(一)發病原因
隨著時代的變遷致病細菌發生了很大變化。20世紀50年代以肺炎球菌為主;60年代金黃色葡萄球菌占優勢;70年代則以銅綠假單胞菌為主導;80年代由於氨基糖苷類抗生素的應用，銅綠假單胞菌相對減少，而耐青黴素葡萄球菌則相對增多;90年代以來其他革蘭陰性菌，如不發酵革蘭陰性杆菌、黏質沙雷菌、厭氧性細菌等有逐漸增多的趨勢。綜合國內、外文獻，目前常見的致病細菌如表1所示。
其中最常見的致病細菌有4種，即革蘭陽性菌中的肺炎鏈球菌(streptococcus pneumoniae，S)和金黃色葡萄球菌(staphylococcus aureus,S)，革蘭陰性菌中的銅綠假單胞菌(pseudomonas aeruginosa，P)和莫拉菌(moraxella，M)簡稱為SSPM感染。據日本橫濱大學近年來的對120例細菌性角膜炎的統計，SSPM感染占72.5%(87例)，上述4種致病細菌分別為15%(18例)、11.7%(14例)、35.8%(43例)、10%(12例)，美國、加拿大也有同樣的統計結果。這種傾向不僅出現在工業發達國家，發展中國家也是如此。菲律賓最近對1762例的統計，SSPM感染占92.2%(1624)，分別為4.7%(83例)、42.31%(745例)、26.6%(468例)及18.6%(328例)。
外傷是細菌性角膜炎最常見的危險因素之一，職業性眼前節的外傷中，有6%會發生細菌性角膜炎。在農村，角膜擦傷的患者發生細菌性感染的占5%。各種原因導致角膜上皮和基質的外傷，首先使角膜基質組織暴露於結膜囊正常菌群，易導致細菌感染;角膜異物及汙染水源濺入等均是外界細菌進入角膜的重要載體;如果患者有慢性細菌性瞼緣炎或淚囊炎存在，這些部位的細菌很容易導致角膜感染。
在發達國家，配戴角膜接觸鏡是細菌性角膜炎最常見的危險因素，所有類型的角膜接觸鏡都可能造成角膜的細菌感染，其中軟性接觸鏡過夜配戴者發生比例最高。統計資料顯示，硬性角膜接觸鏡配戴者每年角膜潰 瘍的發生率為0.02%，透 氣性硬性接觸鏡為0.04%，日戴型軟性接觸鏡0.04%，傳統型軟性接觸鏡即日夜配戴者為0.2%。配戴角膜接觸鏡導致角膜細菌感染，與接觸鏡本身對角膜上皮結構及功能的影響、鏡片及鏡片盒的細菌汙染、配戴和護理方式以及配戴者的生活與衛生習慣等均有密切關係。
眼表疾病當中，淚液量及淚液成分的異常及眼瞼閉合功能的破壞為常見的與角膜細菌感染相關的因素。所有引起角膜上皮破壞的病變如單孢病毒性角膜上皮性病變、長期應用抗生素或抗病毒藥物導致的上皮細胞中毒、局部長期使用糖皮質激素、內皮失代償所引起的大泡性角膜病變，以及各種累及角膜上皮的變性與營養不良等，均可能繼發細菌感染。
(二)發病機製
角膜細菌感染所導致的臨床表現是細菌與宿主反應共同作用的結果。
造成角膜炎的細菌種類眾多，其中以微球菌科(主要是葡萄球菌屬和微球菌屬)、鏈球菌屬、假單胞菌屬及腸杆菌科為主，約87%的細菌性角膜炎是由上述4類細菌所致。細菌菌屬的分布會因地域、環境、生活及衛生條件等因素影響而有所不同。北京市眼科研究所眼微生物室1989～1998年的統計結果顯示，銅綠假單胞菌、凝固酶陰性葡萄球菌、肺炎球菌、棒狀杆菌以及金黃色葡萄球菌是細菌性角膜炎的主要致病菌(表2)。
1.金黃色葡萄球菌性角膜炎 金黃色葡萄球菌能夠產生血漿凝固酶。在感染組織中可產生多種致病因子，根據其作用可分為兩種：與感染擴散有關的因子和毒性相關的因子。
(1)與感染擴散有關的因子包括：玻璃酸酶、脂酶、磷脂酶、核酸酶、明膠酶、纖溶酶、蛋白酶及溶解酶等。
(2)與毒性有關的因子：內毒素A、B、C、D和E、溶血毒素a、p、7和8、中毒性休克綜合征毒素-1，以及表皮鬆解毒素A和B。金黃色葡萄球菌的血漿凝固酶使細菌周圍形成一層纖維蛋白膜，將病灶包繞形成膿腫。溶血毒素具有殺白細胞的功能。
2.凝固酶陰性葡萄球菌性角膜炎 該菌本身不分泌很強的毒素，一般屬於弱毒菌或條件致病菌。其導致的角膜病變病程較緩慢，細菌周圍易形成一層生物膜。該膜由細菌分泌的糖蛋白組成，覆蓋在菌體表麵，細菌借助此膜與周圍的細菌黏附在一起形成細菌斑。在這種狀態下，細菌對抗生素的抵抗力明顯增強，使藥物難以起效。
3.肺炎球菌性角膜炎 肺炎球菌莢膜能夠逃避中性粒白細胞的吞噬，故容易侵入角膜組織並迅速擴散。該菌能分泌溶白細胞素、神經氨酸酶以及溶血毒素，造成組織破壞。此外，該菌產生的免疫球蛋白A分解酶能夠水解幾乎所有參與局部免疫反應的分泌型IgA，使眼局部的非特異性免疫功能受到抑製。
4.銅綠假單胞菌性角膜炎 銅綠假單胞菌感染除與眼部防禦能力下降有關外，主要與細菌的毒力和侵襲力有關。該菌能夠產生外毒素A、彈性蛋白酶、胞外酶s等重要致病物質。在銅綠假單胞菌鞭毛和蛋白酶的作用下，細菌易於移生到有組織破損的部位;黏多糖蛋白質複合體使細菌易黏附到組織細胞表麵;彈性蛋白酶、堿性蛋白酶及細胞毒素和溶血毒素有利於其侵入與繁殖，並造成角膜基質的壞死性損傷。
5.摩拉杆菌性角膜炎 不同種株的摩拉杆菌在眼部的致病性相近。該菌可產生蛋白酶與內毒素，分解破壞角膜組織。有些種株的摩拉杆菌能夠產生類似磷脂酶、玻璃酸酶及溶血毒素的酶類及毒素。
6.放線菌性角膜炎 奴卡菌屬導致的角膜炎在感染性角膜炎中所占的比例不足1/100。奴卡菌為專性細胞內生長的微生物，可在吞噬細胞內繁殖，不產生外毒素，繁殖速度較慢。細胞壁含有脂肽和脂多糖成分，不同菌種以及不同生長時期這些成分會有所差別。鐵離子是奴卡菌能夠在細胞內繁殖的重要因素。角膜的奴卡菌感染往往繼發於輕微損傷，體液與細胞免疫均參與了防禦機製。
7.鏈球菌性角膜炎 鏈球菌可產生多種毒素，主要有溶血毒素和紅疹毒素。溶血毒素具有細胞毒性;紅疹毒素為一種外毒素。鏈球菌也可產生一係列酶類，主要有鏈激酶和玻璃酸酶。前者能使纖溶酶原激活為纖溶酶，使纖維蛋白溶解;後者分解細胞外基質，有利於細菌擴散。
8.沙雷門菌性角膜炎 沙雷門菌很難侵入正常的角膜組織。隻有當角膜上皮屏障作用被破壞時，細菌才可侵入角膜基質內並進行繁殖。實驗證實，沙雷門菌導致的角膜炎其病變程度與細菌分泌蛋白水解酶的量正相關，強毒株產生的蛋白水解酶量多，引起的角膜溶解壞死反應明顯;反之，弱毒株的蛋白水解酶分泌量少，組織破壞也輕。
9.痤瘡丙酸杆菌性角膜炎 由於正常人穹隆結膜處為相對缺氧狀態，故常存在各種厭氧菌，其中40%～85%為痤瘡丙酸杆菌。該菌為條件致病菌，感染一般與黏膜屏障破壞和組織缺氧壞死有關。該菌釋放的多糖具有白細胞趨化性，細菌可在細胞內繁殖。痤瘡丙酸杆菌常與其他需氧菌或厭氧菌同時感染。
大多數細菌隻有在角膜上皮受損傷時方能侵入角膜基質層。細菌一旦進入角膜即發生多核白細胞(polymophonuclear leukocytes，PMN)趨化，釋放溶解酶導致基質壞死(stroma necrosis)。在一些毒性特別強的細菌如銅綠假單胞菌感染時，除上述原因外，細菌繁殖過程中也可產生蛋白溶解酶，因此病情更為嚴重和迅速(圖1)。雖然角膜後彈力膜對細菌穿透有一定的抵抗作用，但最終還是發生角膜穿孔。
