第九章遗传和免疫ppt课件

1、.,1,Chapter 8 Infection and Immunity 第八章 传染与免疫,.,2,Key Notes 本章主要内容：,病原体对机体的感染 机体对感染的预防和治疗 免疫技术在微生物学研究中的应用 生物制品及其应用,非特异性免疫 特异性免疫,.,3,Section 1 General 第一节 概 述 传染与传染病 决定传染结局的三大因素 传染的三种可能结局,.,4,基本概念 传染（infection）：是指外源或内源性病原体突破其宿主的免疫防线（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植、生长繁殖或（和）产生酶及毒素，从而引起一系列病理生理的过程。 传染病（in

2、fectious disease）：是一类由活病原体的大量繁殖所引起，可从某一宿主个体直接或间接传播到同种或异种宿主另一些个体的疾病。 病原体（pathogen）：是指能够引起人体或动物体发生传染病的微生物。 条件致病菌（opportunistic microorganisms）：有些病原微生物，在一般情况下不致病，但在某些条件改变的情况下可以致病，称为条件致病菌。,.,5,决定传染结局的三个因素 病原体 宿主的免疫力 环境因素,.,6,毒力（致病力）virulence, pathogenicity ： 病原体致病能力的大小。 侵袭力：病原菌突破宿主防御机能，以在其中进行生长繁殖和实现蔓延扩散

3、的能力。 毒 素 外毒素 内毒素 侵入数量 侵入途径 (消化道、呼吸道、皮肤创口、泌尿生殖道等),病原体因素,.,7,吸附和侵入能力 繁殖与扩散能力 对宿主防御机能的抵抗力,侵袭力的三个方面,.,8,1）吸附和侵入能力： G-菌菌毛粘附于宿主呼吸道、消化道等粘膜 上皮细胞的相应受体。 变异链球菌促使细菌与牙齿表面粘连成菌斑， 使乳杆菌属在菌斑上产生有机酸，导致牙釉质 或牙质脱钙，造成龋齿。 病原菌侵入宿主后，有些在原处生长繁殖并 引起疾病，如， 霍乱弧菌（Vibrio cholerae）; 有些则产生毒素使细胞死亡，造成溃疡, 如 痢 疾志贺氏菌 ( Shigelle dysenteriae）

4、,.,9,2）繁殖与扩散能力 是病原菌引起宿主患病的重要条件 透明质酸酶（hyaluronidase）: 水解结缔组织中的透明质酸，使组织疏松，利于 病菌扩散（链球菌属，葡萄球菌属，梭菌属，肺炎球菌属等）。 胶原酶（collagenase）: 水解胶原蛋白，利于病原菌扩散（产气荚膜梭菌）。 血浆凝固酶（coagulase）: 加速血浆凝固成纤维蛋 白屏障，以保护病原菌免受吞噬（金黄葡萄球菌）。 链激酶 (streptokinase) （溶血链球菌） 卵磷脂酶 (lecithinase): -毒素，水解各种组织细 胞（产气荚膜梭菌， 蛇毒液中也含此酶）。,.,10,3）对宿主防御机能的抵抗力,抵

5、抗宿主吞噬细胞的吞噬，或杀死吞噬细胞 产生荚膜多糖：抗吞噬 产生脂多糖：抗吞噬 产生溶血素： 抑制白细胞的趋化 产生A蛋白或M蛋白： 与抗体结合，抗吞噬 产生攻击素： 抵抗正常血清中的天然抗菌因子,.,11,类毒素：用0.3%0.4%甲醛溶液对外毒素进行脱毒处理后获得的失去毒性但仍保留其免疫原性（抗原性）的生物制品。 抗毒素：用类毒素注射机体后，使机体产生的对相应外毒素具有免疫性的抗体。如白喉类毒素、破伤风类毒素和肉毒类毒素等。,.,12,免疫(immunity)的概念 狭义：是指保护机体不得疾病，尤其是传染性疾病。 广义：是机体的一种针对外源性物 质（包括微生物和大分子物质如蛋白质和多糖）的

6、反应。,.,13,免疫功能,免疫功能,免疫防御（immunologic defence) 免疫稳定 (immunologic homeostasis) 免疫监视(immunologic serveillance),.,14,宿主的免疫力,非特异性 特异性(第三道防线),第一道防线 第二道防线,外部屏障 内部屏障,抗菌物质 吞噬作用 炎症反应 淋巴结的”过滤”作用,体液免疫 细胞免疫,.,15,环境因素,宿主环境 外界环境,先天 后天,自然环境 社会环境,.,16,传染的三种可能结局,隐性传染（inapparent infection）：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，

7、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，因而基本上不出现临床症状。 带菌状态（carrier state）：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，两者长期处于相持的状态。 显性传染（apparent infection）：如果宿主的免疫力很低，或侵入病原体的毒力较强、数量较多，病原体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，于是就出现一系列症状。,.,17,显性传染的分类 按发病时间长短划分 慢性传染（chronic infection） 急性传染（acute infection） 按发病部位划分 局部

8、感染（local infection） 全身感染（systemic infection） 按性质和严重程度划分 毒血症（toxemia） 菌血症（bacteremia） 败血症（septicemia） 脓毒血症（pyemia）,病原体被限制在局部病灶，只有其所产毒素才进入血流而引起全身性症状者。,病原体由局部的原发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。,病原体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。,一些化脓性细菌在引起宿主的败血症的同时，又在其许多脏器中引起化脓性病灶者。,.,18,Section 2 Nonspecific immunity 第二节

9、非特异性免疫 定义：凡在生物长期进化过程中形成的，属于先天即有、相对稳定、无特殊针对性的对付病原体的天然抵抗能力。也称天然免疫或自然免疫。 主要包括： 表皮和屏障结构 吞噬细胞及其吞噬作用 炎症反应 正常体液或组织中的抗菌物质,.,19,表皮和屏障结构 皮肤与黏膜 屏障结构 血脑屏障 血胎屏障,.,20,血脑屏障 The blood brain barrier,.,21,吞噬细胞及其吞噬作用 多形核白细胞 （polymorphonuclear leukocyte，PMN） 巨噬细胞（macrophage M）,.,22,巨噬细胞的主要功能 吞噬和杀菌作用 抗原递呈作用：巨噬细胞通过吞噬、 处理

10、及传递3个步骤，对外来抗原物质进行加工，以适应激活淋巴细胞的需要。 免疫调节作用 抗癌作用,.,23,巨噬细胞吞噬细菌,.,24,巨噬细胞的抗原递呈作用,.,25,免疫调节作用,.,26,.,27,炎症反应（inflammation） 定义：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或全身性防御应答。 既是一种病理过程，又是一种防御病原体入侵的积极的免疫反应。,.,28,正常体液或组织中的抗菌物质 补体（complement）：是指存在于正常人体或高等动物血清中的一组非特异性球蛋白血清蛋白（主要成分是 球蛋白）。 干扰素（inferferons，IFNs）

11、：高等动物细胞在病毒或dsRNA等诱生剂的刺激下，所产生的一种具有高活性、广谱抗病毒等功能的特异性糖蛋白。,.,29,补体的生物学功能 溶解和杀伤细胞功能 中和病毒作用 趋化作用 免疫黏附作用,.,30,溶解和杀伤细胞功能,.,31,补体激活途径,.,32,干扰素的抗病毒作用,诱导物病毒,干扰素释放,干扰素致敏细胞,病毒蛋白质合成停止,.,33,Section 3 Specific immunity 第三节 特异性免疫 定义：个体在其后天活动中接触了相应的抗原而获得的免疫力。也称获得性免疫（acpuired immunity）或适应性免疫（adaptive immunity）。 特点： 生物个

12、体在其后天活动中接触了相应的抗原而获得的 其产物与相应的刺激物（抗原）之间是特异的 包括体液免疫和细胞免疫两个系统 特异性免疫力在同种生物的不同个体间同一个体在不 同条件有明显的差别,.,34,特异性免疫可通过自动或被动两种方式获得,特异性免疫,自动获得,被动获得,天然的：经临床或亚临床感染后获得,人工的：接种死、活疫苗或类毒素后获得,天然的：通过胎盘或初乳自母体中获得,人工的：注入免疫血清、抗毒素或淋巴细胞后获得,.,35,免疫应答（immune response）：指一类发生在活生物体内的特异性免疫的系列反应过程。 特点：识别自我与非自我 特异性 记忆性 三个阶段： 识别阶段 激活阶段 效

13、应阶段,.,36,细胞免疫（cellular immunity） 指机体在抗原刺激下，一类小淋巴细胞（依赖胸腺的T细胞）发生增殖、分化，进而直接攻击靶细胞或间接地释放一些淋巴因子的免疫作用。 体液免疫（humoral immunity） 指机体受抗原刺激后，来源于骨髓的一类小淋巴细胞（B细胞）进行增殖并分化为浆细胞，由它合成抗体并释放到体液中而发挥的免疫作用。,.,37,细胞免疫和体液免疫,.,38,特异性免疫系统 免疫器官 免疫细胞 免疫分子,.,39,免疫器官,中枢免疫器官,外周免疫器官,骨 髓（bone marrow,胸 腺（thymus）,法氏囊（bursa of Fabricius）

14、,脾 脏,淋巴结,.,40,免疫器官,.,41,免疫细胞（immunocyte） 泛指一切具有免疫功能的细胞。 T细胞 B细胞 第三淋巴细胞 第四淋巴细胞,.,42,免疫细胞,淋巴样干细胞,非淋巴样干细胞,造血干细胞,红细胞,血小板,粒细胞,NK细胞,T细胞,B细胞,浆细胞,树突状细胞,巨噬细胞,.,43,免疫分子,膜表面免疫分子,体液免疫分子,膜表面抗原受体,主要组织相容性复合物抗原,白细胞分化抗原,粘附分子,抗体,补体,细胞因子,.,44,与抗原有关的基本概念 抗原：一类能诱导机体发生免疫应答并能与相应的应答产物发生特异性免疫反应的大分子物质。又称免疫原。（immunogen）。 抗原应同

15、时具备两个特性： 免疫原性（抗原性）：刺激机体产生免疫应答能力的特性。 免疫反应性（反应原性）：指能与免疫应答的产物发生特异反应的特性。,.,45,完全抗原（complete antigen） 同时具有免疫原性和免疫反应性的抗原。 半抗原（hapten） 缺乏免疫原性而有免疫反应性的物质。 抗原决定簇（antigenic determinant） 指位于抗原表面可决定抗原特异性的特定化学基团。 抗原结合价（ antigenic valence） 凡能与抗体相结合的抗原决定簇的总数。,.,46,免疫原性的物质基础,相对分子质量大 结构复杂 异物性,.,47,抗体（antibody，Ab） 高等动

16、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性结合的免疫球蛋白。 特点：（1）仅由鱼类以上脊椎动物的浆细胞所产生；（2）必须由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）化学本质是一类具有免疫功能的球蛋白；（5）具有抗原与抗体的双重特性，可作为抗原去刺激异种生物产生相应的抗体，即抗抗体。,.,48,免疫球蛋白（immunoglobulin，Ig） 凡具有抗体活性以及与抗体有关的各种球蛋白，统称为Ig。 包括5类： IgG、IgA、IgM、IgD和IgE,.,49,1、2、3,.,50,.,51,图 示,.,52,.,5

17、3,.,54,抗体的形成,.,55,.,56,T细胞对B细胞的激活,.,57,浆细胞产生抗体,.,58,.,59,.,60,.,61,免疫应答多样性和记忆性产生的机制 克隆选择假说 假说要点 （1）每一个体都含有许多淋巴细胞克隆，每一克隆由一个前体细胞产生，每一克隆能识别不同的抗原决定簇并与之发生反应； （2）抗原选择预先存在的特异性克隆并激活它，使其增殖和分化成效应与记忆细胞。,.,62,.,63,单克隆抗体与淋巴细胞杂交瘤技术 单克隆抗体（monoclonal antibody， McAb） 由单一杂交瘤细胞产生的只针对单一抗原决定簇的高纯度的均质抗体。 淋巴细胞杂交瘤技术 创建于1975

18、年，是生命科学和基础医学研究领域中一次具有重大革命意义的创举。主持该研究的英国学者G.kohler和C.Milstein与另一位杰出的免疫学家M.K.Jerne一起荣获1984年的诺贝尔生理学或医学奖。,.,64,淋巴细胞杂交瘤技术基本原理 利用骨髓瘤细胞缺少次黄嘌呤磷酸核醣转化酶,(简称HGPRT酶)的特点，在培养液中加入次黄嘌岭(hypoxanthine)，氨基碟呤(Aminopterin)和胸腺嘧啶(thymidine)制成选择培养液(简称HAT培养液)。通常细胞的核酸生物合成有主要途径和补偿途径，当氨基碟呤存在时，能够阻断核酸(DNA)合成的主要途径，因此要通过补偿途径合成DNA，这时

19、就需要次黄嘌呤磷酸核醣转化酶(HGPRT酶)利用次黄嘌呤合成DNA或胸腺嘧啶核苷激酶(TK酶)利用胸腺嘧啶核苷合成DNA，在这种情况下，因骨髓瘤细胞缺乏次黄嘌呤磷酸核醣转化酶和胸腺嘧啶核苷激酶，在HAT培养液中迅速死亡，免疫脾细胞虽有HGPRT酶，但因它是一种短命的细胞，在培养液中也只能生存数天而逐渐死亡，只有骨髓瘤细胞与免疫脾细胞融合的杂交细胞获得了骨髓瘤细胞所具有的长命而且繁殖力极强的特征，同时又从免疫脾细胞得到功能性HGPRT酶和TK酶的基因产物，因此，这种杂交细胞能够克服氨基碟呤的阻断作用，通过次黄嘌呤的补偿途径合成DNA，而在HAT选择培养液中生长繁殖。,.,65,过程 应用,.,6

20、6,Section 4 Immunological method and its application 第四节 免疫学方法及其应用 抗原、抗体反应的一般特点 抗原、抗体间的主要反应 免疫标记技术,.,67,抗原、抗体反应的一般特点 特异性 可逆性 定比性 阶段性 条件依赖性,.,68,抗原、抗体间的主要反应 凝集反应（agglutination） 沉淀反应（precipitation） 补体结合试验（complement fixation test，CFT） 中和试验（neutralization test）,.,69,凝集反应（agglutination） 颗粒性抗原（完整的细菌细胞或血细

21、胞等）与相应的抗体在合适的条件下反应并出现肉眼可见的凝集团现象。用于此反应中的抗原又称凝集原，抗体则称凝集素。,.,70,.,71,沉淀反应（precipitation） 可溶性抗原与其相应的抗体在合适条件下反应，并出现肉眼可见的沉淀物现象。,.,72,沉淀反应,.,73,.,74,.,75,.,76,补体结合试验 （comlement fixation test，CFT） 是一种有补体参与，并以绵羊红细胞和溶血素（红细胞的特异抗体）是否发生溶血反应作指示的一种高灵敏度的抗原与抗体结合反应。,.,77,补体结合试验,.,78,中和试验（neutralization test） 由特异性抗体抑制相应抗原的生物学活性的反应。,.,79,免疫标记技术（immunolabelling technique） 将抗原和抗体用小分子的标记剂如荧光素、酶、放射性同位素或电子致密物质等加以标记，借以提高检测灵敏度的技术。 免疫荧光技术（immunofluoresens technique） 免疫酶技术（immunoenzymatic technique） 放射免疫测定法（radioimmuno-assay，RIA） 免疫电镜技术（immuno-electron microscopy，IEM）,.,80,.,81,酶联免疫吸附法 （enzyme linked