一、细菌的致病性
（一）细菌的毒力
构成病原菌毒力的主要因素是侵袭力和毒素。
1.侵袭力 侵袭力是指细菌突破机体的防御机能，在体内定居、繁殖及扩散、蔓延的能力。构成侵袭力的主要物质有细菌的胞外酶、荚膜及其他表面结构物质。
1）细菌的胞外酶 本身无毒性，但在细菌感染的过程中有一定作用。常见的如下。
（1）血浆凝固酶（coagulase）：致病性金黄色葡萄球菌能产生一种血浆凝固酶（游离型血浆凝固酶），能加速人或兔血浆的凝固，保护病原菌不被吞噬或免受抗体等的作用。血浆凝固酶是一种类似凝血酶原（prothrombin）的物质，通过血浆中的激活因子变成凝血样物质后，才能使血浆中的纤维蛋白原变为纤维蛋白，从而使血浆凝固。金黄色葡萄球菌还产生第二种血浆凝固酶（结合型血浆凝固酶），附着于细菌细胞上，在血浆中将球菌凝集成堆，无需血浆激活因子，而是直接作用于敏感的纤维蛋白原。在抗吞噬作用方面，结合型血浆凝固酶比游离型血浆凝固酶意义更为重要。
（2）链激酶（streptokinase）：或称链球菌溶纤维蛋白酶（streptococcal fibrinolysin），大多数引起人类感染的链球菌能产生链激酶。其作用是能激活溶纤维蛋白酶原或胞浆素原（plasminogen）成为溶纤维蛋白酶或胞浆素（plasmin），而使纤维蛋白凝块溶解。因此，链球菌感染由于容易溶解感染局部的纤维蛋白屏障而促使细菌和毒素扩散。致病性葡萄球菌也有溶纤维蛋白酶，称为葡激酶，其作用不如链激酶强，在致病性上意义不大。
（3）透明质酸酶（hyaluronidase）：或称扩散因子（spreading factor），可溶解机体结缔组织中的透明质酸，使结缔组织疏松，通透性增加。如化脓性链球菌具有透明质酸酶，可使细菌在组织中扩散，易造成全身性感染。
此外，产气荚膜梭菌可产生胶原酶，是一种蛋白分解酶，在气性坏疽中起致病作用。许多细菌有神经氨酸酶，是一种黏液酶，能分解细胞表面的黏蛋白，使之易于感染。A群链球菌产生的链道酶（一种脱氧核糖核酸酶），能分解脓液中的DNA，因此，该菌感染所致的脓液，稀薄而不黏稠。
2）荚膜及其他表面结构物质 细菌的荚膜具有抵抗吞噬及体液中杀菌物质的作用。肺炎链球菌、A群和C群乙型链球菌、炭疽杆菌、鼠疫杆菌、肺炎杆菌及流感嗜血杆菌的荚膜是很重要的毒力因素。例如：将无荚膜细菌注射到易感的动物体内，细菌易被吞噬而消除，有荚膜则引起病变，甚至死亡。
有些细菌表面有其他表面物质或类似荚膜物质。如链球菌的微荚膜（透明质酸荚膜）、M-蛋白质；某些革兰阴性杆菌细胞壁外的酸性糖包膜，如沙门菌的Vi抗原和大肠杆菌的K抗原等。它们不仅能阻止吞噬，并有抵抗抗体和补体的作用。此外，黏附因子，如革兰阴性菌的菌毛、革兰阳性菌的膜磷壁酸，在细菌感染中起重要作用。
2.毒素 细菌毒素（toxin）按其来源、性质和作用的不同，可分为外毒素和内毒素两大类。
1）外毒素（exotoxin）多数革兰阳性菌和少数革兰阴性菌在生长繁殖过程中释放到菌体外的蛋白质。若将产生外毒素细菌的液体培养基用滤菌器过滤除菌，即能获得外毒素。
外毒素毒性极强，微量即能使易感机体致死。如肉毒杆菌产生的肉毒素毒性最强，1 mg可杀死2000万只小白鼠；破伤风痉挛毒素对小白鼠的半数致死量为10-6 mg，白喉毒素对豚鼠的半数致死量为10-3 mg。
产生外毒素的细菌主要是某些革兰阳性菌，也有少数是革兰阴性菌，如志贺氏痢疾杆菌的神经毒素、霍乱弧菌的肠毒素等。外毒素具亲组织性，选择性地作用于某些组织和器官，引起特殊病变。例如，破伤风杆菌、肉毒杆菌及白喉杆菌所产生的外毒素，虽对神经系统都有作用，但作用部位不同，临床症状亦不相同。破伤风杆菌毒素能阻断胆碱能神经末梢传递介质（乙酰胆碱）的释放，麻痹运动神经末梢，导致眼及咽肌等的麻痹；白喉杆菌外毒素有和周围神经末梢及特殊组织（如心肌）的亲和力，通过抑制蛋白质合成可引起心肌炎、肾上腺出血及神经麻痹等。有些细菌的外毒素已证实为一种特殊酶。例如，产气荚膜的甲种毒素是卵磷脂酶，作用在细胞膜的磷脂上，引起溶血和细胞坏死等。
一般外毒素是蛋白质，分子量27000～900000，不耐热。白喉毒素经加温（58～60 ℃）1～2 h，破伤风毒素60 ℃ 20 min即可被破坏。外毒素可被蛋白酶分解，遇酸发生变性。在甲醛作用下可以脱毒成类毒素，但保持抗原性，能刺激机体产生特异性的抗毒素（表1-1）。
表1-1 细菌外毒素举例(https://www.daowen.com)
2）内毒素（endotoxin）革兰阴性菌（如伤寒杆菌、结核分枝杆菌、痢疾杆菌等）的菌体中存在的毒性物质的总称。其本质是革兰阴性菌细胞壁的脂多糖，通常由菌体死亡崩解时游离出来。这种由菌体裂解后释出的毒素，又称之为“热原”。其毒性成分主要为脂多糖的组分——类脂A。内毒素位于细胞壁的最外层，覆盖于细胞壁的黏肽上。各种细菌的内毒素的毒性较弱，但作用结果大致相同，没有器官特异性。可引起发热、微循环障碍、内毒素休克及弥散性血管内凝血等。内毒素不是蛋白质，因此非常耐热。在100 ℃的高温下加热1 h也不会被破坏，只有在160 ℃的温度下加热2～4 h，或用强碱、强酸或强氧化剂加温煮沸30 min才能破坏它的生物活性。内毒素耐热而稳定，抗原性弱。可刺激机体产生抗体，但无中和作用，不形成抗毒素，经甲醛处理也不能成为类毒素。
与外毒素不同之处在于：把内毒素注射到机体内虽可产生一定量的特异免疫产物（称为抗体），但这种抗体抵消内毒素毒性的作用微弱。外毒素与内毒素的区别如表1-2所示。
3）内毒素毒性反应 内毒素血症可以出现在多系统的多种疾病中，通常导致致死性感染性休克、多器官功能衰竭、弥散性血管内凝血等，病死率极高。
内毒素血症可引起一系列病理生理改变。
（1）发热反应：内毒素可直接作用于下丘脑体温调节中枢，或作用于单核巨噬细胞，使之释放内源性致热原。
表1-2 外毒素与内毒素的区别
（2）血压降低：内毒素促使血管活性物质如缓激肽、组胺、5-羟色胺等释放，使血压下降，导致微循环障碍即中小血管动脉粥样硬化。
（3）引起白细胞和血小板减少：这与内毒素可移动并黏附至组织毛细血管有关。内毒素会激活凝血、纤溶系统，产生出血倾向，进而导致弥散性血管内凝血，如脑血栓等。
（4）激活补体：经C3旁路或经典途径激活补体。
（5）损害肝脏：直接或间接损害肝脏，如脂肪肝等；引起糖代谢紊乱及酶学、蛋白质代谢的改变，如糖尿病等。
（6）激活其他炎症因子：激活白三烯、前列腺素、巨噬细胞、单核细胞及内皮细胞活性，产生亚急性和慢性的炎症反应。
4）内毒素休克 当病灶或血流中革兰阴性病原菌大量死亡，释放出来的大量内毒素进入血液时，可发生内毒素血症。大量内毒素作用于机体的巨噬细胞、中性粒细胞、内皮细胞、血小板，以及补体系统和凝血系统等，便会产生白介素-1、白介素-6、白介素-8、肿瘤坏死因子α、组胺、5-羟色胺、前列腺素、激肽等生物活性物质。这些物质作用于小血管造成功能紊乱而导致微循环障碍，临床表现为微循环衰竭、低血压、缺氧、酸中毒等，严重时导致患者发生以微循环衰竭和低血压为特征的休克，这种病理反应称作内毒素休克。
（二）影响细菌致病性的其他因素
病原性细菌除需要一定的毒力以外，还需要一定的数量和适当的侵入途径与定居部位才能引起机体发生感染，也与机体免疫力、环境因素等密切相关。