第十章 传染与免疫.ppt

第十章传染与免疫,研究内容：病原微生物与其宿主之间的相互关系。理论与实践意义：衍生出大量新的分支学科、边缘学科和应用学科；免疫学方法应用于生命科学的各个重要理论研究领域；免疫学方法和技术广泛应用于:临床诊断;法医检验;生化测定;医疗保健;肿瘤防治等。,第一节传染,一、传染与传染病,传染（infection)指病原体侵入机体后，克服机体的防御机能，在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理过程。病原微生物（pathogenicmicroorganism)指能够引起生物体发生传染病的微生物。传染病由病原微生物引起的疾病,病原体毒力数量侵入门径宿主的免疫力环境因素,二、决定传染结局的因素,三、传染的可能结局,隐性传染带菌状态显性传染,第二节非特异性免疫,非特异性免疫（nonspecificimmunity):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。,非特异免疫的组成生理屏障:皮肤、粘膜及其附属物、共生菌群体液因素:溶菌酶、补体、干扰素细胞因素:吞噬细胞、自然杀伤细胞炎症反应:免疫的综合作用,一、生理屏障,1.皮肤与粘膜：机械的阻挡和排除作用分泌液中所含化学物质有局部抗菌作用共生菌群,2.生理上的屏障结构血脑屏障血胎屏障,二、细胞因素主要是指体内的各种吞噬细胞，具有吞噬病原体及其它各种异物的能力。吞噬细胞的种类：多形核白细胞、单核细胞、淋巴细胞,多形核白细胞：存在于血液、骨髓中，含大量溶菌酶，以嗜中性粒细胞最重要,巨噬细胞：存在于血液、淋巴核多种组织中的大型单核细胞具有吞噬作用、杀菌作用、抗原递呈作用、免疫调节作用、抗癌作用,三、体液因素,正常体液和组织中抵抗病原体的成分：补体系统、干扰素、溶菌酶等1.补体（complement)存在于正常人体或动物血清中的一组（11种）非特异性血清蛋白，主要是及球蛋白，是一类酶原，能被任何抗原抗体复合物激活。功能：溶解细胞膜杀灭病毒促进吞噬细胞的吞噬释放组胺等,由干扰素诱导剂作用于活细胞后，产生的一种具有高活性、广谱抗病毒等功能的糖蛋白。这种蛋白质再作用于其他细胞时，使其他细胞获得抗病毒和抗肿瘤等多方面的免疫力。,2.干扰素(interferons,IFNs),病毒、细菌、立克次氏体、真菌及原生动物等均能诱细胞产生干扰素。,干扰素的作用抑制病毒的复制，增强NK细胞杀伤病毒感染的细胞抑制癌细胞的分裂，增强机体抗肿瘤的免疫力活化单核巨噬细胞，促进T、B淋巴细胞的分化，激活中性粒细胞和NK细胞。,炎症是机体受到有害刺激（包括各种理化因素，但以病原微生物感染为主）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。,红、肿、痛、热和功能障碍是炎症的五大特征（炎症）,四、炎症,功能：清除有害异物修复受伤组织保持自身稳定性。,炎症既是一种病理过程，又是一种防御病原体的积极方式：动员了大量的吞噬细胞聚集在炎症部位；血液中的抗菌因子和抗体发生局部浓缩；死亡宿主细胞的堆积可释放抗微生物物质；炎症中心氧浓度下降和乳酸积累，抑制病原菌的生长；适度的体温升高可以加速免疫反应的进程；,第三节特异性免疫,特异性免疫：机体在生命过程中接受抗原性异物刺激后（如微生物感染或接种疫苗）产生的免疫应答反应。,获得方式,特点：获得性、高度特异性、记忆性、个体差异性,一、免疫系统免疫系统是获得性免疫的物质基础，包括免疫器官、免疫细胞、免疫分子。1.免疫器官中枢免疫器官:骨髓、胸腺、法氏囊（鸟类）功能：免疫细胞产生、分化和成熟的场所外周免疫器官：淋巴结、脾脏、淋巴组织功能：免疫细胞居住、发生免疫应答的场所,2.免疫细胞指一切具有免疫功能的细胞，主要包括T淋巴细胞、B淋巴细胞、K细胞、NK细胞、单核吞噬细胞。免疫活性细胞：能特异地识别抗原，即能接受抗原的刺激，并随后进行分化、增殖和产生抗体或淋巴因子，以发挥特异性免疫应答的一类细胞群。主要指T细胞和B细胞。,T细胞,调节性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（302）细胞毒T细胞：杀死带抗原的靶细胞,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。,3、免疫分子,抗原和抗体,免疫应答（immuneresponse)抗原进入机体后，免疫活性细胞对抗原分子的识别、活化、增殖、分化以及最终通过产生抗体和致敏淋巴细胞及淋因子发生免疫效应的一系列复杂的生物学反应过程。,二、免疫应答,免疫应答过程：感应阶段反应阶段效应阶段,1.感应阶段：机体接受抗原刺激的阶段,抗原,巨噬细胞（抗原递呈细胞，APC）,T细胞,细胞免疫,B细胞,体液免疫,2.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。形成记忆细胞,3.效应阶段：抗原成为被打击的对象,第四节免疫学方法,传统免疫学方法又称为血清学反应。现代免疫学方法包括体液免疫，还包括细胞免疫的各种方法。一、抗原、抗体反应的一般规律特异性可逆性定比性阶段性条件依赖性,1.凝集反应(agglutination)颗粒性抗原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,称为凝集反应。反应中的抗原称为凝集原，抗体称为凝集素.在实际操作时，一般要稀释抗体。具体的方法有直接法、间接法。应用：可用于菌种鉴定、测定血型等,二、抗原、抗体间的主要反应,直接法,间接法,2.沉淀反应(precipitation)可溶性抗原与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。反应中的抗原称为沉淀原，可以是类脂、多糖或蛋白质等；抗体称为沉淀素。在操作时，一般要稀释抗原。应用：炭疽病的诊断、血迹鉴定等,经典方法现代方法,环状沉淀反应絮状沉淀反应,单向琼脂扩散法双向琼脂扩散法对流免疫电泳法火箭电泳法双向免疫电泳法,沉淀反应的主要方法,3.补体结合试验(complementfixation,CFT)是一种有补体参与，并以绵羊红细胞和溶血素是否发生溶血反应作指示的一种高灵敏度的抗原与抗体反应。其中共有2个系统和5种成分参与反应。,4.中和试验(neutralizationtest)由特异抗体抑制相应抗原的生物学活性的反应。凡能与病毒结合，使其失去感染力的抗体又称中和抗体。能与细菌外毒素结合，中和其毒性作用的抗体称为抗毒素。,三、免疫标记技术,将抗原或抗体用小分子的标记剂如荧光素、酶、放射性同位素或电子致密物质等加以标记，借以提高其灵敏度和便于检出的一类新技术。,免疫荧光技术(immunofluorescenstechnique)免疫酶技术(immunoenzymatictechnique)放射免疫测定法（radioimmuno-assay)免疫电镜技术（immuno-electrionmicroscopy),第五节生物免疫制品,生物制品,1.致病力表示病原体致病能力的强弱。其大小取决于：吸附、侵入、定殖、扩散、抵抗、毒素等因素。侵袭力(invasiveness)病原菌突破宿主防线，并能于宿主体内定居、繁殖、扩散的能力繁殖与扩散能力水解性酶类（透明质酸酶、胶原酶、链激酶等）对宿主防御机能的抵抗能力荚膜、血浆凝固酶、溶血素,2.毒素(toxin),外毒素（exotoxin）破伤风痉挛毒素、白喉毒素等,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。,类毒素（toxoid）用0.3-0.4%甲醛处理，使其毒性完全丧失，但仍保持抗原性的外毒素，常用来预防注射。抗毒素（antitoxin）用类毒素注射动物（如马），制备的外毒素抗体，常作治疗用。,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；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。,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。,病原体数量伤寒沙门氏菌：108-109个/宿主霍乱弧菌：106个/宿主痢疾志贺氏菌：7个/宿主侵入路径消化道感染呼吸道感染泌尿系统感染创口感染,宿主的免疫力（immunity）,免疫是机体识别和排除抗原性异物的一种保护性功能。免疫功能：免疫防御免疫稳定免疫监视。,宿主环境遗传、年龄，营养、精神、内分药物、针灸、锻炼等外界环境气候、季节、湿度、地理环境以及社会环境等,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。“伤寒玛丽”：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。,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！,抗原（Antigen，Ag）能诱导机体发生免疫应答，并能与相应抗体或T淋巴细胞发生特异性免疫反应的大分子物质。,抗原的种类完全抗原不完全抗原或半抗原,抗原的特性免疫原性或抗原性免疫反应性或反应原性,异物性相对分子量大化学结构复杂,抗原免疫原性的物质基础,位于抗原表面可决定抗原特异性的化学基团。它是抗原特异性的物质基础；一个抗原的表面可以存在多个不同的抗原决定簇；抗原所携抗原决定簇的数目称为抗原结合价，一般抗原是多价的。,抗原决定簇，或抗原表位,细菌细胞的包含的抗原表面抗原菌体抗原鞭毛抗原菌毛抗原外毒素和类毒素,特点：鱼类以上的脊椎动物的浆细胞分泌在抗原的刺激下产生可与相应的抗原发生特异性、非共价和可逆的结合化学本质为球蛋白可成为抗原免疫球蛋白的种类：IgG、IgA、IgM、IgD、IgE,抗体（Antibody，Ab）机体在抗原物质刺激下由浆细胞产生的一类能与抗原特异结合的免疫球蛋白.,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,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,抗体的生物学作用IgG:人体内主要的抗传染抗体，也是唯一通过胎盘的抗体，对新生儿抗感染起重要作用。IgM:可激活补体，在有补体系统参与下可破坏肿瘤细胞，有调节浆细胞产生抗体的作用。IgA:局抗感染，是血液中和粘膜分泌物中的抗体，对保护呼吸道和消化道粘膜起重要作用。可从初乳中获得。IgD:在识别抗原激发B细胞和调节免疫应答中起重要作用。IgE:能与人组织中的肥大细胞和血流中的嗜碱性粒细胞结合，当特异性抗原再次进入人体后，结合在细胞上的IgE又能与抗原结合，促使细胞脱颗粒，释放组织胺，引起超敏反应。,抗体形成的一般规律及应用初次免疫应答：潜伏期长，抗体多为IgM，效价低，维持时间短再次免疫应答：潜伏期短，抗体以IgG为主，效价高，维持时间长,应用预防接种中一般都采用二次或多次接种法，且第一次和第二次抗原刺激之间有时间上的间隔，使出现二次应答，从而产生大量抗体且维持时间长；制备抗体中，通常采用多次注射抗原的方法；疾病诊断中，根据几类抗体出现的先后规律，可作出早期快速诊断。,抗体出现的顺序IgM出现最早而后出现的是IgG最后出现的是IgA,抗体形成机制-克隆选择学说,单克隆抗体（monoclonalantibody,McAb),由一纯系B淋巴细胞克隆经分化、增殖后的浆细胞所产生的单一成分、单一特异性的免疫球蛋白分子。,英国学者：G.Kohler,C.MilsteinandM.K.Jerne建立了淋巴细胞杂交瘤技术（hybridomatechnique)。淋巴细胞杂交瘤：由B淋巴细胞和骨髓瘤细胞两者融合而成的一种既能在体内外大量增殖，又能产生大量McAb的杂种细胞。,免疫荧光技术:一种将结合有荧光素的荧光抗