微生物感染与免疫幻灯片.ppt

第九章传染与免疫 第一节感染的一般概念第二节宿主的非特异性免疫第三节宿主的特异性免疫第四节免疫病理第五节免疫学的实际应用 1 第一节感染的一般概念 病原微生物 Pathogenicmicroorganism 或病原体 pathogen 寄生于生物 包括人 机体并引起疾病的微生物感染 infection 又称传染 机体与病原体在一定条件下相互作用而引起的病理过程 感染不是疾病的同义词 传染病 由有生命力的病原体引起的疾病 与由其它致病因素引起的疾病在本质上是有区别的 2 一 感染的途径和方式1 感染的途径2 感染的部位及方式二 微生物的致病性1 细菌的致病性2 病毒的致病性3 立克次体致病性4 真菌的致病性5 寄生虫的致病性三 传染后的表症 3 一 感染的途径和方式 外源性感染 来源于宿主体外的感染 主要来自病人 健康带菌 毒 者和带菌 毒 动 植物 内源性感染 当滥用抗生素导致菌群失调或某些因素致使机体免疫功能下降时 宿主体内正常菌群引起的感染 1 感染的途径 呼吸道感染 消化道感染 创伤感染 接触感染 垂直传播 4 2 感染的部位及方式 病原体侵入机体的途径 a 绝大多数病原体不能穿过完整的皮肤 而是通过机体的自然开口 皮肤表面的创伤裂口 或通过导管 静脉注入或外科切口等医源性的途径 进入机体内部 b 极少数能穿过皮肤 如血吸虫 钩虫 c 有的能穿过粘膜 如脊髓灰质炎病毒 麻诊病毒 然后通过血循环达到特定组织部位 造成病变 有的 如白喉杆菌 能附着在粘膜上生长繁殖形成局部病灶 产生毒素 引起各种症状 5 病原体侵入人体后寄生和造成病变的方式 细胞外感染 细胞内感染 兼性细胞内感染 专性细胞内感染 某些细菌 真菌 弓形体被吞噬细胞吞噬后不被杀死 反而在细胞内增殖 称为兼性细胞内感染 所有的病毒 立克次氏体 衣原体及少数细菌和原虫只能在靶细胞内增殖 它们必须存在于细胞内才能引起感染 为专性细胞内感染 6 二 微生物的致病性 1 细菌的致病性 细菌的致病性是对特定宿主而言 能使宿主致病的为致病菌 反之为非致病菌 但二者并无绝然界限 条件致病菌 opportunisticpathogen 或机会致病菌 在一般情况下不致病 但在某些条件改变的特殊情况下可致病 病原菌致病力的强弱 毒力 侵袭力 毒素 7 毒力 又称致病力 pathogenicity 表示病原体致病能力的强弱 对细菌性病原体来说 毒力就是菌体对宿主表的吸附 向体内侵入 在体内定居 生长和繁殖 向周围组织的扩散蔓延 对宿主防御功能的抵抗 以及产生损害宿主的毒素等一系列能力的总和 1 侵袭力 invasiveness 病原菌突破宿主防线 并能于宿主体内定居 繁殖 扩散的能力 称为侵袭力 吸附和侵入能力 繁殖与扩散能力 对宿主防御机能的抵抗能力 8 1 吸附和侵入能力 细菌通过具有粘附能力的结构如革兰氏阴性菌的菌毛粘附于宿主的呼吸道 消化道及泌尿生殖道粘膜上皮细胞的相应受体 于局部繁殖 积聚毒力或继续侵入机体内部 淋病奈瑟氏球菌 菌毛可使其吸附于尿道粘膜上皮的表面而不被尿液冲走 变异链球菌 乳杆菌 牙齿表面粘连成菌班 造成龋齿 在原处生长繁殖并引起疾病 霍乱弧菌 Vibrio 侵入细胞内生长繁殖并产生毒素 使细胞死亡 造成溃疡 痢疾志贺氏菌 Shigelladdysenteriae 通过粘膜上皮细胞或细胞间质侵入表层下部组织或血液中进一步扩散 溶血链球菌 Streptococcushaemolyticus 9 10 2 繁殖与扩散能力 通过水解性酶类 使组织疏松 通透性增加 有利于病原菌扩散 透明质酸酶 hyaluronidase 旧称 扩散因子 spreadingfactor 可水解机体结蒂组织中的透明质酸 引起组织松散 通透性增加 有利于病原体迅速扩散 因而可发展成全身性感染 Streptococcus 链球菌属 Staphylococcus 葡萄球菌属 和Clostridium 梭菌属 的若干种可产此酶 11 链激酶 streptokinase 又称血纤维蛋白溶酶 fibrinolysin 能激活血纤维蛋白溶酶原 胞浆素原 使之变成血纤维蛋白溶酶 胞浆素 再由后者把血浆中的纤维蛋白凝块水解 从而有利于病原体在组织中的扩散 Streptococcushaemolyticus 溶血链球菌 可产此酶 在医疗实践上 细菌的链激酶已被用于治疗急性血栓栓塞性疾病 如心肌梗塞 肺栓塞以及深部静脉血栓疾病等 卵磷脂酶 lecithinase 又称 毒素 可水解各种组织的细胞 尤其事实红细胞 如C perfringens的毒力和蛇毒主要功能都由此酶引起 12 3 对宿主防御机能的抵抗能力 a 细菌的荚膜和微荚膜具有抗吞噬和体液杀菌物质的能力 有助于病原菌于在体内存活 例如肺炎球菌的荚膜 b 致病性葡萄球菌产生的血浆凝固酶有抗吞噬作用 c 分泌一些活性物质如溶血素 抑制白细胞的趋化作用 d 具抵抗在吞噬细胞内被杀死的能力 能在吞噬细胞内寄生 13 2 毒素 toxin 细菌毒素按其来源 性质和作用的不同分为外毒素和内毒素 1 外毒素 exotoxin 病原细菌 主要是一些革兰氏阳性菌 在生长过程中合成并分泌到胞外的毒素 如破伤风痉挛毒素 白喉毒素等 也有存于胞内当细菌溶解后才释放的如痢疾志贺菌的肠毒素 特点 通常为蛋白质 抗原性强 可选择作用于各自特定的组织器官 不同病原菌产生的外毒素不同 所引起的症状也不同 其毒性作用强 但毒性不稳定 对热和某些化学物质敏感 14 类毒素 toxoid 和抗毒素 antitoxin 利用外毒素对热和某些化学物质敏感的特点 用0 3 0 4 甲醛处理 使其毒性完全丧失 但仍保持抗原性 这种经处理的外毒素为类毒素 常用来预防注射 也可用类毒素注射动物 如马 以制备外毒素的抗体 称为抗毒素 作治疗用 15 例如 破伤风梭菌的破伤风痉挛毒素 tetanospamin 和破伤风溶血毒素 tetanolysin 16 破伤风痉挛毒素对中枢神经系统有高度亲和力 与其细胞表面神经节苷脂结合 进入细胞后通过轻链毒性封闭抑制性突触的介质释放 导致伸肌 屈肌同时强烈收缩 肌肉强直痉挛 破伤风痉挛毒素的毒性仅次于肉毒毒素 当其含量尚不能引起免疫时即足以致病 而毒素与神经突触的结合是不可逆的 一般治疗无效 因此该病的免疫预防特别重要 如图 17 18 2 内毒素 endotoxin 革兰氏阴性菌的细胞壁物质 主要成分是脂多糖 LPS 于菌体裂解时释放 作用于白细胞 血小板 补体系统 凝血系统等多种细胞和体液系统 引起发热 白细胞增多 血压下降及微循环障碍 有多方面复杂作用 但相对毒性较弱 各种革兰氏阴性菌的内毒素作用相似 且没有器官特异性 19 外毒素与内毒素的比较 1mg肉毒毒素纯品可杀死2亿 2000万 只小鼠或一百万只豚鼠 中毒的死亡率几近100 但及时注射抗毒素及对症治疗可使之降低 1mg破伤风毒素可杀死100万只小鼠 1mg白喉毒素可杀死1000只豚鼠 20 鲎试剂法 limulusassay 即鲎变形细胞溶解物试验法 limulusamoebocytelysatetest LALtest 鲎俗称 马蹄蟹 是一类属于节肢动物门 螯肢亚门 肢口纲 剑尾目 科的无脊椎动物 是已有3亿年历史的 活化石 全世界现存有3属5种 如Limuluspolyphemus 美洲鲎 和产于我国浙江以南浅海中Tachypleustridentatus 东方鲎 或中国鲎 鲎具有开放性血管系统 每只可采血100 300mL 其血清呈蓝色 内含血蓝蛋白和外源凝集素 lectin 鲎血中含有一种变形细胞 其裂解产物可与G细胞的内毒素 LPS和脂磷壁酸 膜磷壁酸 等发生特异性和高灵敏度的凝胶化反应 21 2 病毒的致病性 病毒在宿主细胞内增殖 影响宿主细胞的核酸及蛋白质代谢 其后果可分为三种类型 杀细胞感染 cytocidalinfection 稳定状态感染 steadystateinfection 整合感染 integratedinfection 病毒感染的特点 活细胞中寄生 基因水平感染 22 3 真菌的致病性 1 致病性真菌感染 一些外源性真菌感染可引起皮肤 皮下和全身性疾病 如皮肤癣菌有嗜角蛋白特性 在皮肤局部大量增殖后 通过机械刺激和代谢产物的作用引起局部的炎症和病变 即手足癣 甲癣 头癣等 2 条件致病性真菌感染 一些内源性真菌在机体免疫力降低 如长期应用抗生素 放射治疗等情况下发生 如白念珠菌是存在于人体表及腔道中的正常菌群 当人体免疫力低下时可侵入人体许多部位 包括发生于皮肤粘膜的鹅口疮 口角糜烂 发生于内部器官的肺炎 食道炎 膀胱炎 发生于中枢神经系统的脑膜炎等 23 3 真菌变态反应性疾病 有些真菌本身并不致病 但对某些具过敏倾向的个体可引起变态反应性疾病 如曲霉 青霉 镰刀菌等可引起荨麻疹 哮喘 变应性鼻炎 4 真菌性中毒 有些真菌在粮食上生长 人及动物食后可因真菌本身或真菌产生的毒素而中毒 黄曲霉毒素 杂色霉素 肝损害 桔青霉素 肾小球损害 节菱孢菌引起的霉甘蔗中毒 抽搐 昏迷直至死亡 真菌中毒与一般细菌病毒感染不同 有地区性与季节性 但没有传染性 不引起流行 24 4 立克次氏体的致病性 立克次氏体通过特异受体进入宿主细胞 已不同方式在细胞内增殖并内释放 如人类流行性斑疹伤寒的病原体普氏立克次氏体在吞噬体内通过磷脂酶A溶解吞噬膜的甘油磷脂而进入胞质 大量增殖后导致细胞破裂 释放的立克次氏体通过血流在全身各器官的小管内的细胞质增殖 能直接破坏起所寄生的血管内皮细胞引起血管炎症 起毒性产物亦可进入血循环而引起全身症状 25 5 寄生虫的致病性 大多数寄生虫的构造和成分都很复杂 特别是寄生虫有复杂的生活周期 随着循环迂回迁移 其结构和表面成分均不断变化 或获得宿主成分作为外衣使宿主难以识别 或将表面分子释放作为 诱饵 吸引机体的免疫系统将其作为攻击靶 而自身逃避了棉衣防御 寄生虫 原虫 单细胞生物 多数于胞内寄生 蠕虫 多细胞生物 种类极多 通常引起胞外慢性感染 如血吸虫 26 三 传染后的表症 病原体 不同的个体 相同个体的不同生理状态 不同的结果 病原体侵入其宿主后 二者之间的力量对比决定着传染的结局 隐性传染带菌状态显性传染 27 隐性传染 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 因而基本上不表现临床症状 带菌状态 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 二者长期处于僵持状态 就称为带菌状态 这种长期处于带菌状态的宿主 称为带菌者 成为该传染病的传染源 十分危险 何为 伤寒玛丽 真名 MaryMalone一个健康带菌者 被证实在美国有7个地区多达1500个伤寒患者都是她传染的 28 显性传染 如果宿主的免疫力较低 或入侵病原菌的毒力较强 数量较多 病原菌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 于是就出现了一系列临床症状 按发病时间的长短 急性传染 病程仅数日至数周 如流行性脑膜炎和霍乱等 多为细胞外寄生物引起 慢性传染 病程往往长达数月至数年 如结核病 麻风病等 多由细胞内寄生物引起 29 第二节宿主的非特异免疫 一 生理屏障1 表面屏障2 局部屏障3 共生菌群二 体液因素1 补体系统 complementsystem 2 干扰素 interferon IFN 3 溶菌酶 lysozyme 三 细胞因素1 吞噬细胞 phagocytes 2 自然杀伤细胞 naturalkillercells NK 四 炎症 30 一 生理屏障 在了解生理屏障之前先了解一下以下概念 非特异免疫 nonspecificimmunity 是机体的一般生理防卫功能 又称天然免疫 innateimmunity 是在种系发育过程中形成的 由先天遗传而来 防卫任何外界异物对机体的侵入而不需要特殊的刺激或诱导 主要包括生理屏障 细胞因素和体液因素 31 1 表面屏障 1 机械的阻挡和排除作用 健康机体的外表面覆盖着连续完整的皮肤和粘膜结构 其外面的角质层是坚韧的 不可渗透的 组成了阻挡微生物入侵的有效屏障 2 分泌液中所含化学物质有局部抗菌作用 各种分泌液中的杀菌成分 呼吸道 消化道 泌尿生殖道表面粘膜所分泌的粘液的化学性屏障作用 机体的机械方式如纤毛运动 咳嗽和喷嚏排除异物 眼泪 唾液和尿液的清洗作用 32 2 局部屏障 体内的某些部位具有特殊的结构而形成阻挡微生物和大分子异物进入的局部屏障 对保护该器官 维持局部生理环境恒定有重要作用 1 血脑屏障 主要由软脑膜 脉络丛 脑毛细血管壁及其外的脑星形细胞组成 具有细胞间连接紧密 胞饮作用弱的特点 可阻挡病原体及其有毒产物从血液透入脑组织或脑脊液 保护中枢神经系统的稳定 见下页图 婴幼儿因其血脑屏障还未发育完善 故易患脑膜炎或流行性乙型脑炎等传染病 2 血胎屏障 由怀孕母体子宫内膜的基蜕膜和胎儿的绒毛膜滋养层细胞共同组成 当它发育成熟 一般在妊娠3个月 后 能阻挡病原微生物由母体通过胎盘感染胎儿 但并不妨碍母子间的物质交换 33 34 人的体表和与外界相通的腔道中存在大量正常菌群 通过在表面部位竞争必要的营养物 或者产生如象大肠杆菌素 酸类 脂类等抑制物 而抑制多数具有疾病潜能的细菌或真菌生长 临床上长期大量应用广谱抗菌素 肠道内对药物敏感的细菌被抑制 破坏了菌群间的拮抗作用 则往往引起菌群失调症 如耐药性金黄色葡萄球菌性肠炎 见图 3 共生菌群 35 36 二 体液因素 1 补体系统 complementsystem 存在于正常机体体液中的非特异性的杀菌物质 包括廿余种蛋白质成分 主要由肝细胞和巨噬细胞产生 通常以无活性形式存在于正常血清和体液中 当在一定条件下促发补体系统的一系列酶促级联反应 使补体由无活性形式转变为对病原体具有杀灭作用的活性形式称补体激活 37 对病原体具有杀灭作用的补体活性形式 引起膜不可逆损伤 导致细胞溶解 革兰氏阴性菌 具有脂蛋白膜的病毒颗粒 红细胞和有核细胞 38 补体激活的经典途径 被任何抗原抗体复合物所激活 起补充抗体的作 补体 39 补体激活的替代途径 酵母多糖 LPS等多种微生物及其产物所激活 40 补体的生物学功能 溶解和杀伤细胞 趋化作用 免疫粘附作用 中和病毒 过敏毒素 促进炎症 作用 41 溶解和杀伤细胞 42 2 干扰素 interferon IFN 宿主淋巴细胞在病毒等多种诱生剂刺激下产生的一类低分子量糖蛋白 分a b g三组 干扰素作用于宿主细胞 使之合成抗病毒蛋白 控制病毒蛋白质合成 影响病毒的组装释放 具有广谱抗病毒功能 同时 还有多方面的免疫调节作用 43 3 溶菌酶 lysozyme 14 7KD不耐热的碱性蛋白 主要来源于吞噬细胞并可分泌到血清及各种分泌液中 能水解革兰氏阳性菌胞壁肽聚糖而使细胞裂解 溶菌酶也存在于鸡蛋清和某些细菌中 可提纯并加工制成各种制剂 用于治疗中耳炎 咽喉炎 副鼻窦炎等慢性疾病 体液中还有 溶解素 lysin 转铁蛋白 血浆铜蓝蛋白 C反应蛋白等多种能杀菌或抑菌的因素 但直接作用很弱 仅在机体免疫中起辅助作用 44 三 细胞因素主要是指体内的各种吞噬细胞吞噬病原体及其它各种异物的能力 1 吞噬细胞 phagocytes 的种类 45 2 吞噬过程 病原体 吞噬细胞 偶然相遇 或各种趋化因子的吸引作用 吞噬细胞可在趋化因子的作用下穿过毛细血管壁到达感染局部 吞噬细胞伸出伪足 吞入病原体形成吞噬体 与溶酶体融合为吞噬溶酶体 水解酶 溶菌酶等多种酶类和其它杀菌物质的作用下杀灭病原体 46 完全吞噬 病原体被吞噬后 被杀死并消化分解 不能消化的残渣排出体外 不完全吞噬 有些病原体 如结核杆菌 麻风杆菌 布氏杆菌等胞内寄生菌 具有抗吞噬溶酶体形成或抗溶菌酶等逃避机制 在免疫力低下的机体内 虽被吞噬 却不能杀死 反而随吞噬细胞移动 造成扩散 47 此外 巨噬细胞还可分泌多种可溶性因子 不但有加强杀菌促进炎症的作用 还具有免疫调节等重要功能 同时 作为抗原提呈细胞 是特异性免疫的重要组成部分 48 49 50 51 52 53 3 自然杀伤细胞 Naturalkillercells NK NK细胞属于淋巴细胞 主要分布于外周血和脾脏 具有不须事先致敏 不须其它辅助细胞或分子的参与而直接杀伤靶细胞的功能 NK细胞通过释放穿孔素 perforin 和颗粒酶造成靶细胞死亡 也可通过释放肿瘤坏死因子 TNF 杀伤靶细胞 某些肿瘤细胞和微生物感染细胞可以成为NK细胞的靶细胞 而且NK细胞活性较其它杀伤细胞更早出现 因此在抗肿瘤抗感染特别是病毒感染中起重要作用 54 四 炎症 inflammatory 炎症是机体受到有害刺激时所表现的一系列局部和全身性防御应答 可以看作是非特异免疫的综合作用结果 其作用于清除有害异物 修复受伤组织 保持自身稳定性有害刺激包括各种理化因素 但以病原微生物感染为主 病原体感染 组织和微血管损伤 5 羟色胺 凝血因子等 旁路途径激活补体 趋化因子 过敏毒素 血管扩张 毛细血管通透性升高 血流变缓 血管内细胞和血清成分逸出 各种白细胞吞噬杀灭病原体 活化的补体攻击 溶解病原菌 其它血浆成分扩大炎症反应 55 内 外源性热原物质作用于下丘脑导致发热 发烧 吞噬细胞的溶酶体酶释放或泄漏会损伤自身组织成分各种毒性产物与活性介质将刺激正常机体组织死亡白细胞与破坏裂解的靶细胞共同酿成脓液 化脓 红 肿 痛 热和功能障碍炎症 56 炎症既是一种病理过程 又是一种防御病原体的积极方式 1 动员了大量的吞噬细胞聚集在炎症部位 2 血液中的抗菌因子和抗体发生局部浓缩 3 死亡宿主细胞的堆积可释放抗微生物物质 4 炎症中心氧浓度下降和乳酸积累 进一步抑制病原菌的生长 5 适度的体温升高可以加速免疫反应的进程 57 第三节宿主的特异性免疫 一 特异性免疫的一般概念1 特异性免疫的类型2 免疫系统 immenesystem 二 抗原和抗体1 抗原 antigen Ag 2 抗体 antibody Ab 三 B细胞介导的体液免疫1 T非依赖性体液免疫应答2 依赖于T细胞的体液免疫3 抗体产生的一般规律 初次应答与再次应答 58 四 T细胞介导的细胞免疫1 T细胞对抗原的识别2 CD8T细胞介导的杀细胞效应3 CD4T细胞介导的免疫炎症五 联合抗感染免疫六 克隆选择和免疫耐受性 59 一 特异性免疫的一般概念 1 特异性免疫 specificimmunity 的类型 概念 机体在生命过程中接受抗原性异物刺激 如微生物感染或接种疫苗后产生的 又称获得性免疫 具有获得性 高度特异性和记忆性 自动免疫 被动免疫 自然获得 经胎盘或乳汁由母体传给婴儿 自然获得 显性或隐性感染 人工获得 输入免疫细胞 抗血清 人工获得 接种疫苗 特异性免疫 60 2 免疫系统 immunesystem 1 免疫器官 A 中枢免疫器官 1 a 骨髓 bonemarrow 是形成各类淋巴细胞 巨噬细胞和血细胞的部位 骨髓中的多功能干细胞 multipotentialstemcell 具有很大的分化能力 可分化出 髓样干细胞 myeloidstemcell 由它发育成红细胞系 粒细胞系 单核细胞系和巨噬细胞系等 淋巴干细胞 可发扬成淋巴细胞 再通过胸腺或法氏囊 或法氏囊器官 衍化成T细胞或B细胞 最后定位于外周免疫组织 61 b 胸腺 Thymus Thymusgland 人和哺乳动物的胸腺位于胸腔的前纵隔 紧贴在气管和大血管之前 由左右两大叶组成 它市T细胞分化和成熟的场所 T细胞的成熟主要通过胸腺中的网状上皮细胞所分泌的胸腺素 Thymosin 和胸腺生成素 Thymopoietin 等多种胸腺微环境的共同作用而完成 c 法氏囊 bursaofFabricius 法氏囊为鸟类所特有 形如囊状 由于其位于泄殖腔的后上方 故有称腔上囊 它是一个促使鸟类B细胞分化 发育以发挥其体液免疫功能的中枢淋巴器官 相当于人和哺乳动物骨髓的功能 62 B 外周免疫器官 peripheralimmuneorgan 主要是脾脏和淋巴结 由中枢免疫器官产生的T B淋巴细胞至外周免疫器官定居 在遇抗原刺激后 它们就开始增殖 并进一步分化为至敏淋巴细胞或产生抗体的浆细胞 以分别执行其细胞免疫或体液免疫功能 63 64 2 免疫细胞 主要包括淋巴细胞 粒细胞和肥大细胞 单核巨噬细胞树突状细胞 广义地还包括红细胞和血小板及其各类细胞的祖细胞 免疫细胞 免疫活性细胞均来源于骨髓中的多功能干细胞 multipotentialstemcell 即造血干细胞 hemopoieticstemcell 在人或哺乳动物个体发育胚胎期的第三周 干细胞就出现在卵黄的血岛内 以后 第六周至出生前 出现在肝脏中 出生后的5个月直至成年期则主要存在于骨髓部位 然后转入胸腺 法氏囊或继续在骨髓中分化为T或B细胞 以发挥相应的细胞免疫或体液免疫功能 65 66 免疫活性细胞 immunologicallycompetentcell 仅指能特异地识别抗原 即能接受抗原的刺激 并随后进行分化 增殖和产生抗体和淋巴因子 以发挥特异性免疫应答的一群细胞 主要指T细胞和B细胞 因单核细胞和巨噬细胞在特异性免疫中都发挥作用 故也可列入免疫活性细胞内 B细胞 骨髓中的多能干细胞分化成淋巴细胞 再分化成前B细胞 进一步发育成为成熟B细胞 当受抗原刺激后 B细胞先转化为浆母细胞 再分化为浆细胞 产生并分泌抗体 进行体液免疫 67 T细胞 调节行T细胞效应性T细胞 辅助性T细胞 促使B细胞活化为浆细胞抑制性T细胞 抑制其它T细胞和B细胞的活性 迟发型超敏T细胞 结合抗原后释放淋巴因子 引起迟发型超敏反应细胞毒T细胞 杀死带抗原的靶细胞 T细胞 起源于骨髓 在胸腺中成熟 然后转移到外周淋巴器官 其功能是执行细胞免疫 68 69 B细胞和T细胞的比较 70 3 免疫分子 膜表面免疫分子 主要包括膜表面抗原受体 主要组织相容性抗原 白细胞分化抗原和粘附分子 B细胞和T细胞表面有各自的特异性膜表面抗原受体BCR和TCR 能识别不同的抗原并与之结合 启动特异性免疫 体液免疫分子 主要包括抗体 补体和细胞因子 细胞因子具有对细胞功能的多方面调节作用 其中有些还具有细胞毒性 如肿瘤坏死因子 和抗病毒功能 如干扰素 直接参与免疫应答的效应过程 补体和抗体分别是非特异免疫和特异免疫的主要体液成分 71 二 抗原和抗体 1 抗原 Antigen Ag 抗原是能诱导机体产生体液抗体和细胞免疫应答 并能与抗体和致敏淋巴细胞在体内外发生特异结合反应的物质 免疫原性 immunogenicity 抗原在体内激活免疫系统 使其产生抗体和特异效应细胞的特性 免疫反应性 immunoreactivity 或反应原性 reactinogenicity 抗原能与相对应的免疫应答产物抗体及致敏淋巴细胞发生特异结合和反应的能力 完全抗原 completeantigen 或免疫原 immunogen 具有免疫原性和反应原性抗原不完全抗原 incompleteantigen 或半抗原 hapten 只有反应原性而没有免疫原性抗原 72 抗原免疫原性的物质基础 异物性 分子量大小 化学结构与组成 抗原决定簇 antigndeterminant 或表位 epitope 抗原物质上能够刺激淋巴细胞产生应答并与其产物特异反应的化学基团 它是抗原特异性的物质基础 抗原所携抗原决定簇的数目称为抗原价 一般抗原是多价的 73 74 细菌细胞的包含的抗原表面抗原 细胞壁外层的抗原 主要是荚膜或微荚膜菌体抗原 细胞壁 细胞膜和细胞质中的抗原鞭毛抗原 存在于鞭毛上的抗原菌毛抗原 菌毛蛋白抗原外毒素和类毒素 75 2 抗体 antibody Ab 是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结合的免疫球蛋白 特点 仅由鱼类以上脊椎动物的浆细胞产生 必须有相应抗原物质刺激免疫细胞后才能产生 能与相应的抗原发生特异性 非共价和可逆的结合 其化学本质是一类具有体液免疫功能的球蛋白 因抗体是蛋白质 故既具抗体功能也可作抗原去刺激异种生物产生相应的抗体 这就是抗抗体 antiantibody 76 77 免疫球蛋白的种类 纯化的免疫球蛋白可分为五类 IgG IgA IgM IgD IgE 免疫球蛋白的分子结构 典型的免疫球蛋白分子呈Y形 免疫球蛋白 重链轻链 可变区恒定区 可变区恒定区 78 免疫球蛋白的一些基本概念 类和亚类 根据重链的血清学类型 分子量大小 糖含量的不同 把免疫球蛋白分为类 例如人的抗体有五类 IgG IgA IgM IgD IgE 每一类免疫球蛋白再根据重链的结构变化分成亚类 型和亚型 根据轻链的血清学类型 把免疫球蛋白分为型 共有两型 型和 型 每一型再按轻链可变区的氨基酸序列的差异分为亚型 79 免疫球蛋白的酶解片断 木瓜蛋白酶 两个抗原结合片断和一个可结晶片断胃蛋白酶 大片断 Fab双体 和小片段巯基乙醇 对称的半分子 80 免疫球蛋白的体 单体 IgG IgD IgE由一个Y形分子构成双体 IgA在分泌液中为双体 称为分泌型IgA 在血清中为单体 称为血清型IgA 五体 IgM由5个Y形分子构成 81 82 三 B细胞介导的体液免疫 免疫应答的基本过程 感应阶段 反应阶段 效应阶段感应阶段 机体接受抗原刺激的阶段 抗原 巨噬细胞 T细胞 细胞免役 B细胞 体液免役 免疫活性细胞表面有抗原受体 所以能够识别抗原 每个淋巴细胞表面只有一种抗原受体 只能识别一种抗原 当它们结合后 抗原刺激细胞增殖 分化而产生免疫应答 83 84 反应阶段 淋巴细胞识别抗原后 即被活化进行增殖 分化 被特异性抗原激活的T细胞转化为淋巴母细胞 再增殖 分化 成为有免疫效应的致敏淋巴细胞 被特异性抗原激活的B细胞被活化后 转化为浆母细胞 再增殖 分化为浆细胞 分泌抗体 受抗原刺激的淋巴细胞 在分化过程中 还有一部分细胞在中途停顿下来 不再增殖分化 成为记忆细胞 在体内能较长时间存在 当再次受到同种抗原刺激时 能迅速分化增殖成大量致敏淋巴细胞和浆细胞 分别产生大量淋巴因子及抗体 效应阶段 抗原成为被打击的对象 85 人类B细胞来源于多能造血干细胞 与骨髓中发育成熟 成熟的B细胞居留于脾脏和淋巴结的生发中心及粘膜相关淋巴组织 并部分参与淋巴细胞再循环 当机体遭遇抗原侵袭时 B细胞通过膜表面mIg与相应抗原特异结合 在抗原的刺激下活化分为浆细胞 大量合成并分泌抗体 B细胞应答 依赖于T细胞 不依赖于T细胞 86 1 T非依赖性体液免疫应答 T非依赖性体液免疫应答是CD5BI细胞对TI抗原的应答 TI抗原又可进一步分为两类 型TIAg如LPS 具有有丝分裂原性质 当与相应丝裂原受体结合时 可非特异激活B细胞 型TIAg如肺炎球菌多糖 携多个有一定间隔的重复表位 当它们遭遇B细胞时 可与B细胞表面多个特异mIg结合 引起膜受体交联成帽 从而活化B细胞 被TIAg活化的B细胞迅速增殖 分化为具有分泌抗体能力的浆细胞 大量分泌IgM型抗体 其特异性和该B细胞mIg的特异性相同 从而可以与相应Ag结合 通过直接中和 调理吞噬 激活补体等途径发挥免疫防御作用 87 2 依赖于T细胞的体液免疫 依赖于T细胞的体液免疫是CD5B2细胞对TD抗原的应答 B细胞的mIg与TD抗原特异结合后 通过受体内化将抗原摄入胞内并加工成肽段 肽段与胞内的MHC 类分子结合共同呈现于B细胞表面供TH细胞识别 TH细胞被此MHC 类分子 肽段刺激活化 表达新的膜表面辅助分子CD40L并分泌细胞因子 B细胞的膜表面分子CD40与T细胞的CD40结合 给予B细胞第二活化信号 在其他T细胞膜辅助分子及其分泌的CK的共同作用下 活化为浆细胞 88 3 抗体产生的一般规律 初次应答与再次应答 初次应答 primaryresponse 机体第一次接触某种TD抗原引起特异抗体产生的过程再次应答 secondaryresponse 该机体以后再次受到同样抗原刺激所产生的抗体应答过程 初次应答有一周以上的潜伏期 产生的抗体以IgM为主 再次应答的潜伏期缩短 抗体水平大幅度上升 抗体类型以IgG为主 且抗体的亲和力较高 称为抗体的亲和力成熟 维持时间较长 89 90 四 T细胞介导的细胞免疫 致敏淋巴细胞通过与相应的抗原接触直接杀伤病原靶细胞 或释放多种可溶性的生物活性物质 淋巴因子 发挥免疫效应 1 T细胞对抗原的识别a 辅助细胞及其对抗原的加工提呈b TCR对抗原的识别特性 91 2 CD8T细胞介导的杀细胞效应 具有杀伤功能的T细胞称为细胞毒性T细胞 CTL或Tc 是MHC 类限制的CD8T细胞 活化的CTL分泌一种穿孔蛋白 peforin 与补体系统的组分C9同功同源 可在存在下于带抗原的靶细胞膜上插入并聚合成孔 随后CTL分泌的颗粒酶通过此孔注入靶细胞内 引起靶细胞的蛋白与核酸降解 细胞死亡 92 3 CD4T细胞介导的免疫炎症 能够诱导免疫炎症的T细胞称为迟发型超敏反应T细胞 是MHC 类限制的CD4T细胞的一个亚类 TD细胞经APC提呈的MHC 抗原肽活化后 大量分泌多种细胞因子 其中一些具有趋化因子和活化因子的功能 能吸引 活化更多的免疫细胞 如单核巨噬细胞 噬中性粒细胞 Tc等 到感染局部发挥各自的功能 另一些因子如肿瘤坏死因子有直接效应作用 93 五 联合抗感染免疫 机体对大多数致病微生物的应答是复杂的 涉及多种免疫机制的联合 天然免疫与获得性免疫 体液免疫与细胞免疫均是机体免疫功能的有机组成部分 相互协同相互促进 并无界限 只不过根据感染的类型 感染的阶段不同而表现为以某型免疫为主 以病毒感染为例 病毒进入机体之前首先受到生物屏障的阻挡 若病毒突破屏障侵入体内则造成感染 灭活和清除游离于细胞外的病毒主要依靠中和抗体 吞噬细胞可以吞噬消灭病毒 抗体和补体对此有调理促进作用 94 六 克隆选择和免疫耐受性 克隆选择学说学说认为 在个体发育早期拥有多种多样的抗体产生细胞 每个细胞表面只有一种特异性抗原受体 当抗原进入机体与相应受体细胞结合 可诱导该细胞活化增殖分化 产生大量分泌抗体的细胞和记忆细胞 此即所谓克隆选择 但若胚胎期抗体产生细胞与抗原相遇 此时可遇到的抗原通常为自身成分 则会被破坏 排除或失活 称为禁忌细胞株 形成对自身抗原的天然耐受状态 若禁忌细胞株因突变等原因重新获得增殖能力 则将对自身抗原产生免疫应答 95 96 97 第四节免疫病理 一 超敏反应二 自身免疫病1 隐蔽抗原释放2 交叉抗原 分子模拟 3 改变的自身抗原4 多克隆B细胞激活三 移植免疫1 组织相容性抗原2 移植排斥的机制3 提高移植器官存活期的基本措施 98 四 免疫缺陷1 原发性免疫缺陷2 继发性免疫缺陷五 肿瘤免疫1 肿瘤抗原2 机体的抗肿瘤免疫应答3 肿瘤的棉衣逃避机制4 肿瘤的免疫治疗 99 一 超敏反应 当由于各种原因引起免疫应答反应过强或反应异常 造成机体损伤或功能障碍时 称为超敏反应 hypersensitivity 超敏反应通常分为四类见下页图表 100 101 二 自身免疫病 1 隐蔽抗原释放 体内某些组织如脑 晶状体 睾丸 精子等在解剖结构上与免疫系统隔离 称为隐蔽抗原 2 交叉抗原 分子模拟 某些微生物感染发病不是由于其毒力 而是由于病原体与机体组织具有共同抗原决定簇 称为交叉抗原 3 改变的自身抗原 微生物感染及多种理化因素可以引起宿主自身组织成分的抗原性改变 招致免疫系统将其作为异物而攻击 4 多克隆B细胞激活 这种激活是多克隆的 102 三 移植免疫 1 组织相容性抗原 引起移植免疫应答的抗原称为移植抗原 transplantationantigen TAg 又称组织相容性抗原 histocompatibilityantigen HAg 2 移植排斥的机制3 提高移植器官存活期的基本措施 尽量选择合适的供体 通过全身或局部放射线照射 给予免疫抑制剂或生物制品等方式