传染与免疫课件.pptx

传染与免疫 第一节传染第二节非特异性免疫第三节特异性免疫第四节免疫学方法及其应用第五节生物制品及其应用 1 一 传染与传染病二 决定传染结局的三大因素三 传染的三种可能结局 第一节传染 2 传染病凡是由病原微生物引起 具有一定的潜伏期和临诊表现 并具有传染性的疾病 称为传染病 疾病生物体在一定条件下 由体内或体外致病因素引起的一系列复杂且有特征性的病理状态 即称疾病 disease 一 传染与传染病 传染病原微生物侵入机体后 在一定的部位生长繁殖 造成机体功能和组织结构一定程度的损害 病原微生物 能引起疾病的微生物 3 二 决定传染结局的三大因素 一 病原菌 毒力 入侵数量 门径 二 宿主的免疫力 三 外界环境 自然 社会环境 4 一 病原菌 抗吞噬细胞因子 荚膜类物质 荚膜 M蛋白 酿脓链球菌细胞表面的一层特殊蛋白质 1 毒力 1 侵袭力病原微生物侵入机体 克服机体的防御机能 而获得生长繁殖和损害机体的能力 决定侵袭力的因素 粘附因素有些病原细胞具有菌毛 丝状体等粘附因素 易与宿主细胞受体结合 亲器官性病原对其感染组织具有高度的选择性 酶类本身不具毒性 5 第八章传染与免疫 透明质酸酶 溶解结缔组织中的透明质酸 胶原酶 水解肌肉中的胶原蛋白 血浆凝固酶 可促进血纤维蛋白凝固成块 保护细菌不易被吞噬细胞吞噬 链激酶 促进纤维蛋白凝块溶解 有利于病原菌在组织中扩散 脱氧核糖核酸酶 能水解组织细胞坏死时释放的核蛋白和DNA 使粘稠的脓汁变稀 有利于病原菌扩散 6 2 毒素 化学成分和毒性特点 外毒素革兰氏阳性菌在代谢过程中分泌到细胞外面的一种毒素 其化学组成是蛋白质 内毒素存在于G 菌的细胞壁中 细菌溶解释放出来 化学成分为磷脂 多糖 蛋白质复合物 脂多糖 特点 A 抗原性很强 B 对机体的组织器官具有选择性 C 毒性较强但不稳定 容易破坏 故可脱毒制成类毒素用0 3 0 4 的甲醛处理 可使其毒性完全丧失 但仍保留其抗原性 这种经处理的外毒素称之 特点 对组织器官是没有选择性 毒性较低 抗原性较弱 7 3 侵入门径 传染源指某种传染病的病原体在其中寄居 生长繁殖 并能排出体外的动物机体 2 入侵病原体的数量 传染媒介易感动物对某种传染病没有抵抗力或抵抗力弱的动物 传播途径病原体由传染源排出后 经一定的方式再侵入其他易感动物所经的途径称为传播途径 8 二 宿主的免疫力 免疫概念 传统概念 机体抵抗病原微生物的能力 即抗传染免疫现代概念 机体识别和排除抗原异物的一种保护性能力 排除和消灭侵入的病原微生物 排除自身的废物和无用细胞 处理自身的突变细胞 机体对进入的病原微生物等发生强烈反应 由于自身稳定功能失调而引起 免疫监视功能失调 可引起肿瘤的发生 9 三 外界环境 自然环境 社会环境 10 三 传染的3种可能结局 病原菌侵入其宿主后 按病原菌 宿主与环境三方面力量的对比或影响的大小决定着传染的结局 11 1 隐性感染 inapparentinfection 动物机体具有一定程度的免疫基础 病原体的毒力较弱 侵入的数量较少 使机体的症状不明显和根本不产生症状 12 2 显性感染 apparentinfection 显性感染 若机体免疫力差 或入侵的病原体毒力强 数量多 机体难以克服其损害 表现出明显的临床症状 按发病时间的长短可把显性传染分为急性传染 acuteinfection 和慢性传染 chronicinfection 两种 按发病部位的不同 显性感染又可分为局部感染 localinfection 和全身感染 systemicinfection 两种 13 3 带菌状态 carrierstate 带菌状态 如果病原菌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 14 第二节非特异性免疫 非特异性免疫 Non specific innate naturalimmunity 凡在生物长期进化过程中形成 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 Non specificimmunity主要由宿主的屏障结构 吞噬细胞的吞噬功能 正常组织与体液中的抗菌物质和炎症反应 15 一 机体的自然屏障作用 1 皮肤和粘膜屏障 1 机械屏障作用 2 分泌物和排泄物中所含的化学物质有局部抗菌作用 3 其上栖息正常菌落与病原菌的拮抗作用 2 屏障结构 1 血脑屏障 2 血胎屏障由母体子宫内膜的底蜕膜和胎儿的绒毛膜共同组成 一种可阻挡病原体及具有毒产物或某些药物从血流透入脑组织或脑脊液的非专有解剖构造 具有保护中枢神经系统的功能 主要由软脑膜 脉络丛 脑血管及星状胶质细胞组成 16 二 吞噬细胞及其吞噬作用 吞噬细胞 分布于血液 体液或组织中 可进行变形虫运动 能吞噬 杀死和消化病原微生物等异常抗原的白细胞 主要有中性粒细胞 巨噬细胞和树突细胞 17 一 多形核白细胞 polymorphonuclearleukocyte PMN PMN即粒细胞 嗜中性粒细胞 嗜碱性粒细胞和嗜酸性粒细胞 在骨髓中形成 半衰期6 7h 分布于血流和骨髓 PMN可以穿越血管壁 大量出现在急性感染部位 发挥吞噬功能 具分节状细胞核 细胞质内含大量溶酶体 在其溶酶体中含有杀菌物质和酶类 溶菌酶 蛋白酶 过氧化氢酶和脂肪酶等 18 19 二 巨噬细胞 macrophage M 存在于血液 淋巴和多种组织中的大型单核细胞 寿命长 具有吞噬和胞饮功能 在体外培养时 具有粘附于玻璃 塑料表面和吸收锥虫蓝等特性 20 1 吞噬和杀菌作用 2 抗原递呈作用 antigen presentation 3 免疫调节作用 4 抗癌作用 主要功能 21 1 吞噬和杀菌作用可通过多种胞内酶和胞外酶 杀灭 消化被吞入的病原体和异物 包括清除体内衰老 损伤或死亡的细胞 22 2 抗原递呈作用 antigen presentation 巨噬细胞可通过吞噬 处理及传递3个步骤 加工对外来抗原 以适应激活淋巴细胞的需要 这过程称为抗原递呈作用 23 抗原处理 antigenprocessing 24 25 3 免疫调节作用在外来抗原刺激下 巨噬细胞可分泌多种可溶性生物活性物质 IL TNF IFN 激活淋巴细胞 杀伤癌细胞 促进炎症反应或加强吞噬细胞的吞噬 消化作用等 调节免疫功能 26 4 抗癌作用激活后的巨噬细胞可通过非吞噬性的细胞毒作用 非特异性地抑制或杀伤癌细胞 也可协同特异性抗体或致敏T细胞产生的特异性细胞因子抑制或杀伤癌细胞 27 三 炎症反应 炎症是机体对病原体的侵入或其他损伤的一种保护性反应 在相应部位出现红 肿 热 痛和功能障碍 是炎症的五大特征 1 可动员大量吞噬细胞聚集在炎症部位 2 血流的加速使血液中抗菌因子和抗体发生局部浓缩 3 死亡的宿主细胞堆集可释放一部分抗菌物质 4 炎症中心部位氧浓度的下降和乳酸浓度的提高 可抑制多种病原体的生长 5 炎症部位体温的升高可降低某些病原体的繁殖速度 炎症既是一种病理过程 又是一种防御病原体入侵的积极的免疫反应 原因是 28 四 正常体液或组织中的抗菌物质 一 补体 complement 1 补体 是人和动物血清中的正常成分 由9种血清蛋白组成 在抗原抗体反应中 有补充抗体作用的能力 2 补体的功能 抗体的功能是辨别侵入的异体细胞 异物 和激活补体 抗原抗体复合物 被激活的补体具有攻击侵入的细胞的作用 3 补体激活途径 C1激活途径 C3旁路途径 29 补体活化的经典途径 32 二 干扰素 interferon IFN 病毒干扰现象 先感染动物细胞的一种病毒 会对后感染该细胞的另一种病毒产生抑制的现象 干扰素 由干扰素诱导剂作用于活细胞后 由细胞产生的一种理化性质比较稳定的蛋白质 由一种诱导剂所刺激产生的干扰素可抑制很多种病毒的复制 是一种广谱抗病毒物质 产生干扰素的动物和被保护动物之间却有种属特特异性 33 34 第三节特异性免疫 特异性免疫 specifc acquired adaptiveimmunity 指机体针对某一种或某一类微生物及其产物所产生的特异性抵抗力 它是个体在生活过程中获得 故又称后天获得性免疫 体液免疫 细胞免疫 免疫的物质基础 免疫淋巴器官 免疫细胞 特异性免疫 35 一 免疫器官 淋巴器官 1 中枢淋巴器官 淋巴细胞分化成熟的场所 1 胸腺 T淋巴细胞在其中分化成熟 2 骨髓 法氏囊 B淋巴细胞分化成熟的场所2 外周淋巴器官 脾脏和淋巴结 来自中枢淋巴器官的淋巴细胞在外周淋巴器官内定居 遇抗原后增殖并一步分化成效应B细胞和T细胞 执行免疫功能 是免疫应答的场所 36 二 免疫细胞 免疫细胞 来源于骨髓的干细胞 指参与免疫的细胞 包括各类淋巴细胞 巨噬细胞 单核细胞和粒细胞等 免疫活性细胞 指在免疫过程中 受抗原刺激后能进行分化 增殖并发生特异性免疫应答的T B淋巴细胞 37 一 T细胞 1 T细胞的主要亚群与功能 1 调节性T细胞1 辅助性T细胞 Thelper TH 在体液免疫中发挥作用 主要功能是辅助B细胞 促使其活化和产生抗体 2 抑制性T细胞 Tsuppressor TS 可抑制TH TC和B细胞的功能 由它控制淋巴细胞的增殖 38 2 效应性T细胞 1 迟发型超敏T细胞 TDTH TDTH在抗原的刺激下 可被活化 增殖并释放多种细胞因子 引起机体局部以单核细胞浸润为主的炎症 迟发性超敏反应 作用 1 消除由结核分枝杆菌 布鲁氏菌和破伤风梭菌等病原菌所引起的慢性感染或胞内感染 2 在肿瘤免疫 移植细胞排斥反应和自身免疫病中也有重要作用 39 2 细胞毒T细胞 cytotoxicTcell TC Tc能特异地溶解带Tc抗原的靶细胞 40 2 细胞因子 100种以上 1 细胞化学因子 chemokine 2 白细胞介素 interleukine 3 细胞毒因子 cytotoxicfactor 4 集落刺激因子 CSF 5 促生长因子 growthfactor 6 干扰素 interferon 41 二 B细胞 B细胞为一种在细胞膜表面带有自己合成的免疫球蛋白 膜抗体 产生免疫球蛋白和向T细胞递呈抗原的淋巴细胞 42 43 免疫分子 三 免疫分子及其在体液免疫中的作用 44 一 抗原 antigen 1 定义 一类能刺激机体产生抗体或致敏淋巴细胞 并能与这些物质在体内或体外发生特异性反应的物质 半抗原 不具备抗原性而具反应性的物质 完全抗原 45 具有两种性能 2 反应原性 它能与相应的抗体或致敏淋巴细胞发生特异性反应 结合 1 抗原性 亦称免疫原性 能刺激机体形成特异抗体或致敏淋巴细胞等免疫应答能力 46 2 抗原的性质 1 异物性 进入机体内的抗原物质必须是与机体不同的物质 异种间的物质 马血清引起家兔产生抗体 同种异体间的物质 移植排斥反应 自身身体内隔绝的物质 眼睛水晶体蛋白质 正常自身成分 异常 2 有一定组成结构的大分子 3 特异性 能刺激机体产生特定的抗体或致敏淋巴细胞并与之反应 47 3 抗原决定簇 AntigenicDeterminants 指位于抗原表面可决定抗原特异性的特定化学基团 也称为抗原表位 Epitopes 一般由5 个氨基酸 单糖或核苷酸残基组成 一个抗原分子可有多个抗原表位 抗原结合价 甲状腺球蛋白为40 牛血清白蛋白为18 48 AntigenicDeterminants Epitopes 半抗原决定簇 构象决定簇 线性决定簇 49 二 抗体 antibody Ab 1 概念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 抗体的5个特点是 1 仅由鱼类以上脊椎动物的浆细胞所产生 2 必须有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 其化学本质是一类具有体液免疫功能的球蛋白 5 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 50 2 Ig的化学结构 四链式 在Ig的v区端是肽链的氨基末端 称N端 而相反的一端即为肽链的羧基端 称C端 重链上还有结合糖 CHO 的部位 典型的Ig分子是由一长一短的两对多肽链对称排列而成的一个Y形分子 近对称轴的一对较长的肽链 称为重链或H链 外侧一对较短的肽链 称为轻链或L链 占重链1 4或轻链1 2长度的一段区域 称可变区或V区 占重链3 4或轻链1 2长度的一段区域 则称恒定区或c区 c区氨基酸序列是恒定的 轻 重链间和重 重链间分别由二硫键 一S S一0 相连接 在重链的居中处约有30个氨基酸残基组成了一个能使Ig分子自由曲折的区段 称作铰链区 1 Ig的种类鱼类一般具有IgM两栖类具有IgM和IgG鸟类中一般有IgM IgG和IgA家兔中仅有IgM IgG和IgA其余多数种类已具有Ig IgA IgM和IgE4类人和鼠类则同时具有5类完整的Ig 2 Ig肽链的氨基酸数不同的Ig及其亚类所含的氨基酸残基数是有差别的 一般轻链的氨基酸残基数在220个左右 重链则是轻链的加倍 约440个 51 3 Ig的体 有单体 双体和五体等 52 4 IgG的酶解和化学分解片段 53 Ig抗原结合价指每个Ig分子上能与抗原决定簇相结合部位的数目 由一条轻链的v区和一条重链的v区合在一起可组成一个抗原结合价 5 Ig的抗原结合价 54 3 产抗体细胞的激活和抗体的形成 55 3种细胞的参与与效应 1 抗原递呈细胞 APCs 主要是巨噬细胞 树突细胞等 其无特异识别抗原的功能 却能有效地摄取 处理 递呈抗原和激活T细胞 由此可知 抗体的产生不仅是抗原与免疫细胞间相互识别的过程 而且还与免疫细胞间的相互识别和它们的活化 增殖和分化有关 3 B细胞是产生抗体的效应细胞 也有特异识别抗原的功能 2 T细胞在抗体形成过程中能特异地识别抗原 辅助B细胞 促使B细胞活化和进一步分化成浆细胞以产生抗体 胸腺依赖型抗体 TDantibody 的产生 56 4 抗体形成的一般规律 1 初次反应与再次反应抗原初次进入机体 抗体产生速度慢 效率低 保持时间短 一般需2周左右 抗体水平才达到最高峰 以后迅速下降 机体的这种初次接触抗原的反应叫做初次反应 若间隔一定时间以后 再受同一抗原刺激 抗体数量达到最高水平 可达初次注射水平的数倍至10倍 且维持时间也是较长 此即再次反应 2 回忆反应当初次注射后所产生的抗体在体内完全消失时 如再接触抗原时 又可使该抗体效价突然上升 此即回忆反应 57 58 4 抗体形成的机制 1 在能产生抗体的高等动物体内 天生存在着大量具有不同抗原受体的免疫细胞克隆 2 某一特定抗原一旦进入机体 就可与相应淋巴细胞表面上唯一的一个与其相应的特异性受体发生结合 由此就从无数克隆中选择出一个与之相对应的克隆 克隆选择学说 clonalselectiontheory 是于1957年由澳大利亚学者F M Burnet提出的 其要点为 59 3 当生物处于胚胎期时 某一淋巴细胞克隆若接触相应抗原 不论外来抗原或自身抗原 则它就被消除或受抑制 免疫系统的发育还不完善 如属后者 就形成一个禁忌克隆 forbiddenclone 它们对机体自身抗原物质不发生免疫应答 即处于自然耐受状态 这就称免疫耐受性的原因 4 禁忌克隆可复活或发生突变 从而又可成为能与自身抗原成分起免疫应答的克隆 60 第四节免疫学方法及其应用 传统的免疫学方法仅局限于用体液免疫产生的抗体与各种抗原在体外进行反应 因所用抗体均采自免疫后的血清 故称作血清学反应 serologicalreaction 61 一 抗原 抗体反应的一般规律 1 特异性 2 可逆性 3 定比性 5 条件依赖性最佳条件一般为pH 6 8 温度为37 45 适当振荡 以及用生理盐水作电解质等 4 阶段性第一阶段的特点是时间短 一般仅数秒 不可见 第二阶段的时间长 从数分钟至数小时或数天 可见 62 63 二 抗原 抗体间的主要反应 一 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 称凝集反应或直接凝集反应 凝集原 凝集素具体方法很多 直接法 间接法 64 二 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 称为沉淀反应 沉淀原 沉淀素 65 环状沉淀反应 Ringprecipitation 加入已知抗血清加待测抗原于抗血清层上面置室温15分钟阳性结果 白色沉淀环定性试验 66 双向琼脂扩散 doubleagardiffusion Ag Ab分别加于小孔内Ag Ab均在琼脂凝胶中扩散合适之处形成白色沉淀线 67 三 补体结合试验 1 含抗体血清用于检测抗原 2 加入标准量的补体 3 加入与抗体结合的红细胞 4 检测红细胞裂解量 Ag Ag 68 三 免疫标记技术 免疫标记技术就是将抗原或抗体用小分子的标记剂如荧光素 酶 放射性同位素等加以标记 借以提高其灵敏度和便于检出的一类新技术 优点 特异性强 灵敏度高 应用范围广 反应速度快 容易观察 既可用于定性 定量分析 也用于分子定位等工作 69 一 免疫荧光技术 immunofluorescenstechnique 免疫荧光技术是一种将结合有荧光素的荧光抗体与抗原进行反应 借以提高免疫反应灵敏度和适合显微镜观察的免疫标记技术 常用的荧光素 异硫氰酸荧光素 罗丹明等 它们可与Ig中赖氨酸的氨基结合 在蓝紫光的激发下 可分别发出鲜明的黄绿色和玫瑰红色光线 70 免疫荧光工作原理 1 固定抗原2 加入一抗3 加荧光标记二抗4 荧光显微镜镜检 71 二 免疫酶技术 immunoenzymatictechnique 免疫酶技术又称酶免疫测定法 为一种利用酶作标记的抗体或抗抗体以进行抗原 抗体反应的高灵敏度的免疫标记技术 原理与免疫荧光技术相似 所不同的只是用酶代替荧光素作标记 以及用酶的特殊底物处理标本来显示酶标记的抗体 由于酶的催化作用 使原来无色的底物通过水解 氧化或还原反应而显示出颜色 此法可用于组织切片 细胞培养标本等组织或细胞抗原的定性 定位 也可用于可溶性抗原或抗体的测定 最常用的是辣根过氧化物酶 HRP 底物为二苯基联苯胺 DAB DAB经水解后可产棕褐色沉淀物 故可用目测或比色法测定 72 免疫酶技术常用的酶及其底物 73 此法优点 1 由于是产色反应 故可用普通显微镜观察结果 2 标本经酶标记的抗体染色后 还可用其他染料复染 以显示细胞的形态构造 3 标本可长久保存 随时查看 4 特异性强 5 灵敏度高 74 1 酶联免疫吸附法 ELISA 1 双抗体夹心法这是一种测定待测标本中是否含抗原的方法 加已知抗体 加待测抗原 加入酶联抗体 二抗 加底物 75 2 间接免疫吸附测定法 indirectELISA 一种检测血清中是否含特定抗体的方法 76 第五节生物制品及其应用 生物制品 凡是人工免疫用的抗原和抗体制品以及诊断用的抗原和抗体制品统称为生物制品 人工免疫有人工自动免疫和人工被动免疫两类 77 一 人自动免疫类生物制品 一 常规疫苗1 疫苗 用于预防传染病的抗原制剂 1 活疫苗 指用人工的方法使病原体减毒或从自然界筛选某病原体的无毒株或弱毒株所制成的活微生物制剂 又称为减毒活苗 2 死疫苗 用理化因子杀死病原体 但仍保留原有免疫原性的疫苗 2 类毒素类毒素系细菌的外毒素经甲醛脱毒后仍保留原有免疫原性的预防用生物制品 3 自身疫苗 autovaeclne autogenousvaccine 又称自体疫苗 指用从病人自身病灶中分离出来的病原体所制成的死疫苗 78 二 新型疫苗 1 亚单位疫苗 subunitvaccine 一种保留病原体中有效免疫原成分 而去除其无效或有害成分的化学纯品疫苗 3 多肽疫苗 polypeptidevaccine 又称化学合成疫苗 指用人工合成的高免疫原性多肽片段制成的疫苗 称多肽疫苗 2 化学疫苗 chemicalvaccine 用化学方法提取病原体中有效免疫成分制成的化学纯品疫苗 其成分一般比亚单位疫苗更为简单 5 DNA疫苗 DNAvaccine 又称核酸疫苗或基因疫苗 指一种用编码抗原的基因制成的疫苗 将一段编码抗原的基因直接注射给病人 利用病人自身细胞作 疫苗工厂 不断制造抗原 并进一步刺激机体发生相应保护性免疫应答 4 基因工程疫苗又称DNA重组疫苗 一种利用基因工程构建重组基因序列 并用它表达的免疫原性较强 无毒性的多肽制成的疫苗 79 DNA疫苗的优点 1 制备容易 只须克隆DNA即可 2 稳定性强 可长期保存 干粉 3 DNA提纯容易 4 同一质粒上可插入多个疫苗基因片段 故一次注射可获得对多种疾病的免疫力 5 免疫期长 6 安全 稳定 7 为治疗痛症和其他疑难疾病提供了新的可能 缺点 必须注入较大剂量的DNA才可克服免疫效率较低的困难 80 6 抗独特型抗体疫苗位于抗体分子可变区中高变区的抗原决定簇 称为独特型决定簇或简称独特型 idiotype 它代表一个抗体分子独特的遗传型 用这种抗独特型抗体作疫苗代替最初抗原 具有以下点 克服抗原物质难以获得的困难 解决目标分子或病原物自身免疫原性较弱的不利条件 避免使用有害或危险的病原体抗原 取代蛋白质以外的抗原 抗体分子的成分是糖蛋白 故又可作良好的抗原 由它刺激机体产生的抗体就是抗抗体或抗独特型抗体 81 二 人工被动免疫类生物制品 1 抗毒素用类毒素多次注射马等大型动物 待其产生大量特异性抗体后 经采血 分离血清并经浓缩 纯化后制成的生物制品 2 抗病毒血清一类用病毒作抗原去免疫动物后 取其含抗体的血清制成的精制治疗用生物制品 3 抗菌血清 82 83 84 85 86 Newmethods Anti idiotypevaccine epitope Antibodywithepitopebindingsite Virus 87 Anti idiotypevaccinecont Makeantibodyagainstantibodyidiotype Anti idiotypeantibodymimicstheepitope 88 Anti idiotypeantibodycont2 Useanti idiotypeantibodyasinjectablevaccine Antibodytoanti idiotypeantibody Bindsandneutralizesvirus Useasvaccine 89 90 Vaccines 1796Jenner wildtypeanimal adaptedvirus1800 sPasteur Attenuatedvirus1996DNAvaccinesThethirdvaccinerevolution 91 DNAVaccines plasmid Musclecell Geneforantigen Musclecellexpressesprotein antibodymadeCTLresponse 92 DNAVaccines PlasmidsareeasilymanufacturedinlargeamountsDNAisverystableDNAresiststemperatureextremessostorageandtransportarestraightforwardDNAsequencecanbechangedeasilyinthelaboratory Thismeansthatwecanre