《疫学基础》课件.ppt

第四章免疫学基础,第一节免疫的基本概念第二节免疫系统第三节抗原和抗体第四节非特异性免疫第五节特异性免疫应答第六节变态反应第七节免疫学应用,主要内容,一、定义免疫：指生物机体识别抗原性异物（自身和非自身物质），对自身物质形成天然免疫耐受，对非自身物质产生清除作用的一种生理学反应，以维护机体的生理平衡和稳定的功能.,第一节免疫的基本概念,免疫的基本特性,1识别自身和非自身这是免疫应答的基础免疫细胞膜表面的抗原受体+外来抗原的表位识别很精细，包括异种之间，同种不同个体之间2特异性即免疫具有很强的针对性3免疫记忆对相同抗原物质的再次进入具有记忆，会产生更快、更强的免疫应答。,二、免疫反应的功能1、免疫防御：为机体清除异己物质的一种免疫保护功能。正常：抗感染（消灭病原生物、中和毒素）异常：（过高）变态反应(超敏反应)；（过低）免疫缺陷症免疫缺陷症：指机体免疫系统由于先天性发育不良或后天遭受损伤所致的免疫功能降低或缺乏的系统综合症。,第一节免疫的基本概念,2、免疫稳定：机体免疫系统维持内环境相对稳定的一种生理功能。正常：消除体内衰老的和被破坏的细胞异常：（过高）自身免疫病自身免疫病：自身抗体或自身致敏淋巴细胞攻击自身正常细胞和组织，使其产生的病理性改变或功能障碍。3、免疫监视：机体免疫系统识别、清除体内突变、畸形的细胞和病毒感染细胞的一种生理保护作用。正常：识别和消除突变细胞异常：（过低）恶性肿瘤、持续感染,第一节免疫的基本概念,三、免疫的主要类型1.天然免疫定义：指机体先天具有的正常生理防御功能，对各种不同的病原微生物与异物都有排斥和屏障作用，也称非特异性免疫。2.获得性免疫定义：指机体对某一种或一类微生物或其产物所产生的特异性抵抗力，它是后天的，是生物体在生长发育过程中由于自然感染或预防接种后产生的。也称特异性免疫。1)自动免疫：因感染病原或注射抗原（疫苗）而获得的免疫2)被动免疫：从母体获得抗体或因人工注射抗体而获得的免疫,第一节免疫的基本概念,3)自动免疫和被动免疫的区别：a.发生作用时间：自动免疫：慢（1-4周）；被动免疫：快（立即）b.效果：自动免疫：可刺激机体持续产生抗体，再次接受抗原刺激将表现出再次反应或反应增强被动免疫：体内抗体数量不会增多，再次接触抗原也不出现增强反应c.维持时间：自动免疫：长（半年至终生）；被动免疫：短（2-3周）d.用途：自动免疫：预防感染；被动免疫：应急治疗,第一节免疫的基本概念,免疫系统-是机体执行免疫功能的组织机构，是产生免疫应答的物质基础。有3个组成部分：免疫器官免疫细胞免疫分子,第二节免疫系统,一、免疫器官（一）中枢免疫器官免疫细胞产生、分化和成熟的场所包括骨髓、胸腺及其类同结构。（二）外周免疫器官成熟的T淋巴细胞和B细胞定居的场所捕捉抗原、呈递抗原和加工处理抗原。包括脾脏、淋巴结和消化道、呼吸道和泌尿生殖道的淋巴组织。,第二节免疫系统,二、免疫细胞免疫细胞：泛指所有参与免疫应答或与免疫应答有关的各种细胞，包括：淋巴细胞、单核吞噬细胞及其它抗原提呈细胞、粒细胞和肥大细胞等。主要存在于免疫器官、组织以及血液和淋巴液中。1、T淋巴细胞：在胸腺内分化成熟，称为胸腺依赖性淋巴细胞。主要功能为产生细胞因子，执行细胞免疫。2、B淋巴细胞：在骨髓（骨髓样组织）中分化成熟，称骨髓依赖性淋巴细胞。主要功能为产生抗体，执行体液免疫。,第二节免疫系统,3、NK细胞最主要功能为非特异性杀伤靶细胞。4、单核吞噬细胞包括血液中的单核细胞和组织中的巨噬细胞。5、其他免疫细胞中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、肥大细胞和血小板等。,第二节免疫系统,三、免疫分子由免疫细胞产生，与免疫应答有关的、分泌到体液中或存在于细胞膜表面的分子统称为免疫分子。组成：它主要包括抗体、补体、细胞因子及免疫细胞膜分子等补体：补充抗体，为非特异性血清蛋白。细胞因子：由免疫细胞和某些非免疫细胞（如纤维母细胞、内皮细胞等）合成和分泌的，具有调节多种细胞生理功能的可溶性小分子蛋白质。,第二节免疫系统,免疫系统,免疫器官,免疫细胞,免疫分子,中枢免疫器官：骨髓样组织、胸腺,外周免疫器官：脾脏、黏膜淋巴组织,淋巴细胞：T细胞、B细胞、NK细胞,单核吞噬细胞,其他免疫细胞：粒细胞、肥大细胞,抗体,补体,细胞因子,第二节免疫系统（小结）,一、抗原（Antigen,Ag）抗原：能够刺激机体免疫系统发生特异性免疫应答，产生抗体和致敏淋巴细胞，并能在体内外与之发生特异性结合的物质。,第三节抗原与抗体,（一）抗原的特性与种类抗原的两种性能：a.免疫原性（抗原性）：指抗原能刺激机体免疫细胞，并使之活化、增殖、分化，最终产生抗体或致敏淋巴细胞的性能。b.反应原性（免疫反应性）：指抗原能与相应的免疫应答产物在体外或体内发生特异性结合产生免疫反应的性能。,第三节抗原与抗体,抗原的主要种类：a.完全抗原（completeantigen）：既有免疫原性又有反应原性的抗原称为完全抗原。如：蛋白质、细菌、病毒等。b.不完全抗原(incompleteantigen)：本身没有免疫原性而只有反应原性的物质,又称半抗原。多为某些简单的小分子物质，如：青霉素、磺胺等。特殊抗原：a.变应原：能刺激机体产生病理性免疫应答(超敏反应)的抗原。b.耐受原：能诱导机体对其表现无免疫应答(免疫耐受)的抗原。,第三节抗原与抗体,（二）构成抗原的条件1、异物性：异种物质、同种异体物质、自身物质亲缘关系越远的物质，免疫原性越强，自身物质可以形成“天然免疫耐受”；自身物质结构、成分改变后成为“自身抗原”。2、大分子性：分子量一般为1万Da以上，分子量越大，免疫原性越强。3、具复杂的化学组成和结构：芳香类Pr非芳香类Pr多糖核酸类脂,第三节抗原与抗体,第三节抗原与抗体,（三）抗原的特异性一种抗原物质只能刺激机体产生相应的抗体，这种抗体只能与相应的抗原结合发生反应，称为抗原的特异性，或称专一性、针对性。抗原的特异性是由抗原分子表面具有免疫活性的化学基团所决定的。这些基团称为抗原决定簇。,抗原决定簇,抗原决定簇，Antigenicdeterminant抗原分子表面具有特殊立体构型和免疫活性的化学基团。是被免疫细胞识别的靶结构，也是免疫反应具有特异性的物质基础。由于抗原决定簇通常位于细胞表面，因此又称为抗原表位（epitope）。抗原分子表面能与抗体结合的决定簇总数称为抗原结合价。,抗原决定簇大小：一个多肽决定簇含56个氨基酸残基；一个多糖决定簇含57个单糖；一个核酸半抗原决定簇含68个核苷酸。构象决定簇空间构象，不连续顺序决定簇序列（一级结构），连续,第三节抗原与抗体,（四）抗原的类型1根据抗原性质：完全抗原、半抗原2根据抗原刺激B细胞产生抗体是否需要Th细胞辅助：胸腺依赖性抗原：如：多数蛋白质抗原胸腺非依赖性抗原：如：细菌脂多糖，聚合鞭毛素,第三节抗原与抗体,3根据抗原的合成方式：天然抗原：非己抗原自己抗原人工抗原：人工结合抗原人工合成抗原基因工程抗原,第三节抗原与抗体,第三节抗原与抗体,4根据与人体的亲缘关系：1）异种抗原（xenogenicAg）：来自不同种属的抗原。如：病原微生物及其产物；抗毒素血清（由异种动物制备的）。2）同种异型抗原（allogenicAg）：来自同一种属不同个体抗原。如：血型抗原、组织相容性抗原。3）自身抗原（autoantigen）：来自自身的抗原。如：隐蔽的自身组织成分、修饰的自身组织成分、肿瘤抗原。,第三节抗原与抗体,（四）医学上重要的抗原1.病原微生物：1）细菌性抗原：细胞壁：蛋白质、脂多糖等。鞭毛：蛋白质菌毛：蛋白质夹膜：多糖2）毒性抗原：衣壳：蛋白包膜：糖蛋白3）其它：立克次体、螺旋体、真菌等。,痢疾杆菌,霍乱弧菌,伤寒杆菌,链球菌,2细菌的外毒素与类毒素外毒素：细菌分泌的毒性蛋白质。类毒素：经0.3%0.4%甲醛处理过的失去毒性保留免疫原性的外毒素。,第三节抗原与抗体,3异种动物血清异种动物的血清蛋白对人具有免疫原性。如：抗毒素血清（马血清）破伤风抗毒素血清、白喉抗毒素血清等。4同种异型抗原红细胞血型抗原和人类白细胞抗原。5自身抗原,第三节抗原与抗体,二、抗体（一）抗体的概念和种类抗体（antibody,Ab）:机体免疫细胞被抗原激活后，由分化成熟的终末B细胞-浆细胞合成、分泌的一类能与相应抗原特异性结合的具有免疫功能的球蛋白。免疫球蛋白（immunoglobulin,Ig）:具有抗体活性或化学结构与抗体分子相似的球蛋白。,第三节抗原和抗体,抗体的分类：按作用分为：抗毒素、抗菌抗体、抗病毒抗体、亲细胞抗体；按理化性质和抗原性不同分为：IgG、IgA、IgM、IgD、IgE。,第三节抗原和抗体,（二）作为抗体必须具备的条件：1、只有脊椎动物的浆细胞才能产生；2、必须有抗原刺激；3、能与相应抗原产生特异性结合；4、其化学本质是一种具免疫功能的球蛋白。,第三节抗原与抗体,（三）抗体的基本结构,第三节抗原与抗体,所有Ig的基本单位都是四条肽链的对称结构。两条重链（H）和两条轻链（L）。每条重链和轻链分为氨基端和羧基端。,(1)重链（heavychain，H）2条轻链（lightchain，L）2条(2)可变区（variableregion,V区）恒定区（constantregion,C区）(3)超变区（hyper-variableregion,HVR),又称互补决定区(complementarydeterminingregion,CDR）骨架区（frameworkregion,FR）(4)铰链区（hingeregion）,重链：长链（H链），每条链由450个AA组成；轻链：短链（L链），每条链由214个AA组成；通过二硫键连接成“Y”形结构。,可变区：靠近N端氨基酸种类和排列顺序随相应的抗原结构不同而发生变化（V区），是抗原特异性结合的部位。稳定区：靠近C端其余部分氨基酸种类和排列顺序稳定（C区），具有补体、组织细胞结合位点。,（四）机体产生抗体的一般规律初次应答与再次应答初次应答：抗原初次进入机体后，需经过一段潜伏期才开始产生抗体，且产生抗体量低，维持时间段，免疫作用不强的现象。再次应答：初次应答一定时间后，当相同的抗原再次进入机体，则潜伏期明显缩短，产生的抗体量大幅度上升，持续时间较长，免疫作用较强的现象。,（五）抗体的生物学活性,1、与抗原特异性结合2、激活补体3、调理作用4、参与机体免疫功能的调节5、具有免疫原性,2、激活补体,3、调理作用,（六）不同动物中Ig的类型Ig分为5种：IgG、IgA、IgM、IgD和IgE.1)哺乳类：a.人、鼠：IgG,IgA,IgM,IgD,IgE;b.兔：IgG,IgA,IgM;2)鸟类：IgG,IgA,IgM;3)两栖类：IgG,IgM;4)鱼类：IgM;5)无脊椎动物：无Ig,第三节抗原与抗体,IgG是血清中的主要抗体，含量最高；是唯一能够通过胎盘的抗体；与抗原结合出现沉淀反应、凝集反应、补体结合反应和中和反应。IgA有血清型IgA和分泌型IgA之分。人正常血清中含量仅次于IgG，血清中主要是单体。IgM分子量最大的Ig，又称巨球蛋白，是一种高效能抗体。由5个单体组成，仅能存在于血清中。具有沉淀、凝集、补体结合及中和病毒等功能，也参与型、型变态反应。,IgD仅在人体中发现的一种抗体，基本结构与IgG相似，有一个单体结构，功能了解不多。IgE又称皮肤致敏性抗体或亲细胞抗体，有一个单体结构，参与型变态反应。,七、抗体的制备多克隆抗体（PcAb）：由不同的B细胞克隆产生的、针对不同抗原决定簇的抗体。兔子、羊、牛等动物的抗血清单克隆抗体（McAb）：由一株B细胞杂交瘤增生而成的单一克隆细胞所产生的一种高度均一、高度特异性的抗体。老鼠,第四节非特异性免疫,非特异性免疫的特点人人天生就有，可遗传；作用无特异性，对多种病原体及异物都起作用；反应迅速；有种属特异性而无个体差异性。,第四节非特异性免疫,机体非特异免疫的主要因素：机体的生理屏障吞噬细胞的吞噬作用及正常体液,一、机体的生理屏障1.外部屏障1)作用：a.机械阻挡和排除作用b.具非特异性抗菌物质：溶菌酶、皮脂腺产乳酸等c.正常菌群的拮抗作用2)种类A.粘液:a.屏障保护作用b.含有溶菌和杀菌的多糖类和蛋白类B.皮肤和纤毛等：机械屏障作用,第四节非特异性免疫,2.体内屏障（1）血脑屏障：由脑膜、脉络丛和脑血管等组成。为大脑与躯干屏障，对中枢神经系统起保护作用。作用：防止病原和其他异物进入大脑（2）胎盘屏障：由母体子宫内膜的基脱膜、胎儿的绒毛毛细血管内皮及基膜、滋养层细胞共同组成。作用：阻止病原微生物进入胎儿体内,第四节非特异性免疫,二、吞噬细胞的吞噬作用主要是巨噬细胞和嗜中性细胞。这类细胞胞浆内含有溶菌酶。吞噬结果：完全吞噬和不完全吞噬（布氏杆菌、结核杆菌等）参与因素：1.吞噬细胞2.许多细胞因子：趋化因子、巨噬细胞武装因子3.抗原抗体复合物,第四节非特异性免疫,吞噬过程：分为趋化作用、吞入、杀菌和消化三个阶段。,第四节非特异性免疫,三、正常体液因素机体正常血液、组织液、淋巴液及粘膜分泌物中含有许多体液因子，如：补体、溶菌酶、溶解素、干扰素等。他们直接或间接杀伤或裂解靶细胞和病原体，其作用无选择性。1)补体：能被抗原-抗体复合物激活A.来源与成分：存在于血清中，由多种非特异性血清蛋白组成B.作用：a.补充抗体b.能溶解细胞膜，杀灭病毒c.可促进吞噬细胞的吞噬和释放组胺等,第四节非特异性免疫,2)干扰素：是一类能抑制病毒复制的蛋白质或糖蛋白.A.来源与成分：主要为由巨噬细胞和淋巴细胞分泌的蛋白质B.作用：a.抗病毒增殖；b.免疫调节；c.抑制细胞分裂；d.抑制肿瘤生长；e.改变细胞生物学特性等。,第四节非特异性免疫,3)溶菌酶A.来源与成分：存在于粘液、血清和巨噬细胞中，是一种水解酶B.作用：可直接溶解杀死G+菌等病原微生物4)C反应蛋白A.来源与成分：炎症反应过程中血清中出现的第一个反应蛋白B.作用：a.作为调理素可增加吞噬细胞的吞噬量b.能使病原体中的糖类和磷酸酯产生沉淀，从而杀灭病原体。,第四节非特异性免疫,非特异性免疫,屏障作用,细胞和体液防御,外部屏障：皮肤、粘膜等,内部屏障：血脑屏障,细胞：吞噬细胞等,体液：补体、溶菌酶等,第四节非特异性免疫,特异性免疫：是指机体受到抗原刺激后而产生的有专一性作用的免疫力。特异性免疫特点：获得性、特异性、不可遗传性。获得方式：1.自动获得（感染、接种，终生或短期）2.被动获得（输血、输入淋巴细胞、注射血清组分等，新生儿从胎盘和初乳中获得）,第五节特异性免疫,一、特异性免疫的类型,（一）T细胞介导的细胞免疫机体T细胞在抗原的刺激下，活化、增生、分化为致敏淋巴细胞，产生细胞因子。1、处理抗原2、呈递抗原3、T细胞活化细胞因子：白细胞介素、干扰素、肿瘤坏死因子等（二）B细胞介导的体液免疫机体B细胞在抗原的刺激下，活化、增生、分化为浆细胞，产生抗体，抗体与抗原接触后产生一系列的抗原抗体反应。,第五节特异性免疫,二、特异性免疫应答概念：机体免疫系统收到抗原的刺激后，免疫细胞对抗原分子的识别并产生一系列复杂的免疫连锁反应和表现出一定的生物学效应的过程。,第五节特异性免疫,特异性免疫应答的过程一般包括三个阶段1感应阶段(inductivestage)是指抗原激活、递呈的一系列过程。是机体接受抗原的刺激阶段,在此过程中,巨噬细胞起重要作用。此阶段进一步分为三个过程,包括抗原的进入和定位;抗原的摄取、处理和加工，抗原的呈递和对抗原的识别，分别由M、T和B细胞完成。2反应阶段(reactivestage)3效应阶段(effectivestage),第五节特异性免疫,1感应阶段(inductivestage)2反应阶段(reactivestage)包括抗原识别细胞膜受体的交联、膜信号产生与传递、细胞增殖与分化以及生物活性介质的合成与释放，主要由T和B细胞完成。3效应阶段(effectivestage)此阶段主要包括效应分子（体液免疫）和效应细胞（细胞免疫）对非已细胞或分子的清除作用，即所谓排异效应，及其对免疫应答的调节作用。此阶段除抗体和效应T细胞参予外，即非特异免疫细胞和分子参加才能完成排异和免疫调节作用。,三、机体的抗感染机制,概念：又称超敏反应，是指已被抗原致敏的集体再次接触到抗原时因免疫应答过强而导致的组织损伤或功能紊乱。其实质为一种“不适当”的免疫应答。参与变态反应的抗原称为变应原，变应原有完全抗原和半抗原。变应原抗原来自体外的抗原物质（外源性物质），也可是机体自身的改变了的组织细胞成分（内源性物质）。,第六节变态反应,超敏反应分为四型（依发生机制和临床特点）：型超敏反应(过敏反应)型超敏反应(细胞溶解型或细胞毒型)型超敏反应(免疫复合物型或血管炎型)型超敏反应(迟发型超敏反应),型超敏反应概念：抗原再次进入机体与吸附于肥大细胞和实践性粒细胞膜上的特异性IgE结合，促使该细胞释放介质引起的病理反应。特点：由IgE介导，肥大细胞和嗜碱性粒细胞参与；发生快，恢复快，一般无组织损伤；有明显的个体差异和遗传背景。,一.参与型超敏反应的成分(一)抗原呼吸道-花粉、尘螨、霉菌等；消化道-鱼、虾、肉、蛋、牛奶等；皮肤-昆虫的毒素、化学物质等；肌肉、静脉-化学药物及异种动物血清等。(二)抗体-IgE抗体（三）介质：组胺、激肽原酶、白三烯、前列腺素,二.型超敏反应的常见疾病（一）过敏性休克1.药物过敏性休克药物：青霉素(最常见)、普鲁卡因、利多卡因、链霉素、磺胺、有机碘等。机制：青霉素机体青霉噻唑醛酸和青霉烯酸与人体组织蛋白结合（完全抗原）产生特异性IgE过敏性休克。2.血清过敏性休克动物血清：抗毒素血清，如破伤抗毒素血清和白喉抗毒素血清,（二）呼吸道过敏反应过敏原：尘土、花粉、霉菌、动物皮屑或呼吸道感染等。常见病：过敏性鼻炎和过敏性哮喘。（三）消化道过敏反应过敏原：鱼、虾、蛋、奶及一些药物。常见病：过敏性胃肠炎。（四）皮肤过敏反应过敏原：多种抗原，或冷热刺激、日光照射、肠内寄生虫感染等。常见病：荨麻疹、湿疹、皮炎、神经血管性水肿。,型超敏反应概念：由IgG或IgM类抗体与细胞表面的抗原结合，在补体、吞噬细胞及NK细胞等参与下，引起的以细胞裂解死亡为主的病理损伤。一.型超敏