微生物与免疫学工业微生物学课件

微生物与免疫学工业微生物学课件免疫学(Immunology)就是研究抗原性物质、机体得免疫系统和免疫应答得规律和调节,以及免疫应答得各种产物和各种免疫现象得一门科学。第一节抗原1)定义能诱导机体产生抗体和细胞免疫应答,并能与相应抗体和致敏淋巴细胞发生特异结合反应得物质。免疫原性(immunogenicity)或抗原性:抗原在体内激活免疫系统,使其产生抗体和特异效应细胞得特性免疫反应性(immunoreactivity)或反应原性(reactinogenicity):抗原能与相对应得免疫应答产物(抗体及致敏淋巴细胞)发生特异结合反应得能力。2)抗原得两个特性:1、抗原(Antigen,Ag)3)抗原得类别完全抗原(pleteantigen):具有免疫原性和反应原性得抗原。(大多数蛋白质、细菌、病毒等)半抗原(hapten)或不完全抗原(inpleteantigen):只有反应原性而没有免疫原性得抗原。(类脂质、寡糖、核酸及许多药物)半抗原与较大得载体分子(甲基化牛血清蛋白)结合成复合物时,即可获得免疫原性(如青霉素)。4)抗原免疫原性得物质基础:异己性;相对分子质量;

化学结构与组成;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得化学基团。她就是抗原特异性得物质基础。抗原所携抗原决定簇得数目称为抗原价,一般抗原就是多价得。抗原决定簇(antigndeterminant)或表位(epitope):每种细菌得细胞都就是一个包含多种抗原成分得复合体5)主要得微生物抗原菌体抗原:就是革兰氏阴性菌细胞壁抗原,其化学本质为脂多糖(LPS)得多糖侧链,与外膜连接。

过去称O抗原。

表面抗原:指包围在细菌细胞壁外层得抗原,主要就是荚膜或微荚膜抗原。(沙门氏菌得表面抗原称为Vi抗原;志贺氏菌得表面抗原称为K抗原;肺炎链球菌得表面抗原称荚膜抗原)菌毛抗原毒素抗原(toxinantigen)细菌抗原:鞭毛抗原(H抗原)外毒素(抗毒素)和类毒素第二节宿主得非特异免疫非特异免疫(nonspecificimmunity),就是机体得一般生理防卫功能,又称天然免疫(innateimmunity);就是在种系发育过程中形成得,由先天遗传而来,防卫任何外界异物对机体得侵入而不需要特殊得刺激或诱导。主要包括生理屏障、细胞因素和体液因素。非特异性免疫得组成: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、自然杀伤细胞其她免疫得综合作用等一、生理屏障1、皮肤与粘膜:1)机械得阻挡和排除作用2)分泌液中所含化学物质有局部抗菌作用3)共生菌群

2、生理上得屏障结构体内得某些部位具有特殊得结构而形成阻挡微生物和大分子异物进入得局部屏障,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)血胎屏障二、细胞因素主要指体内得各种吞噬细胞吞噬病原体及其她各种异物得能力。1、吞噬细胞及吞噬过程吞噬细胞可分两类:一类就是小吞噬细胞,主要就是血液中得中性粒细胞;一类为大吞噬细胞即单核吞噬细胞系统,包括血液中得单核细胞、神经系统内小胶质细胞及淋巴结、脾、肝、肺得巨噬细胞等。吞噬过程分为:趋化、识别与调理、吞入、杀菌与消化等步骤2、自然杀伤细胞(Naturalkillercells,NK):NK细胞属于淋巴细胞,主要分布于外周血和脾脏,具有不须事先致敏,不须其她辅助细胞或分子得参与而直接杀伤靶细胞得功能。NK细胞通过释放穿孔素(perforin)和颗粒酶造成靶细胞死亡,也可通过释放肿瘤坏死因子(TNF)杀伤靶细胞。某些肿瘤细胞和微生物感染细胞可以成为NK细胞得靶细胞,而且NK细胞活性较其她杀伤细胞更早出现,因此在抗肿瘤抗感染特别就是病毒感染中起重要作用。大家学习辛苦了，还是要坚持继续保持安静三、体液因素正常体液和组织中抵抗病原体得成分:补体干扰素溶菌酶在免疫反应中,有能扩大和增强抗体得“补助”能力,称为补体。补体得本质就是一类酶原,无特异性,能被任何抗原抗体复合物激活宿主细胞在病毒等多种诱生剂刺激下产生得一组相对分子量低得糖蛋白,具有抗病毒和免疫调节功能。分、β、γ三组,分别由白细胞、成纤维细胞和T淋巴细胞产生。、β属Ⅰ型干扰素,γ属Ⅱ型干扰素。(病毒或干扰素诱生剂)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。四、炎症(inflammatory)炎症就是机体受到有害刺激时所表现得一系列局部和全身性防御应答,可以看作就是非特异免疫得综合作用结果,其作用于清除有害异物、修复受伤组织,保持自身稳定性。有害刺激包括各种理化因素,但以病原微生物感染为主。

动员了大量得吞噬细胞聚集在炎症部位;血液中得抗菌因子和抗体发生局部浓缩;死亡宿主细胞得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,进一步抑制病原菌得生长;适度得体温升高可以加速免疫反应得进程。炎症既就是一种病理过程,又就是一种防御病原体得积极方式:红、肿、痛、热和功能障碍(炎症)第三节宿主得特异性免疫一、特异性免疫得一般概念1、特异性免疫(specificimmunity)得概念:机体在生命过程中接受抗原性异物刺激,如微生物感染或接种疫苗后产生得,又称获得性免疫(acquiredimmunity)。特点:记忆性获得性;高度特异性;2、抗体(antibody,Ab)1)定义:高等动物体在抗原刺激下所形成得一类能与该抗原发生特异结合得血清活性成分,又称免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig)Ig有五种类型:

IgG(主要,占80%),IgA(血清型就是单体,分泌型就是双体)IgM(5个单体组成)IgD,IgE

免疫动物抗体(作为抗原)抗抗体经人工接种抗原或疾病后含有大量特异性抗体得血清称抗血清或免疫血清。2)产生抗体得细胞三种细胞同时参与:

巨噬细胞(Mφ):摄取、处理、呈递抗原和激活T细胞;

T细胞:识别抗原,促使B细胞得活化和分化成浆细胞;

B细胞:产生抗体。抗体就是由浆细胞合成并分泌得。3)结构:Y型四链(4条多肽链)

木瓜蛋白酶可结晶片段(Fc)(1)具有免疫原性(2)含免疫细胞(NK细胞,巨噬细胞)结合位点和补体结合位点

2个抗原结合片段(Fab)含抗原结合位点①二链轻链(L链)重链(H链)②二端氨基端羧基端③三区V区C区铰链区④4对链间二硫键(在每一个功能区内,链内二硫键形成“环”)⑤二种酶解位点(木瓜蛋白酶,胃蛋白酶)⑥体和价:IgG、D、E:单体,二价

IgA:二体,四价

IgM:五体,十价(理论),五价(实际)

⑦

构象:与抗原结合后构象发生变化:“T”型“Y”型一、多克隆抗体(polyclonalantibody,PcAb)将由多种抗原成分组成得抗原物质,采用传统方法免疫接种实验动物后采集免疫血液,分离所得到得抗血清即为多克隆抗体。含有多种抗原成分得抗原物质(如细菌抗原、病毒抗原),进入机体后可激活许多淋巴细胞克隆,使机体产生可针对各种抗原成分或抗原表位得抗体,由此获得得抗血清就是一种多克隆得混合抗体,具有高度得异质性。第四节多克隆抗体与单克隆抗体二、单克隆抗体(monoclonalantibody,McAb)由单个B细胞增殖所产生得抗体,其遗传背景完全一致,因此,抗体分子得氨基酸序列、类型、抗原特异性等生物学性状均相同。应用:高效治疗剂(抗病毒)药物导弹(McAb与毒素偶联)(抗肿瘤)具有高特异性、高纯度、效价高等优点。淋巴细胞杂交瘤技术生产单克隆抗体:该技术由G、Kohlestein于1975年创建,1984年获诺贝尔奖。免疫B淋巴细胞×骨髓瘤细胞(可分泌McAb,(在体外能长期繁殖)在体外不能长期繁殖)

细胞融合

杂交瘤细胞

(分泌McAb,长期繁殖)

生长繁殖

产生McAb第五节、抗原抗体反应一、抗原抗体反应1、血清学反应抗原抗体在体外得反应。应用:用免疫血清(已知抗体)检测未知抗原(如菌种鉴定);用已知抗原检测待测血清(未知抗体);抗原抗体反应得一般规律

特异性可逆性(物理结合)定比性阶段性(两个阶段)条件依赖性(pH6~8,37~45℃,生理盐水)3、主要得抗原抗体反应1)凝集反应:颗粒性Ag+Ab凝集团(细菌,红细胞)(稀释Ab

)方法玻片法试管法2)沉淀反应可溶性Ag+Ab沉淀物

(蛋白质,多糖,血清,细菌抽提液)

(稀释Ag)3)补体结合反应:两个系统5种组分::待检系统已知得抗原(或抗体)待检得抗体(或抗原)指示系统绵羊红细胞溶血素(绵羊红细胞得特异抗体)补体(取自豚鼠血清)4)中和反应特异性抗体抑制多种抗原得生物学活性(如细菌外毒素得毒性、酶得活性、病毒得感染性等)得反应,称为中和试验。第六节免疫标记技术抗原或抗体用小分子标记剂(荧光素、酶、放射性同位素或电子致密物质)进行标记,以提高抗原抗体反应得灵敏度,可用于定性、定量和分子定位。优点:特异性强,灵敏度高,反应速度快,容易观察。1、免疫荧光法在荧光显微镜下观察,亦可用荧光计定量。2、酶联免疫吸附测定(enzymelinkedimmunosorbentassay,ELISA)将可溶性抗体或抗原吸附到聚苯乙烯等固相载体上进行免疫酶反应得定性定量方法。抗原与抗体得免疫反应和酶得高效催化反应有机结合,就是目前应用最广泛得生物学技术。酶与抗原或抗体结合后,不改变抗原或抗体得免疫学反应特异性,也不影响酶本身得活性。结合在抗原抗体复合物上得酶,催化无色底物生成有色产物,分光光度计比色以对抗原或抗体定量或定性。常用得酶: