细菌的毒力岛PPT课件
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微生物学第07章细菌感染ppt课件
菌血症 毒血症 内毒素血症 败血症 脓毒血症
40
临床表现
性
抗原性 强、刺激机体→ 抗毒素,易 弱、不易产生抗毒素,不
被脱毒形成类毒素
易脱毒形成类毒素
33
二、 细菌性感染的传播
细菌感染的来源 ❖ 外源性 ❖ 内源性
传播途径 ❖ 呼吸道：流感 ❖ 消化道：霍乱 ❖ 皮肤粘膜：破伤风 ❖ 血液：艾滋病 ❖ 节肢动物：乙脑 ❖ 性传播：淋病
34
三、细菌性感染的类型
29
Shwautzman反应的机制
❖ 二次注射间隔时间仅十余小时，不是免 疫反应所致。认为与凝血系统、激肽系 统、补体系统的激活等有关。
❖ LSR：第1次局部注射皮肤组织毛细血管 暂时性轻度凝血，第2次静脉注射LPS后可 加剧局部病理变化导致出血、坏死。
❖ GSR：第1次注射后在全身毛细血管及小 静脉内形成广泛的轻度凝血，第2次注射 后加据了此种病理变化，引起DIC。
细菌毒力
致病因素
细菌数量
细菌侵入途径
机体的免疫状况
环境因素
2
细菌的毒力(virulence) ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ括二部分
侵袭力 (invasiveness) ❖ 指细菌突破机体的防御机能，可在体
内定植、繁殖、扩散蔓延的能力 毒素 (toxin) ❖ 细菌产生的损害机体组织、器官，并
引起生理功能紊乱的大分子物质
3
(一) 侵袭力 1、细菌侵袭过程 黏附与定植 ↓ 侵入 ↓ 繁殖与扩散
第二节 细菌的致病作用
致病性 (pathogenicity) 细菌对宿主感染致病的能力。
毒力(virulence) 细菌致病性的强弱程度。
半数致死量(LD50) 或半数感染量(ID50) 在一定条件下能引起50%的实验动物死
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临床表现
性
抗原性 强、刺激机体→ 抗毒素,易 弱、不易产生抗毒素,不
被脱毒形成类毒素
易脱毒形成类毒素
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二、 细菌性感染的传播
细菌感染的来源 ❖ 外源性 ❖ 内源性
传播途径 ❖ 呼吸道：流感 ❖ 消化道：霍乱 ❖ 皮肤粘膜：破伤风 ❖ 血液：艾滋病 ❖ 节肢动物：乙脑 ❖ 性传播：淋病
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三、细菌性感染的类型
29
Shwautzman反应的机制
❖ 二次注射间隔时间仅十余小时，不是免 疫反应所致。认为与凝血系统、激肽系 统、补体系统的激活等有关。
❖ LSR：第1次局部注射皮肤组织毛细血管 暂时性轻度凝血，第2次静脉注射LPS后可 加剧局部病理变化导致出血、坏死。
❖ GSR：第1次注射后在全身毛细血管及小 静脉内形成广泛的轻度凝血，第2次注射 后加据了此种病理变化，引起DIC。
细菌毒力
致病因素
细菌数量
细菌侵入途径
机体的免疫状况
环境因素
2
细菌的毒力(virulence) ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ括二部分
侵袭力 (invasiveness) ❖ 指细菌突破机体的防御机能，可在体
内定植、繁殖、扩散蔓延的能力 毒素 (toxin) ❖ 细菌产生的损害机体组织、器官，并
引起生理功能紊乱的大分子物质
3
(一) 侵袭力 1、细菌侵袭过程 黏附与定植 ↓ 侵入 ↓ 繁殖与扩散
第二节 细菌的致病作用
致病性 (pathogenicity) 细菌对宿主感染致病的能力。
毒力(virulence) 细菌致病性的强弱程度。
半数致死量(LD50) 或半数感染量(ID50) 在一定条件下能引起50%的实验动物死
细菌毒素ppt课件
1 A-B型毒素
2 单肽链毒素
3 小分子多肽毒素
·
6
二 外毒素（exotoxin) 1 概念
细菌生长过程中产生和分泌到细菌细胞外的毒 性蛋白质。
2 特点 1)由细菌产生的非结构蛋白质成分 2)高毒性 3)良好的抗原性 4)特异性 5)不稳定
·
7
1)本质为蛋白质(一般是可溶的蛋白质），典 型的外毒素A-B模式
苷酶
▪ Activate 2nd messenger pathways-ADPribosyltransferase 核糖基转移酶
▪ Protease-Zinc-metalloprotease 金属蛋白酶 3）激发免疫反应--superantigen
·
18
二 内毒素(endotoxin)
▪ 概念：G-菌细胞壁脂多糖，菌体崩解时释放， 性质稳定。
▪ 发热反应，白细胞反应，内毒素血症与内毒素休 克
4）相对稳定，耐热
▪ Boiling for 30 min does not destabilize endotoxin
▪ Certain powerful oxidizing agents such as superoxide, peroxide and hypochlorite, have been reported to neutralize them
·
22
4 结构
·
23
·
24
·
25
LPS包括：
▪ Lipid A特殊的糖磷脂，由焦磷酸键联接的氨基葡萄 糖聚二糖链，并结合有多种长链脂肪酸，是内毒素 的毒性成分。
▪ 各种G-的Lipid A的化学成分和结构虽有差异，但 极为相似，无种属特异性，所有G-菌内毒素引起的 毒性作用大致相似。
2 单肽链毒素
3 小分子多肽毒素
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6
二 外毒素（exotoxin) 1 概念
细菌生长过程中产生和分泌到细菌细胞外的毒 性蛋白质。
2 特点 1)由细菌产生的非结构蛋白质成分 2)高毒性 3)良好的抗原性 4)特异性 5)不稳定
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7
1)本质为蛋白质(一般是可溶的蛋白质），典 型的外毒素A-B模式
苷酶
▪ Activate 2nd messenger pathways-ADPribosyltransferase 核糖基转移酶
▪ Protease-Zinc-metalloprotease 金属蛋白酶 3）激发免疫反应--superantigen
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二 内毒素(endotoxin)
▪ 概念：G-菌细胞壁脂多糖，菌体崩解时释放， 性质稳定。
▪ 发热反应，白细胞反应，内毒素血症与内毒素休 克
4）相对稳定，耐热
▪ Boiling for 30 min does not destabilize endotoxin
▪ Certain powerful oxidizing agents such as superoxide, peroxide and hypochlorite, have been reported to neutralize them
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4 结构
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25
LPS包括：
▪ Lipid A特殊的糖磷脂，由焦磷酸键联接的氨基葡萄 糖聚二糖链，并结合有多种长链脂肪酸，是内毒素 的毒性成分。
▪ 各种G-的Lipid A的化学成分和结构虽有差异，但 极为相似，无种属特异性，所有G-菌内毒素引起的 毒性作用大致相似。
细菌的致病性与感染ppt课件
荚膜 菌毛
12/12/2017
1. 菌体表面结构——菌毛
由细菌菌毛介导的黏附
12/12/2017
菌毛黏附可抵抗体液的冲刷作用
12/12/2017
2. 侵袭性酶
血浆凝固酶：金黄色葡萄球菌 透明质酸 链激酶 A 群链球菌 链道酶 胶原酶：产气荚膜梭菌
12/12/2017
（二）毒 素
12/12/2017
毒血症
12/12/2017
（三）显性感染
机体免疫力较弱，或侵入的病原菌毒力较强、 数量较多，导致机体组织细胞明显损害，生理功能 障碍，出现明显临床症状称为显性感染。
12/12/2017
全身感染的类型
菌血症
病原菌由原发部位一过性或间歇性经血 流到达其他部位，称为菌血症。 如：伤寒早期的菌血症
12/12/2017
多种途径侵入机体
12/12/2017
结核杆菌
病原体侵入机体能否引起感染 还取决于：
机体的免疫力
12/12/2017
感染与免疫
细 菌
机 体
细菌的毒力 细菌的数量 细菌侵入途径
机体的免疫力 机体所处的环境 如:医院等
感染
12/12/2017
免疫
医护人员要关心爱护病人
在临床工作中，医护人员要关心、爱护病人，取 得病人的信任和支持，调动病人的主观能动性， 树立战胜疾病的信心，积极配合治疗，才能取得 更好的疗效。
弥漫性血管内凝血（DIC）
LPS激活凝血因子，广泛性微血栓形 成，出现弥漫性血管内凝血。
凝血因子大量消耗，引起皮肤、黏膜、 内脏广泛出血、渗血，严重者可导致 死亡。
12/12/2017
12/12/2017
1. 菌体表面结构——菌毛
由细菌菌毛介导的黏附
12/12/2017
菌毛黏附可抵抗体液的冲刷作用
12/12/2017
2. 侵袭性酶
血浆凝固酶：金黄色葡萄球菌 透明质酸 链激酶 A 群链球菌 链道酶 胶原酶：产气荚膜梭菌
12/12/2017
（二）毒 素
12/12/2017
毒血症
12/12/2017
（三）显性感染
机体免疫力较弱，或侵入的病原菌毒力较强、 数量较多，导致机体组织细胞明显损害，生理功能 障碍，出现明显临床症状称为显性感染。
12/12/2017
全身感染的类型
菌血症
病原菌由原发部位一过性或间歇性经血 流到达其他部位，称为菌血症。 如：伤寒早期的菌血症
12/12/2017
多种途径侵入机体
12/12/2017
结核杆菌
病原体侵入机体能否引起感染 还取决于：
机体的免疫力
12/12/2017
感染与免疫
细 菌
机 体
细菌的毒力 细菌的数量 细菌侵入途径
机体的免疫力 机体所处的环境 如:医院等
感染
12/12/2017
免疫
医护人员要关心爱护病人
在临床工作中，医护人员要关心、爱护病人，取 得病人的信任和支持，调动病人的主观能动性， 树立战胜疾病的信心，积极配合治疗，才能取得 更好的疗效。
弥漫性血管内凝血（DIC）
LPS激活凝血因子，广泛性微血栓形 成，出现弥漫性血管内凝血。
凝血因子大量消耗，引起皮肤、黏膜、 内脏广泛出血、渗血，严重者可导致 死亡。
12/12/2017
沙门氏菌
10
SP I-4
长25 kb, 位于鼠伤寒沙门氏菌染色体 下游92 m in 处, 含有18 个开放阅读框, 可能由1 个操纵子组成。其两侧为ssb 和soxSR , 编码介导毒素分泌Ⅰ型分 泌系统, 并参与调节细菌适应巨噬细 胞内环境, 其主要功能尚不清楚。
11
SP I-5
长7 kb, 位于S d ublin 染色体25 m in 处,两侧为serT 和copS/copR 位点, G+ C 含量约为43. 6%, 含有sop、sig、p ip 基因, 编码参与肠粘膜液体分泌和 炎症反应的相关蛋白
一群符合肠杆菌科定义，并与 其血清学相关的G-、兼性厌 氧、无芽孢杆菌。本菌属种类 繁多, 抗原结构复杂, 现已发现
2300 多个血清型, 我国已发现
血清型近200个，是最常见的 食源性细菌病原体。
3
沙门氏菌
1
毒力岛
毒素
2
3
致病机制
4
沙门氏菌的毒力岛
细菌的毒力岛(pathogen icity island)
15
肠毒素
在沙门氏菌属的鼠伤寒沙门氏菌中有发现一 种热敏的、细胞结合型的霍乱毒素样肠毒素， 此外还发现另一种肠毒素，可引起CHO细 胞伸长，并致兔肠积液，但它不耐热，在 100℃，10min即被破坏
16
沙门氏菌的致病性
1.
沙门氏菌感染途径和致病机制
侵袭性沙门氏菌的侵入 非侵袭性沙门氏菌的摄入 沙门氏菌感染途径和机制
12
新发现的SP Is
SP I-6 (59kb ) 编码safA -D 和tcsA -R, 引导伴侣蛋白调控 菌毛操纵子; SP I-7 (134 kb) 编码V i 生物合成基因、sopE原噬菌体和 ⅣB 型菌毛操纵子; SP I-8 (6. 8 kb) 编码2种细菌素的伪基因(STY3280 和 STY3282) 及整合酶的基因; SP I-9 (16 kb) , 如同SP I-4, 编码Ⅰ 型分泌系统和独立的 RTX-样蛋白(STY2875) ; SP I-10 ( 33kb) 编码噬菌体和sefA -R 引导伴侣蛋白菌毛 操纵子。 除上述较大的毒力岛外, 还有很多较小的基因插入小区 和与致病性有关的基因 此外还有一些沙门氏菌所特有的致病岛，如主要致病岛 PAI是伤寒沙门氏菌特有的
4.中护微生物-细菌的致病性与感染 ppt课件
2.简述全身感染的临床表现。
❖ 菌血症 ❖ 毒血症 ❖ 败血症 ❖ 脓毒血症
（二外
病人 带菌者
感染 来源
病畜和带菌动物
内源性感染：感染来源于自身体内或体表。 多为条件致病菌引起。
2.传播方式
➢ （1）呼吸道感染 ➢ （2）消化道感染 ➢ （3）皮肤粘膜创伤感染 ➢ （4）接触感染 ➢ （5）节肢动物媒介感染
病原菌
A亚单位：毒素的活性部分即毒性中心、 B亚单位：与宿主细胞特殊受体结合的部位
❖ 外毒素的分类：
神经毒素 细胞毒素 肠毒素
（二）细菌的侵入数量
❖ 病原菌毒力极强，极少量的侵入即可引起机 体发病。
❖ 大多数病原菌需要一定的数量才能引起感染， 少量侵入易被机体防御机能所清除。
（三）细菌侵入的门户
❖ 即病原菌的侵入部位。 ❖ 多数病原菌只有经过特定的门户侵入，并在特
复习题
一、名词解释
感染 毒血症 败血症
二、简答题
1.细菌的外毒素与内毒素的主要区别（P18） 2.简述全身感染的临床表现。（P19）
1.细菌的外毒素与内毒素的主要区别（P18）
区别要点 来源
化学成分
外毒素
革兰阳性菌与部分革兰阴性 菌从活菌分泌出，少数菌崩 解后释放
蛋白质
内毒素
革兰阴性菌细胞壁组分，菌裂 解后释放
显性感染
❖ 分期：显性感染的过程可分为潜伏期、发病期 及恢复期。
❖ 分类： 显性感染临床上按病情缓急分为： 急性感染和慢性感染。 按感染的部位分为： 局部感染和全身感染。
（ 1 ）局部感染
❖ 概念：是指病原菌侵入机体后，在一定部位定居下来， 生长繁殖，产生毒性产物，不断侵害机体的感染过程。
细菌感染精品PPT课件
物中毒
作用机制
激活肠粘膜腺苷环化酶， 增高细胞内cAMP水平
刺激呕吐中枢
症状和体征
腹泻、呕吐 呕吐、腹泻 呕吐、腹泻
破伤风梭菌引起的肌肉痉挛
霍乱
白喉
毒素
• 外毒素特征： – 蛋白质 – 毒性作用强 – 选择性强
– 理化稳定性差 – 抗原性强
n合成代谢产物 nG+菌和部分G-菌产生 n释放到菌体外，或溶 解释放
脂多糖 LPS
寡糖重复 单位
核心多糖
脂质A
O抗原 决定簇
外膜
主要 毒性 成份
内毒素 endotoxin
• 脂多糖 LPS
– 菌体裂解释放 – 化学稳定性 – 不能成为类毒素 – 免疫原性弱
G-菌崩解和内毒素释放过程演示
内毒素 endotoxin
• 内毒素的生物学作用：
– 发热反应
– 白细胞反应
败血症的皮肤表现
外毒素
exotoxin
外毒素抗原性
外毒素
脱毒
类毒素 免疫动物 抗毒素
（极毒抗原） 0.3-0.4%甲醛 （无毒抗原）
（抗毒抗体）
• 类毒素（toxoid）： – 受甲醛作用可使其活性蛋白灭活而不影响接 合蛋白的抗原性
• 抗毒素（antitoxin）： – 外毒素刺激机体产生的中和抗体
内毒素 endotoxin
– A亚单位为活性蛋白 – B亚单位为结合蛋白
细胞表面
结合单位
活性单位
AB
外毒素 例如：霍乱毒素分子结构
• 外毒素特征： – 蛋白质
– 毒性作用强 – 选择性强
– 理化稳定性差 – 抗原性强
n合成代谢产物 nG+菌和部分G-菌产生 n释放到菌体外，或溶 解释放
作用机制
激活肠粘膜腺苷环化酶， 增高细胞内cAMP水平
刺激呕吐中枢
症状和体征
腹泻、呕吐 呕吐、腹泻 呕吐、腹泻
破伤风梭菌引起的肌肉痉挛
霍乱
白喉
毒素
• 外毒素特征： – 蛋白质 – 毒性作用强 – 选择性强
– 理化稳定性差 – 抗原性强
n合成代谢产物 nG+菌和部分G-菌产生 n释放到菌体外，或溶 解释放
脂多糖 LPS
寡糖重复 单位
核心多糖
脂质A
O抗原 决定簇
外膜
主要 毒性 成份
内毒素 endotoxin
• 脂多糖 LPS
– 菌体裂解释放 – 化学稳定性 – 不能成为类毒素 – 免疫原性弱
G-菌崩解和内毒素释放过程演示
内毒素 endotoxin
• 内毒素的生物学作用：
– 发热反应
– 白细胞反应
败血症的皮肤表现
外毒素
exotoxin
外毒素抗原性
外毒素
脱毒
类毒素 免疫动物 抗毒素
（极毒抗原） 0.3-0.4%甲醛 （无毒抗原）
（抗毒抗体）
• 类毒素（toxoid）： – 受甲醛作用可使其活性蛋白灭活而不影响接 合蛋白的抗原性
• 抗毒素（antitoxin）： – 外毒素刺激机体产生的中和抗体
内毒素 endotoxin
– A亚单位为活性蛋白 – B亚单位为结合蛋白
细胞表面
结合单位
活性单位
AB
外毒素 例如：霍乱毒素分子结构
• 外毒素特征： – 蛋白质
– 毒性作用强 – 选择性强
– 理化稳定性差 – 抗原性强
n合成代谢产物 nG+菌和部分G-菌产生 n释放到菌体外，或溶 解释放
第五章细菌的感染与致病机理ppt课件
（6）毒性不稳定：不耐热（60～80℃ 20分钟）， 对某些化学物质也敏感，易破坏。
（7）类毒素：用0.3～0.5%的甲醛处理，可使其毒 性完全丧失，但仍保持抗原性，这种处理的外毒 素称为类毒素（toxoid），常用来预防注射。
（8）检测：可用中和试验来检测外毒素
毒素
+ 抗毒素
动物
2．内毒素（endotoxin）
5.通过非易感动物 如猪丹毒弱毒苗(GC42)系 将强致病菌株通过豚鼠370代后，又通过鸡42 代选育而成。如猪瘟兔化弱毒苗。
6.通过基因工程方法 去除毒力基因或用点突 变的方法使毒力基因失活，可获得无毒力株或 弱毒株。
二、细菌毒力增强的方法
1．通过易感动物，易感动物即可是本动物也可是实验动物。 如多杀性巴氏杆菌通过小鼠，猪丹毒杆菌通过鸽子等。
2．和其它微生物协同作用 如产气荚膜梭菌与八叠球菌共生时毒力增强。
三、细菌毒力不变的方法
利用低温冷冻干燥真空法保存微生物，可使毒力及其它性状基本保 持不变。
第四节 病原菌引起传染的条件
一、毒力强与数量多
强大的毒力和 足够的数量
生长、繁殖、 扩散
病原微生物
机体
传染
二、侵入机体的门户（传播途径）要适当
抵抗吞噬作用 抑制吞噬（外毒素、荚膜等） ； 在吞噬细胞内生存（有荚膜菌等）；杀死或损 伤吞噬细胞（外毒素）。
抵抗体液免疫 抗原伪装或抗原变异（如葡萄 球菌SPA等）；破坏抗体（分泌蛋白酶降解Ig 如嗜血杆菌等）；逃避抗体补体（脂多糖LPS、 外膜蛋白OMP、荚膜及S层等）。
3.内化作用 指某些细菌黏附于细胞表面之后， 能进入吞噬细胞或非吞噬细胞内部的过程。 如结核杆菌、衣原体等 。
点
为
（7）类毒素：用0.3～0.5%的甲醛处理，可使其毒 性完全丧失，但仍保持抗原性，这种处理的外毒 素称为类毒素（toxoid），常用来预防注射。
（8）检测：可用中和试验来检测外毒素
毒素
+ 抗毒素
动物
2．内毒素（endotoxin）
5.通过非易感动物 如猪丹毒弱毒苗(GC42)系 将强致病菌株通过豚鼠370代后，又通过鸡42 代选育而成。如猪瘟兔化弱毒苗。
6.通过基因工程方法 去除毒力基因或用点突 变的方法使毒力基因失活，可获得无毒力株或 弱毒株。
二、细菌毒力增强的方法
1．通过易感动物，易感动物即可是本动物也可是实验动物。 如多杀性巴氏杆菌通过小鼠，猪丹毒杆菌通过鸽子等。
2．和其它微生物协同作用 如产气荚膜梭菌与八叠球菌共生时毒力增强。
三、细菌毒力不变的方法
利用低温冷冻干燥真空法保存微生物，可使毒力及其它性状基本保 持不变。
第四节 病原菌引起传染的条件
一、毒力强与数量多
强大的毒力和 足够的数量
生长、繁殖、 扩散
病原微生物
机体
传染
二、侵入机体的门户（传播途径）要适当
抵抗吞噬作用 抑制吞噬（外毒素、荚膜等） ； 在吞噬细胞内生存（有荚膜菌等）；杀死或损 伤吞噬细胞（外毒素）。
抵抗体液免疫 抗原伪装或抗原变异（如葡萄 球菌SPA等）；破坏抗体（分泌蛋白酶降解Ig 如嗜血杆菌等）；逃避抗体补体（脂多糖LPS、 外膜蛋白OMP、荚膜及S层等）。
3.内化作用 指某些细菌黏附于细胞表面之后， 能进入吞噬细胞或非吞噬细胞内部的过程。 如结核杆菌、衣原体等 。
点
为
细菌毒力与致病性PPT课件
食物中毒 同霍乱肠毒素 烫伤样皮 表皮与真皮脱离 肤综合征
A 型链球菌 致热外毒素 猩红热皮疹 金黄色葡萄球菌 肠毒素 猩红热 食物中毒 破坏毛细血管内皮细胞 作用于呕吐中枢 呕吐为主、腹泻
人类在生产生活中的实践
一、利用细菌毒力的相关性质或通过减毒处理制成 疫苗抗毒素等其他药物治疗疾病，改善公共卫生状 况，提高人类生存质量。 二、利用细菌毒力的相关性质，制造生化武器用于 战争及恐怖袭击。
侵袭性酶：属胞外酶, 本身无毒性作用,但可破坏机体内的一些组 织结构,从而在感染过程中协助病原菌在侵入机体后抗吞噬或扩散。 粘附素:菌体表面具有粘附功能的结构成分。
Ⅲ型分泌系统：许多G-病原菌毒力因子与此分泌系统有关。通过病 原菌与宿主细胞接触，这一系统得以启动，具有接触介导的特征。 启动后细菌分泌与毒力有关的多种蛋白质直接进入宿主细胞胞浆， 发挥毒性作用。Ⅲ型分泌系统通常由30~40kb大小的基因组编码， 以毒力岛的形式存在于细菌的大质粒或拟核区DNA。已确定具有Ⅲ 型分泌系统的细菌有沙门氏菌、铜绿假单胞菌、大肠杆菌等。
•
猪瘟—猪
如魏氏梭菌与八叠球菌共生。
• 2.与其他微生物通过协同作用
• 3.实验动物胸腔内置人工胶囊进行培养 支原体。
霍乱弧菌，胸膜肺炎
• （二）减弱微生物毒力的方法 病原体的毒力可以通过减毒处理而减轻，从而降低其致病能力。通过 非易感动物传代培养或毒力转移获得。 毒力转移是一种将正常宿主的病原体转移到新物种宿主，然后在新宿 主的很多个体间连续转移，最终使这种病原体完全适应新宿主而不再 对原宿主有害的实验技术。狂犬病毒在兔子间的不断转移使病毒不再 对人类有致病力。因而能安全的用作人体疫苗。 1882年巴斯德用这种方法制造狂犬疫苗，并在1885年救活了一个被疯 狗咬得很厉害的9岁男孩，这个男孩日后成为了巴斯德研究所的守门人， 在二战中为守卫实验室而死于纳粹枪下。
第6章细菌毒素和真菌毒素PPT幻灯片
细菌通过分泌外毒素或蛋白酶来破坏吞噬细 胞的细胞膜，或诱导细胞凋亡，或直接杀死 吞噬细胞。
3. 在体内增殖
细菌在宿主体内增殖是感染的核心问题， 增殖速度对致病性极其重要，如果增殖较 快，细菌在感染之初就能克服机体防御机 制，易在体内生存。反之，则易被机体清 除。
5. 在体内扩散
细菌分泌的蛋白酶称为胞外蛋白酶，它们具 有多种致病作用，例如激活外毒素、灭活血 清中的补体等，有的蛋白酶本身就是外毒素 。其最主要的作用就是损伤基质或细胞膜， 增加其通透，有利于细菌在体内的扩散性。
（2）化学成分、结构 蛋白质
一般是可溶的蛋白质
A-B模式
A亚单位--决定毒性 B亚单位--结合活性部分，与靶细胞上受
体结合（无毒性）。
A-B toxins
Active
Cell surface
Binding
A
B
（3）特点 毒性强 选择性强 不稳定 抗原性强→类毒素、抗毒素
（4）种类、作用机制
ribosyltransferase 核糖基转移酶 Protease - Zinc-metalloprotease 金属蛋白酶 3. 激发免疫反应 - Superantigen
2．内毒素（endotoxin）
概念：是G-菌细胞壁脂多糖，菌体崩解 时释放，性质稳定。
（1）来源 G-菌
（2）化学成分、结构 脂多糖
2007， Topps Meat，美国最大冷冻hamburgers的生产 商， Escherichia coli O157:H7， 召回 980万公斤牛肉 – 自动破产
2008， Westland/Hallmark, “lack of complete and proper inspection” ，召回6486万公斤 牛肉 – 强制破产
3. 在体内增殖
细菌在宿主体内增殖是感染的核心问题， 增殖速度对致病性极其重要，如果增殖较 快，细菌在感染之初就能克服机体防御机 制，易在体内生存。反之，则易被机体清 除。
5. 在体内扩散
细菌分泌的蛋白酶称为胞外蛋白酶，它们具 有多种致病作用，例如激活外毒素、灭活血 清中的补体等，有的蛋白酶本身就是外毒素 。其最主要的作用就是损伤基质或细胞膜， 增加其通透，有利于细菌在体内的扩散性。
（2）化学成分、结构 蛋白质
一般是可溶的蛋白质
A-B模式
A亚单位--决定毒性 B亚单位--结合活性部分，与靶细胞上受
体结合（无毒性）。
A-B toxins
Active
Cell surface
Binding
A
B
（3）特点 毒性强 选择性强 不稳定 抗原性强→类毒素、抗毒素
（4）种类、作用机制
ribosyltransferase 核糖基转移酶 Protease - Zinc-metalloprotease 金属蛋白酶 3. 激发免疫反应 - Superantigen
2．内毒素（endotoxin）
概念：是G-菌细胞壁脂多糖，菌体崩解 时释放，性质稳定。
（1）来源 G-菌
（2）化学成分、结构 脂多糖
2007， Topps Meat，美国最大冷冻hamburgers的生产 商， Escherichia coli O157:H7， 召回 980万公斤牛肉 – 自动破产
2008， Westland/Hallmark, “lack of complete and proper inspection” ，召回6486万公斤 牛肉 – 强制破产
细菌的毒力岛PPT课件
常用的鉴定细菌未知毒力基因方法
⑤比较基因组作图 (comparative genome mapping) ⑥接合介导的DNA插入取代标记法 (conjugationmediated diretced tagged internal DNA replacement) ⑦粘粒克隆测序 (cosmid cloning combined with sample sequence) ⑧毒力岛探查法 ( island probing)
Yps HPI也是由两个区域组成： ①功能核心区 ②可变区
只含1个插入元件IS100和另外几个功能未明的编码序列。
5’
色素沉着区
Yps HPI的结构示意图
HPI 功能核心区
3’ 可变区
2、鼠疫耶氏菌和伪结核耶氏菌的HPI
Yps HPI比Yen HPI小，约35kb，不如Yen HPI稳定， 可以10-5的频率发生完全缺失。
C.escs (E. coli secretion)基因区
III型分泌系统
紧密粘附素
分泌性蛋白
escRSTU cesD escCJ escVN
tir
cesT
eae
espADB
EPEC 2348/69菌株LEE毒力岛示意图
A：紧密粘附素(intimin)： 由eae基因编码的一种外膜蛋白，作为粘附因子，介导细菌紧
二、耶尔森菌属的毒力岛
耶尔森菌属毒力岛及其特点
细菌
鼠疫耶氏菌 伪结核耶氏菌 小肠结肠耶氏菌
毒力岛
Yps HPI Yps HPI Yen HPI
位置
asn-tRNA asn-tRNA asn-tRNA
大小
35kb 35kb 45kb
G +C %
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1997年Hacker等对毒力岛下了较为精确的定义: 毒力岛是编码细菌毒力基因簇的一分子量相对较大的
染色体DNA片段。
PAI：病原菌的某个或某些毒力基因群，分子结构 和功能有别于细菌基因组，但位于细菌基因组之间，因 此称之为“岛”
部分病原毒力岛
毒力岛的特点
毒力岛形成过程
在毒力岛形成的过程中，质粒，噬菌体，以及其他可移 动遗传元件在基因的水平转移过程中扮演着重要的角色。
ü(2)一些毒力岛的两侧具有重复序列和插入元件,但是也可以 没有。
毒力岛基本特征
(3)毒力岛往往位于细菌染色体的tRNA基因位点内或附近, 或者位于与噬菌体整合有关的位点
肠致病性大肠杆菌(EPEC)的LEE毒力岛就位于转运RNAselC位点。 例外：
幽门螺杆菌 cag毒力岛既不插入tRNA附近也不与 噬菌体整合位点
(4)毒力岛DNA片段的G+Cmol%、密码使用和宿主细菌染 色体有明显差异,有的比宿主细胞的G+Cmol%明显高,有的 明显低。
毒力岛基本特征
(5)毒力岛编码的基因产物许多是分泌性蛋白和细胞表 面蛋白
例如： ①溶血素、 ②菌毛 ③血红素结合因子 ④一些毒力岛编码细菌的分泌系统(如Ⅲ型分泌系统) ⑤信息传导系统和调节系统
位于紧邻sel C-tRNA基因3’端为一静息
（cryptic）的整合酶基因intA
Pai Ⅱ 的tRNA
编码亮氨酸tRNA的leuX基因
即leuX-tRNA基因是PaiⅡ的插入位点，紧
邻该基因的为一静息的P4噬菌体整合酶基
1.尿路致病型大肠埃希氏菌毒力岛
UPEC 536株的PaiI和PaiII附近分别有静息的 噬菌体R73和P4的整合基因，并且G+C mol%比宿主 低，提示毒力岛或毒力岛的一部分来源于整合的 前噬菌体(或其它可移动遗传成分)，后者称为 “毒力岛的前体(Pai procursor)”或“前毒力岛 (pre-Pais)”。
的毒力岛
1.尿路致病型大肠埃希氏菌毒力岛
(1)大小为58 ~170kb。
(2)能编码 α-溶血素I／Ⅱ、P相关菌毛(P-related
fimbrial，Prf)和I型细胞坏死因子。 (3)两侧具有同向重复序列和／或插入序列。
(4)各毒力岛都位于染色体的tRNA位点内；
(5) G+Cmol%均比宿主菌染色体低。
常用的鉴定细菌未知毒力基因方法
⑤比较基因组作图 (comparative genome mapping) ⑥接合介导的DNA插入取代标记法 (conjugationmediated diretced tagged internal DNA replacement) ⑦粘粒克隆测序 (cosmid cloning combined with sample sequence) ⑧毒力岛探查法 ( island probing)
(6)含有一些潜在的可移动成分
1.尿路致病型大肠埃希氏菌毒力岛
1.尿路致病型大肠埃希氏菌毒力岛
Pai I:(70kb)
selC intA
hlyI
Pai II:(90kb) DR
hlyII prf
DR intP4 leuX
DR
DR
Pai Ⅰ Pai Ⅱ
Pai Ⅰ 的tRNA
编码硒代半胱氨酸tRNA的seIC基因
请输入您的标题
根据毒力岛编码的产物性质可分为 ①致病性岛
②共生岛
检测方法
常用的鉴定细菌未知毒力基因方法
①条码标记法 ( signature tagging) ②差减杂交 ( subtraction hybridization) ③特征性差异分析 (representational difference analysis) ④mRNA功能分析 ( differential display of mRNA)
LEE毒力岛
决定AE损伤的基因位于EPEC和EHEC染色体上一个大约
35kb的区域，称为LEE(locus of enterocyte effacement)毒 力岛. 特点：
①插入在selC-tRNA处
②G+C mol%为39% ③其功能为编码III型分泌系统和介导AE损伤。
2、EPEC和EHEC的毒力岛
AE损伤
EPEC和EHEC在致病过程中，都能产生特征性的组织病理学变化—
—粘附和脱落损伤(attaching and effacing lesion)，简称为AE损
伤
AE损伤特征：
病菌附在宿主粘膜上皮细胞微绒毛→信号转导 系统→膜蛋白Hp90的酪氨酸磷酸化→肌醇磷酸和 Ca2+浓度→病菌粘附在细胞壁→形成致密的纤维样 肌动蛋白基座→上皮细胞排列紊乱→严重腹泻
毒力基因水平转移
重组或整合形成 毒力岛样结构域
可移动元件 形成毒力岛
毒力岛 进化完善
图 毒力岛形成的流程图
毒力岛基因 诱导表达
大肠杆菌
1
2 志贺菌
3 沙门氏菌
4 霍乱弧菌
目前已发现毒力岛存在的细 菌
5 链球菌
6 金黄色葡萄球菌 7 幽门螺杆菌
8Байду номын сангаас
耶尔森菌
毒力岛基本特征
ü(1)相对分子质量较大的(20～100k左右)染色体DNA片段。
毒力岛与致病性的关系
毒力岛的获得是否就足以 使细菌成为致病菌呢?
取决于三个 方面的因素
是否携带毒 力基因
1 毒力岛基因 内部其他基因成分的调控
2 受体菌的状态
3 被感染宿主的特点
受染宿主本身的 免疫状态
毒力基因的其致病性
一、大肠杆菌的毒力岛
1、尿路致病型大肠埃希氏杆菌(UPEC)的毒力岛
2、肠致病性大肠埃希氏杆菌(EPEC) 和 肠出血性大肠埃希氏杆菌(EHEC)
细菌的毒力岛
目录 Contents
指导老师
1 毒力岛的概念 2 毒力岛的特点 3 检测方法 4 毒力岛与致病性的关系 5 毒力基因的其致病性
毒力岛的概念
Pathogenicity island
毒力岛的概念
毒力岛(virulenceisland) 又称 致病性岛(pathogenicity island)
致病性细菌的毒力岛
(6)一种病原菌可以有一个或几个毒力岛。
鼠伤寒沙门菌有5个毒力岛。
(7)毒力岛可能与新发现的病原性细菌有关。
毒力岛分类
目前发现的毒力岛根据其G+C百分比与宿主 菌的差异,可分成两类: ①高G+C毒力岛
小肠结肠炎耶尔森菌的毒力岛 ②低G+C毒力岛
大肠杆菌 沙门氏菌 幽门螺杆菌中的毒力岛。
染色体DNA片段。
PAI：病原菌的某个或某些毒力基因群，分子结构 和功能有别于细菌基因组，但位于细菌基因组之间，因 此称之为“岛”
部分病原毒力岛
毒力岛的特点
毒力岛形成过程
在毒力岛形成的过程中，质粒，噬菌体，以及其他可移 动遗传元件在基因的水平转移过程中扮演着重要的角色。
ü(2)一些毒力岛的两侧具有重复序列和插入元件,但是也可以 没有。
毒力岛基本特征
(3)毒力岛往往位于细菌染色体的tRNA基因位点内或附近, 或者位于与噬菌体整合有关的位点
肠致病性大肠杆菌(EPEC)的LEE毒力岛就位于转运RNAselC位点。 例外：
幽门螺杆菌 cag毒力岛既不插入tRNA附近也不与 噬菌体整合位点
(4)毒力岛DNA片段的G+Cmol%、密码使用和宿主细菌染 色体有明显差异,有的比宿主细胞的G+Cmol%明显高,有的 明显低。
毒力岛基本特征
(5)毒力岛编码的基因产物许多是分泌性蛋白和细胞表 面蛋白
例如： ①溶血素、 ②菌毛 ③血红素结合因子 ④一些毒力岛编码细菌的分泌系统(如Ⅲ型分泌系统) ⑤信息传导系统和调节系统
位于紧邻sel C-tRNA基因3’端为一静息
（cryptic）的整合酶基因intA
Pai Ⅱ 的tRNA
编码亮氨酸tRNA的leuX基因
即leuX-tRNA基因是PaiⅡ的插入位点，紧
邻该基因的为一静息的P4噬菌体整合酶基
1.尿路致病型大肠埃希氏菌毒力岛
UPEC 536株的PaiI和PaiII附近分别有静息的 噬菌体R73和P4的整合基因，并且G+C mol%比宿主 低，提示毒力岛或毒力岛的一部分来源于整合的 前噬菌体(或其它可移动遗传成分)，后者称为 “毒力岛的前体(Pai procursor)”或“前毒力岛 (pre-Pais)”。
的毒力岛
1.尿路致病型大肠埃希氏菌毒力岛
(1)大小为58 ~170kb。
(2)能编码 α-溶血素I／Ⅱ、P相关菌毛(P-related
fimbrial，Prf)和I型细胞坏死因子。 (3)两侧具有同向重复序列和／或插入序列。
(4)各毒力岛都位于染色体的tRNA位点内；
(5) G+Cmol%均比宿主菌染色体低。
常用的鉴定细菌未知毒力基因方法
⑤比较基因组作图 (comparative genome mapping) ⑥接合介导的DNA插入取代标记法 (conjugationmediated diretced tagged internal DNA replacement) ⑦粘粒克隆测序 (cosmid cloning combined with sample sequence) ⑧毒力岛探查法 ( island probing)
(6)含有一些潜在的可移动成分
1.尿路致病型大肠埃希氏菌毒力岛
1.尿路致病型大肠埃希氏菌毒力岛
Pai I:(70kb)
selC intA
hlyI
Pai II:(90kb) DR
hlyII prf
DR intP4 leuX
DR
DR
Pai Ⅰ Pai Ⅱ
Pai Ⅰ 的tRNA
编码硒代半胱氨酸tRNA的seIC基因
请输入您的标题
根据毒力岛编码的产物性质可分为 ①致病性岛
②共生岛
检测方法
常用的鉴定细菌未知毒力基因方法
①条码标记法 ( signature tagging) ②差减杂交 ( subtraction hybridization) ③特征性差异分析 (representational difference analysis) ④mRNA功能分析 ( differential display of mRNA)
LEE毒力岛
决定AE损伤的基因位于EPEC和EHEC染色体上一个大约
35kb的区域，称为LEE(locus of enterocyte effacement)毒 力岛. 特点：
①插入在selC-tRNA处
②G+C mol%为39% ③其功能为编码III型分泌系统和介导AE损伤。
2、EPEC和EHEC的毒力岛
AE损伤
EPEC和EHEC在致病过程中，都能产生特征性的组织病理学变化—
—粘附和脱落损伤(attaching and effacing lesion)，简称为AE损
伤
AE损伤特征：
病菌附在宿主粘膜上皮细胞微绒毛→信号转导 系统→膜蛋白Hp90的酪氨酸磷酸化→肌醇磷酸和 Ca2+浓度→病菌粘附在细胞壁→形成致密的纤维样 肌动蛋白基座→上皮细胞排列紊乱→严重腹泻
毒力基因水平转移
重组或整合形成 毒力岛样结构域
可移动元件 形成毒力岛
毒力岛 进化完善
图 毒力岛形成的流程图
毒力岛基因 诱导表达
大肠杆菌
1
2 志贺菌
3 沙门氏菌
4 霍乱弧菌
目前已发现毒力岛存在的细 菌
5 链球菌
6 金黄色葡萄球菌 7 幽门螺杆菌
8Байду номын сангаас
耶尔森菌
毒力岛基本特征
ü(1)相对分子质量较大的(20～100k左右)染色体DNA片段。
毒力岛与致病性的关系
毒力岛的获得是否就足以 使细菌成为致病菌呢?
取决于三个 方面的因素
是否携带毒 力基因
1 毒力岛基因 内部其他基因成分的调控
2 受体菌的状态
3 被感染宿主的特点
受染宿主本身的 免疫状态
毒力基因的其致病性
一、大肠杆菌的毒力岛
1、尿路致病型大肠埃希氏杆菌(UPEC)的毒力岛
2、肠致病性大肠埃希氏杆菌(EPEC) 和 肠出血性大肠埃希氏杆菌(EHEC)
细菌的毒力岛
目录 Contents
指导老师
1 毒力岛的概念 2 毒力岛的特点 3 检测方法 4 毒力岛与致病性的关系 5 毒力基因的其致病性
毒力岛的概念
Pathogenicity island
毒力岛的概念
毒力岛(virulenceisland) 又称 致病性岛(pathogenicity island)
致病性细菌的毒力岛
(6)一种病原菌可以有一个或几个毒力岛。
鼠伤寒沙门菌有5个毒力岛。
(7)毒力岛可能与新发现的病原性细菌有关。
毒力岛分类
目前发现的毒力岛根据其G+C百分比与宿主 菌的差异,可分成两类: ①高G+C毒力岛
小肠结肠炎耶尔森菌的毒力岛 ②低G+C毒力岛
大肠杆菌 沙门氏菌 幽门螺杆菌中的毒力岛。