第七章 微生物的致病性与感染
本章考点： 1.概述
（1）微生物致病性 （2）感染与感染性疾病 2.微生物与宿主的关系 （1）寄生 （2）病原体 （3）正常菌群 （4）菌群失调
（5）机体对病原体的对抗力 （6）抗细菌免疫
3.细菌的致病物质及其作用 （1）细菌表面成分
（2）细菌进入宿主细胞过程与归宿 （3）细菌的毒力 （4）细菌的侵入数量
（5）细菌的侵入门户与感染途径 （6）细菌感染的来源与类型 4.机体的抗菌免疫 概念与类型 5.病毒的感染与免疫 （1）概念
（2）细菌对病毒感染的反应 （3）免疫病理损伤 （4）病毒侵入途径与传播 （5）抗病毒免疫 6.感染的种类与类型 （1）传染性与非传染性感染 （2）外源性与内源性感染 （3）社会感染与医院感染 7.感染的临床征象：病症与症状 （1）病程发展阶段 （2）常见症状与体征 8.微生物感染的防治原则 （1）微生物感染的免疫防治 （2）微生物感染的化学防治
一、概述
（一）微生物致病性
指微生物引起感染的能力。一种病原体的致病性有赖于它的侵袭宿主并在体内繁殖和抵御宿主抵抗力
而不被其消灭的能力。微生物致病性有种属特征，致病能力强弱的程度称为毒力。毒力常用半数致死量（LD50）或半数感染量（ID50）表示。 （二）感染与感染性疾病
外源性病原微生物或内源性条件致病性微生物侵入宿主后，进行生长繁殖，释放毒性物质或致体内生态环境失调等引起机体病理过程，称为感染，是一种微生物的致病力与宿主抵抗力相互作用的过程。能够接受其他任何生物体存在的机体称宿主。病原体突破宿主的抵御功能，定植在机体一定部位，顽强的增殖并扩散、蔓延，产生临床症状和疾病，称为感染性疾病。 （三）微生物与宿主的关系 （1）寄生
是生物体共生关系中的一种状态，是微生物得利而机体受害的一种生活关系。共生包括互生、共栖和寄生。
（2）病原体
是引起机体感染而致病的微生物。 （3）正常菌群
人体的体表及与外界相通的腔道寄居着一定种类和数量的微生物，在一定条件下，微生物与宿主、微生物与微生物之间相互制约，相互依赖，长期适应，处于微生态平衡。正常定植于人体各部位的细菌群称为正常菌群。正常菌群对构成生态平衡起重要作用，包括生物拮抗，促进机体免疫，与衰老有关，合成维生素和细菌素。
条件致病菌或机会致病菌，在一定条件下使免疫功能低下宿主、老人、新生儿及慢性消耗性疾患和重危病人等发生感染。 （4）菌群失调
由于宿主、外环境的影响，导致机体某一部位的正常菌群中各种细菌出现数量和质量变化，原来在数量和毒力上处于劣势的细菌或耐药菌株居于优势地位，在临床上发生菌群失调症或称菌群交替症。
二、细菌的致病性
细菌能引起疾病的性质，称为致病性或病原性。能使宿主致病的细菌称为致病菌或病原菌。病原菌的致病作用，与其毒力强弱、进入机体的数量，以及是否是侵入机体的适当门户和部位有密切的关系。 （一）细菌的毒力是指病原菌致病性的强弱程度。构成毒力的物质基础主要包括侵袭力和毒素。 1.侵袭力：侵袭力是指病原菌（包括条件致病菌）突破机体的防御能力，侵入机体，在体内生长繁殖、蔓延扩散的能力。主要包括菌体表面结构和侵袭性酶类。
（1）菌体表面结构：主要包括荚膜及其他表面物质。荚膜具有抵抗吞噬细胞的吞噬及体液中杀菌物质的作用。有些细菌表面有类似荚膜的物质（比荚膜要薄），如微荚膜、Vi抗原、K抗原等，都具有抗吞噬、抵抗抗体和补体的作用。
（2）菌毛：多种革兰阴性菌具有菌毛，通过其与宿主细胞表面的相应受体结合而粘附定居在黏膜表面，有助于细菌侵入。
（3）侵袭性酶：是某些细菌代谢过程中产生的与致病性有关的胞外酶，分泌到菌体周围，可协助细菌抗吞噬或有利于细菌在体内扩散。 主要的侵袭性酶有：
1）血浆凝固酶：其作用是使血浆中的纤维蛋白原转变为纤维蛋白，使血浆发生凝固。凝固物沉积在菌体表面或病灶周围，保护细菌不被吞噬细胞吞噬和杀灭。
2）透明质酸酶：又称扩散因子，其可分解结缔组织中起粘合作用的透明质酸，使细胞间隙扩大，通透性增加，因而有利于细菌及其毒素向周围及深层扩散。
3）链激酶：又称链球菌溶纤维蛋白酶，能激活血浆溶纤维蛋白酶原为纤维蛋白酶，从而使纤维蛋白凝块溶解，使细菌易于扩散。
4）胶原酶：是一种蛋白分解酶，可分解结缔组织中的胶原蛋白，促使细菌在组织间扩散。 5）脱氧核糖核酸酶：能水解组织细胞坏死时释放的DNA，使粘稠的脓汁变稀，有利于细菌扩散。 6）其他可溶性物质：杀白细胞素，能杀死中性粒细胞和巨噬细胞；溶血素，能溶解细胞膜，对白细胞、红细胞、血小板、巨噬细胞、神经细胞等多种细胞均有细胞毒作用。
2.毒素：细菌的毒素是病原菌的主要致病物质。按其来源、化学性质和毒性作用等不同，可分外毒素和内毒素两种，还有一些细菌释放的蛋白和酶也有类似毒素的作用。
内毒素 外毒素 革兰阳性菌及少数革兰阴性菌 合成分泌到菌体外的 蛋白质 不稳定，易被热、酸和消化酶灭活 来源 革兰阴性菌 产生方式 细菌崩解后释放 化学成分 脂多糖（LPS） 稳定性 较稳定，耐热 弱，对组织无选择性，各种内毒强，对组织细胞有高度选择性，并能引起毒性作用 素毒性作用相似 特殊的病变和症状 抗原性 弱，刺激机体产生抗体作用弱，强，可刺激机体产生抗毒素，经0.3％～甲醛处理不能成为类毒素 0.4％甲醛液作用成类毒素 （1）外毒素是细菌生长繁殖过程中合成并分泌到菌体外的毒性物质。外毒素主要由革兰阳性菌产生，但少数革兰阴性菌也能产生。外毒素的毒性较强，大多为多肽，不同细菌产生的外毒素，对组织细胞有高度选择性，并能引起特殊的病变和症状。外毒素的化学性质为蛋白质，不耐热、易被热（56℃～60℃，20min～2h）破坏，性质不稳定，易被酸和消化酶灭活。外毒素具有特异的组织亲和性，选择性作用于靶组织，而引起特异性的症状和体征。外毒素具有良好的抗原性，在0.3％～0.4％甲醛液作用下，经过一定时间可使其脱毒，而仍保留外毒素的免疫原性，称类毒素。类毒素可刺激机体产生具有中和外毒素作用的抗毒素。 （2）内毒素是许多革兰阴性菌的细胞壁结构成分（脂多糖），只有当细菌死亡、破裂、菌体自溶，或用人工方法裂解细菌才释放出来。
各种细菌内毒素成分基本相同，是由脂质A、非特异核心多糖和菌体特异性多糖（O特异性多糖）三部分组成。脂质A是内毒素的主要毒性成分。
内毒素的性质稳定、耐热，需加热160℃经2～4h，或用强酸、强碱或强氧化剂加温煮沸30min才灭活。内毒素抗原性弱，不能用甲醛脱毒制成类毒素。内毒素LPS能刺激巨噬细胞、血管内皮细胞等产生IL-1、IL-6、TNF-α等。少量内毒素诱生这些细胞因子，可致发热、微血管扩张、炎症反应等免疫保护性应答，若内毒素大量释放常导致高热、低血压休克、弥散性血管内凝血。由于所有革兰阴性菌细胞壁脂多糖结构成分基本相同，故引起的毒性作用大致类同。
内毒素的毒性作用较弱，对组织细胞无严格的选择性毒害作用，引起的病理变化和临床症状大致相同，其主要生物学活性如下：①致热作用；②白细胞增多；③感染性休克；④弥漫性血管内凝血（DIC）。 （3）其他毒性蛋白和酶：某些细菌产生溶血素能使血平板上菌落周围出现溶血环，如链球菌溶血素S，
大肠埃希菌产生的α溶血素、β溶血素，葡萄球菌和链球菌等产生的杀白细胞素，能损伤和破坏中性粒细胞，导致感染中白细胞数量减少。 （二）细菌的侵入数量
细菌引起疾病，除需有一定的毒力外，尚需要有一定的数量。毒力愈强，致病所需菌量愈少；毒力愈低，致病所需菌量愈多。
（三）细菌的侵入门户与感染途径
有一定的毒力和足够数量的病原菌，还要经过适当侵入门户，到达一定的器官和组织细胞才能致病。若侵入门户不适宜，仍不能引起感染。一些病原菌的侵入门户是特定的，也有一些病原菌可经多种侵入门户侵入机体。
根据病原菌侵入门户的不同，可有下列感染途径：①呼吸道感染；②消化道感染；③皮肤黏膜创伤感染；④接触感染；⑤虫媒感染。
三、机体对病原体的抵抗力
机体的抗细菌性免疫是指机体抵御细菌感染的能力。病原菌侵入人体后，首先遇到的是非特异性免疫功能的抵抗。一般经7～l0天后，机体产生特异性免疫，然后两者互相配合，共同杀灭病菌。 （一）非特异性免疫
非特异性免疫（又称天然免疫）是机体在发育过程中形成的，经遗传而获得。其作用并非针对某一种病原体，故称非特异性免疫。特点：①经遗传获得，生来就有；②正常人均有；③无特异性。非特异性免疫机制是由屏障结构、吞噬细胞、正常体液和组织的免疫成分等组成。 （1）屏障结构：
皮肤与黏膜的屏障作用，其一健康完整的皮肤黏膜有阻挡和排除病原微生物的作用；其二皮肤和黏膜可分泌多种杀菌物质可杀伤病原体；其三寄居在皮肤黏膜的正常菌群有拮抗作用，构成微生物屏障。 血-脑脊液屏障：是由软脑膜、脉络膜、脑毛细血管和星状胶质细胞等组成。主要通过脑毛细血管内皮细胞层的紧密连接和吞饮作用阻挡病原体及其毒性产物从血流进入脑组织和脑脊液，从而保护中枢神经系统。
胎盘屏障：是由母体子宫内膜的基蜕膜和胎儿绒毛膜共同组成，此屏障可防止母体内的病原微生物进入胎儿体内，保护胎儿免受感染。
（2）吞噬作用：病原体突破屏障结构进入体内后，首先遇到吞噬细胞的吞噬作用。吞噬细胞分为两大类，一类是小吞噬细胞，主要是血液中的中性粒细胞；另一类是大吞噬细胞即血液中的单核细胞和组织器官中的巨噬细胞。吞噬细胞的作用是非特异性的吞噬、杀伤和消化侵入的病原体。
（3）自然杀伤细胞的杀伤作用（NK）：自然杀伤细胞（NK）是抗感染免疫中较早出现的一种非特异性免疫细胞，可以直接杀伤病毒感染的靶细胞和肿瘤细胞，在早期抗感染免疫和免疫监视中起重要作用。 （4）体液因素：机体正常组织和体液中存在多种抗菌物质，与其他杀菌因素发挥作用。主要包括补体、溶菌酶和防御素。补体是存在于正常机体中的一组球蛋白，被激活后发挥趋化、调理、溶菌及溶细胞作用，是一种重要的天然免疫机制；溶菌酶为一种碱性蛋白，使菌体裂解；防御素为一类精氨酸的小分子多肽，主要作用于胞外菌，其杀伤机制主要破坏细菌的细胞膜，使细菌溶解死亡。 （二）抗细菌免疫
对不同类型的细菌感染，特异性免疫作用也有其侧重。
1.对外毒素致病菌感染的免疫：对外毒素致病菌主要依靠特异性抗毒素（IgG类）对毒素的中和作用。见于白喉、破伤风、气性坏疽等以外毒素致病的病原菌感染。
2.对细胞外菌感染的免疫：其免疫机制以中性粒细胞的吞噬和抗体、补体的调理及溶菌作用为主。 3.对细胞内寄生菌感染的免疫：机体对其防御功能主要靠细胞免疫。见于结核分枝杆菌、麻风分枝杆
菌、布鲁菌、沙门菌等细菌感染。 （三）抗病毒免疫
1.非特异性免疫：巨噬细胞可吞饮病毒，在抗病毒血症中有显著的保护作用。NK细胞能杀伤许多病毒感染靶细胞。由病毒感染细胞合成或其他非病毒因子诱生的干扰素能诱生抗病毒蛋白，限制病毒的扩散。 2.特异性免疫：包括体液免疫和细胞免疫两方面。病毒为严格细胞内寄生微生物，以细胞免疫为主，主要起清除病毒感染，促使疾病痊愈的重要作用。体液免疫作用于体液中存在的病毒，IgG和lgM能在血流中直接中和病毒，形成的复合物易被巨噬细胞吞噬、降解，使病毒丧失感染力，在抗病毒免疫中也占重要作用。
四、细菌感染的来源与类型 1.感染的来源
（1）外源性感染：病原菌来自体外。由外界致病菌侵入而致病的，如细菌性痢疾和病毒性肝炎等。 （2）内源性感染：病原菌来自自身的体表或体内。由体内寄生的正常微生物群引起的，因为必须在一定条件下才能致病，故又称条件致病菌或机会致病菌，如肠道中的大肠埃希菌和某些真菌的感染。 2.感染的类型：病原体通过各种适宜的途径进入人体，开始了感染过程。侵入的病原体可以被机体清除，也可定植并繁殖，引起组织损伤、炎症和其他病理变化。感染类型可出现不感染、隐性感染、显性感染、持续性感染和带菌状态等不同表现，这些表现并非一成不变，可以随感染双方力量的增减而移行，转化或交替出现。
（1）不感染：病原体侵入人体后，由于毒力弱或数量不足，或侵入的部位不适宜，或机体具有完备的非特异性免疫和高度的特异性免疫力，病原体迅速被机体清除，不发生感染。
（2）隐性感染：是指病原体侵入人体后，仅引起机体发生特异性免疫应答，不出现或只出现不明显的临床症状、体征，甚至生化改变，是为隐性感染，或称亚临床感染，只能通过免疫学检查才能发现有过感染。
（3）显性感染：即感染性疾病。指病原体侵入人体后，由于毒力强、入侵数量多，加之机体的免疫病理反应，导致组织损伤，生理功能发生改变，并出现一系列临床症状和体征。 按其发病快慢和病程长短，可分为急性感染和慢性感染。
急性感染发病急骤，病程短，一般数日至数周，如麻疹、流行性脑脊髓膜炎、流感及甲型肝炎等； 慢性感染病程缓慢，常持续数日至数年，如结核、麻风等；介于急性和慢性之间者为亚急性感染，如牙龈炎、心内膜炎等。
显性感染按感染部位及性质可分为局部感染和全身感染。 全身感染可有下列不同类型：
①菌血症：病原菌由原发部位一时性或间歇性侵入血流，但不在血中繁殖。
②败血症：病原菌不断侵入血流，并在其中大量繁殖，引起机体严重损害并出现全身中毒症状。 ③毒血症：病原菌在局部组织生长繁殖，不侵入血流，但细菌产生的毒素进入血流，引起全身症状。 ④脓毒血症：由于化脓性细菌引起败血症时，细菌通过血流扩散到全身其他脏器或组织，引起新的化脓性病灶。
（4）持续性感染：是指某些微生物感染机体后，可以持续存在于宿主体内很长时间，短则几个月，长可达数年甚至数十年，尤其有些病毒的感染可使病人长期带病毒，引起慢性进行性疾病，并可成为重要的传染源。
持续性感染一般可分为以下三种类型：
①慢性感染：显性或隐性感染后，微生物未完全清除，可持续存在于血液或细胞中并不断排出体外，可出现症状，也可无症状。在慢性感染的全过程均可检出微生物，如CMV、EB病毒、HBV、HIV等所致的慢