《兽医微生物学教学课件》4.细菌总论-感染与致病机理.ppt

第4章 细菌的感染与致病机理,凡能引起人类和动物疾病的细菌，统称为病原菌或致病菌,？,细菌引起疾病是因为它们会产生毒素吗,第一节 细菌的致病性和毒力,1.致病性（pathogenicity）感染（infection）发病（disease）一定种类的病原菌在一定的条件下，能在宿主体内引起感染的能力称为致病性。（侵、长、躲）感染：病原微生物在宿主体内持续存在或增殖发病：病原微生物感染后，对宿主造成明显的损害致病性是针对宿主而言，是细菌种的特征之一,2.毒力（virulent）病原菌致病力的强弱程度，是量的概念，同一细菌的不同菌株，其毒力不一样，因此，毒力是菌株的特征。各种细菌的毒力不同，并可因宿主种类及环境条件不同而发生变化；同一种细菌也有强毒、弱毒与无毒菌株之分。,病原菌的致病作用与其毒力、侵入机体的数量、侵入途径及机体的免疫状态密切相关。,利用柯赫法则 经典柯赫法则(1)特殊的病原菌应在同一疾病中查见，在健康者不存在(2)此病原菌能被分离培养而得到纯种(3)此纯培养物接种易感动物，能导致同样病症(4)自实验感染的动物体内能重新获得该病原菌的纯培养,一、细菌致病性的确定,局限性：健康带菌或隐性感染、无法在体外人工培养的病原菌、没有可用的易感动物、与宿主的相互作用等。,1.半数致死量（median lethal dose,LD50）是指能使接种的实验动物在感染后一定时限内死亡一半所需的微生物量或毒素量。2.半数感染量（median infectious dose,ID50）某些病原微生物只能感染实验动物、鸡胚或细胞，但不引致死亡，可用ID50来表示其毒力。,二、细菌毒力的测定,测定微生物毒力大小的方法：常用递减剂量的材料(活的微生物或毒素)感染动物来进行,3、最小致死量（Minimal lethal dose,MLD）能使特定的动物在感染后一定时限内发生死亡的最小活微生物量或毒素量。4、最小感染量（Minimal infectious dose,MID）指病原微生物对试验对象(如实验动物,鸡胚,细胞培养等)发生传染的最小剂量。,第二节 细菌的毒力因子,（一）定殖（colonization）细菌感染的第一步。1.黏附素（adhesin）：凡具有粘附作用的细菌结构成份。（包括菌毛、外膜蛋白、脂磷壁酸等）,一、侵袭力（invasiveness）,2.受体（receptor）：细胞或组织表面与黏附素相互作用的成份(糖蛋白)。,定殖（colonization）,细菌定殖过程：,(1)不与吞噬细胞接触（链球菌溶血素）(2)抑制吞噬细胞的摄取（荚膜、菌毛及M蛋白）(3)在吞噬细胞内生存（沙门菌、李氏杆菌、金葡）(4)杀死或损伤吞噬细胞（外毒素、蛋白酶）,（二）干扰或逃避宿主的防御机制,1.抗吞噬作用,(1)抗原伪装或抗原变异（金黄色葡萄球菌的细胞结合性凝固酶、SPA）(2)分泌蛋白酶降解免疫球蛋白（嗜血杆菌的IgA蛋白酶）(3)逃避补体，抑制抗体产生（LPS、OMP、荚膜等）,2.抗体液免疫机制,某些细菌粘附于细胞表面之后，能进入吞噬细胞或非吞噬细胞内部的过程。意义:细菌通过此移位作用进入深层组织或进入血循环，借以从原发病灶扩散至全身或较远的靶器官。宿主细胞为进入其内的细菌提供了一个增殖的小环境和庇护所，使细菌逃避宿主免疫机制的。,3.内化作用,（四）在体内扩散 细菌分泌的胞外蛋白酶，可激活外毒素，灭活补体等。主要作用于组织基质或细胞膜。造成它们的损伤，增加其通透性，利于细菌扩散。,（三）在体内增殖 是感染的核心问题，增殖速度对致病性极其重要。,透明质酸酶：或称扩散因子 链激酶：或称链球菌溶纤维蛋白酶 胶原酶:分解ECM中的胶原蛋白 等等,（一）外毒素（exotoxin）某些病原菌在生长繁殖过程中所产生的对宿主细胞有毒性的可溶性蛋白质。大多数外毒素在菌体内合成后必须分泌于胞外。1.化学性质：蛋白质2.产生：G+、G-均产生，分泌至胞外,二、毒素（toxin）,（1）毒性作用极强（2）有高度的特异性（3）不耐热，多数在6080经1080min即失去毒性（4）对宿主不致热（5）抗原性强，刺激机体产生中和抗体抗毒素：外毒素刺激机体产生特异性的抗体，可用于紧急治疗和预防。类毒素：外毒素在0.4%甲醛溶液作用下，经过一段时间可以脱毒，但仍保留原有抗原性。,3.特性：菌种特异性,A亚单位：毒素的活性中心，决定毒素的毒性效应。B亚单位：结合单位，协助A亚单位穿过细胞膜。AB结构的完整性是其致病的必备条件，B亚单位可单独与细胞膜受体结合，其刺激机体产生相应的抗体，能够阻断完整毒素结合细胞，可作为良好的亚单位疫苗。,4.组成,细菌外毒素举例,（二）内毒素（endotoxin）内毒素：指革兰氏阴性菌外膜中的脂多糖（LPS）成分，细菌在死亡后破裂或用人工方法裂解菌体后才释放。1.化学性质：脂多糖（LPS）2.产生：革兰氏阴性菌,3.特性(1)毒性弱，很少致死(2)致发热、腹泻、呕吐、休克等(3)耐热，加热100经1h仍不被破坏，必须加热160经24h，或用强酸、强碱或强氧化剂煮沸30min才失活。(4)抗原性较弱，免疫应答不足以中和毒性,（1）多糖侧链（2）核心多糖（3）类脂A：主要的毒性部分,4.组成,内毒素与外毒素的比较,三、细菌的型分泌系统,型分泌系统（type secretion system，TTSS）是一个由多组分蛋白复合体形成的跨膜通道TTSS与动植物的许多革兰氏阴性病原菌毒力因子的分泌有关编码TTSS的基因通常位于毒力岛上，约有2030个,EHEC III型分泌系统装置示意图,四、细菌侵入的数量和适当的侵入部位,病原微生物引起感染，除必须有一定毒力外，还必须有足够的数量和适当的侵入部位,有些病原菌毒力极强，极少量的侵入即可引起机体发病，如鼠疫杆菌，有数个细菌侵入就可发生感染。而对大多数病原菌而言，需要一定的数量，才能引起感染，少量侵入，易被机体防御机能所清除。多数病原菌只有经过特定的门户侵入，并在特定部位定居繁殖，才能造成感染。,五、细菌毒力的增强和减弱,长时间体外连续培养传代 在高于最适生长温度条件下培养 在含有特殊化学物质的培养基中培养 在特殊气体条件下培养 通过非易感动物上传代 通过基因工程的方法,细菌毒力减弱的方法:,在自然条件下，回归易感动物采用分子生物学技术改造毒力基因，使之毒力增强,细菌毒力增强的方法:,第三节 病原菌与感染,病原菌在一定条件下侵入机体，与机体相互作用，并产生病理变化过程称为感染（Infection）或传染。传染过程的发展与结局，取决于病原菌的毒力、数量、机体的免疫状态以及环境因素的影响。感染发生的条件1、必须有病原菌 1）必须有足够的毒力和一定的数量 2）要有适当的侵入门户（即感染途径）2、必须有易感动物3、适宜的外界环境条件,一、感染的来源,1、外源性感染（Exogenous infection）是指由来自宿主体外的病原菌所引起的感染。传染源主要包括病畜病禽、恢复期病畜禽、健康带菌者，以及病畜、带菌动物、媒介昆虫等。2、内源性感染（Endogenous Infection）有少数细菌在正常情况下，寄生于动物体内，不引起疾病。当机体免疫力减低时，或者由于外界因素的影响，如长期大量使用抗生素引起体内正常菌群失调，由此而造成的感染称之为内源性感染。,二、感染的类型,1、显性感染：当侵入动物机体的病原菌的毒力较强，数量较多，而机体的抵抗力较低时，侵入的病原菌在机体内生长繁殖，对动物机体产生损害，并出现一系列明显的临床症状，称为显性传染，2、隐性感染：当侵入的病原菌毒力较弱，数量不多，而动物机体又具有一定程度的抵抗力时，侵入的病原菌只进行有限的生长繁殖，对动物机体的损害较轻，不出现临床症状或只出现轻微的临床症状，称为隐性传染。3、带菌现象：无论是隐性传染还是显性传染，动物康复或痊愈后，病原菌在动物体内继续存在，并不断排出体外，称为带菌现象。呈现带菌状态的动物，称为带菌者。,显性感染临床上按病情缓急分为急性感染和慢性感染；按感染的部位分为局部感染和全身感染。（1）局部感染（Local infection）（2）全身感染（Systemic infection）：,在全身感染过程中可能出现下列情况：,菌血症（Bacteremia）：这是病原菌自局部病灶不断地侵入血流中，但由于受到体内细胞免疫和体液免疫的作用，病原菌不能在血流中大量生长繁殖。如伤寒早期的菌血症、布氏杆菌菌血症。毒血症（Toxemia）：这是病原菌在局部生长繁殖过程中，细菌不侵入血流，但其产生的毒素进入血流，引起独特的中毒症状，如白喉、破伤风等。败血症（Septicemia）：这是在机体的防御功能大为减弱的情况下，病原菌不断侵入血流，并在血流中大量繁殖，释放毒素，造成机体严重损害，引起全身中毒症状，如人类的不规则高热，有时有皮肤、粘膜出血点，肝、脾肿大等。脓毒血症（Pyosepticemia）：化脓性细菌引起败血症时，由于细菌随血流扩散，在全身多个器官（如肝、肺、肾等）引起多发性化脓病灶。如金黄色葡萄球菌严重感染时引起的脓毒血症。,第四节 细菌感染的诊断,一、检测细菌或其抗原1、直接涂片显微镜检查2、分离培养 3、生化反应 4、抗原检测与分析,动物机体受病菌感染后，经一定时间产生抗体，抗体的量随病菌感染过程而增多，表现为效价升高。因此用已知的细菌或抗原检测患者体液（主要为血清）中有无相应抗体及抗体量的动态变化，可辅助诊断。一般采用血清进行试验，故又称为血清学试验。血清学试验适用于抗原性较强的病原菌及病程较长的传染病诊断。,二、检测抗体,三、检测细菌遗传物质,1、基因探针技术 2、PCR技术,