感染性疾病生物學知識簡介
導讀：微生物無處不在，如土壤中、淡水中、海水中，乃至海底下、空氣中均有。每天我們都在吃入、飲入和吸入微生物。但是，盡管微生物似乎是到處都有，人體卻罕有被其侵犯并繁殖后引起感染的。甚至當他們引起了感染，有時因感染十分輕微而不引起任何癥狀。……
微生物無處不在，如土壤中、淡水中、海水中，乃至海底下、空氣中均有。每天我們都在吃入、飲入和吸入微生物。但是，盡管微生物似乎是到處都有，人體卻罕有被其侵犯并繁殖后引起感染的。甚至當他們引起了感染，有時因感染十分輕微而不引起任何癥狀。
相對較少的微生物能直接引起疾病。而大多微生物存在于人體皮膚、口腔、呼吸道、腸道和生殖道(特別是陰道)。一種微生物是否為宿主的無害伴侶或侵犯機體引起疾病取決于微生物本身的特點和人體的防御能力。
一、常住菌群
一個健康人同在其身體的特別部位上固定的正常微生物群協(xié)調(diào)地共同生活。這種占據(jù)在人體特定部位的正常菌群，被稱為常住菌群。不僅不引起疾病，常住菌通常還保護人體免受病原菌的侵犯。如果這種協(xié)調(diào)被打亂，常住菌能努力重建其自身的位置定殖。微生物定殖在宿主數(shù)小時或數(shù)周而不能永久性定居者，稱為暫住菌。
環(huán)境因素——如膳食、環(huán)境狀況、空氣污染和衛(wèi)生習慣可影響一些菌種成為人體常住菌。例如，乳酸桿菌是攝入大量乳制品的人腸道中普遍生活的常住菌，而流感嗜血桿菌則通常定植在有慢性阻塞性肺疾患病人的氣道。
在某種情況下，作為機體常住菌的一些微生物亦可引起疾病，如化膿性鏈球菌可以寄居在咽喉部而不引起危害，但當機體防御能力減弱或鏈球菌為特別的毒株，它就可引起鏈球菌咽峽炎(喉部感染)。類似地另外的一些常住菌亦可因宿主的防御屏障被破壞而得以侵犯機體引起疾病。例如，患有結(jié)腸癌的病人，就易于受到正常生活在腸道的細菌的侵犯，這些微生物能經(jīng)血播散和感染心臟瓣膜。接觸大劑量的射線亦能引起這些微生物侵入機體并引起全身性感染。
二、 感染是如何發(fā)生的
多數(shù)感染性疾病是由侵入機體并進行繁殖的微生物所引起。而多數(shù)微生物的入侵又是當它們粘附于人體細胞開始的。粘附是一個非常特別的過程，包括了人體細胞和微生物間的密切連接。是否微生物留在侵入原位附近或擴散至遠處取決于它們是否產(chǎn)生毒素、酶或其他物質(zhì)等因素。
某些侵入機體的微生物產(chǎn)生對其附近或遠距離的機體細胞有毒的毒素，多數(shù)毒素成分特異性連接到特定細胞(靶細胞)上的某些分子上，并由此引起疾病。由這種毒素起主導作用所致的疾病包括破傷風、中毒性休克綜合征和霍亂。少數(shù)感染性疾病是由微生物在體外產(chǎn)生的毒素所引起，由葡萄球菌引起的食物中毒就是一個很好的例子。
微生物入侵以后必須要繁殖才引起感染。然后可能出現(xiàn)下述三種情況之一。首先，微生物能繼續(xù)繁殖并能克服機體的防御系統(tǒng)，這個過程能引起足夠的損害甚至導致死亡;其次，能達到一種平衡狀態(tài)，引起一種慢性感染，在這種爭斗中，無論微生物或者病人均未獲勝。最后，機體不管有或無藥物治療，能消除入侵的微生物。這時機體可重建健康并常能提供對相同微生物引起的另一次感染的持久免疫狀態(tài)。
很多致病微生物具有增加疾病的嚴重性(毒力)和耐受機體防御機制的特點。例如某些細菌產(chǎn)生破壞組織的酶，使感染擴散得更快。
某些微生物具有阻斷人體防御機制的方法，如某些微生物能干擾機體抗體的產(chǎn)生或能特異性地攻擊它們的一種白細胞——T細胞的發(fā)展。另一些微生物具有外殼(包囊)能耐受白細胞的消化。隱球菌在侵入肺部后可形成一種較厚的囊膜，其發(fā)生的理由為這種較厚的囊膜形成是在二氧化碳環(huán)境下，而肺內(nèi)較之真菌正常生長的土壤中有更多CO2，這樣，當肺部受隱球菌感染時，機體防御機制就沒法起到作用。某些細菌能耐受血流循環(huán)中某些物質(zhì)的分解(溶解)，某些微生物甚至能產(chǎn)生對抗抗生素作用的化學物質(zhì)。
三、感染對機體的影響
某些感染引起血液、心臟、肺、腦、腎、肝和腸道的變化。醫(yī)生通過確定這些變化能夠判定人體有某種感染。
1. 血液的變化
白細胞作為機體防御感染的一部分，計數(shù)是增加的。這種白細胞增高可出現(xiàn)在感染發(fā)生的數(shù)小時內(nèi)，是白細胞從貯存的骨髓中釋放的結(jié)果。白細胞中之中性粒細胞首先增高。如感染持續(xù)存在，則單核細胞和其他種類的白細胞亦增加。在其他的白細胞中，如嗜酸性粒細胞主要在過敏反應和寄生蟲侵襲時增加，但細菌感染時通常不高。
某些感染，如傷寒，白細胞實際上是減少的，白細胞減少亦可能發(fā)生在骨髓受到明顯抑制不能快速產(chǎn)生足夠白細胞去替代為戰(zhàn)勝感染而損失的白細胞。
貧血可能出現(xiàn)于感染所致的出血，紅細胞破壞，或骨髓受抑制。嚴重感染時可以導致廣泛的血管內(nèi)淤血，稱為彌漫性血管內(nèi)凝血。糾正這種情況的最好方法是治療基礎疾病，具體在此即是感染。只有血小板的減少而沒有其他改變時，可能也是來自感染(指示有基礎感染)。
2. 心臟、肺和腦的變化
感染時可能有的心臟變化包括心率加快和心輸出量增加或減少。雖然多數(shù)感染脈搏增高，但某些感染如傷寒可引起較之其發(fā)熱嚴重程度相對較緩的脈率。血壓可下降。在全身性感染，血管的廣泛擴張可導致血壓嚴重下降(敗血性休克。
感染和發(fā)熱通常引起機體呼吸加快(呼吸率增加)。意味著更多的CO2被從血中轉(zhuǎn)運和由肺呼出，使得血更帶酸性。肺的硬度可能增加，這將影響呼吸和導致一種稱為急性呼吸窘迫綜合征的狀況。胸部的呼吸肌也呈現(xiàn)易于疲勞。
無論微生物是否直接侵入大腦，嚴重感染時可出現(xiàn)大腦功能異常，老年人特別容易出現(xiàn)意識障礙，高熱亦能導致驚厥。
3. 腎、肝和腸道的變化
腎臟的變化可能從尿中微量的蛋白丟失到急性腎衰竭。由于心功能減弱，包括血壓下降，或者由微生物對腎臟的直接損傷都可以引起腎臟病變。
很多感染可以改變肝功能。盡管微生物并不直接攻擊肝臟。最常見的癥狀是因膽汁返流造成的黃疸(膽汁淤積性黃疸。當黃疸是由感染引起時，它是一個令人擔憂的體征。
嚴重的感染可以引起上消化道應激性潰瘍而導致出血，通常出血量不大，但在少數(shù)人亦可出現(xiàn)大出血。
四、人體對感染的防御
人體對抗感染的防御系統(tǒng)包括：自然屏障如皮膚，非特異性機制，如某些種類的白細胞和發(fā)熱，以及特異性的機制，如抗體。通常，如一種微生物得以通過機體的自然屏障，則由非特異和特異的防御機制在其繁殖前將其消滅。
1. 自然屏障
一般地講，皮膚能保護機體免于很多微生物的侵襲，除非它的完整性受到損傷。例如由外傷、昆蟲叮咬或燒傷。還有例外的情況出現(xiàn)，如人乳頭瘤病毒可直接感染皮膚形成疣。
其他的有效自然屏障是粘膜，如機體呼吸道和腸道表面層粘膜。典型的粘膜都覆蓋一層分泌物，這層分泌物能抵抗微生物。例如眼睛的粘膜是由淚液浸泡，淚液含有一種稱為溶菌酶的酶，這種酶能溶解細菌使眼免受感染。
呼吸道粘膜能有效地濾掉吸入空氣中的顆粒。在鼻腔中的彎曲道壁上覆蓋的粘膜，有助于將吸入異物的多數(shù)去除。如果一種微生物達到了下呼吸道，覆蓋于粘膜表面的細毛樣結(jié)構(gòu)(纖毛)會將其從肺中排出來，而咳嗽進一步幫助清除這些微生物。
胃腸道亦有一系列有效的'屏障，包括胃酸、以及胰酶、膽汁和腸道分泌物的抗菌活性。腸道的收縮(蠕動)和腸道上皮細胞的正常脫落幫助排除有害的微生物。
人體的泌尿生殖道是由一定長度的尿道所保護(約20cm長)，因為有這種保護機制，細菌很少能進入尿道，除非無意中被外科器械帶入。女性則受陰道的酸性環(huán)境所保護，沖洗作用如膀胱的排空是另一種男女兩性均有的保護機制。
機體防御機制受損的人更易受感染。例如，無胃酸的人特別易感染結(jié)核病和沙門菌。在腸道常住菌間的平衡對維持機體防御也是重要的。有時，人體因某處的感染攝入某種抗生素能打亂這種常住菌間的平衡，而造成致病菌的數(shù)量增多。
2. 非特異的防御機制
任何一種損傷包括細菌的入侵能引起炎癥反應。炎癥部分地是處理損傷和感染部位直接的防御機制。通過炎癥過程，血供增加，白細胞通過血管進入發(fā)炎部位更容易，白細胞在血流中的數(shù)量亦增加，骨髓從貯存中釋放大量的白細胞，使之成為新的成員。
在這種情況下首先出現(xiàn)的白細胞是嗜中性白細胞，它們開始吞噬入侵的微生物并試圖將感染局限在小的范圍。如果感染持續(xù)存在，白細胞的另一種類型(具吞噬能力的單核細胞)將以增加的數(shù)量到達。然而，這些非特異性的防御機制能被數(shù)量巨大的微生物或其他減低機體防御能力的因素，如空氣污染(包括吸煙)所壓倒(超過)。
3. 特異的防御機制
一旦感染發(fā)生，則免疫系統(tǒng)全力進入動員(見第167節(jié))，免疫系統(tǒng)產(chǎn)生能針對攻擊入侵微生物的各種物質(zhì)。例如，抗體吸附于入侵的病原體以幫助固定它們不再擴散，抗體亦可直接殺死病原體或使其更容易被白細胞攻擊和消滅。此外，免疫系統(tǒng)可提供殺傷T細胞(還有其他類型的白細胞)以特異性地攻擊入侵微生物。
抗感染的藥物如抗生素、抗真菌藥或抗病毒藥能協(xié)助人體自然防御系統(tǒng)。因此，如機體的免疫系統(tǒng)嚴重受損，這些藥物亦常常失去作用。
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