《微生物感染与免疫》课件

微生物感染与免疫课程概述课程目标掌握微生物学基础知识学习内容微生物类型、感染机制与免疫应答学习成果第一部分：微生物学基础1认识微生物了解微生物的多样性与特点2生长与代谢微生物如何生长繁殖并获取能量3遗传与变异微生物的遗传物质与变异机制微生物的类型细菌单细胞原核生物病毒非细胞结构，寄生性强真菌单细胞或多细胞真核生物原生动物单细胞真核生物，运动性强细菌的结构细胞壁保护细胞，决定革兰染色性1细胞膜控制物质进出，能量产生场所2细胞质含各种代谢酶和核糖体3核区含环状DNA，无核膜包裹4病毒的结构1包膜某些病毒特有的脂质双层2蛋白质外壳由衣壳蛋白组成，保护核酸3核酸DNA或RNA，携带遗传信息微生物的生长和繁殖细菌的二分裂DNA复制，细胞分裂为两个子细胞适宜条件下可20分钟完成一次分裂病毒的复制周期吸附、穿透、生物合成、组装、释放利用宿主细胞机制复制自身微生物的代谢能量获取光合作用或氧化有机物中间代谢糖酵解、TCA循环等生物合成合成氨基酸、核苷酸等微生物的遗传与变异基因突变DNA序列自发或诱导改变转化吸收环境DNA片段接合细菌间直接基因交换转导病毒介导的基因传递第二部分：感染过程病原体入侵通过各种途径进入宿主定植与繁殖在宿主体内建立栖息地毒力因子释放破坏宿主细胞和组织宿主反应免疫系统激活与应答感染的定义和类型局部感染病原体限于特定部位如脓肿、皮肤感染全身感染病原体通过血液扩散至全身如败血症、病毒性感染感染的途径主要入侵途径：呼吸道（飞沫）、消化道（食物水源）、皮肤（伤口）、黏膜（接触）病原体进入人体的机制黏附通过特异性结构附着于宿主细胞侵入穿透表面屏障进入宿主组织定植在宿主特定部位存活和繁殖扩散通过宿主循环系统播散细菌的致病因素1内毒素革兰阴性菌细胞壁脂多糖2外毒素细菌分泌的高活性蛋白质3酶分解宿主组织促进侵袭4侵袭素帮助细菌穿透组织屏障病毒的致病机制细胞裂解病毒复制导致宿主细胞破裂死亡细胞功能改变干扰宿主细胞正常生理活动免疫病理损伤过度免疫反应导致组织损伤机会致病菌定义与特点正常情况下无害，但在特定条件下致病多在免疫力下降时引发感染常见类型白色念珠菌铜绿假单胞菌肺炎克雷伯菌肺孢子菌医院感染定义住院期间获得的非入院原发感染特点多重耐药，难治疗常见病原体MRSA、CRE、艰难梭菌预防措施手卫生，接触隔离，环境消毒感染的发展过程1潜伏期感染后至症状出现前的时期2前驱期出现非特异性症状3发病期特异性症状明显出现4恢复期症状减轻直至痊愈第三部分：免疫系统概述两大类免疫类型先天性免疫与适应性免疫数万亿免疫细胞数量人体内免疫细胞总数数百种细胞因子参与免疫调控的信号分子免疫系统的组成免疫分子抗体、细胞因子、补体免疫细胞淋巴细胞、吞噬细胞免疫器官中枢和外周免疫器官中枢免疫器官骨髓位于大骨中空腔内造血干细胞发源地所有免疫细胞的起源地胸腺位于胸骨后方，心脏前上方T淋巴细胞成熟场所随年龄增长逐渐退化外周免疫器官脾脏（最大外周淋巴器官）、淋巴结（遍布全身）、黏膜相关淋巴组织（保护黏膜表面）免疫细胞类型中性粒细胞淋巴细胞单核细胞嗜酸性粒细胞嗜碱性粒细胞免疫球蛋白IgG血清中最丰富，能通过胎盘1IgM最早出现的抗体，激活补体强2IgA分泌型，保护黏膜表面3IgE含量极少，参与过敏反应4IgDB细胞表面受体，功能不明5补体系统经典途径抗原-抗体复合物激活替代途径微生物表面直接激活凝集素途径甘露糖结合凝集素识别微生物终末通路形成膜攻击复合物裂解靶细胞细胞因子白细胞介素调节免疫细胞发育和功能干扰素抗病毒，调节免疫应答趋化因子导向免疫细胞迁移肿瘤坏死因子炎症反应，杀伤肿瘤细胞第四部分：先天性免疫物理屏障阻挡病原体入侵化学屏障杀死或抑制病原体细胞屏障识别并清除病原体先天性免疫的特点非特异性对各种病原体有相似反应通过模式识别受体识别病原体不区分不同种类的微生物快速反应无需事先接触抗原发生在感染后几分钟到几小时是机体的第一道防线物理屏障皮肤表皮细胞紧密连接形成屏障呼吸道黏膜纤毛将微生物向外排出消化道黏膜分泌黏液形成保护层化学屏障胃酸低pH环境杀死大多数微生物溶菌酶存在于泪液唾液中，降解细菌细胞壁抗菌肽如defensins，穿孔细菌膜皮脂含抑菌脂肪酸，维持皮肤酸性环境细胞屏障巨噬细胞专职吞噬细胞，组织中长期驻留中性粒细胞数量最多白细胞，快速响应自然杀伤细胞识别并杀伤异常细胞树突状细胞连接先天免疫与适应性免疫炎症反应发热反应发热机制内源性致热原作用于体温调节中枢前列腺素E2升高下丘脑体温设定点产热增加，散热减少生物学意义提高免疫细胞活性抑制某些微生物生长加速炎症反应促进抗体产生第五部分：适应性免疫适应性免疫是对特定病原体的精确反应，包括体液免疫（B细胞）和细胞免疫（T细胞），具有特异性和记忆性适应性免疫的特点特异性针对特定抗原产生特定反应依赖抗原受体多样性可区分相似抗原记忆性首次接触抗原后形成免疫记忆再次遇相同抗原反应更快更强是疫苗有效性的基础体液免疫抗原识别B细胞受体识别抗原B细胞活化抗原提呈给T辅助细胞克隆扩增B细胞大量增殖分化形成浆细胞和记忆B细胞抗体分泌浆细胞大量产生抗体细胞免疫1抗原提呈APCs处理抗原并呈递给T细胞2T细胞活化CD4+和CD8+T细胞识别抗原并活化3效应T细胞生成形成多种功能性T细胞亚群4靶细胞清除CTL识别并杀伤感染细胞抗原提呈过程MHCI类分子表达于所有有核细胞呈递胞内抗原给CD8+T细胞MHCII类分子表达于专职抗原提呈细胞呈递胞外抗原给CD4+T细胞交叉提呈树突状细胞可通过MHCI呈递胞外抗原激活CD8+T细胞对抗胞外病原体T细胞活化一主要信号TCR与MHC-抗原复合物结合二协同刺激信号CD28与CD80/86等分子相互作用三细胞因子信号如IL-2等确定分化方向B细胞活化1抗原结合B细胞表面免疫球蛋白识别抗原2抗原内吞与处理B细胞将抗原内化并呈递在MHCII上3T细胞帮助CD4+T细胞识别抗原并激活B细胞4生发中心反应B细胞增殖、体细胞高频突变、亲和力成熟5分化形成浆细胞和记忆B细胞免疫记忆时间（天）初次免疫应答再次免疫应答第六部分：免疫应答调节免疫耐受对自身抗原无反应免疫抑制降低免疫应答强度免疫增强提高免疫应答效率免疫耐受中枢耐受发生在胸腺和骨髓阴性选择自身反应性淋巴细胞清除外周耐受发生在外周组织无反应性细胞凋亡调节性T细胞抑制免疫抑制生理性抑制调节性T细胞分泌抑制性细胞因子1病理性抑制某些病原体诱导免疫抑制逃避清除2治疗性抑制器官移植或自身免疫病中使用免疫抑制剂3免疫增强佐剂增强疫苗免疫原性如铝盐、油包水乳剂细胞因子调节免疫细胞活性如干扰素、白细胞介素toll样受体激动剂活化先天免疫促进适应性免疫发展第七部分：微生物感染的免疫防御抗细菌免疫以抗体为主，辅以吞噬细胞抗病毒免疫以T细胞和干扰素为主抗真菌免疫以细胞免疫和吞噬为主抗细菌免疫抗体作用中和毒素，阻止黏附，促进吞噬补体激活形成膜攻击复合物溶解细菌吞噬细胞吞噬并消化被抗体包被的细菌细胞免疫对胞内细菌，如结核分枝杆菌尤为重要抗病毒免疫干扰素感染细胞分泌，抑制病毒复制NK细胞识别并杀伤病毒感染细胞CTL特异性识别并裂解感染细胞中和抗体阻止病毒吸附和进入细胞抗真菌免疫模式识别受体识别真菌壁上的β-葡聚糖和甘露聚糖吞噬细胞巨噬细胞和中性粒细胞吞噬并杀伤真菌Th17细胞分泌IL-17，招募中性粒细胞抗体中和毒素，增强吞噬作用抗寄生虫免疫特异性抗体主要为IgE和IgG4中和毒素，包被表面便于吞噬触发抗体依赖性细胞毒性嗜酸性粒细胞释放颗粒中毒性蛋白产生活性氧和一氧化氮分泌细胞因子调节免疫反应第八部分：免疫学应用免疫治疗利用免疫系统治疗疾病免疫诊断基于抗原抗体反应的检测方法3免疫预防疫苗接种预防感染性疾病疫苗灭活疫苗（完整但失活病原体）、减毒活疫苗（减弱毒力活病原体）、亚单位疫苗（病原体成分）、mRNA疫苗（编码抗原的核酸）血清疗法来源获取从已免疫动物或人体获取抗体纯化处理提取特异性抗体并去除杂质应用治疗静脉或肌肉注射到患者体内快速中和立即中和毒素或病原体单克隆抗体1免疫化用特定抗原免疫小鼠2细胞融合B细胞与骨髓瘤细胞融合3杂交瘤筛选选择产生目标抗体的克隆4大规模培养扩增杂交瘤细胞生产抗体5临床应用用于疾病诊断治疗免疫诊断技术ELISA酶联免疫吸附测定免疫荧光荧光标记抗体定位抗原免疫组化组织切片上抗原定位3免疫印迹蛋白分离后特异性检测第九部分：免疫相关疾病过敏性疾病对无害物质的过度免疫反应自身免疫疾病免疫系统攻击自身组织免疫缺陷疾病免疫系统功能不全超敏反应I型速发型IgE介导的肥大细胞脱颗粒过敏、哮喘II型细胞毒型抗体针对细胞表面抗原溶血性贫血III型免疫复合物型抗原抗体复合物沉积血清病、狼疮肾炎IV型迟发型T细胞介导的组织损伤接触性皮炎、结核反应自身免疫疾病系统性红斑狼疮多系统受累，抗核抗体阳性类