第9章传染与免疫.ppt

1、第九章 传染与免疫,非特异性免疫； 特异性免疫； 生物制品及其应用。,第一节 非特异性免疫,免疫：是机体的一种保护性反应，是机体识别和排除抗 原异物，维持机体生理平衡和稳定的能力。包括特异与 非特异性免疫。,免疫的功能：排除与消灭侵入机体中的病原微生物；清除自身损伤和衰老的细胞，维持机体的稳定性；清除体内的异常细胞，发挥免疫监视作用。,一、非特异性免疫：在机体在的长期种系发育和进化过 程中逐渐建立起来的一系列天然防御功能。特点在于： 先天就有、相对稳定、无专一性地对付病原体，也称先 天性免疫。主要包括：,皮肤与粘膜：机械性阻挡和排除作用；腺体分泌物如乳酸、溶菌酶等的抗菌作用；正常菌群的拮抗作用

2、。,屏障结构：包括血脑屏障（软脑膜、脉络丛、脑血管、星状胶质细胞等组成）和血胎屏障（子宫底蜕膜和胎儿的绒毛膜）。前者阻挡病原体及其产生的毒素进入脑组织或脑脊液，后者阻挡病原体进入胎儿体内。,表皮与屏障结构,皮肤表面的细菌,非特异性免疫细胞及其吞噬作用,吞噬细胞：是一类存在于血液、体液或组织中，能进行 变形运动，吞噬、杀死和消化病原体等异常抗原的白细 胞。包括小吞噬细胞（嗜中性粒细胞）和大吞噬细胞 （单核细胞和巨噬细胞）。,嗜中性粒细胞：是一类有分节状细胞核、细胞质内含有 大量的溶酶体颗粒的白细胞，起源于骨髓与血液。,嗜中性粒细胞,单核巨噬细胞：是一类存在于血液、淋巴和多种组织中 的大型单核细胞

3、, 起源于骨髓干细胞。,单核细胞体积较大，蹄状核（左，普通光镜）。透射电镜显示其高尔基体发达、线粒体丰富、胞浆颗粒明显(中）。扫描电镜显示腹腔巨噬细胞粘附于玻璃表面（右）。,巨噬细胞吞噬细菌,主要作用： 吞噬和杀菌作用：利用胞内酶和胞外酶。 抗原递呈作用：通过吞噬、处理和传递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：在抗原的作用下，分泌多种可溶性的活性物质，包括白细胞介素-1、纤连蛋白等，来激活淋巴细胞、杀伤癌细胞等。 抗癌作用：分泌细胞毒素，非吞噬性地杀伤或抑制癌细胞。,体液因素,补体（complement）：是存在于人和动物血清与组织液中 的一组经活化后才具有酶活性

4、的蛋白质。具有增强抗体作 用的辅助功能，所以称为补体。已发现20多种，但主要有 9种，分别为C1-C9，其中C3含量最高，C8-C9最少。,补体来源：由巨嗜细胞和肝细胞分泌而来。,补体的功能：可与抗原-抗体复合物结合，并被激活，参 与破坏或清除已被抗体结合的抗原，促进吞噬细胞的吞噬 和释放组织胺等。,补体的性质：对热不稳定（56oC，30min），紫外线、机 械震荡及化学物质均可破坏补体，室温下补体活性也可减 弱甚至丧失。,补体的激活,在正常生理情况下，大多数血清补体成分以无活性酶 前体的形式存在。但在激活剂的作用下，补体可被激活 补体的激活过程是一系列扩大的连锁反应。激活途径： 包括由抗原-

5、抗体复合物结合C1q启动激活的经典途径 （Classical Pathway-CP）；替换途径（Alternative Pathway-AP）和MBL（甘露糖结合凝集素）激活途径 。,补体C1的构成,经典激活途径（CP）,识别阶段：抗原（Ag）与抗体（LgG和LgM）结合后，抗体构象发生变化，暴露出与补体C1结合的位点。补体亚基C1q首先与抗体结合，然后连续激活亚基C1r和C1s，最终将C1整体激活，并且通过抗体与抗原结合。,补体激活阶段：C1s分解C4产生C4a和C4b， C4b结合到抗原细胞膜上，同时C1整个补体又将C2分解为C2a和C2b。在抗原细胞膜上C4b与C2a结合成复合物C4b-

6、2a（C3转化酶）。C3转化酶直接作用于C3，并形成C3a和C3b，其中C3b与C4b-2a结合成C4b-2a-3b复合物（C5转化酶）。 C5转化酶又作用于C5，使其分解为C5a和C5b。,膜攻击阶段：C5b与C6结合成复合物，并一起结合到抗原细胞膜上，然后再结合C7，形成C5b-6-7复合物，该复合物再结合1个C8分子，此时抗原细胞开始溶解，然后C8分子表面再结合6个C9分子，最终细胞被迅速裂解。,替代途径：不需要C1、C2和C4参与，而是直接激活C3。,D因子（C3PA转化酶原）,C3PA转化酶,B因子（球蛋白）,Ba,Bb,C3,C3-Bb,P因子,P-C3-Bb,C3,C3b,C3a

7、,Bb,P因子,P-C3-Bb,C3,C3b,C3a,(C3b)n-Bb,C5-9,抗原细胞裂解,C3转化酶,稳定C3转化酶,C5转化酶,酵母多糖、脂多糖、IgG、IgA,MBL（甘露糖结合凝集素）激活途径 MBL MASP-1：血清蛋白酶-1 MASP-2：血清蛋白酶-2,MBL,MBL复合物,补体的生物学作用：溶解或杀伤抗原细胞（激活途径）；中和病毒作用（促进抗体-病毒复合物与红细胞结合、阻断病毒对靶细胞的黏附与穿透、提升抗体对病毒的灭活作用）；趋化作用（两个激活途径中产生的游离补体片段C3a、C5a和C567可引导吞噬细胞向抗原集中，便于吞噬）；免疫粘附作用（免疫细胞如淋巴细胞、嗜中性粒

8、细胞、巨嗜细胞等表面均有补体C3b的结合位点，补体-抗体-抗原复合物通过C3b易于与上述细胞结合）；过敏毒素作用（两个激活途径中产生的游离补体片段C3a、C5a 可使嗜碱性粒细胞或肥大细胞释放组织胺，导致组织水肿、过敏休克等现象）；促凝血（C3b促使血小板凝集）,干扰素：是动物细胞在病毒或dsRNA等的刺激下形成的具有高活性、广谱抗病毒等功能的特异性糖蛋白。,干扰素：包括4类，即白细胞干扰素（IFN-）、成纤维细胞干扰素（IFN-）、免疫干扰素（IFN-）和IFN- 。,干扰素功能：抑制病毒增殖、免疫调节、杀伤癌细胞。,干扰素（Interferon, IFNs）,干扰素是由Isaacs 和Li

9、ndenmann于1957年发现的。,干扰素的来源IFN-：主要为白细胞中的单核吞噬细胞产生；IFN-：成纤维细胞产生； IFN-：活化的淋巴细胞产生。,干扰素的诱导过程与作用机制：,病毒,宿主细胞,IFN,抗病毒蛋白AVP,AVP-dsRNA,病毒mRNA,dsRNA,特异性免疫,特异性免疫：是机体针对某一种或某一类微生物或其产物所产生的特异性抵抗力。,特异性免疫的特点：由于特异性免疫是机体在后天活动中获得的，所以也称获得性免疫；特异性免疫力（抗体等）与相应的刺激物（抗原）的结合是特异的；分体液与细胞两种类型；特异性免疫因同种生物的不同个体以及同一个体的不同条件有明显的差异。,特异性免疫包括

10、体液与细胞免疫，前者指利用抗体免疫，后者利用致敏T淋巴细胞进行免疫。,抗原（antigen，Ag）是一类能刺激机体免疫系统诱导免疫应答、并能与应答产物（抗体和致敏淋巴细胞）发生特异性反应的大分子物质。,抗原特性：免疫原性指抗原能刺激机体，最终产生免疫效应物质（抗体或致敏淋巴细胞）的特性；免疫反应性即抗原性，抗原可在体内外与相应的免疫效应物质发生特异性结合的特性。,抗原的分类：（1）完全抗原凡具有免疫原性和免疫反应 性的物质称为完全抗原。（2）半抗原只有免疫反应性而 无免疫原性的物质称为半抗原。,半抗原类型：复合半抗原（无免疫原性但具免疫反应 性，能与相应抗体特异性结合，并产生可见反应，如荚膜

11、多糖）与简单半抗原（无免疫原性与免疫反应性，能与 相应抗体不可见结合，结果阻止完全抗原或复合抗原与相 应抗体结合成可见反应，如荚膜多糖的水解产物）。,细菌抗原：包括菌体抗原-O抗原、鞭毛抗原-H抗原、菌毛抗原、表面抗原-荚膜（K抗原与VI抗原）、外毒素（大多数G+和少数G-细菌分泌的蛋白质）与类毒素（用0.3-0.4%的甲醛处理外毒素，使其失去毒性但保持抗原性）。,半抗原,进入机体,不产生抗体,抗原抗体结合,完全抗原,抗原抗体结合,半抗原,半抗原,蛋白载体,完全抗原,刺激机体,抗体,影响抗原性因素：分子量大于1.0104；组成与结构，一 般地抗原性大小顺序为蛋白质多糖核酸，脂类最弱；异 物性，

12、某种物质若其化学结构与宿主的自身成分相异或机 体的免疫细胞从未与它接触过。包括异种物质，同种异体 物质，自身抗原；具有一定的化学组成和分子结构。,抗原决定簇：指抗原分子中决定抗原特异性的特殊化学基 团。是被免疫细胞识别的靶结构，也是免疫反应具有特异 性的物质基础，也称抗原表位。每个决定簇可以与一个抗 体相结合，抗原表面的决定簇的总数为抗原效价。,交叉反应,共同抗原,共同抗原与交叉反应,共同抗体,共同抗体,凝集反应：颗粒性抗原与相应抗体结合，在一定条件下，出现肉眼可见的凝集物，称为凝集反应。,抗原,抗体,凝集,玻片法：定性试验，常用已知抗体测抗原，常用于病人标本中分离出的细菌鉴定和分型以及人类红

13、细胞ABO血型测定等。,生理盐水+痢疾杆菌,痢疾杆菌 诊断血清,抗体（antibody，Ab）：是人或动物的B细胞在抗原的刺激下转化成浆细胞，并由浆细胞所产生的能与抗原进行特异性结合的免疫球蛋白，用Ig（immunoglobulin)表示。,抗体的特点：仅由鱼以上的脊椎动物浆细胞产生；只有受到抗原刺激后才能产生；能与抗原发生不可逆的特异性结合；本质为球蛋白；具有两面性，也可充当抗原，所以叫抗抗体。,抗体的种类：共5种，包括IgG、IgM、IgA、IgD、IgE，它们的结构相似。,抗体的结构：以IgG的结构为例，Y形结构，Porter1963年提出。,血清IgG抗体分子的基本结构是由四肽链组成的

14、。即：由二条相同的分子量较小的肽链(轻链，L)和二条相同的分子量较大的肽链(重链,H)组成。L与H之间用-S-S-联接。两条H之间也用两个-S-S-联接，形成铰链区。,抗体分区：可变区与恒定区 通过对H链或L链的氨基酸序列比较分析，发现：其N-末端序列变化很大，称此区为可变区（V区）；C-末端氨基酸则相对稳定，变化很小，此区为恒定区（C区）。 可变区：L链N端1/2处（VL）含108-111个氨基酸残基，H链N端1/5-1/4处（VH）含118个氨基酸残基。,氨基端,羧基端,可变区可分为高变区（HVR）和骨架区（FR），高变区为抗体与抗原的结合位置，称为决定簇互补区。,恒定区（constant

15、 region，C区） L链C端1/2处，H链C端3/4-4/5处，331-431个氨基酸残基。在同一种属动物中是比较恒定的，是对抗体进行标记的重要基础。,氨基端,羧基端,抗体的结合价：H链与L链上的可变区决定着抗体的结合价，由于一个抗体有两个抗原结合部位，所以均为二价。,抗体的Fab、Fc、F(ab)2、Fc片段：Fab段(抗原结合片段)；Fc段（可结晶片段）； F(ab)2、Fc不祥。,抗体的功能部位：轻链:VL，CL；重链:VH，CH1，CH2，CH3(IgG、IgA 和IgD)，IgM和IgE多一个CH4 。,CH1,CH2,CH3,CH4,CH1,CH2,CH3,功能区的主要功能：

16、VH和VL - 抗原结合部位； CH1 - 富含脯氨酸，是形成-S-S-的场所； IgG、A和D 的CH2、IgE和M的CH3- 补体C1q结合部位； CH4(IgE) - 结合嗜碱性颗粒细胞； CH3(IgG) - 巨噬细胞的结合部位；,抗体的其它成分：IgA含有J链与分泌片，成分为糖蛋白，IgM上仅有J链。,抗体的分布：IgG主要分布于血清中，占总免疫球蛋白的75-80%，是血清中的主要抗体，也是唯一能通过胎盘的抗体。IgA占总免疫球蛋白的20%，仅次于IgG，婴儿可从母乳中获得。IgM占总免疫球蛋白的10%，在血液中出现最早。IgD占总免疫球蛋白的10%，IgE占总免疫球蛋白的0.002

17、%。,抗体的作用：中和外毒素作用；抗菌作用；凝集作用；调理作用（抗体的Fc片段与吞噬细胞表面的FcR受体结合，有利于吞噬。）；IgA阻止病原菌的粘附作用；抗病毒作用,免疫应答的基本过程（感应阶段、 反应阶段、 效应阶段）。 感应（抗原识别）阶段：是抗原通过某一途径进入机体，并被免疫细胞识别、递呈和诱导细胞活化的开始时期，又称感应阶段。感应阶段主要发生两个重要事件： * 抗原的加工和处理； * T、B细胞特异识别抗原。,免疫应答,淋巴细胞活化阶段：是接受抗原刺激的淋巴细胞活化和增殖的时期，又可称为反应阶段。,抗原清除阶段：是免疫效应细胞和抗体发挥作用将抗原灭活并从体内清除的时期，也称效应阶段。这

18、时如果诱导免疫应答的抗原还没有消失，或者再次进入致敏的机体，效应细胞和抗体就会与抗原发生一系列反应。,2.内源性抗原 内源性抗原是指肿瘤细胞、病毒感染细胞等自行合成的肿瘤抗原或病毒蛋白，在胞浆蛋白酶体酶的作用被降解成长度约为8-13个氨基酸残基的免疫显性肽段，进入内质网，在内质网中与新合成的MHC-分子的抗原结合槽结合成Ag肽-MHC-分子复合物，表达在肿瘤细胞或病毒感染细胞表面供CD8+细胞识别。,外源性抗原和内源性抗原的产生,外源性抗原的加工及提呈过程,内源性抗原的加工及提呈过程,T、B 细胞识别抗原 机体免疫系统存在着为数众多的、具有不同抗原受体的抗原特异性T细胞和B细胞，它们能够对进入

19、机体的各种各样抗原作出相应的特异性识别。T细胞的抗原受体TCR与B细胞的抗原受体BCR识别抗原的方式不同：TCR必须识别由APC提呈的抗原肽-MHC分子复合物，并显示MHC限制性； BCR可直接识别天然抗原分子表面的相应半抗原表位，且不受MHC限制。,也称增殖分化阶段。 是指T、B细胞特异性识别抗原后，在多种细胞间粘附分子协同作用下被活化，增殖、分化，产生效应物质的阶段。该阶段T、B细胞的激活均需接受双信号刺激。 TCR或BCR对抗原的特异性识别 双信号 T或B细胞与细胞表面Ag-MHC的成对黏附,反应阶段,双信号刺激导致TCR或BCR出现适度交联，并在多种膜分子如CD3、CD4、CD8、或I

20、g/Ig、CD21等的参与下，使胞外刺激信号越过细胞膜传入细胞内，诱发一系列胞内酶的磷酸化和去磷酸化，启动胞内多条信号转导途径（如磷脂酰肌醇途径、丝裂原活化的蛋白激酶途径等），促使转录因子（如NF-B、NF-AT等）转位入细胞核，开启有关细胞因子基因、细胞因子受体基因和原癌基因并表达其产物。激活状态的的T或B细胞在这些基因产物的作用下即进入增殖、分化阶段，进而形成免疫效应T细胞和浆细胞。,效应阶段 效应阶段也可称抗原异物清除阶段（在病理免疫中是组织损伤阶段）。是指免疫效应细胞或效应分子发挥效应清除抗原的阶段 。,T淋巴细胞对抗原的识别与应答是由成熟的初始CD4Th1细胞（也称TDTH）和Tc细

21、胞（或CTL）介导的。它们被抗原激活后，增殖分化为效应T细胞（或称致敏T细胞）在清除抗原中发挥重要作用，称这类免疫为细胞（介导的）免疫。,细胞免疫,免疫效应 释放细胞因子直接清除抗原。 集聚单核巨噬细胞和NK细胞到 抗原所在部位。 激活单核巨噬细胞和NK细胞等成为最终的效应细胞。 扩大免疫队伍，放大免疫效应。,生物制品及其应用,人工自动免疫：是给机体输入疫苗或类毒素等抗原物质，刺激机体产生特异性的免疫能力的手段。,人工自动免疫制品：用于预防各类传染病的生物制品。,疫苗：用于预防各类传染病的抗原制剂。菌苗用细菌制成的抗原制剂。包括活疫苗与死疫苗。,1死疫苗：用物理或化学的方法将病原微生物杀死制备而成的制剂，称为死疫苗。包括伤寒、霍乱、百日咳、流脑、乙脑、斑疹伤寒及钩体等疫苗。特点：免疫作用弱，必须多次注射，并且量要大。但易保存。 2活疫苗：用人工变异或从自然界筛选获得的减毒或无毒的活的病原微生物制成的制剂，称为活疫苗，又称减毒活疫苗。包括卡介苗、麻疹、脊髓灰质炎疫苗、风疹等疫苗。特点：免疫作用强，接种量小，一般