2.3.2图文：细菌的致病性 资料文件与下载

细菌对宿主感染致病的能力称为致病性（pathogenicity）。病原菌的致病性与其毒力，侵人数量及侵入机体的部位等因素有密切关系。

毒力 (virulence)  病原菌致病性的强弱程度。测定指标：

半数致死量（median lethal dose, LD₅₀） 在一定条件下引起50%实验动物死亡的细菌数量或毒素剂量；

半数感染量（median infective dose, ID₅₀） 能引起50%的组织培养细胞发生感染的细菌数量或毒素剂量。

构成病原菌毒力的物质基础：包括侵袭力和毒素。

侵袭力 (invasiveness)  包括粘附素、荚膜、侵入性物质和细菌生物被膜等，主要涉及菌体表面结构和释放的侵袭性蛋白和酶类；

毒素 (toxin) 主要包括内毒素和外毒素。

致病岛（pathogenicity island , PAL） 病原菌基因组内，存在的一组与毒力相关的DNA序列，其表达产物包括黏附素、侵袭素、毒素等 。

一、细菌的毒力

（一）侵袭力  病原菌突破宿主皮肤、黏膜生理屏障，在体内定植、繁殖扩散的能力，称为侵袭力。

1．菌体的表面结构   

（1）黏附素（adhesin）  细菌表面具有黏附功能的结构及相关物质，与致病性关系密切。

黏附性结构物质：黏附素主要为蛋白质、糖蛋白或多糖、脂多糖，均系细菌体表结构成分。黏附素与宿主细胞表面的黏附素受体相互作用，介导黏附作用的发生。

① 菌毛黏附素  主要存在于革兰阴性菌。通过菌毛与宿主细胞表面受体结合，使细菌吸附而立足，获得定居机会，故又称其为定居因子。菌毛的粘附作用具有组织选择性，这种选择性决定于宿主易感细胞表面的相应受体。

② 非菌毛黏附素  主要来自菌体表面的其他组分，如革兰阴性菌的外膜蛋白，革兰阳性菌的细胞壁。膜磷壁酸（LTA）；还有细菌的多种表面成分，胶原黏附素、纤维连接蛋白结合蛋白（FBP）等。

（2）荚膜（微荚膜） 荚膜具有抗吞噬和抵抗体液中杀菌物质(如补体、抗体)的损伤作用，可保护细菌，使致病菌在宿主体内大量繁殖和扩散。还有链球菌的M蛋白，伤寒杆菌的Vi抗原，某些大肠埃希菌的K抗原等位于细胞壁外层的结构，统称为微荚膜，也有相同功能。

（3）鞭毛 少数鞭毛与黏附、定植相关。如幽门螺杆菌、霍乱弧菌等。

（4）细菌生物被膜（biofilm）是细菌附着在有生命或无生命的材料表面后，由细菌及分泌物组成的呈膜状的细菌群体。可由不同种属的细菌共同组成。

细菌生物被膜的功能：

① 抵抗不利环境，营造合适的微生境。是有利细菌的一种黏附定植式群体生存方式。菌细胞之间可自动感应周围环境变化，调整菌群密度、代谢及生长速率等。

② 抗吞噬、抗杀菌物质的杀灭作用。更易于抵抗免疫细胞、免疫分子及药物的攻击，克服液态流的冲击而持续生存。

③ 可通过信号传递、耐药基因和毒力基因快速传递，是医源性微生物多重耐药性

倍增的重要原因。

④ 与许多慢性难治性细菌感染及医院内感染关系密切。一是慢性感染与多种微生物混合感染有关；另一方面是现代医源性感染的重要传染源。

2．侵袭性物质  指某些病原菌主动侵入非吞噬细胞（黏膜上皮细胞）的感染过程。

（1）侵袭素  细菌的侵袭能力由侵袭基因（inv基因）控制，由inv基因编码产生的蛋白质即侵袭素，存在于细胞表面。

（2）侵袭性酶：许多细菌可释放侵袭性胞外酶，有利于病原菌的抗吞噬作用并向周围组织扩散。例如：葡萄球菌的凝固酶——抗吞噬作用；A群链球菌的透明质酸酶、链激酶、链道酶等——有助细菌扩散。

3．逃逸宿主的防御机制

（1）抗吞噬和消化作用  具有荚膜和微荚膜的细菌可抗吞噬及消化；胞内菌可抗杀伤。

（2）产生IgA蛋白酶  水解宿主黏膜表面IgA。

（3）抗原变异  逃避特异性免疫应答。

（4）干扰补体活性  抵抗补体的溶菌、调理及趋化作用。

超抗原及脂多糖可过度激活多种免疫细胞，导致宿主免疫功能紊乱。

（二）毒素  细菌在代谢过程中产生和释放的毒性物质，称为毒素。按其来源、性质和作用不同，分为两种

1．外毒素 (exotoxin)  主要由革兰阳性菌和少数革兰阴性菌合成并分泌至菌体外的毒性蛋白质；也有存在菌体内，细菌裂解后释放出来，如肠产毒型大肠埃希菌和痢疾志贺菌。

特征：

（1）化学本质：都是蛋白质；

（2）毒性作用强，具有高度选择性：肉毒梭菌外毒素纯品1mg可杀死2亿只小鼠；外毒素 对组织器官有选择性毒害作用，引起特殊临床表现；

（3）易受理化因素影响：绝大多数不耐热，60—80℃ 30分钟即被破坏；

（4）抗原性强： 保护性抗原在B亚单位。

（5）可用化学方法脱毒保留抗原性：经甲醛处理脱毒成类毒素，用于人工主动免疫预防相应疾病。也可免疫动物制备抗毒素，用于人工被动免疫防治相应疾病。

根据作用靶点及临床病理特征分三大类：神经毒素、细胞毒素和肠毒素：

（1）神经毒素：主要作用于神经组织，引起神经传导功能紊乱，毒性作用强，致死率高。

（2）细胞毒素：直接损伤宿主细胞，包括抑制蛋白质合成，如白喉毒素；破坏细胞膜的毒素较多，如多种细菌溶血素对红细胞的溶解，产气荚膜梭菌α毒素溶解组织细胞等，这些毒素亦称膜损伤毒素，其破坏细胞膜的作用机制是在细胞膜上形成孔结构，导致细胞死亡，包括成孔毒素和磷脂酶类两种类型。

（3）肠毒素：作用于肠上皮细胞，引起肠功能紊乱。如霍乱毒素。

根据肽链分子结构特点分两大类：A-B型毒素、单肽链毒素：

（1）A-B型毒素：多数外毒素为A-B型分子结构，由A和B两种肽链组成。A肽链是毒素活性部分，决定其毒性效应；B肽链无毒，能与易感细胞表面特异性受体结合，介导A肽链进入靶细胞。各肽链单独存在对机体无致病性，完整的毒素结构是致病的必要条件。A-B毒素的基因编码位置随病原菌的种类不同而易。

（2）单肽链毒素：只有一条肽链，能损伤细胞膜。包括：膜损伤毒素或膜穿孔毒素和磷脂酶类毒素。

具有超抗原作用的外毒素：葡萄球菌肠毒素A-E，毒性休克综合征毒素-1，链球菌致热外毒素A-C等。

超抗原  由某些微生物产生的不同于常规抗原的高活性毒素蛋白分子。其特征：

（1）不需要抗原递呈细胞的胞内加工；

（2）一个超抗原分子可以不同部位同时与TCR和MHCⅡ类分子的外侧结合。

（3）可激活具有特异性T细胞受体（TCR）Vβ链的T细胞；

由于多种T细胞TCR外侧结构相似，故一种超抗原可引起多种T细胞反应，且极微量就能激发大量的T细胞活化增殖，释放多种细胞因子，造成免疫病理损伤，与多种急性和慢性疾病有关。

外毒素的种类及作用机制 （见教材P67 表4-4）

2．内毒素(endotoxin)   是革兰阴性菌细胞壁中的脂多糖(LPS)组分，只有在细菌死亡裂解后，才释放出来。螺旋体、衣原体、支原体、立克次体等也有类似的LPS。内毒素是革兰阴性菌的主要毒力因子。

主要特点：

（1）来源  产生于革兰阴性菌细胞壁。

（2）化学本质  脂多糖（LPS），主要毒性成分是脂质A。

（3）对理化因素稳定  加热160℃2~4小时或用强酸、强碱、强氧化剂煮沸30分钟才被灭活。

（4）毒性作用  相对较弱，且对组织无选择性。

（5）不能脱毒成类毒素，抗原性较弱  能刺激机体产生中和抗体，但无保护作用。

生物学作用  不同细菌内毒素的致病作用大致相似

（1）引起发热反应；

（2）白细胞反应：诱生中性粒细胞释放因子，使血循环中白细胞数量显著增加；

（3）内毒素血症与内毒素休克：诱生多种细胞因子，使小血管功能紊乱造成微循环障碍；

（4）弥散性血管内凝血（disseminated intravascular coagulation， DIC）大剂量内毒素常导致弥漫性血管内凝血，表现为小血管内广泛微血栓形成和凝血功能障碍。