课件：免疫自主学习——埃博拉病毒.ppt

医学免疫学自主学习,西班牙马德里卡洛斯三世医院10月21日宣布，他们收治的欧洲首例本土感染埃博拉病例、西班牙女护士特雷莎罗梅罗已痊愈。 这所医院的临床微生物学和传染病部门主任阿里巴斯说，罗梅罗最近四轮的医学测试结果均呈阴性，这表示她的血液里已没有埃博拉病毒。 现年44岁的罗梅罗在医院护理一名从塞拉利昂转运来的埃博拉病毒感染者时意外染病。本月6日，她被确认感染埃博拉病毒，入院后病情一度恶化。 阿里巴斯说，过去两周内，针对罗梅罗的病情，医院采用了埃博拉治愈者血清与抗病毒药物结合的治疗方案，但他们还无法确定这种疗法到底对她的痊愈起到多大作用。,1）机体免疫系统主要通过何种机制抵御病毒感染？ 2）针对埃博拉病毒感染， 是否可应用细胞因子等进行人工被动免疫治疗？ 3）试对应用抗病毒血清治疗有效的方案举例并解释其机制。 4）试列举本案例中使用埃博拉痊愈患者血清进行治疗的注意事项，并分析该疗法是否真正有效： A：该痊愈患者血清应进行何种筛查以确保其安全性？ B：该血清应为何时采取？为什么？其中的抗病毒抗体为何种Ig？ C：应何时注射该血清效果最好？为什么？ D：注射时应注意什么？ E: 该疗法是否可真正治疗埃博拉病毒感染？最有效的防治手段是什么？,埃博拉出血热,埃博拉出血热是一种严重的出血性疾病，由某一种埃博拉病毒（EBOV）感染引起。 埃博拉病毒是毒力极强的病原体，感染埃博拉病毒会导致严重的免疫抑制和全身性炎症反应，对血管、凝血系统和免疫系统造成潜在致命伤害。 病毒性出血热是一类由RNA 病毒引起，可危及动物和人类生命的疾病.,埃博拉病毒的电子 显微镜图片,埃博拉病毒,埃博拉病毒(Ebolavirus),埃博拉病毒为单股负链、不分节段、有囊膜的 RNA病毒, 属丝状病毒科.,埃博拉病毒的致病机制,埃博拉病毒的主要靶细胞是血管内皮细胞、肝细胞、巨噬细胞等, 通过抑制天然和获得性免疫应答反应, 增加血管通透性, 引起肝脏为代表的多脏器损伤, 引发严重的发热、出血、休克、多器官功能衰竭等症状, 重者可致死亡。,埃博拉病毒的致病机制,一、 病毒感染靶细胞和组织 二、免疫应答反应受到抑制 三、 血管损伤,一、 病毒感染靶细胞和组织,埃博拉病毒感染机体后, 通过刺突糖蛋白与宿主细胞膜表面的受体结合进入细胞. 原位杂交和电子显微镜显示, 单核细胞、巨噬细胞、树突状细胞、成纤维细胞、肝细胞、肾上腺细胞, 以及多种上皮细胞对病毒复制起重要作用. 其中单核细胞、 巨噬细胞和树突状细胞是早期被感染的细胞和主要的病毒复制场所, 进而使病毒由感染部位进入淋巴结、肝脏和脾脏等器官.,病毒对靶细胞的感染具体包括: () 受到感染的单核细胞和巨噬细胞释放多种细胞因子和趋化因子, 包括肿瘤坏死因子(TNF)、白细胞介素-1(IL-1)、活性氧和一氧化氮等, 引起单核细胞和巨噬细胞的聚集, 并激活中性粒细胞, 进一步扩大炎症反应. 同时, 受到感染的单核细胞和巨噬细胞表达多种与凝血功能异常密切相关的细胞因子.因此, 单核细胞和巨噬细胞不仅无法清除埃博拉病毒, 反而协助病毒增殖, 并将病毒转运、扩散至宿主全身; () 埃博拉病毒可在重要的抗原呈递细胞(APC), 如树突状细胞(DC)内完成增殖; () 通过糖蛋白或病毒感染, 可直接破坏细胞结构, 损伤肝、肾上腺皮质、脾脏等组织器官. 人类和非人灵长类动物感染后, 肝脏出现不同程度灶状坏死, 引发凝血功能障碍。,二、免疫应答反应受到抑制,天然免疫及获得性免疫应答均受到抑制:,() 天然免疫应答,如干扰素产生受到抑制.,() 获得性免疫应答的多个环节受到抑制:,(1)埃博拉病毒感染后的髓系树突状细胞将无法释放集落刺激因子等细胞因子, 不能发育成熟, 从而无法上调主要组织相容性复合物(MHC)分子的表达, 激活淋巴细胞. 树突状细胞功能的异常, 意味着无法正常激活重要的体液和细胞免疫应答过程; (2)通过 TRAIL 和 Fas-FasL途径, 引起大量淋巴细胞凋亡, 导致 CD4+和CD8+T 细胞的锐减. 另外, 可溶性介质(如 NO 等)的非正常产生, 病毒糖蛋白 C 末端免疫抑制性基序的识别或直接介导淋巴细胞功能破坏或细胞减少 。,() 胸腺、 淋巴结和脾脏等重要免疫器官,胸腺、 淋巴结和脾脏等重要免疫器官出现耗竭和坏死, 而炎症细胞少见.,三、 血管损伤,关于血管内皮细胞损伤的分子机制尚待研究. 肾上腺皮质受损后, 会导致低血压和低血容量低钠血症. 病毒感染后还引发众多炎症因子 IL-2,6,8,10,天然抗凝蛋白 C 等释放, 导致了疾病晚期出血和休克的发生. NO 不正常产生, 与旁路淋巴细胞凋亡、组织损伤和血管缺乏完整性等众多病理生理紊乱有关. APC 细胞以及其他细胞释放的炎症促进因子、趋化因子和其他介质, 造成血管和凝血系统的损伤, 引发多器官功能衰竭以及类似中毒性休克的症候群.,埃博拉病毒致病机制,感染靶细胞,抑制免疫应答,血管损伤,1）机体免疫系统主要通过何种机制抵御病毒感染？,机体的抗病毒免疫反应可分为非特异性免疫（天然免疫)和特异性免疫（获得性免疫）两类。,非特异性免疫,非特异性免疫是机体抗病感染的第一道防线，尤其对于那些初次感染的个体(即原发性病毒感染）。 非特异性免疫主要由一些生理屏障、吞噬细胞、NK细胞以及组织和体液中的抗病毒因子构成。,非特异性抗病毒免疫,非特异性免疫在病毒感染的早期发挥抗病毒效应，能抑制早期感染的细胞内病毒的复制，溶解这些细胞并阻止病毒进一步感染其他细胞。 在此过程中产生的多种细胞因子还具有广泛的免疫调节功能。NK细胞、单核巨噬细胞及这些可溶性因子还能使一些抗病毒感染的效应细胞局限在感染部位，并使T细胞和B细胞集中到易于抗原提呈的部位。 此外，这些细胞因子所提供的微环境也能有效地增强T细胞和B细胞介导的特异性抗病毒免疫反应。,干扰素： 干扰病毒复制 抑制感染其他细胞,NK细胞的杀伤作用,巨噬细胞的调理吞噬作用,NK细胞的ADCC作用,补体系统的抗感染作用,特异性免疫,特异性免疫是个体出生后，在生活过程中感染病毒或接种疫苗而获得的免疫力。 特异性免疫一般在病毒感染后一周内产生。 特异性免疫分特异性细胞免疫和特异性体液免疫两种类型，一般来说，在病毒感染得到有效控制后，T细胞介导的抗病毒细胞免疫反应会逐渐减弱，而在病毒抗原诱导后抗体的产生则会持续数月乃至数年。,特异性抗病毒免疫,在抗原特异性抗病毒免疫过程中发挥主要作用是抗体和T细胞，抗体能识别游离的病毒和病毒感染的细胞，能中和病毒，也能通过补体介导的细胞毒作用或ADCC效应杀伤病毒感染的细胞。抗体和病毒感染细胞表面的病毒糖蛋白的结合还能抑制细胞内病毒基因的表达。,1）特异性体液抗病毒免疫,病毒特异性抗体的主要作用在于预防病毒的再次感染以及防止病毒扩散。,2）特异性细胞抗病毒免疫,（1）CD8+T细胞的抗病毒作用： 杀伤感染的细胞 分泌多种具有抗病毒作用的细胞因子 （2）CD4+T细胞的抗病毒作用: CD4+T细胞是病毒抗体和CTL产生过程中必须的辅助细胞，其本身也能产生细胞因子发挥直接的抗病毒作用 。 在病毒感染中辅助病毒特异性B细胞增殖和分化 在病毒感染过程中辅助CTL的产生,IgM、IgG的抗感染作用,中和毒素,Tc细胞直接杀伤感染细胞,抗病毒免疫记忆,抗病毒B细胞免疫记忆表现为即使感染已清除，仍能持续产生抗体。感染病毒后或接种病毒疫苗后抗体的产生可持续数十年。 相反，T细胞介导的抗病毒免疫效应阶段持续的时间很短（仅数周），抗病毒T细胞免疫记忆依赖于记忆T细胞的产生。 机体在两种特异性免疫反应方面的差异很有意义：持续或过量产生的细胞因子对于免疫系统是有害的，而大量出现的杀伤细胞则常引起免疫病理损伤。,2）针对埃博拉病毒感染， 是否可应用细胞因子等进行人工被动免疫治疗？,人工被动免疫治疗是给人体注射含特异性抗体如抗毒素等制剂，使之被动获得适应性免疫应答，以治疗或紧急预防疾病的措施。,细胞因子,细胞因子是重要的抗病毒分子，不同的细胞因子的功能和机制均不同。 I型IFN能直接作用于邻近细胞的未感染细胞使之具有抗病毒能力，因而能抑制病毒的复制。 高浓度的I型IFN能抑制细胞的增殖。 在病毒感染的早期，NK细胞产生的TNF-及IFN-也具有一定的抗病毒功能。 TNF还能促进IL-12诱导的NK 细胞表达IFN-。IFN-是强的巨噬细胞激活剂，能通过此途径发挥其抗病毒作用。,细胞因子对疾病的治疗：,1）细胞因子直接治疗：通过给予外源性细胞因子治疗疾病。例如：应用IFN治疗肿瘤及病毒感染等 2）细胞因子拮抗治疗：用细胞因子受体、细胞因子受体拮抗剂或抗细胞因子抗体治疗疾病。,病毒免疫逃逸机制：,（1）限制病毒基因的表达 （2）感染免疫特赦部位 （3）逃避抗体的识别 （4）逃避T细胞的识别 （5）抑制细胞表面免疫分子的表达 （6）阻碍抗原提呈 （7）干扰细胞因子和趋化因子的作用,3）试对应用抗病毒血清治疗有效的方案举例并解释其机制。,案例：血清疗法曾用于SARS和拉萨热治疗，且获得了一定的疗效。且1976年英国一位科学家实验操作意外感染埃博拉病毒后，注射恢复期患者的血清后康复。 机制：康复患者体内消灭病毒的同时，免疫系统会发生特异性免疫反应，不仅能产生抗体，还能生成一部分记忆细胞，它们会随着人体内环境的体液循环到达血液，存在于血清中，这种血清就是抗毒血清。将其注入同病种传染病患者体内后，抗毒血清能发挥雷达的作用，识别病毒。且其中的特异性的抗病毒抗体可以和患者体内的病毒进行中和反应达到治疗的目的。因而抗病毒血清可协助感染者对抗病毒。,注：此种利用恢复期患者血清的抗病毒血清疗法仍处于探索阶段，并没有在人体得到验证，也没有被政府批准。,人工被动免疫：采用人工方法向机体输入由他人或动物产生的免疫效应物，如免疫血清、淋巴因子等，使机体立即获得免疫力，达到防治某种疾病的目的。其特点是产生作用快，输入后立即发生作用。但由于该免疫力非自身免疫系统产生，易被清除，故免疫作用维持时间较短，一般只有23周。主要用于治疗和应急预防。 人工自动免疫：用人工接种的方法给机体直接输入抗原性物质，刺激机体免疫系统产生特异性免疫应答，从而增强抗病能力。需经过14周诱导期，可维持较长一段时间。主要用于预防。,抗病毒血清主要用于治疗和紧急预防病毒 感染，属人工被动免疫,4）试列举本案例中使用埃博拉痊愈患者血清进行治疗的注意事项，并分析该疗法是否真正有效： A：该痊愈患者血清应进行何种筛查以确保其安全性？ B：该血清应为何时采取？为什么？其中的抗病毒抗体为何种Ig？ C：应何时注射该血清效果最好？为什么？ D：注射时应注意什么？ E: 该疗法是否可真正治疗埃博拉病毒感染？最有效的防治手段是什么？,A：该痊愈患者血清应进行何种筛查以确保其安全性？,（1）病毒抗原阴性（ELISA法等检测）； （2）从患者标本中未检出埃博拉病毒RNA （RT-PCR等核酸扩增方法检测）； （3）从患者标本中未分离到埃博拉病毒（Vero、Hela等细胞进行病毒分离）。,B：该血清应为何时采取？为什么？其中的抗病毒抗体为何种Ig？,该血清应在患者痊愈后并被确认体内血清内不再存在埃博拉病毒病原体后采取。因为此时所取血清内不再有埃博拉病毒的病原体且含有较多埃博拉病毒的相应抗体可以中和未痊愈的埃博拉患者体内的病毒，以帮助患者痊愈。（人工被动免疫） 其中的抗病毒抗体为IgG。且该抗病毒IgG抗体在发病后618天出现，持续存在到发病后2年以上。,C：应何时注射该血清效果最好？为什么？,越早越好，一旦发现病人患有埃博拉就应及时注射痊愈患者血清，以防患者病情加重。,D：注射时应注意什么？,1、确保医用器械的安全性，即医用器械皆经过严格的消毒。 2、由于血清来自他人，其中可能存在一些异体蛋白，故在使用前应作过敏试验。,E: 该疗法是否可真正治疗埃博拉病毒感染？最有效的防治手段是什么？,不能。目前缺乏特效治疗方法，主要是对症治疗和支持治疗。且利用恢复期患者血清的抗病毒血清疗法尚处于探索阶段，并没有在人体得到确切的验证，存在很多争议。 治疗原则（无特效治疗措施） 1、对症和支持治疗 2、注意水、电解质平衡，预防和控制出血。 3、治疗肾、肝功能衰竭和出血、DIC （弥散性血管内凝血）等并发症。 4、控制继发感染,治疗,一般支持对症治疗：隔离患者。卧床休息，少渣易消化半流质饮食，保证充分热量。 病原学治疗：抗病毒治疗尚无定论。 补液治疗：充分补液，维持水电解质和酸碱平衡，使用平衡盐液，维持有效血容量，加强胶体液补充如白蛋白、低分子右旋糖酐等，预防和治疗低血压休克。 保肝抗炎：可应用甘草酸制剂。 出血：止血和输血，新鲜冰冻血浆补充凝血因子，预防DIC（弥散性血管内凝血） 。 肾功能衰竭：及时血液透析等。 控制感染：及时发现继发感染，根据细菌培养