醫學微生物學/抗細菌感染的免疫

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醫學微生物學

細菌的致病性和抗細菌感染的免疫
- 細菌的致病性
- 抗細菌感染的免疫
- 感染的發生、發展和結局

抗細菌感染的免疫是指機體抵禦細菌感染的能力，是由機體的非特異性免疫和特異性免疫共同協調來完成的。先天具有的非特異性免疫包括機體的屏障結構，吞噬細胞的吞噬功能和正常組織及體液中的抗菌物質；後天獲得的特異性免疫包括以抗體作用為中心的體液免疫和致敏淋巴細胞及其產生的淋巴因子為中心的細胞免疫。

病原菌侵入機體後，由於其生物學特性的不同，致病物質的不同。機體對它們的免疫反應也各有差別。

一、宿主體表的防禦功能

（一）機械的阻擋和排除作用

健康和完整的皮膚與粘膜能有效地阻擋細菌的侵入。呼吸道粘膜上皮細胞的纖毛向上顫動，可將細菌咳出或咽下；隨糞便每日約排菌1012個；小便可清除尿道上皮的細菌。

（二）分泌液中化學物質的局部抗菌作用

汗腺分泌的乳酸，皮脂腺分泌的脂肪酸均有一定的抗菌作用。胃酸能殺死寒桿菌、痢疾桿菌和霍亂弧菌。陰道分泌物中的酸類亦有抗菌作用。前列腺分泌的精素（Spermine）是正常精液中存大的對革蘭氏陽性細菌有效的抑制物。淚液、唾液、乳汗和呼吸道分泌物中廣泛分布的溶菌酶能溶解革蘭氏陽性細菌。

（三）正常菌群的拮抗作用

人體表以及與外界相通腔道中的正常菌群，可以通過它們的代謝產物對抗病原菌入侵。例如皮膚上的痤瘡丙酸菌（Propionibacterium acnes）能產生抗菌性脂類、抑制金黃色葡萄球菌和化膿性鏈球菌在皮膚上生長；腸道中的某些厭氧菌能產生脂肪酸阻止沙門氏菌在局部生存；腸道中大腸桿菌產生的大腸菌毒和酸性產物能抑制痢疾桿菌、金黃色葡萄球菌；咽部的草綠色鏈球菌似能阻止肺炎球菌在局部生長；鼻腔的表皮葡萄球菌和類白喉桿菌能妨礙金黃色葡萄球菌定居等。當這種拮抗作用受影響時，則可發生菌群失調症。

二、機體抗毒性免疫

抗毒性免疫是一種以體液抗體為主的免疫應答。許多以外毒素致病的病原菌造成的感染，如白喉、破傷風、氣性壞疽及內毒中毒等，機體的免疫應答，主要表現為抗毒素（lgG）中和毒素的作用。由抗毒素與外毒素特異結合形成的複合物，可被吞噬細胞吞噬，並將其降解消除。抗毒素與毒素結合，可以通過空間阻礙使毒素不能吸附到敏感的宿主細胞（受體）上，或者使毒素生物學活性部位（酶）被封閉，從而使毒素不能發生毒性作用。應當指出，抗毒素不能對已與組織結合的毒素起中和作用。

根據外毒素的免疫特點，可應用類毒素進行預防接種，應用抗毒素血清進行早期治療與緊急預防，使用時要保證「早期足量」。

三、機體的抗菌性免疫

病原侵入機體後，由於其生物學特徵的不同，可分為胞外菌感染和胞內菌感染兩類，機體對這兩類感染的免疫反應是有差別的。

（一）胞外寄生菌的抗感染免疫

1．抗體對細菌繁殖的抑制作用：抗體與細菌結合，可以出現凝集和鞭毛制動現象，但一般而言，對細菌的活力只有微弱的影響，甚至沒有影響。如果抗體的結合能抑制細菌的重要酶系統或代謝途徑，則可能抑制細菌的生長。例如，某些細菌（例如敗血巴氏桿菌）從血清轉鐵蛋白攝取鐵的能力可被特異性抗體封閉，從而導致細菌生長受抑制。

2．抗體對細菌吸附作用的抑制：病原菌吸附到粘膜上皮細胞是造成感染的先決條件。粘膜表面的抗體，在防止病原菌對粘膜的侵犯中具有更重要的作用。在粘膜表面起這種作用的抗體主要是SlgA,它是局部免疫的主要因素。SlgA抗細菌感染可有以下幾種方式：在補體和溶菌酶的參與下溶解某些細菌；在腸道局部增強吞噬作用；防止細菌對粘膜上皮細胞的吸附。例如SlgA能阻止鏈球菌、致病性大腸桿菌、霍亂弧菌、淋球菌、百日咳桿菌等對粘膜表面的吸附。至於SlgA阻斷細菌與細胞吸附的精確機理尚不清楚。很可能是阻礙了細菌表面起吸附作用的特定部位與宿主細胞相應受體之間的相互作用。

3．抗體和補體對細菌的溶解作用：在許多感染中，機體能產生相應抗體（lgG、lgM、lgA），當細菌表面抗原和lgG、lgM結合的免疫複合物一旦通過經典途徑使補體活化或由分泌型 lgA或聚合的血清lgA通過替代途徑活化補體，即可引起細胞膜的損傷，最終發生溶菌。實驗證明補體的溶菌作用僅對革蘭氏陰性菌，其中包括霍亂弧菌、大腸桿菌、痢疾桿菌、傷寒桿菌等發揮作用。但這種作用往往並不徹底，僅使桿菌菌體膨大或變為球形，不引起溶解。但若於試驗中系統中加入適量的溶菌酶，則可出現溶菌現象。

4．抗體和補體對吞噬作用的調理：抗體和補體單獨能適當的靶細胞起調理吞噬作用，若兩者聯合作用效應更加強大。中性粒細胞和單核吞噬細胞表面具有lgg 的Fc受體。當 lgG 通過其特異性抗原結合部位（Fab）與細菌表面相應抗原結合後，其Fc段可與吞噬細胞表面相應Fc受體結合，即可在細菌與吞噬細胞間形成抗體「橋樑」，這不僅能促進吞噬細胞對細菌的吞噬，而且有助於強化細胞內的殺菌作用。

中性粒細胞和單核細胞表面還有C3b 受體。因此，細菌與所有能結合補體的抗體（lgg 、lgM ）形成的複合物，均可激活補體形成活化產物C3B，從而發揮調理吞噬作用。尤以lgM 的作用更強，此作用在感染的早期特別重要，因為此時lgM抗體佔優勢。

（二）胞內寄生菌的抗感免疫

凡侵入人體後大部分時間停留在宿主細胞內並繁殖的病原菌稱胞內寄生菌。例如結核桿菌、麻風桿菌、布氏桿菌等均屬此類。由於抗體不能進入細胞內，所以體液免疫對這類細菌感染的作用受到限制，對胞內感染的防禦功能主要靠細胞免疫。例如機體初次感染結核桿菌，由於細胞免疫尚未建立，吞噬細胞雖可將它們吞噬，但不能有效地消化殺滅，因此病原菌容易隨吞噬細胞在體內擴散，蔓延，而造成全身感染。但在傳染過程中，機體在病原菌的刺激下逐漸形成細胞免疫，通過致敏淋巴細胞釋放的各種淋巴因子，激活吞噬細胞，可大增強其吞噬消化能力，抑制病原菌在吞噬細胞內生存，從而獲得防禦同種病種原菌再感染的免疫力。

表6-3 抗細菌感染免疫反應的主要類型

	主要類型	非特異性免疫			特異性免疫		舉例
	主要類型	吞噬	炎症	補體	抗體	致敏淋巴細胞	舉例
抗菌免疫	抗毒素免疫	+	-	-	卌	-	外毒素病菌
	以吞噬作用為主的免疫反應	卌	卌	++	++		化膿性球菌
	以補體、吞噬為主的免疫反應	卌	++	卌	++	++	某些革蘭氏陰性菌
	以致敏淋巴細胞介導的免疫反應	卌	++	±	±	卌	細胞內寄生菌