病毒的致病机理

感染:是指病原微生物在宿主体内持续存在或增殖。

感染，是指细菌、病毒、真菌、寄生虫等病原体侵入人体所引起的局部组织和全身性炎症反应。

致炎因子作用于机体后，一方面引发组织细胞的损坏，使局部组织细胞显现变性、坏死；另一方面，诱导机体抗病机能增加，以益于清除致炎因子，使受损组织得到修复，从而使机体的内环境以及内环境和外环境之间达到新的均衡。

通常来说，炎症是机体的一种抗病反应，是对机体利的，例如炎性充血，能使局部组织得到较多的氧、营养物质和免疫物质；局部组织代谢和抗侵袭能力增加；渗出液能稀释毒素，其中所含的抗体能清除病原菌并中和毒素；渗出的纤维蛋白元凝结而成假膜，形成一道屏障，能阻止病原菌向深部蔓延；渗出物中的中性粒细胞和巨噬细胞能吞噬病原菌，还能吞噬坏死崩解的细胞碎屑；炎区的浆细胞和淋巴细胞能产生抗体中和毒素；组织增生能修复炎区所形成的损伤。

病毒的致病机理
(一)感染细胞的损伤和死亡
许多病毒感染细胞的结局为细胞死亡。

病毒在感染细胞内阻断了细胞自身RNA和蛋白质的合成，而病毒蛋白质和病毒颗粒大量积聚，或形成包涵体(Inclusion body)，而使感染细胞变形，常见细胞肿胀，细胞膜通透性改变，最后细胞本身溶酶体酶逸出，而导致细胞破坏。

(二)细胞膜的改变
麻疹病毒和副流感病毒能使感染的细胞膜发生改变，而导致感染细胞与邻近未感染细胞发生融合。

细胞融合 (Cell fusion )的结果是形成多核巨细胞(Polykaryocyte) 合胞体(Syncytium)。

这是这类病毒感染细胞的病理特征。

另外，病毒感染的细胞膜上常出现由病毒基因编码的新抗原，流感病毒感染细胞膜上出现病毒病毒血凝集和神经氨酸酶，就使感染细胞成为靶细胞即免疫攻击的针对细胞。

(三)病毒感染中炎症反应和免疫病理损伤
病毒感染病灶中最多见的是淋巴细胞和单核吞噬细胞浸润，它是特异性的细胞免疫反应，如麻疹和疱疹的皮疹、流感的粘膜炎症和肺炎。

另一类炎型反就是抗原抗体补体复合物引起的多形核粒细胞及单核细胞浸润，如急性黄疸型肝炎。

免疫病理损伤无非是第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型变态反应及自身免疫所致。

病毒感染偶尔会引起自身免疫，例如变态反应性脑炎，多发性神经炎，变态反应性血小板减少性紫癜等。

发病机制可能为：①病毒改变宿主细胞的膜抗原，②病毒抗原和宿主细胞的交叉反应，③淋巴细胞识别功能的改变，④抑制性T淋巴细胞过度减弱。

麻疹病毒感染能使病儿结核菌素阳性转为阳性反应，持续1～2个月，以后逐渐恢复。

近10～20年来，观察到许多病毒感染都能引起暂时性免疫抑制，如流感、流行性腮腺炎、麻疹、风疹、登革热、委内瑞拉马脑炎、单纯疱疹、巨细胞病毒感染等，急性期和恢复期病人外周血淋巴细胞对特异性抗原和促有丝分裂原(PHA、ConA)的反应都减弱。

同时对结核菌素、念珠菌素、流行性腮腺炎病毒抗原的皮肤试验反应转阴或减弱。

细菌的致病性
细菌是产生一些代谢产物,毒素影响到人的生理使人生病,病毒是侵入到人体细胞,在其生长代谢过程中利用细胞中的物质从而破坏了细胞结构最终使细胞裂解。

凡能引起人类疾病的细菌,统称为病原菌或致病菌(Pathogenic bacterium)。

细菌在人体内寄生，增殖并引起疾病的特性称为细菌的致病性或病原性（Pathogenicity)。

致病性是细菌种的特征之一，具有质的概念，如鼠疫细菌引起鼠疫，结核杆菌引起结核。

致病性强弱程度以毒力(Virulence)表示，是量的概念。

各种细菌的毒力不同，并可因宿主种类及环境条件不同而发生变化。

同一种细菌也有强毒、弱毒与无毒菌株之分。

（一）侵袭力
侵袭力（Invasiness）是指细菌突破机体的防御机能，在体内定居、繁殖及扩散、蔓延的能力。

构成侵袭力的主要物质有细菌的酶、荚膜及其他表面结构物质。

1．细菌的胞外酶：本身无毒性，但在细菌感染的过程中有一定作用。

常见的有：
（1）血浆凝固酶（Coagulase）：大多数致病性金黄色葡萄球菌能产生一种血浆凝固酶（游离血浆凝固酶），能加速人或兔血浆的凝固，保护病原菌不被吞噬或免受抗体等的作用。

凝固酶是一种类似凝血酶原(Prothrombin)的物质，通过血浆中的激活因子变成凝血样物质后，才能使血浆中的纤维蛋白原变为纤维蛋白因而血浆凝固。

金黄色葡萄球菌还产生第二种血浆凝固酶（凝聚因子），结合在菌细胞上，在血浆中将球菌凝集成堆，无需血浆激活因子，而是直接作用于敏感的纤维蛋白原。

在抗吞噬作用方面，凝聚因子比游离血浆凝固酶更为重要。

（2）链激酶（Streptokinase）：或称链球菌溶纤维蛋白酶(Streptococcal fibrinolysin)，大多数引起人类感染的链球菌能产生链激酶。

其作用是能激活溶纤维蛋白酶原或胞浆素原(Plasminogen)成为溶纤维蛋白酶或胞浆毒(Plasmin)，而使纤维蛋白凝块溶解。

因此，链球菌感染由于容易溶解感染局部的纤维蛋白屏障而促使细菌和毒素扩散。

致病性葡萄球菌也有溶纤维蛋白酶，称为葡激酶，其作用不如链激酶强，在致病性上意义不大。

（3）透明质酶酶（Hyaluronidase）：或称扩散因子(Spreading factor)是一种酶，可溶解机体结缔组织中的透明质酸，使结缔组织疏松，通透性增加。

如化脓性链球菌具有透明质酸酶，可使病细菌在组织中扩散，易造成全身性感染。

此外，产气荚膜杆菌可产生胶原酶，是一种蛋白分解酶，在气性坏疽中起致病作用。

许多细菌有神经氨酸酶，是一种粘液酶，能分解细胞表面的粘蛋白，使之易于感染。

A族链球菌产生的脱氧核糖核酸酶，能分解脓液中的DNA，因此，该菌感染的脓液，稀薄而不粘稠。

2．荚膜与其他表面结构物质：细菌的荚膜具有抵抗吞噬及体液中杀菌物质的作用。

肺炎球菌、A族和C族乙型链球菌、炭疽杆菌、鼠疫杆菌、肺炎杆菌及流行性感冒杆菌的荚膜是很重要的毒力因素。

例如：将无荚膜细菌注射到易感的动物体内，细菌易被吞噬而消除，有荚膜则引起病变，甚至死亡。

有些细菌表面有其他表面物质或类似荚膜物质。

如链球菌的微荚膜（透明质酸荚膜）、M-蛋白质；某些革兰氏阴性杆菌细胞壁外的酸性糖包膜，如沙门氏杆菌的Vi抗原和数种大肠杆菌的K抗原等。

不仅能阻止吞噬，并有抵抗体和补体的作用。

此外粘附因子，如革兰氏阴性菌的菌毛，革兰氏阳性菌的膜磷壁酸在细菌感染中起重要作用。

（二）毒素
细菌毒素（Toxin）按其来源、性质和作用的不同，可分为外毒素和内毒素两大类。

1．外毒素（Exotoxin）：有些细菌在生长过程中，能产生外毒素，并可从菌体扩散到环境中。

若将产生外毒素细菌的液体培养基用滤菌器过滤除菌，即能获得外毒素。

外毒素毒性强，小剂量即能使易感机体致死。

如纯化的肉毒杆菌外毒素毒性最强，1mg 可杀死2，000万只小白鼠；破伤风毒素对小白鼠的致死量为10-6mg;白喉毒素对豚鼠的致死量为10-3mg。

产生外毒素的细菌主要是某些革兰氏阳性菌，也有少数是革兰氏阴性菌，如志贺氏痢疾杆菌的神经毒素、霍乱弧菌的肠毒素等。

外毒素具亲组织性，选择性地作用于某些组织和器
官，引起特殊病变。

例如破伤风杆菌、肉毒杆菌及白喉杆菌所产生的外毒素，虽对神经系统都有作用，但作用部位不同，临床症状亦不相同。

破伤风杆菌毒素能阻断胆碱能神经末梢传递介质（乙酰胆碱）的释放，麻痹运动神末梢，出现眼及咽肌等的麻痹；白喉杆菌外毒素有和周围神经末梢及特殊组织（如心肌）的亲和力，通过抑制蛋白质合成可引起心肌炎、肾上腺出血及神经麻痹等。

有些细菌的外毒素已证实为一种特殊酶。

例如产气荚膜的甲种毒素是卵磷脂酶，作用在细胞膜的磷脂上，引起溶血和细胞坏死等。

一般外毒素是蛋白质，分子量27，000-900，000，不耐热。

白喉毒素经加温58～60℃1～2小时，破伤风毒素60℃20分钟即可被破坏。

外毒素可被蛋白酶分解，遇酸发生变性。

在甲醛作用下可以脱毒成类毒素，但保持抗原性，能刺激机体产生特异性的抗毒素。

表6-1 细菌外毒素举例
细菌种类革兰氏染色引起疾病毒素名称毒素作用方式
百日咳杆菌- 百日咳百日咳毒素坏死性
内毒杆菌+ 肉毒中毒6型特异性毒素①麻痹（抑制乙酰胆碱释放）
Novyi氏水肿杆菌+ 气性坏疽α-毒素坏死性
β-毒素溶血性卵磷脂酶，坏死作用δ-毒素溶血性
产生荚膜杆菌②+ 气性坏疽α-毒素溶血性卵磷脂酶，坏死性β-毒素溶血性心脏毒素
λ-毒素溶蛋白性
破伤风杆菌+ 破伤风破伤风溶血毒素
破伤风痉挛毒素
溶血性心脏毒素
引起骨骼肌痉挛
白喉杆菌+ 白喉白喉毒素坏死性
鼠疫杆菌- 鼠疫鼠疫毒素可能坏死性
志贺氏痢疾杆菌- 菌痢神经毒素出血性，麻痹性
霍乱弧菌- 霍乱肠毒素引起小肠过度分泌液体
金黄色葡萄球菌+ 食物中毒肠毒素呕吐
化脓性感
染
α-毒素溶血性，杀白细胞性坏死性
β-毒素溶血性
δ-毒素皮肤坏死性，溶血性，杀白细胞性
杀白细胞素杀白细胞性
化脓性链球菌+ 化脓性感
染与猩红
热
α-毒素溶血性
红疹毒素猩红热红斑（疹）
溶血毒素O 细胞毒性，溶血性
溶血毒素S 收缩平滑肌，溶血性
①毒素中C型与D型作用于低等动物。

②只例举由这种细菌产生的部分毒素。

2．内毒素（Eedotoxin）:内毒素存在于菌体内，是菌体的结构成份。

细菌在生活状态时不释放出来，只有当菌体自溶或用人工方法使细菌裂解后才释放，故称内毒素。

大多数革兰氏阴性都有内毒素，如沙门氏菌、痢疾杆菌、大肠杆菌、奈瑟氏球菌等。

（1）化学成份：内毒素是磷脂一多糖一蛋白质（Phospholid-polysaccharide-protein）复合物，主要成份为脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)。

是细胞壁的最外层成分，覆盖在坚韧细胞壁的粘肽上。

各种细菌内毒素的成份基本相同，都是由类脂A、核心多糖和菌体特异性多糖（O特异性多糖）三部分组成。

类脂A是一种特殊的糖磷脂，是内毒素的主要毒性成份。

菌体特异多糖位于菌体胞壁的最外层，由若干重复的寡糖单位组成。

多糖的种类与含量决定着细菌种、型的特异性，以及不同细菌间具有的共同抗原性。

它还参与细菌的抗补体溶解作用。

内毒素耐热，加热100℃1小时不被破坏，必须加热160℃，经2～4小时或用强碱、强酸或强氧化剂煮沸30分钟才能灭活。

内毒素不能用甲醛脱毒制成类毒素，但能刺激机体产生具有中和内毒素活性的抗体。

（2）内毒素的作用：内毒素对组织细胞的选择性不强，不同革兰氏阴性细菌的内毒素，引起的病理变和临床症状大致相同。

①发热反应：内毒素作为外源性致热原（即热原质）作用于粒细胞和单核细胞等，使之释放内源性致热原，引起发热。

②糖代谢紊乱：先发生高血糖，转而为低血糖，大量糖元消耗，可能与肾上腺素大量分泌有关。

③血管舒缩机能紊乱：内毒素激活了血管活性物质（5-羟色胺、激肽释放酶与激肽）的释放。

末梢血管扩张，通透性增高，静脉回流减少，心脏输出量减低，导致低血压并可发生休克。

因重要器官（肾、心、肝、肺与脑）供血不足而缺氧，有机酸积聚而导致代谢性酸中毒。

④弥漫性血管内凝血（Disseminated intravascular coagulation,DIC）：内毒素能活化凝血系统的Ⅻ因子，当凝血作用开始后，使纤维蛋白原转变为纤维蛋白，造成DIC；由于血小板与纤维蛋白原大量消耗，以及内毒素活化胞浆素原为胞浆素，分解纤维蛋白，进而产生出血倾向。

⑤施瓦兹曼现象（Shwartzman phenomenon）：可能是由内毒素引起DIC的一种特殊形式。

将内毒素注入动物皮内，次日再以内毒素静脉注射，数小时后第一次注射的局部皮肤出现坏死。

如果二次均为静脉注射内毒素，就可出现DIC。

现认为第一次剂量的内毒素封闭了单核吞噬细胞系统，以至不能消除第二次注入的内毒素，故发生这种反应。

亦可用炭粒代替第一次内毒素剂量以阻断单核吞噬细胞系统，或以肾上腺皮质类因醇处理，也可得同样结果。

此外，内毒素还能引起早期粒细胞减少血症，以后继发粒细胞增多血症；活化补体C3，引起由补体介导的各种反应等。

表6-2 外毒素与内毒素的主要区别
各种外毒素有选择作用，引起特殊病变，不引起宿主发热反应。

抑制蛋白质合成，有细胞毒性、神经毒性、紊乱水盐代谢等各种细菌内素的毒性作用大致相同。

引起发热、弥漫性血管内凝血、粒细胞减少血症、施瓦兹曼现象等
抗原性强，可刺激机体产生高效价的抗毒素。

经甲醛
处理，可脱毒成为类毒霉，仍有较强的抗原性，
可用于人工自动免疫
刺激机体对多糖成份产生抗体，不形成抗毒素，
不能经甲醛处理成为类毒素
二、细菌侵入的数量和适当的侵入部位
病原微生物引起感染，除必须有一定毒力外，还必须有足够的数量和适当的侵入部位。

有些病原菌毒力极强，极少量的侵入即可引起机体发病，如鼠疫杆菌，有数个细菌侵入就可发生感染。

而对大多数病原菌而言，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。

病原菌的侵入部位也与感染发生有密切关系，多数病原菌只有经过特定的门户侵入，并在特定部位定居繁殖，才能造成感染。

如痢疾杆菌必须经口侵入，定居于结肠内，才能引起疾病。

而破伤风杆菌，只有经伤口侵入，厌氧条件下，在局部组织生长繁殖，产生外毒素，引发疾病，若随食物吃下则不能引起感染。

病原菌的这种特性是它的寄生与机体免疫系统抗寄生相互作用，长期进化过程中相互适应的结果。

灭活是指用物理或化学手段杀死病毒、细菌等，但是不损害它们体内有用抗原的方法。

灭活病毒，会使病毒蛋白的高级结构受到破坏，蛋白不再有生理活性，所以失去感染，致病和繁殖能力，但是常规的灭活不影响病毒蛋白的一级结构，意思就是病毒蛋白的序列没有变化。

灭活激素，一般雄性个体会产生雌性激素，但雄性个体本身并不需要如此大量的雌性激素，所以雌性激素会在肝脏中灭活，来维持体内稳定。

免疫系统对抗原的识别分成两种，一种是构像表位，一种是线性表位。

构象表位意思就是蛋白的三维结构，而线性表位就是蛋白的序列一级结构。

T细胞只需要识别线性表位就成接受免疫呈递细胞给出的信号，引发免疫反应。

所以灭活的病毒具有抗原性，但失去感染力。

这个其实是很多疫苗的制造原理。