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文档简介

畜禽免疫基础知识第一节免疫(immune)一、概念:1、古典免疫:机体抵抗病原微生物感染的能力,也称抗感染免疫。2、现代免疫:机体识别和清除非自身的大分子物质,从而保持机体内环境平衡的生理学反应。二、免疫的基本特性:1、识别自身和非自身。抗体产生克隆选择学说认为:机体对自身细胞不产生抗体,对自身细胞不会发生免疫反应;机体对不是自身细胞能产生对应的抗体,即对外来物质能发生免疫反应。2、特异性。

一种病原微生物刺激机体产生免疫力只能保护一种疾病,具有高度的特异性。原因在于一种抗原刺激机体只能产生一种与之相对应的抗体,是一一对应关系。3、免疫记忆。

免疫具有记忆功能,这种功能是由于机体在初次接触抗原时,除刺激机体形成产生免疫功能的B淋巴细胞和T淋巴细胞外,还刺激机体形成免疫记忆的B淋巴细胞和T淋巴细胞,免疫记忆淋巴细胞存在于淋巴结生发中心树枝状滤泡细胞内,可对再次接触的抗原产生很快的免疫应答。三、免疫的基本功能:1、抵抗感染(免疫保护)。指动物机体对侵入机体内的病原微生物产生免疫力,抵抗和消灭侵入机体内的病原微生物,保护机体,维持机体内环境的正常生理平衡。2、自身稳定(免疫稳定)。指清除机体内衰老和死亡的机体细胞,维持机体内的生理平衡。3、免疫监视。对体内的肿瘤细胞加以识别和消灭。功能生理性反应(有利)病理性反应(有害)1、抵抗感染清除病原微生物及其他抗原超敏反应(过度)免疫缺陷病(不足)2、自身稳定清除损伤的或衰老的细胞、免疫网络调节免疫应答自身免疫病3、免疫监视清除突变或畸变的恶性细胞(肿瘤细胞)肿瘤发生持续性感染第二节免疫系统免疫系统

免疫器官

免疫细胞

免疫分子

中枢免疫器官

外周免疫器官

骨髓胸腺

法氏囊淋巴结脾脏黏膜免疫系统禽哈德腺固有免疫细胞

适应性免疫细胞

T淋巴细胞B淋巴细胞自然杀伤细胞(NK细胞),单核细胞,巨噬细胞,树突状细胞,朗罕细胞,粒细胞,肥大细胞,红细胞。适应性免疫分子免疫相关分子:白细胞分化抗原,主要组织相容性分子。T细胞抗原受体,B细胞抗原受体,免疫球蛋白。抗原递呈细胞:巨噬细胞,树突状细胞,B细胞。

固有免疫分子:补体,溶菌酶,抗菌肽,细胞因子。一、免疫器官:

包括中枢免疫器官和外周免疫器官。(一)中枢免疫器官:

包括骨髓、胸腺和法氏囊。中枢免疫器官在胚胎早期分化形成,为诱导淋巴干细胞分化增殖成为免疫活性淋巴细胞并将其输送给外周免疫器官的场所。其本身及其中潜能淋巴细胞的发育不需抗原刺激。1、骨髓(bonemarrow):

红骨髓是体内重要的造血器官,是淋巴干细胞的发源地,出生后一切血细胞均来源于骨髓。骨髓也是人和哺乳动物B细胞成熟的场所,骨髓也是产生抗体的重要器官。若骨髓受破坏,将导致机体严重的免疫缺陷。

功能:骨髓原细胞→分化为骨髓母细胞→分化为多能造血干细胞→分化为一系列单能造血干细胞→分化为具体的红细胞、粒细胞、巨噬细胞、淋巴细胞。细胞分化:在个体发育中,细胞后代在形态、结构和功能上发生差异的过程。 全能性干细胞:细胞含有使后代细胞形成完整个体的潜能称全能性,这种细胞称全能性干细胞。多能性干细胞:细胞具有分化出多种组织的潜能,但却失去了发育成完整个体的能力称为多能性,这种细胞称为多能性干细胞。单能性干细胞:只能分化出一种细胞的干细胞称单能性干细胞。多能造血干细胞分化示意图↓↓↓↓单能血小板干细胞

原始巨核细胞

↓巨核细胞

血小板

单能红细胞干细胞↓原红细胞↓早中晚幼红细胞↓红细胞

单能淋巴细胞干细胞↓原淋巴细胞↓原B、T淋巴细胞

单能粒细胞干细胞↓原粒细胞↓早幼粒细胞↓嗜酸中碱性幼粒细胞↓嗜酸、中、碱性粒细胞骨髓原细胞↓多能造血干细胞2、胸腺(thymus):

畜禽胸腺位于胸腔前部纵膈内,向颈部延伸。出生时最发达,到性成熟期为最大,至青春期及成年后停止生长,至老年逐步退化萎缩。

功能:来源于骨髓的单能T淋巴细胞干细胞→通过胸腺分化为潜能T淋巴细胞→参与机体细胞免疫功能,辅助和调节体液免疫应答。

胸腺受损害,如长期应激,严重营养不良,患慢性传染病等都将影响胸腺的功能,从而导致细胞免疫缺陷。3、法氏囊(bursaofFabricius):又称腔上囊,仅鸟类和禽类有,位于泄殖腔上方。性成熟前发育到最大,以后逐渐退化萎缩,消失。哺乳动物和人类没有腔上囊结构,骨髓中的单能B淋巴细胞干细胞就在骨髓中分化为潜能B淋巴细胞。

功能:来源于骨髓的单能B淋巴细胞干细胞→通过法氏囊分化为潜能B淋巴细胞→参与机体体液免疫功能。

法氏囊受损害,将导致体液免疫缺陷。(二)外周免疫器官:

包括淋巴结,脾脏,黏膜免疫系统,禽哈德腺。鸡没有淋巴结,其淋巴组织分散于体内。外周免疫器官直接发生免疫功能,在抗原刺激下产生抗体或致敏T淋巴细胞。1、淋巴结(Lymphnode):(1)细胞组成:淋巴结是体内重要的防御关口,沿着淋巴管的路径分布。是淋巴细胞定居和增殖的场所,免疫应答的发生基地,淋巴液过滤的部位,淋巴细胞再循环的重要组成环节。淋巴结内分布有大量巨噬细胞、B细胞和T细胞,其中T细胞占75%,B细胞占25%。(2)构造:淋巴结皮质区:B细胞→生发中心髓质区:巨噬细胞,树突状细胞,浆细胞副皮质区:T细胞淋巴结(3)功能:①滤过淋巴液。②进行免疫应答,参与机体细胞免疫和体液免疫作用。进入淋巴结的抗原,被髓质内巨噬细胞,树突状细胞捕捉、吞噬、加工,传给副皮质区的T细胞,引起分化增殖,进行细胞免疫应答。并辅助皮质区的B细胞,对抗原进行体液免疫应答。③清除病原体和其他异物。2、脾脏(Spleen):

是机体最大的免疫器官,含大量B细胞,少量T细胞,除具有与淋巴结相似的功能外,还有造血和清除自身衰老的血细胞和免疫复合物的功能。(1)细胞组成:脾脏内含有大量巨噬细胞、B细胞和T细胞,B细胞占65%,T细胞占35%,是抗体产生的主要器官。(2)构造:脾脏红髓:网状细胞,巨噬细胞,浆细胞,各种血细胞。白髓淋巴鞘:T细胞脾小结:B细胞→生发中心(3)功能:①胎儿时期执行造血功能,产生红细胞,出生后贮存红细胞和血小板,有“血库”之称。②出生后执行免疫功能,为体内最大的免疫器官。血流中的大部分抗原在脾脏中被巨噬细胞吞噬、加工,传递给T细胞,辅助B细胞进行体液免疫。3、粘膜免疫系统(membraneimmunesystem,MIS)(1)组成:呼吸道黏膜、消化道黏膜、泌尿生殖道黏膜、腺体分泌管黏膜。(2)特点与作用:对粘膜表面侵入的病原微生物抗原进行正确识别和迅速的免疫应答,大量产生分泌性抗体IgA,分布在粘膜表面起粘膜局部免疫保护作用。4、禽哈德腺(Hardergland)(1)分泌眼泪:机械保护眼睛。(2)分布T细胞、B细胞:激活全身免疫系统,协调体液免疫,为口腔、上呼吸道提供抗体。(3)对疫苗发生免疫应答:如对鸡新城疫Ⅱ系苗滴眼免疫起重要作用。二、免疫细胞:

三类固有免疫细胞:适应性免疫细胞:T淋巴细胞,B淋巴细胞。自然杀伤细胞(NK细胞),单核细胞,巨噬细胞,树突状细胞,粒细胞,红细胞。抗原递呈细胞:巨噬细胞,树突状细胞,B淋巴细胞。(一)固有免疫细胞单核细胞/巨噬细胞,自然杀伤细胞(NK细胞),粒细胞,肥大细胞,红细胞,树突状细胞等。单核巨噬细胞的发育与分布骨髓血液组织多能干细胞髓样干细胞前单核细胞单核细胞巨噬细胞结缔组织:组织细胞肺:肺泡巨噬细胞肝:

Kupffer细胞脾:巨噬细胞神经组织:小胶质细胞骨:破骨细胞关节:滑膜A型细胞胸腹腔:巨噬细胞1、单核/巨噬细胞(monocyte/macrophageMφ)系统

(mononuclearphagocytesystem,MPS)(1)单核/巨噬细胞的识别模式各类病原体共同存在可被固有免疫细胞识别的分子,如细菌的脂多糖(LPS)、磷壁酸(LTA)、肽聚糖(PGN)等,称为病原体相关分子模式(pathogenassociatedmolecularpattern,PAMP);固有免疫细胞则表达各种可与病原体PAMP识别的分子,统称为模式识别受体(pattenrecognitionreceptors,PRRS);固有免疫细胞通过其PRRS与病原体的PAMP识别、结合后,无需细胞增殖,可发生快速的生物学反应及功能。单核吞噬细胞分泌的活性物质举例产物分类分泌的活性物质酶类溶菌酶、蛋白质、肽酶、糖苷酶、磷酸酶、脂酶、血纤维蛋白溶酶原、胶原酶、弹性蛋白酶等。血浆蛋白凝血因子、a2巨球蛋白、补体成分(C1C2C3C4C5P因子、D因子、I因子、H因子)等。生物活性蛋白IL-1、IL-6、IL-8、TNF、集落刺激因子、间叶细胞增殖因子、血管生成因子等。低分子物质前列腺素E、白三烯、胸腺嘧啶核苷等。①分泌功能:分泌近百种活性物质。(2)单核吞噬细胞的功能(主要4个方面)②吞噬消化功能:

monocyte(单核细胞)和巨噬细胞具有强大的吞噬消化异物、病原微生物及机体自身衰老死亡细胞的功能。完全吞噬:消灭病原微生物。不完全吞噬:胞内菌。完全吞噬过程:a、PRRS与PAMP识别、结合,胞膜突出形成伪足,围绕细菌形成吞噬体,进入细胞质,吞噬体内短期内大量消耗氧,称为呼吸爆发,生成大量氧原子自由基,杀灭细菌。b、吞噬体与溶酶体融合形成吞噬溶酶体,多种酶将细菌消化为残片。c、通过胞吐作用将残片排出吞噬细胞外。不完全吞噬过程:有些细菌,如结核分枝杆菌菌体表面具有大量蜡质,李氏杆菌能产生溶血素,虽被吞噬进细胞内,但能抵抗溶酶体酶的消化,菌体在吞噬细胞内反而免受体液中其他杀菌物质的作用而受到保护并繁殖,随吞噬细胞游走可向体内其他组织器官转移感染。吞噬细胞吞入病菌后不能将其消化的过程称为“不完全吞噬”。具有抵抗吞噬细胞消化作用、在吞噬细胞内繁殖的病原菌称为“胞内菌”。③递呈抗原功能

巨噬细胞具有递呈细菌抗原的功能。首先在吞噬体内将细菌杀死,然后通过溶酶体的酶将其降解为抗原决定簇,与细胞内合成的MHC-Ⅱ类分子结合形成抗原信号,转移到细胞膜,递呈给具有相应TCR的TH细胞,激发体液免疫应答。④杀瘤与助瘤作用Mφ分泌蛋白水解酶、肿瘤坏死因子(TNF)—抑制、杀灭肿瘤细胞。助瘤:Mφ进入肿瘤组织,分泌肿瘤血管因子,促进瘤细胞生长、转移。

2、粒细胞、肥大细胞、红细胞(1)粒细胞:吞噬消化病原菌。嗜中性粒细胞:有IgG

Fc受体,发挥调理吞噬作用,消除抗原。嗜酸性粒细胞:在寄生虫感染中起作用。嗜碱性粒细胞:有IgE

Fc受体,参与过敏反应。(2)肥大细胞:有大量IgE

Fc受体,参与过敏反应。(3)红细胞:有C3b受体,起消除血液中抗原-抗体复合物(免疫复合物)的作用,1982年,sigel(美)提出“红细胞免疫系统”。红细胞3、自然杀伤细胞(naturalkillcell,NKC)

是直接在骨髓中由淋巴干细胞分化成熟的一种大颗粒淋巴细胞,能非特异地杀伤某些病毒感染细胞和某些肿瘤细胞,故称为自然杀伤细胞。(1)膜表面标志Fc受体(CD16):与抗体Fc结合。抑制性受体(KIR):杀伤细胞抑制受体。激活性受体(KAR):杀伤细胞活化受体。(2)作用:自然杀伤病毒感染细胞、肿瘤细胞,但不杀伤正常组织细胞,因为NK细胞膜上有杀伤细胞抑制性受体(KIR),KIR受体的配体是正常细胞表面的MHC-Ⅰ分子。杀伤机理:使靶细胞凋亡及发挥抗体依赖细胞介导的细胞毒性作用(ADCC)。(二)适应性免疫细胞-淋巴细胞(lymphocyte)1、T细胞(Thymusdependentlymphocyte,T)

(1)发育和分布:来源于骨髓多能干细胞。干细胞从血流进入胸腺后,在胸腺素、白细胞介素-7等诱导下经过10~30d分化、增殖,98%凋亡,2%左右成熟为T细胞,主要分布于胸腺、淋巴结副皮质区、脾脏白髓、粘膜下,大量进行淋巴细胞再循环。(2)成熟T细胞的重要表面受体和表面抗原①T细胞抗原受体(Tcellreceptor,TCR)☺组成:每个T细胞表面约有30000个TCR,每个TCR有α、β二条肽链。♡多样性:一个个体约有1015克隆(株)Tc,每个克隆T细胞的TCR都不同,各识别一种抗原。☆作用:识别结合抗原,引起T细胞的免疫应答。②丝裂原受体(mitogenreceptor)T细胞具有植物血凝素(PHA)和刀豆素A(ConA)受体,B细胞没有。植物血凝素(PHA)和刀豆素A(ConA)能与T细胞相应受体结合,刺激T细胞有丝分裂,转化为淋巴母细胞,从而区分T细胞和B细胞。③T细胞表面抗原

分化不同时期的T细胞,表达各种不同的蛋白质分子出现在细胞膜上,称为分化抗原(Clusterofdifferentiation,CD)。与免疫相关的重要CD:CD2:单链多肽,成熟Tc上。CD3:5~6链多肽,成熟Tc上,与TCR形成复合体传递抗原信息。CD4:单链多肽,TH上,辅助TH的TCR识别抗原,人艾滋病病毒(HIV)受体。CD8:双链多肽,Tc上,辅助Tc的TCR识别抗原。红细胞受体(Erythrocytereceptor,ER)♡结构:单链多肽(CD2)。☼分布:成熟T细胞。☺作用:T细胞膜上的粘附分子。人和哺乳动物的T细胞在体外,通过CD2与绵羊红细胞结合,进行E玫瑰花环试验—区分T、B细胞,检测T细胞数量。(3)T细胞亚群及其功能亚群CD表型功能TCCD3+CD4-CD8+杀伤靶细胞,分泌IFN-γTSCD3+CD4-CD8+分泌TSF,抑制T、B细胞和mφ作用TDTH(TH1

)CD3+CD4+CD8-分泌MIF,IFN-γ等致迟发型变态反应TH2CD3+CD4+CD8-分泌

IL-4、IL-5等辅助B细胞产生抗体细胞毒T细胞(TC):

又称杀伤性Tcell(TK),参与细胞免疫反应。TC释放穿孔素可直接杀灭、溶解靶细胞。TC杀伤作用具有高度特异性,不需要抗体的参与,能直接杀伤特异性抗原或携带特异性抗原的靶细胞,一个TC可连续杀伤3个靶细胞。TC约占外周血Tcell的5%~10%。Fas及其配体FasL是有关细胞凋亡的膜表面分子辅助性T细胞(TH):

helperTcell①TH2-辅助Bcell:把经过巨噬细胞加工过的抗原信号传递给Bcell,这一类TH称为TH2。Ag→机体→巨噬细胞吞噬、消化、处理→抗原决定簇→与APCMHCⅡ类分子结合→抗原信号→TH2→Bcell→体液免疫。②TA-辅助TC及TS:这一类TH称为放大Tcell(TA)AmplifyTcell。辅助TC:提高TC杀伤活性。TA能分泌提高TC杀伤活性的多种淋巴因子。辅助TS:通过分泌TS细胞诱导因子,活化TS前体细胞,并诱导不同阶段TS细胞的活化和扩散,最终分化为效应抑制性Tcell,起免疫调节的负反馈(抑制)作用。③TH1-辅助巨噬细胞:这一类TH称为迟发型变态反应Tcell(TDDelayedtypehypersensitivityTcell)或TH1。TD通过分泌提高巨噬细胞吞噬细胞功能的淋巴因子,导致炎症反应,发挥排除抗原的功能。抑制性T细胞(TS):suppressorTcell。

TS通过抑制TH对B细胞的分化及抑制TC的功能起抑制作用,从而调节和控制免疫应答,抑制体液免疫和细胞免疫,保持机体自身稳定性。如失去TS或TS极少,失去抑制功能,则可导致自身免疫病。TS占外周血Tcell的5%~10%。记忆性T细胞(TM):memoryTcell。记忆抗原刺激作用,参与再次细胞免疫应答。另:根据Tcell表面CD抗原(表面抗原:Tcell表面能被特异性抗体所识别的表面分子。CD抗原:Tcell分化过程中产生的表面抗原)的不同,将Tcell分为CD4+和CD8+细胞两大亚群。CD4+细胞:具有CD2+、CD3+、CD4+、CD8-表面抗原的Tcell称为CD4+细胞。包括①TH②诱导性T细胞(inducerTcell,TI),能诱导TH和TS细胞的成熟。③TD。CD8+细胞:具有CD2+、CD3+、CD4-、CD8+表面抗原的Tcell称为CD8+细胞。包括①TS②TC。CD4+

和CD8+细胞正常比值为2∶1;发生艾滋病时CD4+∶CD8+细胞比值为1∶2。2、B细胞(1)B细胞的发育及分布:

B淋巴细胞(Blymphocyte)简称B细胞,哺乳动物的B细胞是由骨髓内的淋巴干细胞直接在骨髓内发育成熟为B细胞的。禽类的B细胞则由骨髓内的淋巴干细胞到达法氏囊内,被诱导成熟为B细胞。B细胞成熟后,定居于外周免疫器官中相应部位。淋巴结中B细胞约占淋巴细胞数量的25%,脾脏中B细胞约占淋巴细胞数量的60%。B细胞少数参加再循环,故在畜禽血液中B细胞数量仅占淋巴细胞数量的20%~30%。(2)B细胞的重要受体:①抗原受体(Surfacemembraneimmunoglobuling,SmIg)☼组成:

未成熟B细胞:SmIgM

成熟B细胞:SmIgM+SmIgD☺多样性:每个人体内约有109~12B细胞克隆(株),每个克隆B细胞SmIgM,SmIgD都不同,各识别结合一种抗原(每个B细胞表面有105个SmIg)。♡作用:识别结合抗原,引起B细胞的免疫应答。②Fc受体♤

B细胞膜上的糖蛋白。♡能与抗体Fc段结合。♢形成EA玫瑰花环试验,用于检测B细胞。③C3b受体(CD35)△

B细胞膜上的另一种蛋白。☆能与补体C3b结合。★形成EAC玫瑰花环试验,也可检测B细胞。(3)B细胞亚群及功能B1、B2亚群特性及特性表特性B1(CD5+)B2(CD5-)发育程度未成熟成熟Sm

Ig

类型Sm

IgMSm

IgM、Sm

IgDIgG

Fc受体—+C3b受体—+针对的抗原TIAgTDAg产生的抗体

IgM

IgM、IgG、IgA、IgE、IgD再次抗体应答—+免疫耐受易形成难形成(三)抗原递呈细胞(APC)1、概念:专职捕捉(摄取)抗原、降解抗原,向T细胞递呈抗原的细胞。2、种类:(1)巨噬细胞(Ia+

Mφ)。(2)树突状细胞(DC)、郎罕氏细胞(LC,皮肤未成熟DC)。(3)B细胞。3、共同特征:表达大量MHC-Ⅱ类分子。4、作用:捕捉、降解、递呈抗原,启动免疫应答。

(一)固有免疫分子主要包括补体系统、溶菌酶、抗菌肽、细胞因子、白细胞分化抗原(CD)及MHC分子等。三、免疫分子1、补体系统(complementsystem)概念:♤是正常人和健康动物血清中含有的非特异性的杀菌物质。♡可促进特异性抗体溶解相应的细菌和红细胞。♢补体是一组含有酶原活性的血清球蛋白。(1)补体系统的组成有20多种蛋白质,其中最基本的是11种球蛋白,按其发现的先后分别命名为C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8和C9,其中C1由C1q、C1r和C1s三个亚单位组成。(2)补体特性①不稳定:56℃~60℃30min可灭活。②平常无活性,经过系统激活才起作用。③协助抗体吞噬细菌,起非特异的清除抗原,防御感染等作用。(3)、补体系统的激活途径①经典途径:几个特点:♤

抗原抗体特异结合活化。♡反应顺序为C1qrs-C4-C2-C3-C5-C6-C7-C8-C9。♢产生3个转化酶:C1转化酶,C3转化酶,C5转化酶。♧产生3个过敏毒素(Anaphylatoxin),C3a,C4a,C5a。补体活化的经典途径IgM/IgG-Ag复合物(C1转化酶)C1q:r:sC4C4b+C2C4aC2bC4b2aC3C3bC3aCa++Mg++Ca++(C3转化酶)C4b2a3b(C5转化酶)识别活化C5C5b-C6,7,8,9C5a细胞溶解攻击②旁路途径的激活:几个特点。♤

天然活化,LPS等多糖类物质可促进其活化。♡

含有一个C3活化的正反馈调节环路。♢

产生C3转化酶和C5转化酶。♧

C1,C4和C2不参与,B因子、D因子、P因子参与。☼

机体早期抗感染免疫中起作用。C3C3b+B因子

C3bBb(P)

C3bnBb(P)DC3aBaC5b-C6,7,8,9

C5C5a正反馈调节环路LPS,多糖,凝聚Ig等活化旁路活化途径P因子细胞溶解(C3转化酶)(C5转化酶)

补体膜攻击单位结构

MACs

造成的细胞膜损伤C7C6C8C5bC9多聚体C5b+C6+C7+C8+C9=MACs(攻膜单位)终末途径经典和旁路途径的主要区别比较项目经典途径旁路途径激活物IgM/IgG1~3与抗原形成的免疫复合物。细菌脂多糖、肽聚糖、酵母多糖和凝聚的IgG4/IgA等。补体固有成份C1~C9C3、B、D、P因子和C5~C9所需离子Ca++、Mg++Mg++C3转化酶C4b2bC3bBb(P)C5转化酶C4b2b3bC3bnBb(P)生物学作用在特异性体液免疫的效应阶段起作用。参与非特异性免疫,在感染早期起作用。2、溶菌酶

溶菌酶(lysozyme)是一种能水解致病菌中黏多糖的碱性酶。该酶广泛存在于人体多种组织中,鸟类和家禽的蛋清、哺乳动物的泪、唾液、血浆、尿、乳汁等体液以及微生物中也含此酶,其中以蛋清含量最为丰富。主要通过破坏细胞壁中的N-乙酰胞壁酸和N-乙酰氨基葡糖之间的β-1,4糖苷键,使细胞壁不溶性黏多糖分解成可溶性糖肽,导致细胞壁破裂内容物逸出而使细菌溶解。溶菌酶还可与带负电荷的病毒蛋白直接结合,与DNA、RNA、脱辅基蛋白形成复盐,使病毒失活。因此,该酶具有抗菌、消炎、抗病毒等作用。3、抗菌肽

抗菌肽是一类具有杀菌活性短肽的总称。抗菌肽原指昆虫体内经诱导而产生的一类分子量在4KD左右,具有抗菌活性的碱性多肽物质。最初,人们在研究北美天蚕的免疫机制时,发现蚕蛹经外界刺激诱导后,其血淋巴中产生了具有抑菌作用的多肽物质,这类抗菌多肽被命名为天蚕素(Cecropins)。后来,从其他昆虫以及两栖类动物、哺乳动物中,也分离到结构相似的抗菌多肽。抗菌肽具有广谱杀菌、抗病毒、抗寄生虫、抗肿瘤细胞等作用。

4、细胞因子概念:机体内各种细胞分泌的调节细胞发育和功能的小分子蛋白质,种类很多,各有特性,也有共性。(1)共性A、产生细胞与作用细胞多样性。B、细胞受到刺激分泌快,自身作用或对邻近细胞作用,降解快;刺激停止,细胞因子的产生也即停止。C、分子量小,产量很微量,与作用细胞的受体亲和力高,作用效果强。(2)细胞因子的分类及功能①白细胞介素(interleukin,IL)产生:单核-吞噬细胞、淋巴细胞。类型:IL-1~IL-33。作用:诱导造血干细胞生长、分化,淋巴细胞增殖分化。②集落刺激因子(colonystimulatingfactor,CSF)

产生:T细胞、上皮细胞、纤维母细胞产生。

类型:粒细胞集落刺激因子(G-CSF)、巨噬细胞集落刺激因子(M-CSF)、红细胞生成素(EPO)。

作用:诱导造血干细胞定向分化、发育。③干扰素(interferon,IFN)

♤概念:机体细胞受病毒、抗原或其它诱导剂刺激后产生的具有抗病毒作用的小分子糖蛋白。

♡产生及类型:

白细胞受刺激产生IFN-α。

成纤维细胞受刺激产生IFN-β。

T细胞受抗原刺激产生IFN-γ。

♢作用:

广谱抗病毒,抗肿瘤。

♧调节免疫应答作用:适量促进免疫,大量抑制免疫。④其它细胞因子a、肿瘤坏死因子(TNF):肿瘤坏死因子有TNF-α和TNF-β两种类型。TNF-α主要是细菌感染后内毒素作用于单核-巨噬细胞系统产生的细胞因子,因体内的浓度水平不同而表现出不同的生物效应:低浓度的TNF能促进上皮细胞合成ICAM(细胞间粘附分子),从而促使中性粒细胞定向移动,还能激活中性粒细胞的呼吸爆发而增强吞噬功能,TNF-α还能促进T细胞合成分泌相关的细胞因子,促进B细胞的生长;而革兰阴性菌感染后,细菌内毒素诱发单核-巨噬细胞系统合成分泌高浓度的TNF-α,损害血管内皮细胞,激发血管内凝血系统,是全身中毒反应的始发因素。此外,TNF-α与肿瘤病人晚期出现的恶病质有关。TNF-β由Th细胞产生,生物学功能和TNF-α相似,又称淋巴毒素(1ymphotoxin,LT)。b、生长因子(growthfactor,GF)GF既包括对某些细胞生长有刺激促进作用的表皮细胞生长因子(EGF)、血小板衍生生长因子(PDGF)、血管内皮细胞生长因子(VEGF)、成纤维细胞生长因子(FGF)和神经细胞生长因子(NGF)等,又包括对免疫应答有抑制活性的TGF-p。前者分别对表皮细胞、血小板、血管内皮细胞、成纤维细胞和神经细胞的生长有刺激作用;后者则主要对Tc细胞的成熟、巨噬细胞的激活有抑制作用。上述的一些细胞因子也属于生长因子,例如,IL-2能促进T细胞生长,是T细胞的生长因子;TNF能刺激成纤维细胞生长,是成纤维细胞的生长因子等。(二)适应性免疫分子主要有T细胞抗原受体(TCR)、B细胞抗原受体(BCR)和免疫球蛋白(抗体)。

1、TCR:指T细胞抗原受体,为T细胞膜上重要的分化抗原,是T细胞成熟的标志,可与CD3分子构成TCR-CD3复合物,并由TCR特异性地识别MHC分子-抗原多肽复合物,再由CD3将TCR识别信号传入T细胞内,引起细胞活化增殖。

2、BCR:B细胞抗原受体是参与B细胞特异性应答的关键分子。B细胞接受抗原刺激后,BCR特异性地识别并结合抗原,在识别信号及共刺激信号的共同作用下,引起胞浆内一系列生化改变及核内基因的活化、转录与表达。3、抗体(免疫球蛋白,immunoglobulin,Ig):

机体在抗原刺激下产生的能与抗原发生特异性结合的免疫球蛋白。广泛分布于血液、淋巴液、组织液及黏膜分泌物中。具有多个种类。1、白细胞分化抗原(CD)

CD(clusterofdifferentiation)指的是与人类细胞发育、分化、活化有关的膜蛋白分子。

常见的CD分子有T细胞、B细胞表面的CD分子,如CD3和CD4和CD8等,CD后的序号代表一个或一类分化抗原的总称(人类共有340个)。参与识别抗原、捕捉抗原促进免疫细胞与抗原的相互作用,介导免疫应答的识别、活化与效应。(三)免疫相关分子2、MHC分子:

20世纪初人们发现,在不同种属或不同个体的动物间进行器官或组织移植时会出现排斥反应,通过研究证明,排斥反应的本质是一种免疫应答,它是由于供体和受体细胞表面结构不同而引起的。这种位于不同个体细胞表面、能诱导移植排斥反应的结构称为组织相容性抗原(histocompatibilityantigen)。人和哺乳动物的组织相容性抗原十分复杂,其中起决定性作用、引起迅速而强烈排斥反应的抗原称为主要组织相容性抗原(majorhistocompatibilityantigen,MHA),其余的称为次要组织相容性抗原。编码MHA的是一组紧密连锁的基因群,位于脊椎动物某对染色体上的特定区域,称为主要组织相容性复合体(majorhistocompatibilitycomplex,MHC)。MHC编码的产物即MHA,也称MHC分子。(1)MHCI类分子:①概念:MHCI类分子是由MHCI类基因编码产生的一条重链(α链)和另一条轻链β2微球蛋白组成的蛋白分子,广泛分布于各种有核细胞表面。不同动物个体,同种动物不同个体的组织细胞都具有个体特有的MHCI类分子,主要由它导致同种不同个体组织移植后的免疫排斥反应,故MHCI类分子称为移植抗原,也称主要组织相容性抗原(MHA)。②MHCI类分子的分布和功能:

MHCI类分子几乎广泛分布于所有有核细胞表面,但是,不同组织细胞的表达水平差异很大。以淋巴细胞表面密度最高,肾、肝、肺、心及皮肤次之,肌肉、神经组织、内分泌细胞表面最少,成熟红细胞、胚胎滋养层细胞表面尚未发现,初乳、血清、尿液中以可溶形式存在。

其功能是对CD8T淋巴细胞的抗原识别起限制作用,参与向CD8T淋巴细胞提呈抗原。(2)MHCⅡ类分子:

MHCⅡ类分子是由MHCⅡ类基因编码产生的一条重链(α链)和另一条轻链(β链)组成的蛋白质分子。大量表达分布在抗原递呈细胞(巨噬细胞、树突状细胞、B细胞)细胞膜上。在免疫应答中,当抗原递呈细胞向T细胞递呈抗原时,MHCⅡ类分子起限制性识别作用,同时通过CD4分子与MHCⅡ类分子的β链结合,启动免疫应答。故MHCⅡ类分子又称为免疫相关抗原(Ia),

MHCⅡ类基因又称免疫应答基因(Ir基因)。(3)MHCⅢ类分子:

MHCⅢ类分子是由MHCⅢ类基因编码产生的蛋白质分子。包括补体成分C2、C4、Bf(B因子,参与补体旁路途径代谢)、肿瘤坏死因子(TNF)等,这些分子产生后分布于血清中,在机体免疫中各发挥作用。3、其他膜分子:

除T细胞的E受体,PHA受体;B细胞、单核/吞噬细胞的Fc受体,C3b受体外;还有各种免疫细胞的细胞因子受体,多种激素(如雌激素、甲状腺素、肾上腺皮质激素、肾上腺素、前列腺素、生长激素、胰岛素等)受体,神经递质(如组织胺、乙酰胆碱、5-羟色胺、多巴胺等)受体,神经肽(如内啡肽、脑啡肽、P物质等)受体。思考题:1、免疫的概念?2、免疫的基本特性和基本功能?3、机体的免疫系统包括哪些内容?4、机体的免疫细胞主要有哪些?5、机体的免疫分子主要有哪些?一、抗原的概念与抗原性:1、抗原:凡是能刺激机体产生抗体和致敏淋巴细胞并能与之发生特异性免疫反应的物质称为抗原。

绝大多数抗原为蛋白质,少数抗原为类脂、多糖、多肽、核苷酸等。第三节抗原(Antigen,Ag)2、抗原性:即抗原的基本特性或称抗原的性能。(1)免疫原性:抗原能刺激机体产生抗体和致敏T淋巴细胞的特性。(2)反应原性:抗原能与相应的抗体或致敏T淋巴细胞发生反应的特性。一个完整的抗原一定要具备免疫原性和反应原性两个方面。二、构成抗原的条件(一)异物性:抗原通常是非自身物质,称为异物。1、亲缘关系越远的物质,免疫原性越强。2、自身物质可以形成“天然免疫耐受”。3、自身物质结构、成分改变后成为“自身抗原”。4、自身也有一些“隐蔽抗原”,如眼球晶体、精子、甲状腺蛋白等。强弱(二)分子大小抗原物质必须是分子量较大的胶体,分子量应大于1万dalton才具有抗原性,分子量越大,抗原性越强。>10kD>100kD<10kD免疫原(Immunogens)强免疫原(Strongimmunogens

)弱免疫原(Poorimmunogens)分子量大

抗原分子结构复杂不易被降解持续刺激免疫细胞高免疫反应(三)化学组成—结构复杂明胶蛋白分子量10万dalton

,但免疫原性差—因是直链AA组成。胰岛素只有5734dalton

,但免疫原性好—因组成、结构复杂。凡含有苯环、杂环的AA和糖的蛋白,结构都较复杂,免疫原性好。复杂的化学结构明胶分子(分子量>100kD

)直链氨基酸加苯环氨基酸(5%酪氨酸)(免疫原性很弱)(免疫原性大大增强)(四)物理状态1、颗粒性抗原的免疫原性比可溶性抗原强。2、球状分子蛋白质较直链分子蛋白质抗原性强。3、聚合状态的蛋白质较单体状态的蛋白质抗原性强。4、可溶性蛋白质虽然免疫原性弱,但与铝胶等颗粒状物质吸附则可增加免疫原性。(五)适当的进入途径抗原分子只有进入机体免疫活性细胞的场所才能刺激机体产生抗体或致敏淋巴细胞,如进入消化道分解吸收则失去抗原性。也就是说抗原分子只有通过非消化道途径以完整分子状态进入机体,才能保持抗原性。三、抗原决定簇(antigenicdeterminant,Ad):(一)B细胞抗原决定簇:1、概念:抗原分子表面具有特殊立体构型和免疫原性的化学基团。

蛋白质一、二级结构上的Ad为多肽链上相互靠拢的几个氨基酸组成。

蛋白质三、四级结构上的Ad为立体结构之间相邻的几个氨基酸组成,结构改变,Ad也改变。

抗原刺激机体产生的抗体不是针对于整个抗原分子,而是针对于有免疫活性的Ad,抗原与抗体的特异性就决定于Ad,有什么样的Ad就产生什么样的抗体,Ad也是抗原与抗体相结合的部位。2、大小:(1)蛋白质抗原:每个Ad由5~7个氨基酸组成。(2)多糖抗原:每个Ad由5~6个己糖组成。(3)核酸抗原:每个Ad由5~8个核苷酸组成。3、数量:

大概每5000dalton分子量有一个Ad。4、与抗体的关系:一一对应关系。

一个具体的Ad一个特定的抗体。始终对应着(二)T细胞抗原决定簇:

T细胞抗原决定簇存在于完全抗原的载体部分。它通常位于抗原分子里面,必须经抗原递呈细胞摄取,降解为9~18个氨基酸的多肽,再与MHC-Ⅱ类分子结合后,才能被TH细胞抗原受体识别结合,引起免疫应答。四、抗原的分类:(一)根据抗原的免疫原性分类:1、完全抗原:既有免疫原性又有反应原性的抗原。如微生物、异种动物血清、大多数异体蛋白。2、不完全抗原(又称半抗原):只有反应原性没有免疫原性的抗原。

半抗原+载体(蛋白质→刺激机体产生抗体。)(1)简单半抗原:分子量较小,只有一个抗原决定簇,不能与相应的抗体发生肉眼可见的反应,但能中和相应的抗体阻止抗体与半抗原载体复合物出现可见的反应。如青霉素、酒石酸、磺胺类药物等。(2)复合半抗原:分子量较大,有多个抗原决定簇,一般的半抗原都属于此类,能与相应的抗体发生可见的沉淀反应。如脂多糖、类脂质和多肽等。(3)半抗原-载体现象:半抗原只有结合在与初次免疫所用的载体相同的载体上时,才能引起机体对半抗原发生再次免疫反应的现象。

例如,用已知的半抗原载体复合物(DNP-OA,即半抗原二硝基苯DNP与载体卵白蛋白OA结合)免疫动物,可引起对DNP的初次免疫反应,产生抗DNP抗体。用同一半抗原载体进行再次免疫时,则引起机体对半抗原的再次免疫反应。但是如果用DNP和另一载体(牛γ球蛋白,BGG)复合物第二次免疫改动物时,则只引起初次免疫反应,而不能刺激机体对半抗原DNP发生再次免疫反应。

为什么会发生半抗原-载体现象呢?原因在于T淋巴细胞表面的抗原受体主要和载体抗原决定簇相互作用,B淋巴细胞表面的抗原受体主要和半抗原决定簇相互作用。致敏的T淋巴细胞(特别是TH)只能识别载体,从而不能对半抗原或结合在另一载体上的半抗原发生免疫反应。(二)根据抗原的来源分类:1、外源性抗原(exodogenousantigen):

指通过各种途径进入机体的非自身抗原。包括所有自体外进入机体的微生物、疫苗、异种蛋白等。2、内源性抗原(endogenousantigen):机体细胞自身产生的非己抗原,如胞内菌和病毒感染细胞所产生的细菌抗原、病毒抗原,肿瘤细胞产生的肿瘤抗原。(三)根据抗原与免疫机体的关系:1、异种抗原(heteroantigen):

是指来自与被免疫动物不同种属的抗原。如,各种细菌、病毒、异种动物的细胞和血清蛋白等。2、同种异型抗原(allogenicantigen):是指来自被免疫动物同种属不同个体的抗原。如,同种动物不同个体的血型抗原和细胞的组织相容性抗原(MHCⅠ类分子)。3、自身抗原:

来源于动物机体自身的抗原。有下列三种情况。(1)正常组织发生病理变化:

在烧伤、病毒感染、电离辐射等情况下,导致机体蛋白质结构发生了改变,从而转变为自身抗原,引起自身免疫病。(2)正常情况下与动物机体免疫系统不接触的组织:

如甲状腺、眼睛晶状体、睾丸组织等,受到破坏后进入血液循环,与免疫系统接触,产生自身抗体,破坏这些自身组织引起自身免疫病。(3)自身免疫功能失常或紊乱,受到抑制的禁株细胞被激活:

某些自身免疫病,是由于原来受到机体正常控制机制抑制的禁株细胞被活化而发生的。如发生胸腺萎缩、胸腺瘤、淋巴组织瘤、多发性骨髓瘤时,机体免疫稳定紊乱,抑制性T细胞减少,使原来被抑制的禁株细胞重新激活,并与自身抗原发生免疫反应,从而导致自身免疫病。如全身性红斑狼疮(SLE)。4、异嗜性抗原:指存在于人、动物、植物及微生物之间性质相同的抗原。由瑞典病理学家Forssman于1911年发现,故又称Forssman抗原。豚鼠肝、脾悬液→免疫家兔→抗血清+原脏器→凝集抗血清+绵羊RBC→凝集抗血清+绵羊RBC+补体→溶血这种抗体具有异嗜性,因此相应抗原称异嗜性抗原。(四)根据抗原对T细胞的依赖性:1、胸腺依赖性抗原(thymusdependentantigen,TDAg):

刺激B细胞产生抗体时需要TH协助的抗原。大部分蛋白质抗原属此类抗原。TDAg同时具有T、B抗原决定簇,在其分子表面上有多种不同的B细胞决定簇。2、非胸腺依赖性抗原(thymusindependentantigen,TIAg):

能直接刺激B细胞产生抗体不需要TH协助的抗原。少数Ag属此类。如细菌多糖、聚合鞭毛蛋白等。TIAg是糖的多聚体,分子结构上B细胞抗原决定簇重复排列,无须TH参与即能刺激B细胞发生免疫应答。(五)根据微生物抗原免疫动物后产生免疫保护性:1、保护性抗原

各种病原微生物的结构中,有的蛋白质抗原免疫动物后产生的免疫抗体有保护作用,能中和相应病毒,或在补体、吞噬细胞、NK细胞等协助下能杀灭相应病原,这些抗原称为保护性抗原。如,NDV的F和HN蛋白,FMDV的VP1和VP4蛋白,大肠杆菌的K抗原等。保护性抗原是病原微生物中的有效抗原,保护性抗原刺激机体产生的抗体是免疫血清中的有效抗体。2、非保护性抗原各种病原微生物的结构中,有的抗原免疫动物后产生的抗体没有保护作用。如,鸡白痢沙门氏菌感染鸡后,产生的抗体没有保护作用。(六)根据对T细胞的激活情况:1、普通抗原

普通抗原在动物体内只特异识别、激活相应克隆的TH细胞,绝大多数的天然抗原都属普通抗原。

普通抗原激活TH细胞的特性:①需抗原提呈细胞(APC)处理。②受MHC-Ⅱ类分子限制。APC必须通过MHC-Ⅱ类分子,才能传递抗原决定簇给相应克隆的TH细胞TCR,然后进行特异性识别结合。普通抗原激活的TH细胞数量少。2、超抗原(superantigen,SAg)

(1)概念:一些抗原可使机体内许多克隆的TH细胞激活,这些抗原称为超抗原。如,金黄色葡萄球菌的A~E肠毒素,A族链球菌表面M蛋白和致热外毒素A~C,关节炎支原体丝裂原,结肠类耶尔森氏菌膜蛋白等。

(2)超抗原激活TH细胞的特性:①无需抗原提呈细胞(APC)处理。②不受MHC-Ⅱ类分子限制。极微量的超抗原就能使许多克隆T细胞激活。

(3)超抗原生物学意义:正在胸腺内发育的T细胞,若与超抗原接触,可诱发T细胞凋亡,导致克隆死亡,形成免疫耐受或免疫抑制。五、重要的天然抗原:(一)病原微生物抗原:1、细菌抗原:(1)菌体抗原(O抗原):大肠杆菌174种,O8、O9、O60、O78、O141、O149、O157。(2)鞭毛抗原(H抗原):大肠杆菌56种,H1、H19。(3)荚膜抗原(K抗原):大肠杆菌80种,K88、K99、987P、F41。(4)菌毛抗原(F抗原):F4、F5、F6、F41。2、病毒抗原:(1)V抗原:有囊膜病毒具有的囊膜抗原。如:甲型流感病毒囊膜上的血凝素(HA,16个H1~H16)和神经氨酸酶(NA,9个N1~N9)都是V抗原。(2)VP抗原:为无囊膜病毒具有的蛋白质衣壳抗原。如FMDV的VP1、VP2、VP3、VP4抗原。3、毒素抗原:外毒素、类毒素、内毒素。4、真菌、原虫(球虫、焦虫)、寄生虫虫卵抗原:免疫原性较弱,不容易刺激机体产生抗体。(二)动物抗原:1、动物红细胞:

异种动物的红细胞都具有很强的免疫原性。一种动物不同个体的红细胞表面的抗原也不同,据此分为不同血型。如,人的A、B、AB、O血型。2、组织细胞和血清:

各种组织细胞和血清都具有很好的免疫原性。同种动物不同个体有核细胞的组织相容性抗原(MHC-Ⅰ类分子)都不同,进行组织移植都会引起免疫应答,发生免疫排斥反应。3、免疫球蛋白(Ig):①同种型抗原:一种动物产生的Ig分子,对其它种动物都具有种特异的抗原性,称为Ig的同种型抗原。②同种异型抗原:同种动物内每一个体产生的Ig分子,对其它个体也具有个体特异的抗原性,称为Ig的同种异型抗原。③独特型抗原:同一个体内每一个克隆的B细胞产生的特异性Ig,也有各自独特的抗原性,称为Ig的独特型抗原。六、佐剂(一)概念:凡能非特异性地增强抗原的免疫原性和机体免疫应答能力的物质称为佐剂。因此,佐剂是一种免疫增强剂。佐剂单独使用时一般没有免疫原性。

广义的免疫佐剂还应包括胸腺激素和干扰素等生化制剂,这些制剂与抗原在同一动物应用时即可发生明显的免疫增强作用。

(二)常用佐剂1、Al(OH)3胶:分子细腻,胶体状态良好、稳定,吸附力强,含Al(OH)3约2%,保存2年以上吸附力不变。Al(OH)3胶制造一般采用钾明矾加氨水合成法。2、弗氏佐剂:(1)弗氏不完全佐剂:

液体石蜡油3份羊毛脂1份充分混合后,10磅115℃灭菌30min,使用时与抗原等量混合。(2)弗氏完全佐剂:弗氏不完全佐剂+卡介苗2~3mg/ml,使用时与抗原等量混合。3、7号或10号医用白油:油相:94%7号医用白油+6%司本-80+2%硬脂酸铝,高压灭菌121℃20min。水相:抗原液+4%吐温-80,吐温-80高压灭121℃20min。

4、蜂胶:(1)蜂胶的理化特性:蜂胶是由蜜蜂上颚腺的分泌物和由蜜蜂采集的天然有机物、无机物以及蜂蜡、花粉等组成,含有多种黄酮类、酸类、醇类、酚类、脂类、烯烃和萜类等化合物及多种氨基酸、酶、多糖、脂肪酸、维生素及化学元素,是一种优良的天然药物。(2)蜂胶的佐剂作用:蜂胶具有抗菌、抗病毒、抗肿瘤、消炎、增强机体免疫功能和促进组织再生等作用,同时具有广泛的生物活性和药理作用。作为免疫佐剂,蜂胶具有良好的免疫增强作用。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。(3)蜂胶佐剂疫苗制备方法:①蜂胶制备:取蜂巢1份剪碎,加4份95%乙醇溶解,18~25℃浸泡24h,冷却离心取上清液即为纯化蜂胶,以干物质计算配成30mg/ml95%乙醇液4℃保存。②蜂胶疫苗制备:配苗时,灭活抗原液(200亿菌/ml)1份+蜂胶乙醇液(30mg/ml)1份混合即为黄褐色含菌100亿/ml和蜂胶15mg/ml的佐剂疫苗。思考题:1、抗原?抗原的基本特性?2、完全抗原?3、半抗原?简单半抗原?复合半抗原?4、构成抗原的条件?5、B抗原决定簇及其特性?6、外源性抗原?内源性抗原?7、胸腺依赖性抗原?非胸腺依赖性抗原?一、概念:1、抗体:

动物机体受到抗原刺激后,由B淋巴细胞转化为浆细胞产生的能与相应抗原发生特异性结合反应的免疫球蛋白。2、免疫球蛋白(Immunoglobulin,Ig):指存在于人和动物血液、组织液及其它外分泌液中一类具有相似结构的γ球蛋白。第四节抗体(Antibody,Ab)二、类型:1、人和鼠:五类IgG、IgA、IgM、IgE、IgD。2、家畜:四类IgG、IgA、IgM、IgE。3、家禽:三类IgG、IgA、IgM。三、基本结构:

抗体的基本结构称为单体,绝大多数抗体以单体形式存在,其它还有以双聚体、多聚体形式存在。

IgG、IgE、IgD、血清型IgA为单体。

分泌型IgA为双聚体。

IgM为五聚体。免疫球蛋白分子(Ig单体)的基本结构示意图H2NCOOHVLCLVLCLVHVHCH1CH2CH3CH1CH2CH3Ig单体由两大部分构成重链(H链)2条(由420~440个氨基酸构成)轻链(L链)2条(由213~214个氨基酸构成)重链(H链)

可变区(VH):约110个氨基酸,不稳定,结构、次序可改变。恒定区(CH):约330个氨基酸,稳定,结构、次序不变CH1CH2CH3轻链(L链)可变区(VL):约110个氨基酸,不稳定,结构、次序可改变。恒定区(CL):约103个氨基酸,稳定,结构、次序不变。铰链区:在CH1和CH2之间,有一段约含30个氨基酸的肽链,称为铰链区(hingeregion)。此区富含脯氨酸,具有伸缩性,利于Ig的张合,具有隐蔽和暴露CH2的补体结合点的特性。铰链区中所含的二硫键,对木瓜蛋白酶作用敏感,易被木瓜蛋白酶水解断裂。补体结合点:IgG和IgM的CH2有补体结合点,平时被隐蔽,当Ig的VL与VH与相应的抗原决定簇特异结合后,补体结合点暴露,结合补体C1,引起补体系统的激活。Ig的水解片段:①用木瓜蛋白酶,可将IgGH链从链间二硫键近N端处(铰链区)切断,将IgG切断为3个片段。其中两个为相同的片段,每个片段含有一条完整的L链和一段H链的部分,这2个片段能与相应的抗原决定簇结合,称为抗原结合片段(Fab)。另一段含有两条CH的一半,可以结晶,称为可结晶片段(Fc)。Fc具有识别补体、结合细胞Fc受体等作用。②用胃蛋白酶,可将IgGH链从链间二硫键近C端处切断,成为一个含两个Fab段的大片段,称为F(ab’)2片段。F(ab’)2片段能与两个抗原决定簇特异结合。其余的H链被消化为Fc碎片(PFc),失去了所有生物活性。应用胃蛋白酶水解可以去除抗毒素血清中Ig的Fc片段,保留F(ab’)2,获得抗毒素精制品,抗毒素精制品保留了中和毒素的作用,但消除了使用完整抗毒素分子可引起机体发生过敏性血清病的危险。四、各类抗体的特点:不同Ig其合成部位、合成时间、血清含量、分布、半衰期以及生物学活性有所差别。1、IgG

IgG主要由脾、淋巴结中的浆细胞合成和分泌,以单体形式存在,分子量16~18万。IgG是Ig中最重要的一种Ig,是血清中主要的抗体成分,约占血清总Ig的75%。既可存在于血液,也可存在于组织液。IgG的半衰期相对较长,约为20~30天。动物一旦发生免疫反应,IgG维持时间也较长。IgG是唯一能通过胎盘的Ig,可通过人和兔的胎盘。在自然被动免疫中起重要作用。IgG在机体免疫防护中起着主要的作用,大多数抗菌、抗病毒、抗毒素抗体都属于IgG类抗体。不少自身抗体如抗甲状腺球蛋白抗体、系统性红斑狼疮的抗核抗体以及引起Ⅲ型变态反应免疫复合物中的抗体大都也属于IgG。2、IgA①血清型IgA:以单体形式存在,分子量17万。机体感染中,含量较少不起多少作用。②分泌型IgA:在粘膜表面以双聚体形式存在,分子量40万。机体感染中,主要是分泌型IgA起主要作用。IgA主要在粘膜表面发挥免疫功能,具有很强的中和、凝集作用。3、IgM

血清中IgM是由5个单体通过一个J链和二硫键连接成五聚体,分子量最大为90万,沉降系数为19S,称为巨球蛋白(macroglobulin)。在个体发育过程中,无论是B细胞膜表面Ig(SmIg),还是合成分泌到血清中的Ig,IgM都是最早出现的Ig,在胚胎发育晚期的胎儿即有能力产生IgM。在抗原刺激诱导体液免疫应答过程中,一般IgM也最先产生。IgM占血清总Ig的5%~10%。由于IgM在免疫应答早期产生,并在补体参与下的溶菌作用比IgG强500倍以上,因此IgM在机体的早期免疫防护中占有重要地位。IgM不能通过胎盘。IgM主要存在于血液中,不容易进入组织液中,IgM凝集抗原的能力特别强。4、IgD

IgD于1965年从人骨髓瘤蛋白中发现,分子量为18万,主要由扁桃体、脾等处浆细胞产生,人血清中IgD浓度为3~40μg/ml,不到血清总Ig的1%,在个体发育中合成较晚。IgD铰链区很长,且对蛋白酶水解敏感,因此IgD半衰期很短,仅2.8天。血清中IgD确切的免疫功能尚不清楚。在B细胞分化到成熟B细胞阶段可表达SmIgD,成熟B细胞活化后或者活化后变成记忆B细胞时,SmIgD逐渐消失。5、IgE

IgE是1966年发现的一类Ig,分子量为20万,血清中含量极低,仅占血清总Ig的0.002%,在个体发育中合成较晚。对热敏感,56℃、30分钟可使IgE丧失生物学活性。IgE主要由鼻咽部、扁桃体、支气管、胃肠等粘膜固有层的浆细胞产生,这些部位常是变应原入侵和I型变态反应发生的场所。IgE为亲细胞抗体,可与嗜碱性粒细胞、肥大细胞膜上高亲和力Fc受体结合。变应原再次进入机体与已固定在嗜碱性粒细胞、肥大细胞上IgE结合,刺激这些细胞释放出组织胺、5~羟色胺等生物活性介质,引起Ⅰ型变态反应(过敏反应)。寄生虫感染或过敏反应发作时,局部的外分泌液和血清中IgE水平都明显升高。五、抗体产生的克隆选择学说基本要点及解释的一些免疫学问题:

1959年,澳大利亚免疫学家Burnet在研究免疫耐受性和自然选择学说的基础上,提出了一个比较合理的抗体产生理论,即克隆选择学说(clonalselectiontheory)。20世纪70年代单克隆抗体的问世,有力地证实了这一学说。1、一个特定的潜能淋巴细胞及后代,只产生针对一种抗原决定簇的特异性抗体。解释了抗原抗体特异性问题。2、每个个体约有1015个不同的特定潜能淋巴细胞,能针对1015种抗原决定簇发生反应,可以产生1015种抗体。解释了抗体多样性问题。3、克隆选择:抗原进入机体后,可特异性与相应的潜能淋巴细胞表面抗原受体相结合,于是这一特定的潜能淋巴细胞被选出→分化增殖→形成克隆→产生相同的特异性抗体。具体解释了抗体特异性与多样性问题。4、特定潜能淋巴细胞对抗原决定簇的反应决定于潜能淋巴细胞的发育阶段。①生命早期(胚胎期):某一特定潜能淋巴细胞→被自身抗原刺激→引起死亡或抑制,称克隆夭折或克隆抑制(“禁株”细胞)。解释了自身耐受性和自身免疫病问题。②发育至某阶段(胚胎后期或出生后):某一特定潜能淋巴细胞→被抗原刺激→分化增殖→形成克隆→产生特异性抗体。5、在抗原刺激下,潜能淋巴细胞有两种分化结果。①形成产生抗体细胞或致敏T淋巴细胞→死亡。②作为记忆细胞保存下来→再次受同一抗原刺激→分化增殖→产生抗体或致敏T淋巴细胞。解释了免疫记忆反应和再次反应问题。六、单克隆抗体(MonoclonalantibadyMcAb)1、单克隆抗体:由单个克隆细胞针对一个抗原决定簇分裂而来的纯细胞系产生的抗体。2、多克隆抗体:由多个克隆细胞各针对一个抗原决定簇分裂而来的多个细胞系产生的混合抗体。3、单克隆抗体生产技术:

此技术的理论基础为1959年澳大利亚免疫学家伯纳特(Burnet)提出的克隆选择学说,即一种潜能淋巴细胞只产生针对一种抗原决定簇的特异性抗体。在此基础上发明了单克隆抗体生产技术,又称淋巴细胞杂交瘤细胞生产技术。此技术1975年由西德的科勒(Kohler)和阿根廷的米尔斯坦(Milstein)发明,1986年获诺贝尔医学奖。

↓能在HAT培养基上生长生长繁殖单克隆抗体生产过程

一个针对某一特定抗原决定簇产生特异性抗体的B淋巴细胞(小鼠的脾脏细胞)↓既有正常代谢途径,又有旁路代谢途径↓繁殖一代或几代后自然死亡能在HAT培养基上生长

×一个小鼠的骨髓瘤细胞(小鼠的NS-1骨髓瘤细胞)

↓只有正常代谢途径,无旁路代谢途径↓死亡不能在HAT培养基上生长

在HTA上培养融合杂交

融合细胞(杂交瘤细胞)(几率1/万)

通过检测抗体筛选

冻干保存←阳性细胞(1/100~1/万)↘①既有脾细胞产生抗体特性

②又有瘤细胞可无限繁殖特性③又有脾细胞旁路代谢途径

培养

冻干保存←阳性克隆

↓再克隆↓对所选克隆进行鉴定并确定冻干保存←克隆增殖

↙↘

细胞培养

注射小白鼠

细胞培养液中含2~10μg/ml特异性单克隆抗体血清、腹水含5~20mg/ml特异性单克隆抗体选择性培养基HAT成分:H为次黄嘌呤,T为胸腺嘧啶,A为氨基喋呤(为细胞合成DNA的阻断剂)(A:腺嘌呤;G:鸟嘌呤;T:胸腺嘧啶;C:胞嘧啶)。

小鼠的一般细胞都有正常和旁路代谢途径,但小鼠的NS-1骨髓瘤细胞因缺少次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核苷酸转化酶(HGPRT),无旁路代谢途径,正常代谢途径又被氨基喋呤阻断,因而不能通过旁路代谢途径利用次黄嘌呤合成DNA而死亡。思考题:1、抗体?图示抗体单体基本结构?2、克隆选择学说基本要点及解释的一些免疫学问题?3、单克隆抗体?多克隆抗体?4、单克隆抗体生产过程?第五节免疫应答免疫应答包括两个方面:固有免疫应答和适应性免疫应答。适应性免疫应答包括两个方面:体液免疫应答和细胞免疫应答。

(一)生理屏障:1、皮肤、粘膜及淋巴结的天然屏障作用:①机械性阻挡保护作用:主要为皮肤,其次为粘膜。②化学性保护作用:粘膜分泌的不饱和脂肪酸和溶菌酶可杀死粘膜表面的微生物。③生物学性保护作用:动物体的正常菌群对某些病原微生物可起到阻挡和拮抗的防御作用。④淋巴结的固定作用:进入体内的病原微生物,淋巴结可以将其固定阻止其扩散并将其杀灭。一、固有免疫应答2、内部屏障:①血脑屏障:一般病原微生物不能侵入脑。但有些病原微生物如乙型脑炎病毒、NDV、脑膜炎链球菌可侵入脑。②胎盘屏障:一般病原微生物不能侵入胎盘感染胎儿。但能引起垂直感染的病原体可以侵入胎盘感染胎儿。(二)吞噬作用:通过机体单核巨噬细胞系统中的单核细胞、巨噬细胞和血液中的嗜中性粒细胞吞噬并杀灭外来病原体。1、完全吞噬:吞噬、消化、杀灭,主要为胞外菌。2、不完全吞噬:吞噬后不能被杀灭,反而受到吞噬细胞的保护,且可以在吞噬细胞内繁殖,并随吞噬细胞的游走而将病原体带至机体的其它部位,造成感染过程的扩大。主要为胞内菌、病毒。(三)体液因素:

主要有补体系统、干扰素、溶菌酶等。

正常体液中的杀菌抑菌物质物质来源或存在部位化学性质作用对象补体血清球蛋白革兰氏阴性菌、病毒溶菌酶吞噬细胞溶酶体、泪液、唾液、乳汁碱性多肽革兰氏阳性菌乙型溶素血清碱性多肽革兰氏阳性菌吞噬细胞杀菌素中性粒细胞碱性多肽革兰氏阳性菌白细胞素中性粒细胞碱性多肽多种细菌血小板素血小板碱性多肽革兰氏阳性菌正铁血红素红细胞碱性多肽革兰氏阳性菌精素精胺碱胰、肾、前列腺碱性多肽革兰氏阳性菌乳素乳汁蛋白质革兰氏阳性菌(四)细胞因子1、单核细胞因子细菌感染→单核吞噬细胞吞噬→产生各种单核细胞因子。如IL-1、IL-6、IL-8、

IL-12和TNF-α。功能:①刺激下丘脑体温中枢→体温升高、发热→(抑制细菌繁殖、增强免疫应答)。②刺激肝细胞→急性期蛋白→C3途径激活补体、溶解细菌。③TNF-α刺激小血管扩张、血管内皮细

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