醫(yī)學(xué)微生物學(xué)/細(xì)菌毒素

跳轉(zhuǎn)到：導(dǎo)航, 搜索

醫(yī)學(xué)微生物學(xué)

細(xì)菌的致病性和抗細(xì)菌感染的免疫
- 細(xì)菌的致病性
  - 細(xì)菌的毒力
    - 侵襲力
    - 細(xì)菌毒素

細(xì)菌毒素（Toxin）按其來源、性質(zhì)和作用的不同，可分為外毒素和內(nèi)毒素兩大類。

1．外毒素（Exotoxin）：有些細(xì)菌在生長過程中，能產(chǎn)生外毒素，并可從菌體擴(kuò)散到環(huán)境中。若將產(chǎn)生外毒素細(xì)菌的液體培養(yǎng)基用濾菌器過濾除菌，即能獲得外毒素。

外毒素毒性強(qiáng)，小劑量即能使易感機(jī)體致死。如純化的肉毒桿菌外毒素毒性最強(qiáng)，1mg可殺死2，000萬只小白鼠；破傷風(fēng)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(chǎn)生外毒素的細(xì)菌主要是某些革蘭氏陽性菌，也有少數(shù)是革蘭氏陰性菌，如志賀氏痢疾桿菌的神經(jīng)毒素、霍亂弧菌的腸毒素等。外毒素具親組織性，選擇性地作用于某些組織和器官，引起特殊病變。例如破傷風(fēng)桿菌、肉毒桿菌及白喉桿菌所產(chǎn)生的外毒素，雖對神經(jīng)系統(tǒng)都有作用，但作用部位不同，臨床癥狀亦不相同。破傷風(fēng)桿菌毒素能阻斷膽堿能神經(jīng)末梢傳遞介質(zhì)（乙酰膽堿）的釋放，麻痹運(yùn)動神末梢，出現(xiàn)眼及咽肌等的麻痹；白喉?xiàng)U菌外毒素有和周圍神經(jīng)末梢及特殊組織（如心肌）的親和力，通過抑制蛋白質(zhì)合成可引起心肌炎、腎上腺出血及神經(jīng)麻痹等。有些細(xì)菌的外毒素已證實(shí)為一種特殊酶。例如產(chǎn)氣莢膜的甲種毒素是卵磷脂酶，作用在細(xì)胞膜的磷脂上，引起溶血和細(xì)胞壞死等。

一般外毒素是蛋白質(zhì)，分子量27，000-900，000，不耐熱。白喉毒素經(jīng)加溫58～60℃1～2小時，破傷風(fēng)毒素60℃20分鐘即可被破壞。外毒素可被蛋白酶分解，遇酸發(fā)生變性。在甲醛作用下可以脫毒成類毒素，但保持抗原性，能刺激機(jī)體產(chǎn)生特異性的抗毒素。

表6-1 細(xì)菌外毒素舉例

細(xì)菌種類	革蘭氏染色	引起疾病	毒素名稱	毒素作用方式
百日咳桿菌	-	百日咳	百日咳毒素	壞死性
內(nèi)毒桿菌	+	肉毒中毒	6型特異性毒素①	麻痹（抑制乙酰膽堿釋放）
Novyi氏水腫桿菌	+	氣性壞疽	α-毒素	壞死性
			β-毒素	溶血性卵磷脂酶，壞死作用
			δ-毒素	溶血性
產(chǎn)生莢膜桿菌②	+	氣性壞疽	α-毒素	溶血性卵磷脂酶，壞死性
			β-毒素	溶血性心臟毒素
			λ-毒素	溶蛋白性
破傷風(fēng)桿菌	+	破傷風(fēng)	破傷風(fēng)溶血毒素破傷風(fēng)痙攣毒素	溶血性心臟毒素引起骨骼肌痙攣
白喉?xiàng)U菌	+	白喉	白喉毒素	壞死性
鼠疫桿菌	-	鼠疫	鼠疫毒素	可能壞死性
志賀氏痢疾桿菌	-	菌痢	神經(jīng)毒素	出血性，麻痹性
霍亂弧菌	-	霍亂	腸毒素	引起小腸過度分泌液體
金黃色葡萄球菌	+	食物中毒	腸毒素	嘔吐
		化膿性感染	α-毒素	溶血性，殺白細(xì)胞性壞死性
			β-毒素	溶血性
			δ-毒素	皮膚壞死性，溶血性，殺白細(xì)胞性
			殺白細(xì)胞素	殺白細(xì)胞性

化膿性鏈球菌	+	化膿性感染與猩紅熱	α-毒素	溶血性
			紅疹毒素	猩紅熱紅斑（疹）
			溶血毒素O	細(xì)胞毒性，溶血性
			溶血毒素S	收縮平滑肌，溶血性

① 毒素中C型與D型作用于低等動物。

② 只例舉由這種細(xì)菌產(chǎn)生的部分毒素。

2．內(nèi)毒素（Eedotoxin）:內(nèi)毒素存在于菌體內(nèi)，是菌體的結(jié)構(gòu)成份。細(xì)菌在生活狀態(tài)時不釋放出來，只有當(dāng)菌體自溶或用人工方法使細(xì)菌裂解后才釋放，故稱內(nèi)毒素。大多數(shù)革蘭氏陰性都有內(nèi)毒素，如沙門氏菌、痢疾桿菌、大腸桿菌、奈瑟氏球菌等。

（1）化學(xué)成份：內(nèi)毒素是磷脂一多糖一蛋白質(zhì)（Phospholid-polysaccharide-protein）復(fù)合物，主要成份為脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)。是細(xì)胞壁的最外層成分，覆蓋在堅韌細(xì)胞壁的粘肽上。各種細(xì)菌內(nèi)毒素的成份基本相同，都是由類脂A、核心多糖和菌體特異性多糖（O特異性多糖）三部分組成。類脂A是一種特殊的糖磷脂，是內(nèi)毒素的主要毒性成份。菌體特異多糖位于菌體胞壁的最外層，由若干重復(fù)的寡糖單位組成。多糖的種類與含量決定著細(xì)菌種、型的特異性，以及不同細(xì)菌間具有的共同抗原性。它還參與細(xì)菌的抗補(bǔ)體溶解作用。

內(nèi)毒素耐熱，加熱100℃1小時不被破壞，必須加熱160℃，經(jīng)2～4小時或用強(qiáng)堿、強(qiáng)酸或強(qiáng)氧化劑煮沸30分鐘才能滅活。內(nèi)毒素不能用甲醛脫毒制成類毒素，但能刺激機(jī)體產(chǎn)生具有中和內(nèi)毒素活性的抗體。

（2）內(nèi)毒素的作用：內(nèi)毒素對組織細(xì)胞的選擇性不強(qiáng)，不同革蘭氏陰性細(xì)菌的內(nèi)毒素，引起的病理變和臨床癥狀大致相同。

①發(fā)熱反應(yīng)：內(nèi)毒素作為外源性致熱原（即熱原質(zhì)）作用于粒細(xì)胞和單核細(xì)胞等，使之釋放內(nèi)源性致熱原，引起發(fā)熱。

②糖代謝紊亂：先發(fā)生高血糖，轉(zhuǎn)而為低血糖，大量糖元消耗，可能與腎上腺素大量分泌有關(guān)。

③血管舒縮機(jī)能紊亂：內(nèi)毒素激活了血管活性物質(zhì)（5-羥色胺、激肽釋放酶與激肽）的釋放。末梢血管擴(kuò)張，通透性增高，靜脈回流減少，心臟輸出量減低，導(dǎo)致低血壓并可發(fā)生休克。因重要器官（腎、心、肝、肺與腦）供血不足而缺氧，有機(jī)酸積聚而導(dǎo)致代謝性酸中毒。

④彌漫性血管內(nèi)凝血（Disseminatedintravascular coagulation,DIC）：內(nèi)毒素能活化凝血系統(tǒng)的Ⅻ因子，當(dāng)凝血作用開始后，使纖維蛋白原轉(zhuǎn)變?yōu)?a href="/w/%E7%BA%A4%E7%BB%B4%E8%9B%8B%E7%99%BD" title="纖維蛋白">纖維蛋白，造成DIC；由于血小板與纖維蛋白原大量消耗，以及內(nèi)毒素活化胞漿素原為胞漿素，分解纖維蛋白，進(jìn)而產(chǎn)生出血傾向。

⑤施瓦茲曼現(xiàn)象（Shwartzmanphenomenon）：可能是由內(nèi)毒素引起DIC的一種特殊形式。將內(nèi)毒素注入動物皮內(nèi)，次日再以內(nèi)毒素靜脈注射，數(shù)小時后第一次注射的局部皮膚出現(xiàn)壞死。如果二次均為靜脈注射內(nèi)毒素，就可出現(xiàn)DIC?，F(xiàn)認(rèn)為第一次劑量的內(nèi)毒素封閉了單核吞噬細(xì)胞系統(tǒng)，以至不能消除第二次注入的內(nèi)毒素，故發(fā)生這種反應(yīng)。亦可用炭粒代替第一次內(nèi)毒素劑量以阻斷單核吞噬細(xì)胞系統(tǒng)，或以腎上腺皮質(zhì)類因醇處理，也可得同樣結(jié)果。

此外，內(nèi)毒素還能引起早期粒細(xì)胞減少血癥，以后繼發(fā)粒細(xì)胞增多血癥；活化補(bǔ)體C3，引起由補(bǔ)體介導(dǎo)的各種反應(yīng)等。

表6-2 外毒素與內(nèi)毒素的主要區(qū)別

區(qū)別要點(diǎn)	外毒素	內(nèi)毒素
存在部位	由活的細(xì)菌釋放至細(xì)菌體外	為細(xì)菌細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)成份，菌體崩解后釋出
細(xì)菌種類	以革蘭氏陽性菌多見	革蘭氏陰性菌多見
化學(xué)組成	蛋白質(zhì)（分子量27，000～900，000）	磷脂一多糖一蛋白質(zhì)復(fù)合物（毒性主要為類脂A）
穩(wěn)定性	不穩(wěn)定，60℃以上能迅速破壞	耐熱，60℃耐受數(shù)小時
毒性作用	強(qiáng)，微量對實(shí)驗(yàn)動物有致死作用（以ug計量）。各種外毒素有選擇作用，引起特殊病變，不引起宿主發(fā)熱反應(yīng)。抑制蛋白質(zhì)合成，有細(xì)胞毒性、神經(jīng)毒性、紊亂水鹽代謝等	稍弱，對實(shí)驗(yàn)動物致死作用的量比外毒素為大。各種細(xì)菌內(nèi)素的毒性作用大致相同。引起發(fā)熱、彌漫性血管內(nèi)凝血、粒細(xì)胞減少血癥、施瓦茲曼現(xiàn)象等
抗原性	強(qiáng)，可刺激機(jī)體產(chǎn)生高效價的抗毒素。經(jīng)甲醛處理，可脫毒成為類毒霉，仍有較強(qiáng)的抗原性，可用于人工自動免疫	刺激機(jī)體對多糖成份產(chǎn)生抗體，不形成抗毒素，不能經(jīng)甲醛處理成為類毒素