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痢疾桿菌主要的致病物質，是痢疾桿菌產生的內毒素和外毒素。痢疾桿菌是通過污染水和食物，經過消化道感染的傳染性疾病。痢疾桿菌進入人體后，在腸道中繁殖，繁殖過程中會產生毒素，包括內毒素。部分痢疾桿菌也會產生外毒素，又稱為腸毒素。導致感染痢疾桿菌患者發病的主要因素是內毒素吸收入血，導致機體出現炎癥反應。內毒素會刺激免疫細胞，釋放大量炎性介質，稱為細胞因子。這些細胞因子會影響體溫調節中樞，患者會出現寒戰、發熱癥狀。病情嚴重的患者，體內對內毒素會有超敏反應，導致血管收縮，影響有效血容量，從而導致低血壓休克，也稱為感染中毒性休克。此類患者在臨床上稱為重型菌痢患者，發生休克后如未能及時糾正，會影響生命，所以此類患者較危險。內毒素還會導致腦血管痙攣，患者會出現腦水腫，甚至出現腦疝，也是菌痢中較危重的臨床類型，稱為腦型菌痢。