第4章-細(xì)菌的感染與致病機理課件

獸醫(yī)微生物學(xué)獸醫(yī)微生物學(xué)1第4章細(xì)菌的感染與致病機理第一節(jié)細(xì)菌的致病性和毒力第二節(jié)細(xì)菌的毒力因子及分泌系統(tǒng)第三節(jié)機會致病菌第四節(jié)細(xì)菌的毒力的增強與減弱第五節(jié)細(xì)菌毒力因子表達(dá)的調(diào)控第4章細(xì)菌的感染與致病機理第一節(jié)細(xì)菌的致病性和毒力2第4章細(xì)菌的感染與致病機理感染（Infection）是指病原微生物侵入宿主體內(nèi)持續(xù)存在或增殖的現(xiàn)象。發(fā)病（Disease）指病原微生物感染后，對宿主造成明顯病理損害的現(xiàn)象。病原微生物(Pathogenicbacteria)指那些可以導(dǎo)致機體發(fā)病的微生物。第4章細(xì)菌的感染與致病機理感染（Infection）是指3第一節(jié)細(xì)菌的致病性和毒力致病性一定種類的病原菌在一定的條件下，能在宿主體內(nèi)引起感染的能力稱為致病性。致病性是細(xì)菌種的特征之一。毒力指同種病原微生物的不同株的致病力在程度上的差異。毒力是病原微生物株的特征。第一節(jié)細(xì)菌的致病性和毒力致病性一定種類的病原菌在一定4一、細(xì)菌致病性的確定1.柯赫法則

是確定某種細(xì)菌是否具有致病性的主要依據(jù)，其要點：第一，特殊的病原菌應(yīng)在同一疾病中可查見，在健康者不存在；第二，此病原菌能被分離培養(yǎng)而得到純種；第三，此純培養(yǎng)物接種易感動物，能導(dǎo)致同樣病癥；第四，自感染的動物體內(nèi)能重新獲得該病原菌的純培養(yǎng)。該法則也適用于其他病原微生物，如病毒等。一、細(xì)菌致病性的確定52.法則評價

柯赫法則在確定細(xì)菌致病性方面具有重要意義，特別是鑒定一種新的病原體時非常重要。但是，它也具有一定的局限性。3.基因柯赫法則

有以下幾點：

第一，在致病菌株中能檢出某些特定基因或其產(chǎn)物，而無毒力菌株中沒有。第二，有毒力菌株的某個基因被損壞，則其毒力應(yīng)減弱或消除?；蛘邔⒋嘶蚩寺〉綗o毒菌株內(nèi)，后者成為有毒力菌株。第三，將細(xì)菌接種動物時，這個基因應(yīng)在感染的過程中表達(dá)。第四，在接種動物檢測到這個基因產(chǎn)物的抗體，或產(chǎn)生免疫保護(hù)。該法則也適用于其他微生物，如病毒。2.法則評價柯赫法則在確定細(xì)菌致病性方面具有重要意義，6二細(xì)菌毒力的測定在傳染病診斷及防治等工作中，需了解細(xì)菌的毒力。毒力常用半數(shù)致死量和半數(shù)感染量等表示。1.半數(shù)致死量（LD50）指能使實驗動物在一定時限內(nèi)死亡一半，所需的微生物或毒素的量。2.半數(shù)感染量（ID50）指能使實驗動物在一定時限內(nèi)感染一半，所需的微生物或毒素的量。常用的有LD50、ID50、EID50、TCID50等。測定方法類似。二細(xì)菌毒力的測定7第二節(jié)細(xì)菌的毒力因子及分泌系統(tǒng)

構(gòu)成細(xì)菌毒力的物質(zhì)稱為毒力因子，主要包括侵襲力和毒素等。細(xì)菌的許多重要毒力因子的分泌，與細(xì)菌的分泌系統(tǒng)有關(guān)。一侵襲力病原微生物在機體內(nèi)定殖，突破防御屏障及內(nèi)化作用，在體內(nèi)繁殖和擴散的能力稱為侵襲力。第二節(jié)細(xì)菌的毒力因子及分泌系統(tǒng)構(gòu)成細(xì)菌毒力81.定殖指病原微生物在體內(nèi)定居繁殖的過程。即粘附在宿主（消化道、呼吸道、生殖道、尿道及眼結(jié)膜等）黏膜上，以免被腸蠕動、黏液分泌、呼吸道纖毛運動等作用所清除。

具有黏附作用的細(xì)菌結(jié)構(gòu)成分，統(tǒng)稱為黏附素。如菌毛、外膜蛋白(OMP)、磷壁酸(LTA)等。

細(xì)胞或組織表面與黏附素結(jié)合的成分稱為黏附素受體。如細(xì)胞表面糖蛋白等。1.定殖指病原微生物在體內(nèi)定居繁殖的過程。即粘附在92.干擾或逃避宿主的防御機制

病原菌粘附于細(xì)胞表面后，必須克服機體局部的防御屏障（如抗吞噬、逃避抗體等）才能建立感染。

抵抗吞噬作用抑制吞噬（外毒素、莢膜等）；在吞噬細(xì)胞內(nèi)生存（有莢膜菌等）；殺死或損傷吞噬細(xì)胞（外毒素）。

抵抗體液免疫抗原偽裝或抗原變異（如葡萄球菌SPA等）；破壞抗體（分泌蛋白降解Ig如嗜血桿菌等）；逃避抗體補體（脂多糖LPS、外膜蛋白OMP、莢膜及S層等）。2.干擾或逃避宿主的防御機制病原菌粘附于細(xì)胞表面后，103.內(nèi)化作用指某些細(xì)菌黏附于細(xì)菌表面之后，能進(jìn)入吞噬細(xì)胞或非吞噬細(xì)胞內(nèi)部的過程，如結(jié)核桿菌、衣原體等。內(nèi)化作用可使細(xì)菌擴散感染，提供庇護(hù)，逃避免疫殺滅等。4.在體內(nèi)增殖增殖是感染的關(guān)鍵，增殖速度對致病性極其重要。5.在體內(nèi)擴散細(xì)菌分泌的致病性蛋白酶等，可作用于組織基質(zhì)或細(xì)胞膜，造成損傷，使其通透增加，有利于細(xì)菌在體內(nèi)的擴散性。如透明質(zhì)酸酶（擴散因子）、膠原酶、磷脂酶、激酶、凝固酶等。3.內(nèi)化作用指某些細(xì)菌黏附于細(xì)菌表面之后，能進(jìn)入吞噬細(xì)11二、毒素有外毒素和內(nèi)毒素兩大類1.外毒素是某些病原菌在生長繁殖過程中產(chǎn)生的對宿主細(xì)胞有毒性的可溶性蛋白質(zhì)。分泌于胞外，為外毒素。外毒素產(chǎn)生菌如破傷風(fēng)桿菌、炭疽桿菌、肉毒桿菌、產(chǎn)氣莢膜梭菌、溶血性鏈球菌、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、霍亂桿菌、多殺性巴氏桿菌等。二、毒素有外毒素和內(nèi)毒素兩大類12外毒素特異性對組織器官的選擇性。如破傷風(fēng)毒素作用于脊髓前角運動神經(jīng)細(xì)胞，引起肌肉的強直性痙攣；而肉毒毒素選擇性的作用于眼神經(jīng)和咽神經(jīng)，引起眼肌和咽肌麻痹。也有一些毒素具有相同作用，霍亂桿菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等可產(chǎn)生作用類似的腸毒素。外毒素的毒性

外毒素的毒性極強，如1mg純化的肉毒毒素能致死2000萬只小鼠或107個人。外毒素特異性對組織器官的選擇性。如破傷風(fēng)毒素作用于脊髓前13外毒素抗原性

外毒素具有良好的免疫原性，可刺激機體產(chǎn)生特異性的保護(hù)抗體，這種抗體稱為抗毒素，可用于緊急治療和預(yù)防。外毒素用0.4％甲醛溶液處理脫毒后，但仍保留原有抗原性，稱之為類毒素(疫苗)，可用于免疫接種。

外毒素理化性外毒素不耐熱，高溫失去毒性。少數(shù)例外，如葡萄球菌腸毒素及大腸桿菌熱穩(wěn)定腸毒素能耐100℃30min。外毒素易被熱、酸及蛋白水解酶滅活。外毒素抗原性外毒素具有良好的免疫原性，可刺激機體142.

內(nèi)毒素內(nèi)毒素指革蘭氏陰性菌外膜中的脂多糖(LPS)成分，細(xì)菌在死亡后裂解后才釋放。

內(nèi)毒素的作用所有內(nèi)毒素的毒性作用都大致相同，引致發(fā)熱、白細(xì)胞減少、彌散性血管內(nèi)凝血、休克甚至致死。

內(nèi)毒素理化性內(nèi)毒素耐熱，加熱100℃經(jīng)1h仍不被破壞。不能被甲醛脫毒成類毒素。內(nèi)毒素的抗原性較弱，相應(yīng)抗體不能中和內(nèi)毒素毒性作用。2.內(nèi)毒素內(nèi)毒素指革蘭氏陰性菌外膜中的脂多糖15毒素（Toxin)

表：外毒素與內(nèi)毒素的主要區(qū)別區(qū)別要點外毒素（P53）內(nèi)毒素來源革蘭陽性菌與部分革蘭陰性菌革蘭陰性菌存在部分從活菌分泌出，少數(shù)菌崩解后釋放細(xì)胞壁組分，菌裂解后釋放化學(xué)成分蛋白質(zhì)脂多糖穩(wěn)定性60-80℃，30min被破壞160℃，2-4h才被破壞毒性作用強，對組織器官有選擇性毒害效應(yīng)，引起特殊臨床表現(xiàn)較弱，各菌的毒性效應(yīng)大致相同，引起發(fā)熱、白細(xì)胞增多、微循環(huán)障礙、休克、彌散性血管內(nèi)凝血(DIC)等抗原性強，刺激機體產(chǎn)生抗毒素；甲醛液處理脫毒形成類毒素弱，刺激機體產(chǎn)生的中和抗體作用弱；甲醛處理不形成類毒素毒素（Toxin)

表：外毒素與內(nèi)毒素的主要區(qū)別區(qū)別要點外16第三節(jié)機會致病菌

機會致病菌

是指某些細(xì)菌通常并不主動入侵宿主機體，某種應(yīng)激條件下或不利條件下，但當(dāng)宿主的免疫屏障破壞、免疫功能抑制或異常時，進(jìn)入機體的組織、血液，造成感染并致病。

例如：豬鏈球菌2型感染并能致死豬，不感染人。但可以通過人的傷口使人感染甚至死亡。第三節(jié)機會致病菌機會致病菌是指某些細(xì)菌通常并不主動入侵17第四節(jié)細(xì)菌毒力的增強與減弱

毒力是病原菌株特有的一種生物學(xué)性狀。毒力強的菌株在體外連續(xù)傳代后，毒力往往減弱，而通過易感動物又能使毒力減弱的菌株恢復(fù)毒力。一、細(xì)菌毒力減弱的方法1.體外連續(xù)傳代培養(yǎng)2.高于最適生長溫度培養(yǎng)

如炭疽Ⅰ型和Ⅱ號疫苗，均是將炭疽桿菌強毒株在42-43℃培養(yǎng)傳代育成。3.含有特殊化學(xué)物質(zhì)的培養(yǎng)基中培養(yǎng)如結(jié)核病卡介苗(BCG)，系將牛型結(jié)核桿菌在含有膽汁的馬鈴薯培養(yǎng)基上每15天傳1代，持續(xù)傳代13年后育成。第四節(jié)細(xì)菌毒力的增強與減弱毒力是病原菌株特184.特殊氣體條件下培養(yǎng)如無莢膜炭疽芽孢苗是半強毒菌株在含50%動物血清的培養(yǎng)基上，在50%CO2的條件下選育的。5.通過非易感動物如豬丹毒弱毒苗（GC42）系將強致病菌株通過豚鼠370代后，又通過雞42代選育而成。如豬瘟兔化弱毒苗。6.通過基因工程方法去除毒力基因或用點突變的方法使毒力基因失活，可獲得無毒力株或弱毒株。4.特殊氣體條件下培養(yǎng)如無莢膜炭疽芽孢苗是半強毒菌株在含19二、細(xì)菌毒力增強的方法在自然條件下，回歸易感動物是增強細(xì)菌毒力的最佳方法。二、細(xì)菌毒力增強的方法20第五節(jié)細(xì)菌毒力因子表達(dá)的調(diào)控細(xì)菌通過感應(yīng)宿主信號快速調(diào)節(jié)基因的表達(dá)，以適應(yīng)宿主內(nèi)環(huán)境并存活。環(huán)境因素某些毒力因子僅在特定的條件下才能表達(dá)，這些因素包括溫度、鐵離子及鈣離子濃度、滲透壓、PH值、氧含量等。如：志賀菌在30℃培養(yǎng)時不能侵襲宿主，在37℃條件下才內(nèi)化而致腹瀉。第五節(jié)細(xì)菌毒力因子表達(dá)的調(diào)控細(xì)菌通過感應(yīng)宿主信號快速調(diào)節(jié)21非編碼小RNA（sRNA）是一大類不編碼蛋白質(zhì)的RNA分子，存在于所有生物體中。細(xì)菌的sRNA長度一般小于500nt，可與mRNA結(jié)合，導(dǎo)致后者降解，也可與蛋白質(zhì)結(jié)合，影響其生物學(xué)功能。如：大腸桿菌、沙門氏菌、霍亂弧菌、金黃色葡萄球菌、產(chǎn)單核細(xì)胞李氏桿菌和銅綠假單胞菌中的sRNA通過調(diào)節(jié)毒力相關(guān)基因的表達(dá)，從而調(diào)控病原菌對宿主細(xì)胞的粘附、侵襲，以及在巨噬細(xì)胞中的存活和毒力蛋白的分泌。非編碼小RNA（sRNA）是一大類不編碼蛋白質(zhì)的RNA分22二元信號系統(tǒng)（TCSTS）由感受器和反應(yīng)調(diào)節(jié)子組成，是廣泛存在于細(xì)菌中的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機制。病原菌在感染宿主的