应： 敏感患者吸入孢子或菌丝, 引起超敏反应 如荨麻疹、哮喘、变应性鼻炎