十章传染与免疫

十章传染与免疫第1页/共75页第十章传染与免疫第2页/共75页病原微生物(病原体):寄生于生物(包括人)机体并引起疾病的微生物传染(感染):机体与病原体在一定条件下相互作用而引起的病理过程。传染病:由有生命力的病原体引起的疾病，与由其它致病因素引起的疾病在本质上是有区别的。决定传染结局的因素:

病原菌、宿主、环境因素第3页/共75页第一节概述免疫(immunity)：生物体能够辩认自我与非自我，对非我做出反应以保持自身稳定的功能。免疫功能：

1、免疫防御

2、免疫稳定

3、免疫监视第4页/共75页第二节病原微生物的致病作用

——细菌性传染机制病原菌的致病作用主要取决于其毒力大小、侵入数量、侵入门（途）径等三方面因素。

毒力(致病力):病原体致病能力的强弱。对细菌而言，包括吸附、侵入、定殖、扩散、抵抗、毒素等因素.第5页/共75页

(一)、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，称为侵袭力。

决定侵袭力的因素:1.吸附和侵入能力细菌通过具有粘附能力的结构，如革兰氏阴性菌的菌毛，粘附于宿主的呼吸道、消化道及泌尿生殖道粘膜上皮细胞的相应受体，于局部繁殖，积聚毒力或继续侵入机体内部。2、亲器官性亲器官性指细菌对它们所感染、侵袭的表面或组织具有高度选择性。

第6页/共75页3、抗吞噬细胞因子人体有多种吞噬细胞，可吞噬、消灭体外入侵的微生物。但某些病原菌的表面，具有荚膜或其他表面结构，可抵抗吞噬细胞的吞噬及消化作用，使病原菌在体内迅速繁殖、扩散，导致机体发病:a）细菌的荚膜和微荚膜具有抗吞噬和抗体液杀菌物质的能力，有助于病原菌在体内存活，例如:肺炎球菌的荚膜;b）致病性葡萄球菌产生的血浆凝固酶有抗吞噬作用；c）细菌分泌某些活性物质,如溶血素，抑制白细胞的趋化作用；d）抗吞噬细胞杀灭能力，能在吞噬细胞内寄生；第7页/共75页4、酶类有些病原菌在生长繁殖过程中能产生与侵袭机体有关的酶类（透明质酸酶、胶原酶、链激酶等），这些胞外酶本身不具毒性，但在微生物引起的传染过程中，有助于病原体的繁殖与扩散。第8页/共75页

(二)、毒素(toxin)1.外毒素（exotoxin）：

病原菌(主要是革兰氏阳性菌)在生长过程中合成并分泌至胞外的毒素，如破伤风痉挛毒素、白喉毒素等；也包括存于胞内,细菌溶解后才释放，如痢疾志贺菌的肠毒素。特点：(1)通常为蛋白质，抗原性强；(2)可选择性作用于特定的组织器官；(3)不同病原菌产生的外毒素不同，所引起的症状也不同；(4)毒性强，但毒性不稳定，对热和某些化学物质敏感。第9页/共75页2.内毒素（endotoxin）

主要成分是脂多糖(LPS)，是革兰氏阴性菌的细胞壁物质，于菌体裂解时释放；毒性相对较弱；各种革兰氏阴性菌的内毒素作用相似，没有器官特异性。3.类毒素（toxoid）和抗毒素（antitoxin）：

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。用类毒素注射动物（如马），以制备外毒素的抗体，称为抗毒素，可用作治疗。第10页/共75页外毒素与内毒素的比较：*1mg肉毒毒素纯品可杀死2亿（2000万）只小鼠或一百万只豚鼠，中毒的死亡率几近100%，但及时注射抗毒素及对症治疗可使之降低。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。第11页/共75页二、病原体数量不同病原体引起宿主致病所需的数量不同。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/宿主三、侵入门径消化道感染呼吸道感染泌尿生殖道感染创口感染等四.环境因素第12页/共75页

第三节非特异免疫

是机体的一般生理防卫功能，在种系发育过程中形成，由先天遗传而来，防卫任何外界异物对机体的侵入,不需要特殊的刺激或诱导。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:免疫的综合作用等第13页/共75页

宿主的免疫力第14页/共75页一、生理屏障1.皮肤与粘膜：(1)机械阻挡和排除作用：健康机体外表面覆盖着连续完整的皮肤和粘膜结构，其外面的角质层坚韧，不可渗透，构成阻挡微生物入侵的有效屏障。机体的机械方式如纤毛运动、咳嗽和喷嚏可排除异物.(2)分泌液中所含化学物质有局部抗菌作用：呼吸道、消化道、泌尿生殖道表面粘膜所分泌的粘液的化学性屏障作用;眼泪、唾液和尿液的清洗作用.第15页/共75页(3)共生菌群人体表以及与外界相通的腔道中存在大量正常菌群，通过在表面部位竞争必要的营养物，或产生如大肠杆菌素、酸类、脂类等抑制物，抑制多数具有致病潜能的细菌或真菌生长。临床上,长期大量应用广谱抗菌素，肠道内对药物敏感的细菌被抑制，破坏了菌群间的拮抗作用，引起菌群失调症，如耐药性金黄色葡萄球菌性肠炎。第16页/共75页2.生理的屏障结构

体内某些部位具有特殊结构,形成阻挡微生物和大分子异物进入的局部屏障，对保护该器官,维持局部生理环境恒定有重要作用。

(1)血脑屏障：主要由软脑膜、脉络丛、脑毛细血管壁及其外的脑星形细胞组成，具有细胞间连接紧密、胞饮作用弱的特点，可阻挡病原体及其有毒产物从血液透入脑组织或脑脊液，保护中枢神经系统的稳定。第17页/共75页(2)血胎屏障：由怀孕母体子宫内膜的基蜕膜和胎儿的绒毛膜滋养层细胞共同组成，当它发育成熟（一般在妊娠3个月）后，能阻挡病原微生物由母体通过胎盘感染胎儿，但并不妨碍母子间的物质交换。第18页/共75页二、细胞因素主要指体内各种吞噬细胞吞噬病原体及其它各种异物的能力。第19页/共75页多形核白细胞：存在于血液和骨髓中，含大量溶菌酶，以嗜中性粒细胞最重要第20页/共75页巨噬细胞：存在于血液、淋巴结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、抗癌作用第21页/共75页三、体液因素正常体液以及组织中抵抗病原体的成分,包括：补体系统、干扰素、溶菌酶等.(一)、补体系统1.概念:人和脊椎动物新鲜血清中存在的一组不耐热、经活化后具有酶活性的蛋白质（包括30余种成分），是抗体发挥溶细胞作用的必要补充条件。补体能被任何抗原-抗体复合物激活，由无活性形式转变为对病原体具有杀灭作用的活性形式，称为补体激活。2.补体的生物学功能：溶解和杀伤细胞；趋化作用；免疫粘附作用；中和病毒；过敏毒素（促进炎症）作用。第22页/共75页(二)、干扰素宿主淋巴细胞在病毒等多种诱生剂刺激下产生的一类低分子量糖蛋白。具有广谱抗病毒的功能第23页/共75页第四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，又称获得性免疫。特点：获得性、高度特异性、记忆性、个体差异性获得方式：第24页/共75页一、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。第25页/共75页1、免疫器官：（1）中枢免疫器官免疫细胞发生、分化和成熟的场所，包括骨髓、胸腺、法氏囊（鸟类）等。（2）外周免疫器官免疫细胞居住和发生免疫应答的场所，包括淋巴结、脾脏和粘膜相关淋巴组织。2、免疫细胞指一切具有免疫功能的细胞，主要包括淋巴细胞、粒细胞、单核细胞和巨噬细胞。它们均来自骨髓多能干细胞。第26页/共75页免疫细胞的组成

免疫活性细胞T、B淋巴细胞（能接受抗原刺激，并引起特异性免疫反应的细胞）其他免疫细胞

NK细胞单核-巨噬细胞树突状细胞粒细胞（嗜中性、嗜酸性、嗜碱性）肥大细胞造血干细胞

第27页/共75页免疫细胞的来源及分化特点免疫细胞和所有血液细胞一样,均由骨髓多能干细胞发育分化而来,各类免疫细胞及同类免疫细胞在不同分化阶段可表达不同种类和数量的膜蛋白或分化抗原,这些分化抗原是鉴定免疫细胞种类,亚型及反映免疫细胞分化成熟和功能状态的重要标志,它们也与免疫细胞的功能发挥密切相关。第28页/共75页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细胞毒T细胞：杀死带抗原的靶细胞T细胞：起源于骨髓，在胸腺中成熟，然后转移到外周淋巴器官，其功能是执行细胞免疫。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。第29页/共75页第30页/共75页3、免疫分子：主要指抗原及抗体第31页/共75页二.抗原（Antigen）(一)抗原的概念抗原（antigen,Ag)：是一类能刺激机体免疫系统发生免疫应答，并能与相应免疫应答产物（抗体和致敏淋巴细胞)在体内外发生特异性结合的物质。完全抗原：凡具有免疫原性和抗原性的物质。半抗原：只有抗原性而不具有免疫原性的物质半抗原+蛋白质——完全抗原赋予半抗原以免疫原性的蛋白质称为载体。(二)抗原的特性免疫原性（immunogenicity),能刺激机体发生免疫应答，产生抗体和致敏淋巴细胞的能力。抗原性（antigenicity),能与相应抗体或致敏淋巴细胞发生特异性结合的能力。第32页/共75页抗原物质必须具备的条件：1、异物性异物是指化学结构与宿主的自身成分相异或机体的免疫细胞从未与它接触过的物质。异物性的物质包括以下几类：（1）、异种物质如：马血清蛋白、各种微生物及其代谢产物对人体而言都是异种物质，具有强的免疫原性。（2）、同种异体物质如：ABO血型抗原、人类主要组织相容性抗原。（3）、自身抗原物质如：自身组织成分结构改变、隐蔽性自身成分暴露构成自身抗原。第33页/共75页2、一定的理化性状大分子胶体物质：凡具有免疫原性的物质，分子量都较大，一般在10kDa以上,在一定范围内,分子量越大免疫原性越强。一定的化学组成和结构：从化学组成来看，凡含有芳香族氨基酸（尤其是酪氨酸）的蛋白质，其免疫原性较强。从结构来看，结构越复杂其免疫原性越强。分子构象与易接近性：分子构象是指抗原分子中一些特殊化学基团的三维结构，它决定抗原分子是否能与淋巴细胞表面的抗原受体相互吻合。易接近性是指抗原分子的特殊化学基团与淋巴细胞表面相应的抗原受体相互接触的难易程度。第34页/共75页3、完整性具有一定理化性状的物质须经非消化道途径进入机体（包括注射、吸入、混入伤口等），并接触淋巴细胞，才能成为良好抗原。如果是口服后可被消化酶水解成胨、氨基酸，破坏了其结构，就丧失了免疫原性。自然界中天然的抗原物质有：蛋白质、多糖、核蛋白4、宿主遗传性抗原的免疫原性也与机体的应答能力有关同种动物不同个体对同一种抗原的免疫应答存在明显的差异，这种差异受遗传因素控制，控制免疫应答的基因称为免疫应答基因（immuneresponse,Ir)第35页/共75页抗原的分类根据抗原的性质分类：完全抗原半抗原根据抗原与机体的亲缘关系分类：异种抗原同种异体抗原自身抗原异嗜性抗原

根据抗原刺激B细胞产生抗体是否需要T细胞的辅助分类：胸腺依赖性抗原胸腺非依赖性抗原根据抗原的来源不同分类：

天然抗原：来源于生物体的抗原物质人工抗原：经化学修饰的抗原合成抗原：化学合成的高分子抗原。第36页/共75页细菌细胞包含的抗原表面抗原：细胞壁外层的抗原，主要是荚膜或微荚膜菌体抗原：细胞壁、细胞膜和细胞质中的抗原鞭毛抗原：存在于鞭毛上的抗原菌毛抗原：菌毛蛋白抗原第37页/共75页

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。抗原物质上能够刺激淋巴细胞产生应答并与其产物特异反应的化学基团。它是抗原特异性的物质基础。抗原决定簇，或抗原表位第38页/共75页三.抗体（Antibody，Ab）（一）抗体的概念：抗体：是指能和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）:是指具有抗体活性的或化学结构与抗体相似的球蛋白。抗体和免疫球蛋白的关系：抗体是免疫球蛋白，并非所有的免疫球蛋白都具有抗体活性。第39页/共75页免疫球蛋白的功能一、特异性结合抗原二、活化补体三、通过胎盘四、与组织细胞表面Fc受体结合1.介导I型变态反应2.调理吞噬作用3.发挥抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用(antibodydependentcellmediatedcytotoxicity)

简称ADCC作用第40页/共75页第41页/共75页（一）、抗体的基本结构1.重链和轻链重链（heavychain)

简称H链，由440个氨基酸组成，分子量约55-75KD。H链含有少量糖类，所以Ig属于糖蛋白。根据H链的抗原性不同，可将免疫球蛋白（Ig)分为五类，IgG、IgA、IgM、IgD、IgE。轻链（lightchain）简称L链,由214个氨基酸组成，分子量约25KD，根据L链的抗原性不同，把L链分成二型：κ型，λ型同一个Ig分子上H链同类，L链同型，把Ig分子分成五类十型。第42页/共75页免疫球蛋白的分子结构：典型的免疫球蛋白分子呈Y形免疫球蛋白重链轻链可变区恒定区可变区恒定区第43页/共75页2、可变区和恒定区可变区（variableregion）简称V区，位于L链靠近N端的1/2和H链的1/4，这个区段的氨基酸组成及排列顺序是可以变化的。高变区（

hypervariableregion）简称HVR，是V区中氨基酸的组成和排列顺序变化频率更高的区域，也是抗体与抗原决定簇结合的部位，又称为决定簇互补区（CDR），又是Ig分子独特型决定簇主要存在的部位。骨架区（frameworkregion,Fr）：V区以外的部位，稳定HVR的结构。恒定区（Constantregion）简称C区，位于L链靠近C端的1/2和H链靠近C端的3/4区域，这一区域的氨基酸组成和排列顺序比较稳定，所以叫恒定区，H链和L链的恒定区分别称为CH和CL。第44页/共75页3、功能区Ig分子的H链和L链可通过链内二硫键折叠成若干个球形结构，每一个球形结构由110个氨基酸组成，具有一定的生理功能，称为功能区。

L链功能区：VL、CLH链功能区：VH、CH1、CH2、CH3第45页/共75页四、免疫应答特异性免疫应答是指抗原特异性淋巴细胞接受抗原刺激后，发生活化、增殖、分化、进而表现出一系列生物学效应的过程。特异性免疫应答是机体清除异己物质以保持内环境稳定的重要机制，其本质是保护性的。但在某些情况下，会导致机体组织损伤和/或功能障碍，甚至引起免疫性疾病。

第46页/共75页抗体产生的一般规律

特点

初次应答再次应答

潜伏期

长（约5天～数周）短（约为初次减半）

到达平台期时间

一般较长一般较短

平台高度

低高

高平台维持时间

较短较长

下降期

短（数天～数周）长（数月～数年）

亲和力

低高

类别

主要为IgM主要为IgG第47页/共75页机体产生抗体的一般规律

-----初次应答与再次应答

第48页/共75页体液免疫应答

由B细胞介导的免疫。因其效应分子抗体主要存在于体液中，故将这种免疫称体液免疫。体液免疫应答可分别由胸腺依赖性抗原（TD-Ag）和胸腺非依赖性抗原（TI-Ag）诱发。体液免疫应答的生物学意义体液免疫的发生具有重要的生理学意义。其可通过相应效应物质（抗体）的多种生物学功能在粘膜局部抗感染、清除体液中病原微生物及其毒性产物、溶解病毒感染细胞、衰老死亡细胞及肿瘤细胞等方面发挥免疫作用。但在一定条件下，体液免疫也可表现出病理效应，介导Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型超敏反应，参与自身免疫性疾病的组织损伤。第49页/共75页细胞免疫应答的生物学意义(一）生理意义1．抗感染主要清除胞内感染的病原体。2.抗肿瘤其机制包括Tc细胞的特异性杀伤作用、CD4Th1细胞释放的细胞因子的直接溶解作用和经细胞因子活化的单核巨噬细胞、NK细胞的杀伤效应等。（二）病理意义

1.介导Ⅳ型超敏反应，引发移植排斥反应等。

2.参与某些自身免疫性疾病的组织损伤。第50页/共75页免疫应答的基本过程感应阶段反应阶段效应阶段第51页/共75页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细胞体液免疫第52页/共75页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。受抗原刺激的淋巴细胞，在分化过程中，还有一部分细胞在中途停顿下来，不再增殖分化，成为记忆细胞，在体内能较长时间存在。当再次受到同种抗原刺激时，能迅速分化增殖成大量致敏淋巴细胞和浆细胞，分别产生大量淋巴因子及抗体。第53页/共75页3.效应阶段：抗原成为被打击的对象

B细胞介导的体液免疫：体液中的抗体与相应的抗原进行特异性结合，发挥免疫效应的过程（与抗原特异结合、激活补体、结合细胞、通过胎盘）

T细胞介导的细胞免疫：致敏淋巴细胞通过与相应的抗原接触直接杀伤病原靶细胞，或释放多种可溶性的生物活性物质（淋巴因子），发挥免疫效应。第54页/共75页第55页/共75页一、免疫学防治（一）自然免疫：在自然状况下获得，如患过天花、脊髓灰质炎、麻疹、伤寒、白喉等传染病或隐性传染后，可产生高度免疫力；又如胎儿通过胎盘以及初生儿通过初乳，可获得母体的免疫力，因此婴儿在几个月内可不发生某些传染病。这两种情况都属于自然免疫。传染病或经隐性传染后获得的自然免疫叫做自然自动免疫，是该个体受微生物抗原刺激后，自身产生的免疫力。而婴儿从母体得到的免疫力，是现成的，自己没有起主动作用，所以叫做自然被动免疫。

第五节免疫学的应用

第56页/共75页

（二）人工免疫：

利用免疫学原理防治疾病（传染病）的方法，又称特异性防治或免疫学防治,分为自动免疫和被动免疫。这两种免疫方式都是通过人工方式获得，给机体注射某种抗原如微生物（疫苗）或其代谢产物（类毒素），使其获得特异性免疫力，即人工自动免疫。给机体注射含有抗体的免疫血清（如抗毒素、丙种球蛋白等），为人工被动免疫。

人工自动免疫一般用作预防措施，人工被动免疫用以治疗某些传染病或作应急预防。

第57页/共75页自动免疫与被动免疫的区别：

自动免疫产生较慢，一般在患病或注射抗原1-4周才产生，体内可以继续形成抗体，当以后再接受该抗原的刺激时，可以表现出再次反应或增强反应。自动免疫可以维持半年到数年，甚至可以保持终身。人工自动免疫常用制剂——疫苗

死疫苗（灭活疫苗）是选用免疫原性强的病原体，经理化方法使其失去活力制备而成的疫苗。伤寒菌、百日咳杆菌、霍乱弧菌、钩端螺旋体、流感病毒、狂犬病病毒、乙脑病毒疫苗均为灭活疫苗。

减毒活疫苗：是用减毒或无毒力的活病原体制成的疫苗。脊髓灰质病毒、卡介苗、麻疹病毒疫苗是常用的减毒活疫苗。

类毒素：细菌外毒素经甲醛处理后，失去毒性而保留其免疫原性即为类毒素。常用的类毒素有破伤风类毒素、白喉类毒素等。第58页/共75页死疫苗和活疫苗的比较

死疫苗

活疫苗接种途径

多采取皮下注射多为模拟自然感染途径、

少数经皮下注射接种剂量

较大 较小接种次数

二次或多次 一般只需一次免疫效果

较差 可靠免疫力维持时间

数月~1年 长达3~5年以上疫苗保存

易于保存 不易保存不良反应

较大 较小制品类型

可多种疫苗混合使用 一般单独使用第59页/共75页人工被动免疫被动免疫

给人体注射含特异性抗体的免疫血清或细胞因子等制剂，可以使机体立即获得免疫力，但体内所含抗体量永远不会比所接受的抗体量多，而且维持的时间较短，只能维持2-3周，此后再接触相应抗原时，也不会引起增强反应。人工被动免疫常用制剂：

抗毒素

人免疫球蛋白制剂

细胞因子制剂

单抗/基因工程抗体第60页/共75页生物免疫制品人工自动免疫人工被动免疫常规疫苗新型疫苗疫苗（活疫苗、死疫苗）类毒素自身疫苗亚单位疫苗化学疫苗多肽疫苗基因工程疫苗基因疫苗抗抗体疫苗特异性免疫治疗剂免疫调节剂抗毒素抗病毒血清抗菌血清免疫球蛋白制剂免疫核糖核酸转移因子白细胞介素胸腺素等第61页/共75页第六节

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。抗原、抗体反应的一般规律1、特异性2、可逆性3、定比性4、阶段性5、条件依赖性第62页/共75页一.血清学反应

(抗原抗体的检测方法)凝集反应沉淀反应补体溶血反应和补体结合反应中和反应用标记抗体或抗原进行的抗原抗体反应第63页/共75页（一）凝集反应(Agglutination)

细菌、红细胞等颗粒性抗原与相应抗体结合后形成凝集现象，称为凝聚反应。1、直接凝集：将细菌或红细胞与相应的抗体直接反应，出现细菌凝集或红细胞凝集现象。又分为玻片法和试管法。2、间接凝集：将可溶性抗原包被在红细胞或乳胶颗粒表面，与相应抗体反应出现颗粒凝集现象。第64页/共75页血球凝集第65页/共75页早在1896年，Widal就利用伤寒病人血清与伤寒杆菌发生特异性凝集的现象成功地诊断伤寒病。1900年Landsteiner在特异血