六 細菌的致病性和抗細菌感染的免疫·1 細菌的致病性

一、細菌的毒力

構成病原菌毒力的主要因素是侵襲力和毒素。

（一）侵襲力

侵襲力（Invasiness）是指細菌突破機體的防禦機能，在體內定居、繁殖及擴散、蔓延的能力。構成侵襲力的主要物質有細菌的酶、莢膜及其他表面結構物質。

1．細菌的胞外酶：本身無毒十性十，但在細菌感染的過程中有一定作用。常見的有：

（1）血漿凝固酶（Coagulase）：大多數致病十性十金黃色葡萄球菌能產生一種血漿凝固酶（遊離血漿凝固酶），能加速人或兔血漿的凝固，保護病原菌不被吞噬或免受抗體等的作用。凝固酶是一種類似凝血酶原(Prothrombin)的物質，通過血漿中的激活因子變成凝血樣物質後，才能使血漿中的纖維蛋白原變為纖維蛋白因而血漿凝固。金黃色葡萄球菌還產生第二種血漿凝固酶（凝聚因子），結合在菌細胞上，在血漿中將球菌凝集成堆，無需血漿激活因子，而是直接作用於敏十感的纖維蛋白原。在抗吞噬作用方面，凝聚因子比遊離血漿凝固酶更為重要。

（2）鏈激酶（Streptokinase）：或稱鏈球菌溶纖維蛋白酶(Streptococcal fibrinolysin)，大多數引起人類感染的鏈球菌能產生鏈激酶。其作用是能激活溶纖維蛋白酶原或胞漿素原(Plasminogen)成為溶纖維蛋白酶或胞漿毒(Plasmin)，而使纖維蛋白凝塊溶解。因此，鏈球菌感染由於容易溶解感染局部的纖維蛋白屏障而促使細菌和毒素擴散。致病十性十葡萄球菌也有溶纖維蛋白酶，稱為葡激酶，其作用不如鏈激酶強，在致病十性十上意義不大。

（3）透明質酶酶（Hyaluronidase）：或稱擴散因子(Spreading factor)是一種酶，可溶解機體結十締十組十織中的透明質酸，使結十締十組十織疏松，通透十性十增加。如化膿十性十鏈球菌具有透明質酸酶，可使病細菌在組織中擴散，易造成全身十性十感染。

此外，產氣莢膜桿菌可產生膠原酶，是一種蛋白分解酶，在氣十性十壞疽中起致病作用。許多細菌有神經氨酸酶，是一種粘十液酶，能分解細胞表面的粘蛋白，使之易於感染。A族鏈球菌產生的脫氧核糖核酸酶，能分解膿液中的DNA，因此，該菌感染的膿液，稀薄而不粘十稠。

2．莢膜與其他表面結構物質：細菌的莢膜具有抵抗吞噬及體十液中殺菌物質的作用。肺炎球菌、A族和C族乙型鏈球菌、炭疽桿菌、鼠疫桿菌、肺炎桿菌及流行十性十感冒桿菌的莢膜是很重要的毒力因素。例如：將無莢膜細菌註射十到易感的動物體內，細菌易被吞噬而消除，有莢膜則引起病變，甚至死亡。

有些細菌表面有其他表面物質或類似莢膜物質。如鏈球菌的微莢膜（透明質酸莢膜）、M-蛋白質；某些革蘭氏十陰十性十桿菌細胞壁外的酸十性十糖包膜，如沙門氏桿菌的Vi抗原和數種大腸桿菌的K抗原等。不僅能阻止吞噬，並有抵抗體和補體的作用。此外粘附因子，如革蘭氏十陰十性十菌的菌十毛十，革蘭氏十陽十性十菌的膜磷壁酸在細菌感染中起重要作用。

（二）毒素

細菌毒素（Toxin）按其來源、十性十質和作用的不同，可分為外毒素和內毒素兩大類。

1．外毒素（Exotoxin）：有些細菌在生長過程中，能產生外毒素，並可從菌體擴散到環境中。若將產生外毒素細菌的液體培養基用濾菌器過濾除菌，即能獲得外毒素。

外毒素毒十性十強，小劑量即能使易感機體致死。如純化的肉毒桿菌外毒素毒十性十最強，1mg可殺死2，000萬隻小白鼠；破傷風毒素對小白鼠的致死量為10-6mg;白喉毒素對豚鼠的致死量為10-3mg。

產生外毒素的細菌主要是某些革蘭氏十陽十性十菌，也有少數是革蘭氏十陰十性十菌，如志賀氏痢疾桿菌的神經毒素、霍亂弧菌的腸毒素等。外毒素具親組織十性十，選擇十性十地作用於某些組織和器官，引起特殊病變。例如破傷風桿菌、肉毒桿菌及白喉桿菌所產生的外毒素，雖對神經系統都有作用，但作用部位不同，臨十床十癥狀亦不相同。破傷風桿菌毒素能阻斷膽堿能神經末梢傳遞介質（乙酰膽堿）的釋放，麻痹運動神末梢，出現眼及咽肌等的麻痹；白喉桿菌外毒素有和周圍神經末梢及特殊組織（如心肌）的親和力，通過抑制蛋白質合成可引起心肌炎、腎十上十腺出十血及神經麻痹等。有些細菌的外毒素已證實為一種特殊酶。例如產氣莢膜的甲種毒素是十卵十磷脂酶，作用在細胞膜的磷脂上，引起溶血和細胞壞死等。

一般外毒素是蛋白質，分子量27，000-900，000，不耐熱。白喉毒素經加十溫十58～60℃1～2小時，破傷風毒素60℃20分鐘即可被破壞。外毒素可被蛋白酶分解，遇酸發生變十性十。在甲醛作用下可以脫毒成類毒素，但保持抗原十性十，能刺激機體產生特異十性十的抗毒素。

表6-1 細菌外毒素舉例

① 毒素中C型與D型作用於低等動物。

② 隻例舉由這種細菌產生的部分毒素。

2．內毒素（Eedotoxin）:內毒素存在於菌體內，是菌體的結構成份。細菌在生活狀態時不釋放出來，隻有當菌體自溶或用人工方法使細菌裂解後才釋放，故稱內毒素。大多數革蘭氏十陰十性十都有內毒素，如沙門氏菌、痢疾桿菌、大腸桿菌、奈瑟氏球菌等。

（1）化學成份：內毒素是磷脂一多糖一蛋白質（Phospholid-polysaccharide-protein）復合物，主要成份為脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)。是細胞壁的最外層成分，覆蓋在堅韌細胞壁的粘肽上。各種細菌內毒素的成份基本相同，都是由類脂A、核心多糖和菌體特異十性十多糖（O特異十性十多糖）三部分組成。類脂A是一種特殊的糖磷脂，是內毒素的主要毒十性十成份。菌體特異多糖位於菌體胞壁的最外層，由若幹重復的寡糖單位組成。多糖的種類與含量決定著細菌種、型的特異十性十，以及不同細菌間具有的共同抗原十性十。它還參與細菌的抗補體溶解作用。

內毒素耐熱，加熱100℃1小時不被破壞，必須加熱160℃，經2～4小時或用強堿、強酸或強氧化劑煮沸30分鐘才能滅活。內毒素不能用甲醛脫毒制成類毒素，但能刺激機體產生具有中和內毒素活十性十的抗體。

（2）內毒素的作用：內毒素對組織細胞的選擇十性十不強，不同革蘭氏十陰十性十細菌的內毒素，引起的病理變和臨十床十癥狀大致相同。

①發十熱反應：內毒素作為外源十性十致熱原（即熱原質）作用於粒細胞和單核細胞等，使之釋放內源十性十致熱原，引起發十熱。

②糖代謝紊亂：先發生高血糖，轉而為低血糖，大量糖元消耗，可能與腎十上十腺素大量分十泌有關。

③血管舒縮機能紊亂：內毒素激活瞭血管活十性十物質（5-羥色胺、激肽釋放酶與激肽）的釋放。末梢血管擴張，通透十性十增高，靜脈回流減少，心臟輸出量減低，導致低血壓並可發生休克。因重要器官（腎、心、肝、肺與腦）供血不足而缺氧，有機酸積聚而導致代謝十性十酸中毒。

④彌漫十性十血管內凝血（Disseminatedintravascular coagulation,DIC）：內毒素能活化凝血系統的Ⅻ因子，當凝血作用開始後，使纖維蛋白原轉變為纖維蛋白，造成DIC；由於血小板與纖維蛋白原大量消耗，以及內毒素活化胞漿素原為胞漿素，分解纖維蛋白，進而產生出十血傾向。

⑤施瓦茲曼現象（Shwartzmanphenomenon）：可能是由內毒素引起DIC的一種特殊形式。將內毒素註入動物皮內，次日再以內毒素靜脈註射，數小時後第一次註射的局部皮膚出現壞死。如果二次均為靜脈註射內毒素，就可出現DIC。現認為第一次劑量的內毒素封閉瞭單核吞噬細胞系統，以至不能消除第二次註入的內毒素，故發生這種反應。亦可用炭粒代替第一次內毒素劑量以阻斷單核吞噬細胞系統，或以腎十上十腺皮質類因醇處理，也可得同樣結果。

此外，內毒素還能引起早期粒細胞減少血癥，以後繼發粒細胞增多血癥；活化補體C3，引起由補體介導的各種反應等。

表6-2 外毒素與內毒素的主要區別

二、細菌侵入的數量和適當的侵入部位

病原微生物引起感染，除必須有一定毒力外，還必須有足夠的數量和適當的侵入部位。有些病原菌毒力極強，極少量的侵入即可引起機體發病，如鼠疫桿菌，有數個細菌侵入就可發生感染。而對大多數病原菌而言，需要一定的數量，才能引起感染，少量侵入，易被機體防禦機能所清除。

病原菌的侵入部位也與感染發生有密切關系，多數病原菌隻有經過特定的門戶侵入，並在特定部位定居繁殖，才能造成感染。如痢疾桿菌必須經口侵入，定居於結腸內，才能引起疾病。而破傷風桿菌，隻有經傷口侵入，厭氧條件下，在局部組織生長繁殖，產生外毒素，引發疾病，若隨食物吃下則不能引起感染。

病原菌的這種特十性十是它的寄生與機體免疫系統抗寄生相互作用，長期進化過程中相互適應的結果。