第九章 免疫学基础PPT演示课件

第九章免疫学基础,1,本章内容,概述第一节微生物的致病机制和机体免疫第二节非特异性免疫第三节特异性免疫第四节超敏反应第五节免疫学的实际应用,2,概述,传统的免疫概念：机体抵抗病原微生物的能力，即抗传染免疫。免疫：是人和动物机体识别自身和非自身，并清除非自身的大分子物质，从而保持机体内、外环境平衡的一种生理学反应。,3,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(T、B淋巴细胞)膜表面的抗原受体识别很精细，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。,4,病原微生物（病原体）：有些微生物能侵入生物机体并引起疾病，这类微生物称病原微生物。如细菌、真菌、病毒。条件致病菌：有些微生物在一般情况下不致病，但在某些条件改变的特殊情况下可以致病，这类微生物称条件致病菌。感染（传染）：病原微生物侵入机体后，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。,感染,5,决定传染结局的三大因素,（一）病原体（二）宿主的免疫力（三）环境因素,第一节微生物的致病机制和机体免疫,6,（一）病原体（病原微生物）指能侵入生物体并引起疾病的各种微生物。其中决定传染结局的因素：病原体的致病特性病原体的数量病原体的侵入方式,7,1、细菌的致病特性,病原体致病能力的强弱称为毒力。毒力侵染力毒素,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，称侵袭力,1、侵袭力：,吸附和侵入能力：菌毛在吸附中起主要作用,繁殖与扩散能力；通过产生一些特殊的酶,对宿主防御机能的抵抗能力：抑制白细胞的趋化性和吞噬,8,2、毒素,按其来源、性质和作用不同:,外毒素,内毒素,是病原菌在生长过程中不断向外界环境分泌的一类毒性蛋白质，主要由G+细菌产生。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。,1）外毒素：,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，但不稳定，对热和某些化学物质敏感。,9,类毒素和抗毒素：,利用外毒素对热和某些化学物质敏感的特点，用0.3-0.4%甲醛溶液对外毒素进行脱毒处理，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。,将类毒素注射机体（如马），可使机体产生对相应外毒素具有免疫性的抗体抗毒素，作治疗用。,（极毒抗原）,（无毒抗原）,（抗毒抗体）,10,2）内毒素,是G-细菌细胞壁外层的组分之一，其化学成分是脂多糖（LPS），因在活细胞中不分泌到体外，仅在细菌死亡后自溶或人工裂解时才释放，故称内毒素。,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。,检测内毒素的方法家兔发热试验法费时（2-3d）、灵敏度低（2ng/mL）鲎试剂法简便快速（1h）、灵敏度高（10-20pg/mL）,11,鲎试剂（LAL）法原理,12,外毒素与内毒素的比较：,13,2、入侵病原体的数量,不同病原体引起宿主致病所需要的数量不同：Salmonellatyphi（伤寒沙门氏菌）108-109个/宿主Vibriocholerae（霍乱弧菌）106个/宿主Shigelladysenteriae（痢疾志贺氏菌）7个/宿主Yersiniapestis（鼠疫耶尔森氏菌）几个细胞,14,3、侵入门径,病原体侵入宿主必须有合适的感染途径1)消化道如伤寒沙门氏菌必须经口进入人体，定位在小肠淋巴结中生长繁殖，然后进入血液循环而致病。2)呼吸道如结核杆菌、肺炎链球菌等。3)泌尿生殖道如分别引起淋病和梅毒类性病的病原体淋病奈瑟氏球菌、梅毒密螺旋体，是通过泌尿生殖道侵害人体的。4)皮肤创口浅部皮肤侵入：金黄色葡萄球菌可通过损伤的皮肤黏膜进入机体引起传染；深部皮肤侵入：破伤风梭菌必须侵入深部创伤才有可能引起破伤风5)其它途径HIV可通过性行为、输血、吸毒和胎盘等途径传染HBV可通过胎盘产道等传染,15,（二）宿主的免疫力,1.免疫是机体识别和排除抗原性异物的一种保护性功能；正常条件下对机体有利；异常条件下损害机体。2.免疫功能包括免疫防御，免疫稳定，和免疫监视,16,免疫的基本功能,1.免疫防御指动物机体抵御病原微生物感染和侵袭的能力。免疫功能亢进变态反应免疫功能低下或缺陷免疫缺陷2.免疫自稳清除机体产生的大量衰老死亡细胞功能异常（过高）自身免疫病3.免疫监视肿瘤细胞的发现和清除功能低下或失调肿瘤发生,17,变态反应是指由于免疫功能亢进而表现出的反应，如可引起过敏和抽搐等。免疫缺陷是指由于免疫功能降低而表现出的反应，其结果可引起起机体感染和恶性肿瘤。免疫缺陷可分为二类，一类是先天具有的；另一类是后天获得的，艾滋病属于后天获得性免疫缺陷综合症。,18,免疫系统功能的生理和病理表现,功能名称生理功能病理表现,免疫防御清除病原微生物及超敏反应（强）其它抗原性异物免疫缺陷病（弱）免疫自稳清除损伤或衰老细胞自身免疫性疾病免疫监视清除突变或畸变细胞，肿瘤或病毒持续防止肿瘤发生，杀伤性感染病毒感染细胞,19,3.宿主的免疫类型,20,（三）环境因素,1.宿主环境先天：遗传素质、年龄后天：营养、精神、体育锻炼等2.外界环境自然环境：气候、温度、地理环境、季节等社会环境：社会制度、居住环境和医疗环境等,21,传染的三种结局,1.隐性传染病原菌毒力较弱，数量较少，宿主免疫力强，基本上不出现临床症状。2.带菌状态双方都有一定的优势，两者处于相持状态3.显性传染宿主出现一系列临床症状。按照发病时间长短急性传染和慢性传染按照发病部位的不同局部感染和全身感染按照发病性质和严重程度不同毒血症菌血症败血症脓毒血症,22,第二节非特异性免疫,一、非特异性免疫凡在生物进化过程中形成的天生即有、相对稳定、无特殊针对性的对付病原体的天然抵抗力，称为非特异性免疫,也称先天免疫或自然免疫。,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。,23,二、组成（一）宿主的屏障结构（二）吞噬细胞的吞噬功能（三）炎症反应（四）抗菌物质,24,（一）宿主的屏障结构,1.外部屏障皮肤与粘膜机械的阻挡和排除作用化学物质的抗菌作用汗腺乳酸皮脂腺脂肪酸胃粘膜胃酸阴道粘膜酸性物质泪腺、唾液腺、乳腺溶菌酶正常菌群的拮抗作用2.内部屏障血脑血胎血眼屏障,25,（二）吞噬细胞及其吞噬作用,1.吞噬细胞存在于血液、体液或组织，能进行变形虫运动，能吞噬、杀死和消化病原微生物等异常抗原的白细胞。与非特异性免疫有关的吞噬细胞主要有两类多形核白细胞类（PMN）存在于血流和骨髓中，形状较小，寿命短；嗜中性粒细胞、嗜碱性粒细胞、嗜酸性粒细胞单核吞噬细胞存在于血液、淋巴和多种组织中，大，寿命长巨噬细胞（M）2.吞噬作用,26,27,（三）炎症反应,炎症反应是机体受到病原微生物的侵入和其他有害刺激时产生的一种保护性反应，作用是清除有害异物，修复受损组织，保持自身稳定。炎症反应的特征是红、肿、热、痛和功能障碍。,炎症既是一种病理过程，又是一种防御病原体入侵的免疫反应，原因是：可动员大量吞噬细胞聚集在炎症部位；血流的加速使血液中抗菌因子和抗体发生局部浓缩；死亡的宿主细胞可释放一部分抗菌物质；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；炎症部位体温的升高可降低某些病原体的繁殖速度。,28,（四）正常体液和组织中的抗菌物质,正常体液和组织中含有多种抗菌物质，如补体、溶菌酶、干扰素、组蛋白、血细胞素等，它们一般不直接杀灭病原体，而是配合免疫细胞、抗体或其他防御因子，使之发挥较强的免疫功能。1.补体是指存在于正常人体或高等动物血清、组织液和细胞膜表面的一组经活化后具有酶活性的蛋白质，包括30余种，由于它在抗原抗体反应中有补充抗体作用的能力，故称补体。其本质是一类酶原，作用无特异性，能被任何抗原抗体复合物激活，然后发挥其溶胞作用、病毒灭活、吞噬细胞的吞噬等作用；性质不很稳定，室温下放置几天或在56C下放置10min左右可失活由巨噬细胞、肠道上皮细胞及肝脾细胞所产生实验室获得补体豚鼠血,29,Bordet于1894年发现存在于新鲜血清中具有溶菌、溶细胞活性;56,加热30min灭活,30,31,32,33,34,35,36,37,38,2.干扰素,是高等动物细胞在病毒或dsRNA等诱生剂的刺激下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。目前知道的干扰素有4类：IFN-；IFN-；IFN-；IFN-IFN虽有广谱抗病毒的特性，但受宿主种属特异性的限制；可用于病毒病和癌症的治疗；,2、干扰素生物学作用,1）抑制病毒的复制，增强NK细胞杀伤能力2）抑制癌细胞分裂，增强机体抗肿瘤3）活化单核巨噬细胞，促进B淋巴细胞分化,39,第三节特异性免疫,一、特异性免疫是机体在生命过程中接受抗原性异物刺激（如微生物感染和接种疫苗）后获得的对特异性抗原异物的抵抗能力。又称获得性免疫，适应性免疫，后天免疫。具有获得性，高度特异性和记忆性的特点。,包括体液免疫系统和细胞免疫系统。,二、获得方式,特异性免疫,40,两类人工免疫的比较,41,三、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。*3个组成部分：免疫器官免疫细胞免疫分子,42,（一）、免疫器官淋巴细胞和其它免疫细胞发生、分化、成熟、定居和增殖以及产生免疫应答的场所。,1)中枢免疫器官（一级淋巴器官）,(1)骨髓T、B细胞的发源地，B细胞成熟场所,(2)胸腺内：髓质(上皮网状细胞构成);外：皮质(淋巴细胞构成),(3)法氏囊或类囊器官鸟类特有，B细胞成熟,43,骨髓,是体内重要的造血器官，同时也是各种免疫细胞发生和分化以及产生抗体的场所。髓样干细胞红细胞系、单核巨噬细胞系、粒细胞系。淋巴干细胞T、B前体细胞T、B细胞既是一级免疫器官，也是重要的二级免疫器官。,44,胸腺,是T细胞成熟和发育的主要器官。未成熟的T细胞前体从骨髓迁移到胸腺，成为胸腺细胞，然后发育、分化成为成熟的T细胞，释放到外周免疫器官。由第三咽囊的内胚层分化而来，位于胸腔前部纵隔内、胸骨后心脏上前方。主要免疫功能：1）T细胞成熟的场所；2）产生胸腺激素。,45,腔上囊或类同结构,腔上囊（法氏囊）位于泄殖腔上方，盲囊状。鸟类特有。哺乳动物的肠道淋巴结，扁桃体及骨髓有类似功能。其主要作用为控制体液免疫。胚胎期用睾丸酮或可的松抑制腔上囊发育，或孵化时切除可影响体液免疫。,46,2)周围免疫器官（二级淋巴器官）,接受抗原刺激，产生免疫反应的主要场所B细胞浆细胞体液免疫T细胞致敏T细胞细胞免疫,(1)脾,体内最大淋巴器官，产致敏淋巴细胞和抗体的重要部位,(2)淋巴结,T细胞约占75%，B细胞约占25%,47,脾,外包被膜，实质分为2部分，中央为白髓；红髓量多，位于白髓周围。红髓贮存红细胞，捕获抗原和生成红细胞。脾索中含有大量B细胞和浆细胞以及巨噬细胞、树突状细胞等。白髓发生免疫应答。淋巴鞘主要由T细胞组成（胸腺依赖区）；淋巴小结和生发中心含有大量B细胞（非胸腺依赖区）。脾的免疫功能：1）血液滤过作用；2）滞留淋巴细胞作用；3）产生免疫应答的重要场所；4）产生吞噬细胞增强激素。,48,49,淋巴结,沿淋巴循环径路分布。圆形或豆状，外包被膜，其次是被膜下淋巴窦、皮质、副皮质和髓区。皮质区主要由B细胞聚集而成，为非胸腺依赖区。接受抗原刺激后，B细胞分裂增殖形成生发中心（germinalcenter)，内含不同分化阶段的B细胞、浆细胞和少量T细胞。副皮质区为T细胞集中区，为胸腺依赖区。髓质由髓索和髓窦组成。髓索中含有B细胞、浆细胞和巨噬细胞等。髓窦内有大量巨噬细胞。,50,鸡无淋巴结，但有弥散的淋巴组织；鸭、鹅等水禽有2对淋巴结：颈胸淋巴结和腰淋巴结。淋巴结的免疫功能：过滤和清除异物作用产生免疫应答的场所,51,52,53,（二）、免疫细胞免疫活性细胞仅指能发挥特异性免疫应答的一群细胞主要指T细胞、B细胞,泛指所有参与免疫反应的细胞及其前身(造血、淋巴、单核、粒细胞等）。,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。,54,55,56,57,3、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。,58,（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：它主要包括抗原、抗体、补体、细胞因子等。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。,59,一、抗原（Ag）1.定义：是一类能诱导机体发生免疫应答并能与相应抗体或T淋巴细胞受体发生特异性免疫反应的大分子物质。2.抗原的两个特性免疫原性=抗原性刺激机体产生免疫应答能力的特性免疫反应性=反应原性能与免疫应答的产物发生特异反应的特性3.完全抗原同时具有上述两个特性的抗原如：蛋白质、细菌、外毒素、病毒等4.不完全抗原半抗原缺乏免疫原性，只有免疫反应性的物质如：多糖、类脂、核酸和某些药物等复合半抗原简单半抗原,60,1）相对分子质量大2）结构复杂3）异物性6.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=抗原表位位于抗原表面可决定抗原特异性的化学基团一个抗原表面可存在一至多种分子小，一般由5-7个氨基酸、单糖或核苷酸残基组成抗原决定簇的总数称为抗原结合价大多数抗原为多价少数为单价,5.免疫原性的物质基础,61,7.一些重要的抗原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）病毒性抗原：衣壳：蛋白包膜：糖蛋白3）其它：立克次体、螺旋体、真菌等。,62,2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。,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,63,64,1.定义：高等动物体在抗原刺激下，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（immunoglobulin,Ig）。2.Ig的5个特点3.Ig的化学结构是一个Y形分子，4条肽链通过链间二硫键（-S-S-）连在一起链重链H链(长链)：440个左右氨基酸残基数轻链L链（短链）：220个左右氨基酸残基数区可变区V区（轻链的1/2长度；重链的1/4长度）恒定区C区（轻链的另1/2长度；重链的3/4长度）铰链区含有较多脯氨酸端N端氨基端C端羧基端,二、抗体（Ab）,65,铰链区,重链,轻链,66,67,4.Ig的种类及其功能IgG：由一个Y型分子组成单体IgA：由两个Y型分子组成双体IgM：由五个Y型分子组成五体IgD：由一个Y型分子组成单体IgE：由一个Y型分子组成单体5.Ig与抗原结合部位轻链的V区和重链的V区的端部6.Ig的构象未与抗原结合时，分子呈T型与抗原结合后，分子由T型改变成Y型,68,69,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。,70,7.抗体的形成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。,8.Ig的水解片段与生物学活性,a、木瓜蛋白酶:2Fab，Fc,b、胃蛋白酶F（ab）2+FcpFc+多肽,71,72,木瓜蛋白酶水解IgG：2个抗原结合片段（fragmentantigenbinding，Fab片）1个Fc片段（fragmentcrystalizable）胃蛋白酶水解IgG：1个F(ab)2片段，有双价抗体活性1个pFc片段，无活性Fab片段的活性：结合抗原；决定抗体分子的特异性Fc片段的活性：不结合抗原，但与抗体分子的生物学活性密切相关，如通过胎盘，结合并活化补体，决定亲细胞性，通过黏膜屏障等。而且，是决定Ig抗原性的部位。,73,9.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。,10.抗体的生物学活性,（1）、与抗原特异性结合（2）、调理作用（3）、激活补体（4）、参与机体免疫功能的调节（5）、具有免疫原性,74,75,76,77,11.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,78,79,四、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。,80,五、特异性免疫应答的过程免疫应答是机体免疫系统对抗原刺激所产生的以排除抗原为目的的生理过程。一般包括三个阶段1感应阶段是指抗原激活、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3效应阶段,81,1感应阶段2反应阶段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。,82,特异性免疫应答的过程,83,第四节超敏反应,Gell和Coombs根据超敏反应发生机理和临床特点，将其分为四型：I型超敏反应，即速发型超敏反应，又称变态反应（allergy）或过敏反应（anaphylaxis）II型超敏反应，即细胞毒型或细胞溶解型超敏反应III型超敏反应，即免疫复合物型或血管炎型超敏反应IV型超敏反应，即迟发型超敏反应,84,主要由特异性IgE抗体介导产生，发生于局部或全身。主要特征：1、再次接触变应原后反应发生快，消退亦快，通常使机体出现生理功能紊乱，而不发生严重组织细胞损伤2、参与的抗体为IgE和IgG4，细胞为肥大细胞和嗜碱性粒细胞3、具有明显个体差异和遗传背景4、补体不直接参与5、可经血清被动转移,一、I型超敏反应（速发型）,85,1.变应原是指引起I型超敏反应的抗原。,临床常见的变应原：花粉颗粒、尘螨或其排泄物、真菌或其孢子、昆虫或其毒液、动物皮屑或羽毛；牛奶、鸡蛋、鱼虾、蟹贝等食物；青霉素、磺胺、普鲁卡因、有机碘化合物等药物,一、I型超敏反应（速发型）,与I型超敏反应相关的主要因素：,2.IgE：与I型超敏反应的发生有关的抗体主要是IgE类。3.肥大细胞、嗜碱性粒细胞4.嗜酸性粒细胞,86,87,II型超敏反应（细胞毒性）,是由IgG或IgM类抗体与靶细胞表面相应抗原结合后，在补体、吞噬细胞和NK细胞参与作