百日咳杆菌侵入易感者呼吸道后，粘附于呼吸道上皮细胞纤毛上，繁殖并产生毒素而致病 。细菌产生的毒性物质淋巴细胞促进因子进入血流，使脾、胸腺及淋巴结释放出大量淋巴细胞，致血白细胞数和淋巴细胞分类增高；外毒素使呼吸道上皮细胞纤毛麻痹和细胞坏死，呼吸道产生粘稠的分泌物并排出受阻，潴留的分泌物不断刺激呼吸道神经末梢，通过咳嗽中枢引起痉咳；痉咳时患儿处于呼气状态，同时声门痉挛，痉咳停止时吸入大量气体快速通过痉挛的声门出现高调鸡鸣样吼声；长期痉咳使咳嗽中枢形成“优势兴奋灶”，致使患儿在受到其他刺激时，甚至病愈后一段时间亦可因上感而诱发痉咳 。
二、流行病学：病人为传染源，传染期多在发病的 1～3周，尤以第1周传染性最强 。通过飞沫传播 。婴幼儿最为易感，尤其6个月以下的婴儿发病率高，近年国外报告有不少成年百日咳患者 。病后多可获持久免疫力 。
四、预防小儿百日咳的有效方法第一，隔离患者
百日咳传染性很强，发现百日咳患者一定要及早将其隔离治疗，隔离期限从发病时开始至40天 。10岁以下与病人有接触的易感儿应隔离，观察21天，隔离期满即可接受预防接种；10岁以上的孩子不用隔离，但也要观察14天 。
第二，接种疫苗
预防宝宝患百日咳的最有效方法是接种疫苗，建议注射预防白喉、百日咳、破伤风三种疾病的混合剂进行预防，并在此强调必须完成全部三次注射，才能得到预期的免疫效果 。
此外，建议宝宝在出生后的3个月开始初种疫苗，每月1次，共3次 。若遇到百日咳流行时段，可提前至出生后的1个月进行接种疫苗 。
宝宝在疫苗注射后的1至2天内，可能会出现轻、中度发热的症状 。极个别案例在注射疫苗后48小时内会出现休克症状，或注射后数天或数周内出现脑病 。所以有过敏史、家族中有精神、神经病史和急性感染的宝宝均不适宜作此疫苗注射 。
第三，药物预防
婴幼儿免疫力较差，与百日咳患者有过接触的宝宝一定要及时就医，进行药物预防 。

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