病原生物与免疫学基础第三章免疫学基础

1、,病原生物与免疫学基础,病原生物与免疫学基础,第三章 免疫学基础,郑州市卫生学校 张晓红,目录,第一节 抗原5 第二节 免疫球蛋白17 第三节 免疫系统28 第四节 免疫应答50 第五节 抗感染免疫65,重点难点,重点 1.抗原、抗体、免疫球蛋白、免疫应答的概念。 2.免疫球蛋白的特性及生物学功能。 3.抗体产生的一般规律及意义。 4.细胞免疫应答的作用。 难点 1.免疫球蛋白的结构。 2.免疫应答的基本过程。 3.抗感染免疫的组成及意义。,学习目标,1.具有免疫学的基础知识和正确理解免疫现象。 2.掌握抗原、抗体、免疫系统、免疫应答、抗感染免疫的概念与功能。 3.熟悉免疫球蛋白的特性、抗体产

2、生的规律、细胞免疫的作用。 4.了解免疫调节及体液中的抗微生物物质。 5.学会运用免疫学原理辅助诊断及防治相关疾病。,抗原（antigen, Ag）是指能刺激机体免疫系统产生特异性免疫应答，并能在体内或体外与免疫应答产物（抗体或效应T细胞）发生特异性结合的物质。,抗原的基本特性,免疫原性：能刺激机体发生免疫应答、产生抗体及效 应T细胞的特性。 抗 原 性：也称免疫反应性，抗原与其诱导产生的相 应抗体或效应T细胞发生特异性结合的特性。,概念,第一节 抗原,第一节 抗原,特异性是指抗原只能刺激机体产生针对该抗原的免疫效应物质，且仅能与相应的免疫效应物质发生特异性结合 特异性是免疫应答最基本的特点，

3、亦是临床免疫学诊断与防治的理论依据,抗原的特异性,第一节 抗原,抗原的特性示意图,第一节 抗原,抗原决定基，又称表位，是抗原分子中决定抗原特异性的特殊化学基团，一般由几个到十几个氨基酸构成。 表位是决定抗原特异性的基础，它是与抗体、免疫活性细胞抗原受体特异性结合的部位。,抗原决定基,第一节 抗原,如两种抗原含有一种相同或相似的表位，能与同一抗体发生反应，则这两种抗原称为共同抗原 抗体或效应T细胞对具有相同或相似决定基的不同抗原的反应，称为交叉反应,第一节 抗原,（一）异物性 异种物质 同种异体物质 自身物质 （二）理化性状 1.分子大小与化学组成 分子质量一般在l0kD以上，且分子量越大，含有

4、抗原表位越多，结构越复杂，则免疫原性越强 2.分子构象和易接近性,二、决定抗原免疫原性的条件,第一节 抗原,（一）微生物及其代谢产物 微生物化学组成复杂，免疫原性较强 细菌的外毒素是毒性极强的蛋白质，具有良好的免疫原性 外毒素经甲醛处理后，失去毒性，保留免疫原性称为类毒素 注射类毒素，可使机体产生特异性抗体（即抗毒素），能有效中和外毒素,三、医学上重要的抗原,第一节 抗原,（二）动物免疫血清 临床治疗疾病使用的抗毒素，是将类毒素给马注射，从马血清中提取的 抗毒素注入人体，可中和相应的外毒素，起到防治疾病的作用 此抗毒素是异种抗原，具有免疫原性，可刺激机体产生抗马血清抗体，反复使用可引发超敏反应

5、，故注射前应做过敏试验,（三）异嗜性抗原 存在于不同种属之间的共同抗原称异嗜性抗原。 （四）同种异型抗原 1.红细胞血型抗原 （1）ABO血型抗原 （2）Rh血型抗原 2.人类白细胞抗原(HLA) 主要组织相容性复合体（MHC）是一组决定移植组织是 否相容、与免疫应答密切相关、紧密连锁的基因群 人类主要组织相容性抗原称为人类白细胞抗原（HLA） 参与免疫应答、移植排斥反应及免疫调节,第一节 抗原,（五）自身抗原 1.隐蔽的自身抗原 如甲状腺球蛋白、精子、脑组织和眼晶体蛋白等 2.修饰的自身抗原 （六）肿瘤抗原 1.肿瘤特异性抗原 如黑色素瘤的抗原 2.肿瘤相关抗原 指与某种肿瘤的发生有关，但不

6、是该肿瘤细胞所特 有的抗原物质。如肝细胞癌变时，体内的甲胎蛋白(AFP)含量明显增加,第一节 抗原,四、佐剂 先于抗原或同时注射入机体，能明显增强免疫应答或改变免疫应答类型的物质，称佐剂 包括微生物及其产物：如短小棒状杆菌、卡介苗(BCG)等；无机化合物：如明矾、氢氧化铝等；油剂：如弗氏佐剂等 佐剂能延长抗原在体内的刺激时间，刺激抗原提呈细胞的功能，促进淋巴细胞增殖分化，从而发挥佐剂作用,小 结,抗原是指能刺激机体免疫系统产生特异性免疫应答，并能与免疫应答产物（抗体或效应T细胞）发生特异性结合的物质。 抗原的特性包括免疫原性和抗原性。 表位是抗原分子中决定抗原特异性的特殊化学基团，表位是决定抗

7、原特异性的基础。 抗体或效应T细胞对具有相同或相似决定基的不同抗原的反应，称为交叉反应。 医学上重要的抗原有微生物及其代谢产物、动物免疫血清、异嗜性抗原、同种异型抗原、自身抗原、肿瘤抗原。,第二节 免疫球蛋白,抗体(antibody, Ab) B淋巴细胞受抗原刺激后增殖分化为浆细胞，由浆细胞产生的并能与相应抗原特异性结合的免疫球蛋白 免疫球蛋白（Ig） 具有抗体活性及化学结构与抗体相似的球蛋白统称为免疫球蛋白 抗体是免疫球蛋白，而免疫球蛋白不一定都是抗体,概念,第二节 免疫球蛋白,基本结构,免疫球蛋白的结构与功能,第二节 免疫球蛋白,水解片断,第二节 免疫球蛋白,分类,第二节 免疫球蛋白,1.

8、Fab段的生物学功能 （1）中和作用 （2）抑制细菌吸附 2.Fc段的生物学功能 （1）激活补体 （2）结合细胞 （3）抗体调理作用 参与ADCC 介导型超敏反应 （4）穿过胎盘和黏膜,免疫球蛋白的功能,第二节 免疫球蛋白,第二节 免疫球蛋白,1.IgG 出生后的第三个月开始合成，3至5岁时接近成人水平 IgG是人体内五类免疫球蛋白中含量最高的，占血清免疫球蛋白总量的75，分布于全身各个组织和体液中 是唯一能够通过胎盘的免疫球蛋白 是机体抗感染的主要抗体。抗病毒、细菌的抗体及抗毒素主要为IgG,五类免疫球蛋白的特性,第二节 免疫球蛋白,2.IgM 由五个单体构成，分子量最大，称为巨球蛋白 主要

9、分布于血液，占血清免疫球蛋白总量的10 IgM是个体发育过程中最早合成和分泌的抗体，胚胎发育晚期的胎儿即能合成IgM，故脐带血中特异性IgM水平升高，提示胎儿发生宫内感染 IgM也是初次体液免疫应答最早出现的抗体，血清中检出特异性IgM，则提示近期发生感染，可用于感染的早期诊断 天然的ABO血型抗体为IgM,第二节 免疫球蛋白,3.IgA 人体出生后46个月开始合成，12岁左右达成人水平 分为血清型和分泌型两种，血清型IgA主要为单体，存在于血清中，占血清免疫球蛋白总量的1015 分泌型IgA（SIgA）广泛分布于黏膜和外分泌液中，是机体局部黏膜抗感染的重要因素 母亲初乳中含有SIgA，是获得

10、自然被动免疫的重要途径，应大力提倡母乳喂养,第二节 免疫球蛋白,4.IgD 血清中含量很少，约占血清免疫球蛋白总量的0.20.3，是B淋巴细胞的重要抗原受体，血液中的IgD功能尚不清楚 5.IgE 约占血清中免疫球蛋白总量0.02，能与肥大细胞和嗜碱粒细胞表面的IgE的Fc受体结合，引发I型超敏反应。可能与机体抗寄生虫免疫有关,小 结,第三节 免疫系统,第三节 免疫系统,一、免疫器官:中枢免疫器官和外周免疫器官 （一）中枢免疫器官 1.骨髓 是B淋巴细胞发生、分化、发育和成熟的场所 2.胸腺 是T 淋巴细胞发生、分化、发育和成熟的场所 （二）外周免疫器官 外周免疫器官是免疫细胞定居和发生免疫应

11、答的部位 包括脾脏、淋巴结和黏膜相关淋巴组织,免疫系统由免疫器官、免疫细胞和免疫分子组成,第三节 免疫系统,二、免疫细胞 指与免疫有关的细胞，包括T淋巴细胞、B淋巴细胞、NK细胞和抗原提呈细胞等 其中T淋巴细胞、B淋巴细胞在抗原刺激下能够活化、增殖、分化、发生免疫应答，产生效应T淋巴细胞和抗体，故又称为免疫活性细胞,第三节 免疫系统,（一）T淋巴细胞 又称胸腺依赖性淋巴细胞，T淋巴细胞介导细胞免疫应答 1.主要表面标志 （1）T淋巴细胞抗原受体(TCR) TCR是T淋巴细胞膜上特异性识别抗原的 结构，T淋巴细胞通过TCR与抗原物质特异性结合，构成启动免疫应答的信号,第三节 免疫系统,T细胞表面

12、分子,第三节 免疫系统,（2）CD4：存在于部分T淋巴细胞表面 这些T淋巴细胞被称为CD4+ T淋巴细胞，CD4与抗原提呈细胞表面的MHC-类分子结合，协助TCR接受抗原,第三节 免疫系统,（3）CD8 表面有CD8的T淋巴细胞称为CD8+T淋巴细胞CD8与抗原细胞膜上的MHC-I类分子结合，参与CD8+ T淋巴细胞的活化增殖,第三节 免疫系统,（4）CD2（绵羊红细胞受体） CD2能与绵羊红细胞结合 B淋巴细胞上无CD2，所以CD2是T淋巴细胞区别于B淋巴细胞的重要标志 采用T淋巴细胞与绵羊红细胞混合形成的E花环试验可以检测血液中T淋巴细胞数量和比例,第三节 免疫系统,E 玫瑰花环,第三节

13、免疫系统,2.分类 （1）按T淋巴细胞表面CD分子不同分为 1）CD4+ T淋巴细胞 细胞表面表达CD4分子，受自身MHC类分子 限制，活化后分化为Th细胞 2）CD8+ T淋巴细胞 细胞表面表达CD8分子，受自身MHC类分子 限制，活化后分化为细胞毒性T细胞（CTL）,第三节 免疫系统,T 淋巴细胞的双识别,第三节 免疫系统,（2）按功能不同分为 1）辅助T细胞(Th)：分为Thl和Th2，Thl主要分泌细胞因子和介导型超敏反应，Th2细胞主要是促进淋巴细胞发生免疫应答 2）细胞毒性T细胞（CTL）：能对具有MHC-类分子的靶细胞抗原发生免疫应答，并特异性的溶解杀伤靶细胞 3）调节性T细胞(

14、Treg)：通过抑制CD4+ T细胞和CD8+ T细胞的活化与增殖，达到免疫的负调节作用,第三节 免疫系统,（二）B淋巴细胞 B淋巴细胞是由骨髓中的淋巴干细胞在骨髓的微环境作用下发育成熟的，故称为骨髓依赖性淋巴细胞 B淋巴细胞介导体液免疫应答,第三节 免疫系统,B淋巴细胞表面有抗原受体(BCR) 是B淋巴细胞膜表面的免疫球蛋白(SmIg) 能与抗原物质特异性结合，激活B细胞，启动免疫应答 每一个B淋巴细胞表面只含一种抗原受体，只能识别并结合相应的抗原决定基，从而产生针对该抗原决定基的抗体,第三节 免疫系统,B淋巴细胞抗原受体,第三节 免疫系统,（三）NK细胞 为自然杀伤细胞，NK细胞约占外周血

15、淋巴细胞的510 表面无抗原受体，无需抗原刺激活化就能直接杀伤抗原靶细胞，具有早期、直接、广泛等特点,第三节 免疫系统,NK细胞膜上有IgG的Fc受体，与抗原靶细胞结合的IgG还可以通过Fc段结合到NK细胞上，激发NK细胞活性，杀伤靶细胞 这种需要抗体辅助的杀细胞作用，称为抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用，简称ADCC作用,第三节 免疫系统,（四）抗原提呈细胞 抗原提呈细胞(APC)是指一些能捕获、加工处理抗原并将处理后的抗原肽传递给T淋巴细胞的细胞 主要包括单核-吞噬细胞 树突状细胞 B淋巴细胞,第三节 免疫系统,抗原提呈细胞经吞噬、胞饮等方式摄取抗原，并对抗原进行加工处理，降解为抗原肽，抗原

16、肽与内体中新合成的MHC-类分子结合形成复合物转运至细胞表面，供CD4+ Th 细胞识别、结合，从而引发免疫应答,第三节 免疫系统,抗原提呈细胞提呈抗原过程,第三节 免疫系统,三、免疫分子 免疫分子包括抗体、细胞因子和补体等多种参加免疫应答的生物活性物质 它们既是免疫应答的效应分子，又是免疫应答过程中各个环节相互调节和相互作用的物质，在整个免疫应答过程中起着十分重要的作用,小 结,第四节 免疫应答,一、免疫应答的概念和基本过程 （一）概念 免疫应答是指免疫系统接受抗原物质刺激后，免疫细胞对抗原的识别、自身活化、增殖、分化及产生特异性免疫效应的全过程,第四节 免疫应答,T淋巴细胞介导的免疫应答称

17、为细胞免疫应答 B淋巴细胞介导的免疫应答称为体液免疫应答 通过免疫应答机体及时地清除了抗原性异物，维持机体的生理平衡和稳定 但在某些情况下，免疫应答也可对机体造成伤害，引起超敏反应或其他免疫性疾病,第四节 免疫应答,（二）免疫应答的基本过程,第四节 免疫应答,二、体液免疫 是指由B淋巴细胞介导的特异性免疫应答 主要是通过B淋巴细胞接受抗原刺激后产生的抗体来发挥免疫效应,第四节 免疫应答,（一）抗体产生的一般规律,第四节 免疫应答,初次应答和再次应答的比较,第四节 免疫应答,抗体产生规律的临床意义 指导预防接种，制订最佳计划免疫方案 血液中IgM升高可作为传染病早期感染诊断依据之一 检测抗体含量

18、变化可了解病程及评估疾病转归,第四节 免疫应答,（二）体液免疫的生物学效应 1.中和毒素 2.中和病毒 3.抑制细菌吸附 4.调理作用 5.介导ADCC作用 6.激活补体,第四节 免疫应答,三、细胞免疫 是指由T淋巴细胞介导的特异性免疫应答 T淋巴细胞接受抗原刺激后活化增殖为效应T细胞，通过效应Tc细胞的细胞毒作用及效应Th1细胞分泌细胞因子发挥细胞免疫效应 细胞免疫主要针对细胞内的抗原物质发挥免疫作用,第四节 免疫应答,（一）效应T细胞的生物学效应 1.效应CTL细胞的细胞毒作用,第四节 免疫应答,2.效应Th1细胞介导的炎症反应 （1）干扰素(IFN-) 活化单核巨噬细胞，增强其吞噬能力；

19、活化NK细胞的活性 （2）白细胞介素2(IL-2) 促进Tc细胞增殖分化为效应Tc细胞；刺激Th细胞增殖、分化，分泌IL-2、 IFN-和TNF-；增强NK细胞和巨噬细胞 的杀伤活性 （3）肿瘤坏死因子(TNF-) 炎症作用和杀伤靶细胞；抗病毒作用；激活中性粒细胞,第四节 免疫应答,（二）细胞免疫的作用 1.抗感染 对细胞内寄生的病原微生物，如结核分枝杆菌， 麻风分枝杆菌，病毒及某些真菌等主要通过细胞 免疫来清除 2.抗肿瘤 细胞免疫在抗肿瘤中起着极为重要作用 3.免疫病理损伤,第四节 免疫应答,免疫耐受是指机体免疫系统接受某种抗原刺激后产生的特异性无应答状态 主要由抗原和机体两方面的因素决定

20、 1.抗原方面 小分子非聚合物抗原容易形成免疫耐受。抗原经静脉注 射最易引起免疫耐受，腹腔注射次之，皮下、肌肉注射最不易引起免疫耐受 2.机体方面 免疫耐受与机体免疫系统发育成熟程度有关，合理进行免疫耐受的人工诱导对自身免疫病、超敏反应和器官移植排斥反应的防治具有重要意义,第四节 免疫应答,五、免疫调节 免疫调节是维持机体免疫功能处于正常状态的关键，机体主要通过以下几个方面来调节免疫应答 1.抗原、抗体的调节 2.免疫细胞的调节 3.神经内分泌系统的调节,小 结,第五节 抗感染免疫,一、固有免疫 固有免疫是人类在长期的种系发育和进化过程中逐渐形成的抵抗病原生物侵害的功能，又称先天性免疫或非特异

21、性免疫 特点是生来就有，可以遗传 人人都有，无个体差异 对病原生物广泛抵抗，无特异性 固有免疫由屏障结构、吞噬细胞、体液中的抗微生物物质三部分组成,第五节 抗感染免疫,（一）屏障结构 1.皮肤黏膜屏障 完整健康的皮肤黏膜能够抵抗病原生物侵入，呼吸道黏膜的纤毛也能排除病原体，汗液中的乳酸、胃液中的胃酸、酸性的阴道分泌液均具有杀菌作用 皮肤黏膜表面的正常菌群对病原微生物也具有拮抗作用，能阻止或限制外来微生物的定居和繁殖,第五节 抗感染免疫,2.血脑屏障 主要由软脑膜、脑毛细血管壁和壁外胶质膜组成。能阻止病原生物及其代谢产物从血液进入大脑或脑脊液，从而保护中枢神经系统。小儿血脑屏障发育不完善，因此，

22、较成人更易发生颅内感染,第五节 抗感染免疫,3.血胎屏障 由母体子宫内膜的基蜕膜和胎儿绒毛膜滋养层细胞共同组成。能防止病原生物及代谢物从母体进入胎儿体内，保护胎儿免受感染 在妊娠的前三个月血胎屏障发育尚不完善，孕妇如感染某种病原生物，可经胎盘进入胎儿体内，导致胎儿畸形、流产、死胎等,第五节 抗感染免疫,（二）吞噬细胞 病原生物突破皮肤黏膜屏障进入组织后，机体的吞噬细胞可发挥吞噬作用，杀伤进入体内的病原体 1.吞噬细胞的种类 包括血液中的单核细胞、中性粒细胞和组织中的巨噬细胞 2.吞噬过程,第五节 抗感染免疫,3.吞噬的结果 （1）完全吞噬 （2）不完全吞噬 （3）损伤组织 （4）提呈抗原,第五

23、节 抗感染免疫,（三）体液中的抗微生物物质 1.补体（Complement，C） （1）概念：补体是存在于正常人或动物体液中的一组具有酶活性的球蛋白 补体的成分较复杂，包括30多种可溶性蛋白和膜结合蛋白，因此又称为补体系统 主要成分有ClC9，D、B、P因子等。补体占血浆球蛋白总量的1015,第五节 抗感染免疫,（2）补体系统的性质 补体性质不稳定，5630分钟即可失去活性，此称为补体的灭活 （3）补体系统的激活：补体系统的激活是补体各成分在激活物质的作用下，按一定顺序、通过连锁反应来完成的 补体系统激活的途径主要有经典途径和旁路途径,第五节 抗感染免疫,经典途径与旁路途径的比较,第五节 抗感染免疫,补体的生物学作用,第五节 抗感染免疫,2.溶菌酶 由巨噬细胞产生的一种碱性蛋白质，广泛分布于血清及泪液、唾液、鼻涕等分泌液中，其作用是溶解破坏革兰阳性菌的细胞壁肽聚糖，使细菌裂解，从而杀伤细菌 中性粒细胞、巨噬细胞中也有溶菌酶，对吞噬杀菌有重要意义。在抗体与补体的参与下，溶菌酶也可溶解某些革兰阴性菌,第五节 抗感染免疫,3.干扰素(IFN) 由病毒感染的细胞或效应T细胞等产生的一种糖蛋白，作用于临近细胞后能诱导细胞产生抗病毒蛋白，抑制病毒的复制，从而能保护易感细胞，限制病毒的