[药学]第8章 抗感染免疫.ppt

第九章 抗感染免疫,主要内容,抗细菌感染免疫 抗病毒感染免疫 免疫增强剂,第一节 抗细菌感染免疫,细菌感染致病的机理 机体的抗菌机制 机体抗细菌感染的特异性免疫 细菌逃逸机体免疫的途径 机体抗细菌免疫的负面效果 一些抗细菌的疫苗,一、细菌感染致病的机理,细菌引起疾病的机制很多，但总体说来是: 1）释放毒素 2）入侵体内繁殖，破坏宿主细胞的物理结构。,细菌内毒素和外毒素的性质比较,产外毒素细菌的致病机理,有关名词：Cytotoxins, leukotoxins, neurotoxins， protoplasmic toxins. Tetanus toxin (tetanospasmin)沿神经干扩散至脊神经节，阻断神经突触的抑制性信号传递，导致肌肉抽搐，强直。 食物被肉毒梭菌（Clostridium botulinum）污染后，细菌产生肉毒素（botulinum toxin）被肠道吸收，约8个肉毒素分子就可阻断一个神经元信号的传递，导致呼吸麻痹。 由产气荚膜梭菌（C. perfringens）产生的毒素为一种磷脂酶，可引起溶血和组织破坏，有利于细菌进一步入侵。 炭疽毒素刺激巨噬细胞产生IL1和TNF导致全身性休克和死亡。,产内毒素细菌的致病机理,细菌侵入动物机体数分钟内即可引起急性炎症反应。这主要是细菌产生内毒素（LPS）直接作用于中性白细胞激活整合素(integrins)，内皮细胞激活选择素(selectins)，巨噬细胞诱导细胞因子的产生。,LPS引起败血性休克(septic shock),LPS LBP(Lipopolysaccharide-binding protein) CD14-LPS 单核细胞细胞膜 前炎症细胞因子：IL1, IL6, IL12, TNF 活性氧和活性氮：O2-, H2O2, OH, NO 花生四稀酸(arachidonic acid)：白细胞三稀（leukotrines） 前列腺素(prostaglandians) 动物产生一系列临床症状 精神沉郁，发热，酸中毒，低血压，组织乳酸增加，血浆氨茶碱类升高，DIC，肾、肝、肺损伤,Shwartzman reaction,皮内注射LPS 数小时后 静脉注射LPS 2-3小时内 第一次注射的部位出现严重的出血性坏死 原因： 第一次注射诱导产生IL12, IFN 地二次注射诱导产生大量的炎症性细胞因子,细菌侵入机体致病的机理,损伤血管，形成血栓和梗阻。 分泌对组织有破坏性的酶 透明质酸酶(hyaluronidase)：分解结缔组织的透明质酸，打开细胞空隙，有助于微生物扩散。 溶纤维酶（fibrinolytic enzymes），胶原酶(collagenases)，弹性蛋白酶(elastases)，破坏结缔组织。 蛋白酶(protease)：分解免疫球蛋白，补体。 凝固酶(coagolase)：形成凝血，有利于细菌生长。,二、机体的抗菌机制,抗御微生物的三种方法： 种属不敏感性 非特异性免疫抑制分子 特异性免疫反应 影响机体抗病力的主要因素 一些重要的化学物质 抗细菌的特异性免疫 热休克蛋白的作用,影响机体抗病力的主要因素,遗传因素，抗病品种。 激素：甲状腺素，低剂量类固醇，雌激素可增强免疫功能；高剂量类固醇，睾酮，孕酮可降低免疫功能。（雌性动物有更强的抗病能力） 营养因素：营养不良，蛋白质负平衡可降低免疫功能。,一些重要的抗菌物质,溶菌酶 脂肪酸 铁结合蛋白，如转铁蛋白，乳铁蛋白，结合珠蛋白。在溶血性贫血病例，血中铁离子升高，动物对细菌易感性增加。 活性氧，一氧化氮,三、抗细菌的特异性免疫,机体抗细菌的特异性免疫包括五个基本方面： 抗体中和毒素或酶。 抗体、补体、溶酶体杀死细菌。 抗体调理细菌，使其更易被吞噬和降解。 细菌在被激活的巨噬细胞内杀死。 由CTL和NK直接杀死。,抗产外毒素细菌感染的免疫,消灭细菌 中和细菌毒素 例如clostridia, B. anthracis,抗细菌感染的免疫,作为调理素：抗体和C3降解产物。 针对荚膜抗原(K)的抗体：抗细菌的抗吞噬作用。 抗黏附：K88, K99。 从分子数量上讲，IgM的调理能力比 IgG强500-1000倍，比IgG-补体介导的溶菌作用强100倍。,热休克蛋白的作用,热休克蛋白（heat shock proteins, HSP） 在正常温度下， HSP以很低的浓度存在于所有原核和真核生物中。轻微的应激（如低热）可引起HSP显著增加。如在E. coli, HSP占蛋白的总量可从1.5%升至15%。HSP可增加生物的热耐受度。细菌的HSP主要有三种：HSP, HSP90, HSP70。,Intracellular bacteria and their mechanisms of survival,The differential processing of live and dead bacteria,Dead bacteria Phagocytosed by macrophages IL1 Th2 cells IL4 and IL5 Antibody formation,live bacteria Organisms invade and grow in macrophages IL12 Th1 cells IFN Macrophage activation,免疫反应对细菌感染的作用,机体完全恢复健康。 Th1 or Th2。 Th1为抗胞内寄生菌所必需。Th1细胞产生IFN和IL2，激活巨噬细胞，消灭胞内寄生菌。如果不恰当激活Th2类免疫反应，细胞免疫受到抑制，巨噬细胞不能激活，则发生慢性进行性病变，可见于分支杆菌（mycobacterium）的感染。 如人的麻风病有两种类型：tuberculoid lepropsy (Th1型免疫反应)， lepromatous lepropsy (Th2型免疫反应)。,四、细菌逃逸机体免疫的途径,抗吞噬的荚膜。 胞内生长。 化脓链球菌的M蛋白结合到纤维蛋白原，掩盖了C3b结合部位。 E coli., M. tuberculosis, Pseudomona aeruginosa分泌化学物质抑制中性细胞的吞噬作用。 Pasteurella haemolytica 分泌毒素杀死反刍兽的肺泡巨噬细胞和羊的淋巴细胞。 Haemophils pleuropneumoniae 分泌毒素杀死猪的巨噬细胞。 Aflatoxin为免疫抑制剂，可降低禽对巴氏杆菌和沙门氏菌的抵抗力。,五、机体抗细菌免疫的负面效果,沙门氏菌裂解后释放出LPS吸附在红细胞上，由此诱发的免疫反应导致红细胞破坏，溶血，贫血。 猪丹毒抗原可分布在关节部位，形成免疫复合物，引起关节的炎症。给动物输入抗血清可加剧病情。,六、一些抗细菌的疫苗,类毒素(toxoids): tetanus toxoid + alum；Whole culture + formalin. 用胰蛋白酶作用可增强免疫原性。 死菌苗(bacterins)： 死菌苗诱导的免疫保护期最长不超过1年；猪丹毒疫苗的免疫保护期为4到5个月；马链球菌菌苗保护期不超过1年，但马腺疫康复后可终生免疫。 在菌苗中加入纯免疫原可改善疫苗的效果。E. coli. 菌苗 + K88, K99; 巴氏杆菌苗 + leukotoxoid。 活菌苗(live bacterial vaccine) 最成功的活菌苗是strain 19 of B. abortus，另一个是炭疽。,E coli. J5株缺O抗原,J5免疫对以下感染有效： E. coli Klebsiella pneumoniae Actinobacillus pleuropneumoniae H. influenza (type B) S. typhimurium Coliform mastitis,O side chains N-acetyl glucosamine Glucose Galactose J5 mutant Glucose-galactose ,Heptose phasphate,第二节 抗病毒感染免疫,病毒的结构及其抗原 病毒感染动物的机理 机体抗病毒的机理 机体抗病毒的特异性免疫反应 病毒逃逸机体免疫反应 机体抗病毒免疫的负面效果,一、病毒的结构及其抗原,壳粒（ Capsomers ） 衣壳（Capsid）+核酸 核衣壳,二、病毒感染的机理,吸附 入侵 脱壳 复制 转录 翻译 装配 释放,病毒吸附的受体,Rabies: the receptor for acetylcholine The Epstein-Barr virus (EBV): the receptor for C3 Rhinovirus: cell surface integrins HIV: CD4,三、机体抗病毒感染的机理,非特免疫机制（nonimmunological defense） 溶菌酶，碳水化合物结合蛋白等。 The different forms of interferons,感染病毒后机体的免疫反应,四、机体抗病毒感染特异性免疫,抗体介导的抗病毒反应 阻断病毒吸附到靶细胞 促进巨噬细胞对病毒的吞噬 启动补体介导的溶病毒作用 引起病毒聚集，降低病毒入侵细胞的能力 ADCC作用（有或无补体参与）。E.g. ND, BVD,传支（IB），猫白血病等。 抗体的中和病毒作用仅仅局限于该抗体所能到达的部位。E.g. ND免疫母鸡所产的雏鸡仍然易感NDV引起的呼吸道感染，这是因为呼吸道无相应的抗体。 参与病毒中和作用的抗体有IgG，IgA和IgM。IgE也有可能参与。 有的病毒和抗体结合后，进一步和体细胞上的Fc 受体结合，更易侵入细胞，例如猫传染性腹膜炎，水貂阿留申病，人HIV等。,细胞介导的抗病毒反应,缺乏抗体介导免疫反应的人可出现严重的细菌感染，但对天花免疫接种有正常反应，mumps, measles,chickenpox, influenza感染后可自行恢复。 被病毒感染的细胞可在病毒复制前在细胞表面表达病毒抗原。这些抗原被T细胞识别，然后被清除。 有的病毒抗原和TCR V链紧密结合作为超级抗原。E.g. ，Rabies virus nucleocapsid和V8T细胞结合，刺激T细胞，使免疫反应转向Th2类。因此，Rabies感染既有针对Rabies免疫反应，又有B细胞的多克隆反应。,NK细胞的抗病毒作用可以被 IFN增强。 巨噬细胞有明显的抗病毒活性。 有的病毒被巨噬细胞吞噬后，不引起细胞病变但可在细胞内增殖而持续存在。这样，巨噬细胞被激活， 产生IFN。 接种了禽痘疫苗的鸟类抗NDV感染的免疫功能增强，并可防止沙门氏菌在细胞内增殖。正常巨噬细胞无此功能。 抗病毒的免疫记忆存在时间长短不一。,五、病毒逃逸免疫反应,引起免疫抑制 病毒抗原变异 机体产生的抗体无中和作用 见于Maedi-visna慢病毒感染,病毒抗原变异,如A型流感病毒的囊膜上存在13种hemagglutinins（H）和9种neuraminidases (N)。 抗原漂移 基因发生点突变，产生小的流行。 产生变异株 病毒基因重组，发生大的流行。,机体产生的抗体不能中和病毒,虽然机体可产生针对病毒的抗体，但抗体-病毒复合物仍然具有感染性，如羊关节炎/脑炎病（caprine arthritis-encephalitis, CAE），水貂的啊留（Aleutian）申病和非洲猪瘟。 抗体和CAE病毒粒子结合起调理作用，CAE更容易被巨噬细胞吞噬，但CAE可在细胞内复制存活。 兔子免疫了CAE后可产生中和抗体，羊免疫了CAE+灭活分支杆菌后也可产生中和抗体。,慢病毒（lentivirus）感染,见于绵羊Maedi-visna综合征。 Maedi-羊的慢性肺炎；visna-慢性神经系统疾病。 中和抗体在患病绵羊产生缓慢，抗体和抗原的亲和力低，需20分钟结合，30分钟中和病毒。而病毒侵入细胞所需的时间仅为2分钟。这样，病毒在细胞间传播的速度比被中和的速度快得多。 免疫抑制可以减少损伤的程度。如果试图对该病进行免疫，则可加剧病情。,抗细菌免疫持续较短而抗病毒感染持续时间较长,其原因可能是病毒可在细胞内长时间存在，缓慢复制或不复制，例如疱疹病毒。当病毒处于静止期，病毒核酸在细胞内转录被阻断，不能产生病毒蛋白。当机体受到应激后，体内类固醇激素升高，免疫系统受到抑制，静止期的病毒再度被激活，刺激免疫系统。这种情况下，虽然免疫系统不能清除病毒，但可以防止临床症状产生，起免疫保护作用。,六、机体抗病毒免疫的负面效果,牛呼吸道合胞病毒(bovine respiratory syncytial virus, RSV)可诱导牛的特异性IgE反应，导致I型超敏反应。 在犬温热，巨噬细胞吞噬抗原抗体复合物后，释放自由基和其他毒性物质，损伤周围的细胞，尤其是少突神经胶质细胞（oligodendroglia），引起脱髓鞘作用，脑炎。 狗自然感染传染性肝炎病毒（I型腺病毒）或接种弱毒病毒后，病毒抗体复合物进入前眼房和角膜，导致中兴白细胞聚集，白细胞释放出酶损害角膜上皮，引起角膜上皮水肿，不透明（blue-eye）。90%被感染的狗可以自愈。,第三节 免疫增强剂,细菌及其产物 碳水化合物 免疫增强药物 左旋咪唑 维生素 干扰素 白介素2 其他细胞因子,细菌及其产物,很多细菌有免疫刺激作用，它们被巨噬细胞吞噬后，刺激巨噬细胞释放一系列细胞因子。 BCG（卡介苗）：由Calmette和Guerin研制成功。为减毒牛结核杆菌活菌苗，用于预防结核病。1942年，Freund发现BCG有免疫佐剂作用。1969年，首次报道BCG能缓解化疗药引起的急性淋巴细胞性白血病，随后，BCG被作为一种免疫调节剂用于临床肿瘤病的辅助治疗 。 MDP（胞壁酰二肽，muramyl dipeptide）：为分枝杆菌细胞壁中具有免疫活性的最小单位。将MDP包埋在脂质体中构成MDP-脂质体，比游离的MDP作用更强，且在体内的半衰期明显延长。MDP-脂质体能激活肺中的巨噬细胞，增强其杀伤肿瘤的能力，而游离的MDP则对肺中的巨噬细胞无激活作用。,碳水化合物,Yeasts Zymosan Glucans：作为鱼饲料添加剂，提高免疫功能 Plants 中草药,Serum HI antibody titres in the GPs immunised twice at a 3-week interval with PPV vaccines containing 1) no adjuvant, 2) GS-C, B1 (4 mg), 3) 1.5 % Al(OH)3, 4) 1.5% Al(OH)3 + GS-C, B1 (2 mg), 5) GS-C, B1 (2 mg) or 6) GS-C, B2 (2 mg) (4 GPs/group). The antibody titres were measured by HI tests two weeks after the booster injection. The bars with different letters are significantly different (P0.05).,Serum antibody titres in the GPs immunised with PPV vaccines containing Rb1 (830 g), Rg1 (830 g) + Rg1 (830 g), GS-C (2 mg) or saline with a 3 weeks interval. Blood samples were taken 2 weeks after the booster for HI tests. The bars with different letters were significantly different (P0.05).,Serum IgG1 and IgG2 antibodies in GPs immunised with vaccines containing Rb1 (830 g ), Rg1 (830 g), GS-C (4 mg) or saline (5 PGs/group). Samples were taken two weeks after booster vaccination and assayed by ELISA. The results are expressed as mean SD of optical density (OD at 450 nm).,Mean (SD) multiples of pre-treatment serum anti-OVA antibody titres in dairy cows (n=6/group) after two injections with saline only, saline with 4 mg ovalbumin (OVA) alone or in combination with 4, 16, 64 mg ginseng extract (GS). Values with different letters differ within the time point at P0.05.,Mean (SD) optical density (OD) of serum antibodies against S. aureus in dairy heifers (n=6/group) immunized twice, at 0 and 14 days, with a S. aureus bacterin only (A), or the bactaerin mixed with ginseng extract (B) or ginsenoside Rb1 (C). Values with different letters differ within time point at P0.05. * Values are significantly different from pre-immunisation within group (P0.05).,免疫增强药物,左旋咪唑：对免疫功能正常的动物无效。但对免疫功能低下的动物有以下作用： 刺激T细胞分化，增强T细胞对抗原的应答。 增加牛巨噬细胞的FcR，增强巨噬细胞和嗜中性白细胞的吞噬活性。 增加干扰素的产生，增强CTL活性。 在慢性感染和肿瘤病的治疗中起辅助作用。,维生素 干扰素 白介素2 其他细胞因子,维生素,维生素E缺乏可导致免疫抑制。补充维生素E可提高免疫反应。 补充维生素E可提高猪淋巴细胞对PWM的反应性。 奶牛产前几周通常嗜中性白细胞功能下降，巨噬细胞产生IL1和表达MH