第四章

細菌感染與免疫

2024/7/12醫學微生物學醫學微生物學細菌的感染和免疫第1頁生態學：生物環境微生態學：微生物宿主（環境）醫學微生態學：人體正常菌群正常菌群特定條件條件致病菌（機會致病菌）條件致病性感染（機會性感染）多見于醫院內感染2024/7/12醫學微生物學醫學微生物學細菌的感染和免疫第2頁

自然界中廣泛存在著各種多樣微生物。正常人體表及其外界相通腔道中存在不一樣種類和數量微生物，當人體免疫功效正常時，這些微生物對宿主無害，有些對人還有利，稱為正常微生物群，通稱正常菌群(normalflora)（1014）。

寄生部位：皮膚、口腔、鼻咽腔、外耳道、眼結膜、胃、腸道、尿道、陰道，不過血液及組織器官正常情況下是無菌.第一節正常菌群與機會致病菌2024/7/12醫學微生物學醫學微生物學細菌的感染和免疫第3頁

正常菌群生理學意義：生物拮抗受體競爭（占位性保護）代謝產物抑制作用營養競爭營養作用合成維生素供人體利用2024/7/12醫學微生物學醫學微生物學細菌的感染和免疫第4頁免疫作用抗衰老作用

雙歧桿菌、乳桿菌及腸球菌等產生過氧化物歧化酶（SOD），消除自由基（02-）毒性，抗氧化損傷，抗衰老抗原刺激促進宿主免疫器官發育成熟連續刺激免疫系統發生免疫應答結果:對有交叉抗原致病菌抑制殺滅作用2024/7/12醫學微生物學醫學微生物學細菌的感染和免疫第5頁人體各部位微生態系口腔微生態系:300各種細菌,鏈球菌為主.唾液鏈球菌(S.salivarius)最常見.腸道微生物:占人體微生物總量80%，以細菌為主.厭氧菌：需氧菌=100-1000：12024/7/12醫學微生物學醫學微生物學細菌的感染和免疫第6頁二、條件致病菌(opportunisticpathogen)條件致病菌:有些菌在正常情況下并不致病,在一些條件下能夠致病.

條件:借居部位改變宿主免疫功效低下菌群失調,如:長久大量應用抗生素2024/7/12醫學微生物學醫學微生物學細菌的感染和免疫第7頁三微生態平衡與失調微生態平衡:指正常微生物群、宿主與外部環境處于動態平衡。影響原因：宿主原因（年紀、飲食、激素水平等）正常微生物群（定位、定性、定量）外界環境2024/7/12醫學微生物學醫學微生物學細菌的感染和免疫第8頁微生態失調：指正常微生物群之間及正常微生物群與宿主之間平衡，在外界環境影響下被破壞，由生理性組合轉變為病理性組合。誘發原因使用抗生素正常菌群借居部位轉移（外科手術、腔鏡檢驗等）機體免疫功效下降2024/7/12醫學微生物學醫學微生物學細菌的感染和免疫第9頁第二節細菌致病機制致病菌微生物,病原微生物,病原體（pathogen）：能引發感染或宿主疾病微生物。致病性(pathogenicity)

：病原微生物能引發感染能力或性質。毒力(virulence)：致病菌可量化致病性,反應了致病性強弱。毒力慣用半數致死量(medianlethaldose,LD50)或半數感染量(medianinfectivedose,ID50)表示。在一定條件下能引發50%動物死亡或感染需要最小微生物數或毒素量。2024/7/12醫學微生物學醫學微生物學細菌的感染和免疫第10頁細菌毒力包含:侵襲力:致病菌能突破宿主屏障、進入機體定植、繁殖擴散能力,包含:粘附素（菌毛、磷壁酸等）,莢膜,侵襲性物質(酶或蛋白),細菌生物膜.侵襲力毒素莢膜粘附素侵襲性物質外毒素(exotoxin)內毒素(endotoxin)細菌生物膜2024/7/12醫學微生物學醫學微生物學細菌的感染和免疫第11頁/~kbilecen/research.html單個散在吸附形成微菌落：同一個細菌繁殖后形成肉眼不可見 細菌集團，經過菌體表面黏附性物質 將菌細胞粘連在一起“家族”形成細菌生物膜：以微菌落為基本單位，由不一樣 種屬細菌共同形成“小區”:如:齲齒,人工關節表面.對膜內細菌起保護作用.生物膜形成2024/7/12醫學微生物學醫學微生物學細菌的感染和免疫第12頁細菌毒素

包含:外毒素,內毒素1外毒素（exotoxin）起源：主要由G+菌和少數G－菌合成及分泌毒性蛋白質產物.2024/7/12醫學微生物學醫學微生物學細菌的感染和免疫第13頁外毒素特征：

毒性蛋白質，大多A—B型毒素；

A亞單位（毒性部分）：含有抗原性.

B亞單位（結合部分）：含有靶細胞親和性.毒性作用強，含有選擇性；對理化原因不穩定；抗原性強，可刺激機體產生抗毒素，甲醛脫毒形成類毒素；www.bmb.leeds.ac.uk/mbiologyModificationoftoxintotoxoid.From:DrAbdulGhaffar2024/7/12醫學微生物學醫學微生物學細菌的感染和免疫第14頁內毒素（endotoxin）起源：

G－菌細胞壁脂多糖成份,菌體破解釋放出來.特征：

僅見于G－菌；化學性質為LPS,理化性質穩定,160oC2-4h破壞；毒性作用相對較弱，無選擇性；抗原性較弱，不能人工處理為類毒素。2024/7/12醫學微生物學醫學微生物學細菌的感染和免疫第15頁內毒素生物學作用：

致熱反應；白細胞反應；數目增多；內毒素血癥與休克(DIC)；

2024/7/12醫學微生物學醫學微生物學細菌的感染和免疫第16頁外毒素與內毒素主要區分區分關鍵點外毒素內毒素起源G+,少部G-G-存在部分從活菌分泌出，少數菌崩解后釋放細胞壁組分，菌裂解后釋放化學成份蛋白質脂多糖穩定性60-80℃,30min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，引發特殊臨床表現較弱，各菌毒性效應大致相同，引發發燒、白細胞增多、微循環障礙、休克、DIC等抗原性強，刺激機體產生抗毒素；甲醛液處理脫毒形成類毒素弱，甲醛處理不形成類毒素2024/7/12醫學微生物學醫學微生物學細菌的感染和免疫第17頁超抗原(superantigen):微生物產生一些蛋白含有激活免疫反應高度生物學活性，以產生大量T細胞和細胞因子為特征,主要表現為致病作用，這些毒素抗原稱為超抗原。如:金葡腸毒素,毒性休克綜合征毒素;鏈球菌猩紅熱毒素.2024/7/12醫學微生物學醫學微生物學細菌的感染和免疫第18頁感染發生,除毒力物質外:還需足夠數量:細菌毒力越強,所需菌量越小.適宜侵入路徑:呼吸道;消化道.2024/7/12醫學微生物學醫學微生物學細菌的感染和免疫第19頁第三節細菌感染發生與發展感染起源外源性感染(exogenousinfection)：感染細菌起源于宿主體外病人帶菌者TyphoidMary病畜和帶菌動物內源性感染(endogenousinfection)：感染細菌起源于本身體內或體表:正常菌群,或潛伏感染致病菌一、感染起源2024/7/12醫學微生物學醫學微生物學細菌的感染和免疫第20頁呼吸道消化道皮膚（創傷）節肢動物性傳輸——性傳輸性疾病（sexuallytransmitteddiseases，STD）多路徑感染傳輸路徑2024/7/12醫學微生物學醫學微生物學細菌的感染和免疫第21頁感染類型隱性感染（inapparent

infection）當機體抗感染免疫功效正常,或病原菌數量少,毒力弱,感染后機體損害較輕，宿主不出現或出現不顯著臨床癥狀。顯性感染（apparentinfection）

當機體抗感染免疫力相對較弱，或病原菌數量多,毒力強，宿主機體受到不一樣程度損害，出現顯著臨床癥狀和體征。2024/7/12醫學微生物學醫學微生物學細菌的感染和免疫第22頁顯性感染（apparentinfection）急性感染（acuteinfection）:發病突然,病程數日至數周.如:霍亂弧菌.

2024/7/12醫學微生物學醫學微生物學細菌的感染和免疫第23頁

慢性感染（chronicinfection）:病程遲緩,連續數月或多年.如:結核桿菌

2024/7/12醫學微生物學醫學微生物學細菌的感染和免疫第24頁對于全身性感染,常有以下情況:毒血癥（toxemia）病原菌在局部生長繁殖，但不侵入血循環，但其產生外毒素入血,損害特定靶器官,引發特殊毒性癥狀,如:破傷風。內毒素血癥（endotoxemia）革蘭陰性菌死亡崩解后釋放大量內毒素，入血而引發全身中毒癥狀.2024/7/12醫學微生物學醫學微生物學細菌的感染和免疫第25頁菌血癥（bacteremia）血中有菌。如:病原菌由原發部位一過性或間斷性入血，抵達其它部位繼續繁殖。敗血癥（septicemia）病原菌侵入血流并在血中大量繁殖,產生大量毒性產物，引發全身中毒癥狀。膿毒血癥（pyemia）

化膿性細菌侵入血流，在其中大量繁殖，并經過血流擴散到其它組織或器官，產生新化膿性病灶所引發癥狀.2024/7/12醫學微生物學醫學微生物學細菌的感染和免疫第26頁帶菌狀態:有時致病菌在顯性或隱性感染后并未馬上消失,在體內繼續留存一段時間,與機體免疫力處于相對平衡狀態,稱帶菌狀態.該宿主稱帶菌者.感染輕重除取決于致病菌和宿主外,環境原因和社會原因也有顯著影響.冬季易發呼吸系統感染戰亂易發傳染病2024/7/12醫學微生物學醫學微生物學細菌的感染和免疫第27頁第四節抗感染免疫非特異性免疫（天然免疫）屏障結構吞噬細胞體液原因皮膚與粘膜血腦屏障胎盤屏障補體溶菌酶防御素

特異性免疫（取得性免疫））體液免疫細胞免疫2024/7/12醫學微生物學醫學微生物學細菌的感染和免疫第28頁一、非特異性免疫機制（一）屏障結構皮膚與黏膜屏障:機械阻擋、呼吸道纖毛運動等;分泌殺菌物質(汗腺分泌乳酸);菌群拮抗作用血腦屏障:軟腦膜+脈絡膜+腦毛細血管+星狀膠質細胞胎盤屏障:母體子宮內膜基蛻膜+胎兒絨毛膜(3個月后完善)（二）吞噬細胞大吞噬細胞：血液中單核細胞和組織中巨噬細胞小吞噬細胞：血液中中性粒細胞吞噬殺傷過程：趨化→接觸→吞入→殺滅與消化2024/7/12醫學微生物學醫學微生物學細菌的感染和免疫第29頁Phagocytosisandkillingofbacteria.Bacteriaarebounddirectlyorareopsonizedbymannose-bindingprotein,immunoglobulinG(IgG)and/orC3breceptorspromotingtheiradherenceanduptakebyphagocytes.Withinthephagosome,oxygen-dependentandoxygen-independentmechanismskillanddegradethebacteria.NADPH,reducedformofnicotinamide-adeninedinucleotidephosphate.

2024/7/12醫學微生物學醫學微生物學細菌的感染和免疫第30頁AlveolarmacrophagephagocytosisofE.coliontheoutersurfaceofabloodvessel(lungpleuralcavity).?Dr.DennisKunkel/VisualsUnlimited2024/7/12醫學微生物學醫學微生物學細菌的感染和免疫第31頁2024/7/12醫學微生物學醫學微生物學細菌的感染和免疫第32頁殺傷機制依氧殺菌機制①呼吸暴發攝入細菌后，吞噬細胞產生:活性氧中介物（ROI）：H2O2、O2-、OH-、1O2等活性氮中介物（RNI）：NO、NO2-、NO3-等

對細菌都有直接毒性作用（破壞細菌DNA、蛋白質和膜脂類）2024/7/12醫學微生物學醫學微生物學細菌的感染和免疫第33頁②髓過氧化物酶（MPO）：，與H2O2及氯化物共同參加，對細菌、真菌等含有強大殺傷活性。非依氧殺菌機制酸性作用：糖分解產酸而造成pH下降，抑制細菌生長而殺菌,并為水解酶提供了適當條件。溶酶體酶及殺菌蛋白：溶菌酶、乳鐵蛋白、蛋白水解酶、核酸酶、酯酶等，對細菌有殺傷、消化、分解作用。2024/7/12醫學微生物學醫學微生物學細菌的感染和免疫第34頁吞噬作用后果完全吞噬：病原體在吞噬溶酶體內被殺滅、消化、排除殘渣過程。（5-10分鐘死亡，30-60分鐘破壞）不完全吞噬：只被吞噬，卻不被殺死。對機體不利:病原體得以保護、不受抗體、藥品作用.病原體在吞噬細胞內增殖，造成吞噬細胞死亡.隨吞噬細胞游走造成更廣泛擴散.組織損傷:吞噬過程中，溶酶體酶也能破壞鄰近正常組織，造成組織損傷和炎癥反應。2024/7/12醫學微生物學醫學微生物學細菌的感染和免疫第35頁（三）體液原因補體:調理,溶菌.溶菌酶:存在于血清,唾液,淚液,乳汁.主要作用于G+菌.防御素:多肽,破壞胞外菌細胞膜.2024/7/12醫學微生物學醫學微生物學細菌的感染和免疫第36頁S.aureus肽聚糖(peptidoglycan):聚糖骨架、四肽側鏈、五肽交聯橋.轉肽酶催化五肽交聯橋形成,青霉素抑制轉肽酶,從而抑制交聯橋和細胞壁形成溶菌酶作用點(-1,4glycosidicbond)N-乙酰葡糖胺N-乙酰胞壁酸2024/7/12醫學微生物學醫學微生物學細菌的感染和免疫第37頁二、特異性免疫（一）體液免疫——抗體作用1.抑制病原體黏附2.調理吞噬作用3.中和細菌外毒素4.抗體和補體聯合溶菌作用5.抗體依賴性細胞介導細胞毒作用（ADCC）（二）細胞免疫細胞毒T細胞（CTL）直接殺傷靶細胞Th1產生細胞因子發揮作用:IFN,IL-2（三）黏膜免疫:

產生sIgA阻止病原體從黏膜入侵2024/7/12醫學微生物學醫學微生物學細菌的感染和免疫第38頁三、抗細菌感染免疫特點(一)、抗胞外菌感染免疫胞外菌:指寄生在宿主細胞外組織間隙和血液、淋巴液和組織液中細胞。如葡萄球菌.靠非特異免疫;但主要是體液免疫發揮作用吞噬作用(非特異)抗體和補體作用:阻止細菌定植（黏附）調理吞噬激活補體溶菌中和細菌外毒素細胞免疫（Th2）:

輔助B細胞產生抗體;產生細胞因子,促進吞噬.2024/7/12醫學微生物學醫學微生物學細菌的感染和免疫第39頁(二)、抗胞內菌感染免疫

胞內菌:寄生在細胞內細菌,分專性胞內菌(立克次體,衣原體)、兼性胞內菌(結核分枝桿菌,麻風分枝桿菌,傷寒沙門菌,布氏桿菌,肺炎軍團菌,李斯特菌）.特點：胞內寄生、毒性低、呈慢性感染、免疫病理損傷，主要靠細胞免疫功效。

吞噬作用:

起一定作用

細胞免疫(CTL):

主要作用

局部黏膜免