兽医免疫学2（2011修改）课件

教学安排,课堂教学 6学时 实验教学 3学时 主要参考书 1）崔治中等：兽医免疫学，中国农业出版社。 2）杨汉春：动物免疫学，中国农业大学出版社。 返回,绪论,一、免疫及免疫学的概念 二、免疫学发展历史 三、免疫的基本特性和基本功能 四、动物免疫学在畜牧业中的应用,一、免疫及免疫学的概念,（一）免疫的概念 1、古典免疫：免疫一词最早来自拉丁文Immunis，意思是免除兵役、免除赋税。免疫学Immunology来自该词。 2、传统免疫：指有机体免除传染病感染、抵抗传染病的能力。 3、现代免疫：免疫是有机体识别自身（自身组织）和非自身（非自身物质），并保持自身完整性的生物生理学反应。,(二)免疫学的概念,免疫学是研究有机体如何识别和排斥“非已”抗原物质的一门科学。 动物在长期进化过程中，形成了一套完整的组织器官结构，称为免疫系统，具有精确的识别自身和非自身的能力。对自身组织不发生任何反应，称为天然免疫耐受现象，对非自身物质（外来侵入者：微生物、寄生虫、有害理化因素、致癌物质等；内部破坏者：衰老破损细胞、突变细胞）进行排除和消灭。,三、免疫的基本特性和基本功能,（一）免疫的基本特性 1、识别特性：精确地识别自身和非自身物质。 2、特异性：某种抗原物质剌激机体所产生的免疫力，只针对相应的抗原物质。 3、免疫记忆：某种抗原物质剌激机体而使机体的免疫系统产生免疫记忆，相同抗原物质再次进入时，将其更快速、更有效地消灭和排除。,（二）免疫的基本功能,1、免疫防疫（抗感染免疫）：机体抗感染的功能是通过三个环节发挥作用的。 （1）阻止病原微生物进入体内。 （2）抑制病原微生物在体内繁殖。 （3）消灭在体内繁殖的病原微生物。 *:抗感染功能过高，引起传染性变态反应；抗感染功能过低，反复发生传染病。 2、免疫自身稳定：清除机体正常代谢过程中产生的衰老、破损细胞，保持自身环境稳定。该功能失调，则引起自身免疫病。 3、免疫监视：清除机体正常代谢过程中产生的突变细胞。该功能失调，则引起肿瘤和癌症。,第一章 非特异性免疫,概念和特点 第一节 防御屏障 第二节 吞噬细胞与吞噬作用 第三节 K细胞和NK细胞 第四节 补体系统 第五节 正常体液中杀微生物物质 第六节 影响非特异性免疫的因素 第七节 增强非特异性免疫的方法,非特异性免疫的概念和特点,一、概念：动物在长期的进化过程中，在同外来侵入者、内部破坏者的斗争中所建立的、对多种异物都能发挥防御作用的免疫力，称为非特异性免疫。 二、特点： 1、作用发生迅速。 2、作用范围广、不具特异性。 3、受遗传控制，很稳定。 4、作用强度弱，对毒力强、数量大的微生物作用小。,第一节 防御屏障,一、皮肤粘膜屏障 （一）作用：阻止病原微生物进入机体内。但个别微生物（布氏杆菌、鼻疽杆菌等）例外。 （二）作用机理 1、皮肤角质层的机械阻挡作用。 2、正常皮肤粘膜上正常菌群的拮抗作用。 3、特殊结构（鼻毛、气管纤毛、粘液）的机械排除作用。 4、胃液、唾液、乳汁、泪液中乳酸、溶菌酶的抑菌和杀菌作用。,二、血脑屏障,（一）作用 保护大脑、免除血液中病原微生物对大脑的侵袭作用。 （二）作用机理 由大脑毛细血管紧密排列的内皮细胞层通过胞饮作用，吞噬和消灭异物的。,三、胎盘屏障,（一）作用 阻止母体病原微生物进入胎儿，对胎儿保护作用。但个别微生物（布氏杆菌、沙门氏菌）例外。 （二）作用机理 母体子宫内膜、胎儿绒毛尿囊膜组成屏障结构，阻止病原微生物人母体进入胎儿。,第二节 吞噬细胞与吞噬作用,一、概念 二、吞噬细胞的来源、分化和特点 三、吞噬细胞的结构及吞噬消毁异物的过程 四、吞噬细胞的作用,第二章 特异性免疫,第一节 特异性免疫的概念与特点 第二节 特异性免疫的组织结构 第三节 抗原 第四节 抗体 第五节 特异性免疫应答 第六节 变态反应 返回,第一节 特异性免疫的概念与特点,一、概念 机体在生活过程中接触某种抗原物质产生一系列免疫应答连锁反应，从而对该抗原物质再次进入反应强烈，并大大加强对该抗原物质的排斥和清除的过程，称特异性免疫。,二、特异性免疫的特点,（1）后天获得，又称后天免疫； （2）具有特异性； （3）具有一定的免疫期； （4）不具遗传性，不能传递给后代，但与动物进化有关。动物越高级，特异性免疫越完善。,第二节 特异性免疫的组织结构,一、免疫器官 （一） 中央免疫器官（primary immune organs） 1、骨髓（bone marrow） 2、胸腺(thymus) 3、法氏囊（bursa of Fabricius） （二）外周免疫器官（secondary immune organs） 1、脾脏（spleen） 2、淋巴结（lymph node） 二、免疫细胞 三、免疫分子,（一）中央免疫器官 胸腺、腔上囊和骨髓。 特点：胚胎早期出现，是诱导淋巴细胞分化增殖为免疫活性细胞的器官，对机体免疫反应具有控制作用。淋巴细胞成熟后移入外周免疫器官。 （二）外周免疫器官 淋巴结、脾脏。 特点：为混合结构，由胸腺依赖性和非胸腺性淋巴细胞菌核组成，存在于整个成年期。 鸡没有淋巴结，淋巴组织广泛分布于体内。,二、免疫细胞,所有直接或间接参与免疫应答的细胞统称为免疫细胞，有T细胞、B细胞、K细胞、NK细胞、单核吞噬细胞、树突状细胞和粒细胞等。 根据参与免疫应答的功能不同可进一步区分为： 免疫活性细胞T细胞、B细胞 抗原递呈细胞 其他免疫细胞,（一）免疫活性细胞,淋巴细胞受抗原刺激后分化为各种功能性细胞： T细胞 免疫母细胞 效应细胞 释放淋巴因子 记忆细胞 B细胞 浆母细胞 浆细胞 抗体 记忆细胞 活化的T、B淋巴细胞寿命仅26天，记忆细胞可达数月。 T、B淋巴细胞表面有多种抗原和受体（表面标志），可以此辨认不同类型的T、B淋巴细胞。 T细胞可分为辅助性T细胞（Th）、抑制性T细胞（Ts）、细胞毒性T细胞（Tk）、记忆性T细胞（Tm)。,T细胞的几种表面标志,（1）TCR(T细胞抗原受体) ： 所有T细胞表面具 有识别和结合特异性抗原的分子结构。 TCR识别抗原的MHC限制性： TCR识别和结合抗原的性质是有条件的，即只有当抗原片段或决定簇与抗原递呈细胞上的MHC分子结合在一起时，T细胞的TCR才能识别或结合MHCII类分子(或I类分子)与抗原片段复合物中的抗原部分。,T细胞的几种表面标志,（2）CD2(红细胞受体) ：一些人和动物的T细胞在体外能与绵羊红细胞结合，形成红细胞花环（E花环试验）。 （3）CD3 ：功能是把TCR与外来结合的抗原信息传递到细胞内，启动细胞内的活化过程。 （4）CD4和CD8 (MHCII类分子和MHCI类分子的受体) ：同一T细胞表面只表达其中一种，因此T细胞可分成两大亚群。,T细胞亚群及功能,1、CD4+T细胞：按功能分为3个亚群。 （1）辅助性T细胞（Th） ：协助其他免疫细胞发挥功能。 （2）诱导性T细胞（TI） ：能诱导Th和TS细胞的成熟。 （3）迟发型变态反应性T细胞（TD） ：在免疫应答的效应阶段和IV型超敏反应中能释放多种淋巴因子导致炎症反应，发挥排除抗原的功能。,T细胞亚群及功能,2、CD8+T细胞：按功能分为2个亚群。 （1）抑制性T细胞（TS） ：抑制B细胞产生抗体和其他T细胞分化增殖，从而调节体液免疫和细胞免疫。 （2）细胞毒性T细胞（TC ） ：又称为杀伤性T细胞（T k） ，活化后称为细胞毒性T淋巴细胞（CTL ） 。在免疫效应阶段，TC活化产生CTL，对靶细胞（如被病毒感染的细胞或癌细胞）发挥杀伤作用，CTL能连续杀伤多个靶细胞。,CD4和CD8分别出现在具有不同功能亚群的T细胞表面。 CD4和CD8的比值是一重要的评估机体免疫状态的依据。在正常情况下，此比值为2：1。,B细胞的表面标志,SmIg：B细胞表面的抗原受体是细胞表面的免疫球蛋白。,B细胞亚群及功能,目前根据B细胞表面膜免疫球蛋白与是否依赖T细胞分为2个亚群。 （1）B1细胞（T细胞非依赖性细胞）：在接受胸腺非依赖性抗原刺激后活化增殖，不需Th细胞的帮助。 （2）B2细胞（ T细胞依赖性细胞） ：这类细胞在接受胸腺依赖性抗原刺激后发生免疫应答，必须有Th细胞的协助。,在免疫应答中将抗原递呈给抗原特异性淋巴细胞，对抗原进行捕捉、加工和处理，这些细胞称为辅佐细胞。 （1）单核吞噬细胞 ：包括血液中的单核细胞和组织中的巨噬细胞。 吞噬和杀伤作用 抗原加工和递呈 合成和分泌各种活性因子 （2）树突状细胞 ：朗罕氏细胞、间质树突细胞、滤泡树突细胞,（二）抗原递呈细胞（APC）,（三）其他免疫细胞,K细胞（杀伤细胞） 除T、B细胞外，在免疫应答中起重要作用的淋巴细胞还有K细胞， K细胞表面具有IgG的Fc受体，它同抗体结合参与杀伤靶细胞的作用，该杀伤作用强大，称为抗体依赖性介导的细胞毒作用ADCC。,（三）其他免疫细胞,NK细胞（自然杀伤细胞） 对细胞抗原的杀伤作用完全是非特异性的，即不依赖特异性抗体就具有杀伤作用，又称自发的细胞毒作用 （SCMC)。主要生物功能为非特异性杀伤肿瘤细胞。,（三）其他免疫细胞,粒细胞： 胞浆中含有颗粒的白细胞统称粒细胞。 嗜中性粒细胞：血液中的主要吞噬细胞 嗜碱性粒细胞：与IgE的Fc受体结合，引起过敏反应。 嗜酸性粒细胞：寄生虫感染及I型超敏反应性疾病。,三、免疫分子,补体 补体：存在于正常动物和人血清中的一组不耐热具有酶活性的球蛋白。C1和C9均以不活动形式存在于血清中，受抗原抗体复合物激活后，发挥免疫学功能，表现杀菌、加强吞噬细胞和抗体作用等。 生物学活性： 细胞溶解：杀菌、溶菌、溶血作用； 调理作用：产生许多具有生物学活性的片断，如调理素、过敏素等参与免疫反应； 细胞黏附； 中和病毒。,三、免疫分子,细胞因子 细胞因子：是指由免疫细胞（如单核/巨噬细胞、T细胞、B细胞、NK细胞等）和某些非免疫细胞（如血管内皮细胞、表皮细胞、成纤维细胞等）合成和分泌的一类高活性多功能蛋白质多肽分子。 生物学功能：介导和调节免疫应答；介导炎症反应；抗病毒；造血等。,A、作用于巨噬细胞的淋巴因子,a 、巨噬细胞移动抑制因子（MIF）：主要是抑制巨噬细胞的移动，使之停留在抗原性异物所在部位，发挥更大的吞噬作用。 b 、巨噬细胞趋化因子（MCF）：作用是吸引巨噬细胞至反应部位。 c 、巨噬细胞激活因子（MAF）：增强巨噬细胞的吞噬销毁能力。 d 、巨噬细胞武装因子（SMAF）：使巨噬细胞获得特异性吞噬抗原性异物和杀伤靶细胞的能力。这个因子是在研究肿瘤时发现的，正常时，巨噬细胞对肿瘤细胞无杀伤作用，但该因子能使之获得特异性杀伤肿瘤的作用。,B、作用于白细胞的因子,1979年，在瑞士举行的第二界国际淋巴因子专题讨论会上，将作用于白细胞的因子统称为白细胞介素（interleukin,IL）。 a、IL-1：IL-1为一种蛋白质，由一条多肽链组成，分子量1200018000，可由细菌脂多糖、抗原抗体复合物和某些细菌激活单核巨噬细胞和树突状细胞产生，其作用是作为Tc激活的第二信号，通过激活Th细胞，以促进Bc产生抗体，并诱导Th细胞产生IL-2。,b 、IL-2,IL-2为一种糖蛋白，是IL-1诱导Th产生的，其作用有： 诱导产生Tk细胞，并使致敏的Tk活性大大加强，并维持其持续增长和在体外长期生长。 促进Th增殖，并维持其在体外长期生长。 增强干扰素的生成。 增强NKc的功能，为肿瘤治疗提供手段。 由于IL-2在生产中应用很广，现已利用细胞杂交技术获得了产生IL-2的杂交细胞株,但IL-2对休止期淋巴细胞无作用。,c、 IL-3,是新近发现的一类作用于淋巴细胞的因子，是IL-1激活Th后产生的，其促进多种淋巴细胞分化、增殖方面与IL-2相同，但IL-3主要作用于未成熟的淋巴细胞，使之分化，并对嗜碱性粒细胞和肥大细胞的生长有调节作用。,C、作用于淋巴细胞的淋巴因子,a、促分裂因子（MF）：促进淋巴细胞合成DNA，使正常Tc转化为淋巴母细胞，激活的淋巴母细胞又能合成、释放非特异性淋巴因子以扩大效应。 b、 转移因子（TF）：使正常Tc转化为致敏淋巴细胞，从而增强细胞免疫反应。转移因子易提纯，不具抗原性，不引起免疫反应，人医上用于传染病的辅助治疗。,D、作用于靶细胞的淋巴因子,a、淋巴毒素（LT）：又称细胞毒淋巴因子，对靶细胞进行胞外杀伤，还能通过靶细胞膜进入胞内，抑制靶细胞分解。 b、干扰素：Tc受抗原刺激后能分泌一种干扰素，称为型干扰素，区别于其它细胞受病毒作用产生的干扰素（称型干扰素），型干扰素常分泌到体液中，作为有机体的正常抗微生物物质，也可进入细胞内，干扰病毒繁殖。,E、作用于血管的淋巴因子,使血管通透性增强，血液中吞噬细胞和正常抗微生物物质易进入组织间隙，在组织间隙发挥作用。,第三节 抗原,一、抗原的概念 二、构成抗原的条件 三、抗原的分类 四、抗原的交叉性,一、抗原的概念,抗原的概念：凡能刺激机体产生抗体或致敏淋巴细胞，并能与之结合引起特异性免疫反应的物质，称为抗原。 抗原的性质：凡是抗原，均具有两个性质： （1）免疫原性：抗原物质进入有机体，能刺激机体的免疫系统，产生免疫反应，称为抗原的免疫原性。 （2）免疫反应性：能同其刺激有机体产生的抗体、致敏淋巴细胞发生特异性结合反应，称抗原的特异反应性。,二、构成抗原的条件,（一）构成抗原免疫原性的条件 1 、异物性 2 、大分子物质 3、具有特定结构 （二）构成抗原特异反应性的条件,（一）构成抗原免疫原性的条件,1、异物性：异物即指机体外来物质，只有外来异物才能刺激机体产生免疫反应，异物程度越高，免疫原性越强。 （1）异种物质：如异种动物的组织、细胞及蛋白质，各种病原微生物及其产物，如外毒素。 （2）同种异体抗原：同种动物不同个体之间由于遗传基因的不同，其某些组织成分的化学结构也有差异，如血型抗原、组织移植抗原，在器官移植时，发生移植排斥反应。 （3）自身抗原：如眼球晶体蛋白、甲状腺蛋白、精子蛋白等。,（一）构成抗原免疫原性的条件,2 、必须是大分子物质：分子量越大，免疫原性越强，分子量10000u以上为强抗原，500010000u为弱抗原，5000u以下不具抗原性。如牛血清白蛋白为70000u，丙种球蛋白为160000u，均是强抗原。而胰岛素是5700u，为弱抗原。因分子量大的物质具两个特点：（a）表面具较多的化学活性基团。（b）进入有机体后，不易为有机体分解，保存时间长，有更多的机会同免疫系统的细胞成分接触，而激发免疫反应。,（一）构成抗原免疫原性的条件,3、具有特定的结构：“抗原决定簇”和“载体” （1）抗原决定簇（抗原表位）：在抗原分子表面具有特殊立体构型和免疫活性的化学基团称为抗原决定簇。 （2）载体：载体是抗原决定簇所依赖的基本结构，起稳定抗原决定簇、激活巨噬细胞及免疫记忆作用。,（二）构成抗原特异反应性的条件,抗原的特异反应性是免疫反应的基础，是由抗原决定簇的种类和数量决定的。 在抗原的表面和内部一般存在一种或几种抗原决定簇，有几种抗原决定簇，进入机体后，就能刺激机体产生几种不同的特异性抗体。 抗原决定簇性质不稳定，易受酸、碱、日光、温度的影响而发生结构改变，结构改变了的抗原决定簇使机体产生另一种抗体，失去抗原的原来特异性。,三、抗原的分类,（一）根据抗原的性质和结构分类 1 完全抗原：既具有免疫原性，又具有特异反应性的抗原。如各种微生物及其毒素、异种动物血清。 2 半抗原：只具有特异反应性，不具免疫原性的抗原。如多糖、类脂、药物等，但半抗原与载体蛋白质结合后具有了免疫原性，则转变成完全抗原，半抗原根据特异反应性是否出现可见反应分： （1）复合半抗原：与抗体结合出现可见反应的半抗原。这种复合抗原具有两个以上的抗原决定簇，与抗体的结合价为多价，如细胞表面的多糖。 （2）简单半抗原：与抗体结合不出现可见反应的半抗原。这种简单半抗原只有一个抗原决定簇，与抗体的结合价为单价，如青霉素。这种简单半抗原可抑制抗体与相应的完全抗原或复合半抗原结合，不再出现可见反应，故又称阻抑半抗原。,三、抗原的分类,（二）根据对胸腺（T细胞)的依赖性分类 1、T细胞依赖性抗原（TD抗原）：又称胸腺依赖性抗原，这种抗原需要Th细胞的帮助才能刺激B细胞活化，大多数抗原均属此类。 2 、非Tc依赖性抗原（TI抗原） ：又称非胸腺依赖性抗原，这种抗原可直接刺激B细胞，使之活化，而不需Th 协同，如大肠杆菌LPS、肺炎球菌荚膜多糖。,三、抗原的分类,（三）根据与抗原加入和递呈的关系分类 1、外源性抗原：存在于细胞间，自细胞外被APC吞噬、捕获或与B细胞特异性结合后而进入细胞内的抗原。包括所有自体外进入的微生物、疫苗、异种蛋白等。 2、内源性抗原：自身细胞内合成的抗原。如胞内菌和病毒感染细胞所合成的细菌抗原、病毒抗原，肿瘤细胞合成的肿瘤抗原，自身隐蔽抗原，变性的自身成分等。,四、抗原的交叉性,不同抗原物质之间可能出现不同程度的交叉反应，称为抗原的交叉性。原因在于： （一）不同物质存在共同的抗原组成：如不同株大肠杆菌常具有K88、K99抗原。 （二）不同抗原分子存在共同的抗原决定簇：如沙门氏菌属的A、B、D三群沙门氏菌除各具其特异的抗原决定簇外，决定簇12为三群所共有。 （三）不同决定簇间部分构型相同：因蛋白质Ag的抗原决定簇主要决定于多肽末端的氨基酸组成，如末端氨基酸相似，则可出现交叉反应，交叉反应强度与相似程度成正比。,重要的天然抗原,（一）微生物抗原 1. 细菌抗原：0抗原、H抗原、K抗原、菌毛抗原。 外毒素、类毒素 2. 病毒抗原 囊膜抗原（V抗原）：囊膜纤突，有型和亚型特异性，如流感病毒囊膜上的血凝素（HA）、神经氨酸酶（NA）。 衣壳抗原（VC抗原） ：无囊膜病毒 核蛋白抗原（NP抗原） ：核衣壳是完整病毒的衣壳蛋白核酸的复合体。 3. 其他 如真菌抗原、原虫抗原和蠕虫抗原，但免疫原性弱，特异性不强，交叉反应多。,（二）高等生物的抗原 1. 动物血清与组织抗原：常与过敏反应有关 2. 各种酶： 3. 激素：蛋白类激素，有免疫原性；脂溶性激素，无免疫原性（半抗原） 4. AB0血型抗原 （三）人工抗原 1. 合成抗原：依据蛋白质的AA序列，用人工方法合成蛋白质肽链或合成一段短肽后与大分子载体连接。 2. 结合抗原：将天然的半抗原（如药物分子、化学元素等）与大分子的蛋白质载体连接，使其具有免疫原性。,第四节 抗体（Antibody:Ab）,一、抗体的概念 二、有机体产生抗体的一般规律 三、抗体产生的理论 四、抗体的基本结构和功能 五、抗体的种类 六、各种抗体的特性 七、抗体的抗原性 八、抗体的生物学活性 九、单克隆抗体（Monoclonal antibody）,一、抗体的概念,抗体是有机体在抗原刺激下产生的，并能与抗原发生特异性结合的一类球蛋白的总称。 抗体存在于血清、淋巴液、粘膜分泌物和组织中，但以血清中含量最高，制备抗体也常从血清中获得，所以抗体又常称为抗血清。 因抗体活性部位位于球蛋白的区，所以抗体又称为-球蛋白或丙种球蛋白。 1964年，将具抗体活性以及与抗体有关的球蛋白统称免疫球蛋白（Immunoglobulin,Ig）,Ig对酸、碱、热、光都较敏感，易为之破坏。,二、有机体产生抗体的一般规律,（一）初次反应：某种抗原首次进入机体内引起的抗体产生过程。 1、有一定潜伏期：潜伏期指抗原进入机体到血清中出现抗体所持续的时间，一般病毒的潜伏期2天，细菌3-5天，类毒素2-3周，而且死菌潜伏期比活菌更长。 2、产生的抗体总量不高，只能达到最大量的20-30%。 3、先产生IgM，当其将消失时，IgG达最大量，再过2周才出现IgA。,（二）再次反应,动物机体第二次接触相同的抗原，体内产生的抗体过程称为再次反应。 1、无潜伏期，抗体量先急剧下降（由于第二次进入的抗原与机体中抗体发生了抗原抗体结合），约2-3天后，又急剧上升。 2、抗体量可达初次反应的10-50倍，是由于第一次的记忆细胞被激活，发挥作用。 3、抗体高峰期维持时间长，下降缓慢。 4、主要是IgG。 第三次注入相同抗原时所发生的反应与再次反应一样，依此类推。但不能无限地注射抗原，否则发生免疫耐受，一般最多5次，不超过6次，高免血清就是依此原理制成的。,（三）回忆反应,抗原刺激机体产生的抗体经一定时间后，在体内逐渐消失，此时若机体再次接触相同的抗原物质，可使已消失的抗体快速回升称为回忆反应。 回忆反应的特点与再次反应基本相同。血清中抗体量急剧上升，且量很大，也是记忆细胞的作用。高峰期维持时间长，下降缓慢，主要是IgG。但有较短的潜伏期，一般2-3天。,抗体产生规律图示,四、抗体的基本结构和功能,（一）抗体分子的基本结构 每个抗体分子由两条相同的重链和两条相同的轻链组成，重链之间，轻重链之间，链内均由二硫键联结。,（四）抗体的抗原结合部位,抗体的抗原结合是由重链可变区和轻链可变区构成与抗原决定簇表面互补的分子构型而与抗原结合的，一个抗体分子单体有两个抗原结合位点。,（五）抗体分子的酶解片段,（1）木瓜蛋白酶酶解：用木瓜蛋白酶酶解IgG，可获得3个片段，两个单体的Fab段，能结合抗原；一个包含CH1、CH2的可结晶片段，称Fc段。 （2）胃蛋白酶酶解：用胃蛋白酶酶解IgG，获得一个双价的能结合抗原的片段，称F(ab)2片段和数段小分子多肽。,五、抗体的种类,（一）根据抗体与抗原结合后，是否出现可见反应分类： 1、完全抗体：又称二价或多价抗体，因完全抗体的单体都具有两个或两个以上的抗原结合位点，而且与抗原结合后，能出现可见反应，如凝集反应、沉淀反应。属IgM或IgG，一般所称的抗体都是完全抗体。 2、不完全抗体（Imcomplate antibody）：又称单价抗体或封闭抗体，因IgG的两个抗原结合位点之一不活动而失去功能，只一个位点能与抗原结合，故不能形成大的抗原抗体复合物，故不出现可见反应。但不完全抗体能封闭抗原的抗原决定簇，阻止抗原与完全抗体结合，而不出现可见反应。,（二）根据抗原抗体反应类型分类,1、沉淀素（precipitin）：即能与可溶性抗原发生沉淀反应的抗体。 2、凝集素（agglutinim）：指与颗粒性抗原发生凝集反应的抗体。 3、补体结合抗体（complement liking antibody）：指与抗原结合后能吸引补体，引起补体结合反应的抗体。 4、中和抗体（neutralizing antibody）：指能与病毒结合，并使病毒丧失对易感细胞感染力的抗体。 5、溶解素（lysin）：指与细胞膜上抗原结合，在补体作用下使细胞裂解的抗体。,（三）根据抗体来源不同分类,1、免疫抗体：指机体在后天生活过程中，受抗原刺激而产生的抗体。 2、天然抗体：指先天获得的，不须后天抗原刺激即具有的抗体。,（四）根据抗体组成结构不同分类,1、类：根据抗体重链稳定区的氨基酸组成不同分为亚类：IgG、IgA、IgM、IgD、IgE。 2、亚类(subclass)：根据抗体重链稳定区结构上较微细的差异分为亚类： IgG：分成IgG1、IgG2、IgG3、IgG4 IgA：分成IgA1、IgA2 IgM：分成IgM1、IgM2 IgD和IgE还未发现亚类。,3、型(type)：根据Ig轻链稳定区结构不同，将Ig分为两个型，即K型和型。一个Ig分子的两条轻链同为K型或型。 4、亚型(subtype)：在Ig的型中，根据轻链稳定区氨基酸微细差异分为亚型。 OZ(+)亚型：190位氨基酸为亮氨酸 OZ(-)亚型：190位氨基酸为精氨酸 Kern(+)亚型：154位氨基酸为甘氨酸 Kern(-)亚型：154位氨基酸为丝氨酸 5、亚群(subgroup)：根据Ig重链和轻链可变区结构特点，分为数组不同亚群。,六、各种抗体的特性,（一）IgG：由一个抗体分子构成。是抗体的主要抗感染抗体，能对细菌、病毒、毒素发挥免疫功能，占血清Ig总量的75-80%作用，特点是半衰期长，约25天，人的IgG能通过胎盘传给胎儿，但家畜不能，但人畜的初乳中IgG含量均较高，所以家畜主要从初乳中获得母源IgG，对新生胎儿抗感染起重要作用，分为IgG1、 IgG2 、IgG3、 IgG4四个亚类。,（二）IgA,1、血清型IgA：在血清中含量仅次于IgG，约占5-25%。主要由一个抗体分子构成。主要来自肠系膜淋巴组织的浆细胞，主要为IgA1（占血清IgA总量的约80%）。 2、分泌型IgA：存在于唾液、泪液、初乳、呼吸道、胃肠道、胃液等分泌液中，是机体粘膜局部抗感染的重要因素，故又称局部抗体，其含量比血清型IgA高6-8倍，主要为IgA2 ，由两个抗体分子和一个分泌片，一个J链组成，抗感染作用比血清型IgA强。,（三）IgM,主要存在于血清，是分子量最大的Ig，故又称巨球蛋白，以五聚体通过J链联结形成，常表现五个抗原结合价，所以在凝结作用，活化补体，溶菌作用等方面比IgG大250倍，特别在感染初期，控制菌血症，败血症上起重要作用。,（四）IgD,只在人、小白鼠中发现少量的游离IgD，其它动物未发现，量少，半衰期短，仅3天，因此研究困难，目前未发现具免疫活性。发生过敏反应，自身免疫疾病的个体，IgD增加，但作用仍不清。,（五）IgE,为单体，正常人畜IgE含量很低，只是在引起I型变态反应时其量才显著升高，因IgE对肥大细胞、嗜碱性粒细胞、血管内皮细胞具亲嗜性，易与之结合，当同种抗原再次进入时，能与结合在肥大细胞上的IgE结合成复合物，使肥大细胞脱颗粒，释放组织胺等活性物质，引起I型变态反应。IgE主要由鼻咽部、扁桃体、气管、支气管、胃肠道等粘膜固有层的浆细胞产生，血清中半衰期仅2-3天。,七、抗体的抗原性,（一）概念：抗体的抗原性指抗体进入机体后，可作为抗原刺激机体产生抗体，称为抗抗体，这种抗抗体且能与相应的抗体发生结合产生特异性免疫反应。一种抗体常由于结构不同而具有几种抗原型。,七、抗体的抗原性,（二）抗原型分类 1、同种型：指同种动物的不同个体Ig之间具有的共同抗原。前面提到的Ig的类、亚类、型、亚型、亚群所涉及的抗原，都属同种型抗原，这种抗原对同种个体不具抗原性，对异种动物具抗原性，可用之生产抗抗体。 2.、同种异型：指同种动物的不同个体之间，由于Ig重链和轻链稳定区上1-2个氨基酸的不同而表现的不同抗原性，如IgG的CH上发现有1-25个同种异型抗原，分别为Gm1Gm25。 3、个体型：指同一个体产生的特异性不同的Ig分子，其可变区氨基酸组成不同，构成了种类繁多的不同专一特异性的抗原。,八、抗体的生物学活性,（一）与特异性抗原结合：抗体的抗原结合部位与抗原决定簇的结构是互补的，决定了其结合的特异性，这种互补结构是由遗传决定的，一个抗原分子能与多个抗体结合，相互联结起来，呈现可见的免疫反应，如沉淀反应、凝集反应等。,八、抗体的生物学活性,（二）激活补体：IgG（IgG4除外）和IgM能激活补体经典途径，是由于抗体与抗原结合成复合物后，原来呈“T ”状态，转变成“Y ”状态，使原来被掩盖的Fc段补体结合位点暴露，从而与C1q结合引起的。IgG4、IgA、IgE、IgD能以Fab段激活补体替代途径。,八、抗体的生物学活性,（三）细胞结合： 1、IgG结合Kc：ADCC 2、 IgE能同组织中肥大细胞、嗜碱性粒细胞等结合，引起I型变态反应。 3、结合吞噬细胞：调理作用，指增强吞噬细胞吞噬作用称调理作用，具调理作用的物质称调理素，机体中抗体和补体是主要的调理素，其调理机制有两个方面： 抗体与颗粒性抗原结合成复合物后，能改变抗原的表面电荷，使之静电排斥力减弱，有利于吞噬细胞靠近抗原，发挥更大的吞噬作用。 抗体与抗原结合后，Fc段暴露，与吞噬细胞的Fc受体结合，抗原与吞噬细胞间距离缩短。,单抗的制备过程,动物免疫与亲本细胞的选择 细胞融合：淋巴细胞杂交瘤的制备 杂交瘤细胞的筛选：有限稀释法等 单克隆抗体的制备和冻存 单克隆抗体的纯化,第五节 特异性免疫应答,一 、细胞免疫应答 （一）概念：Tc接受抗原刺激后产生的免疫反应，称为细胞免疫应答。细胞内寄生菌、立克次氏体、肿瘤，则多以细胞免疫为主。 （二）细胞免疫过程 （三）细胞免疫的主要作用,（二）细胞免疫过程,1、感应阶段 2、反应阶段（reactive stage） 3、效应阶段（effective stage）,抗原递呈细胞（APC）,是指能摄取、加工和处理抗原，并将处理后的抗原肽递呈给淋巴细胞而使淋巴细胞活化的一类免疫细胞。 一类是带有MHCII类分子的细胞，包括巨噬细胞、树突状细胞、B细胞、朗罕氏细胞，主要进行外源性抗原递呈，抗原肽被递呈给CD4+T细胞识别。 另一类是带有MHCI类分子的细胞，包括所有的有核细胞，血小板，网织红细胞等，可作为内源性感染的递呈细胞。内源性抗原被加工、处理，并被递呈给CD8+T 细胞。,1、感应阶段,指Tc接受抗原信息的阶段。 需要巨噬细胞对抗原的加工和传递，在血液中进行。 过程：巨噬细胞吞噬抗原，多数抗原被消化分解，失去抗原性，少数抗原的抗原决定簇与巨噬细胞的MHC形成抗原决定簇MHC复合物，称超抗原，具有更强的免疫原性。因这种复合物常浓集于巨噬细胞表面，保护了抗原决定簇不被分解，从而更有效地为Tc所识别，形成超抗原的巨噬细胞能吸引Tc，并通过细胞表面接触将抗原信息传递给Tc，此乃Tc活化的第一信号。巨噬细胞产生的淋巴细胞活化因子（LAF）作为Tc活化的第二信号，Tc在此双信号系统的刺激下，成为致敏淋巴细胞，进入反应阶段。,2、反应阶段（reactive stage）,致敏淋巴细胞转化为淋巴母细胞，一部分转化为效应Tc（包括Tk、Ts、 TD ），一部分转化为记忆细胞，前者进入效应阶段，后者不再继续分化，存在于机体中保持记忆，其寿命为数月或数年。当相同抗原再次进入后，发挥更强的免疫作用，很快就转化为效应淋巴细胞。,3、效应阶段（effective stage）,即细胞免疫发挥免疫作用的阶段，在血液中进行。 （1） 效应Tc的杀伤作用：又称细胞毒作用，主要是Tk的作用。首先识别携带有特异性抗原的靶细胞，并于其周围活动，但不能对靶细胞发挥杀伤作用，只有在Th的辅助下，才能对靶细胞攻击，并粘附于其上，破坏其细胞膜，膜受损伤，Na入K出，随后水大量进入，从而改变靶细胞内渗透压，靶细胞破裂。但Tk细胞并未损伤，脱落下来，继续对其它靶细胞发挥作用。由于靶细胞破裂，其内的特异性抗原（如胞内寄生菌）暴露，为致敏淋巴因子进一步杀伤提供条件。,（2） 淋巴因子的作用,于效应淋巴细胞早期形成，并贮存于其内，当受到同种抗原的刺激时，才从胞内释放出来，由于其产量较低，且不管有无抗原存在，释放的淋巴因子立即作用于周围各种靶细胞。随着被细胞吸附及体液稀释，其活性难以持久，不易抵达远离组织，故认为淋巴因子主要在局部免疫中起显著作用。由于其研究只有十多年的历史，且在体外进行，故其命名也是根据体外作用进行的。,（三）细胞免疫的主要作用,1、细胞性抗感染免疫： （1）对胞内菌的抗感染免疫：如结核、布氏、李氏、马鼻疽。 （2）对病毒的抗感染免疫。 2、免疫监视和肿瘤免疫：Tk细胞杀伤肿瘤细胞的作用。 3、引起型变态反应。 4、同种移植免疫：致敏Tc对移植组织的主要组织相容性抗原进行识别，产生各种淋巴因子，配合Tk细胞的细胞毒作用，引起移植组织细胞伤害，从而排除移植组织。,细胞免疫应答图示,二、体液免疫应答,（一）概念：Bc接受抗原刺激后引起的免疫反应。 （二）体液免疫过程 1、感应阶段 2、反应阶段 3、效应阶段,（二）体液免疫过程,1、感应阶段 （1）抗原的加工与传递： a、非Tc依赖性抗原（如肺炎双球菌荚膜抗原，大肠杆菌脂多糖抗原） ：直接活化Bc，原因在这类抗原的抗原性强，表面有多个相同的、重复排列的抗原决定簇，能与Bc表面的特异性抗原受体牢固结合，使Bc表面受体位移，交联，并引起Bc活化，但这类抗原较少。 b、Tc依赖性抗原：抗原进入机体后，首先为吞噬细胞吞噬，大部分被消化降解，失去抗原性，少部分形成抗原决定簇-MHC复合物（超抗原），传给Th，再传给Bc。此类抗原较多。,（2）细胞的活化,除非Tc依赖性抗原外，BC活化，需双信号系统的刺激，第一信号来自超抗原的抗原决定簇特异性刺激，第二信号来自： （1）非T细胞依赖抗原：无，但多个相同的抗原决定簇构成链状抗原分子，与B细胞表面抗原受体发生交叉联结，引起抗原受体移动，最后形成帽状结构，激发Bc活化，相当于第二信号。 （2）Tc依赖抗原：巨噬细胞产生的淋巴细胞激活因子（LAF），TH产生的BC活化因子，激活的补体细胞。,2、反应阶段,无活性的Bc在双信号刺激下活化，增殖分化为浆母细胞，多数再分化成浆细胞，少数分化成记忆Bc细胞，前者产生抗体，后者保持记忆，但不同的抗原刺激产生抗体的规律不一样： （1）非Tc依赖性抗原：主要产生IgM，IgG很少，但缺乏免疫记忆，即不分化出记忆Bc。 （2）Tc依赖性抗原：产生抗体有一定规律，先IgM，后IgG。受抗原刺激的某一个Bc增殖的后代，称为单克隆无性细胞系，其产生的抗体具相同的特异性，即都特异地针对该抗原，但这种单克隆细胞产生抗体的类型可发生改变，或IgM，或IgG、D、E、A，,3、效应阶段,指浆细胞产生抗体进入血循环或粘膜表面，发挥作用的阶段。抗体发挥作用有以下几个特性： （1）高度特异性：只作用于相应的抗原，甚至抗原决定簇。 （2）几种抗体分工合作： IgM：产生早，作用强，只存在于血液，能结合补体，但含量低，半衰期短，主要对细菌、螺旋体等细胞性抗原起作用。 IgG：产生晚，但含量多，半衰期长，血液、组织中均存在，能结合补体，主要对抗细菌，中和病毒和毒素。 IgA：主要在粘膜表面及分泌液中发挥抗感染作用。 IgE：主要抗寄生虫感染。,（3）作用方式的多样性,A、中和作用：指抗毒素或病毒中和抗体与外毒素或病毒结合成抗原抗体复合物，使之失去致病性的作用。但这种复合物只能限制毒素或病毒的迅速扩散，不能彻底消灭，必须依靠非特异性免疫系统，如补体、吞噬细胞的作用，其中和机理是： 外毒素：外毒素引起致病是由毒性基团引起的。产生抗毒素是由抗原决定簇决定的，抗原抗体复合物的形成，使外毒素失去毒性，并非直接作用于毒性基团，而是掩盖邻近的毒性基团，或使毒素发生分子构型的改变而失去毒性。 病毒：病毒必须进入机体细胞大量繁殖，才能发挥致病作用，抗原抗体复合物的形成，使病毒失去活性和致病力。,（3）作用方式的多样性,B、凝集作用：抗体与细菌抗原在体内凝集形成团块，限制细菌的活性，在补体和吞噬细胞协助下消灭。 C、ADCC效应：指IgG与细胞性抗原结合后，暴露IgG的Fc段，易与Kc的Fc段受体结合，通过KC进行胞外杀伤的作用。 D、调理作用：指IgG与抗原性异物结合后，暴露Fc段，易与吞噬细胞的Fc段受体结合，从而促进吞噬功能的作用。 E、免疫粘联作用：指抗原抗体复合物易激活补体，形成抗原抗体补体复合物，再与有补体受体的红、白细胞、血小板结合成大的复合物，从而彻底消灭抗原的作用。 F、溶解作用：指抗体与细胞性抗原结合后，活化补体，使细胞溶解的作用。,（4）抗体作用的不彻底性： （5）作用的双重性：一方面消灭抗原性异物，对机体有利，另一方面，引起炎症，组织坏死，如、型变态反应，对机体不利。,体液免疫过程,（二）细胞免疫与体液免疫的关系,1.协同作用：一种病原体常有多种抗原决定簇，能同时激发机体的细胞免疫和体液免疫，二者协同作用，最终达到彻底消灭病原的同一目的，但不同的病原，常以某种免疫为主，或同时存在。 （1）细菌：胞外寄生菌：如巴氏杆菌，以体液免 疫为主。 胞内寄生菌，如结核分支杆菌，以细 胞免疫为主。 （2）外毒素：体液免疫为主。 （3）病毒：体液免疫和细胞免疫同样重要，前者对进入细胞前和从细胞内释放的病毒起中和作用，后者通过干扰素对胞内病毒起作用，以及淋巴因子促进巨噬细胞吞噬消灭的作用。,2、拮抗作用,是对机体不利的，如机体正常细胞变异为肿瘤细胞后，作为一种新的抗原，刺激机体体液免疫产生抗体，但抗体与肿瘤细胞结合不能杀伤肿瘤细胞，且不断生长。肿瘤细胞与抗体结合后，一方面，其表面抗原被占据，Tk细胞受体难于与之结合，另一方面，表面抗原从肿瘤细胞上脱落，与Tk细胞受体结合，减少了能杀伤肿瘤细胞的Tk细胞数量，从而抑制了细胞免疫。,三、抗体产生的理论,（一）侧链学说：最先于1900年由Erlich提出，认为产生抗体的细胞表面有特异性受体，抗原与受体特异性结合，以后脱落，脱落的受体就是抗体。 （二）模板学说（Template theory）： 1、直接模板学说：最初于1930年Celexunder提出，认为机体免疫细胞以抗原为模板，合成在空间结构上与抗原分子互补的抗体，所以二者能特异性结合。 2、间接模板学说：于1940年Bernet提出，认为抗原作用于抗体形成细胞，使之产生适应酶或mRNA，再由酶催化或以mRNA为模板形成与抗原分子能特异结合的抗体。,（三）克隆选择学说（Clone selection theory）,最先于1955年用Jerne提出，自然选择学说（Natural selection theory），后于1957年由Bernet对之修订，提出克隆选择学说，是目前认为比较合理，为大家所公认的学说。该学说既解释了机体为什么能识别多种多样的抗原，产生相应抗体，又解释了对自身抗原的不攻击，以及自身免疫病的发生。,（三）克隆选择学说,1、对多种多样抗原的识别：认为动物体内存在着大量（约107）的淋巴细胞克隆，每一克隆表面都带有特异的Sig，进入体内的外来抗原或内源性抗原能选择性激活带相应受体的淋巴细胞克隆，使之分化增殖，产生相应抗体。,（三）克隆选择学说,2、识别自身和非自身：认为胚胎期的淋巴细胞有与抗原结合的能力，但不具备产生抗体的潜能，在此期接触相应抗原，则该克隆反而损伤而被消除，所以，胚胎期出现的自身抗原使相应的淋巴细胞损伤，从而消除对自身抗原起反应的细胞，只留下针对非自身抗原起反应的细胞，称为天然免疫耐受。同样道理，如在胚胎期人工给予非自身抗原，也可使其丧失对该抗原相应的细胞，称人工免疫耐受。,（三）克隆选择学说,3、自身免疫病：即对自身抗原起反应而引起的病理变化，认为是由于胚胎期自身抗原对相应淋巴细胞反应，本应被消除，但由于这种淋巴细胞在机体清除功能下降的情况下，大量增殖，而残留下来，出生后对自身抗原识别，产生抗体，引起自身免疫病。,第三章 免疫学防治 （Immunologic prophylaxis and therapy）,一、概述 二、天然自动免疫 三、人工自动免疫 四、天然被动免疫 五、人工被动免疫,一、概述,免疫学防治就是应用免疫学知识对疾病进行预防和治疗。 传统免疫学时期，只限于防治传染病，60年代后，发展到了防治非传染病，如变态反应性疾病、自身免疫病、免疫缺陷病、肿瘤等，,二、天然自动免疫,动物隐性传染或传染病康复而自动获得的免疫力，称为天然自动免疫。 不同病原微生物使动物获利的天然自动免疫力和免疫期不同，有的免疫力低、免疫期短，有的免疫力坚强、免疫期长。,三、人工自动免疫,将疫苗、类毒素等生物制品接种于动物，使其产生针对相应抗原的免疫力，以达到预防传染病的目的，称人工自动免疫。如猪瘟兔化弱毒接种猪预防猪瘟等。,四、天然被动免疫,新生儿和幼畜通过胎盘和初乳从母体获得抗某种病原体的特异性抗体（主要IgG）而建立的对该种病原体在一段时间内的不感受性。,五、人工被动免疫（免疫治疗）,注射抗血清、丙种球蛋白、转移因子等而建立的免疫力。对已患某种传染病的人或动物通过注入特异性抗血清起特异性治疗作用。,五、人工被动免疫,兽医学上常用的人工被动免疫生物制品 1、抗菌血清：将病原菌多次免疫动物获得的含较高特异性抗体的高免血清，如抗炭疽血清，现用得较少，为抗菌素所替代。 2、抗病毒血清：用弱毒或强毒多次免疫动物获得，如抗猪瘟高免血清。 3、抗毒素：用类毒素多次免疫动物获得，如破伤风类毒素。 4、其它：如禽的卵黄制品，兽医上较常用，因经济实惠，如用雏鸭肝炎病毒免疫产蛋母鸭，其蛋中含有较高特异性抗体，用来紧急治疗雏鸭病毒性肝炎。,第四章 免疫学诊断（Immunologic diagnosis）,第一节 血清学反应概述 第二节 凝集实验 第三节 沉淀反应 第四节 荧光抗体技术 第五节 酶标抗体技术,第一节 血清学反应概述,一、血清学反应的一般特点 二、血清学试验的应用 三、血清学试验的发展趋向,一、血清学反应的一般特点,（一）特异性和交叉性：一种微生物抗原只与其相应的抗体发生结合，称为血清学反应的特异性。但有些微生物抗原之间含有部分相同的抗原，或部分相同的抗原决定簇，或抗原决定簇间有相同或相似的构型。则发生血清学的交叉反应。亲缘关系越近，交叉反应程度越高。免疫学诊断应尽量选择无交叉反应的抗原。交叉反应一般是双向的，但也有单向的。,（二）结合力和离解力,1、结合力：抗原抗体的结合力决定于抗原决定簇和抗体的抗原结合位点之间所形成非共价键的数量，性质和距离。非共价键数量多，高能结合键（氢键、离子键）比例高，分子间距离近，则结合力强，不易离解，称高亲和力。反之，为低亲和力。介于二者之间为中亲和力。 2、离解力：抗原抗体这种表面结合，最适于040，pH49范围内进行，温度高于60，或pH3，则发生离解。根据这一特性，用免疫吸附层析提取免疫纯的抗原或抗体。,（三）抗原抗体结合的最适比和带现象,抗原抗体须在适当比例下才出现可见反应，比例越合适，反应越明显，这个比例称为抗原抗体反应最适比。在最适比时，抗原抗体才能形成大的复合物。如果抗原过多或抗体过多，则抗原抗体不能形成大的复合物而不呈现可见反应，称为带现象。如果抗体过剩，一个抗体分子只能结合一个抗原，形成可溶性小分子复合物，称为前带。如果抗原过剩，两个抗原分子只能与一个抗体结合，仍为小分子复合物，称后带。 在凝集反应中，常抗体过剩而出现前带，一般固定抗原浓度，抗体第近稀释。沉淀反应中，常抗原过多而出现后带，一般固定抗体浓度，抗原递近稀释。或二者同时第近稀释，用方阵测定最适比。,最适比和带现象图示,（四）反应的二阶段性：抗体反应分两个阶段，第一阶段为抗原抗体特异结合，但无可见反应，第二阶段为抗原抗体的可见阶段，表现为凝集，沉淀，补体结合等反应。前者快，几秒至几分钟，后者慢，几分钟，几十分钟或更久。 （五）反应的敏感性：具极高的敏感性，不仅可定性，还可检测极微量的抗原或抗体。,（六）影响抗原抗体反应的因素,1、电解质：沉淀反应、凝集反应时，一般用0.15M的NaCl，但禽类血清须8-10%NaCl，主要是降低抗原抗体结合物表面负电荷，促进沉淀、凝集。补反或溶血反应时，稀释液加少量Ca+、Mg+，以增强补体活性。 2、PH值：最适pH6-8，如pH5-5.5时，蛋白质发生等电点沉淀，2.5时离解。 3、温度：常用37或低温，56离解。 4、机械振荡：增加分子间碰撞，但强烈振荡时离解。 5、杂质：引起非特异性反应。,二、血清学试验的应用,1、抗原抗体的快速检测。 2、生物活性物质的超微定量：如测定激素、药物等。 3、抗原或抗