7、细菌-6.细菌的致病性 ...
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细菌的致病性是指细菌在宿主体内定居、增殖并引起疾病的性质，具有致病性的细菌称为致病菌或病原菌（pathogenic bacterium）。有些细菌在正常情况下对人不致病，但在机体抗病能力降低等特定条件下可治病，称为条件致病菌。病原菌进入机体后能否引起感染，取决于病原体的致病性和机体的免疫力状态两方面的因素。病原菌的致病作用与其毒力、侵入数量、侵入途径和机体的免疫状态密切相关。
一、细菌的毒力
细菌的毒力（virulence）是指细菌的致病能力的强弱程度，通常以半数致死量（LD50）（半数感染量）表示。LD50即在一定时间内，通过一定途径使一定体重或年龄的某一种实验动物半数死亡所需的最小细菌数或毒素量。病原菌毒力由侵袭力和毒素构成。
（一）侵袭力（invasiveness）
是指细菌突破机体的防御机制，在体内定居、繁殖、扩散蔓延的能力。构成侵袭力的主要物质有细菌的侵袭性酶、荚膜及其他表面结构。
1.细菌的侵袭性酶该类酶本身无毒性，但在细菌侵染的过程中能起到破坏机体组织屏障的作用，利用细菌抗吞噬或向深层组织中扩散，常见有：
（1）血浆凝固酶：金黄色葡萄球菌产生的血浆凝固酶能使血浆中液态的纤维蛋白原转变为固态的纤维蛋白纤维蛋白，加速血浆的凝固以保护病原菌不被吞噬或免疫抗体等的作用。
（2）链激酶：大多数引起人类感染的链球菌能产生该酶，链激酶的作用是能激活溶纤维蛋白酶原成为溶纤维蛋白酶，使纤维蛋白凝块溶解利于细菌扩散。
（3）透明质酸酶：又称扩散因子，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A族链球菌产生的透明质酸酶，可促使病原性细菌在组织中迅速扩散，造成全身性感染。
（4）胶原酶：胶原酶能水解肌肉和皮下组织中的胶原蛋白，便于细菌在组织中的扩散。产生荚膜梭菌能产生该酶。
此外，许多细菌形成的神经氨酸酶是一种粘液酶，能分解细胞表面的黏蛋白；A族链球菌产生的链道酶，可分解脓液中的DNA而加速细菌的蔓延。
2.荚膜与其他表面结构细菌的荚膜具有抗吞噬作用和抗吞噬物质作用，如将无荚膜细菌注射到易感动物的体内，细菌易被吞噬的消除；有荚膜的细菌则可引起易感动物病变，甚至死亡。肺炎球菌、炭疽芽孢杆菌、鼠疫耶尔森菌等的荚膜是很重要的毒力因素。有些细菌表面有其他表面结构或类似荚膜的物质，如链球菌的微荚膜、沙门氏杆菌的Vi抗原等，不仅能阻止细菌被吞噬，而且有抵抗和抗体的作用。此外，黏附因子如革兰氏阴性菌的普通菌毛、革兰氏阳性菌的膜磷酸壁等，细菌可借助于这些黏附因子黏附在阻止细胞的表面。
（二）毒素
3.外毒素主要由革兰氏阳性菌产生，少数革兰氏阴性菌能产生，如志贺氏痢疾杆菌的神经毒素、霍乱弧菌的肠毒素等。外毒素毒性强，小剂量即能使易感机体死亡。如纯化的肉毒梭菌外毒素（肉毒毒素）是目前已知的毒性最强的物质，1mg可杀死2亿只小白鼠；破伤风毒素对小白鼠的致死量为6~10mg；白喉毒素对豚鼠的致死量为3~10mg。
外毒素具有高度的亲组织性，能选择性地作用于某些组织和器官，引起特殊病变。如破伤风梭菌、肉毒梭菌、白喉棒状杆菌所产生的外毒素，虽具有噬神经性，但作用部位不同，患者临床症状不同。破伤风痉挛毒素对脑干和脊髓前角神经细胞有高度亲和性，可阻止甘氨酸等抑制性神经介质的释放，使骨骼肌出现强烈痉挛；肉毒毒素可阻断外周胆碱能神经末梢传递乙酰胆碱等介质的释放，麻痹运动神经末梢，使眼和咽部等肌肉松弛性麻痹；白喉毒素有对周围神经末梢、心肌等特殊组织的亲和性，通过抑制蛋白质合成引起心肌炎、肾上腺出血和神经麻痹等。
外毒素的化学成分是蛋白质，不耐热，不稳定，60~80℃约30min即被破坏。外毒素抗原性强，经0.3%~0.4%甲醛溶液处理去毒后的制品称为类毒素。类毒素毒性消除但仍保留抗原性，能刺激机体产生特异性的抗毒素。类毒素一般作为预防某些传染病的制剂，如注射白喉类毒素可以预防白喉杆菌感染。
4.内毒素内毒素主要是革兰氏阴性菌细胞壁中的脂多糖成分，存在于菌体内，是菌体的结构成分。细菌在存活状态时不释放出来，只有当细菌死亡破裂或用人工方法裂解细菌后才能释放，故称内毒素。大多数革兰氏阴性菌都有内毒素，如沙门菌、痢疾杆菌、大肠埃希菌、奈瑟菌等。此外，极个别的革兰氏阴性菌以及螺旋体、衣原体、支原体等也含有脂多糖，所以具有内毒素样活性。
内毒素毒性作用相对较弱，对组织器官的选择性不强，各种细菌产生的内毒素具有相似的致病作用，引起的主要临床症状：①极微量的内毒素可致机体出现发热反应。②白细胞反应，表面为白细胞总数在开始短暂降低后迅速持续升高，伤寒沙门例外。③低血压与休克。大量内毒素入血可导致内毒素血症，内毒素通过活化巨噬细胞、中性粒细胞等诱发其释放多种生物活性介质，使小血管功能紊乱而出现微循环障碍，表现出微循环衰竭、血压下降、主要组织器官血液灌注不足等，严重者可发展为内毒素休克。④弥散性血管内凝血（DIC），指微血栓广泛沉积在小血管中，是一种复杂的病理过程或综合征，可引起皮肤黏膜出血渗血、内脏广泛出血等现象，严重者可致死。
内毒素化学性质稳定，耐热，加热100℃1h不被破坏。加热160℃2~4h，或用强碱、强酸强氧化剂煮沸30min才能灭活。内毒素抗原性弱，不能用甲醛脱毒制成类毒素。
外毒素和内毒素的区别：
外毒素 内毒素
来源G+菌及部分G-菌分泌到细菌外G-菌细胞壁成分
化学性质蛋白质脂多糖
热稳定性不稳定，易破坏耐热，不易破坏
毒性作用强，各种外毒素有高强度的亲组织性，能选择性地作用于某些组织和器官，引起特殊病变弱，各种内毒素对组织器官的选择性不强，具有相似的致病作用，可引起发热、白细胞反应、低血压与休克、DIC等
抗原性强，可刺激机体产生抗毒素。经甲醛处理可脱毒成为类毒素，可用人工自动免疫弱，刺激机体后产生抗菌性抗体，不产生抗毒素，不能经甲醛处理成为类毒素
编码基因常为质粒染色体
内毒素去降方法：蒸馏法、吸附法、高温干烤、强化学试剂、层析法。
内毒素检测试剂：鲎毒素
鲎的血液中因含有铜离子而成蓝色，微量的内毒素即可使鲎血液中的凝固因子产生凝胶反应。鲎试剂是从鲎血液中提取变形细胞溶解物经低温冷冻干燥而制成的生物试剂，能快速灵敏地检测出人体中0.01~1.00ng/ml的微量内毒素，在制药和食品工业中可用于对内毒素污染的监测.
二、细菌的数量
病原菌引起感染，必须有足够的数量。有些病原菌独立极强，极少量的侵入即可引起机体发病，如鼠疫杆菌，数个细菌侵入人体就可发生感染；对大多数病原菌而言，需要达到一定的数量才能引起感染，少量的侵入易被机体防御系统清楚。细菌致病所需的数量与毒力成反比，毒力越强则致病所需的菌数越少。
三、细菌的侵入途径
病原菌的侵入途径与感染发生密切关系，多数病原菌只有通过特定的门户侵入，并在特定部位定居繁殖才能引起感染。如痢疾杆菌必须经口侵入，定居于结肠内才能发生疾病；破伤风梭菌只有经伤口侵入，在厌氧条件下于局部组织生长繁殖产生外毒素，才可引发疾病，若随食物进入机体则无法引起感染。病原菌的这种特性是在长期进化过程中，细菌寄生与机体免疫系统抗寄生之间相互作用、相互适应的结果。
细菌侵入机体的主要途径：①经消化道感染，如痢疾杆菌、霍乱弧菌等。②经呼吸道感染，如结核分枝杆菌、白喉棒状杆菌等。③经创伤感染，如金黄色葡萄球菌、乙型溶血性链球菌等。④接触感染，如淋病奈瑟球菌、布氏杆菌等。⑤节肢动物媒介感染，如鼠疫耶尔森球菌等。有些病原菌可通过多种途径感染，如炭疽杆菌可通过破损的皮肤黏膜、呼吸道、消化道感染；结合分枝杆菌除常见的呼吸道感染外，还可通过破损的皮肤黏膜、消化道感染。
四、感染的发生、发展和结局
感染是指病原菌在一定条件下突破机体的防御屏障侵入机体，产生不同程度的病理反应，其发展与结局，取决于病原菌的毒力、数量、机体免疫状况以及环境等影响因素。
（一）感染的来源
1.外源性感染
指引起感染的病原菌来自宿主体外。外源性感染的传染源主要有患者、恢复期患者、健康带菌者、病畜、带菌动物和媒介昆虫等。
2.内源性感染
指引起感染的病原菌来自机体自身的体表或体内。内源性感染的病原菌大多是体内的正常菌群，少数是感染后以潜伏状态存在于体内的病原菌，如结核分枝杆菌。当机体免疫力降低，或由于外界因素的影响，如长期大量使用抗生素、恶性肿瘤、器官移植等可发生内源性感染。
（二）感染的类型
1.隐性感染（inapparent infection）
当机体免疫力较强，或入侵的病原菌数量不多、毒力较弱时，感染后对人体损害较轻，不出现明显的临床症状，称隐性感染。隐性感染后机体可获得特异性免疫力，在防止同种病原菌感染上有重要意义。
2.显性感染（apparent infection）
当机体免疫力较弱，或入侵的病原菌毒力较强、数量较多时，感染后病原菌可在机体内生长繁殖，产生毒性物质，造成机体组织细胞受到一定程度的损害，表现出明显的临床症状和体征，称显性感染。显性感染的过程在体内可分为潜伏期、发病期和恢复期，这是机体免疫力与病原菌之间力量对比变化所造成的，也反映了感染与免疫的发生与发展。
显性感染按病情缓急可分为急性感染和慢性感染两类。急性感染发病急，病程短，只有数日或数周，病愈后病原菌从体内消失，如霍乱等。慢性感染发病慢，病程长，往往持续数月或数年，胞内寄生菌可引起慢性感染，如结核分枝杆菌。
显性感染按感染的部位可分为局部感染和全身感染两类。
（1）局部感染（local infection）
病原菌侵入机体后只局限在一定部位定居，经生长繁殖产生毒性产物引起局部病变。局部的感染是机体的免疫作用使得入侵的病原菌限制于局部，阻止病原菌在机体中的蔓延扩散，如化脓性球菌引起的疖（jie）、痈（young）等。
（2）全身感染（systemic infection）
在机体与病原菌相互作用中，由于机体的免疫功能薄弱，不能局限病原菌，以致病原菌及其毒性产物向周围扩散，经淋巴系统或直接入血，引发全身感染。临床上全身感染可能出现下列情况。
1）菌血症（bacteremia）病原菌由原发病灶不断地侵入血流中，但由于受到机体细胞免疫和□□免疫的作用，病原菌未能在血中大量生长繁殖，如伤寒早期的菌血症、布氏短杆菌菌血症。
2）毒血症（toxemia）病原菌只在机体的局部生长繁殖，细菌不侵入血流，但其产生的外毒素进入血流，外毒素经血液循环到达易感组织细胞而引起特殊的中毒症状，如白喉、破伤风等。
3）败血症（septicemia）在机体防御能力大为减弱的情况下，病原菌不断侵入血流并在其中大量繁殖，释放毒素，造成机体严重损害引起全身性中毒症状，如鼠疫耶尔森菌可引起败血症。
4）脓毒血症（pyemia）化脓性细菌引起败血症时，由于细菌随血流扩散，在全身如肝、肺、肾等多个器官引发新的化脓性病灶，如金黄色葡萄球菌严重感染时引起的脓毒血症。
3.带菌状态 机体在隐性感染或传染病痊愈后，病原菌未被及时清除，而在体内继续存在并不断排出体外，称带菌状态。处于带菌状态的人称为带菌者，带菌者虽然体内带有病原菌但无临床症状，不易引起人们的注意，是传染病流行的重要传染源。健康人包括隐形感染者若体内带有病原菌，称健康带菌者，如在流行性脑脊膜炎或白喉的流行期间，不少健康人的鼻咽腔内可带有脑膜炎球菌或白喉棒状杆菌；医护人员因常与患者接触，易成为带菌者。病愈后体内带有病原菌的人，称恢复期带菌者，如痢疾、伤寒、白喉恢复期带菌者比较常见。及时查出带菌者并有效地加以隔离治疗，是防止传染病流行的重要手段之一。
