Patogenitás és infekció Dr. Pusztai Rozália egyetemi tanár SZTE Orvosi Mikrobiológiai és Immunbiológiai Intézet Szeged szeptember 9.

Parazita és gazda kapcsolata Szimbiozis típusa mutualizmus kommenzalizmus parazitizmus obligát fakultatív nem abszolutizálható!

Patogenitás fogalom - általános és minőséget fejez ki, a mikrobafaj genotípusa által meghatározott potenciális betegség okozó képesség spektruma szűk (V. cholerae, T. pallidum) széles (rabies virus) szervrendszeri fajlagosság (E. coli) életkorral kapcsolatos specificitás (E. coli) típusa obligát (F. tularensis, Y. pestis) fakultatív (B. fragilis, L. pneumophila) opportunista

Virulencia konkrét mikróba populációra vonatkozó fogalom, számszerűen kifejezhető megbetegítő képesség, amely függ a gazdafajtól mértéke értékmérése (LD 50, ID 50, EID 50, TCID 50 ) fokozása csökkentése (attenuálás) faktorok

Koch posztulátumok (klasszikus) A mikroorganizmus az adott betegség minden esetéből kimutatható legyen a kóros elváltozások helyéről A mikroorganizmust színtenyészetben mutassák ki A kitenyésztett mikroorganizmus érzékeny kísérleti állatba oltva típusos betegséget okozzon A mikroorganizmus színtenyészetben legyen visszatenyészthető kísérleti állatbólA

Koch posztulátumok

Koch posztulátumok (értelmezésük molekuláris szinten) I. A virulenciáért felelős gén (vagy terméke) megtalálható legyen a betegséget okozó baktérium virulens törzsében és hiányoz- zon az avirulens törzsből A virulencia gén inaktiválása csökkentse az adott baktérium törzs virulenciáját

Koch posztulátumok (értelmezésük molekuláris szinten) II. Az avirulens baktérium a bejuttatott virulencia gén hatására váljon virulenssé A géntermékkel szemben képződött ellenanyag védőhatású legyen, vagy ha a sejt-közvetített immunitásnak van védőha- tása, akkor a géntermék protektív immunitást váltson ki

Virulencia faktorok Kolonizációs faktorok Invázióért felelős faktorok Túlélési faktorok Toxinok

Baktériumok virulenciafaktorai

Virulencia faktorok I. Kolonizációs faktorok fimbria, vagy pilus (N. gonorrhoeae) csilló (H. pylori, Proteusok) felületi adhezin: filamentosus hemagglutinin (B. pertussis), külső membrán proteinek (Y. enterocolitica) exopolisacharidok (P. aeruginosa, S. mutans) biofilm fibronektint kötő baktérium komponensek (S. aureus, T. pallidum)

Baktériumok sejtekhez kötődésének mechanizmusa

Virulencia faktorok I. Kolonizációs faktorok fimbria, vagy pilus (N. gonorrhoeae) csilló (H. pylori, Proteusok) felületi adhezin: filamentosus hemagglutinin (B. pertussis), külső membrán proteinek (Y. enterocolitica) exopolisacharidok (P. aeruginosa, S. mutans) biofilm fibronektint kötő baktérium komponensek (S. aureus, T. pallidum)

Biofilmképződés 1. Baktériumok megtapadása (reverzíbilis), 2. Exopolisacharid megjelenése, a baktériumok tapadása irreverzibilis, 3. Kialakul a biofilm korai formája, 4. Konzorcium kialakulása, 5. Terjedés, baktériumok leválása

Fogakon kialakult biofilm (plakk)

Virulencia faktorok II. Invázióért felelős faktorok baktérium felületi proteinek (pl. Shigella ipa- invasin plasmid antigens) sejt receptorok (C’ receptorok a phagocytáló sejtek felszínén) M. tuberculosis, L. pneumophila számára

Shigella és Salmonella bejutása és terjedése az intestinalis epitheliumban

Virulencia faktorok III. Túlélés faktorai hőshock proteinek phagocytosist gátló felületi molekulák (tokban, M protein, cord faktor) intrecelluláris túlélés faktorai antigén variációk enzimek (koaguláz, fibrinolizin, streptolizin, hialurinidáz, DNáz, RNáz, lecitináz, proteázok (sIgA1, metalloproteáz), ureáz, kollagenáz, elasztáz vasszerző mechanizmusok (siderophorok, proteolitikus enzim)

Intracelluláris túlélés mechanizmusai Túlélés a phagolysosomában pl. Leishmania, M. leprae Phagosomából cytoplasmába jutás pl. Rickettsia, Shigella, L. monocytogenes, T. cruzi Phagosoma és lysosoma fúziójának gátlás pl. Legionella, Toxoplasma, C. psittaci

Virulencia faktorok III. Túlélés faktorai hőshock proteinek phagocytosist gátló felületi molekulák (tokban, M protein, cord faktor) intrecelluláris túlélés faktorai antigén variációk enzimek (koaguláz, fibrinolizin, streptolizin, hialurinidáz, DNáz, RNáz, lecitináz, proteázok (sIgA1, metalloproteáz), ureáz, kollagenáz, elasztáz vasszerző mechanizmusok (siderophorok, proteolitikus enzim)

Sziderofor

In1A LLO ActA PlcB L. monocytogenes virulencia faktorai In1A-internalin, LLO-listeriolizin, ActA-actint polimerizáló felületi protein, PlcB-foszfolipáz

Virulencia faktorok IV. Toxinok E xotoxin Endotoxin

Exotoxinok tulajdonságai Eredet Gram-pozitív és Gram-negatív baktériumok termelik Kémiai tulajdonság fehérje Hőstabilitás általában hőlabilisak (kivétel pl. E. coli hőstabil (ST) enterotoxinja) Kódoló gén helye plazmid, bakteriofág, vagy baktérium kromo- szóma Toxicitás igen mérgező, toxoiddá alakíthatók ( kivétel eritrogén toxin) Antigenitás igen jó, velük szembe közömbösítő hatású anti- toxinok termelődnek Klinikai hatás inkubációs idő után jelentkező specifikus hatás

Tetanus opisthotonus risus sardonicus

6 hetes csecsemő Botulinizmus

Exotoxinok hatásmechanizmusa Toxin Célsejt Hatásmechanizmus A-B diphtheria számos fehérjeszintézis gátlása kolera bélsejt cAMP szint növelése Membránt károsít S. aureus α-toxin számos pórusképzés C. perfringens α- számos phospholipid hidrolizálás Superantigén S. aureus TSST T sejtek, cytokin-termelés indukálása makrofágok

A-B exotoxinok pl. diphtheria toxin pl. cholera toxin

Diftéria toxin hatásmechanizmusa

Vibrio cholerae enterotoxin hatásmechanizmusa

Exotoxinok hatásmechanizmusa Toxin Célsejt Hatásmechanizmus A-B diphtheria számos fehérjeszintézis gátlása kolera bélsejt cAMP szint növelése Membránt károsít S. aureus α-toxin számos pórusképzés C. perfringens α- számos phospholipid hidrolizálása Superantigén S. aureus TSST T sejtek, cytokin-termelés indukálása makrofágok

Membránt károsító exotoxin hatásmechanizmusa A. Pórusképzés

Membránt károsító exotoxin hatásmechanizmusa. B. Enzimatikus út (pl. phospholipid hidrolizálás) B

Exotoxinok hatásmechanizmusa Toxin Célsejt Hatásmechanizmus A-B diphtheria számos fehérjeszintézis gátlása kolera bélsejt cAMP szint növelése Membránt károsít S. aureus α-toxin számos pórusképzés C. perfringens α- számos enzimatikus út Superantigén S. aureus TSST T sejtek, cytokin-termelés indukálása makrofágok

MHC II molekulák és antigének (konvencionális - és superantigén) kölcsönhatása

Konvencionális - és a szuperantigének hatásmechanizmusa

Endotoxinok jellemzői Eredet A legtöbb Gram-negatív baktérium sejtfalában található Kémiai tulajdonság lipopoliszacharid Hőstabilitás stabilak 100 °C-on 1 óráig Kódoló gén helye baktérium kromoszóma Toxicitás gyenge, toxoiddá nem alakítható Antigenitás gyenge, kísérletileg a lipid A antitestek védenek a fertőzés ellen Klinikai hatás inkubáció nélkül (esetleg perc elteltével) hatnak, sokrétű toxikus hatás

Endotoxin hatásmechanizmusa *DIC: disszeminált intravascularis coagulatio

Endotoxinok pirogén hatása

Endotoxin kimutatása Lymulus test – gél koagulációs módszer Lymulus polyphemus (patkósrák) amoebocyta lizátuma endotoxin hatására megalvad

Fertőzés forrása Endogén Exogén Élőlény (ember, állat) Élettelen tárgy

A fertőzés forrása és terjedése

Fertőzés rezervoárja A kórokozó fennmaradását és szaporodását biztosítja a természetben élő inkubációs hordozó aktív hordozó rekonvaleszcens hordozó egészséges hordozó/ürítő élettelen

Fertőzés terjedésének módja Levegő Közvetlen (érintkezés) Közvetett Közvetített (vektor)

Fertőzés kapuja Légzőrendszer Gyomor-bél rendszer Urogenitalis rendszer Bőr

Fertőző agensek terjedése Horizontális Emberről emberre : légúti váladék, nyál, széklet, bőr (váladék, érintkezés), vér (transzfúzió, injekciós tű, ízeltlábú közvetítésével), nemi váladék, szemváladék Állatról emberre: nyállal (harapás), érintkezés fertőzött állat tetemével, ízeltlábú közvetítésével Vertikális transplacentaris

Fertőzőbetegség lefolyása Klinikai tünetek alapján latens vagy tünetmentes ambuláns vagy szubklinikai manifeszt Időbeli lefolyás alapján akut, szubakut, krónikus Népesség viszonylatában sporadikus, endémiás, epidemia, pandemia

Akut fertőző betegség lefolyása Szakaszai lappangási vagy inkubációs prodromális akut lábadozás vagy rekonvaleszcencia

Gazdaszervezet védelmében szerepet játszó faktorok genotípus életkor tápláltság hormonok bőr és nyálkahártyák aspecifikus és specifikus immunválasz