发　病　机　制

由于非特异性尿路感染女性较为多见，故有关发病机制的研究多在女性进行。正常阴道及尿道口附近有UPEC移居生长，而女性的尿道又较短，这一解剖上的特点决定了女性容易罹患本病。雌激素可刺激阴道黏膜生长和增殖，增殖的上皮最后与细菌一同脱落，以便清除细菌。雌激素也可使糖原在细胞内储存，糖原的代谢有利于乳酸杆菌在阴道内生长，使阴道pH值降低，从而抑制UPEC的繁殖。但这种环境可被性交和杀精子避孕药所破坏，所以女性在性交或强烈的性活动后，性交后延迟排尿，或应用阴道隔膜及杀精子制剂避孕者，易患尿路感染。根据一组美国女大学生的调查，采用无润滑剂避孕套性交者，性交后的尿路感染增加2～8倍，而采用涂有杀精子避孕套性交者，腐生葡萄球菌的感染增加了74%。女性的尿路感染有周期性，感染大多发生在雌激素下降的月经期，而当排卵雌激素上升时，则感染显著下降，说明维持阴道内的正常环境有利于尿路感染的防治。

大多数UPEC细菌表面有两种菌毛（fimbriae或Pilli），即P菌毛和Ⅰ型菌毛，P菌毛由11种基因编码组成pap A～pap K，其中pap G（pilus associated with pyelonephritis）能与肾盂黏膜上的糖脂α-gal-1-4-βgal受体黏附，是引起肾盂肾炎最重要的毒素因子。而Ⅰ型菌毛则是UPEC细菌中分布最广的菌毛，Ⅰ型菌毛为复合纤维，长1～3μm，直径约7nm，包含Fim A亚单位及3种小亚单位Fim F、Fim G和Fim H。Fim A占整个菌毛蛋白的95%以上，Fim H则位于菌毛的尖端，它可与膀胱黏膜上的甘露糖受体结合，从而可使细菌在膀胱内立足，生长繁殖，引发感染。所以UPEC的菌毛是引起膀胱炎的关键所在。过去曾试图以整个菌毛作为抗原制造疫苗，但由于Fim A的抗原性多变，即使同一菌种的细菌，菌毛抗原也不一致，故试制的疫苗未获得成功。以后发现菌毛尖端的黏附素（adhesin，Fim H）在各种UPEC中均比较恒定，以Fim H中一小区Fim H1～25氨基酸为抗原制作的特异性抗体疫苗在鼠的实验性膀胱炎中，可使感染减少100%，细菌与受体的黏附减少99%以上，且对其他阳性杆菌科细菌亦有效，这一工作无疑对防止孕妇及老人的严重尿路感染奠定了基础。

膀胱最表层的细胞称为伞状细胞，其表面为水晶状的六角复合物所覆盖，该复合物由4种称为uroplakin的膜蛋白组成，即UPIa、UPIb、UPII和UPIII。横切面可见uroplakin朝向膀胱腔的细胞膜脂质层厚度是朝向细胞质面脂质层的2倍，这种特殊结构的细胞膜称为非对称性单位膜，其功能可减少细胞渗透性，增强稳定表面细胞并可防止因膀胱储尿过度而破裂。实验证明UPIa与UPIb可与表达Ⅰ型菌毛的细菌相黏合，在鼠中将E. Coli接种于膀胱内后，电子显微镜观察扫描，细菌与黏膜可呈单个黏附，有时也呈生物膜菌落状，突变后的E. Coli缺少Fim H黏附素者，则见不到细菌与膀胱黏附的现象，Ⅰ型菌毛可与其他黏附于膀胱壁上的细菌相互作用形成细菌生物膜，生物膜是一种新发现的细菌生物行为，将在下面做进一步讨论。(https://www.daowen.com)

菌毛除参与细菌和黏膜的黏附外，也可促使细菌内化而进入宿主细胞内，介导细菌对细胞的入侵。过去认为宿主细胞使细菌内化是先天性免疫的一部分，最近则认为细菌进入膀胱上皮细胞可能对细菌有利，进入细胞内的细菌比细胞外的细菌存活得更长。Fim H-细菌则不能侵入上皮细胞。Fim H介导的细胞入侵，将激活宿主一系列的信号传导，包括蛋白酪氨酸激酶与磷酸肌醇-3激酶的参与及细胞内的肌动蛋白和细胞骨架的重排，进入细胞内的细菌可在细胞内生殖繁衍，将膀胱黏膜细胞变为自身的繁殖地，可保护自己避免尿液的冲刷，也可在细胞内进入静止状态，不再繁殖而是待机复发。肌动蛋白细胞骨架对宿主细胞内化细菌起到了重要的作用。膀胱炎的复发可能与栖息在膀胱黏膜细胞内的细菌待时机成熟重新启动有关。

但宿主对入侵的细菌，可采取膀胱上皮片状脱落，使细胞内的细菌随膀胱上皮排出体外，这种脱落是宿主的防御措施之一。入侵的细菌激活了细胞内的凋亡程序，诱使特异性凋亡酶Caspase释放，最后将染色体DNA切断，而使细胞凋亡脱落。近来发现毒性很高的E.Coli O157：H7株细菌，其细胞表面具有Ⅲ型分泌系统的针样结构，亦有学者称为分子注射器，长约120μm，能将细菌的物质注入宿主的细胞内，而诱发细胞凋亡。