第6章 细菌感染与免疫

（四）侵袭素(invasin)
细菌的这一侵袭能力受侵袭基因(invasive gene, inv) 所控制。 inv基因编码产生侵袭素(invasin) 。 具有侵袭素的细菌： 伤寒沙门菌、福氏志贺菌、侵袭性大肠埃希菌、
淋病奈瑟菌、空肠弯曲菌等。
（五）细菌生物被膜(biofilm) 细菌生物被膜是由细菌及其所分泌的胞外多聚物(胞外多糖或 蛋白质)附着在有生命或无生命材料表面后形成的膜状结构。
吞噬作用的结果： • 完全吞噬 • 抗原提呈 • 组织损伤
吞噬细胞对细菌的吞噬和消化过程示意图
（三）体液因素的作用
1. 体的生物学活性
•
•
溶解和杀伤作用：C56789 攻膜复合物的作用
dose, ID50）作为测定毒力的指标。
半数致死量（LD50）指即在一定条件下能引起50%的实验动物 死亡的微生物数量或毒素剂量。半数感染量（ID50）是指能引起 50%实验动物或组织培养细胞发生感染的微生物数量。微生物毒力 越强，LD50 或ID50数值越小。
病原菌的毒力是由许多基因所决定的。这些致 病性相关基因在病原菌的基因组内可以是散在存 在的，也可以是簇集存在的。簇集存在的与细菌 致病性相关的DNA序列称为致病岛(patho-genicity island, PAI）。 毒力岛的GC平均含量往往较大地偏离于细菌 基因组的GC含量，提示毒力岛可能是通过水平转 移获得的。
抗感染免疫：是指微生物入侵宿主机体后，宿主免疫系统 产生抗感染免疫应答,以抑制或避免微生物致病作用的过程。 • 免疫系统的这一功能被称为免疫防御。在宿主抗感染免 疫的压力下，微生物还会还会产生免疫逃逸现象, 以逃 避宿主的免疫防御功能。 • 微生物对机体的感染与机体对微生物的抗感染免疫，构 成了一对基本矛盾。这一对矛盾力量的消长决定着疾病 的发生、发展与结局。
第一节
正常菌群与机会致病菌
一、正常菌群
Normal flora and opportunistic pathogen
正常菌群 (normal flora)：是指正常寄居在宿主体内，
对宿主无害而有利的微生物群的总称 。
正常人的体表和与外界相通的腔道（如口腔、鼻咽腔、 肠道、泌尿生殖道等）表面都寄居着不同种类和数量的微 生物。表6-1列举了人体各部位常见的正常菌群。
（二）模式识别受体 (PRR)
PRR是存在于机体血清中、免疫细胞膜表面甚至细
胞浆内的与识别PAMPs有关的受体。PRR在机体内的特
异性种类是有限的 。PRR对PAMP的结合不是刚性的和
十分准确的，只要两者在结合部位基本适合，就可结合
且可通过分子振动提高结合的适合度，实现柔性结合。
PRR对抗原非钢性结合的“模式识别”大大提高了机体
吞噬。A群链球菌产生的透明质酸酶可分解细胞间质透明质酸，利 于细菌及其毒素的扩散。淋病奈瑟菌、脑膜炎奈瑟菌、血链球菌、
口腔链球菌、流感嗜血杆菌等可产生sIgA的蛋白酶，分解免疫球蛋
白IgA，破坏黏膜的特异性防御功能。某些致病菌被吞噬细胞摄入 后，可产生一些酶类物质抵抗杀灭作用，如葡萄球菌能产生过氧化 氢酶，抵抗中性粒细胞的髓过氧化物酶的杀菌作用, 有利于细菌随 吞噬细胞在组织中播散。
能合成的物质供宿主使用 。
3.免疫作用 宿主的免疫系统有赖于抗原的刺激才能发育 与成熟。正常菌群作为抗原可促进宿主免疫器官的发育， 刺激免疫系统的成熟与免疫应答。 4.抗衰老作用 研究表明，人一生的不同阶段，肠道正常
菌群的构成与数量是不一样的，它们与人体的发育、成熟
与衰老有着一定关联。
正常菌群的几个延伸概念
复链球菌感染，可通过Ⅲ型变态反应引起肾小球肾
炎、风湿性关节炎、风湿性心脏病等；结核杆菌可
通过IV型变态反应引起免疫病理损伤。
第三节
宿主的抗感染免疫
Anti-infection of host
病原微生物或其产物进入机体时, 机体首当其冲就面 临一个对病原微生物及其产物的识别。识别这些外来异
物后，通过天然免疫（innate immunity）机制和获得性
表6－1
正常菌群的生理学意义
1.生物拮抗（biological antagonism) 正常菌群在宿主体
内的正常寄居可以 妨碍或抵御致病微生物的侵入与繁
殖，对宿主起着保护作用。
2.营养作用 正常菌群在宿主体内，对宿主摄入的营养
物质进行初步代谢、物质转化和合成代谢，形成一些有
利于宿主吸收、利用的物质，甚至合成一些宿主自己不
紧密连接和吞饮作用，阻挡病原体及其毒性产物从
血流进入脑组织或脑脊液，从而保护中枢神经系统。
3. 血胎屏障（blood-placenta barrier)
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。
（二）吞噬细胞
吞噬过程 (phagocytosis ) 趋化：吸引吞噬细胞穿过毛细血管壁，聚集到局部炎症 部位 识别与黏附：吞噬细胞表面受体，识别病原表面分子 吞入：吞噬细胞伸出伪足，吞入病原体形成吞噬体 杀灭与消化：吞噬细胞内的超氧阴离子（活性氧、活性 氮）以及各种溶菌酶的作用杀灭并消细菌
( pathogenic bacterium)。
•
病原菌从一个宿主到另一宿主体内并引起感染的过程称
为传染（infection or communication）。有些细菌在正常情
况下并不致病，只有在某特定些情况下才可引起致病，这类
细菌称为机会致病菌（opportunistic pathogen）或条件致病 菌（conditioned pathogen）。
•正常微生物群还与它们存在的环境（即宿主）之间存在相互依赖
与相互制约的状态。这种状态始终处于动态过程之中。只要这种
动态过程不会引起疾病，就被称为微生态平衡(microeubiosis)。 • 当宿主（免疫、营养及代谢等）、正常微生物群（种类、数量、 位置等）或外界环境（理化和生物）等因素变化打破了微生态平 衡，就会导致微生态失调(microdysbiosis)，最常见的是菌群失调 (dysbacteriosis)。 •微生态学(microecology)：它是从细胞水平或分子水平上研究微生
对外来异物识别的有效性。
二、天然免疫的构成与功能
（一）屏障结构
1. 皮肤与黏膜 （1）阻挡和排除作用 （2）分泌多种抗菌物质:如乳酸、脂肪酸、溶菌酶等 （3）正常菌群对外来菌的拮抗作用
2. 血脑屏障（blood-brain barrier, BBB）
血脑屏障由软脑膜、脉络膜、脑毛细血管和星
状胶质细胞等组成。通过脑毛细血管内皮细胞层的
医学微生物学
细菌的感染与免疫
Bacterial Infection and Immunity
第三军医大学微生物学教研室 胡福泉 博士/教授
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重点与难点
重点：
1. 名词概念：正常菌群、机会性致病菌、菌群失调、菌血症、毒血症、败血症、 脓毒血症、ID50、LD50、病原体相关分子模式、模式识别受体等概念。 2. 细菌的致病性 3. 抗感染天然免疫与获得性免疫 4. 医院感染的防控
脂多糖(lipopolysaccharide, LPS )、细菌蛋白、细菌脂类以 及细菌和病毒的核酸残基等都可能成为PAMP。微生物种 类繁多，它们的抗原分子数不胜数。但若从分子结构中抽 提出“分子模式”，就可以把无限的抗原特异性种类归纳 为有限的“分子模式”。 因此，PAMP的数量是有限的。 模式识别是机体内的一种经济的识别方式。
四、超抗原
超抗原（superantigen）是一类具有超强能力
刺激淋巴细胞增殖和刺激产生过量T细胞及细胞
因子的特殊抗原，其刺激淋巴细胞增殖的能力是
植物凝集素的数千倍。
五、免疫病理损伤
有些本来没有直接毒性的抗原物质，有可能通
过激活机体免疫应答，基于超敏反应机理引起组织
细胞免疫病理性损伤，最终导致疾病。如长期或反
免疫 (acquired immunity) 机制清除进入外来异物。这个 过程称为机体的抗感染免疫。天然免疫也称固有免疫 （intrinsic immunity）, 获得性免疫也称适应性免疫 （adaptive immunity）。
一、天然免疫中的模式识别
机体天然免疫系统对病原体的识别是通过“ 病原体相关分子模式” (pathogen-associated molecular pattern，PAMP) 与宿主体内的“模式 识别受体” (pattern recognition receptor， PRR)之间的特异性结合来实现的，这种识别称 模式识别。
定植于静脉导管表面的表皮葡萄球菌生物膜
二、 细菌的毒素（bacterial toxins )
（一）外毒素（exotoxin）
• 通常为蛋白质
• 毒性作用强，对组织器官有选择性毒害作用 • 一般不耐热，容易被破坏
• 抗原性强
外毒素可分为三大类
神经毒素 (neurotoxin)：对神经系统有毒性作用
（一）病原体相关分子模式（PAMP）
病原体体内存在一些进化上非常保守的、与致病性
相关的、能与宿主体内的模式识别受体特异性结合的结
构称为“病原体相关分子模式”（PAMP)。
PAMP往往不是完整的分子，通常是一些病原体相
关分子中的某些片段或模体（motif)。
细菌细胞壁的成份如肽聚糖( peptidoglycan, PGN )和
一、侵袭力（invasiveness）
是指致病菌突破宿主皮肤、黏膜等生理屏障，进入机体并在体内
定植和繁殖扩散的能力。细菌的侵袭力包括与黏附、定植和产生侵
袭性相关物质的能力。与侵袭力有关的物质主要有黏附素、荚膜、 侵袭素、侵袭性酶类和细菌生物被膜等。 (一）黏附素（adhensin） 黏附素是一类存在于细菌表面的与黏附相关的物质，可分为菌毛 黏附素和非菌毛黏附素两大类。 表6-2列举了部分细菌的黏附素及其靶细胞受体