传染病的发病机制

第二节　传染病的发病机制

致病微生物（包括寄生虫）侵入人体，引起宿主免疫系统反应以抵御入侵，相互作用中发生一系列病理损伤，谓之感染。感染可引起不同程度临床表现，临床症状明显者称为感染性疾病（infectious disease），其中传播及流行性较强的感染病，称为传染病（communicable disease）。微生物感染并在宿主体内寄生引起的致病作用与宿主免疫功能应答过程导致了传染病的发生、发展及结局。这一过程极其复杂而又有一定规律，微生物各种成分对机体的致病性与宿主免疫功能应答的强弱，这一对立而又统一的发展过程形成传染病发病机制的基本模式。

【感染过程的表现】

在人出生后的一生中可发生无数次感染，每一次病原体侵入机体，都会引起机体不同程度的反应，在机体与病原体相互作用中，可出现5种不同程度的表现。

1.病原体被消灭或排出体外（elimination of pathogen）　病原体侵入人体后，在入侵部位被消灭，如皮肤黏膜的屏障作用，胃酸的杀菌作用，组织细胞的吞噬及体液的溶菌作用。或通过局部的免疫作用，病原体从呼吸道、肠道或泌尿道排出体外，不出现病理损害和疾病的临床表现。

2.病原携带状态（carrier infection）　包括带菌、带病毒及带虫状态。这些病原体侵入机体后，存在于机体的一定部位，虽可有轻度的病理损害，但不出现疾病的临床症状。病原携带有2种状态，一是无症状携带，即客观上不易察觉的有或无轻微临床表现的携带状态；二是恢复期携带，亦称病后携带，一般临床症状已消失，病理损伤得到修复，而病原体仍暂时或持续寄生于体内。由于携带者向外排出病原体，成为具有传染性的重要传染源。

3.隐性感染（inapparent infection）　亦称亚临床感染（sub-clinical infection）是指机体被病原体侵袭后，仅出现轻微病理损害，而不出现或出现不明显的临床症状，只能通过免疫检测方能发现的一种感染过程，是最常见的感染表现，如流行性乙型脑炎、脊髓灰质炎、登革热、乙型肝炎等均有大量隐性感染的存在。

4.潜伏性感染（latent infection）　是指人体内感染病原体后机体免疫功能不足以清除病原体，但能将病原体局限化而不引起机体发病，不出现临床表现，病原体潜伏在一定部位也不被向外排出，只有当人体抵抗力降低时，病原体则乘机活跃增殖引起发病。水痘、疟疾、结核有此等表现。患麻疹后，病毒也可长期潜伏于中枢神经系统，数年后发病，成为亚急性硬化性全脑炎。

5.显性感染（apparent infection）　病原体侵入人体后，因免疫功能的改变，致使病原体不断繁殖，并产生毒素，导致机体出现病理及病理生理改变，临床出现传染病特有的临床表现，则为传染病发作。

【病原微生物的致病作用】

1.微生物的致病力　微生物必须突破机体防御功能黏附后侵入体内，在体内定居、繁殖、蔓延和扩散，这种能力称为侵袭力。致病微生物还有产生毒素的能力，称为毒力。把黏附、侵袭及产生毒素的能力概括为致病微生物的致病性或致病力。一种微生物可以既有侵袭力也有毒力或仅有其中一种，同一微生物的致病性并不恒定，如流感病毒变异后其致病性发生改变。

（1）微生物的黏附作用　病原菌对组织细胞或黏膜的表面黏附是造成机体感染的首要条件。病原菌的黏附因子主要包括菌毛黏附素和其他非菌毛黏附素（如鞭毛、外膜蛋白和脂磷壁酸等），其中以菌毛介导的病原菌对组织细胞的黏附是细菌在体内定居、增殖释放毒力因子发挥致病作用的关键。

（2）微生物的侵袭力（invasiveness）　指微生物突破机体防御屏障，在体内定居、繁殖、蔓延和扩散的能力。黏附是微生物侵入机体的第一步，之后突破宿主表面的屏障在侵入处定居、繁殖、蔓延和向远处扩散。细菌能否得以繁殖，还得看它是否具备能在宿主组织生化环境中生长的特性。一旦细菌与吞噬细胞黏附，就被吞噬细胞消化。细菌的侵袭力主要依靠细菌的酶和荚膜，或其他表面结构物质的作用。如人类感染的链球菌能产生链激酶，可以溶解局部感染的纤维蛋白屏障，促使细菌和毒素扩散；化脓性链球菌具有透明质酸酶，使结缔组织疏松，通透性增加，病原菌在组织中易于扩散，增加全身感染的机会；细菌的荚膜具有抵抗吞噬及体液中杀菌物质的作用。

（3）微生物的毒素作用　按照细菌毒素的来源和生物学性状分为外毒素和内毒素。外毒素（exotoxin）源于革兰阳性菌和少部分革兰阴性菌，是在细菌生长繁殖中产生并分泌到菌体外的毒性蛋白质，其毒性极强并具有特异性，但易被酸、热力及消化酶灭活。根据外毒素对细胞的亲嗜性和作用机制可分为细胞毒、神经毒和肠毒素，某些细菌可以产生多种外毒素。内毒素（endotoxin）为革兰阴性菌细胞壁的脂多糖，包括脂质A、核心多糖和特异性多糖3部分，其中脂质A为主要毒性成分，无种属特异性；特异性多糖成分位于细胞壁最外层，具有种特异性；核心多糖位于两者之间，具有属特异性，但不同属的细菌间可能存在交叉性抗原。内毒素为革兰阴性菌菌体裂解后释放出的毒素，但某些革兰阴性菌，如A群痢疾志贺菌、致病性大肠埃希菌和某些沙门菌种尚可分泌肠毒素等外毒素。内毒素具有免疫原性，但毒性不强，不能经甲醛脱毒为类毒素，且对组织细胞选择性不强，所以可引起相似的病理损伤和临床症状体征，如发热、白细胞反应、感染性休克和DIC等。

细菌感染宿主（包括人在内的哺乳动物）的过程均包括与特定的靶细胞黏附及侵入过程。胞内菌（包括立克次体、衣原体和兼性胞内菌）与上述胞外菌的致病机制不同。胞内菌须在宿主体内寄生和生长繁殖，其致病特征有：①胞内菌自身特有的侵袭因子能与敏感的宿主细胞表面受体结合，使胞内菌侵入细胞内；②胞内菌毒性弱，可与寄生细胞长期共存，可引起宿主免疫反应，造成组织的免疫病理损伤，而不是细菌毒素的直接损伤作用；③胞内菌感染呈慢性疾病过程，其潜伏期也长；④胞内菌感染常引发迟发型超敏反应，即病理性细胞免疫应答，这与机体对胞内菌的抗感染免疫是以T细胞免疫为主有关；⑤胞内菌所致的免疫病理损伤多为组织肉芽肿，病损较局限，当肉芽肿破溃后才能将胞内菌播散至远处组织形成新的肉芽肿病灶。

2.微生物侵入的数量　微生物侵入引起感染，除具有一定的毒力外还需要一定的数量。毒力越强，引起感染所需要的数量越少，如鼠疫杆菌在无特异性免疫的机体仅需数个细菌即可致病。志贺菌属仅10～100个细菌则可导致腹泻。而沙门菌属引起食物中毒则需上亿个细菌。

3.微生物侵入部位与扩散方式　微生物侵入机体需要在特定的部位才能感染，如痢疾杆菌必须经口进入人体，在大肠下部黏附、定居、繁殖引起炎症病变，也有一些微生物侵入部位不止一个，如鼠疫杆菌可经呼吸道引起肺鼠疫，也可经口或是皮肤破损侵入引起鼠疫。这与微生物的生物特性及宿主特定部位具有该微生物的特异性黏附受体有关。

病原体在体内的扩散通过以下3种形式。

（1）直接扩散　病原由原入侵部位直接向近处或远处组织细胞扩散。

（2）血流扩散　大部分病原体侵入机体后通过血液扩散，脊髓灰质炎病毒先进入血流再经外周神经到达中枢神经系统；麻疹病毒、巨细胞病毒、单纯疱疹病毒通过吸附在白细胞或细胞内扩散；布氏杆菌通过单核细胞扩散；流感病毒吸附于红细胞表面；疟原虫侵入红细胞内。

（3）淋巴扩散　病原体侵入机体后借助淋巴液到达局部淋巴结，再由淋巴结进入血流，扩散于各组织细胞。绝大部分病原体通过此种形式扩散。

4.病原体的变异性　病原体在长期的进化过程中，受各种外在环境的影响，当外环境改变影响遗传信息时，引起一系列代谢上的变化，其结构形态（特别是基因）、生理特性均发生改变。如2009年3月首发于墨西哥、后导致几乎全球流行的甲型H1N1流感，其病原为变异后的新型甲型H1N1流感病毒，该毒株包含有猪流感、禽流感和人流感3种流感病毒的基因片段，可以在人之间传播。

【免疫发病机制】

人体有完整的免疫系统，由免疫淋巴器官和参与免疫应答的细胞及免疫分子构成。当病原微生物侵入人体后，通过机体的非特异以及特异性免疫反应，清除入侵的微生物，使得疾病恢复，有利于机体的抗感染免疫。但是机体免疫在一定程度上参与了感染性疾病的发病过程，如有些传染病能够抑制细胞免疫（如麻疹）或直接破坏T细胞（如艾滋病）；抗原与抗体的相互作用在一定条件下又可转化为对人体不利的一面，即变态反应，又称过敏反应或超敏反应，这是一种异常的免疫反应，能引起一系列的生理功能障碍或组织损伤，如链球菌感染可出现变态反应性病变，引发心、肾、关节滑膜炎症；肾综合征出血热与病毒感染产生抗原-抗体复合物（Ⅲ型变态反应）有关。