布鲁氏杆菌经皮肤伤口或粘膜进入人体后，附近毛细血管中的吞噬细胞会率先钻出来迎敌。只要免疫功能正常，任何侵入人体的不明外来生物都会受到免疫大军的阻击。倘若吞噬细胞没能将病菌全歼，便会随着布鲁氏杆菌的“余部”一同顺着淋巴液“漂流”到淋巴结，以便联合驻扎在那里的吞噬细胞，将这些病菌吞入“腹”中。
吞噬细胞会分泌消化酶彻底消灭敌“菌”。不过，布鲁氏杆菌是胞内寄生菌，能适应细胞内的环境。如果人体没有专门对付它的抗体，它就可以比非细胞内寄生的细菌更容易待在细胞内，并且由于身处正常细胞内，可免受人体体液中的特异性抗体和其他抗菌物质攻击。如此，吞噬细胞的吞噬作用反而起到了保护布鲁氏杆菌的效果。这时候，淋巴结就成了局部原发性病灶，一些强壮的细菌就会在吞噬细胞内就地取材，大肆进行代谢和繁殖活动，从内部逐渐瓦解吞噬细胞。
一批批布鲁氏杆菌，重新进入淋巴循环和血液循环，就形成了“全身无中毒症状，但血液中可检测出细菌存在”的菌血症。在血液里，吞噬细胞军队又来与布鲁氏杆菌作战，战场随血流扩展到全身。
随后，这些被吞噬的布鲁氏杆菌集中在肝、脾、骨髓等地开始繁殖，成了多发性病灶。当敌“菌”规模越来越大，吞噬细胞应接不暇时，布鲁氏杆菌则在细胞外的血液中代谢和繁殖，从而造成败血症，长时间引起间歇性发热，也就是“波浪热”、“弛张热”之名的由来。
除了巨噬细胞被撑破，布鲁氏杆菌同样会阵亡。但是该细菌细胞壁上都带有对宿主有害的脂质物质“内毒素”。布鲁氏杆菌被摧毁时，内毒素会随着破碎的尸体溶出，进入体液，就像死亡自爆一样，给人体带来最后的一次性毒害。一旦活着的布鲁氏杆菌在体内控制了局面，患者就开始出现全身性症状，如盗汗、食欲不振、肝脾处淋巴结肿大、全身肌肉和大关节疼痛、以脊柱为首的骨骼疼痛无力等等。
内毒素可致病理损伤，若机体免疫功能正常，通过细胞免疫及体液免疫清除病菌而获痊愈。如果免疫功能不健全，或感染的菌量大、毒力强，则部分细菌逃脱免疫，又可被吞噬细胞吞噬带入各组织器官形成新感染灶，有人称为多发性病灶阶段。经一定时期后，感染灶的细菌生长繁殖再次入血，导致疾病复发。组织病理损伤广泛。临床表现也就多样化。如此反复成为慢性感染 。
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