传染与免疫.ppt

第9章传染与免疫一 基本概念1 病原微生物 病原体 指能够寄生于生物体 包括人体 并引起疾病的微生物 包括细菌 放线菌 立克次氏体 病毒和支原体 衣原体 螺旋体及真菌等 2 传染病 是由有生命力的病原体引起的疾病 它与由其他致病因素引起的疾病在本质上是有区别的 3 传染 生物机体与病原体相互作用而引起的病理过程 即指病原体侵入宿主后 克服机体的防御机能 在一定部位生长繁殖 引起不同程度病理反应的过程 要造成传染必须具备的三个条件 传染源 患病或带菌动物 人 带菌者 正常情况下 该菌不致病 即无临床症状 隔离 传播途径 呼吸道 消化道 皮肤粘膜创伤 接触传染 切断 易感人群 只有易感者才能患病 因为人本身有抵抗力 加上预防接种 所以感染后不一定都发病 保护 传染的三种可能结局 显性传染 宿主发生传染病 隐性传染 宿主不出现临床症状 在大多数传染病中 隐性传染是最常见的表现 病原体进入机体后 仅诱导机体产生特异性免疫应答 在临床上显示不出任何症状 只能通过免疫学检查才能发现 隐性传染过程结束后 多数病人获得不同程度的特异性免疫 病原体被清除 少数人可转变为病原携带状态 成为无症状携带者 但会间歇性排出病菌 例如通过输血感染乙肝后 可无自觉症状 成为无症状携带者 带菌状态 病原体与宿主长期处于相持状态 病原体被限制在局部无法大量繁殖 宿主则成为带菌者 决定传染结局的三个因素 病原体 宿主和环境二 病原体的致病作用取决于其毒力 侵入数量及侵入途径1 毒力 病原体致病力的强弱 侵袭力 是指病原体突破肌体防御机能 在体内生长 繁殖 蔓延 扩散的能力 主要包括酶类和荚膜物质 酶类 a 透明质酸酶 化脓性链球菌具有此酶可溶解肌体结缔组织中的透明质酸 使结缔组织疏松 通透性增强 有利于病原菌在组织中扩散 易引起全身性感染 b 链激酶 c 胶原酶 d 血浆凝固酶 e 脱氧核糖核酸酶 f 溶血素和杀白细胞素 荚膜类物质 荚膜能抗吞噬 抗体液杀菌因子 有些细菌表面有类似荚膜的物质 如A族链球菌表面的M蛋白 伤寒沙门氏菌和丙型副伤寒沙门氏菌表面的Vi抗原 以及大肠杆菌的K抗原等也具有抗吞噬及抗体液杀菌因子的作用 毒素 病原体在生长过程中产生的对别种生物有毒性的产物 外毒素 主要产生菌是革兰氏阳性菌也有少数为革兰氏阴性菌 如痢疾志贺氏菌 霍乱弧菌等 主要化学成分为蛋白质 类毒素 0 3 0 4 甲醛处理的外毒素 和抗毒素 将类毒素注射入机体 可刺激机体产生具有中和外毒素作用的抗体 内毒素 主要产生菌是革兰氏阴性菌主要化学成分为脂多糖 肉毒梭菌外毒素 1mg可杀死两千万只小白鼠 200g 四两 能杀死全球人类 人的致死量小于微克 破伤风痉挛外毒素1mg可杀死100万只小白鼠 4000g 8市斤 能杀死全球人类 沙门氏菌 痢疾杆菌的内毒素杀死1只小白鼠需5 25mg 引起迟发型超敏反应的能力 超 过 敏反应又称变态反应 指生物体对某种无害的物质产生强烈免疫应答的现象 属于异常免疫反应 过敏反应的起因 致敏原初次进入机体内引起特异性抗体大量合成 抗体与肥大细胞结合 当致敏原再次进入机体后 它与抗体的结合将导致肥大细胞释放组胺等物质 舒张血管 收缩平滑肌 皮肤红肿 哮喘 流鼻涕 甚至过敏性休克 超 过 敏反应的类型 速发型 I型 II型 III型迟发型 IV型2 侵入数量 与病原体的毒力强弱有关3 侵入途径 不同菌类的最适的侵入途径不同 只有途径合适才能造成感染 破伤风杆菌 创口小而深 形成厌氧环境时 痢疾杆菌 口 消化道进入体内 结核杆菌 途径多样 可经呼吸道 消化道 皮肤创伤进入 三 机体的免疫力1 免疫的概念传统 免疫是机体对病原体感染的抵抗力和对同种病原体再感染的特异性的防御能力 现代 机体能够识别 自我 与 非我 并对 非我 作出反应以保持自身稳定的功能 正常条件下对机体有利 异常条件下可能使机体受损害 非我 还包括人体本身产生的损伤细胞 肿瘤细胞等 2 免疫的功能 1 免疫防护作用 正常 异常 2 自身稳定作用 正常 异常 3 免疫监视作用 正常 异常 3 宿主获得免疫力的途径非特异性免疫特异性免疫四 环境因素P2371 自然环境 气候 地理 温湿度等2 社会环境 五 抗传染病的途径 非特异性免疫概念及其特点一种天生即有 相对稳定 无特殊针对性的天然抵抗力 又称种的免疫或先天免疫 同一种的所有个体都具有 能迅速发生防御作用 大多是机体的 常备 因素 有些是异物入侵后很快就出现的反应 没有专一性 对所有入侵的病原微生物均发生作用 2 非特异性免疫的组成因素 机体的屏障结构 皮肤与黏膜机械阻挡和排除 物理屏障皮肤 黏膜腺体分泌液中所含的化学物质有局部抗菌作用 化学防御 血脑屏障和胎盘屏障等脑血管壁和包被在它外面的神经胶质细胞可阻止微生物及其他有害物质进入中枢神经 另外胎盘屏障 血眼屏障 血胸屏障 保护胎儿 眼球 胸腺 细胞因素 各种白细胞 吞噬细胞的吞噬作用小吞噬细胞 嗜中性粒细胞 含溶酶体 消炎作用大吞噬细胞 单核巨噬细胞系统 血液及淋巴管中的单核细胞 组织中的巨噬细胞大吞噬细胞含胞内酶 胞外酶 杀伤 消化入侵者和肿瘤细胞 还参与特异性免疫 自然杀伤细胞 NK细胞属于白细胞中的淋巴细胞抗肿瘤 抗病毒细菌 分泌干扰素等细胞因子 参与免疫调节和移植排斥反应 还参与特异性免疫 NK细胞表面有抗体的结合位点 结合相应抗体后被活化 杀伤被抗体结合了的靶细胞 抗体依赖性细胞介导的细胞毒性作用 体液因素正常体液和组织中含有多种杀伤或抑制病原体的物质 需与其他杀菌因素配合而发挥作用 主要有补体系统 乙型溶素 溶菌酶和干扰素等 补体人和动物血清中正常存在的一组与免疫相关的并有酶活性的蛋白质 因在抗原抗体反应中 有补充抗体的能力 称为补体 补体的特点 补体是一类酶原 其作用无特异性 能被任何抗原抗体复合物激活 激活后的补体攻击侵入细胞 有溶解细胞膜 杀菌和灭活病毒等作用 并能非特异性地促进吞噬细胞的吞噬作用 干扰素Issacs Lindenmann于1957年首先发现 受到病毒感染的细胞能产生一种物质 可以保护其他细胞抗御多种病毒的感染 并命名为干扰素 interferon IFN 现在干扰素定义为 由干扰素诱生剂作用于活细胞后 由活细胞产生的一种蛋白质 当它作用于其他细胞时 能使其他细胞立即获得抗病毒和抗肿瘤等多方面的免疫力 干扰素诱生剂包括 各种活的或灭活的病毒 人工合成的dsRNA 在细胞内繁殖的各种微生物等 干扰素的特点 干扰素的抗病毒活性极高 1mg即具有10亿个活性单位 其抗病毒作用无特异性 由一种诱生剂诱导细胞产生的干扰素可抑制多种病毒的复制 是广谱的抗病毒物质 其保护作用具有种属特异性 人干扰素有三种 白细胞 成纤维细胞 T淋巴细胞 干扰素的作用机制干扰素由被病毒感染的细胞产生后进入附近细胞 使其产生一种抗病毒蛋白质 AVP 这种蛋白质可干扰病毒mRNA的翻译 从而抑制了新病毒的合成 溶菌酶及其他因素 炎症反应非特异性免疫综合作用的结果 既是病理过程又是抵御病原体的积极方式 炎症反应的四种症状 疼痛 发红 肿胀和发热皮肤破损 毛细管破裂释放舒缓激肽 痛觉肥大细胞释放组胺损伤处血管舒张扩大 皮肤变红血管壁通透性增强蛋白质和液体溢出 肿胀损伤处体温升高以便加强白细胞的吞噬作用脓液 死亡的白细胞 坏死的组织和细胞 死细菌 活的白细胞 六 抗传染病的途径 特异性免疫1 概念特异性免疫指个体出生后 在与抗原性刺激物接触过程中建立起来的免疫力 其产物与相应的抗原性刺激物之间有针对性 在同种生物的不同个体或同一个体在不同条件下有差别 2 特点 针对性 高度特异性和记忆性3 获得方式 见P263 264 4 特异性免疫通过免疫系统实现 免疫器官 中枢 一级 免疫器官免疫细胞发生 分化和成熟的场所骨髓 胸腺和鸟类腔上囊 法氏囊 外周 二级 免疫器官免疫细胞居留 集结和发生免疫应答的场所淋巴结 脾 扁桃体和其他二级淋巴组织等 一级免疫器官和二级免疫器官的比较 免疫细胞 造血干细胞存在于骨髓中 无直接免疫功能 是所有免疫细胞的总来源 淋巴细胞白细胞的一种 能特异地识别外来异物 是免疫的主要功能细胞 胸腺依赖的淋巴细胞 T细胞 腔上囊依赖的淋巴细胞 B细胞或抗体形成细胞 第三类淋巴细胞 非T非B细胞 单核巨噬细胞系统 粒细胞即有颗粒的多形核白细胞嗜中性粒细胞 嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞 肥大细胞皮下与黏膜内功能类似于嗜碱性粒细胞 树突状细胞即抗原提呈细胞表皮 血液及淋巴组织中 免疫分子 抗原 抗体 七 抗原 antigen Ag 1 概念 抗原是一类能刺激人或动物体产生抗体或致敏淋巴细胞 并能与这些产物在体内或体外发生特异性反应的物质 免疫原性 抗原性 反应原性完全抗原 同时具有免疫原性和反应原性 半抗原 某些小分子物质只有反应原性 但与蛋白质等结合后即成完全抗原 2 构成抗原的条件 异物 异己 性是指进入机体内的抗原物质必须与该机体的组织细胞或体液的成分有差别 差别越大 免疫原性越强 分子大小分子的大小对免疫原性是很重要的 相对分子质量越大 免疫原性越强 抗原物质都是分子量相当大的化合物 通常大于10000的分子是良好的免疫原 而低于4000的物质不具有免疫原性 化学组成与结构有些分子量大的物质不一定是抗原 物质的免疫原性还取决于其化学组成与结构 多支链 环状结构 富含酪氨酸等 特异性抗原的特异性是由分子表面上的特定化学基团所决定的 此基团称为表位 抗原决定簇 表位能结合相应抗体 一个抗原含有的能与抗体分子相结合的表位总数称为抗原结合价 一般抗原是多价的 3 病原微生物的主要抗原微生物的化学成分相当复杂 有各种不同的蛋白质以及与蛋白质结合的各种多糖和脂质 它们都可能是抗原 因此每一个微生物个体都是由不同抗原组成的复合抗原 鞭毛抗原与菌毛抗原 菌体抗原表面抗原 荚膜抗原 微荚膜抗原 超抗原 高效能抗原 少量抗原分子就可激活大量T细胞 B细胞狂犬病毒衣壳蛋白 链球菌M蛋白等 八 抗体 antibody Ab 1 基本概念抗体是由抗原刺激人体或动物体的B细胞后 由B细胞转化成的浆细胞产生的一类能与相应抗原发生特异性结合的免疫球蛋白 缩写为Ig 只有脊椎动物的浆细胞才能产生 鱼类以上 必须要有抗原物质的刺激 能与相应的抗原发生特异性的结合 化学本质是一类具有免疫功能的球蛋白 2 抗体的分布和种类主要存在于血液的血清部分 也存在于其他体液 外分泌液和某些淋巴细胞 如B细胞 的细胞膜上 抗体的种类繁多 例如人和动物血清中可有千百种不同的抗体 但就其理化及免疫学性状来看 基本上只有五种 已统一命名为IgG IgM IgA IgD和IgE 具体见书P217 血清与抗血清当血液除去血细胞和造成血凝固的物质 如纤维蛋白和辅助因素 后 剩下的液体部分就是血清 含有抗体的血清叫做抗血清 anti serum 或免疫血清 3 抗体的基本结构具有抗体活性的免疫球蛋白都具有相似的基本结构 称为单体Ig IgG IgD和IgE分子均含一个单体 而分泌型IgA则含有两个单体 称为二聚体 IgM含5个单体称为五聚体 单体结构每一单体Ig分子由四条多肽链所组成 其中两条为重链 简称H链 两条为轻链 简称为L链 四条多肽链 其中两条重链 H链 两条轻链 L链 两条重链籍二硫鍵连接起来 呈Y字形 两条轻链又通过二硫鍵连接在Y字形两侧 多肽链的羧基端 为不变区或稳定区 C区 而在氨基端为可变区 V区 在重链的中央 C区处还有一铰链区 抗体分子可在此处发生转动而使形状改变 4 抗体的功能区 抗体的各条多肽链均可折叠为多个功能区 每一功能区为一球形结构 约由110个氨基酸组成 每条轻链有两个功能区 即VL及CL IgG的重链有4个功能区 即一个称为VH的V功能区和三个C功能区 称为CH1 CH2 CH3 能够转动的铰链区在CH1与CH2之间 此区含大量脯氨酸 具有韧性和弹性 木瓜酶和胃蛋白酶的作用位点也在此区 每一功能区至少行驶一种功能 VL与VH区共同构成特异的抗原结合部位 IgG的CL与CH1有L链和H链间的S S结合部位 CH2有补体的结合点 CH3能固定组织细胞 即通过CH3而使抗体分子粘连在单核细胞 巨噬细胞 肥大细胞 K细胞和B细胞上 5 免疫球蛋白的消化片段和功能1959年 Porter用木瓜蛋白酶将IgG裂解为三个大小相似的片段 其中两个可与抗原结合 称为Fab片 分子量为45000 另一片可以结晶称为Fc片 分子量为55000 随后 Nisonoff用胃酶将IgG断裂成大小不同的片段 一个小片段类似Fc 称为Fc 另一片段为5S的双体F ab 2 有两个抗原结合部位 木瓜蛋白酶的酶解片段木瓜蛋白酶IgG2Fab Fc木瓜蛋白酶IgG的一条重链FdFab片段含有完整的轻链和重链的上端 能与抗原结合 Fc片段含有两条重链的下端 能与补体结合 Fd片段即Fab片段的重链部分 胃蛋白酶的酶解片段用胃蛋白酶水解IgG 则在重链间二硫鍵近羧基端切断 得到一个二价抗体活性部分 称F ab 2 除此之外 尚有剩余的小分子肽链碎片 以Fc 代表 不具任何生物活性 用胃蛋白酶水解IgG的重链可得Fd 片段 九 免疫学方法及应用1 抗体的制备及应用 血清抗体 免疫血清 抗血清 含有特异抗体的血清叫做免疫血清 利用免疫血清对人体进行人工被动免疫 使机体立即获得免疫力以达到治疗和应急预防 单克隆抗体的制备 原生质体融合技术最有意义的成果之一原理 特点 应用 基因工程抗体嵌合抗体 由鼠可变区与人稳定区组合而成 单链抗体 VL 短肽 VH重组抗体 V区基因与非Ig基因拼接2 免疫学技术 血清学技术在体外进行的抗原抗体反应称为血清学反应 血清学反应既可用已知抗原检测未知抗体 又可用已知抗体检测未知抗原 故常用来进行体外体液免疫功能的测定 传染病的诊断 微生物的分类鉴定等研究 血清学反应可因抗原的物理状态和环境因素的不同而出现不同的可见反应 例如凝