鼠疫耶尔森菌抗原构造复杂，至少有18种。除染色体基因可编码部分抗原以外，有些与毒力有关的重要抗原则由鼠疫耶尔森菌携带的几种质粒所编码。
1．F1抗原（fraction1Antigen）由65×106质粒编码，构成鼠疫耶尔森菌的荚膜结构，是一种糖蛋白，但不耐热，100℃15分钟失去活性。F1抗原具有抗吞噬作用，是该菌重要的毒力成分，其合成受温度控制，37℃时F1抗原合成明显增加，28℃培养则合成减少。在蚤体内（﹤30℃）鼠疫耶尔森菌缺乏此结构，当传播给哺乳动物宿主后，则表达荚膜结构，并表现出明显的抗吞噬作用。F1抗原特异性高，免疫原性强，其相应抗体具有免疫保护作用，故F1抗原也是鼠疫耶尔森菌的保护性抗原。
2．V/W抗原由45×106质粒基因编码。V抗原为可溶性蛋白，存在于菌细胞质中，W抗原为脂蛋白，位于菌体表面，二者总是同时出现。其合成除受温度（37℃）控制以外，钙离子缺乏，细菌生长受抑制，繁殖终止时，V/W抗原大量合成。V/W抗原具有抗吞噬、形成局部肉芽肿以及促细菌在细胞内存活等作用，与细菌侵袭力有关，也是重要的毒力成分。V抗原可相对抑制IFN-γ和TNF的产生，从而抑制免疫作用。
3．pH6抗原是在哺乳动物体内（35℃～37℃），局部酸化的微环境中（pH6.0），如巨噬细胞溶酶体或脓肿中，由细菌染色体DNA编码的一种表面蛋白（菌毛结构），对热不稳定，56℃30分钟丧失活性。具有介导粘附和抑制吞噬等作用。
4．外膜抗原鼠疫耶尔森菌具有多种外膜蛋白（yersiniaoutermembraneprotein，Yop），共同构成外膜抗原，目前已知的Yop基因均由45×106质粒携带，通常在37℃宿主体内选择性合成Yop，这些蛋白能够促进细菌在宿主体内扩散，抵抗吞噬作用，并且具有细胞毒性等作用。
5．T抗原即毒素抗原。由65×106质粒基因编码，为可溶性蛋白，具有外毒素性质，对鼠类具有强烈的毒性作用，又称为鼠毒素（murinetoxin，MT），免疫原性强，可用0.4%甲醛脱毒制成类毒素，用于免疫动物制备抗毒素。T抗原只有在细菌自溶或用胆盐溶解、超声波破碎菌体后，才能释放出来。鼠疫是自然疫源性传染病，鼠疫耶尔森菌主要寄生于啮齿类动物，传播媒介以鼠蚤为主。蚤因吸吮了受染动物的血液而变为有传染性。病菌在蚤肠内大量繁殖，直至蚤前胃腔全被菌堵塞，而使食物无法通过，饿蚤极力吸血时，先将前胃内容物从吻注入宿主伤口，然后吸血，由此造成传播。在人类鼠疫流行之前，往往先有鼠类鼠疫流行，当大批病鼠死亡，鼠蚤失去原宿主而转向人类，引起人类鼠疫。人患鼠疫后，尚可通过人蚤或呼吸道途径在人群间流行。
临床上常见的有腺型、败血症型和肺型三种类型。
①腺型鼠疫：最常见，多发生于流行初期。病菌通过疫蚤叮咬的伤口进入人体后，被吞噬细胞吞噬，在细胞内繁殖，并沿淋巴管到达局部淋巴结，引起出血坏死性淋巴结炎。多见于腹股沟淋巴结。
②败血症型鼠疫：可原发或继发。前者常因机体抵抗力弱，病原菌毒力强，侵入体内菌量多所致；后者多继发于腺型鼠疫，病菌侵入血流所致。此型病情凶险，发病初期体温高达39℃～40℃，皮肤粘膜出现出血点，若抢救不及时，可在数小时至2～3天发生休克而死亡。
③肺鼠疫：由于吸入带菌尘埃飞沫可直接造成肺部感染（原发型），或由腺鼠疫、败血症型鼠疫继发而致。患者高热，咳嗽，痰中带血及大量病菌，可在2～3天内死于休克、心力衰竭等。死者皮肤常呈黑紫色，故有“黑死病”之称。被鼠疫耶尔森菌感染后，能够获得牢固持久免疫力，再次感染者罕见。病菌的消灭主要依靠吞噬细胞的吞噬作用、相应抗体的调理吞噬和中和毒素等作用。持久的免疫则主要依靠细胞免疫作用。
