辽阳职业技术学院化工系制药微生物

第12章

特异性免疫

1.掌握抗原的定义及构成抗原的条件，抗原决定簇与抗原特异性的定义及相互关系。2.掌握医学上重要的抗原物质。3.了解免役系统的组成，掌握各种免役器官及其功能；掌握T、B细胞的功能；了解免役分子的种类和生物学作用。4.掌握免役球蛋白的基本结构和生物学活性；掌握五类免役球蛋白的生物学功能。5.了解多克隆抗体和单克隆抗体的制备。6.掌握免役应答的概念、类型和免役应答过程，比较体液免役和细胞免疫的特点。

第1节抗原一、抗原的概念

能够刺激机体产生免疫应答，并且能与免疫应答产物(抗体或免疫效应细胞)特异性结合的物质。抗原的两种基本特性：

1．免疫原性

指抗原分子能够刺激机体产生免疫应答(产生特异性抗体及免疫效应细胞)的性质。

2．反应原性

指抗原分子与免疫应答产物(抗体或免疫效应细胞)发生特异性结合的性质。完全抗原:同时具有免疫原性和反应原性的物质。如大多数蛋白质、细菌、病毒、细菌外毒素、动物免疫血清等。半抗原:只有反应原性而没有免疫原性的物质，与蛋白质载体结合时，能刺激机体产生抗体。简单半抗原：与抗体结合后不出现沉淀反应，但可用沉淀抑制反应显现。如酒石酸、甲苯酸等低分子化合物。

复合半抗原：与抗体结合即可出现可见沉淀物。二、抗原的基本特性（一）异物性

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”.自身抗原：（1）自身物质结构、成分改变后成为“自身抗原”;（2）机体免疫识别功能紊乱;（3）自身也有一些“隐蔽抗原”——眼球晶状体蛋白、精子蛋白、甲状腺蛋白等.根据抗原的来源分类1、异种抗原与免疫动物不同种属的抗原，如各种疫苗，异种蛋白等。2、同种抗原与免疫动物同种属的抗原，能刺激同种而基因型不同的个体产生免疫应答。如血型抗原、同种移植物抗原等。3、自身抗原免疫动物的自身组织在某种特定条件下形成的抗原。（二）．大分子胶体性结、构复杂（1）通常相对分子量在10000以上，分子量越大、颗粒越大，表面抗原决定簇就越多，化学结构也愈稳定；（2）大分子的胶状物质，不易被机体破坏或排除，在体内存留时间较长，有利于持续刺激机体产生特异性免疫。（3）．化学组成

明胶蛋白分子量10万Da，但免疫原性差—因是直链AA组成。胰岛素只有5734Da，但免疫原性好—因组成、结构复杂。凡含有苯环、杂环AA和糖的蛋白，结构都较复杂，免疫原性好。（三）特异性一种抗原物质只能刺激机体产生相应的抗体，这种抗原只能与相应的抗体结合发生反应，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。抗原决定簇是抗原与抗体结合的部位，每个抗原分子的决定簇数量不等：分子量大，决定簇多；分子量小，决定簇少。抗原的结合价：能与抗体分子结合的功能性决定簇数目。三、抗原分类

分类依据

抗原类型抗原举例

抗原性质-完全抗原各种病原微生物-不完全抗原（半）药物、激素抗原来源-外源性抗原自体外进入的微生物,疫苗等内源性抗原肿瘤细胞内合成的肿瘤抗原对Th-TDAg所有病原微生物等天然抗原依赖性-TIAg少数细菌多糖四、医学上的重要抗原各种微生物各有不同的抗原成分，各有抗原特异性同种微生物、不同株抗原成分也有差别，分为不同血清型（一）病原微生物及其代谢产物鞭毛(H)Ag:蛋白质,抗原性强，不耐热表面Ag:-荚膜Ag:多糖多肽,耐热-菌毛Ag:蛋白质,不耐热毒素Ag:-外毒素(蛋白,免疫原性强,不耐热,0.3-0.4%甲醛处理可脱毒制成类毒素)-内毒素(脂多糖，免疫原性弱,耐热,不能制成类毒素)

（二）动物免役血清用类毒素免疫动物，这种动物血清中会产生大量的抗毒素抗体，在临床上用来治疗或紧急预防由相应外毒素一起的疾病。二重性：1.作为抗毒素抗体2.对人而言是异种动物蛋白，是良好的抗原，能产生抗体，引起变态反应。（三）同种异体抗原1.红细胞血型抗原（1）ABO血型抗原（2）Rh血型系统2.主要组织相容性抗原（四）自身抗原

1.隐蔽的自身抗原2.改变的自身抗原（五）肿瘤抗原

第2节免疫佐剂

定义:增强抗原免疫原性的物质佐剂在人工免疫中所以能得到广泛的应用，除能使弱抗原性物质增强抗原性外，还在于：

（1）可以用最小的抗原量，最少的接种次数，使在血清中或黏膜表面维持足够的抗体浓度，获得持久的预防接种效果；（2）在制备抗血清时，加佐剂免疫接种，可增加抗原所激发的抗体应答，达到产生大量特异性抗体的目的；（3）增强对肿瘤细胞或细胞内病原体感染细胞的有效免疫应答，以达到治疗的目的，同时增强吞噬细胞的非特异杀伤功能和特异性细胞免疫的刺激作用等。常用的佐剂

（1）不溶性铝盐类胶体佐剂

这一类在生物制品上应用广泛的有氢氧化铝胶、明矾和磷酸三钙等。由于蛋白质抗原与此类佐剂混合后成为凝胶状态，可较长期存留在体内，持续性的释放抗原而起刺激作用。氢氧化铝胶：常用20％铝胶生理盐水。

明矾：为一种无色结晶状物质，溶于水。有钾明矾和铵明矾两种。作为佐剂主要是钾明矾。如破伤风明矾沉淀类毒素、气肿疽明矾苗等。磷酸三钙：于疫苗中加氯化钙和磷酸氢二钠，使在疫苗中化合成磷酸三钙，吸附抗原后沉淀，所制的疫苗效力与加铝胶佐剂相近。

（2）油水乳佐剂

此类佐剂有弗氏佐剂，即乳化的水油佐剂。由美籍匈牙利细菌学家Freund氏（1926～1935）研究成功。首先在试验动物体内证实了佐剂的活性，在许多免疫试验中，证明提高免疫力很显著。乳剂是将一种溶液或干粉分解成细小的微粒，混悬于另一不相溶的液体中所制成的分散体系。（3）天然物质：蜂胶和一些真菌等。蜂胶具有抗菌、抗病毒、抗肿瘤、消炎和增强机体免疫功能等作用，同时具有广泛的生物活性和药理作用了。它能保持抗原特性，增强巨噬细胞的吞噬能力，促进抗体的产生，提高机体的特异性和非特异性免疫力。第3节免疫系统免疫系统是由免疫器官、免疫细胞和免疫分子三部分组成，是机体发生免疫应答的物质基础。

免疫系统（一）中枢免疫器官

——免疫细胞发生、分化与成熟场所1.

骨髓:位于骨髓腔,分为红髓和黄髓.功能:骨髓源生各种淋巴细胞、巨噬细胞和血细胞;是B细胞成熟的场所;是发生再次体液免疫应答的主要部位.2.

胸腺功能:诱导淋巴干细胞成熟为T细胞。3.

禽法氏囊功能:诱导淋巴干细胞成熟为B细胞。一、免疫器官

骨髓鸡的骨髓骨髓免疫活性细胞2、胸腺

小牛胸腺（二）外周免疫器官

——免疫细胞定居增殖及对抗原进行免疫应答的场所1.淋巴结:包括皮质区,副皮质区和髓质区功能:1T细胞和B细胞定居的场所,其中B细胞约25%,T细胞约75%;2免疫应答发生的场所;3清除抗原性异物.2.脾脏白髓：发生免疫应答淋巴鞘——由密集的T细胞构成脾小结——为B细胞区.红髓：贮存红细胞，捕获抗原和生成红细胞．作用：Ａ血液滤过作用；Ｂ产生免疫应答的场所；CT细胞和B细胞定居的场所3.禽哈德氏腺分布T细胞、B细胞鸡新城疫Ⅱ系苗滴眼免疫起重要作用猪免疫器官示意图鸡免疫器官示意图二、免疫细胞 凡参与免疫应答或与免疫应答有关的细胞统称为免疫细胞（immunocyte）,其种类很多。MфDCTC骨髓多能干细胞髓样干细胞淋巴样干细胞红细胞系单核细胞系粒细胞系T细胞的前体细胞B细胞的前体细胞进入胸腺Ｔ细胞腔上囊骨髓Ｂ细胞Ｂ细胞（一）造血干细胞

（二）淋巴细胞在免疫细胞中，接受抗原物质刺激后能分化增殖，产生特异性免疫应答的细胞，称为免疫活性细胞(ICC)，也称为抗原特异性淋巴细胞。主要有T细胞、B细胞、K细胞、NK细胞等，这些淋巴细胞在免疫应答过程中起核心作用，在体内分布广、数量多，除中枢神经系统外，所有组织均含有淋巴细胞。电镜下的T-细胞电镜下的B细胞T淋巴细胞和B淋巴细胞1T细胞（1）来源：骨髓的多能干细胞，干细胞进入胸腺后，在胸腺素的诱导和作用下，分化增殖成为具有免疫活性的小淋巴细胞。（2）电镜下形态：表面光滑,微绒毛少,吸附能力弱（3）生活期：较长(数月至数年)（4）表面标志：Thy-1抗原,Lyt抗原,T细胞和红细胞受体（5）检测方法：

E玫瑰花环试验（6）T细胞亚群：A杀伤性T细胞（Tk)：能直接破坏特意行抗原或携带特异性抗原的靶细胞；B辅助性T细胞（Th)：辅助T细胞和B细胞识别抗原，产生免疫应答；C抑制性t细胞（Ts)：对B细胞的分化和杀伤性T细胞的功能起抑制作用，从而调节和控制免疫反应；D效应性T细胞（TE)：能释放淋巴因子；E记忆T细胞（TM）：记忆抗原刺激作用。2.B细胞（1）来源：骨髓多能干细胞分化而来（2）电镜下形态：表面凹凸不平,微绒毛发达,吸附能力强（3）生活期：寿命短(3d左右),少数长寿的记忆细胞（4）表面标志：抗原受体;补体c3b受体和抗体Fc受体（5）检测方法：

EA玫瑰花环试验（6）分类：

B1和B23.其他免疫细胞1K细胞是对靶细胞具有杀伤作用的一类淋巴细胞，故也叫杀伤细胞。它从骨髓干细胞直接衍化而来。其对靶细胞的杀伤作用必须通过特异性抗体作中介。因此，这种作用被称为抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用（ADCC）2NK淋巴细胞是一类杀伤靶细胞既不需特异性抗体参与，也不需抗原预先致敏的淋巴细胞，故称自然杀伤细胞。（三）、抗原呈递细胞

T细胞和B细胞是免疫应答的主要承担者，但这一反应的完成，尚需单核吞噬细胞和树突状细胞的协助参加，对抗原进行捕捉、加工和处理，这些细胞称为辅佐细胞(accessorycell)简称A细胞。由于A细胞在免疫应答中将抗原递呈给抗原特异性淋巴细胞的一类免疫细胞，故又称抗原递呈细胞(antigenpresentingcell，APC)。树突状细胞三、免疫分子

细胞因子(cytokine)又称为免疫分子，是免疫细胞受抗原或丝裂原刺激后产生的非抗体、非补体的具有激素样性的蛋白质分子。在免疫应答和炎症反应中有多种生物学活性作用。许多细胞能够产生细胞因子，概括起来主要有三类:第一类是活化的免疫细胞;第二类是基质细胞类，包括血管内皮细胞、成纤维细胞、上皮细胞等;第三类是某些肿瘤细胞。抗原、感染、炎症等许多因素都可刺激细胞因子的产生。而且各细胞因子之间也可彼此促进合成和分泌。1.细胞介素2.集落刺激因子3.干扰素4.肿瘤坏死因子（一）分类（二）细胞因子的生物学作用1.抗感染和抗肿瘤作用2.刺激造血功能3.免疫调节作用4.参与炎症反应第4节免疫球蛋白抗体是机体免疫活性细胞（B淋巴细胞）受抗原刺激后，在血清和体液中出现的一种能与相应抗原发生特异性反应的免疫球蛋白。免疫球蛋白（Ig）：指存在于人和动物血液（血清）、组织液及其他分泌液中的一类具有相似结构的球蛋白。五类：IgEIgDIgMIgAIgG一、免疫球蛋白的结构

基本结构

A.重链（heavychain，H）2条

轻链（lightchain，L）2条

B.可变区（variableregion,V区）恒定区（constantregion,C区）

C.铰链区（hingeregion）

Ig的基本结构五类Ig的主要特性

二、免疫球蛋白的分布及特性1.IgG

是血清中的主要Ig，含量最高，约占血清中Ig总量的75％。是唯一能通过胎盘的抗体（人和兔可以；猪、牛、马、羊不能通过）。IgG有抗菌和抗病毒作用，抗毒素亦主要为IgG，能中和毒素使其失去活性，在体液免疫中最为重要。IgG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。2.IgA

有血清型IgA和分泌型IgA之分。血清中主要是单体，少数双体（9s）或三体（11s）IgA。占血清总量的10％～20％。在唾液、泪液、初乳、鼻和支气管分泌液、胃肠液、尿液、汗液等分泌液中的IgA常称为分泌型IgA，其主要是双体，由J链连接。它在保护肠道、呼吸道、泌尿生殖道和眼睛抵抗微生物入侵方面起着关键作用。IgA不能结合补体，但能凝集颗粒性抗原和中和病毒。3.IgM

由J链及二硫键连接成五聚体，分子量最大(900000，19s，)的Ig，又称巨球蛋白，仅存在于血流中，是动物机体初次免疫应答产生最早的免疫球蛋白，也是一种高效能抗体。机体受病原感染后，IgM与补体结合，溶解病原体。它具有抗菌、抗病毒、抗肿瘤、中和毒素等多种功能，也参与II型、III型变态反应。4.IgD

基本结构与IgG相似，有一个单体结构，主要是作成熟B细胞上的抗原特异性受体。在血清中含量极低，很少分泌，已经证实人、猪、鸡和一些实验动物有分泌性IgD存在，但极不稳定，容易降解。其功能目前了解不多。

5.IgE

以单体形式存在，在血液里含量最低，由于其有独特的Fc片段，能结合肥大细胞和嗜碱性粒细胞，与抗原一起介导这些细胞释放多种生物活性物质，从而参与I型变态反应。在抗蠕虫感染中，也是一种重要的体液免疫因素。三、免疫球蛋白的生物学功能

1.与特异性抗原结合

一种抗体只能与其相应的抗原呈特异性结合，这就是抗体与其他免疫球蛋白和血清中正常球蛋白的根本区别。2.激活补体抗体只有和抗原结合后，才具有激活补体的作用。激活补体引起了靶细胞的一系列反应，导致细胞溶解或死亡。

3.组织结合

具有与组织结合的Ig只有IgE。IgE能同肥大细胞、嗜碱性粒细胞等靶细胞通过Fc段结合。当特异抗原再次进入机体后，结合在肥大细胞的IgE与抗原形成复合物，促使肥大细胞脱颗粒，释放组织胺等生物活性物质，引起I型变态反应。抗体能促进细菌颗粒抗原被吞噬细胞吞噬。靶细胞与IgG的Fab端结合，然后IgG的Fc端与杀伤细胞表面的Fc受体结合，形成靶细胞—IgG—杀伤细胞大的复合物，这时杀伤细胞可使靶细胞内的成分漏出，裂解而死亡，称为ADCC。4.通过胎盘母体的可通过胎盘进入胎儿血液，形成婴儿的自然被动免疫。第5节免疫应答

免疫应答是指动物机体免疫系统受到抗原刺激后，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。

一、免疫应答的过程识别阶段反应阶段效应阶段1.致敏阶段

又称感应阶段，是摄取和识别抗原阶段。2.反应阶段

反应阶段是T细胞或B细胞受抗原刺激后活化、增殖、分化的阶段。3.效应阶段效应阶段是致敏T细胞或浆细胞分泌的抗体发挥免疫效应的阶段。二、体液免疫的概念抗原进入机体后，经过加工处理，刺激B细胞，B细胞转化为浆母细胞，前浆细胞，再增殖发育成浆细胞。浆细胞针对抗原的特性，合成及分泌特异的免疫球蛋白，不断排出细胞外，分布于体液中，发挥特异性的体液免疫作用。1.抗体产生的一般规律主要有两条规律：第一：对同一种抗原初次免疫应答与再次免疫应答产生免疫球蛋白的速度、数量和持续时间不同。即初次产生缓慢，滴度较低，持续时间较短；再次产生的速度快，滴度高，持续时间长。这是在体内存留免疫记忆细胞，当再次受到抗原刺激时，免疫细胞迅速反应，加快分化增殖，迅速产生抗体。

第二：免疫球蛋白产生的顺序。当抗原刺激机体后可以产生多种Ig。其出现的顺序一般是IgM最早，但消失也快，在血液中只维持数周至数月。IgG的出现稍迟于IgM，当IgM接近消失时，IgG方达高峰阶段，并维持较长时间，甚至达到数年之久。IgA出现最晚，常在IgM和IgG