構(gòu)成病原菌毒力的主要因素是侵襲力和毒素。
侵襲力（Invasiness)是指細(xì)菌突破機(jī)體的防御機(jī)能，在體內(nèi)定居、繁殖及擴(kuò)散、蔓延的能力。構(gòu)成侵襲力的主要物質(zhì)有細(xì)菌的酶、莢膜及其他表面結(jié)構(gòu)物質(zhì)。
1．細(xì)菌的胞外酶：本身無毒性，但在細(xì)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(shù)致病性金黃色葡萄球菌能產(chǎn)生一種血漿凝固酶（游離血漿凝固酶)，能加速人或兔血漿的凝固，保護(hù)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(zhì)，通過血漿中的激活因子變成凝血樣物質(zhì)后，才能使血漿中的纖維蛋白原變?yōu)槔w維蛋白因而血漿凝固。金黃色葡萄球菌還產(chǎn)生第二種血漿凝固酶（凝聚因子)，結(jié)合在菌細(xì)胞上，在血漿中將球菌凝集成堆，無需血漿激活因子，而是直接作用于敏感的纖維蛋白原。在抗吞噬作用方面，凝聚因子比游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(shù)引起人類感染的鏈球菌能產(chǎn)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，鏈球菌感染由于容易溶解感染局部的纖維蛋白屏障而促使細(xì)菌和毒素?cái)U(kuò)散。致病性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(qiáng)，在致病性上意義不大。
（3)透明質(zhì)酶酶（Hyaluronidase)：或稱擴(kuò)散因子(Spreading factor)是一種酶，可溶解機(jī)體結(jié)締組織中的透明質(zhì)酸，使結(jié)締組織疏松，通透性增加。如化膿性鏈球菌具有透明質(zhì)酸酶，可使病細(xì)菌在組織中擴(kuò)散，易造成全身性感染。
此外，產(chǎn)氣莢膜桿菌可產(chǎn)生膠原酶，是一種蛋白分解酶，在氣性壞疽中起致病作用。許多細(xì)菌有神經(jīng)氨酸酶，是一種粘液酶，能分解細(xì)胞表面的粘蛋白，使之易于感染。A族鏈球菌產(chǎn)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，稀薄而不粘稠。
2．莢膜與其他表面結(jié)構(gòu)物質(zhì)：細(xì)菌的莢膜具有抵抗吞噬及體液中殺菌物質(zhì)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、肺炎桿菌及流行性感冒桿菌的莢膜是很重要的毒力因素。例如：將無莢膜細(xì)菌注射到易感的動(dòng)物體內(nèi)，細(xì)菌易被吞噬而消除，有莢膜則引起病變，甚至死亡。
有些細(xì)菌表面有其他表面物質(zhì)或類似莢膜物質(zhì)。如鏈球菌的微莢膜（透明質(zhì)酸莢膜)、M-蛋白質(zhì)；某些革蘭氏陰性桿菌細(xì)胞壁外的酸性糖包膜，如沙門氏桿菌的Vi抗原和數(shù)種大腸桿菌的K抗原等。不僅能阻止吞噬，并有抵抗體和補(bǔ)體的作用。此外粘附因子，如革蘭氏陰性菌的菌毛，革蘭氏陽性菌的膜磷壁酸在細(xì)菌感染中起重要作用。
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(zhǎng)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(duì)小白鼠的致死量為10-6mg;白喉毒素對(duì)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?xiàng)U菌所產(chǎn)生的外毒素，雖對(duì)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(dòng)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(shí)，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(dòng)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(shí)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(jiān)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(shí)不被破壞，必須加熱160℃，經(jīng)2～4小時(shí)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(duì)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)槔w維蛋白，造成DIC；由于血小板與纖維蛋白原大gydjdsj.org.cn/yishi/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(dòng)物皮內(nèi)，次日再以內(nèi)毒素靜脈注射，數(shù)小時(shí)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(shí) |
| 毒性作用 | 強(qiáng)，微量對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有致死作用（以u(píng)g計(jì)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(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)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)gydjdsj.org.cn/zhuyuan/體產(chǎn)生高效價(jià)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(dòng)免疫 | 刺激機(jī)體對(duì)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 |
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(shù)量和適當(dāng)?shù)那秩氩课�。有些病原菌毒力極強(qiáng)，極少量的侵入即可引起機(jī)體發(fā)病，如鼠疫桿菌，有數(shù)個(gè)細(xì)菌侵入就可發(fā)生感染。而對(duì)大多數(shù)病原菌而言，需要一定的數(shù)量，才能引起感染，少量侵入，易被機(jī)體防御機(jī)能所清除。
病原菌的侵入部位也與感染發(fā)生有密切關(guān)系，多數(shù)病原菌只有經(jīng)過特定的門戶侵入，并在特定部位定居繁殖，才能造成感染。如痢疾桿菌必須經(jīng)口侵入，定居于結(jié)腸內(nèi)，才能引起疾病。而破傷風(fēng)桿菌，只有經(jīng)傷口侵入，厭氧條件下，在局部組織生長(zhǎng)繁殖，產(chǎn)生外毒素，引發(fā)疾病，若隨食物吃下則不能引起感染。
病原菌的這種特性是它的寄生與機(jī)體免疫系統(tǒng)抗寄生相互作用，長(zhǎng)期進(jìn)化過程中相互適應(yīng)的結(jié)果。
