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文档简介
第一节传染第二节非特异性免疫第三节特异性免疫第四节免疫学方法及其应用第五节生物制品及其应用第九章
传染与免疫免疫免疫(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。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。一、传染与传染病二、决定传染结局的三大因素三、传染的3种可能结局第一节传染一、传染与传染病传染(感染或侵染)(infection)当外源或内源性病原体突破其宿主的三道免疫“防线”(机械防御、非特异性免疫和特异性免疫)后,在宿主的特定部位定居、生长、繁殖,产生酶及毒素,进而引起一系列病理生理性反应的过程。传染病(infectiousdisease)由活病原体的大量繁殖所引起,可从某一宿主的个体直接或间接传播到同种或异种宿主个体的疾病。其特点是①有特异病原体;②有传染性③宿主能产生免疫性;④有流行病学规律;⑤可防可控。传染病的种类很多,如鼠疫、霍乱、肝炎、淋病、伤寒、爱滋病、肺结核等,从全球范围看,传染病是当今导致人类死亡的第二大病因。二、决定传染结局的因素(一)病原体(pathogen)
(二)宿主的免疫力(immunity)(三)环境因素(enviromentfactor)(一)病原体(一)病原体指能引起传染病的各种微生物和其他生物。其中决定传染结局的因素:1、毒力(致病力)2、侵入数量3、侵入门径1、毒力又称致病力,表示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。(1)侵袭力(invasiveness)(2)毒素(toxin)(1)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。①吸附和侵入能力②繁殖与扩散能力③对宿主防御机能的抵抗能力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。淋病奈瑟氏球菌:菌毛可使其吸附于尿道粘膜上皮的表面而不被尿液冲走;变异链球菌、乳杆菌:牙齿表面粘连成菌斑,造成龋齿。在原处生长繁殖并引起疾病:霍乱弧菌侵入细胞内生长繁殖并产生毒素,使细胞死亡,造成溃疡:痢疾志贺氏菌通过粘膜上皮细胞或细胞间质侵入表层下部组织或血液中进一步扩散:溶血链球菌①吸附和侵入能力②繁殖与扩散能力
通过水解性酶类,使组织疏松、通透性增加,有利于病原菌扩散。透明质酸酶:旧称“扩散因子”,可水解机体结缔组织中的透明质酸,引起组织松散、通透性增加,有利于病原体迅速扩散,因而可发展成全身性感染。Streptococcus、Staphylococcus和
Clostridium(梭菌属)的若干种可产此酶。胶原酶:又称κ毒素,能水解胶原蛋白。血浆凝固酶:能使血浆加速凝固成纤维蛋白屏障,借以保护病原微生物免受宿主吞噬细胞的吞噬和抗体的攻击作用。链激酶:又称血纤维蛋白溶酶,能激活血纤维蛋白溶酶原(胞浆素原),使之变成血纤维蛋白溶酶(胞浆素),再由后者把血浆中的纤维蛋白凝块水解,从而有利于病原体在组织中的扩散。
(溶血链球菌可产此酶。卵磷脂酶:又称α毒素,可水解各种组织的细胞,尤其是红细胞。如C.perfringens的毒力和蛇毒主要功能都由此酶引起。③对宿主防御机能的抵抗能力a.细菌的荚膜和微荚膜具有抗吞噬和体液杀菌物质的能力,有助于病原菌于在体内存活,例如肺炎双球菌的荚膜。b.致病性葡萄球菌产生的血浆凝固酶有抗吞噬作用;c.分泌一些活性物质如溶血素,抑制白细胞的趋化作用;d.具抵抗在吞噬细胞内被杀死的能力,能在吞噬细胞内寄生;
(2)毒素(toxin)细菌毒素按其来源、性质和作用的不同分为:
外毒素内毒素①外毒素(exotoxin)病原细菌,主要是一些革兰氏阳性菌,在生长过程中合成并分泌到胞外的毒素,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。有的属于毒性蛋白质,有的属于酶,有的属于酶原。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,但毒性不稳定,对热和某些化学物质敏感。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。也可用类毒素注射动物(如马),以制备外毒素的抗体,称为抗毒素,作治疗用。②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,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;相对毒性较弱,但热稳定性极强;各种革兰氏阴性菌的内毒素作用相似,且没有器官特异性。250℃2h鲎试剂鲎俗称马蹄蟹,属无脊椎动物的节肢动物门,全世界现存种3属5种(如美洲鲎和中国鲎等);是一种有3亿年历史的活化石,远远早于6500万年前出现的恐龙。幸运的是,它们并没有像恐龙那样灭绝,而是经受住了一次次灾难的打击,顽强地活到了今天。他身上流淌着珍贵的蓝色血液。那种淡蓝色的血液中含铜量很高,而且一遇到毒素就会凝固。具有开放性血管系统每只可采血100-300ml鲎血中仅含一种变形细胞,其内含有凝固酶原、凝固蛋白原C因子和B因子等超声波可破碎其变形细胞得到鲎变形细胞裂解物(LAL)LAL可与G-细菌的内毒素发生特异性和高灵敏度的凝胶化反应。外毒素与内毒素的比较*1mg肉毒毒素纯品可杀死2000万只小鼠或一百万只豚鼠,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。内毒素实验鼠LD50200~400ug,肉毒毒素为25pg。 项目外毒素内毒素产生菌革兰氏阳性菌为主革兰氏阴性菌化学成分蛋白质脂多糖(LPS)释放时间一般随时分泌菌体死亡裂解后释放致病特异性不同外毒素各不相同不同病原菌的内毒素作用基本相同毒性强*弱抗原性完全抗原,抗原性强不完全抗原,抗原性弱制成类毒素能不能热稳定性 差耐热2.病原体数量不同病原体引起宿主致病所需的数量是不同的。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3.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其他途径(二)宿主的免疫力宿主的免疫力非特异性特异性(第三道防线)第一道防线外部屏障:皮肤,粘膜,正常菌群的拮抗作用内部屏障:血脑屏障,血胎屏障第二道防线抗菌物质:补体,溶菌酶,干扰素等吞噬细胞的吞噬作用炎症反应淋巴结的“过滤”作用体液免疫:浆细胞产生抗体蛋白细胞免疫:有致敏T细胞释放各种淋巴因子免疫功能免疫稳定正常:抵御病原体的侵害和中和其毒素(抗传染免疫)异常:变态反应、反复感染或免疫缺陷综合症
正常:清除体内自然衰老或损伤的细胞,进行免疫调节,以维护机体内环境的相对稳定性异常:识别紊乱,导致自身免疫病的发生正常:某些免疫细胞发现并清除突变的自身细胞(癌细胞)异常:功能失调时,导致癌变或持续感染的发生免疫防御免疫监视(三)环境因素社会环境:社会制度等自然环境:气候、季节,温度,湿度,地理环境等,外界环境后天:营养,精神,内分泌状态,药物、针灸、电离辐射等的影响,体育锻炼等。先天:遗传素质,年龄等环境因素宿主环境决定传染结局的因素非特异性特异性(第三道防线)第一道防线第二道防线宿主免疫力病原体毒力侵入数量侵入门径侵袭力毒素吸附和侵入能力繁殖与扩散能力对宿主防御机能的抵抗能力外毒素内毒素环境三、传染可能的三种结局1.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。2.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。3.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。显性传染按发病时间的长短: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!按其性质和严重性的不同,大体可分以下四种类型:(1)毒血症病原体被限制在局部病灶,只有其所产的毒素进入全身血流而引起的全身性症状,称为毒血症。常见的有白喉、破伤风等症。(2)菌血症病原菌由局部的原发病灶侵入血流后传播至远处组织、但未在血流中大量繁殖的传染病,称为菌血症。例如伤寒症的早期。(3)败血症病原菌侵入血流并在其中大量繁殖,造成宿主严重损伤和全身性中毒症状者,称为败血症。例如铜绿假单胞菌,旧称“绿脓杆菌”等引起的败血症等。(4)脓毒血症一些化脓性细菌在引起宿主的败血症的同时,又在其许多脏器(肺、肝、脑、肾、皮下组织等)中引起化脓性病灶者,称为脓毒血症。例如金黄色葡萄球菌就可引起脓毒血症。显性传染第二节非特异免疫非特异免疫,是机体的一般生理防卫功能,是在种系发育过程中形成的,由先天遗传而来,防卫任何外界异物对机体的侵入而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:免疫的综合作用等一、生理屏障1.皮肤与粘膜2.生理上的屏障结构1.皮肤与粘膜(1)机械的阻挡和排除作用;健康机体的外表面覆盖着连续完整的皮肤和粘膜结构,其外面的角质层是坚韧的,不可渗透的,组成了阻挡微生物入侵的有效屏障。(2)分泌液中所含化学物质有局部抗菌作用:各种分泌液中的杀菌成分;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。机体的机械方式如纤毛运动、咳嗽和喷嚏排除异物;眼泪、唾液和尿液的清洗作用;(3)共生菌群的拮抗作用:人的体表和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,或者产生如象大肠杆菌素、酸类、脂类等抑制物,而抑制多数具有疾病潜能的细菌或真菌生长。2.生理上的屏障结构体内的某些部位具有特殊的结构而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(2)血胎屏障(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。婴幼儿因其血脑屏障还未发育完善,故易患脑膜炎或流行性乙型脑炎等传染病。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。(2)血胎屏障二、吞噬细胞及其吞噬作用主要是指体内的各种吞噬细胞吞噬病原体及其它各种异物的能力。吞噬细胞的种类:多形核白细胞和单核细胞吞噬细胞的功能:吞噬细胞具有吞噬入侵的病原微生物等颗粒的能力。:1、多形核白细胞一类有分节状细胞核、细胞质内含大量溶酶体颗粒的白细胞。在骨髓中形成,寿命很短。存在于血液和骨髓中,以嗜中性粒细胞最重要。存在于血液、淋巴、淋巴结、脾脏、腹水和多种组织中的大型单核细胞。寿命长,可做变形虫运动,对异物有吞噬、胞饮、抗原加工和递呈功能。2、巨噬细胞巨噬细胞(MΦ)①吞噬和杀菌作用:非特异性的杀灭、消化被吞入的病原体和异物,包括清除体内衰老、损伤或死亡的细胞。同时,当它在激活后的Tcell或其某些产物(如:MAF)作用下,可使MΦ激活,这时,它产生激活前所没有的特异性抗病原菌活性。②抗原递呈作用:APC,通过吞噬、处理和传递抗原参与Tcell细胞免疫。③免疫调节作用:分泌活性物质,调节免疫功能。④抗癌作用:可通过非吞噬性细胞毒作用,非特异性的抑制或杀伤癌细胞;也可协同特异性抗体或致敏Tcell产生的特异性细胞因子抑制或杀伤癌细胞。3、树突细胞一类固定在淋巴结和脾中的具有吞噬能力和抗原递呈作用的白细胞,由单核细胞分化后形成,它与巨噬细胞共同组成最重要的促进获得性免疫应答的免疫细胞。4、吞噬后果
完全吞噬:胞外菌吞噬后5-10分死亡,30-60分消化破坏。
不完全吞噬:胞内寄生菌如结核杆菌,伤寒沙门氏菌、布鲁氏菌,在免疫力缺乏或低下的机体内被吞噬而不被杀灭。病原体得以保护、不受抗体、药物的作用;病原体在吞噬细胞内增殖,导致吞噬细胞死亡;随吞噬细胞游走造成更广泛的扩散.组织损伤:吞噬过程中,溶酶体酶(水解酶)也能破坏邻近的正常组织,造成组织损伤和炎症反应。红、肿、痛、热和功能障碍是炎症的五大特征(炎症)三、炎症反应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,其作用于清除有害异物、修复受伤组织,保持自身稳定性。内、外源性热原物质作用于下丘脑导致发热(发烧)吞噬细胞的溶酶体酶释放或泄漏会损伤自身组织成分各种毒性产物与活性介质将刺激正常机体组织死亡白细胞与破坏裂解的靶细胞共同酿成脓液(化脓)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,进一步抑制病原菌的生长;适度的体温升高可以加速免疫反应的进程;四、正常体液和组织中的抗菌物质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(系统)存在于正常机体体液中的非特异性的血清蛋白,其本质是一类酶原。包括30余种蛋白质成分,主要由肝细胞和巨噬细胞产生。通常以无活性形式存在于正常血清和体液中。补体能被任何的抗原-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。补体的性质不很稳定,室温下存放几天或在56℃放置10min即可失活。通常豚鼠血是补体的方便来源,而红细胞的溶血作用则是不提功能的灵敏指标。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。补体结合试验:可用于检测未知抗体或抗原试验有五种成分参与反应,分属三个系统:1.检测系统:已知抗原(或抗体)与待测抗体(或抗原)(用已知抗原检测未知抗体或用已知抗体检测未知抗原)2.指示系统:绵羊红细胞与相应溶血素(试验时常将其预先结合,成为致敏绵羊红细胞)3.补体系统:(补体的作用无特异性,既能与检测系统中的抗原抗体复合物结合,也能与致敏绵羊红细胞结合)补体与抗原抗体复合物结合图1
抗原(antigenAg)与抗体(antibodyAb)结合形成免疫复合物(immunecomplexIC)图2
免疫复合物与补体结合,使补体发生作用,失去结合新抗原抗体复合物能力AgAgAgAg图1图2Ab补体(complement)结果反应不发生溶血,证明待测物存在,试验结果阳性。反应发生溶血,证明待测物不存在,试验结果阴性。2、干扰素高等动物细胞在病毒或dsRNA等干扰素诱生剂刺激下,产生的一类具有高活性低分子量糖蛋白。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。
IFN的诱生和作用示意图
3、溶菌酶(lysozyme)14.7KD不耐热的碱性蛋白,主要来源于吞噬细胞并可分泌到血清及各种分泌液中,能水解革兰氏阳性菌胞壁肽聚糖而使细胞裂解。溶菌酶也存在于鸡蛋清和某些细菌中,可提纯并加工制成各种制剂,用于治疗中耳炎、咽喉炎、副鼻窦炎等慢性疾病。体液中还有β溶解素(β-lysin)、转铁蛋白、血浆铜蓝蛋白、C反应蛋白等多种能杀菌或抑菌的因素,直接作用很弱,仅在机体免疫中起辅助作用。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,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:免疫系统是机体执行免疫功能的物质基础。包括免疫器官、免疫细胞和免疫分子。
中枢免疫器官外周免疫器官骨髓胸腺脾淋巴结黏膜伴随的淋巴组织一、免疫器官中枢免疫器官1、骨髓(bonemarrow)是形成各类淋巴细胞﹑巨噬细胞和血细胞的部位。骨髓中的多功能干细胞(multipotentialstemcell)具有很大的分化能力,可分化出:①髓样干细胞(myeloidstemcell),由它发育成红细胞系、粒细胞系、单核细胞系和巨噬细胞系等;②淋巴干细胞,可发育成淋巴细胞,再通过胸腺或法氏囊(或法氏囊器官)衍化成T细胞或B细胞,最后定位于外周免疫组织。是B细胞发生和成熟的部位。2、胸腺(Thymus,Thymusgland):人和哺乳动物的胸腺位于胸腔的前纵隔,紧贴在气管和大血管之前,由左右两大叶组成,它是T细胞分化和成熟的场所。T细胞的成熟主要通过胸腺中的网状上皮细胞所分泌的胸腺素(Thymosin)和胸腺生成素(Thymopoietin)等多种胸腺微环境的共同作用而完成。3、法氏囊(bursaofFabricius)法氏囊为鸟类所特有,形如囊状,由于其位于泄殖腔的后上方,故又称腔上囊.它是一个促使鸟类B细胞分化、发育以发挥其体液免疫功能的中枢淋巴器官,相当于人和哺乳动物骨髓的功能.(二)外周免疫器官
——免疫细胞分布及进行免疫应答的场所主要是脾脏和淋巴结.由中枢免疫器官产生的T、B淋巴细胞至外周免疫器官定居,在遇抗原刺激后,它们就开始增殖,并进一步分化为致敏淋巴细胞或产生抗体的浆细胞,以分别执行其细胞免疫或体液免疫功能。二、免疫细胞主要包括淋巴细胞、粒细胞和肥大细胞、单核巨噬细胞、树突状细胞,广义地还包括红细胞和血小板及其各类细胞的祖细胞。
免疫细胞、免疫活性细胞均来源于骨髓中的多功能干细胞(multipotentialstemcell,即造血干细胞-hemopoieticstemcell).在人或哺乳动物个体发育胚胎期的第三周,干细胞就出现在卵黄的血岛内,以后(第六周至出生前)出现在肝脏中,出生后的5个月直至成年期则主要存在于骨髓部位,然后转入胸腺、法氏囊或继续在骨髓中分化为T或B细胞,以发挥相应的细胞免疫或体液免疫功能
免疫活性细胞:一类能接受抗原刺激,并引起特异性免疫反应的细胞。主要指T细胞和B细胞。(一)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,又称胸腺依赖型淋巴细胞。其功能是执行细胞免疫,包括细胞介导的细胞毒作用和迟发型超敏反应,也参与抗体的形成和炎症反应等。正常情况下,T细胞约占人血中总淋巴细胞数的60%~70%。T细胞表面标志:表面受体(如绵羊红细胞受体和有丝分裂原受体)和表面抗原(T细胞的抗原受体)。T细胞的亚群T细胞调节性T细胞(TR)效应性T细胞(TE)辅助性T细胞(TH):促使B细胞活化为浆细胞人的TH细胞约占T细胞量的40%~60%)抑制性T细胞(TS):抑制其它T细胞和B细胞的活性迟发型超敏T细胞(TDTH):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(TC):杀死带抗原的靶细胞(在外周血中占T淋巴细胞的50%)骨髓中的多能干细胞分化成淋巴细胞,再分化成前B细胞,前B细胞在动物的骨髓和鸟类的腔上囊进一步发育成为成熟B细胞。因此B细胞又称骨髓依赖性(或囊依赖性)淋巴细胞。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。B细胞表面受体和表面抗原:膜表面免疫球蛋白(SmIg),主要成分是单体的IgM和IgD。(二)B细胞(三)第三淋巴细胞1、NK细胞即自然杀伤细胞,因起细胞质中含有嗜天青颗粒,且细胞较大,故又称大颗粒淋巴细胞。NK细胞可在无抗体、无补体或无抗原致敏的情况下就去杀伤某些肿瘤细胞或被病毒感染的细胞,故而得名自然杀伤细胞。其数量可占外周血中淋巴细胞总数的5%~10%。2、K细胞即杀伤细胞,是一类与NK细胞相似的大颗粒淋巴细胞。通过IgG分子中的Fc片断与Fc受体结合,可触发K细胞的杀伤活性,故它能专一的但非特异的杀伤被IgG所覆盖的靶细胞。由于这种杀伤作用要以特异性的抗体做媒介,故又称抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用(ADCC)。三、免疫分子及其在体液免疫中的
作用主要组织相容性复合体主要组织相容性复合体(majorhistocompatibilitycomplex,MHC)MHC是由一群紧密连锁的基因群组成,定位于动物或人某对染色体的特定区域,呈高度多态性。其编码的分子表达于不同细胞表面,参与抗原递呈,制约细胞间相互识别及诱导免疫应答。不同种类哺乳动物MHC及其编码产物的名称各异。小鼠的MHC称为H-2复合体。人类的MHC通常称为HLA基因或HLA复合体。其编码的分子表达于白细胞上,称为人类白细胞抗原(humanleucocyteantigen,HLA)。为和基因区分常称为HLA分子或HLA抗原。白细胞分化抗原是指血细胞在分化成熟为不同谱系(lineage)、分化的不同阶段及细胞活化过程中,出现或消失的细胞表面标记分子。
细胞粘附因子是介导细胞与细胞或细胞与细胞外基质间相互接触和结合的一类膜表面糖蛋白分子。以受体与配体方式相互作用,通过增加细胞间粘附作用和或传递信号而促进细胞的功能。1.基本概念: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。(一)抗原(antigen,Ag)抗原的两种特性免疫原性(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。免疫反应性(antigenicity),能与相应抗体或致敏淋巴细胞发生特异性结合的能力。凡具有免疫原性和抗原性的物质称为完全抗原。只有抗原性而不具有免疫原性的物质称为半抗原。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。2.抗原免疫原性的物质基础异物性:抗原大分子与所接触的机体的物质之间的理化性质的差异程度。
分子量大小:通常情况下,抗原的免疫原性与其分子量成正比,通常在10000Da以上。
化学结构与组成:在大分子中,蛋白质的免疫原性最强,其次是复杂多糖,再次是核酸、类脂物质。凡含有苯环、杂环AA和糖的蛋白,结构都较复杂,免疫原性好。通常情况下,大分子的结构越复杂,免疫原性越强。3.抗原决定簇(1)概念(antigenicdeterminant,AD)是指抗原中决定抗原特异性的特殊化学基团,又称为表位(epitope)。表位的性质、数目和空间构象决定着抗原的特异性。抗原通过AD与相应淋巴细胞表面的抗原受体结合,激活淋巴细胞,引起免疫应答。(2)种类和数量一个抗原分子可以有一种或多种不同的AD,一种AD决定着一种特异性,多种AD决定着多种特异性.(3)部位位于抗原表面的AD能直接被相应淋巴细胞所识别,称功能性决定簇,存在抗原分子内部的AD无激发免疫应答的功能,称隐蔽决定簇。只有经理化因素处理后,使之暴露可能成为新的功能决定簇。(4)大小抗原决定簇的大小与相应抗体的抗原结合部位相当。一个蛋白质抗原决定簇含5-7个氨基酸残基一个多糖抗原决定簇含5-7个单糖一个核酸半抗原决定簇含6-8个核苷酸(5)抗原结合价(antigenicvalence)是指能和抗体分子结合的抗原决定簇的总数。半抗原为一价天然抗原的分子结构复杂,分子表面有多个决定簇为多价
4、两类半抗原(1)复合板抗原无免疫原性但具有免疫反应性,能与相应抗体发生特异性结合并产生可见反应。(2)简单半抗原或称阻抑半抗原,它既无免疫原性也无“免疫反应性”,但能与抗体发生不可见的结合,其结果可阻止抗体再与相应的完全抗原或复合半抗原的结合反应。
5.细菌细胞的包含的抗原
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:菌毛蛋白抗原外毒素和类毒素:两种来源不同的抗原,除各有其主要的特异性抗原决定簇外,相互之间也存在部分相同的抗原决定簇,这种共有的抗原决定簇称为共同抗原。亲缘关系很近的生物之间存在的共同抗原称为类属抗原。无种属关系的生物之间存在的共同抗原称为异嗜性抗原。一种共同抗原刺激机体产生的抗体,可与其他含有共同抗原的物质发生结合反应,称为交叉反应。6.共同抗原和交叉反应病毒抗原无囊膜病毒抗原成分主要是壳粒蛋白有囊膜病毒抗原成分主要是囊膜粒(纤突)蛋白有的只有一个血清型(猪瘟病毒)有的有多种血清型(流感病毒)(二)抗体(Antibody,Ab)1.概述定义:是高等动物体在抗原物质的刺激下,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。特点:①仅由鱼类以上脊椎动物的浆细胞产生;②必须有相应抗原物质刺激免疫细胞后才能产生;③能与相应的抗原发生特异性、非共价和可逆的结合;④其化学本质是一类具有体液免疫功能的球蛋白;⑤因抗体是蛋白质,故既具抗体功能也可作抗原去刺激异种生物产生相应的抗体,这就是抗抗体(antiantibody)。
2、免疫球蛋白的化学结构典型的免疫球蛋白分子呈Y形基本结构
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)(1)类和亚类:根据重链的血清学类型、分子量大小、糖含量的不同,把免疫球蛋白分为类。例如人的抗体有五类:IgG、IgA、IgM、IgD、IgE。
每一类免疫球蛋白再根据重链的结构变化分成亚类。(2)型和亚型:根据轻链的血清学类型,把免疫球蛋白分为型。共有两型(λ型和κ型)每一型再按轻链可变区的氨基酸序列的差异分为亚型。3.免疫球蛋白的一些基本概念(3)免疫球蛋白的酶解和化学分解片断木瓜蛋白酶: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)和小片段巯基乙醇:对称的半分子(3)免疫球蛋白的酶解和化学分解片断(4)免疫球蛋白肽链的氨基酸数(5)免疫球蛋白的二硫键数(6)免疫球蛋白的体(1)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)(6)免疫球蛋白的体(2)五体:IgM由5个Y形分子构成(6)免疫球蛋白的体(3)(7)免疫球蛋白的抗原结合价指每个Ig分子上能与抗原决定簇相结合部位的数目。由一条重链的V区和一条轻链的V区一起组成一个抗原结合价。(8)免疫球蛋白的功能区又称辖区,使Ig的结构单元,一般成对排列。在重、轻链约110个氨基酸形成一个功能区,区内由二硫键相连。(9)免疫球蛋白的构象4.5类Ig的主要特性与功能(1)IgG
是人和动物血清中含量最高的Ig,占血清Ig总量的75%-80%。IgG是介导体液免疫的主要抗体,多以单体形式存在。
产生与分布
IgG主要由脾脏和淋巴结中的浆细胞产生,主要在血浆中(占75%-80%),其余存在于组织液和淋巴液中。IgG是惟一可通过人(和兔)胎盘的抗体,在新生儿的抗感染中起重要作用。
IgG的功能IgG可发挥抗菌、抗病毒、抗毒素以及抗肿瘤等免疫学活性,能调理、凝集和沉淀抗原,与抗原结合后能结合补体。(2)lgM
是动物机体初次体液免疫应答最早产生的Ig,IgM是由五个单体组成的五聚体,是所有Ig中分子量最大的。
产生与分布
IgM主要由脾脏和淋巴结中B细胞产生,只分布于血液中,仅占血清lg的10%左右。IgM在体内产生最早,在抗感染免疫的早期起着十分重要的作用。
IgM的功能
早期抗感染免疫,具有抗菌、抗病毒、中和毒素等免疫活性。(3)IgA
以单体和二聚体两种分子形式存在。单体存在于血清中,称为血清型IgA,约占血清Ig的10%-20%;二聚体为分泌型IgA。
产生与分布分泌型IgA是由粘膜固有层中的浆细胞所产生。主要存在于各种分泌液中。分泌型IgA对机体呼吸道、消化道等局部粘膜免疫起着相当重要的作用,可抵御经粘膜感染的病原微生物。在传染病预防中,经滴鼻、点眼、饮水及喷雾途径免疫,均可产生分泌型IgA而建立相应的粘膜免疫力。
IgA功能具有抗菌、抗病毒、中和毒素等免疫活性,双体IgA具有重要的局部粘膜免疫功能。(4)IgEIgE的产生部位与分泌型IgA相似,在血清中的含量甚微。IgE是一种亲细胞性抗体,易与皮肤组织、肥大细胞、血液中的嗜碱性粒细胞和血管内皮细胞结合,可介导I型过敏反应。IgE在抗寄生虫、某些真菌感染方面也有重要作用。(5)IgD
很少分泌,在血清中的含量极低,而且不稳定,容易降解。IgD分子量为17-20万。IgD主要作为成熟B细胞膜上的抗原特异性受体,是B细胞的重要表面标志。此外IgD与免疫记忆与某些过敏反应有关。5类免疫球蛋白的结构和功能5.产抗体细胞的激活和抗体的形成AgB细胞浆细胞AbAPCTh细胞Ag肽-MHC分子T细胞Tc细胞巨噬细胞的抗原呈递作用抗原递呈细胞(antigenpresentingcell,APC)主要是巨噬细胞,对抗原无特异性识别作用,但它能够有效粘牢、吞噬和吞饮外来的抗原,经过加工后,抗原的免疫性提高,进一步与细胞内的MHC抗原相结合,转移到细胞表面,供T细胞识别。这时,MΦ已成为被抗原激活的MΦ(Ag-MΦ),它可通过直接表面接触或通过释放淋巴因子(MΦ因子)的方式激活
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