第19章细菌的致病性与感染 中央电大农林医药学院 唐已婷
【学习建议】
第19章是细菌学部分的重要章节，介绍了细菌致病性方面的知识。通过学习这章内容，我们对细菌致病性的有关因素、包括细菌和机体两方面的各种因素，应有一个整体认识。细菌方面最重要的因素是细菌的毒力。我们应掌握细菌毒力、侵袭力的构成因素（物质基础）、内毒素和外毒素的来源、特点及毒性作用、重要的侵袭性酶类的名称、毒性作用及来源、以及菌血症、毒血症、败血症、脓毒血症的概念。熟悉感染的类型、感染的来源和侵入途径。了解细菌毒素的作用机制。
【重点难点】 一、细菌的致病性
细菌侵入宿主机体生长并引起宿主疾病的性能称为致病性。具有致病性的细菌称为致病菌或病原菌。不同的致病菌引起机体不同的病变，比如：结核杆菌引起结核病、伤寒杆菌引起伤寒、痢疾杆菌引起痢疾。因此，致病性表示了细菌的种的特征。
细菌是否具备致病性取决于2点：（1）细菌是否具有侵袭力，可以突破机体的防御机能在体内定居及生长繁殖。（2）细菌是否能产生毒性代谢产物造成宿主组织细胞的损伤。这2点即构成了细菌的毒力。
细菌侵入后是否一定引起机体患病？即致病性能否实现，虽主要决定因素是细菌的毒力，但还取决于细菌的入侵数量、合适的入侵途径、以及机体的免疫状态。毒力强的细菌比如结核杆菌，经呼吸道吸入，只要1-10个细菌就可以引起疾病，最常引起的是肺结核。而伤寒杆菌经口食入，需要约10万个细菌才引起疾病。破伤风杆菌虽然可以引起死亡率很高的破伤风，但必须是经有厌氧环境的伤口感染，如果是经口食入则不引起感染。机体的免疫功能正常时，很多感染通常不出现症状，以隐性感染为主。而机体免疫功能下降或缺陷时，甚至体内正常菌群也可引起严重感染。如艾滋病患者，常常死于条件致病菌引起的机会感染。
二、细菌的毒力
毒力表示的是细菌致病性的强弱程度，可以用半数致死量（LD50）或半数感染量（ID50）来表示毒力的强弱。不同种类的细菌由于细菌的结构、代谢能力和毒性产物的不同，毒力有很大差异。即使是同种细菌不同菌株之间，毒力也有差异。比如大肠杆菌、白喉杆菌都有产毒株和不产毒株之分。
细菌毒力主要与细菌侵袭力和细菌毒素有关。 （一）侵袭力主要与菌体表面结构和侵袭性酶有关。
1．菌体表面结构：与侵袭力有关的菌体表面结构主要有两类：
（1）具有粘附作用的表面结构――菌毛（G菌）和膜磷壁酸（G菌）等。
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细菌侵入机体，首先必须附着在细胞表面，获得立足之地，才能生长繁殖，引起感染。G致病菌大多借助菌毛粘附在易感细胞表面。G菌如A族链球菌表面的膜磷壁酸、M蛋白，有着类似菌毛的粘附作用, 可与口腔粘膜及皮肤上皮细胞，以及各种血细胞表面的受体结合而定居，进而引起疾病，如咽炎、皮肤化脓感染、败血症等。
细菌粘附在体表或细胞表面后，可以三种不同方式引起致病：
A. 在细胞表面生长繁殖，不侵入细胞内, 不引起明显的细胞损伤，但产生毒素作用于细胞，使细胞功能紊乱，如霍乱弧菌引起的霍乱，并无肠粘膜细胞的损伤，而只有细胞分泌功能的亢进，所以表现为大量水样腹泻。
B．侵入表层细胞内生长繁殖，产生毒素，造成浅表组织细胞的损伤（溃疡），但不再进一步侵入深部组织和血液，如痢疾杆菌引起的痢疾，因为有肠粘膜上皮细胞的损伤，所以表现为脓血便。
C．由表层细胞进一步侵入深层组织，甚至侵入血液向全身扩散，引起全身感染。如金黄色葡萄球菌引起的败血症、伤寒杆菌引起的肠热症。
（2）具有抗吞噬作用的表面结构――荚膜、微荚膜、SPA等。
细菌侵入体内后，会受到体内吞噬细胞的捕捉和吞噬消灭。只有能抵抗吞噬作用的细菌才能在体内生存。以荚膜为主要致病物质的细菌最典型的是肺炎球菌。有荚膜的肺炎球菌不到10个注入小鼠腹腔就可以使小鼠死亡。而无荚膜的肺炎球菌需一万个才能杀死小鼠。荚膜抗吞噬的机理主要是表面光滑，不易捕捉，再就是荚膜与吞噬细胞所带电荷相同，同性相斥。
乙型溶血性链球菌表面的M蛋白、伤寒沙门菌的Vi抗原和大肠艾希菌的K抗原类似微荚膜，都有抗吞噬的作用。
金黄色葡萄球菌表面蛋白A（SPA）也有抗吞噬作用。它可以和抗体IgG的Fc段结合，与吞噬细胞竞争结合抗体的Fc段，抑制了抗体对吞噬细胞的调理促吞噬作用。
2．侵袭性酶：与细菌侵袭力有关的另一重要因素是侵袭性酶。细菌突破体表的防御机能，进入体内后，还受到细胞之间结缔组织的隔离和其他因素的限制而不能任意扩散。毒力强的细菌能产生一些胞外酶水解组织细胞间的基质透明质酸、胶原蛋白、以及溶解纤维蛋白等，帮助细菌在体内扩散，这些酶就称为侵袭性酶。侵袭性酶是细菌的合成代谢产物之一，重要的侵袭性酶有：血浆凝固酶、透明质酸酶、链激酶、胶原酶。
（二） 细菌毒素：
细菌毒力的另一重要构成是细菌的毒素。细菌毒素是细菌合成的与致病性有关的重要代谢产物。根据毒素的来源、化学性质、毒性作用的不同，可分为两类：内毒素和外毒素。
1．内毒素：
毒性作用：由于革兰阴性菌的脂类A化学组成都类似，因此不同种G菌所引起的内毒素中毒表现大致相同：主要症状有：发热、白细胞反应、内毒素性休克和弥漫性血管内凝血
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2．外毒素：
外毒素毒性强烈，并且选择性作用于易感组织细胞，即不同细菌产生的外毒素其毒性作用是不同的。
三、细菌感染的来源及侵入途径
什么叫感染？感染，也叫传染，是细菌侵入机体后与宿主的防御系统相互作用而产生的不同程度的病理过程。
（一）感染的来源
1．外源性感染：致病菌由外界侵入体内引起的感染。发生外源性感染必定存在着感染源或称为传染源，而细菌的入侵也有一定的途径和方式。
（1）传染源：主要有病人、带菌者以及患病或带菌动物。值得一提的是医护人员中的健康带菌者作为传染源的重要性。
（2）感染的方式与途径：发生外源性感染时细菌侵入机体的途径主要有：
A．经呼吸道感染：病人或带菌者咳嗽、打喷嚏、大声说话、随地吐痰等，都可将病菌喷洒在空气中。如开放性肺结核患者24小时痰中可排出结核杆菌一千万个左右，而结核杆菌可在干燥的痰中存活6-8个月，保持感染性8-10天。因此，应制止随地吐痰。
另外，军团菌广泛存在于各种水环境中，如空调冷却水中、热水管道、淋浴喷头、雾化吸入治疗仪的水里等，在机体抵抗力降低时，可以经呼吸道吸入含嗜肺军团菌的微小水滴（气溶胶）引起军团菌肺炎。
通过呼吸道侵入机体引起感染的细菌还有引起肺炎的肺炎球菌、引起咽炎、猩红热的链球菌、以及白喉杆菌、脑膜炎球菌、百日咳杆菌等。
B．消化道感染：主要指经粪-口途径引起的感染。人类和动物肠道内的致病菌或正常菌群中的细菌可以通过粪便排出体外，并可以通过粪便污染食物、手和水源而引起流行。
C．接触感染：与患者或带菌动物密切接触也可以引起传染病。 D．创伤感染
E.节肢动物叮咬感染: 如鼠疫杆菌可经鼠蚤叮咬引起人类感染。
2．内源性感染：是指机体抵抗力下降，由体内正常菌群或隐伏的病原菌引起的感染。如AIDS患者，由于免疫系统的破坏，对正常人无明显致病作用的白色念珠菌可以引起严重感染。
(二)感染的类型――隐性感染、显性感染、带菌状态
根据细菌和机体之间力量的较量，感染可分为三种类型：隐性感染、显性感染和带菌状态。
1．隐性感染：机体抵抗力强，侵入的病原菌数量少，毒力低，很快被免疫系统清除，不出现明显的临床症状，但可获得免疫力。结核杆菌、白喉杆菌、脑膜炎球菌的感染主要以
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隐性感染为主。
2．显性感染：
急性感染-----起病急，持续数日或数周，如脑膜炎球菌、霍乱弧菌的感染。 慢性感染-----起病缓慢，持续数月甚至数年，如结核杆菌、麻风杆菌引起的感染。 局部感染----病原菌局限在入侵局部，如金黄色葡萄球菌引起的疖、毛囊炎等。 全身感染-----病原菌或其代谢产物由入侵局部扩散至全身。全身感染的几种类型：菌血症、败血症、脓毒血症和毒血症。前三种类型的感染都有细菌侵入血流，但严重程度不同。毒血症一般只有毒素入血，而细菌不入血。
? 菌血症：病原菌由局部侵入血流，但未在血液中大量繁殖，血液只是起运载工具，将细菌播散到全身。
? 败血症：细菌在血液中大量繁殖并产生毒性物质，引起全身中毒症状，如高热、皮肤出血点、肝脾肿大，休克等。
? 脓毒血症：化脓性细菌如金黄色葡萄球菌进入血流大量繁殖后，又播散到其他组织器官引起新的化脓性感染，如膈下脓肿、肝脓肿、肾脓肿、肺脓肿等。
? 毒血症：细菌在入侵局部生长繁殖，产生的毒素入血到达易感组织细胞引起特定病变，如破伤风杆菌产生的痉挛毒素，白喉杆菌产生的白喉毒素，志贺痢疾杆菌产生的志贺毒素等，都是由细菌在生长局部产生，通过血液播散到毒素特定的易感组织产生毒性作用。但霍乱弧菌的肠毒素不入血。
3．带菌状态和带菌者：体内带有病原菌，并不断或间歇向体外排出，称为带菌状态。处于带菌状态的人就叫带菌者。带菌者是重要的、隐蔽的传染源。带菌者可分为：
? 健康带菌者：主要是隐性感染者，尤其是医务人员中的带菌者，往往可造成病人之间的交叉感染。
? 恢复期带菌者：主要见于伤寒、痢疾等传染病。如伤寒痊愈后，仍有部分患者可由粪便或尿液排菌。排菌3周---3个月，称为恢复期带菌者。
? 慢性带菌者：主要见于伤寒、痢疾等传染病。排菌时间超过一年以上，称为慢性带菌者，伤寒病后约有3%患者成为慢性带菌者，是重要的传染源。
四、机体抗菌免疫 (一) 非特异性免疫
1．屏障结构――抗感染的第一道防线
（1）皮肤粘膜屏障－人类的体表和与外界相同的腔道如呼吸道、消化道、泌尿生殖道的表面都覆盖着一层完整的皮肤或粘膜，构成机体的体表屏障，是机体抵御外来病原菌入侵的第一道防线。它的防御作用主要表现在以下三方面：①机械性阻挡与排除作用；②分泌杀菌物质；③正常菌群的拮抗作用。
（2）血脑屏障――可以有效地阻挡来自血液的细菌或其毒素侵入脑组织，保证脑组织
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不受感染。血脑屏障随年龄增长而逐渐成熟。婴幼儿的血脑屏障往往发育不完善，因此容易发生中枢神经系统的感染。
（3）胎盘屏障――胎盘屏障不妨碍胎儿从母体血液中获取营养，但可以阻止来自母体血液中的病原菌和毒素侵犯胎儿，保护胎儿的正常生长。但是在妊娠的头三个月，胎盘屏障发育不完善，因此怀孕的前三个月孕妇若感染病原菌，可以通过胎盘危及胎儿，造成胎儿的先天感染、畸形、甚至死亡。
2．吞噬细胞――抗感染的第二道防线
细菌若通过皮肤、粘膜进入体内，会受到组织中吞噬细胞的攻击和吞噬。因此，吞噬细胞是抵御细菌的第二道防线。
（1）吞噬细胞种类：分为两类：小吞噬细胞和大吞噬细胞。
①小吞噬细胞：是血液中的嗜中性粒细胞。是最先迎战细菌的先锋。②大吞噬细胞：包括血液中的单核细胞和组织中的巨噬细胞。单核细胞在血液中停留2～3天后，就从血管内逸出到组织中继续发育成熟为固定的或可以游走的各种不同类型的巨噬细胞，如肝脏中的枯否细胞、肺脏中的尘细胞、神经组织中的胶质细胞等。血液中的单核细胞和组织中的巨噬细胞构成单核吞噬细胞系统。
（2）吞噬作用的后果：
①完全吞噬：化脓性球菌被吞噬后，5～10分钟内死亡，30～60分钟被消化。在临床表现为隐性感染或急性感染。
②不完全吞噬：有些细菌，如结核杆菌、布氏杆菌、军团菌、伤寒杆菌、麻风杆菌等毒力强的胞内寄生菌，在尚未建立特异性免疫的时候被吞噬细胞吞噬后可不被杀灭，反而在吞噬细胞内生存，得到保护，并随吞噬细胞的游走在体内扩散。在临床多表现为慢性感染。这些细菌可以抑制吞噬细胞的吞噬消化功能。如结核杆菌菌体成分中的硫酸脑苷酯可以抑制吞噬体和溶酶体的融合，使溶酶体内的各种杀菌物质不能向吞噬体中释放，因此结核杆菌虽然被吞噬，但却无法对它进行消化和降解。军团菌也是典型的胞内寄生菌，它被吞噬细胞吞噬后，可将其细胞壁表面的脂多糖插在吞噬体膜表面，抑制吞噬体和溶酶体的融合，从而抑制了吞噬细胞的消化杀菌作用。
3．体液中抗菌物质――补体
体内抗菌的第二道防线除了吞噬细胞外，还有体液中的杀菌物质。其中最重要的是补体系统。
（二）特异性免疫
特异性免疫是指个体在出生后，由于隐性感染或患病、或通过免疫接种而获得的对某种特定病原菌的免疫力，也叫获得性免疫。与非特异性免疫相比，特异性免疫不是生来就有的，也不是针对所有病原菌的，而是受到某种特定病原菌对免疫系统的刺激，产生免疫应答的结果。因此，特异性免疫具有特异性和记忆性，受相同病原菌抗原的再次刺激，可以使免疫力
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细菌的致病性与感染
