第九章遗传和免疫ppt课件.ppt

Chapter8InfectionandImmunity第八章传染与免疫 KeyNotes本章主要内容 病原体对机体的感染机体对感染的预防和治疗免疫技术在微生物学研究中的应用生物制品及其应用 非特异性免疫特异性免疫 Section1General第一节概述传染与传染病决定传染结局的三大因素传染的三种可能结局 基本概念传染 infection 是指外源或内源性病原体突破其宿主的免疫防线 机械防御 非特异性免疫和特异性免疫 后在宿主的特定部位定植 生长繁殖或 和 产生酶及毒素 从而引起一系列病理生理的过程 传染病 infectiousdisease 是一类由活病原体的大量繁殖所引起 可从某一宿主个体直接或间接传播到同种或异种宿主另一些个体的疾病 病原体 pathogen 是指能够引起人体或动物体发生传染病的微生物 条件致病菌 opportunisticmicroorganisms 有些病原微生物 在一般情况下不致病 但在某些条件改变的情况下可以致病 称为条件致病菌 决定传染结局的三个因素病原体宿主的免疫力环境因素 毒力 致病力 virulence pathogenicity 病原体致病能力的大小 侵袭力 病原菌突破宿主防御机能 以在其中进行生长繁殖和实现蔓延扩散的能力 毒素外毒素内毒素侵入数量侵入途径 消化道 呼吸道 皮肤创口 泌尿生殖道等 病原体因素 吸附和侵入能力繁殖与扩散能力对宿主防御机能的抵抗力 侵袭力的三个方面 1 吸附和侵入能力 G 菌菌毛粘附于宿主呼吸道 消化道等粘膜上皮细胞的相应受体 变异链球菌促使细菌与牙齿表面粘连成菌斑 使乳杆菌属在菌斑上产生有机酸 导致牙釉质或牙质脱钙 造成龋齿 病原菌侵入宿主后 有些在原处生长繁殖并引起疾病 如 霍乱弧菌 Vibriocholerae 有些则产生毒素使细胞死亡 造成溃疡 如痢疾志贺氏菌 Shigelledysenteriae 2 繁殖与扩散能力是病原菌引起宿主患病的重要条件透明质酸酶 hyaluronidase 水解结缔组织中的透明质酸 使组织疏松 利于病菌扩散 链球菌属 葡萄球菌属 梭菌属 肺炎球菌属等 胶原酶 collagenase 水解胶原蛋白 利于病原菌扩散 产气荚膜梭菌 血浆凝固酶 coagulase 加速血浆凝固成纤维蛋白屏障 以保护病原菌免受吞噬 金黄葡萄球菌 链激酶 streptokinase 溶血链球菌 卵磷脂酶 lecithinase 毒素 水解各种组织细胞 产气荚膜梭菌 蛇毒液中也含此酶 3 对宿主防御机能的抵抗力 抵抗宿主吞噬细胞的吞噬 或杀死吞噬细胞产生荚膜多糖 抗吞噬产生脂多糖 抗吞噬产生溶血素 抑制白细胞的趋化产生A蛋白或M蛋白 与抗体结合 抗吞噬产生攻击素 抵抗正常血清中的天然抗菌因子 类毒素 用0 3 0 4 甲醛溶液对外毒素进行脱毒处理后获得的失去毒性但仍保留其免疫原性 抗原性 的生物制品 抗毒素 用类毒素注射机体后 使机体产生的对相应外毒素具有免疫性的抗体 如白喉类毒素 破伤风类毒素和肉毒类毒素等 免疫 immunity 的概念狭义 是指保护机体不得疾病 尤其是传染性疾病 广义 是机体的一种针对外源性物质 包括微生物和大分子物质如蛋白质和多糖 的反应 免疫功能 免疫功能 免疫防御 immunologicdefence 免疫稳定 immunologichomeostasis 免疫监视 immunologicserveillance 宿主的免疫力 非特异性特异性 第三道防线 第一道防线第二道防线 外部屏障内部屏障 抗菌物质吞噬作用炎症反应淋巴结的 过滤 作用 体液免疫细胞免疫 环境因素 宿主环境外界环境 先天后天 自然环境社会环境 传染的三种可能结局 隐性传染 inapparentinfection 如果宿主的免疫力很强 而病原体的毒力相对较弱 数量又较少 传染后只引起宿主的轻微伤害 且很快就将病原体彻底消灭 因而基本上不出现临床症状 带菌状态 carrierstate 如果病原体与宿主双方都有一定的优势 但病原体仅被限制于某一局部且无法大量繁殖 两者长期处于相持的状态 显性传染 apparentinfection 如果宿主的免疫力很低 或侵入病原体的毒力较强 数量较多 病原体很快在体内繁殖并产生大量有毒产物 使宿主的细胞和组织蒙受严重损害 生理功能异常 于是就出现一系列症状 显性传染的分类按发病时间长短划分慢性传染 chronicinfection 急性传染 acuteinfection 按发病部位划分局部感染 localinfection 全身感染 systemicinfection 按性质和严重程度划分毒血症 toxemia 菌血症 bacteremia 败血症 septicemia 脓毒血症 pyemia 病原体被限制在局部病灶 只有其所产毒素才进入血流而引起全身性症状者 病原体由局部的原发侵入血流后传播至远处组织 但未在血流中大量繁殖的传染病 病原体侵入血流并在其中大量繁殖 造成宿主严重损伤和全身性中毒症状者 一些化脓性细菌在引起宿主的败血症的同时 又在其许多脏器中引起化脓性病灶者 Section2Nonspecificimmunity第二节非特异性免疫定义 凡在生物长期进化过程中形成的 属于先天即有 相对稳定 无特殊针对性的对付病原体的天然抵抗能力 也称天然免疫或自然免疫 主要包括 表皮和屏障结构吞噬细胞及其吞噬作用炎症反应正常体液或组织中的抗菌物质 表皮和屏障结构皮肤与黏膜屏障结构血脑屏障血胎屏障 血脑屏障Thebloodbrainbarrier 吞噬细胞及其吞噬作用多形核白细胞 polymorphonuclearleukocyte PMN 巨噬细胞 macrophageM 巨噬细胞的主要功能吞噬和杀菌作用抗原递呈作用 巨噬细胞通过吞噬 处理及传递3个步骤 对外来抗原物质进行加工 以适应激活淋巴细胞的需要 免疫调节作用抗癌作用 巨噬细胞吞噬细菌 巨噬细胞的抗原递呈作用 免疫调节作用 炎症反应 inflammation 定义 机体受到有害刺激 包括各种理化因素 但以病原微生物感染为主 时所表现的一系列局部或全身性防御应答 既是一种病理过程 又是一种防御病原体入侵的积极的免疫反应 正常体液或组织中的抗菌物质补体 complement 是指存在于正常人体或高等动物血清中的一组非特异性球蛋白血清蛋白 主要成分是 球蛋白 干扰素 inferferons IFNs 高等动物细胞在病毒或dsRNA等诱生剂的刺激下 所产生的一种具有高活性 广谱抗病毒等功能的特异性糖蛋白 补体的生物学功能溶解和杀伤细胞功能中和病毒作用趋化作用免疫黏附作用 溶解和杀伤细胞功能 补体激活途径 干扰素的抗病毒作用 诱导物病毒 干扰素释放 干扰素致敏细胞 病毒蛋白质合成停止 Section3Specificimmunity第三节特异性免疫定义 个体在其后天活动中接触了相应的抗原而获得的免疫力 也称获得性免疫 acpuiredimmunity 或适应性免疫 adaptiveimmunity 特点 生物个体在其后天活动中接触了相应的抗原而获得的其产物与相应的刺激物 抗原 之间是特异的包括体液免疫和细胞免疫两个系统特异性免疫力在同种生物的不同个体间同一个体在不同条件有明显的差别 特异性免疫可通过自动或被动两种方式获得 特异性免疫 自动获得 被动获得 天然的 经临床或亚临床感染后获得 人工的 接种死 活疫苗或类毒素后获得 天然的 通过胎盘或初乳自母体中获得 人工的 注入免疫血清 抗毒素或淋巴细胞后获得 免疫应答 immuneresponse 指一类发生在活生物体内的特异性免疫的系列反应过程 特点 识别自我与非自我特异性记忆性三个阶段 识别阶段激活阶段效应阶段 细胞免疫 cellularimmunity 指机体在抗原刺激下 一类小淋巴细胞 依赖胸腺的T细胞 发生增殖 分化 进而直接攻击靶细胞或间接地释放一些淋巴因子的免疫作用 体液免疫 humoralimmunity 指机体受抗原刺激后 来源于骨髓的一类小淋巴细胞 B细胞 进行增殖并分化为浆细胞 由它合成抗体并释放到体液中而发挥的免疫作用 细胞免疫和体液免疫 特异性免疫系统免疫器官免疫细胞免疫分子 免疫器官 中枢免疫器官 外周免疫器官 骨髓 bonemarrow 胸腺 thymus 法氏囊 bursaofFabricius 脾脏 淋巴结 免疫器官 免疫细胞 immunocyte 泛指一切具有免疫功能的细胞 T细胞B细胞第三淋巴细胞第四淋巴细胞 免疫细胞 淋巴样干细胞 非淋巴样干细胞 造血干细胞 红细胞 血小板 粒细胞 NK细胞 T细胞 B细胞 浆细胞 树突状细胞 巨噬细胞 免疫分子 膜表面免疫分子 体液免疫分子 膜表面抗原受体 主要组织相容性复合物抗原 白细胞分化抗原 粘附分子 抗体 补体 细胞因子 与抗原有关的基本概念抗原 一类能诱导机体发生免疫应答并能与相应的应答产物发生特异性免疫反应的大分子物质 又称免疫原 immunogen 抗原应同时具备两个特性 免疫原性 抗原性 刺激机体产生免疫应答能力的特性 免疫反应性 反应原性 指能与免疫应答的产物发生特异反应的特性 完全抗原 completeantigen 同时具有免疫原性和免疫反应性的抗原 半抗原 hapten 缺乏免疫原性而有免疫反应性的物质 抗原决定簇 antigenicdeterminant 指位于抗原表面可决定抗原特异性的特定化学基团 抗原结合价 antigenicvalence 凡能与抗体相结合的抗原决定簇的总数 免疫原性的物质基础 相对分子质量大结构复杂异物性 抗体 antibody Ab 高等动物体在抗原物质的刺激下 由浆细胞产生的一类能与相应抗原在体内外发生特异性结合的免疫球蛋白 特点 1 仅由鱼类以上脊椎动物的浆细胞所产生 2 必须由相应抗原物质刺激免疫细胞后才能产生 3 能与相应的抗原发生特异性 非共价和可逆的结合 4 化学本质是一类具有免疫功能的球蛋白 5 具有抗原与抗体的双重特性 可作为抗原去刺激异种生物产生相应的抗体 即抗抗体 免疫球蛋白 immunoglobulin Ig 凡具有抗体活性以及与抗体有关的各种球蛋白 统称为Ig 包括5类 IgG IgA IgM IgD和IgE 1 2 3 图示 抗体的形成 T细胞对B细胞的激活 浆细胞产生抗体 免疫应答多样性和记忆性产生的机制 克隆选择假说假说要点 1 每一个体都含有许多淋巴细胞克隆 每一克隆由一个前体细胞产生 每一克隆能识别不同的抗原决定簇并与之发生反应 2 抗原选择预先存在的特异性克隆并激活它 使其增殖和分化成效应与记忆细胞 单克隆抗体与淋巴细胞杂交瘤技术单克隆抗体 monoclonalantibody McAb 由单一杂交瘤细胞产生的只针对单一抗原决定簇的高纯度的均质抗体 淋巴细胞杂交瘤技术创建于1975年 是生命科学和基础医学研究领域中一次具有重大革命意义的创举 主持该研究的英国学者G kohler和C Milstein与另一位杰出的免疫学家M K Jerne一起荣获1984年的诺贝尔生理学或医学奖 淋巴细胞杂交瘤技术基本原理利用骨髓瘤细胞缺少次黄嘌呤磷酸核醣转化酶 简称HGPRT酶 的特点 在培养液中加入次黄嘌岭 hypoxanthine 氨基碟呤 Aminopterin 和胸腺嘧啶 thymidine 制成选择培养液 简称HAT培养液 通常细胞的核酸生物合成有主要途径和补偿途径 当氨基碟呤存在时 能够阻断核酸 DNA 合成的主要途径 因此要通过补偿途径合成DNA 这时就需要次黄嘌呤磷酸核醣转化酶 HGPRT酶 利用次黄嘌呤合成DNA或胸腺嘧啶核苷激酶 TK酶 利用胸腺嘧啶核苷合成DNA 在这种情况下 因骨髓瘤细胞缺乏次黄嘌呤磷酸核醣转化酶和胸腺嘧啶核苷激酶 在HAT培养液中迅速死亡 免疫脾细胞虽有HGPRT酶 但因它是一种短命的细胞 在培养液中也只能生存数天而逐渐死亡 只有骨髓瘤细胞与免疫脾细胞融合的杂交细胞获得了骨髓瘤细胞所具有的长命而且繁殖力极强的特征 同时又从免疫脾细胞得到功能性HGPRT酶和TK酶的基因产物 因此 这种杂交细胞能够克服氨基碟呤的阻断作用 通过次黄嘌呤的补偿途径合成DNA 而在HAT选择培养液中生长繁殖 过程应用 Section4Immunologicalmethodanditsapplication第四节免疫学方法及其应用抗原 抗体反应的一般特点抗原 抗体间的主要反应免疫标记技术 抗原 抗体反应的一般特点特异性可逆性定比性阶段性条件依赖性 抗原 抗体间的主要反应凝集反应 agglutination 沉淀反应 precipitation 补体结合试验 complementfixationtest CFT 中和试验 neutralizationtest 凝集反应 agglutination 颗粒性抗原 完整的细菌细胞或血细胞等 与相应的抗体在合适的条件下反应并出现肉眼可见的凝集团现象 用于此反应中的抗原又称凝集原 抗体则称凝集素 沉淀反应 precipitation 可溶性抗原与其相应的抗体在合适条件下反应 并出现肉眼可见的沉淀物现象 沉淀反应 补体结合试验 comlementfixationtest CFT 是一种有补体参与 并以绵羊红细胞和溶血素 红细胞的特异抗体 是否发生溶血反应作指示的一种高灵敏度的抗原与抗体结合反应 补体结合试验 中和试验 neutralizationtest 由特异性抗体抑制相应抗原的生物学活性的反应 免疫标记技术 immunolabellingtechnique 将抗原和抗体用小分子的标记剂如荧光素 酶 放射性同位素或电子致密物质等加以标记 借以提高检测灵敏度的技术 免疫荧光技术 immunofluoresenstechnique 免疫酶技术 immunoenzymatictechnique 放射免疫测定法 radioimmuno assay RIA 免疫电镜技术 immuno electronmicroscopy IEM 酶联免疫吸附法 enzymelinkedim