白喉的致病物質(zhì)主要是白喉毒素。白喉毒素是含有兩個(gè)二硫鍵的多肽鏈，分子量為62，000。經(jīng)蛋白酶水解后，可分為a和b兩個(gè)片段，中間仍由二硫鍵聯(lián)接。b片段，無(wú)酶活性，但能與宿主易感細(xì)胞表面特異性受體結(jié)合，并通過(guò)易位作用使a片段進(jìn)入細(xì)胞。a片段具有酶活性，能將氧化型煙酰胺腺嘌呤二核苷（nad ）水解為煙酰胺及腺嘌呤二磷酸核糖（adpr）兩部分，并催化延伸因子-2（elongation factor-2,ef-2）與adpr共價(jià)結(jié)合，使ef-2失去轉(zhuǎn)位活性，從而中止肽-trna及mrna在核糖體上由受位轉(zhuǎn)移至供位，肽鏈不能延長(zhǎng)，細(xì)胞蛋白質(zhì)合成受阻，細(xì)胞死亡，病變產(chǎn)生。
僅攜帶β-棒狀桿菌噬菌體的溶源性白喉?xiàng)U菌才能產(chǎn)生外毒素，因?yàn)榘缀矶舅鼐褪?beta;棒狀桿菌噬體毒素基因（tox ）編碼的蛋白質(zhì)。tox 基因的表達(dá)與菌體無(wú)機(jī)鐵含量密切相關(guān)，鐵含量適量時(shí)， tox 基因表達(dá)，否則不表達(dá)。白喉?xiàng)U菌尚產(chǎn)生一些侵襲性物質(zhì)，如類似于結(jié)核桿菌的索狀因子（cord factor）,能破壞細(xì)胞的線粒體膜，導(dǎo)致呼吸和氧化磷酸化作用受到抑制。
白喉的傳染源是白喉病人及恢復(fù)期帶菌者。本菌存在于假膜及鼻咽腔或鼻分泌物內(nèi)，經(jīng)飛沫、污染物品或飲食而傳播。白喉?xiàng)U菌侵入易感者上呼吸道，通常在咽部粘膜生長(zhǎng)繁殖，并分泌外毒素及侵襲性物質(zhì)，引起局部炎癥和全身中毒癥狀。局部粘膜上皮細(xì)胞發(fā)生壞死，血管擴(kuò)張，粒細(xì)胞浸潤(rùn)及纖維滲出，因此形成灰白色膜狀物，稱為假膜（pseudomembrane），若病損進(jìn)一步擴(kuò)展至喉部或氣管內(nèi)，可引起呼吸道阻塞，甚至窒息。盡管細(xì)菌一般不侵入血流，但外毒素可被吸收入血，迅速與易感組織細(xì)胞結(jié)合，使心肌、肝、腎和腎上腺等發(fā)生退行性病變，并可侵犯腭肌和咽肌的周?chē)窠?jīng)細(xì)胞，臨床上出現(xiàn)心肌炎和軟腭麻痹、聲嘶、腎上腺機(jī)能障礙，血壓下降等癥狀。本菌偶有侵害眼結(jié)膜、外耳道、陰道和皮膚傷口等處，也可形成假膜。
白喉病后有較強(qiáng)的免疫力，主要是機(jī)體能產(chǎn)生中和白喉外毒素的抗體(lgg）。1～5歲易感性最高，5歲以上易感性逐漸下降，成人絕大多數(shù)由于隱性感染或預(yù)防接種，已獲得免疫力。
錫克氏試驗(yàn)（schick's test）用于測(cè)定人體對(duì)白喉有無(wú)免疫力，確定是否需要預(yù)防接種。方法是在左前臂屈側(cè)皮內(nèi)注射0.1ml白喉毒素（含1/50的豚鼠最小致死量），同樣在右前臂屈側(cè)皮內(nèi)注射對(duì)照毒素（加熱80℃經(jīng)5分鐘破壞其毒性）0.1ml，作為對(duì)照。陰性反應(yīng)，兩側(cè)注射處都沒(méi)有出現(xiàn)紅暈或浸潤(rùn)，表露機(jī)體對(duì)白喉有免疫力。陽(yáng)性反應(yīng)，左側(cè)注射處24～36小時(shí)后，出現(xiàn)圓形微隆起紅暈，逐漸形成紅腫硬塊，至第四天達(dá)最高峰，直徑達(dá)1～2cm，7～14日后反應(yīng)逐漸消退，而對(duì)照側(cè)沒(méi)有反應(yīng)，表示對(duì)白喉沒(méi)有免疫力。假陽(yáng)性反應(yīng)，表示既有免疫力，又有變態(tài)反應(yīng)。混合反應(yīng)，表示機(jī)體對(duì)白喉毒素沒(méi)有抗毒免疫力，但對(duì)毒素蛋白則有變態(tài)反應(yīng)，應(yīng)注意區(qū)別。
預(yù)防接種效果良好，可顯著降低發(fā)病率和病死率。6個(gè)月以上至3見(jiàn)兒童應(yīng)預(yù)防接種白喉類毒素、破傷風(fēng)類毒素和百日咳菌苗三聯(lián)制劑或明礬淀白喉類毒素。8歲以上錫克氏試驗(yàn)陽(yáng)性者也需接種。對(duì)密切接觸過(guò)白喉病人的易感兒童，可肌內(nèi)注射1000～2000單位白喉抗毒素作緊急預(yù)防，同時(shí)注射白喉類毒素以便延長(zhǎng)免疫力。
白喉抗毒素做為特效治療制劑，應(yīng)在發(fā)病早期注射足量的白喉抗毒素，一般用量為2萬(wàn)～10萬(wàn)單位，作肌肉注射，重者可作靜脈滴注。使用抗毒素血清之前進(jìn)行皮膚試驗(yàn)，防止發(fā)生異種血清過(guò)敏反應(yīng)。使用抗毒素的同時(shí)，應(yīng)給予抗菌治療，如用普魯卡因青霉素肌注，直至癥狀消失和白喉?xiàng)U菌培養(yǎng)陰性為止。