一、细菌的致病性
细菌能引起机体感染的能力称为致病性。细菌能否引起疾病，与细菌的致病因素、机体的防御能力及外界环境因素等有关。
致病菌的致病机制，除与其毒力强弱有关外，还与侵入宿主机体的菌量、侵入部位是否合适等有着密切的关系。
（一）细菌的毒力
构成细菌毒力的要素是侵袭力和毒素。
1.侵袭力 病原菌突破机体的防御功能，并在体内一定部位定植、繁殖和扩散的能力称为侵袭力。其物质基础主要有：
（1）荚膜和微荚膜或类似结构：如化脓链球菌的M蛋白、肠道杆菌的O抗原、伤寒沙门菌Vi抗原以及某些大肠埃希菌K抗原等，都具有抵抗吞噬细胞的吞噬和体液中杀菌物质的作用，使病原菌在宿主体内迅速繁殖，产生病变。例如将无荚膜的肺炎链球菌注射至小鼠腹腔，细菌易被吞噬而清除；若注入有荚膜菌株，则细菌大量繁殖，常使小鼠在24小时内死亡。荚膜的抗吞噬作用可能由于抑制吞噬溶酶体的形成，也可能是由于荚膜黏液层比较光滑，不易被吞噬细胞捕捉；此外也可能是由于荚膜表面与吞噬细胞伪足所带电荷相同，两者相互排斥。
（2）菌毛及菌毛样黏附因子：菌毛具有黏附于组织细胞的能力。例如，肠道杆菌和弧菌的菌毛能使细菌吸附于肠上皮细胞；能引起尿路感染的病原性大肠埃希菌具有特殊的P菌毛，使细菌黏附于尿路上皮细胞，避免尿液冲洗，在发病中具有重要作用。
（3）侵袭性酶：化脓性链球菌产生的透明质酸酶分解结缔组织中的透明质酸；链激酶激活溶纤维蛋白酶原成为溶纤维蛋白酶，使纤维蛋白凝块溶解；产气荚膜梭菌产生的胶原酶能分解结缔组织的胶原组织；又如金黄色葡萄球菌产生的血浆凝固酶（coagulase）能加速血浆凝固，形成纤维蛋白的网状结构，阻止吞噬细胞接近和吞噬作用。
2.毒素 致病菌常能产生一种或多种细菌毒素，直接引起宿主的损伤。细菌的毒素分外毒素与内毒素。
（1）外毒素
1）来源、化学成分及结构特点：外毒素是G＋细菌及某些G－细菌的合成代谢产物，在细菌胞质内合成后释放到细胞外，或在细菌死亡溶解后释放出来。化学成分是蛋白质，大都由A、B两个亚单位组成。A亚单位为活性蛋白；B亚单位为结合蛋白。B亚单位与易感细胞膜上的受体结合；A亚单位随后进入易感细胞，作用于靶部位、发挥毒性作用。
2）种类及生物学作用：外毒素的毒性极强，例如1 mg肉毒毒素可杀死2亿只小鼠。不同种细菌外毒素能选择性地作用于各种不同的组织，引起特有的病理变化。外毒素的稳定性较差，易因加热等理化因素作用而破坏。受甲醛作用可使其活性蛋白灭活而不影响结合蛋白的抗原性，此即类毒素。外毒素刺激机体产生的中和抗体，称抗毒素。按毒性作用可将细菌外毒素分为神经毒素、细胞毒素及肠毒素等（表4-1）。
神经毒素：能选择性地作用于神经细胞引起功能紊乱。如肉毒毒素作用于运动神经元，干扰胆碱能使神经突触和神经肌肉接头部释放乙酰胆碱，使神经冲动不能传达至肌肉而引起麻痹；破伤风痉挛毒素与脊髓及脑干中神经元的神经节苷脂受体结合，干扰了抑制性神经元的正常调节作用，使肌肉持续收缩出现痉挛。
细胞毒素：作用于细胞代谢的某一环节，引起细胞代谢障碍以至细胞死亡。如白喉毒素作用于细胞中的辅酶Ⅰ，使之分解为烟酰胺与腺苷二磷酸核糖。后者与转位酶Ⅱ结合使之灭活，导致细胞内蛋白质合成过程中肽链延长受到抑制，导致细胞死亡。人体的心肌和外周神经细胞对白喉毒素特别敏感，因此，白喉患者易发生心肌炎与神经炎。其他多种细胞亦可受到白喉毒素的损害。
肠毒素：典型的肠毒素是在肠道局部产生并仅作用于局部的毒素，如霍乱弧菌肠毒素和某些肠产毒素性大肠埃希菌（ETEC）产生的肠毒素。其作用机理是激活细胞膜上的腺苷酸环化酶，使细胞内cAMP上升，水分与电解质通过小肠上皮细胞大量丢失，导致剧烈腹泻、脱水、血液浓缩、酸中毒与休克。引起食物中毒的金黄色葡萄球菌肠毒素与上述肠毒素不同，是在体外产生，食入后主要作用于呕吐中枢，引起胃肠道症状。
表4-1 主要外毒素的种类及作用
其他毒素：如产气荚膜梭菌的α毒素、化脓链球菌产生的红疹毒素、鼠疫耶尔森菌的鼠疫毒素以及金黄色葡萄球菌产生的α溶血毒素和剥脱性毒素等，亦应归类于细胞毒素。虽然作用机制不同，但都可直接作用于细胞引起细胞坏死。炭疽芽孢杆菌的毒性复合物能引起血管通透性增高，导致原发灶水肿、出血和全身循环衰竭。
（2）内毒素(https://www.daowen.com)
1）来源及理化特性：内毒素是G－细菌细胞壁的脂多糖，在菌体崩解时释放出来。各种细菌内毒素的成分基本相同，都是由脂类A、非特异的核心多糖和最外层的寡糖重复单位（O抗原决定簇）3部分组成。脂类A是一种特殊的糖磷脂，内毒素的毒性以及其他一些生物学活性都是由脂类A决定的。与外毒素相比，内毒素性质比较稳定，耐热，60℃数小时不被破坏，100℃1小时也不能破坏，必须加热160℃经2～4小时，或用强碱、强酸或强氧化剂加温煮沸30分钟才灭活。紫外线、超声波、氢化铝锂等理化因素可使内毒素的毒性降低，抗原性仍然保存，成为脱毒的内毒素。内毒素和脱毒的内毒素均可刺激机体产生相应的抗体。对G－菌感染如早期使用抗内毒素抗体，可大大降低病死率。有人提出用一种G－菌脂多糖制成脱毒内毒素预防各种G－菌毒血症。人体对内毒素很敏感，微量（0.001 mg）内毒素进入体内即可引起临床症状。
2）生物学作用：内毒素有多种生物学作用，既有致病作用，亦可诱发某种保护性效应。
发热反应：内毒素具有使机体发热的作用。极微量的内毒素（1～5 ng/kg）注入人体，2小时内可使体温上升，并维持4小时左右。内毒素的致热活性主要是通过内毒素作用于巨噬细胞，使其释放白细胞介素l（IL-1）等。IL-1作用于下丘脑的体温调节中枢，引起发热反应。将内毒素重复给动物静脉注射，机体可对内毒素的致热活性产生耐受现象而不再发热。这种耐受现象的机理尚未完全了解，可能是内毒素封闭了网状内皮系统，或是抗毒素抗体（IgM）的中和作用。
白细胞反应：注射内毒素后，血循环中白细胞数骤减，继之白细胞增多。白细胞数减少是由于白细胞黏附在组织毛细血管壁上；白细胞增多是因骨髓受到内毒素刺激释放大量白细胞，致使血循环中白细胞总数显著增多。但伤寒沙门菌内毒素却始终使血循环中白细胞总数减少，机制尚不清楚。
低血压与休克：内毒素休克是G－细菌败血症常见的并发症，以末梢循环衰竭和低血压为特征。其原因主要是由于内毒素作用于血小板、白细胞和补体系统，引起内源性血管活性物质如组胺、5－羟色胺和激肽等释放，使毛细血管扩张，通透性增加，静脉回流减少，心输出量降低而致严重低血压，最终可引起休克死亡。此外，内毒素还可作用于自主神经系统，释放肾上腺素等介质引起小血管舒缩障碍；内毒素也能直接抑制心肌对氧的利用，进一步降低心输出量，加重休克。因此，内毒素休克与因失血和失水引起的休克不同，单纯输血补液很难纠正。
弥漫性血管内凝血（DIC）：DIC是G－菌菌血症常见的并发症。感染性休克进一步发展，可以出现DIC。DIC形成主要有3个基本条件：①内毒素引起的低血压使血流缓慢，血细胞易于在血管内积集阻塞小血管；②血液灌注不足，组织缺氧，导致酸血症，使血管呈麻痹性扩张；③内毒素激活HagemanⅧ因子，活化血小板使其释放凝血因子，引起血液凝固。由于血管内凝血，各种凝血因子迅速消耗，引起出血。进而各器官出现缺血性或出血性坏死，重要器官功能衰竭可导致死亡。
其他致病作用：内毒素可使怀孕动物蜕膜出血并导致流产。孕妇发生G－菌引起的急性尿路感染时亦可发生早产。带肿瘤的动物注入内毒素后，可致肿瘤组织出血、坏死。
对机体的保护性效应：小量内毒素有刺激机体免疫系统、增强非特异性抵抗力、增强免疫应答以及保护机体减轻放射性损伤的作用；内毒素有佐剂活性，可促进机体对特异性抗原的体液免疫应答；而且LPS本身就刺激小鼠B细胞增殖，产生多克隆免疫球蛋白；内毒素可刺激吞噬细胞功能，诱导巨噬细胞产生IL-1、IFN、TNF等免疫活性物质；内毒素还是一类非胸腺依赖性抗原，直接刺激B细胞产生特异性抗体；内毒素作为菌体（O）抗原与相应抗体结合后激活补体的经典途径，也可直接激活补体替代途径；粗糙型G－杆菌可直接与C1结合而激活经典途径，因此比光滑型更易被杀死。
细菌外毒素与内毒素的主要区别见表4-2。
表4-2 细菌外毒素与内毒素的主要区别
（二）细菌入侵的数量
病原菌入侵机体引起感染，除必须具有一定的毒力外，还需有足够的数量。另外与机体的免疫力状况有关。一般是细菌毒力愈强，引起感染所需的菌量愈小；反之则菌量愈大。
（三）细菌侵入的门户
有了一定的毒力物质和足够数量的病原菌，若侵入易感机体的部位不适宜，仍然不能引起感染。各种病原菌都有其特定的侵入部位，这与病原菌需要特定生长繁殖的微环境有关。