人体呼吸系统的微生物感染疾病(武汉大学研究生课件)

第二篇 微生物与人类疾病
第七章 人体呼吸系统的微生 物感染疾病
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内容提示
1.了解人体呼吸系统微生物感染疾病的特点
2.概述与呼吸系统相关的病原微生物类群
3.讨论呼吸道感染的重要病毒性疾病的疾病 特征及危害
4.介绍链球菌、葡萄球菌、结核菌、肺炎球 菌呼吸系统感染的发病机制、疾病症状及防 治原则
5.简要介绍病原真菌及其他病原体在呼吸道
1. 早期或急性感染90-95％与病毒感染相 关，多数感染是自限性的；
2. 病原体由唾液飞沫、呼吸、空气传播。 感染具传染性、季节性，有时会爆发流 行；
3. 病毒感染常出现鼻塞、咳嗽、流鼻涕、
打喷嚏、流泪、咽喉痛、头痛、全身肌
肉痛、发热、不适、斑疹等症状；
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一.呼吸系统微生物感染性疾病的特点
4. 细菌感染或继发感染常使症状加重，导 致鼻炎、咽炎、咽喉炎、扁桃体炎、气 管炎、支气管炎、肺炎等常见的化脓性 炎症，有时感染还会引起白喉、百日咳 等上呼吸道疾病和肺结核、军团菌病、 支原体肺炎等肺部疾病；
3. 疾病症状
1)形成假膜，常导致婴幼儿窒息死亡，是白喉早期死亡 原因之一。
2)全身性毒素(BT)中毒，引起细胞变性、坏死、内脏出 血、神经麻痹。
3)临床上以心肌炎、软腭麻痹、声嘶、肾上腺功能障碍、
血压下降等症状为多见。 h
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<四> 防治
1. 治疗
常用青霉素、红霉素等抗生素治疗，抗生素可抑制 细菌的生长，但不能阻止毒素中毒，因此，应结合注射 白喉抗毒素，防治毒素中毒。
感染疾病中的重要性 h
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第1节 概述
人的呼吸系统是许多微生物感
染性疾病的发源地。急性呼吸道感
染通常由病毒引起，而由链球菌、
葡萄球菌、肺炎球菌、结核菌引起
的原发性或继发性感染疾病是人体
呼吸道的重要疾病。近年来，病原
真菌及其他病原体感染已日趋严重，
正引起医学界的广泛关注。
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一.呼吸系统微生物感染性疾病的特点
3. 真菌和原生动物：粗拟球孢菌、荚膜组织胞浆 菌、皮炎芽酵母、条件致病 真菌h 、卡氏肺囊虫等。 6
第2节 呼吸系统细菌感 染性疾病
呼吸系统细菌 感染疾病
呼吸道感染 肺部感染
化脓性炎症 百日咳 白喉等 肺结核
肺炎等
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一.化脓性炎症
人体呼吸道的化脓性炎症疾病是一种 多发病、常见病，尤其是婴儿、老年人和 体质差的成年人经常患病。多种细菌感染 引起呼吸道化脓性炎症，其中以乙型链球 菌,葡萄球菌,绿脓杆菌最为普遍。
(2) M蛋白—A族链球菌细胞壁中的蛋白质组分。其功能 为:
① 抗吞噬和抗吞噬细胞内的杀菌作用；
② 沉淀纤维蛋白、凝聚血小板和白细胞、溶解中性粒 细胞等作用；
③ 刺激机体产生高效的特异抗体，形成过量的抗原抗
体复合物沉集于肾小球基底膜上，引起肾小球肾炎
等变态反应性疾病。
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(3)透明质酸酶—分解细胞间质的透明质酸，有利于链 球菌在组织中扩散。
兼性厌氧，含血液或血清培养基中生长良好
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<一>链球菌的生物学特征
1.基本形态
球形、卵圆形、链状，链的长短不一。
2.培养特性
① 需氧或兼性厌氧，少数菌株厌氧；
②营养需求较高，培养基外加全血，血清等才能生长 良好。
提示：全血的制备方法(脱纤维全血)
无菌采取全血(动物、人)→迅速注入带有5-10粒玻
璃球的无菌三角瓶中→旋转摇动脱纤维→取样做无菌检
BT 水解
2. 索状因子
A链(A亚单位)→毒性效应→影响延伸因子2→干扰 蛋白质合成→细胞坏死和病变
B链(B亚单位)
抗原特异性
膜受体结合
白喉杆菌细胞表面的一种毒性糖脂，其毒性是破
坏细胞中的线粒体，影响细h胞的能量代谢。
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<三>所致疾病
1. 假膜的形成
假膜是白喉的典型症状，它的形成与白喉杆菌严 重感染相关。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
提示：机体对猩红热免疫力的监测试验
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2. 外毒素
SPE的中毒效应 提示：机体对猩红热免疫力的监测试验
Dick试验
SPE→注射前臂皮内→观察6-24h
机体对猩红 热无免疫力
出现1cm 红斑者
阳性
出现小 于1cm 红斑或 无红斑
阴性
机体 对猩 红热 有免 疫力
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<三>链球菌感染疾病
链球菌感 染疾病
<一>白喉杆菌的生物学特征
1. 基本特征
白喉杆菌，G＋，需氧或兼性厌氧。在含有 血清的培养基中生长良好。
2. 培养特性
白喉杆菌在含有0.03-0.04％亚碲酸钾血琼脂平板
上生长，并将亚碲酸钾还原成元素碲，菌落呈黑色，
但不同的菌株还原能力差异h显著。
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<一>白喉杆菌的生物学特征
2. 培养特性
白喉杆菌
需氧性链球菌
链球菌
兼性厌氧性链球菌
厌氧性链球菌
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<二>A族链球菌的致病物质
致病物质
侵袭行致病物质
脂磷壁酸 M蛋白 透明质酸酶
链激酶
链道酶
外毒素－致热外毒素 (猩红热毒素)
溶血素
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1. 侵袭性致病物质
(1) 脂磷壁酸（LTA）—A族链球菌细胞壁物质，介导链 球菌对宿主细胞的粘附性，人体呼吸道 粘膜、皮肤上皮细胞、淋巴细胞、血小 板、红细胞、白细胞的细胞膜上均有LTA 结合点。
2.分枝菌酸
细胞壁成分，与细菌的抗酸性有关。用 化学方法脱去分枝菌酸失去抗酸性。
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脂质类
3.索状因子
致病细菌特有的细胞壁成分，其毒性效应包括：
①破坏细胞线粒体膜，影响能量代谢；
②降低肝细胞中琥珀酸脱氢酶、乳酸脱氢酶活性，导 致肝脏代谢紊乱；
③抑制白细胞游走和引起慢性肉芽肿。
4.硫酸脑苷酯
抑制吞噬细胞中吞噬体与溶酶体结合，干扰胞内消 化作用。
② 噬菌体tox+基因的表达受宿主细菌的控制
③ 宿主菌的调节控制与菌体内无机铁的含量有关
(0.14ug/ml内则BT合成，h过高则抑制)
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(2) BT的理化性质
分泌型BT(63000) 水解
A链(24000)，耐热(100ºC)、耐 蛋白酶，pH2-12稳定
B链(39000)，不稳定
(3) BT的结构与功能
5.蜡质D
佐剂作用，蜡质D＋结核菌素→变态反应
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多糖类
1.阿拉伯半乳聚糖 2.阿拉伯甘露聚糖
无毒性＋蜡质D→引起病灶局部 细胞浸润
蛋白质类
1.结核菌素
结核菌素→无毒性＋蜡质D→诱发变态反应
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致病作用h示意图
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<三>致病作用
结核菌
呼吸道感染
硫酸脑苷酯
吞噬细胞吞噬
进入肺泡 抗消化
形成胞内菌感染
2. 预防
注射白百破三联疫苗，获得尚佳的免疫效果。
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三.百日咳
百日咳是另一种常见的细菌性呼吸道 疾病，病原菌为百日咳杆菌。婴幼儿为易 感体制，表现为咳嗽、阵发性痉挛性咳嗽、 鸣吼等，病程近百日，顾名百日咳。
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四.结核病
结核是一种细菌性的慢性传染病， 病原菌是结核分枝杆菌。
结核依结核菌
入侵途径和感染部 位的不同
(4)链激酶—激活血液中的纤维蛋白酶原，使其成为有 活性的纤维蛋白酶，溶解血块或阻止血浆 凝固，有利于细菌在组织中扩散。
(5)链道酶(链球菌DNA酶)—分解脓液中高粘稠性的 DNA，使脓液稀薄，促进 病原菌扩散。
(6)链球菌溶血素
链球菌溶血素
链球菌溶血素O，对氧敏感→破坏白细胞，引起白细胞 溶酶体的释放，导致细胞脱颗粒性死亡。
亚碲酸钾培养基
轻型(菌落小、黑色、不 分解淀粉、溶血)
重型(菌落大、灰色、分解 淀粉、不溶血)
中间型(菌落黑 灰色、不分解 淀粉、不溶血)
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<二>致病物质
1. 白喉外毒素(BT)
白喉外毒素是白喉杆菌重要的致病物质
(1) 白喉外毒素的遗传特性
① 白喉外毒素由噬菌体基因编码，只有带毒素基因 (tox+)噬菌体形成溶原性的菌株产生BT
近几年，北美、欧洲发达国家的肺结核病
有旧病复发的趋势，最新研究发现，艾滋病患者
和HIV带毒者感染结核菌是结核病回升和加重艾
滋病的重要原因，艾滋病患者感染结核菌的机率
达33％以上。
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<一>结核分枝杆菌 (Mycobacterium tuberculosis)
结核分枝杆菌的特点：
1.氧的需求
严格需氧，无氧不能正常生长
链球菌溶血素S→溶解红细胞，在血琼脂平板上形成溶 血环。
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猩红热的h典型症状
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2. 外毒素
致热外毒素(SPE)
溶血性链球菌感染产生致热外毒素，毒素 中毒导致猩红热。
SPE的中毒效应
① 致热性和致死性，使试验动物致死；
②直接毒性作用，对培养的脾细胞和巨噬细胞直接毒 性作用；
③免疫抑制作用，对多种免疫细胞有一定的抑制作用。
白喉杆菌 感染鼻咽部
血管纤维蛋白凝固炎性、坏 死细胞、白喉杆菌
粘膜上皮细胞炎性、渗 出性、坏死性反应
形成灰白色膜状物(假膜)
窒息死亡
导致气管、支气管堵塞
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2. 毒素中毒
白喉杆菌仅限于粘膜及组织感染，一般不进入血 流，在感染部位能分离到大量白喉杆菌，且为单因子感 染。
外毒素(BT)是重要的致病物质，BT在体内扩散引起全 身性中毒症状(心肌、肝、肾、肾上腺、外周神经中毒)。毒 素中毒是非可逆性的，一旦中毒，后果严重。
测→贮4°C冰箱备用。 h
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3.分类
①根据溶血现象分类
链球菌
甲型溶血性链球菌－菌落周围呈草绿色溶血环 (溶血环)
乙型溶血性链球菌－菌落周围形成无色透明溶 血环( 溶血环)
丙型链球菌－不溶血
②根据抗原结构分类
链球菌：A →T共18个族，对人致病的链球菌菌株， 90％属于A族。
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3.分类
③根据对氧需要分类
毒素(外毒素、内毒素)
结核菌特殊 的致病物质
荚膜结构
磷脂
脂质(细胞干重 的20－40％，细 胞壁干重的60％)
分枝菌酸 索状因子 硫酸脑苷酯
蜡质D
多糖
阿拉伯半乳聚糖 阿拉伯甘露聚糖
蛋白质
分枝杆h 菌生长素
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脂质类
1.磷脂
促使单核细胞增生，引起结核结节形成 和干酪化坏死。 ①钙化形成对机体有利 ②结核菌的自我保护 ③再次感染的病因
2.生长缓慢
体外5－10h/代，体内24－36h/代
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3.抵抗力
①耐干燥、耐酸碱
②对日光、紫外光多种化学杀菌剂敏感(酒 精、升汞液、石炭酸液、来苏尔液等)
4.变异性
易变异(形态、菌落、毒力、免疫原性、 耐药性)，如卡介苗(BCG)经体外传代减毒 获得。
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<二>结核菌的致病物质
侵袭性酶类
细菌的致病物质
磷脂
肺部炎症(原发灶)
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巨噬细胞破坏， 释放大量结核菌 感染肺泡细胞
首次感染机体无
免疫力，结核结
节和干酪化坏死
(钙化)
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<三>致病作用
再次感染
刺激单核细胞大量增殖和 浸润，形成肉芽肿
索状因子
肺部结核、空洞
典型的 肺结核 病症状
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<四>免疫
结核菌再 次感染
机 体 免 疫
接种卡介苗
刺激淋巴细胞增殖→同时活 化吞噬巨噬细胞→增强胞内 消化作用→消化结核菌 产生抗体，但无保护 作用 迟发性变态反应
有菌免疫，免疫力与 体内的活菌数量相关
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<五>防治原则
1.预防
① BCG
接种
6-10年
患先天性 细胞免疫 缺陷者
BCG 败血症
死亡
2-3月结核菌素试验
获得免疫力 阳性
复种一次
终生免疫
② 90％的原发感染形成纤维组织或钙化，不治自愈。
原发感染后，机体获得一h定的免疫力。
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<五>防治原则
2.治疗
5. 病原真菌和原生动物呼吸系统感染疾病 有球孢子菌病、组织胞浆菌病、酵母病、 卡氏肺囊虫肺炎等疾病。
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二. 呼吸道感染相关的重要病原体
1. 病毒：流感病毒、副流感病毒、呼吸道合胞病毒 麻疹病毒、腮腺炎病毒、腺病毒、风疹病 毒、鼻病毒、冠状病毒、呼肠孤病毒、汉 坦病毒.SARS病毒等。
2. 细菌：乙型链球菌、金黄色葡萄球菌、肺炎球菌 结核杆菌、白喉杆菌、百日咳杆菌、军团 菌、流感嗜血杆菌、肺炎支原体、肺炎衣 原体、Q热立克次氏体等。
①链霉素－治疗效果尚佳，但副作用较 大(耳聋)，且容易产生抗药性。
②异烟肼 ③对氨基水杨酸钠
三种药物交替使用，防止抗药性产生。
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五.细菌性肺炎
细菌性肺炎是不同于结核病的另一类 重要肺部疾病，发病率高。属原发感染、 继发感染或条件致病感染疾病。
<一>大叶性肺炎
1.病原菌 肺炎球菌
G＋、球状、双排列、无鞭毛，不产芽胞
化脓性疾病 中毒性疾病
呼吸道炎症 淋巴系统炎症 皮肤化脓性炎症
猩红热
变态反应疾病
风湿热 急性肾小球肾炎
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<四>呼吸道化脓性炎症防治
1. 药物治疗
抗生素——青霉素及其衍生物 合成药——合成化学药物(磺胺类) 中 药——多种中成药
飞沫
2. 空气传播
空气
其他
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二.白喉
白喉是一种急性呼吸道传染病，由 白喉杆菌感染引起。
肠结核 皮肤结核 骨结核 肺结核
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临床上尤以呼吸道感染引起的肺结核
为多见，肺结核中医俗称“痨病”，是迄 今尚未灭绝的一种重要传染病。据WHO 统计，全世界约1/3人口(~20亿)感染过结 核杆菌，每年约300万人死于结核病，以
发展中国家的感染和发病率居多。我国约 有活动性肺结核病人600万，每年约25万 人死于结核病。