第七章水生生物传染与免疫基础

1、第七章 水生生物传染与免疫基础目的与要求通过本章的学习，使学生了解传染过程与免疫机理，免疫系统与病原微生物之间的相互关系，进一步掌握基本概念、基本原理、基本规律和免疫防治方法。传染与免疫是讨论病原微生物与其宿主间的相互关系，它是水产微生物生态学中部分内容的深化和发展。第一节 水生生物的传染一、传染与传染病寄生于生物（包括人）机体并能引起疾病的微生物称为病原微生物或病原体（病原菌）。它包括的范围很广有细菌、放线菌、立克次氏体、病毒和支原体、衣原体、螺旋体及真菌等。传染又称为感染,是机体与病原体在一定条件下相互作用而引起的病理过程。由于病原微生物和机体都具生命力，当病原微生物侵入机体后，双方作用的

2、结果决定了传染病是否发生，此外社会因素和自然因素对这一过程也有很大的影响。如果寄生物长期保持着潜伏状态或亚临床的感染状态，则传染病就不发生；相反，如果环境条件有利于寄生物的大量繁殖，随之产生大量的酶和毒素来损害宿主，并表现为临床症状则宿主就患了传染病。这种由有生命力的病原体引起的疾病就称为传染病。二、决定传染结局的三个因素病原体、宿主和环境是决定传染结局的三个因素。(一)病原体传染能否发生，取决于病原体的毒力、侵入数量和侵入途径。1.毒力又称致病力，是指病原体致病能力的强弱。对细菌性病原菌来说，其毒力就是菌体在宿主体表的吸附，向体内侵入，在体内定居、生长和繁殖，向周围的扩散蔓延，对宿主防御机能

3、的抵抗，以及产生损害宿主的毒素等一系列能力的总和。由于不同细菌在结构、代谢类型、代谢产物以及生长繁殖所需的条件等方面的不同，它们的毒力也差异很大。现把构成毒力的诸因素归结为侵袭力和毒素两方面来讨论。(1)毒素 细菌毒素按其来源、性质和作用不同分为外毒素与内毒素两大类。外毒素 细菌在生长过程中合成并分泌至周围环境中的毒素称为外毒素，如白喉毒素、破伤风痉挛毒素、霍乱毒素等，若干外毒素及作用见表7-1。产生外毒素的细菌主要是革兰氏阳性菌，如白喉杆菌、破伤风杆菌、肉毒杆菌等；也有少数为革兰氏阴性菌，如痢疾志贺氏菌、霍乱弧菌等。外毒素是细菌的代谢产物，其化学组成为蛋白质，可作用于特定的组织器官，其毒性比

4、较强，小剂量即能使易感动物致死。毒性最强的纯化肉毒梭菌毒素1毫克就可杀死两千万只小白鼠。表7-1 几种主要的外毒素及其作用(周德庆,2000年) 细菌名称 外毒素种类 作 用白喉棒杆菌破伤风梭菌肉毒梭菌产气荚膜梭菌艰难梭菌霍乱弧菌产肠毒素大肠杆菌炭疽杆菌蜡状芽孢杆菌铜绿假单胞菌痢疾志贺氏菌l型百日咳博德特氏菌鼠疫耶尔森氏菌金黄色葡萄球菌溶血性链球菌鼠伤寒沙门氏菌白喉毒素破伤风痉挛毒素肉毒毒素(6型)产气荚膜梭菌毒素(10种) 肠毒素细胞毒毒素霍乱毒素产肠毒素大肠杆菌毒素(LT与ST)炭疽杆菌毒素肠毒素(2种)绿脓杆菌外毒素志贺氏菌毒素百日咳毒素鼠疫毒素葡萄球菌肠毒素等红疹毒素等鼠伤寒肠毒素抑制

5、多种细胞的蛋白质合成阻断上下神经元之间正常抑制性冲动传递抑制运动神经释放乙酰胆碱毒索即卵磷脂酶对宿主有致死、皮肤坏死和溶血作用等坏死性肠毒素可引起伪膜性肠炎激活腺苷环化酶促进胞内cAMP升高LT的作用同霍乱毒素ST促使胞内cGMP升高复合致死性水肿一种肠毒素致腹泻，另一种引起恶心、呕吐抑制宿主细胞的蛋白质合成具有细胞毒和肠毒素作用，引起腹泻和全身中毒引起皮肤坏死等作用于全身血管及淋巴管内皮细胞，使其坏死、出血作用于腹腔器官受体，刺激可沿迷走神经传至脑呕吐中枢引起局部或全身性红疹及发热、头痛、恶心、呕吐等内毒素 内毒素是革兰氏阴性细菌细胞壁脂多糖，因在活细菌中不分泌到体外，仅在细菌自溶或人工裂解

6、后才释放，故称内毒素。有关外毒索和内毒素的特性比较见表7-2。表7-2 外毒素与内毒素的比较(周德庆,2000年) 比较项目 外毒素 内毒素产生菌化学成分释放时间致病类型抗原性毒性制成类毒素热稳定性存在状态举例革兰氏阳性细菌为主蛋白质活菌随时分泌不同外毒素不同完全抗原抗原性强强能60一100半小时即破坏细胞外，游离态白喉毒素，破伤风毒素，肉毒毒素，霍乱孤菌肠毒素大肠杆菌肠毒素等革兰氏阴性细菌脂多糖(LPs)死菌溶解后释放不同病原菌的内毒素作用基本相同不完全抗原，抗原性弱或无弱不能耐热性强结合在细胞壁上沙门氏菌、大肠杆菌等革兰氏阴性细菌所产生的内毒素等细菌内毒素检测包括两种方法，鲎试剂法（凝胶法

7、）和光度测定法，后者包括浊度法和比色法。供试品检测时，可使用其中任何一种方法进行试验。当测定结果有争议的时候，除另有规定外，以鲎试剂法结果为准。鲎试剂法的原理：鲎的血液中含有一种变形细胞，其裂解物可与细菌内毒素发生特异性强、灵敏度高的凝胶化反应，用以检测微量的内毒素。鲎试剂法的具体方法很多，有试管法、微量载片法以及灵敏度极高的产色底物法等多种。用鲎试剂法检测内毒素，具有灵敏、专一、准确、简便和快速等优点(见表7-3)，目前已广泛用于临床、制药工业、药品检验等方面。过去用家免试验一般要2-3天才能获得结果，而鲎试剂法只要1小时即可。表7-3 鲎试剂法与其他测定内毒素方法的比较(周德庆,2000年

8、) 方 法 敏感性(ng/m1) 专一性准确性简便性鲎试剂法(凝胶法)鲎试制法(产色底物法)放射免疫测定法家免试验法鸡胚致死法Schwatzman法 011 001 l 2 10 100 优 优 优 良 良 中 良 优 优 良良中 优优中中良良鲎试剂法实际应用很多。如用于临床检验诊断，如脑脊液中内毒素的检出；注射用药剂及其生产用水和材料的检验；用于生物制品及血液制品的检验；食品卫生检验等。类毒素 是细菌的外毒素用0.3-0.4甲醛进行化学脱毒后仍保留着原有抗原性的生物制品。将其注射机体后，具有免疫功能。常用的类毒素有白喉类毒素、破伤风类毒素和肉毒类毒素等。(2)侵袭力 指病原菌突破宿主防线，能

9、在宿主体内定居、繁殖、扩散的能力。构成侵袭力的物质主要有酶、荚膜及其他表面结构物质。细菌的胞外酶 本身无毒性，但在细菌感染的过程中有一定作用，常见种类如下。 血浆凝固酶 大多数致病性金黄色葡萄球菌能产生血浆凝固酶，能使血浆中的纤维蛋白原变为纤维蛋白，导致血浆凝固，以保护病原菌不被吞噬或免受抗体等作用。链激酶 也称链球菌溶纤维蛋白酶，大多数引起感染的链球菌能产生链激酶。其作用是能激活溶纤维蛋白酶原或胞浆素原而使纤维蛋白凝块溶解。因此，链球菌感染由于容易溶解感染局部的纤维蛋白屏障而促使细菌和毒素扩散。 透明质酸酶 也称为扩散因子，可溶解机体结缔组织中的透明质酸，使结缔组织疏松，通透性增加。如化脓性

10、链球菌具有透明质酸酶，可使病原菌在组织中扩散，造成全身性感染。 此外，产气荚膜杆菌可产生胶原酶，使胶原蛋白分解，有利于病原菌在组织中扩散。许多细菌有神经氨酸酶，是一种粘液酶，能分解细胞表面的粘蛋白，使之易于感染。A族链球菌产生的脱氧核糖核酸酶，能分解脓液中的DNA，因此，该菌感染的脓液，稀薄而不粘稠。 荚膜与表面其他结构物质 细菌的荚膜具有抵抗吞噬及体液中杀菌物质的作用。肺炎球菌、A族和C族乙型链球菌、炭疽杆菌、鼠疫杆菌、肺炎杆菌及流行性感冒杆菌的荚膜是很重要的毒力因素。将无荚膜细菌注射到易感的动物体内，细菌易被吞噬而消除，有荚膜则引起病变，甚至死亡。 某些细菌表面的其他结构物质如链球菌的微荚

11、膜（透明质酸荚膜）、M-蛋白质；某些革兰氏阴性杆菌细胞壁外的酸性糖包膜如沙门氏杆菌的Vi抗原和数种大肠杆菌的K抗原等。不仅能阻止吞噬，并有抵抗体和补体的作用。此外粘附因子，如革兰氏阴性菌的菌毛，革兰氏阳性菌的膜磷壁酸在细菌感染中起重要作用。2.侵入的病原菌数量 不同的病原菌有不同的致病剂量，伤寒沙门氏菌引起伤寒症须摄入几亿至十亿个细菌；霍乱弧菌引起霍乱症还要比它多许多倍；毒力完全的痢疾志贺氏菌只要7个菌即可致痢疾。3.侵入途径 除了病原菌的毒力和数量之外，要完成对宿主的传染并引起疾病，还必须有一个合适的侵入途径。(1)呼吸道 结核分枝杆菌、肺炎球菌、白喉棒杆菌、百日咳博德特氏菌以及若干呼吸道病

12、毒等对呼吸道有特异亲和力。(2）消化道 伤寒沙门氏菌、痢疾志贺氏菌、霍乱弧菌、空肠弯曲菌以及若干引起食物中毒的病原菌和肝炎病毒等易侵入消化道。 (3)皮肤伤口 通过皮肤伤口侵入的病原菌有多种。经浅部皮肤伤口侵入的有金黄色葡萄球菌；经深部损伤而侵入的有破伤风梭菌；立氏立克次氏体是通过蜱类叮咬而由皮肤侵入的；狂犬病毒则是疯狗或其他动物咬伤时从伤口带入体内的。(4)泌尿生殖道 淋病奈瑟氏球菌和苍白密螺旋体即“梅毒密螺旋体”等引起性病的病原菌通常是通过泌尿生殖道侵害人体的。近年来性病病原体的范围有所扩大，侵入途径也相应扩大，故已把原来的“性病”改为“性传播疾病”，尤其是70年代起出现的爱滋病(AIDS

13、，其病原体应称作“人类免疫缺损病毒”即HIV )、生殖器念珠菌病、阴道棒杆菌病和嗜血杆菌性阴道炎等多种“第二代性病”，其危害甚大，应注意防治。(5)多种途径 有些病原菌可通过多种途径侵害其宿主，结核分枝杆菌和炭疽芽孢杆菌等可通过呼吸道、消化道和皮肤等多种途径侵害宿主，并引起相应部位或全身性的疾病。(二)宿主的免疫力同种生物的不同个体，当它们与病原菌接触后，有的患病，而有的却安然无恙其原因是不同个体间免疫力的不同。所谓免疫是指机体识别和排除抗原性异物的一种保护性功能，也称免疫力。在正常条件下，它对机体有利，在异常条件下，也可损害机体。(三)环境因素传染的发生与发展除取决于上述病原体的毒力、数量、

14、侵入途径和宿主的免疫力外，还取决于对以上因素都有影响的环境因素。良好的环境因素有助于提高机体的免疫力，也有助于限制、消灭自然疫源和控制病原体的传播，因而可防止传染病的发生或流行。第二节 非特异性免疫上世纪末，微生物学家就已认识到人和动物，在自然或人为条件下，被病原微生物或其毒素感染而引起疾病并获得痊愈以后，如果下次又遇到同种的微生物或其毒素的侵袭，就可以免于再得同样的病或得病的程度比过去或一般人要轻得多，这种对传染病的抵抗力，就叫做免疫力或抗传染免疫。有了这种能力就有了免疫功能，具体地说免疫功能包括：免疫防御；免疫稳定；免疫监视。机体的抗传染能力，除了取决于年龄、营养及状态外，最重要的因素是机

15、体的免疫力。 免疫力分为两大类，即非特异性免疫和特异性免疫（又称获得性免疫）。凡在生物进化过程中形成的天生即有、相对稳定、无特殊针对性的对病原微生物的天然抵抗力称为非特异性免疫或先天免疫。非特异性免疫是机体在长期的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。它的特点是：同一种的所有个体都具有,大多是机体的“常备”因素，因而能迅速发生防御作用；没有专一性，对所有入侵的病原微生物均发生作用。对人和高等动物来说，非特异性免疫主要由宿主的生理屏障、细胞因素、体液因素以及炎症反应等组成。一、生理屏障（一）表面屏障 皮肤与粘膜是宿主对付病原菌的“第一道防线”。它们对于病原微生物具有以下作用：机械

16、的阻挡和排除作用、有局部抗菌作用和正常菌群的拮抗作用。 （二）血脑屏障 主要由软脑膜、脉络丛、脑血管及星状胶质细胞等组成。其组织学部位主要是脑毛细血管的内皮细胞层，它具有细胞间连接紧密、胞饮作用微弱的特点，可阻挡病原体及其有毒产物从血流透入脑组织或脑脊液，从而保护了中枢神经系统。婴幼儿因其血脑屏障还未发育完善故易患脑膜炎或流行性乙型脑炎等传染病。（三）血胎屏障 是由母体子宫内膜的底蜕膜和胎儿的绒毛膜共同组成。当它发育成熟(一般在妊娠3个月后)后，它不妨碍母子间的物质交换，但具有防止母体内的病原体进入胎儿的功能。（四）共生菌群 生物的体表及与外界相通的腔道中，都存在着不同种类和数量的微生物。这些

17、微生物通过在表面部位与病原菌竞争必要的营养物或产生抑制物，从而抑制具有疾病潜能的微生物的生长。二、细胞因素当病原体一旦突破了上述“第一道防线”即屏障结构后，就遇到了宿主的非特异性免疫系统即“第二道防线”。 “第二道防线”主要指具有吞噬功能的吞噬细胞，其中白细胞的种类最多，担任着各种免疫功能，因此被称为机体的“白色卫士”。现把各类白细胞形态，各种白细胞的特点总结出来(见图7-1，表7-4)。 图7-1 各种白细胞的形态(周德庆,2000年)(a)嗜中性粒细胞 (b)单核细胞 (c)浆细胞 (d)淋巴细胞表7-4 白细胞的种类及其特点(周德庆,2000年) 名 称 形 态 存在部位 功 能 来 源

18、含量(个/ml)多形核白细胞类嗜中性粒细胞嗜碱性粒细胞嗜酸性(伊红)粒细胞裂片状核裂片状核，细胞质中颗粒多裂片状核，有橙色染色颗粒循环系统，少数在组织中循环系统循环系统吞噬释放组胺与5一羟色胺控制炎症反应骨髓干细胞骨髓千细胞骨髓干细胞30006750 4050 100300单核细胞类单核细胞巨噬细胞(游离态）组织细胞(固定在组织中)单核，富含细胞质，颗粒少单核，富含细胞质单核，富含细胞质循环系统全身各组织全身各组织吞噬，形成巨噬细胞吞噬，去除细胞残片吞噬，去除细胞残片骨髓干细胞单核细胞单核细胞150l70淋巴细胞类淋巴细胞（B、T细胞) 浆细胞单核，细胞质少单核，卵形淋巴样组织、脾、胸腺和循环

19、 系统淋巴样组织参与免疫应答合成抗体台成抗体淋巴样器官，骨髓干细胞B淋巴细胞B淋巴细胞10002700 人类吞噬细胞包括小吞噬细胞和大吞噬细胞。前者主要指中性粒细胞，后者指单核细胞和巨噬细胞。当微生物侵入机体局部组织后，该处存在的吞噬细胞就对它们进行吞噬消化，少量未被吞噬的病原微生物，可进一步被淋巴结、肝脏、脾脏和骨髓等处的吞噬细胞所吞噬消化。其中淋巴细胞因其功能属于特异性免疫范畴。故放在第三节中讨论，现对其他两类主要白细胞的功能简单介绍。(一)嗜中性粒细胞及其功能嗜中性粒细胞是一种数量最多的小吞噬细胞。它们在骨髓中成熟并释放至血液中。当急性感染时，嗜中性粒细胞急剧增加，它们可以穿越血管壁，发

20、挥其吞噬功能。其过程有趋化、调理、吞入、杀灭四个阶段（见图7-2）图7-2 多形核粒细胞的吞噬作用(周德庆,2000年)(二) 巨噬细胞及其功能巨噬细胞是一种位于组织内的白血球，由单核细胞发育而成，成熟后体积较大(人类巨噬细胞的直径可达20-80um)。它们的主要功能是以固定细胞或游离细胞的形式对细胞残片及病原体进行噬菌作用（即吞噬以及消化），并在协同T、B淋巴细胞参与特异性免疫反应及其在抗感染、抗肿瘤等方面都有着重要的作用。巨噬细胞在免疫过程中主要有以下几种生物学作用。1.吞噬作用 巨噬细胞有很强的吞噬杀伤能力，可非特异性吞噬杀伤多种病原微生物。巨噬细胞也能清除体内衰老损伤细胞，参与免疫自稳

21、作用。巨噬细胞的吞噬作用与上述嗜中性粒细胞相仿，也经过趋化、调理、吞入和杀灭四个阶段。2.抗癌作用 在动物实验中，它对癌细胞的杀伤可通过吞噬、抑制或溶解等方式进行。卡介苗、小棒杆菌、若干多糖类物质和中药等都可提高巨噬细胞的数量和吞噬力，能促进抗癌作用。3.参与免疫应答 巨噬细胞可通过吞噬、处理及传递三个步骤，对外来抗原物质进行加工，以适应激活淋巴细胞的需要。在特异性免疫应答中，绝大多数TD抗原（胸腺依赖抗原）都需经巨噬细胞吞噬和加工处理，并与其表面的MHC分子形成抗原肽-MHC复合物，表达在细胞膜表面，提呈给淋巴细胞。巨噬细胞表面有很多黏附分子，如B7分子、细胞间黏附分子1（ICAM-1）、L

22、FA-3等，可分别与淋巴细胞表面的协同刺激分子受体CD28、CD11（LFA-1）和CD2（LFA-2）结合，产生协同刺激信号，诱导淋巴细胞的活化，启动免疫应答。4.分泌可溶性活性物质 在特异性免疫应答中，巨噬细胞可分泌释放多种细胞因子，参与免疫调节。 （1）白细胞介素：IL-1等。 （2）干扰素（IFN）、肿瘤坏死因子（TNF）、前列腺素（PGE）等。 （3）补体成分：B、D、P、H因子、C3b抑制物等。 （4）凝血因子、组织修复再生因子及酶：成纤维细胞刺激因子、血管生成因子、弹性蛋白酶、胶原酶等。三、体液因素在正常的体液和组织中含有多种杀伤或抑制病原体的物质(见表7-5)，这些物质对病原菌

23、的直接杀灭作用并不强大，但却能配合免疫细胞、抗体或其他防御因子，使它们发挥较强大的免疫力。主要有补体系统、溶菌酶和干扰素、乙型溶素等。表7-5 正常体液和组织中的抗菌物质(周德庆,2000年) 名 称 主要来源 化学性质 作用范围补体溶菌酶乙型溶素a、口干扰素吞噬细胞杀菌嚣组蛋白白细胞素血小板素正铁血红素精素、精胺碱乳素血清吞噬细胞的溶酵体、泪液，唾液，乳汁血清淋巴细胞、巨噬细胞和各种体细胞嗜中性粒细胞淋巴系统嗜中性粒细胞血小板红细胞胰、肾、前列腺乳汁球蛋白碱性多肽碱性多肽精蛋白碱性多肽碱性多肽碱性多肽碱性多肽含铁卟啉碱性多肽蛋白质革兰氏阴性细菌革兰氏阳性细菌革兰氏阳性细菌病毒，肿瘤细胞革兰氏

24、阴性细菌，少数革兰氏阳性细菌革兰氏阴性细菌革兰氏阳性细菌革兰氏阳性细菌革兰氏阳性细菌革兰氏阳性细菌，结核杆菌链球菌等革兰氏阳性细菌(一)补体补体不是一个单一物质，而是存在于正常人和动物血清中的具有酶活性的一组20种余球蛋白组成的酶反应系统。因其在抗原抗体反应中，有补充抗体的能力称为补体。主要是及球蛋白。一般情况下，补体在体液中以无活性的酶原状态存在，当抗原与特异性抗体结合为抗原抗体复合物时，抗体构象发生变化，暴露出补体结合位点，从而激活补体，激活后的补体攻击侵入细胞导致细胞溶解。补体的作用无特异性，对任何抗原抗体复合物都能发生反应。补体有以下作用溶解或杀伤细胞：霍乱弧菌与相应抗体结合并激活补体

25、后，最易发生溶菌反应。肿瘤细胞在抗体单独存在时，几乎不受影响，但加入补体后，可使肿瘤细胞死亡。增强吞噬：抗原抗体复合物或与补体成分结合的细胞，具有黏附红细胞的能力，形成较大的颗粒，有利于细胞吞噬作用的发挥。趋化作用：补体在激活过程中释放出某些物质，其具有对中性粒细胞和巨噬细胞的阳性趋化作用，能吸引吞噬细胞向病原体入侵部位移动、集中，对入侵的病原体进行吞噬。 补体在血清中的含量不因免疫接种而增加，其性质不稳定，一般在室温下放置数天或56下30分钟即可失活，冰冻干燥可长期保存。许多理化因素如紫外线照射、机械振荡、酸、碱、乙醇等均可破坏补体。补体由巨噬细胞、肠道上皮细胞及肝、脾细胞所产生。

26、在实验室中所需的补体通常取自豚鼠血。(二)干扰素1.干扰素概述 干扰素是宿主细胞在病毒等多种诱生剂的刺激下产生的一类相对分子量低、具有高活性、广谱抗病毒等功能的特异性糖蛋白。目前所知道的人干扰素分为干扰素(白细胞干扰素)、干扰素(成纤维细胞干扰素)和干扰素(免疫干扰素或型干扰素)三种。虽然三者的理化性质不同，但它们都具有抑制病毒的复制；增强NK细胞杀伤被病毒感染的细胞；抑制癌细胞的分裂，增强机体抗肿瘤的免疫力；活化单核巨噬细胞，促进T、B淋巴细胞(简称T、B细胞)分化，激活中性粒细胞和NK细胞等功能。2.干扰素的特性 干扰素的分子量约为2×104Da，其生物学活性极高，1mg纯干扰素

27、约有10亿个活性单位。据估计，10个以下或甚至只要1个干扰素分子就可使1个细胞产生抗病毒功能。干扰素对热较稳定，37时24h不丧失活性，在pH为2-11的范围内不变性，对紫外线敏感，但在体内维持的时间较短。干扰素具有以下的特点：干扰素的抗原性很弱，因而不会刺激机体产生抗体并与之结合；干扰素的作用没有特异性，抗病毒范围广，由一种诱导剂产生的干扰素可抑制很多种病毒的生长、增殖；干扰素对宿主细胞的保护作用有种属特异性；干扰素不直接作用于病毒本身，本身并无防御作用，但它能使细胞合成抗病毒蛋白质，在其作用下，病毒的信使RNA不能与核糖体结合，因此无法合成病毒蛋白质，从而减少了新病毒合成。并不是只有病毒才

28、能诱生干扰素。能诱生干扰素的物质很多，它们被称干扰素诱生剂。如各种活的或灭活的病毒，包括含RNA或DNA的各种动物病毒、植物病毒、昆虫病毒和真菌病毒；人工合成的双链RNA如聚次黄嘌呤核苷酸、聚胞嘧啶核苷酸；在细胞内繁殖的各种微生物如细菌、立克次氏体、支原体、衣原体和若干原生动物(弓形体、疟原虫)等；微生物产物如细菌的脂多糖和真菌多糖等；多聚物如多羧基聚合物(吡喃、聚丙烯酸等)、聚硫酸盐和聚磷酸盐等；低分子物质如环己亚胺、卡那霉素；细胞有丝分裂素如植物血凝素(PHA)、伴刀豆球蛋白A(ConA)和葡萄球菌肠毒素A等；特异性免疫诱导（可诱生干扰素）。在以上八类干扰素诱生剂中，前两类的诱生能力为最强

29、。3.干扰素的作用机制干扰素的诱导过程和作用机制较为复杂。其全过程可见下图7-3。 图7-3 干扰素的诱生及其作用示意图(周德庆,2000年)由上图可知，干扰素是脊椎动物细胞所产生的防御外来异物入侵的物质，它与脊椎动物个体的免疫系统有区分的另一类免疫防御系统。当然，干扰素系统是以细胞为单位，并没有组织与细胞水平上的严格分化；干扰素的诱生剂主要是双链核苷酸，其反应产物(干扰素)与刺激原(诱生剂)之间并无特异性，且作用时间短，一般不存在回忆反应。现将人的干扰素系统与免疫系统的比较列在表7-6中。表7-6 人的干扰素系统与特异性免疫系统的比较(周德庆,2000年) 比较项目 干扰素系统 特异性免疫系

30、统 功能水平 生理功能 功能细胞 作用时间 特异性 刺激原性质 回忆反应 恬性表达 两系统关系表现为细胞水平的反应性对细胞有自我稳定、防御及监视作用所有细胞都具备短(仅几天)对刺激原呈非特异性反应高分子或低分子物质均可无(干扰素例外)通过细胞基因组表达的产物而发挥其活性关系密切主要表现为个体水平的反应性对个体有自我稳定、防御及监视作甩主要为免疫活性细胞所具备长(数月、数年甚至终生)对刺激原呈特异性反应高分子物质尤其是蛋白质有通过细胞基因组表达的产物而发挥其活性关系密切目前，人的、干扰素已用于临床。人干扰素可用人血白细胞或无限繁殖的一种类淋巴细胞来制备；人干扰素可用人成纤维细胞来制备。在防治病毒

31、感染和抗肿瘤方面，是一条新的途径。猴的干扰素已用于治疗人的痘苗性角膜炎、流感等。但干扰素普遍都有毒性而部分则有抗原性，故临床应用受到了一定的限制。干扰素的基因工程已获得成功，在病毒性疾病的治疗上具有广阔的前景。（三）溶菌酶 溶菌酶是一种不耐热的碱性蛋白质，它广泛存在于眼泪、唾液、鼻涕、乳汁、肠道、心、肝、脾、肾以及吞噬细胞的溶酶体颗粒中。溶菌酶能水解革兰氏阳性细菌细胞壁中乙酰葡糖胺和乙酰胞壁酸分子之间的连接，使细胞壁受损伤而崩解。当抗体、补体和溶菌酶三者共存时，溶菌作用更为显著。 四、炎症反应炎症是机体受到有害刺激时所表现的一系列局部或全身防御性应答，可以看作是非特异性免疫

32、的综合作用结果，其结果是清除有害异物、修复受伤组织、保持自身的稳定。炎症发生的原因有多种，主要以病原微生物引起的感染为主。人或高等动物因感染病原体而引起炎症反应，是宿主对病原体的非特异性免疫机制之一，有着积极的意义。多种因素集中在一起，使炎症部位有了红、肿、热、痛和机能障碍等五种明显症状。在炎症后期，形成了含血清、细菌、死细胞和白细胞的浓缩物，这就是脓。炎症既是一种病理过程，又是一种防御病原体的积极方式。这是因为动员了大量吞噬细胞聚集在炎症部位；血流的加速使血液中的抗菌因子和抗体发生局部浓集；死亡的宿主细胞的堆积可释放出抗微生物的物质；炎症中心氧浓度的下降和乳酸的累积，有利于抑制多种病原菌的生

33、长；炎症部位的高温还可降低某些病原体的繁殖速度。第三节 特异性免疫特异性免疫是相对于非特异性免疫而来的。其特点：是生物后天获得，故又称获得性免疫；有针对性的(即特异的) ；包括体液免疫系统和细胞免疫系统；同种生物的不同个体间或同一个体在不同条件下有很犬的差别。 特异性免疫力可通过以下两种方式获得：自动获得和被动获得。由主宰或执行机体免疫功能的器官、组织和细胞所组成的一个系统称为免疫系统。此系统中各组成部分的存在和功能正常是维持机体免疫功能稳定性的基本保证，任何一方异常，均可导致免疫功能的紊乱或不全，发生与免疫有关的疾病。免疫系统主要包括免疫器官、免疫细胞和免疫分子三部分。一、水生生物免疫系统（

34、一）免疫器官免疫器官可按其功能的不同而分为中枢免疫器官和外周免疫器官两大类。中枢免疫器官包括骨髓、胸腺和类囊组织。骨髓是形成各类淋巴细胞、巨噬细胞和各种血细胞的场所。骨髓中的多能干细胞具有很大的分化能力，主要可分化成髓样干细胞和淋巴干细胞。一般认为，人类或哺乳动物的骨髓是B细胞的成熟场所。但是鱼类没有骨髓，红细胞、淋巴细胞等主要由肾脏和脾脏产生，在肝脏、胰脏、肠系膜和生殖腺等组织中发育到一定阶段后进入血液循环，并继续发育。1.中枢免疫器官中枢免疫器官又称一级免疫器官，是免疫细胞发生、分化和成熟的场所。（1）胸腺 鱼类的胸腺位于鳃盖骨背联合处的皮下，呈一对卵圆形的薄片组织，为鳃室粘膜所覆盖，与咽

35、囊上皮结合在一起由胸腺原茎发育而成。因为鱼的种类不同，胸腺的位置及其形状也有所不同。胸腺是由胸腺细胞、原始淋巴细胞和结缔组织组成的致密器官，其外围包有一层被膜，其间有一些小孔，直径15-20微米，小孔的作用尚不明了。M.Ghilamonozy(1984)认为这可能是抗原进入胸腺的一个通道。Ellic等（1976）曾采用墨汁注射鱼体，随即迅速为血液、心脏、肾脏、脾脏中的吞噬细胞所吞饮，但在胸腺组织中则丝毫不进入。这说明真骨鱼类的胸腺也存在具有选择性渗透作用的特殊血管内皮细胞。在哺乳动物中，胸腺的退化大约在性成熟时期，在鱼类也存在这一现象。鱼类的胸腺也受年龄的影响，幼年鱼的胸腺组织切片可见有大量的

36、有丝分裂的胸腺细胞，而在性成熟期则很少见到有丝分裂。在鲑鱼孵育后的几星期内，胸腺的发育比其他淋巴组织和身体的其他组织都要快。在2月龄时，胸腺的发育，相对体重而言达到了最高峰，以后随着年龄的增长，其发育速度则相对减慢。孵育后2-3月龄，胸腺的淋巴细胞大量增殖，并迁移到外周淋巴组织中去。此后，胸腺组织的有丝分裂就减弱了，至第9月龄时，胸腺出现了退化现象。除胸腺和肾脏外，其他淋巴器官的发育是与体重增加相一致的。低等的真骨鱼，性成熟时即已退化，但在高等真骨鱼中，则在性成熟后还可存在数年，甚至还能继续生长。鱼类胸腺中的淋巴细胞运行的方向也是单向性的，将鲽鱼的神经淋巴管中的淋巴细胞取出，在体外经过放射标记

37、，再输入到同一鱼体内，结果观察到这些淋巴细胞游走入肾脏、肝、脾和鳃等大多数器官，但不进入胸腺。2.外周免疫器官外周免疫器官是成熟的T、B淋巴细胞等免疫细胞定居的场所，也是产生免疫应答的部位。有淋巴结、脾及与黏膜有关的淋巴组织和皮下组织等。又称“外周淋巴器官”、“二级淋巴器官”。淋巴细胞活化、增殖、分化和定居的场所，也是免疫反应进行的场所。包括肾脏、脾脏、淋巴结，咽扁桃体、阑尾、肠集合淋巴结以及消化道及呼吸道黏膜的许多分散的淋巴小结和弥散淋巴组织。脾脏是T淋巴细胞和B淋巴细胞定居和增殖的场所，提供特异性细胞免疫。（1）肾脏 真骨鱼的肾脏位于腹膜后，脊椎腹面，通常达体腔全长。呈浅棕色或深棕色、甚至

38、黑色。肾脏主要分为前肾与后肾两部分，胚胎时期前后肾均为成对的结构，但在成鱼中，其形状则因种类不同而有所差异，自鮟鱇的两个分开的器官，经各种不同程度的相互连接，至鲑鱼完全融合为一个器官不等。真骨鱼肾脏是一个混合器官，包括有造血组织、网状内皮组织、内分泌组织和排泄组织。承担免疫学功能的主要是前肾组织，而后肾主要承担排泄功能。前肾主要为造血组织，由网状内皮细胞及其支架构成，其间充满血母细胞，它们位于血窦的内壁。肾门静脉血流经这些血窦，过滤衰老细胞，补充新的细胞。肾造血组织中嵌有司登尼氏小体和相当于肾上皮质及髓质的肾组织，主要由黑色素巨噬细胞组成，称为黑色素巨噬细胞中心。这种结构在哺乳动物中是没有的。

39、它的作用主要是吞噬来自血流中的异源性的物质，包括微生物、自身衰老细胞以及细胞碎片等。肾脏中含有大量的淋巴细胞和浆细胞，是抗体产生的主要器官。（2）脾脏 脾脏是在真骨鱼中唯一发现的淋巴样器官。它们于胃弯或肠曲附近，通常为一个，但在某些鱼类中，可分裂为两个或两个以上的小脾。健康的鱼的脾脏棱角分明、暗红或黑色，脾被膜有弹性。大多数鱼类的脾脏主要由椭圆体、脾髓及黑色素巨噬细胞中心组成。椭圆体是由小动脉分支形成的厚壁的滤过性的毛血管组成。管内含有巨噬细胞，主要起吞噬和滤过作用。脾髓主要由嗜银纤维的支持组织和吞噬细胞构成。脾脏中含有许多黑色素巨噬细胞中心，其作用类似肾脏，对血流中携带的异物有很强的吞噬能力

40、。脾脏中含有大量的淋巴细胞，与此鱼类的体液免疫有关。（二）免疫细胞免疫细胞的涵义很广，包括各类淋巴细胞(T、B、D、K和NK等细胞)、单核细胞、巨噬细胞和粒细胞等一切与免疫有关的细胞。而免疫活性细胞则仅指能特异地识别抗原，即能接受抗原的刺激，并随后进行分化、增殖和产生抗体或淋巴因子，以发挥特异性免疫应答的一类细胞群。T淋巴细胞和B淋巴细胞是最主要的免疫活性细胞。近年来，陆续发现K、NK、N和D细胞也参与免疫应答，因此免疫活性细胞的范筹有所扩大。此外，由于单核吞噬细胞既参与非特异性免疫，又在特异性免疫的形成过程中发挥重要的作用，因此，也有人将它列入免疫活性细胞的范围。1.淋巴细胞 淋巴细胞的形态

41、与整个脊椎动物门的其他动物的淋巴细胞非常相似。鱼类淋巴细胞根据形态通常分为大淋巴细胞和小淋巴细胞，但实质上这两类淋巴细胞在潜能上并无差异。小淋巴细胞的平均大小在不同的鱼类中有所不同，在鲽鱼中其平均直径为4.5微米，在金鱼中为8.2微米，在人体内则为6.0微米。细胞核几乎占据了整个胞浆。鱼类淋巴细胞的数量较哺乳动物明显增多，例如鲽鱼为每平方毫米48×108个，而人则有48×103个。(1)淋巴细胞的来源 鱼类淋巴细胞主要来源于胸腺。Turpent（1973）采用三倍体蛙胚胎和二倍体蛙胚胎之间交互进行未分化胸腺原基的移植试验，由这些胚胎发育而成的蛙体的90以上的淋巴细胞的染色体

42、数与胸腺原基均相同。这充分说明了在低等动物中，胸腺器官是整个淋巴细胞群的主要发源地，而不象哺乳动物那样，由骨髓干细胞而来。除了胸腺之外，肾脏也是产生淋巴细胞的主要器官。脾脏的淋巴细胞数目较小，在淋巴细胞的生成中，可能处于次要地位。在硬骨鱼中，如虹鳟和鲤，其血流中淋巴细胞出现的时间与淋巴细胞器官的形成是一致的。随着胸腺内细胞的大量分化，血中和肾脏中同时出现淋巴细胞，然后肾脏迅速形成含大量的淋巴细胞的器官，脾脏则较晚（见表7-7）。淋巴细胞出现分化的确切时间在各种鱼类中有所差异，这也与鱼类的生长发育的速度有关。孵育前后正好是小淋巴细胞形态成熟的时间。表7-7 三种鱼类在发育的淋巴样器官中出现淋巴细

43、胞的时间（天）(周兰,2004)鲑鱼（47）虹鳟（14）鲤（22）胸腺孵育前22天孵育后35天孵育后5天血液孵育前14天孵育后56天孵育后78天肾脏孵育前14天孵育后56天孵育后78天脾脏孵育后14天孵育后21天孵育后89天（2）淋巴细胞的分群 在哺乳动物中，淋巴细胞分为T淋巴细胞和B淋巴细胞。鱼类的淋巴细胞是否存在异质性问题，早在上个世纪七十年代就提出来了。切除鱼类的胸腺后，血液中淋巴细胞数量大大减少了，但血清中仍有免疫球蛋白。通过大量的科学试验证明，鱼类具有类似哺乳动物的T淋巴细胞和B淋巴细胞。 Lobb等（1982）、De Luea等（1983）采用单克隆抗体技术，再一次证明了鲑鱼、斑点

44、叉尾鮰和鲤均具有这两类淋巴细胞。但是应该看到，鱼类的两类淋巴细胞毕竟不象哺乳动物那样有截然不同的特性和标志。利用膜表面受体作为区别鱼类的T淋巴细胞和B淋巴细胞是不行的，因为鱼体的大多数淋巴细胞包括胸腺淋巴细胞在内的表面都具有膜表面球蛋白。（3）淋巴细胞的趋向性 根据鲽鱼的某些试验表明，鱼类的淋巴细胞也有辨识和游走入某些特定组织中的能力。小淋巴细胞是游走入肾脏和脾脏的淋巴细胞组织，但不能进入胸腺。当这些细胞滞留于肾脏和脾脏时，能够利用标记物氧化尿苷合成RNA中。大淋巴细胞和小淋巴细胞均能游走入包括脾脏红髓在内的非淋巴组织中，但并不将标志物结合入RNA中。这些结果表明至少有两群游走方式不同的淋巴细

45、胞。（4）淋巴细胞的寿命 鱼类的淋巴细胞的寿命，目前尚未引起注意。2.吞噬细胞：采用微粒碳液对虹鳟进行腹腔注射，可以证明虹鳟的主要吞噬器官是肾脏、脾脏和心包膜。鱼类吞噬细胞也象哺乳动物一样，分为游走的吞噬细胞和固定的吞噬细胞。包括造血器官中的单核细胞、血流中的淋巴细胞及单核细胞、疏松结缔组织中的巨噬细胞、肾脏和脾脏中的固定巨噬细胞以及心房中的固定的巨噬细胞。真骨鱼类的肝脏中基本无吞噬细胞和滤过作用，而主要是通过肾脏和心房来承担。值得注意的是，真骨鱼类的吞噬细胞不论是固定还是游走的，一旦满载吞噬物即形成聚集体。这些聚集体通常见于造血组织中的黑色素巨噬细胞中心，也可见于慢性炎症损害灶内及其附近一带

46、，并且往往含有色素。聚集体内的色素是否纯粹来自于外界，尚不清楚。在聚集体周围通常为淋巴细胞所包围，这可能与防御有关，另一方面也与免疫有关。3.自然杀伤细胞 鱼类中存在着自然杀伤细胞（NK细胞）。来自虹鳟和鲑的前肾、脾脏和末梢血液中的自然杀伤细胞可直接杀伤鱼体内的各种靶细胞，甚至对感染传染性胰脏坏死病病毒的细胞也显示出伤害活性。鱼体内的自然杀伤细胞可根据大小、形态与淋巴细胞区别开来。用单克隆抗体对自然杀伤细胞的受体分析结果表明，肾脏中的25-29%的细胞、脾脏中的42-45的细胞、末梢血液中的2.5细胞具有这种特性。4.K细胞 即杀伤细胞，占人外周血中淋巴细胞总数的5-10，其表面特征及免疫效应

47、等方面均不同于T细胞、B细胞。它能专一地杀伤被lgG抗体所覆盖前靶细胞。K细胞与靶细胞的作用是非特异性的。由于这种杀伤作用要以特异性的抗体作媒介，故它是一种抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用。K细胞的细胞毒作用效应很高，它可在体内仅有微量特异性抗体时就发挥对靶细胞的杀伤作用，例如对不易被吞噬的寄生虫等大型病原体、恶性肿瘤细胞、受病毒感染的宿主细胞或同种移植物等的杀伤作用。（三）免疫分子免疫分子主要指抗原及抗体，是现代分子免疫学的主要研究对象，近年来有关研究进展迅速、影响巨大。自从上世纪末Emil von Behring发现抗体以来，历经对抗原特性的研究，对抗体形成克隆选择学说的提出，对抗体分子及其

48、酶解片段分子结构的研究及提出的抗体结构多样化的基因结构理论等的重大发展阶段，使得免疫分子的研究已成为现代免疫学甚至现代生命科学中发展最快、影响最大的领域之一。1.抗原凡是能刺激机体产生抗体或致敏淋巴细胞并能与之结合引起特异性免疫反应的物质，叫抗原（Ag）。因此抗原必须具有两种性能，即免疫原性和反应原性。免疫原性就是指激发免疫活性细胞产生动物抗体或致敏淋巴细胞的性能。反应原性就是指与相应的抗体或致敏淋巴细胞发生特异结合产生反应的性能。凡同时具有以上两种性能的称免疫原或抗原，只有反应原性而无免疫原性的称为半抗原。半抗原需与蛋白质，即所谓载体蛋白结合后才获得免疫原性而成为全抗原。属于半抗原的物质，大

49、多数都是具有特殊结构的，分子较小的多糖、类脂、核酸或核苷酸、药物及其他化学品。（1）抗原的性质自然界的物质种类很多，不是任何物质都能作抗原。抗原必须具备下列性质才能刺激机体产生特异性免疫反应。异物性正常情况下，机体的自身组织不能刺激机体发生免疫反应，这叫做“自我识别”，因而不是抗原物质。绝大多数抗原是异种间的物质如病原微生物及其产物、异种动物血清等。将马血清注射给马，一般不产生抗体，无抗原性；如果注射给人，则能产生人抗马血清抗体。所有的微生物对人都是异种物质，因此都具有抗原性。同种异体之间，其组织细胞成份也存在不同程度的差异，也有抗原性，所以异体移植，会产生免疫排斥反应。异种动物间的种族关系越

50、远，抗原性也就越强。当“自我识别”被破坏，或某些隔绝组织如眼球的晶体蛋白、甲状腺蛋白、精子等因外伤或感染而进入机体，或因外伤、感染、电离辐射和药物等影响而使自身组织发生变性时，都能对自身显示抗原性，这称为自身抗原。一定的物理性状凡是具有抗原性的物质，通常是大分子胶体状态，结构复杂的物质。其分子量一般在1万以上，分子量越大，结构越复杂，其抗原性能越强。蛋白质的分子量较大，是良好的抗原，倘若被蛋白酶降解为小分子物质时，便失去抗原性。多糖、类脂物质及某些多肽类激素的分子量较小，抗原性弱，甚至没有抗原性。但多糖、类脂物质若与蛋白质结合，形成多糖-类脂蛋白质复合物就具有抗原性，便可增强抗原性。某些药物也

51、是这样，例如青霉素，磺胺类药物或其它简单化学物质，本来它们没有免疫原性，这些物质与组织细胞结合后，便具有了免疫原性。一种物质的抗原性强弱，除了与分子量大小之外有关，还与抗原的化学组成、结构、稳定性等都有密切的关系。特异性特异性就是对应性，即抗原只能与相应的免疫物质发生反应。例如由伤寒杆菌抗原刺激产生的抗体，只对伤寒杆菌有作用，对痢疾杆菌没有作用；反之，抗痢疾杆菌的抗体，只对痢疾杆菌起作用，对伤寒杆菌不起作用。抗原的这种特异性是由抗原分子表面特殊的化学基团所决定的，这种特殊的化学基团叫做“抗原决定簇”。在一个抗原分子上，一般含有10-50个抗原决定簇，有的则多至200个，抗原决定簇越多，其免疫原

52、性越强。（2）抗原的种类根据来源不同，可分为天然抗原与人工抗原两类。天然抗原 来源于生物体的抗原物质。病毒抗原 病毒抗原可分为病毒颗粒抗原（V抗原）、病毒组分抗原和可溶性抗原。病毒颗粒抗原是病毒颗粒本身。病毒组分抗原是病毒颗粒释放出来的组成成份，如被膜表面的糖蛋白、衣壳和衣壳粒的蛋白质组分或核衣壳或病毒颗粒内部的某些其他蛋白质。可溶性抗原（S抗原）是存在于宿主细胞内的由病毒核酸指导合成的游离态抗原成份。病毒抗原是病毒核酸的基因产物，因此各种特异性的病毒抗原组分可作为病毒的遗传标志。细菌抗原 细菌的抗原结构是分类鉴定的重要依据。主要抗原有鞭毛抗原、菌体抗原和表面抗原几类。鞭毛抗原即H抗原，存在于

53、细菌鞭毛内，为蛋白质成分，抗原性强，特异性高，不耐热，易被乙醇破坏、但可用0.1-0.2%的甲醛生理盐水保存。表面抗原，包围在细菌细胞壁外面的各种抗原，如细菌表面的肽多糖、脂蛋白、多糖是抗原或半抗原。菌体抗原即为O抗原，这是一种具有种的特异性的细胞壁抗原，外层为带有重复单位侧链的低聚糖，此糖决定抗原的特异性，与内层的脂类A（形成脂多糖）和脂类B相结合组成复合物。其脂类部分与革兰氏阴性菌的内毒素有关，其结构如下：抗原特异性多糖脂类A蛋白质脂类B 脂多糖组织抗原动物和人的组织细胞含有十分复杂的抗原系统。例如存在于种内所有个体中的种特异性抗原，种内某些个体所独有的同种异体抗原，某些动物个别组织所具有

54、的组织特异性抗原或器官特异性抗原如血型抗原。这类抗原是器官移植与输血能否成功的关键。肿瘤抗原 人体内中与肿瘤有关的抗原称肿瘤相关抗原。主要有与病毒有关的肿瘤抗原和癌胚抗原两类。前者如鼻咽癌组织中的EB病毒、宫颈癌组织中的类疱疹病毒2型、乳腺癌组织中的B和C型病毒颗粒，后者为某些恶性肿瘤使人体组织返祖，而产生的胚胎性抗原，如甲胎蛋白、CEA（癌胚抗原）等。肿瘤抗原对肿瘤的诊断可提供辅助性指标。人工抗原 是人工构建的抗原物质,分为合成抗原和结合抗原两类。（二）抗体抗体是由抗原刺激机体的免疫活性细胞所产生特异性免疫球蛋白。抗体存在于血清和体液中，能与相应的抗原结合发生特异性反应，可解除相应微生物及其

55、产物的有害作用。1抗体的种类和结构1968年在世界卫生组织专门会议上将具有抗体活性以及与抗体相关的球蛋白统称为免疫球蛋白（Ig）。并将人和小鼠血清中先后纯化得到的五种类型免疫球蛋白命名为IgG、IgA、IgM、IgD、IgE。五种Ig的基本结构都是由二硫键连接的四条多肽链组成。其中两短链称为轻链（L链），两条长链称为重链（H链）。五种Ig的基本功结构都是四链式，其重链有五种不同结构分别代表五种Ig的特性，即（IgG）、（IgA）、（IgM）、（IgD）、（IgE）。所有Ig的轻链都相同，根据其氨基酸的序列和抗原性不同，可分为、两种类型。2抗体的生物学活性抗体是免疫球蛋白，它具有蛋白质的一切生物活性，除此之外，还具有特殊的生物学活性。（1）特异性 即抗体能与它