北工大微生物学第9章.ppt
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1、第九章 传染与免疫,感染(infection):病原菌突破机体的防御屏障,侵入机体,在一定部位生长繁殖,导致不同程度的病理变化的过程,是病原菌与宿主在个体、细胞、和分子水平相互作用的生物学现象。,何谓感染?,概 述,疾病:生物体在一定条件下,由体内或体外致病因子因素引起的一系列复杂且有特征性的病理状态。,感染(infection),又称传染:机体与病原体在一定条件下相互作用而引起的病理过程。(感染不是疾病的同义词!)传染病:由有生命力的病原体引起的疾病,与由其它致病因素引起的疾病在本质上是有区别的。,概 述,病原微生物(pathogenic microorganism)是能够引起人体或动物体发
2、生传染病的微生物,它包括的范围很广,有细菌、放线菌、立克次氏体、病毒和支原体、衣原体、螺旋体及真菌等。病原微生物侵入机体后,由于受其本身因素如侵入数量、途径及致病性(pathogenicity)和机体的抵抗力即免疫力(immunity)的影响,若表现为临床症状称为传染病(infectious disease),若不表现为临床症状则称为隐性传染(inapparent infection)或带菌状态(carrier state)。由于病原微生物和机体都具生命力,当病原微生物侵入机体后,双方作用的结果决定了传染病的发生与否,同时传染病的发生与环境有密切关系。,概 述,能使宿主致病的细菌为致病菌或病原
3、菌。,条件致病菌,概 述,正常菌群在正常情况下不致病;但在某些特殊条件下可以致病。,致病菌,可引起感染的细菌有哪些?,不能使宿主致病的细菌为非致病菌。,非致病菌,免疫的概念和功能,免疫的最初含义:,免疫:,是指人体对病原体及其有害产物的不同程度的抵抗力。,免疫是一种生理功能;人体依靠这种功能识别“自己”和“非己”成分,从而破坏和排斥进入体内的抗原物质,或人体本身所产生的损伤细胞和肿瘤细胞等以便维持人体内部环境的平衡和稳定。,免疫的基本特性,1 识别自身和非自身:这是免疫应答的基础。免疫细胞膜表面的抗原受体+外来抗原的表位。识别很精细,包括异种之间,同种不同个体之间2 特异性,即免疫具有很强的针
4、对性3 免疫记忆,对相同抗原物质的再次进入具有记忆,会产生更快、更强的免疫应答。,免疫的基本功能,1.抵抗感染,指动物机体抵御病原微生物感染和侵袭的能力。免疫功能亢进 变态反应。免疫功能低下或缺陷 机体感染。2.自身稳定,清除机体产生的大量衰老死亡细胞。功能异常 自身免疫病。3.免疫监视,肿瘤细胞的发现和清除功能低下或失调 肿瘤发生,功能名称 生理功能 病理表现,免疫防御 清除病原微生物及 超敏反应(强)其它抗原性异物 免疫缺陷病(弱)免疫自稳 清除损伤或衰老细胞 自身免疫性疾病免疫监视 清除突变或畸变细胞,肿瘤或病毒持续 防止肿瘤发生,杀伤 性感染 病毒感染细胞,病原微生物感染,机体对抗,(
5、免疫学),本章主要内容:,病原体对机体的感染,机体对感染的预防和治疗,非特异性免疫,特异性免疫,重点:病原体的感染及机体的抗传染免疫作用,一、感染的途径与方式 1、感染的途径;2、感染的部位及方式二、微生物的致病性 1、细菌的致病性:1)侵袭力;2)毒素(toxin)2、病毒的致病性;3.真菌的致病性:三、传染的类型 1、隐性传染;2、带菌状态;3、显性传染,病原微生物对机体的感染及其致病能力,第一节 病原微生物的传染,感染的途径和方式,外源性感染:来源于宿主体外的感染,主要来自病人、健康带菌(毒)者和带菌(毒)动、植物。内源性感染:当滥用抗生素导致菌群失调或某些因素致使机体免疫功能下降时,宿
6、主体内正常菌群引起的感染。感染的途径:呼吸道感染、消化道感染、创伤 感染、接触感染、垂直传播,感染的部位及方式,病原体侵入机体的途径:a)绝大多数病原体不能穿过完整的皮肤,而是通过机体的自然开口、皮肤表面的创伤裂口,或通过导管、静脉注入或外科切口等医源性的途径,进入机体内部。b)极少数能穿过皮肤(如血吸虫、钩虫);c)有的能穿过粘膜(如脊髓灰质炎病毒、麻诊病毒),然后通过血循环达到特定组织部位、造成病变;有的(如白喉杆菌)能附着在粘膜上生长繁殖形成局部病灶,产生毒素,引起各种症状。,病原体侵入人体后寄生和造成病变的方式:,细胞外感染,细胞内感染,兼性细胞内感染,专性细胞内感染,某些细菌、真菌、
7、弓形体被吞噬细胞吞噬后不被杀死,反而在细胞内增殖,称为兼性细胞内感染;,所有的病毒、立克次氏体、衣原体及少数细菌和原虫只能在靶细胞内增殖,它们必须存在于细胞内才能引起感染,为专性细胞内感染。病源微生物具有亲器官的特性,肠道的正常菌群,健康青年粪便涂片,健康壮年粪便涂片,健康中年粪便涂片,致病性(pathogenicity):细菌对宿主感染致病能力。,二、微生物的致病性细菌的致病性,毒力(virulence):在宿主免疫防御功能一定的情况下,微生物的致病性有强弱之分,称为微生物的毒力。半数致死量(median lethal dose,LD50)半数感染量(median infective dos
8、e,ID50)在一定条件下能引起 50 实验动物死亡或50的组织培养细胞发生感染的最小细菌数量或毒素剂量。,毒力,黏附素,荚膜,侵袭性物质,侵袭力,毒素,外毒素,内毒素,生物被膜,侵袭力(invasiveness):致病菌能突破宿主皮肤、黏膜生理屏障,进入机体并在体内定植、繁殖和扩散的能力.1.黏附素(adhensin)使细菌黏附在敏感细胞的表面,利于细菌的定植、繁殖。与细菌的致病性密切相关。菌毛粘附素;非菌毛粘附素2.荚膜:具有抗吞噬和阻挠杀菌物质的作用3.侵袭性物质:侵袭素(invasin)侵袭性酶类 血浆凝固酶 透明质酸酶 IgA蛋白酶4.细菌生物被膜(bacterial biofilm
9、)-是细菌附着在有生命或无生命的材料表面后,由细菌及其所分泌的胞外多聚物(主要是胞外多糖)共同组成的呈膜状的细菌群体(community),细菌的毒力,细菌的组织趋向性,细菌 组织脑膜炎奈瑟菌 鼻咽上皮、血管内皮淋病奈瑟菌 尿道上皮霍乱弧菌 肠上皮百日咳鲍特菌 呼吸道上皮幽门螺杆菌 胃黏膜A群链球菌 鼻咽上皮空肠弯曲菌 肠上皮肺炎支原体 呼吸道上皮,按其来源、性质和作用不同:,外毒素,内毒素,主要是一些革兰氏阳性菌,在生长过程中合成并分泌到胞外的毒,如破伤风痉挛毒素、白喉毒素等;也有存于胞内当细菌溶解后才释放的如痢疾志贺菌的肠毒素。,1)外毒素(exotoxin):,特点:,通常为蛋白质,抗原
10、性强,可选择作用于各自特定的组织器官,不同病原菌产生的外毒素不同,所引起的症状也不同。其毒性作用强,但不稳定,对热和某些化学物质敏感。,毒素-生长繁殖产生和释放的毒性成分,类型 细菌 名称 引起疾病神经毒素 破伤风梭菌 痉挛毒素 破伤风 肉毒梭菌 肉毒毒素 肉毒中毒细胞毒素 白喉棒状杆菌 白喉毒素 白喉 葡萄球菌 TSST-1 毒性休克综合征 表皮剥脱毒素 烫伤样皮肤综合征 A群链球菌 致热外毒素 猩红热肠毒素 霍乱弧菌 肠毒素 霍乱 大肠埃希菌(产毒型)肠毒素 腹泻 产气荚膜梭菌 肠毒素 食物中毒 葡萄球菌 肠毒素 食物中毒,根据对宿主细胞亲和性及作用靶点可以分为神经毒素、细胞毒素、肠毒素,
11、例如:破伤风梭菌的破伤风痉挛毒素(tetanospamin)和破伤风溶血毒素(tetanolysin)。,破伤风痉挛毒素对中枢神经系统有高度亲和力,与其细胞表面神经节苷脂结合,进入细胞后通过轻链毒性封闭抑制性突触的介质释放,导致伸肌,屈肌同时强烈收缩、肌肉强直痉挛。,破伤风痉挛毒素的毒性仅次于肉毒毒素,当其含量尚不能引起免疫时即足以致病,而毒素与神经突触的结合是不可逆的,一般治疗无效,因此该病的免疫预防特别重要。,类毒素(toxoid)和抗毒素(antitoxin):,利用外毒素对热和某些化学物质敏感的特点,用0.3-0.4%甲醛处理,使其毒性完全丧失,但仍保持抗原性,这种经处理的外毒素为类毒
12、素,常用来预防注射。,用类毒素注射动物(如马),以制备外毒素的抗体,称为抗毒素,作治疗用。,革兰氏阴性菌的细胞壁物质,主要成分是脂多糖(LPS),于菌体裂解时释放。,2)内毒素(endotoxin),作用于白细胞、血小板、补体系统、凝血系统等多种细胞和体液系统,引起发热、白细胞增多、血压下降及微循环障碍,有多方面复杂作用,但相对毒性较弱。,各种革兰氏阴性菌的内毒素作用相似,且没有器官特异性。,内毒素生物学作用,发热反应白细胞反应 内毒素血症与内毒素休克 DIC,细菌内毒素的致病机制,外毒素与内毒素的比较:,*1mg肉毒毒素纯品可杀死2亿(2000万)只小鼠或一百万只豚鼠,中毒的死亡率几近100
13、%,但及时注射抗毒素及对症治疗可使之降低。1mg破伤风毒素可杀死100万只小鼠,1mg白喉毒素可杀死1000只豚鼠。,(二)、数量(三)、侵入途径,病毒的致病性,病毒在宿主细胞内增殖,影响宿主细胞的核酸及蛋白质代谢,其后果可分为三种类型:杀细胞感染(cytocidal infection);稳定状态感染(steady state infection);整合感染(integrated infection)。,病毒感染的特点:,活细胞中寄生,基因水平感染,真菌的致病性:,(1)致病性真菌感染:一些外源性真菌感染可引起皮肤、皮下和全身性疾病。如皮肤癣菌有嗜角蛋白特性,在皮肤局部大量增殖后,通过机械刺
14、激和代谢产物的作用引起局部的炎症和病变,即手足癣、甲癣、头癣等。(2)条件致病性真菌感染:,一些内源性真菌在机体免疫力降低,如长期应用抗生素、放射治疗等情况下发生。如白念珠菌是存在于人体表及腔道中的正常菌群,当人体免疫力低下时可侵入人体许多部位,包括发生于皮肤粘膜的鹅口疮、口角糜烂、发生于内部器官的肺炎、食道炎、膀胱炎、发生于中枢神经系统的脑膜炎等。,真菌变态反应性疾病:,有些真菌本身并不致病,但对某些具过敏倾向的个 体可引起变态反应性疾病,如曲霉、青霉、镰刀菌等可 引起荨麻疹、哮喘、变应性鼻炎。真菌性中毒:有些真菌在粮食上生长,人及动物食后可因真菌本 身或真菌产生的毒素而中毒。,黄曲霉毒素、
15、杂色霉素,肝损害,桔青霉素,肾小球损害,节菱孢菌引起的霉甘蔗中毒,抽搐,昏迷直至死亡,真菌中毒与一般细菌病毒感染不同,有地区性与季节性,但没有传染性,不引起流行。,立克次氏体的致病性,立克次氏体通过特异受体进入宿主细胞,以不同方式在细胞内增殖并内释放。如人类流行性斑疹伤寒的病原体普氏立克次氏体在吞噬体内通过磷脂酶A溶解吞噬膜的甘油磷脂而进入胞质,大量增殖后导致细胞破裂。释放的立克次氏体通过血流在全身各器官的小管内的细胞质增殖,能直接破坏起所寄生的血管内皮细胞引起血管炎症,起毒性产物亦可进入血循环而引起全身症状。,寄生虫的致病性,大多数寄生虫的构造和成分都很复杂。特别是寄生虫有复杂的生活周期,随
16、着循环迂回迁移,其结构和表面成分均不断变化,或获得宿主成分作为外衣使宿主难以识别,或将表面分子释放作为“诱饵”,吸引机体的免疫系统将其作为攻击靶,而自身逃避了免疫防御。,寄生虫,原虫:单细胞生物,多数于胞内寄生,蠕虫:多细胞生物,种类极多,通常 引 起胞外慢性感染,如血吸虫,病原菌:宿主的免疫力(immunity):环境因素:,传染的发生,(一)病原体,(二)宿主的免疫力,免疫的基本特性识别自身与非自身特异性免疫记忆 免疫的基本功能免疫防御:抵抗感染免疫稳定:清除体内自然衰老和受伤的细胞免疫监视:清除突变的癌细胞,宿主 能供给病原体场所和营养的生物(人、动物)。宿主不仅能适应环境,接受损害,而
17、且也具有抵制、中和外来侵袭之能力。抵抗力、免疫力 排除、消灭宿主 病原体 易感者 生存、繁殖 多数情况宿主死亡,病原体随之死亡,如宿主产生特异性免疫,病原体难以生存。宿主死亡、产生免疫之前,病原体须从体内排出,延续其种属。,传染过程及其感染谱 传染(感染):是病原体对人体的一种寄生现象。传染过程:病原体进入机体后,与机体相互作用的过程。隐性 轻 重 死亡 治愈 病原体 进入机体 感染 显性 轻、中、重、死亡(麻疹)死亡为结局(狂犬病)传染梯度(感染谱):机体对病原体 反应轻重频率,(三)环境条件,宿主环境先天:遗传素质、年龄等;后天:营养、精神、内分泌状态、药物、针灸、电离辐射等的影响,体育锻
18、炼;外界环境自然环境:气候、季节、温度、湿度,地 理环境等;社会环境:社会制度、居住环境、医疗环境等。,三、传染的结局,病原体,不同的个体,相同个体的不同生理状态,不同的结果,病原体侵入其宿主后,二者之间力量对比决定着传染的结局,隐性传染,带菌状态,显性传染,“伤寒玛丽”(Mary Mallon):一个健康带菌者,被证实在美国有7个地区多达1500个伤寒患者都是她传染的。,不发生传染,感染后出现临床症状与否,隐性感染,潜伏感染,显性感染,带菌状态,(一)隐性感染(inapparent infection)当宿主的抗感染免疫力较强,或入侵的病菌数量不多、毒力较弱,感染后对机体损害较轻,不出现或出
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