感染性疾病的生物学

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1、感染性疾病的生物学健康人与微生物菌群保持平衡，体内正常菌群能阻止有致病性的微生物侵入宿主。微生物菌群主要由细菌和真菌组成，包括常驻菌群和临时菌群。前者持续存在、受破坏后能自我修复，后者在宿主体内仅定植数小时到数周，不会长期存在。常驻菌群偶尔致病，特别是在防御机制受损的情况下。亲嗜性，亦即对特定组织的亲和力，决定了微生物定植的部位。正常菌群的生存形式受亲嗜性和其他许多因素的影响（如：饮食、健康状况、卫生条件、空气污染）。例如，大量摄入乳制品的人肠道内常有乳酸杆菌，而流感嗜血杆菌则定植于COPD患者的支气管树中。其结果是

2、，不同的个体体内含有不同的微生物群体，有不同的微生物组成和不同的功能。宿主防御机制宿主应对感染的防御机制天然屏障（如皮肤，粘膜）非特异性免疫反应（如，吞噬细胞［嗜中性粒细胞，巨噬细胞］及其制品）特异性免疫应答（例如抗体，淋巴细胞）天然屏障皮肤皮肤通常能阻止微生物入侵，除非发生破损（例如，外伤、静脉置管或手术切口）。支持诊断的依据包括：人乳头状瘤病毒可以侵入正常皮肤，引起疣一些寄生虫（如，曼氏叠宫绦虫、粪类圆线虫）粘膜多种黏膜浸浴在具有抗微生物活性的分泌物之中（例如宫颈黏液、前列腺液、泪液中含有溶菌酶，能破坏细菌尤其是

3、革兰阳性菌细胞壁的胞壁酸连接）。局部分泌物还包括免疫球蛋白，主要是IgG和分泌型IgA,能阻止微生物攻击宿主细胞。呼吸道呼吸道拥冇上气道滤器。如果侵袭性微生物到达支气管树，纤毛上皮会将其从肺脏转运出去。咳嗽也有助于清除病原体。如果微生物达到肺泡，肺泡巨噬细胞和组织细胞会将其吞噬。然而，如果病原体数量很多，或者防御功能因空气污染（如吸烟）而削弱、或者保护机制受到干扰（如气管内插管或气管切开），这些防御可能失效。胃肠道胃肠道屏障包括酸性胃液和胰酶、胆汁、肠液的抗菌活性。蠕动和上皮细胞正常脱落能清除微生物。如果蠕动减缓（如

4、由于颠茄或阿片碱的作用），这种清除延迟从而促进一些感染，如症状性菌痢。受干扰的防御机制可能预示一些特定感染（如胃酸缺乏预示着沙门菌属感染）。正常肠道菌群能抑制病原体，使用抗生素导致菌群移位后可导致固有病原体过度牛长（如,伤寒沙门菌），或者正常寄殖菌（如白色假丝酵母菌）引起的超感染（双重感染）。泌尿道泌尿道屏障包括男性较长的尿道（20cm）,女性阴道的酸性环境，以及肾盂相对高渗的状态。肾脏还生产和分泌大量的Tamm-Horsfall黏膜蛋白能够与特定细菌结合，促进细菌无害地排出。非特异性免疫反应细胞因子（包抽白介素白介

5、素・6、肿瘤坏死因子、Y•干扰素）主要由巨噬细胞和活化的淋巴细胞分泌，介导了与入侵微生物类别无关的急性期反应。这种反应包括发热和骨髓屮的中性粒细胞产生增加。内皮细胞也分泌大量的白介素・8,能吸引中性粒细胞聚集。炎症反应介导免疫系统的组分到达损伤或感染部位,途径如下：增加局部血供和血管通透性,允许趋化肽、中性粒细胞和单核细胞游走出血管腔。微生物的蔓延因吞噬细胞（如中性粒细胞和巨噬细胞）的吞噬作用而被限制。吞噬细胞由趋化因子介导接触微生物并将其吞噬、释放溶菌成分帮助清除微生物。吞噬细胞产生氧化性产物如过氧化氢來杀死其吞噬

6、的微生物。如果中性粒细胞出现了数量不足或质量缺陷则可导致感染，感染常常迁延、反复或对抗生素反应迟缓。相应的病原体中以球菌、革兰阴性菌和真菌为常见。特异性免疫反应感染后，宿主可合成一系列抗体，亦即被称作免疫球蛋白的糖蛋白复合物，与特定微生物抗原表位相结合。抗体通过吸引宿主白细胞和激活补体成分协助清除感染性微生物。补体系统通常通过经典途径摧毁细胞壁。补体也可以在某些微生物表面通过替代途径被激活。抗体也可促进一些称作调理素的物质（如补体蛋白C3b）在微生物表面沉积，进而促进吞噬作用。调理作用对于清除有被膜微生物如肺炎球菌、

7、脑膜炎球菌相当重要。宿主基因因素对于许多病原体，宿主的基因组成影响宿主的敏感性和疾病最终的发病率和死亡率。例如，缺少终末补体成分（C5通过C8,或者C9）的患者对奈瑟氏球菌的敏感性增加。有利于微生物侵袭的因素以下情况有利于微生物入侵：毒力因子、微生物黏附、对抗菌剂耐受宿主、具免疫缺陷毒力因子毒力因子协助病原体侵袭和抵抗宿主防御，这些因子包插：荚膜、酶、毒素荚膜一些病原体（如，某些肺炎球菌菌株、脑膜炎球菌、B型流感嗜血杆菌）具有荚膜，阻断吞噬作用，故此类细菌毒力强于无荚膜菌株。然而，包囊特界性的调理性抗体可以结合到荚膜

8、并促进吞噬作用。酶具有酶活性的菌体蛋白（如蛋白酶、透明质酸酶、神经氨酸酶、弹性蛋白酶、凝集素）能易化微生物在局部组织的扩散。侵袭性微生物（如福氏志贺菌、小肠耶尔森菌）能穿透真核细胞，从而易于穿过黏膜表面。一些细菌（如奈瑟淋球菌、流感嗜血杆菌、奇异变形杆菌、肺炎链球菌）合成IgA特异性蛋白酶，能降解和灭活黏膜表面的分泌型IgA。毒素微生物可能释放