传染病学(第3版)(全国高等学历继续教育“十三五”(临床专升本)规划教材)
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第二节 传染病的发病机制

一、病原体感染的阶段性

病原体感染人体的阶段性与传染病的发生、发展、转归通常是一致的,与发病机制的阶段性及临床表现的阶段性大多是互相吻合的。

(一)入侵门户

病原体的入侵门户与发病机制有密切关系,入侵门户适当,病原体才能定居、繁殖及引起病变。如志贺菌属和霍乱弧菌都必须经口感染,破伤风杆菌必须经伤口感染,才能引起病变。

(二)机体内定位

病原体入侵成功并取得立足点后,或者在入侵部位繁殖,分泌毒素,在远离入侵部位引起病变(如白喉和破伤风);或进入血液循环,再定位于某一脏器引起该脏器的病变(如流行性脑脊髓膜炎和病毒性肝炎);或经过一系列的生活史阶段,最后在某脏器中定居(如蠕虫病);每个传染病都有其本身的规律。

病原体的组织亲和性(tissue tropism)与机体内定位密切相关,如肝炎病毒对肝脏、人免疫缺陷病毒(HIV)对CD4T细胞、疱疹病毒对神经组织和黏膜的亲和性等。

(三)排出途径

指机体排出病原体的途径,是病人、隐性感染者和病原携带者有传染性的重要因素。有些病原体的排出途径是单一的,如志贺菌属只通过粪便排出;有些是多个的,如脊髓灰质炎病毒既能通过粪便又能通过飞沫排出。有些病原体是由机体主动排出;有些病原体则是被动排出,如存在于血液中的疟原虫、丙型肝炎病毒等,必须通过虫媒叮咬或采血、注射才离开人体。病原体排出体外的持续时间有长有短,因而不同传染病有不同的传染期。

二、组织损伤的发生机制

组织损伤和功能受损是疾病发生的基础。在传染病中导致组织损伤发生的方式有下列三种:

(一)直接侵犯

病原体入侵宿主组织的第一步是黏附作用。黏附素是微生物上的分子,它们能介导微生物与宿主之间的黏附或结合。如HIV的黏附素gp120蛋白和机体T细胞表面的CD4受体结合,使病毒进入细胞内。一些病原体可通过分泌蛋白酶直接破坏组织,如溶组织内阿米巴原虫;一些病原体可直接破坏细胞,如脊髓灰质炎病毒。

(二)毒素作用

按毒素作用的靶细胞分类,可分为肠毒素、神经毒素、白细胞毒素等。按作用机制来分类,可分为腺苷二磷酸核糖化(ADP-ribosylating)毒素,如霍乱毒素、白喉毒素、大肠埃希菌不耐热肠毒素、百日咳毒素、肉毒梭状芽孢C2毒素等,以及腺苷环化酶(adenyl cyclase)毒素,如百日咳杆菌的腺苷环化酶毒素和炭疽杆菌的水肿因子等。按主要生物效应来分类,可分为皮肤坏死毒素、溶血毒素、促进淋巴细胞增多毒素等。

(三)免疫机制

大部分传染病的发病机制与免疫应答有关。有些传染病能抑制细胞免疫(如麻疹)或直接破坏T细胞(如艾滋病),更多的病原体通过变态反应导致组织损伤,其中以Ⅱ型(免疫复合物)反应(见于流行性出血热等)及Ⅳ型(细胞介导)反应(见于结核病、血吸虫病等)为最常见。免疫介导的发病机制又称免疫发病机制(immunopathogenesis)。

三、重要的病理生理变化
(一)发热

发热是传染病的一个重要临床表现。当机体发生感染时,病原体及其产物作用于单核-巨噬细胞系统,使之释放内源性致热原。内源性致热原通过血流到达第三脑室周围的血管器官(OVLT),与毛细血管内皮细胞相互作用而产生大量前列腺素E2(PGE2),后者作用于下视丘的体温调节中枢,提高衡温点,使产热超过散热而引起体温升高。同时下视丘触发肌肉频繁收缩产生更多的热,临床上表现为寒战。

(二)急性期改变

感染过程可诱发一系列宿主应答,伴有特征性的代谢改变。由于应答往往出现于感染的几小时或几天之后,故称为急性期改变,但有些改变也可见于慢性病期。

1.蛋白代谢

急性期改变包括肝脏合成许多在健康时所见不到的蛋白质,其中以C-反应蛋白为标志,可作为疾病的指标。血浆中糖蛋白和球蛋白浓度升高是血沉加快的原因。与此相反,肝衰竭时肝脏合成白蛋白减少。由于糖原异生作用和能量消耗的增加,肌肉蛋白分解,可导致消瘦。

2.糖代谢

葡萄糖生成加速,导致血糖升高,糖耐量短暂下降,这与糖原异生作用加速及内分泌影响有关。在新生儿及营养不良、肝衰竭患者,糖原异生作用也可下降而导致血糖下降。

3.水、电解质代谢

急性感染时,氯和钠因出汗、呕吐或腹泻而丢失,加上抗利尿素分泌增加,尿量减少,水分潴留而导致低钠血症,至恢复期才出现利尿。由于钾的摄入减少和排出增加而导致钾的负平衡。

4.内分泌改变

在急性感染早期,随着发热开始,由ACTH所介导的糖皮质激素和醛固酮在血液中浓度即增高,其中糖皮质激素水平可高达正常的5倍。但在败血症并发肾上腺出血时则可导致糖皮质激素分泌不足或停止。