兽医免疫学(教案)

免疫学在近20多年来有一个飞跃的发展，究其原因除它直接关系到人类的生、老、病、死外，还具有其他生物学所没有的特点。首先它能从不同层次、不同水平上研究生命现象，把细胞学、生理学、遗传学、生物化学以及分子生物学等这些不同的学科、不同范畴的生物学有机地联系起来，统一在一起。当然它并非是唯一的、全部的，更不能取而代之。自然界各物种之间之所以保留至今，必须具备两个条件，即个体生存和种的延续。这首先要求任何生命个体必须适应外界环境，特别是要具有抵抗其他生物侵害的能力。动物（主要指脊椎动物）在抗御病原微生物侵害的自主调节过程中形成了免疫系统。在这一系统中有各种不同性质的免疫器官和包括淋巴细胞在内的各种免疫活性细胞。当免疫系统的中枢免疫器官分化成熟后，又赋予它分化发育各种免疫活性细胞的功能。机体的免疫功能是多种多样的，执行这些功能的是免疫活性细胞，对这类细胞生物活性的研究，无疑地更丰富了细胞研究的范畴。在免疫系统中有一种很重要的细胞，就是巨噬细胞。巨噬细胞是机体内存在的体重吞噬细胞。奇怪的是，它能识别各种各样的病原微生物，甚至包括灰尘和碳粒。更为奇怪的是它不只是简单地吞噬这些异物，他还要把这些吞噬的微生物进行严格的、复杂的加工处理。在细胞内存在一类特异的蛋白酶，它能将抗原物质剪切得恰到好处，既保留了抗原的特异部位——活性多肽，又能适时地把它呈递出来激活淋巴细胞。为了保证呈递的抗原只能激活自身的淋巴细胞，在巨噬细胞内产生一种自身特有的、只能被自身淋巴细胞识别的蛋白质——组织相容性分子。抗原多肽与它结合后被运送到细胞膜上，其结果是只有同时识别抗原多肽和组织相容性分子的自身淋巴细胞才能被激活。细胞产生组织相容性抗原时，还产生一种伴侣蛋白。伴侣蛋白的作用是保证组织相容性分子特定的构象和构象的稳定，同时也避免了与细胞内自身的蛋白质肽的结合。这样一来一个简单的抗原呈递，却引发了复杂的细胞学、生物化学过程，成为细胞学、生物化学、分子免疫学的交叉点和研究热点之一。第一节免疫概念的演变一、免疫的传统概念免疫（immune）一词是来自于拉丁文“immunis”。很早以前，人们就注意到传染病患者痊愈后，对该病即产生不同程度的不感应性，即所抗御病原微生物在机体内生长繁殖，解除毒素或毒性酶等有害代谢产物的毒害作用。因此，在相当长的时期内，就将这种不感受性称为“免疫”，意即免除感染、免除疫病。免疫学从一开始就是伴随着抗传染病的研究而发展起来的。这就是说免疫与微生物密切相关，使人们认为免疫仅指机体抗感染的防御功能，而且免疫对机体都是有利的。二、免疫的现代概念随着更多现象的观察，这种传统的概念逐渐动摇了。如注射异种动物的血清引起的血清病，同种异体间组织移植发生的排斥现象，血型不符的输血引起的输血反应，有些物质引起的过敏反等。这显然不是感染和抗感染造成的。由于这些观察的积累及对其科学的分析，使人们对传统免疫学的认识发生了改变。这些观念的改变包括：1、免疫应答不一定由病原因子引起（如花粉），免疫功能不局限在抗感染方面；2、免疫应答不一定对机体有利，也可以有害。这就形成了现代免疫概念：免疫（immunity）是机体识别和排除抗原异物，维持机体生理平衡和稳定的保护性反应，具有三方面的功能，对机体有利，但在一定条件下，也对机体不利，将引起机体损伤。三、机体免疫的功能机体免疫功能包括免疫防御、自身稳定和免疫监视。免疫防御（immunologicaldefence）病原微生物或其有害产物侵入机体后，机体通过免疫系统的免疫应答，产生免疫物质，消除侵入机体内的病原微生物或其有害产物的致病作用。此功能正常时，保护机体免除传染病。功能低下时，机体受反复感染，甚至死亡。功能过高时成为变态反应，引起机体损伤。自身稳定（immunologicalhomeostasis）机体通过免疫系统的免疫反应，保证机体组织和细胞进行正常的代谢活动，不断清除自身衰老和损伤的组织细胞，使机体内部的细胞保持均一性，以防发生自身免疫病。功能正常时，维持自身组织和生理功能的稳定和平衡。功能失调时，易引起自身免疫病。免疫监视（immunologicalsurveillance）机体内细胞由于受理化因素或病毒等作用，或由于遗传误差，经常会产生非正常型的突变细胞，其机率可达十亿分之一。机体内的免疫细胞主要是T细胞，能及时识别并通过免疫反应消灭自身出现的变异细胞。这些变异细胞有恶性增生的特性，若这一功能失调可发生肿瘤。机体的上述三大功能，必然与机体的神经—体液系统密切相关，受神经系统的兴奋与抑制调节，依靠脑下垂体—肾上腺皮质系统的作用，来维持机体内环境的相对稳定。表1机体的免疫功能功能功能正常功能异常免疫防御抵抗感染反复感染或变态反应自身稳定清除衰老损伤的细胞自身免疫病免疫监视清除突变的细胞肿瘤发生兽医应用免疫学的基本内容动物机体的免疫应答是免疫系统对抗原进行的复杂反应。免疫学是研究机体免疫应答和体内外免疫反应原理和规律的科学。免疫学的理论和实验技术应用到其它各个生物学科，形成了医学免疫学、兽医免疫学、免疫病理学、免疫药理学等许多分支学科。兽医免疫学是研究畜、禽、小动物等动物机体的免疫系统与抗原免疫反应的科学。本课程的基本内容包括免疫学基础理论和应用两部分。基础理论部分包括机体的非特异性免疫，免疫系统，抗原，特异性免疫概述，细胞免疫，体液免疫，免疫应答的影响因素及调节和变态反应等内容。学习兽医免疫学将为进行动物传染病的免疫学预防、诊断和治疗打下基础，因而它是兽医专业中一门重要的基础课程，也是兽医行业人士必须具备的基本知识。免疫系统免疫系统（immunesystem）是动物机体内执行免疫功能的器官和细胞。免疫系统由免疫器官和免疫细胞组成。免疫器官免疫器官包括中枢免疫器官和外周免疫器官。一、中枢免疫器官是源生免疫细胞的器官。包括骨髓，胸腺和禽类的法氏囊。它们的功能和特点是：I、发生、发育较早；II、是造血干细胞增殖发育分化为T、B淋巴细胞的场所，淋巴细胞在此增殖不需要抗原的刺激；III、它们向外周免疫器官输送T、B细胞，决定着外周免疫器官的发育。1、骨髓（bonemarrow）骨髓主要是四肢长骨骨髓，是造血器官，是红细胞，粒细胞，单核吞噬细胞和淋巴干细胞的发源地。哺乳动物的B细胞就是骨髓中淋巴干细胞分化成熟而成，并在骨髓中与抗原反应产生特异性抗体，所以骨髓也是抗体产生的主要器官。若骨髓功能受损，将引起严重的免疫缺陷。2、胸腺（thymus）哺乳动物的胸腺位于胸腔前部纵膈内，狗、马、猪及牛等的胸腺向颈部伸展至甲状腺。胸腺随年龄的增大而增长，到性成熟期为最大，以后逐渐退化、萎缩。应激状态，严重营养不良，长期患病等均会导致胸腺迅速萎缩。骨髓的淋巴干细胞经血液到达胸腺内，在胸腺素（thymosin）和胸腺生成素（thymopietin）等诱导下分化增殖，大部分经2~3天死亡，少部分成熟为胸腺诱导细胞（thymusderived），简称为T细胞。T细胞随血液迁移到外周免疫器官的胸腺依赖区定居，参与细胞免疫应答，也辅助和调节体液免疫应答。动物幼龄期，胸腺对细胞成熟至关重要，此时切除胸腺可造成严重的T细胞免疫缺陷病。成年动物切除胸腺的后果没那么严重，切除几个月后细胞免疫功能才逐渐减弱。某些病毒感染也可损害胸腺功能，引起相似的免疫缺陷病。3、法氏囊（bursaofFabricius）位于幼禽泄殖腔背侧，性成熟前生长到最大，以后逐渐退化、萎缩、消失。法氏囊是禽类特有的淋巴器官。骨髓的淋巴干细胞到达法氏囊被诱导分化成熟为囊诱导（bursaderived）细胞，简称为B细胞。B细胞经淋巴和血液循环移到外周免疫器官，参加体液免疫应答。雏鸡切除法氏囊，B细胞成熟受影响，接种抗原不能产生抗体。性成熟前的幼鸡，感染传染性法氏囊炎病毒，法氏囊将受破坏、萎缩，将严重影响体液免疫应答。二、外周免疫器官外周免疫器官是巨噬细胞，T细胞和B细胞分布的场所，也是对抗原进行免疫应答的部位。外周免疫器官包括淋巴结、脾脏和粘膜相关淋巴样组织。1．淋巴结（lymphnode）淋巴结分布全身各部位淋巴管的径路上，定居着大量的巨噬细胞，T细胞和B细胞，其中T细胞占75%，B细胞占25%，起过滤捕捉淋巴液中的抗原，并进行免疫应答的作用。淋巴结分皮质和髓质及两个区域间的副皮质区。皮质中主要聚居B细胞，排列成小结称为初级滤泡。B细胞受抗原刺激后不断分裂增殖，形成生发中心，称二级滤泡。皮质区也有一些T细胞分散于各个生发中心之间。副皮质区中主要定居的是T细胞，排列成界限不清的小结，称为三级滤泡。初生时期切除了胸腺的动物，副皮质区缺失T细胞，所以称副皮质区为胸腺依赖区。髓质区由B细胞、巨噬细胞、网状细胞和浆细胞排列成髓索。进入淋巴结的抗原，被髓质内的巨噬细胞捕捉、吞噬、加工，传给副皮质区的T细胞，T细胞转化为大形的母细胞，母细胞增殖成更多的小淋巴细胞进行细胞免疫应答。巨噬细胞将抗原传给皮质区的一级滤泡内的B细胞，引起增殖，形成生发中心，并引起抗体产生的体液免疫应答。2．脾脏（Spleen）脾脏是造血、储血、滤血和淋巴细胞分布及进行免疫应答，产生抗体的器官。脾脏由红髓和白髓两部分组成，红髓中分布网状细胞。巨噬细胞，称为脾的胸腺依赖区。脾小结内有散在的B细胞，受抗原刺激后也形成生发中心。白髓与红髓之间分布较多的巨噬细胞，淋巴细胞和丰富的血管。在脾脏中B细胞占65%，血流中的大部分抗原在脾脏中被巨噬细胞吞噬，加工并传递给B细胞，刺激B细胞分化增殖形成生发中心，并产生抗体。3．粘膜相关淋巴样组织（MALT）包括肠相关淋巴样组织（GALT）、气管相关淋巴样组织（BALT）、Peyers淋巴集结（PP）、肠系膜淋巴结（MLT）、阑尾、腮腺、泪腺和乳腺等的淋巴组织，共同组成一个粘膜免疫应答网络，又称为粘膜免疫系统。据研究，这一系统的淋巴细胞比脾脏和淋巴结还要多，疫苗抗原到达粘膜淋巴组织，引起免疫应答，大量产生IgA抗体，分泌在粘膜表面，形成第一道特异性免疫保护防线，尤其对经呼吸道感染的病原微生物，粘膜免疫作用至关重要。免疫细胞是指一切参与免疫应答或与免疫有关的细胞统称为免疫细胞（immunocyte）。它包括单核—吞噬细胞系统，淋巴细胞、粒细胞和肥大细胞等。其中能接受抗原刺激而活化、增殖、分化发生特异性免疫应答的淋巴细胞称为抗原特异性淋巴细胞（antigenspecificlymphocyte），或称免疫活性细胞（immunocompetentcell,ICC），即T淋巴细胞和B淋巴细胞（简称T、B细胞）。单核—吞噬细胞系统单核—吞噬细胞系统（Mononuclearphagocytesystem）由骨髓中的干细胞发育而成，进入血液循环和各个组织中。在血液中的细胞称为单核细胞（monocyte），各组织中定居的细胞称为巨噬细胞（macrophage,Mφ），不同组织中的巨噬细胞具有不同名称。单核吞噬细胞具有多种膜受体，多种生物学功能。单核—吞噬细胞的膜抗原和膜受体膜Ia抗原有的Mφ细胞膜上与B细胞T细胞一样，具有两条由免疫应答基因（immuneresponsegene,Ir）编码表达的多肽链，称为Ia抗原（Immune-associatedantigen）。这类Ia+Mφ具有递呈抗原的功能，但吞噬功能较弱；另一种Ia-Mφ不能递呈抗原，而吞噬功能较强。膜受体单核吞噬细胞上具有IgG、IgA、IgM、IgE各类免疫球蛋白的Fc受体，补体C3b受体和免疫干扰素（IFN-γ）受体。通过这些受体，Mφ可与各类Ig、补体C3b和IFN-γ结合，在体外进行EA玫瑰花环试验，EAC玫瑰花环试验等。单核吞噬细胞的功能1．分泌功能单核吞噬细胞具有强大的分泌功能，它们分泌的产物现已发现近百种。单核吞噬细胞通过这些众多的分泌产物，在机体的血液生成、凝固、炎症过程、非特异性防御、特异性免疫应答、杀伤肿瘤细胞、修复和再生等过程中，均发挥重要的调节控制作用。2．吞噬消化功能单核细胞和Ia-Mφ具有强大吞噬消化异物、微生物及机体自身衰老细胞的功能。3．递呈抗原功能Ia+的Mφ具备递呈抗原功能，其递呈过程是，Mφ通过免疫球蛋白的Fc受体和C3b受体摄取抗原，吞入胞内形成吞噬小体（endosome），吞噬小体内的抗原大部分被溶酶体的酶类消化、降解，存下的抗原决定簇，一方面与胞内的Ia抗原偶联成Ag-Ia，此时抗原的免疫原性比原来的提高1000倍；另一方面激活胞内的免疫基因，转录出mRNA，与少量抗原决定簇偶联成免疫原性也很强的免疫核糖核酸（immune，RNA，iRNA），称为超级抗原（superantigen）。Ag-Ia转移到Mφ细胞膜上，与辅助性T细胞（TH）膜上的Ia抗原识别后将Ag-Ia复合物提交给TH细胞为第一信号，同时由Mφ分泌的白细胞介素-I（IL-1）作用于TH细胞为第二信号，使TH激活，激活的TH再激活其它T细胞、B细胞，使之分化、增殖，产生细胞免疫与体液免疫。Mφ不但有递呈抗原，激发免疫的作用，而且由于其被激活程度不同，分泌活性物质不同，而具有增强或抑制机体免疫的调节作用。4．杀肿瘤与助瘤作用Mφ分泌的TNF、水解蛋白酶、精氨酸酶及过氧化物等，有抑制或杀灭肿瘤细胞的功能。但有些Mφ受肿瘤细胞趋化因子（tumorderivedchemotacticfactor.TDCF）的招引，进入肿瘤组织内，反而产生肿瘤血管因子（tumorangiogenesisfactor,TAF）等，有助瘤生长或转移的作用。T细胞T细胞是在胸腺内分化发育成熟的。进入胸腺的前T细胞（T系淋巴干细胞）在胸腺激素和由胸腺保育细胞合成的神经肽、催产素（ocytocin）、精氨酸加压素（argininevasopressin,AVP）、白细胞介素—2（interleukin2,IL-2）等多种激素的作用下进一步发育，其实对自身成分起应答反应的“禁忌细胞株”（forbiddenclone）被抑制或消除，仅不到5%的T细胞发育成熟。这些T细胞称为胸腺依赖性淋巴细胞（thymusdependentlymphocyte）。在T细胞发育的不同阶段，其细胞表达不同种类的分子，成熟T细胞在静止期和活化期其细胞表面表达的分子种类及数目也都不同，它们涉及T细胞对抗原的识别、细胞的活化、信息的传递、细胞因子的接受和继发的增殖和分化过程，正是由于这些差异，T细胞在功能上才有所不同。1．T细胞的来源及分布在胚胎期来源于卵黄囊和肝。出生后来源于骨髓多能干细胞，进入胸腺后在胸腺素等诱导下，经过10~30天分化、增殖，成熟为T细胞。T细胞经血流，有的分布于己于人淋巴结的胸腺依赖区，在淋巴结中，T细胞占淋巴细胞总数的75%，有的分布于脾脏白髓中央小动脉周围，占脾脏中淋巴细胞总数35%。T细胞可反复经全身血液→外周免疫器官→淋巴管→胸导管→血液，称为淋巴细胞的再循环。由于再循环，T细胞在外周血液中约占淋巴细胞总数的60%~70%，在胸导管中则高达95%。再循环使更好发挥和扩大T细胞的细胞免疫效应和免疫调节作用。2．T细胞的表面标志T细胞、B细胞用染色方法，在光学显微镜中看起来没有差异，但它们的细胞膜上球蛋白的特性有明显的差异，表现不同的表面受体和表面抗原，具有不同的作用，统称为表面标志（surfacemarker）。T细胞的表面受体抗原受体（Tcellreceptor）T细胞的表面抗原受体由两条肽链组成，每条肽链有可变区和恒定区，不同的T细胞，其抗原受体裁的可变区不同，从而决定T细胞识别抗原和免疫应答的特异性。E受体（erythrocytereceptor）犬、马、猪、牛、羊等动物的T细胞表面有异种动物红细胞（erythrocyte）受体。T细胞通过E受体可与异种动物红细胞形成E玫瑰花环，B细胞没有E受体，因而应用E花环试验（E.rosettetest）可以区分T细胞和B细胞，检测动物血液中T细胞的数量。致有丝分裂原受体（mitogenreceptor）有些物质能刺激细胞发生有丝分裂，称为有丝分裂原。例如植物血凝素（PHAphytohemagglutinin）、刀豆素A（concanavalinA.ConA）等。T细胞具有PHA和CcnA的受体，B细胞没有。PHA或ConA能与T细胞的相应受体结合并刺激T细胞转化为淋巴母细胞，因此，应用淋巴细胞转化试验也可以区分T细胞和B细胞，并了解机体的细胞免疫功能状态。此外，T细胞表面尚有麻疹病毒受体，少量IgM、IgG的Fc受体，多种细胞因子（IL-1、IL-2、IL-3、IL-4、IL-6等）受体。T细胞的表面抗原T细胞的表面抗原随T细胞分化程度而异，故称为T细胞的分化抗原。1982年以前，分别命名为OKT1、OKT2、……。1982年第一届人类白细胞分化抗原国际会议建议用分化群（clusterofdifferentiation.CD），即CD1、CD2、……命名。3．T细胞的亚群及其功能按T细胞的表型（phenotype）即表面抗原（CD）及功能，可分为细胞毒性T细胞（cytotoxicT，TC）、抑制性T细胞（suppresorT，TS）、辅助性T细胞（helperT，TH）和迟发型超敏反应T细胞（delayedtypehypersensitivityT，TD）四个亚群。它们的表型及功能见表4。表4T细胞亚群T细胞亚群表型功能TC细胞CD3+CD4-CD8+杀伤靶细胞，分泌IFN-γTS细胞CD3+CD4-CD8+抑制靶细胞功能，分泌TSFTH细胞CD3+CD4+CD8-分泌淋巴因子细胞，辅助T、B细胞和Mф的作用TD细胞CD3+CD4+CD8-分泌MIF，IFN-γB细胞B细胞是在鸟类的法氏囊、哺乳动物和人类的骨髓内分化发育成熟的。来自卵黄囊血岛经胚肝或骨髓转移到法氏囊的B系干细胞，开始在皮质部位发育成前B细胞，继而进入髓质，在髓质上皮细胞产生的囊生长素（bursopoitin）等激素的培育和诱导下发育成“不成熟B细胞”（immature），最后在髓质内发育为成熟的B细胞。B细胞的寿命较短，几天至几周，有的定居于淋巴结皮质区、淋巴小结和生发中心，在淋巴结的B细胞较少，约占25%；有的分布于脾脏髓索，约占脾内淋巴细胞的60%。参加再循环的B细胞很少，在正常机体血液中，B细胞仅占淋巴细胞的20%~30%。1.B细胞的表面受体A．抗原受体B细胞的抗原受体是B细胞分化过程中表达在膜表面的免疫球蛋白（Surfacemembraneimmunoglobulin,SmIg），每个B细胞约有105个SmIg，大部分是IgM和IgD，以它们的Fc段嵌插在细胞膜内，Fab段向外游离，由于Fab段的多样性，故可识别并结合相应抗原。B细胞发育早期只带SmIgM，与抗原结合后继续发育受阻，易产生免疫耐受性。发育至同时带有SmIgM和SmIgD的B细胞，与抗原结合后被活化分泌IgM抗体。表面只有SmIgD的B细胞，与抗原结合后分化的浆细胞产生各类抗体。B．Fc受体B细胞膜上有一种糖蛋白，能与免疫球蛋白的Fc段结合，称为Fc受体。当红细胞与相应抗体结合后，抗体的Fc段可与B细胞膜上的Fc受体结合，形成EA-玫瑰花环（erythroeyteantibodynosette），该试验称为EA-玫瑰花环试验，可用于检测机体的B细胞。C．C3b受体B淋巴细胞表面与单核-吞噬细胞一样，具有补体C3b片段的受体，也可以应用EAC-玫瑰花环试验，检测机体的B细胞。此外，B细胞膜上也有致有丝分裂原-美洲商陆、脂多糖（LPS）、金黄色葡萄球菌CowanI的受体，多种细胞因子受体和EB病毒受体，必要时也可通过这些受体鉴别T细胞和B细胞。2．B细胞的亚群及功能目前主要按B细胞产生抗体时是否需要TH细胞的辅助分为B1、B2两个亚群。亚群不需要TH辅助，可直接依赖T细胞抗原（TLAg）的刺激，产生免疫应答。亚群接受依赖T细胞抗原（TDAg）的刺激，必须TH的辅助才产生抗体。K细胞（Killercell）K细胞直接从骨髓干细胞分化而成熟。K细胞上具有IgG的Fc受体，能发挥抗体依赖性细胞介导的细胞毒（antibody-dependentcell-mediatedcytotoxicity.ADCC）作用，杀伤寄生虫、癌细胞等带抗原的靶细胞。其过程为靶细胞在体内与特异的IgG抗体结合后，IgG的Fc段被活化，与K细胞膜上的Fc受体结合，K细胞被激活，发挥细胞毒作用，杀伤靶细胞。K细胞在动物体内不多，仅占淋巴细胞总数的10%左右，但在少量特异抗体介导下具有强大的杀伤力，这是因为K细胞的Fc受体活性很高，在EA玫瑰花环试验中，如将抗体稀释1：8000后，与绵羊红细胞结合的复合物，仅与K细胞，而不与B细胞形成EA-玫瑰花环。故有人称K细胞为高活力EA-玫瑰花环形成细胞（HighavidityEArosetteformingcell）。五、NK细胞（Naturalkillercell）目前认为NK细胞也直接从骨髓干细胞分化而来，约占外周血中淋巴细胞总数7%，胞浆中有嗜天青颗粒，故称为大颗粒淋巴细胞（Largegranularlymphocyte.LGL）。NK细胞无需抗体和补体的协助可自发识别并溶解某些肿瘤细胞及病毒感染细胞。所以NK细胞在免疫监视和抗病毒感染中起重要作用。据报道干扰素（IFN）和白介素2（IL-2）可增强NK细胞的杀伤作用。此外NK细胞可能还参与免疫调节，在维持和稳定特异性免疫中起重要作用。六、其它细胞粒细胞和肥大细胞它们不直接参与免疫应答，但在特异性免疫的效应阶段，可发挥一定的作用；例如中型粒细胞膜上也有IgG的Fc受体，也能发挥ADCC作用；粒细胞也具有补体受体，参与免疫调理作用；嗜酸性粒细胞在寄生虫免疫、杀灭寄生虫方面起作用；嗜碱性粒细胞和肥大细胞在I型变态反应中发挥作用。七、免疫细胞的凋亡细胞的凋亡（apoptosis）又称细胞程序性死亡（programmedcelldeath.PCD），是指为维护机体内环境的稳定，由基因控制的，在生理条件下，细胞自主性的、不引起局部炎症的死亡过程。这是Kerr于1972年首先提出的，有别于过去通常所指的细胞死亡的一种新概念。过去的概念认为，细胞的死亡是细胞受到损伤时，细胞肿胀、破裂坏死，细胞浆释放到外部环境，细胞死亡过程时将引起一系列的炎症反应的病理过程。细胞凋亡的过程是胞浆内Ca++、CAMP升高，RNA和蛋白质合成增加，内源性核酸内切酶激活，自身染色体DNA被降解，降解后的胞核和胞浆成分由膜性成分包裹成凋亡小体（apoptosisbodies），引起细胞膜的变化，可被吞噬细胞表面粘液分子等快速识别，吞噬并降低，因而不引起局部炎症反应。第二章抗原抗原（Antigen）是指能刺激机体免疫系统中的T细胞，B细胞发生免疫应答，产生免疫产物，并能与免疫产物发生特异性反应的物质。抗原能刺激机体产生免疫应答和免疫产物的性质称为免疫原性（immunogenicity）。抗原与其相应的免疫产物发生反应的性质称为反应原性（reactionogenicity）。大多数抗原既具有免疫原性又具有反应原性，这些抗原称为完全抗原（completeantigen）。少数分子量小，结构简单的抗原，不能引起机体的免疫应答，但能与相应的免疫产物（抗体）发生特异性反应，这些抗原则称为不完全抗原（incompleteantigen），或半抗原（hepten），半抗原与蛋白质载体结合后，将成为完全抗原，刺激机体产生的抗体能与半抗原结合。构成抗原的条件异物性对免疫动物而言，抗原应是非自身的物质，称为异物性（）。亲缘关系愈远的物质，免疫原性愈强。这是因为机体在胚胎发育时期形成各种淋巴细胞，凡与自身组织成分或外来接触过的淋巴细胞，在机体出生后正常情况下都不起免疫应答作用，称为“天然免疫耐受”。机体出生后仅存在与非自身物质起反应的淋巴细胞，故自身组织没有免疫原性。但是，自身组织若受烧伤、电离辐射或感染，结构和成分发生改变后，便成了抗原，这种抗原称为自身抗原。一些产生较迟的组织，如眼球晶体蛋白，精子蛋白和甲状腺蛋白等，机体内具有与之反应的淋巴细胞，但因上述组织处于体内封闭地方，隐蔽状态，一旦因外伤感染等原因，使之进入血流，接触到淋巴细胞，也能引起免疫应答，这类抗原被称为“隐蔽抗原”。分子大小通常免疫原性好的抗原分子量都在10000以上。蛋白质是大分子胶体，所以通常都是良好的抗原，蛋白质被消化成胨后，分子变小便失去免疫原性。化学组成，结构复杂抗原除了大分子量更重要的要有较复杂的化学组成和分子结构。化学组成和分子结构越复杂的抗原，免疫原性越强，对蛋白质抗原而言含有苯环氨基酸或杂环氨基酸者，免疫原性好，例如胰岛素分子量虽然只5.734d，但其组成成分和结构较复杂乃是一种良好的抗原。但是明膠虽然分子量高达10万，但其化学组成主要是直链氨基酸，稳定性差，在体内容易被降解，所以免疫原性很弱。脂类、碳水化合物和核酸是化学组成和结构较简单的大聚合物，所以免疫原性也较差。抗原决定簇抗原决定簇（antigenicdeterminants）又称表位（epitope），是指抗原表面决定抗原特异性的某些特定的化学结构（包括化学基团和分子构象），抗原以此与相应淋巴细胞表面的抗原受体结合，进而引起免疫应答和免疫反应。研究表明：1、抗原不是以整个分子形式起作用，而是在它表面的某些化学基团或特定的构象——决定簇起作用。2、决定簇决定抗原特异性，是与相应抗体和相应淋巴细胞表面受体的结合部位。3、决定簇是抗原分子上具有免疫原性的部位。一个抗原决定簇激活一种淋巴细胞，产生一类抗体。作为大分子的天然蛋白质有许多个抗原决定簇，诱发机体产生的抗体是多克隆循环抗体。抗原与抗体是以非共价键形式结合的，结合的力是分子间的亲和力，它依赖于抗原决定簇与抗体结合位点之间细致的空间互补关系。决定簇的大小和结构特点的研究，是了解抗原抗体分子间结合特性，即抗原特异性的基础，也是诱导、激活免疫活性细胞的分子基础。所以无论对抗原的免疫原性，还是抗原的免疫反应性的研究，都是有其意义的。决定簇的大小可用抗原抗体反应被抑制的程度加以确定。4、顺序决定簇和构象决定簇：抗原决定簇依赖于它的化学结构，包括一级结构的序列—称为顺序决定簇（sequentialdeterminant）；和空间构象—称为构象决定簇（conformationaldeterminant）抗原的分类根据抗原的免疫原性根据抗原有无免疫原性分为完全抗原(completeantigen)与不完全抗原（半抗原）(hapten)。根据抗原的来源1．异种抗原（xenoantigen）它指来自与被免疫动物不同种属的抗原。大部分的天然抗原属此类抗原，例如各种细菌、病毒、疫苗、异种动物的细胞和血清等。2．同种抗原（alloantigenorhomoantigen）这是指来自被免疫动物同种属的抗原。如同种动物不同个体的血型抗原和细胞的组织相容性抗原。3．自身抗原（autoantigen）机体在烧伤、电离辐射和感染等条件下产生的“自身抗原”。或放出的“隐蔽抗原”。4．异嗜性抗原（heterophileantigen）这是一类在彼此无血缘关系的动物，微生物的细胞和体液内存在的抗原，它们的抗原性很相近，以致其中任何一种抗原的抗体能对这一类的其他抗原起强烈的交叉反应。这一类抗原总称为异嗜性抗原或称为共同抗原（）。如在豚鼠肝、脾细胞、绵羊红细胞之间；马、狗、猫和小鼠红细胞之间；部分细菌之间等存在有免疫原性相同或相近的抗原。这类抗原首先是由Forssman发现的，故又称Forssman抗原。异嗜性抗原的发现对分析自身免疫病的病因和血清学实验交叉反应具有意义。例如溶血性链球菌与人的肾小球基底膜及心肌组织之间有异嗜性抗原，反复感染链球菌后产生的抗体，可对肾小球和心肌产生免疫效应，导致肾小球炎或心肌炎。根据抗原对T细胞的依赖性1．胸腺依赖性抗原（ThymusdependentantigenTDAg）这类抗原刺激B细胞产生抗体时需要辅助性T细胞的协助，称为胸腺依赖性抗原或T细胞依赖性抗原。绝大多数天然抗原属此类。2．非胸腺依赖性抗原（ThymusindependentantigenTIAg）少数抗原不需要T细胞的协助就能直接刺激B细胞产生抗体，称为非胸腺依赖性抗原。例如大肠杆菌脂多糖（LPS），肺炎球菌荚膜多糖（SSS）等。根据抗原颗粒大小和溶解性分类1．颗粒抗原包括细菌、支原体、红细胞、病毒等。它们相对颗粒较大，当与相应抗体结合后可出现凝集现象。即凝集反应。2．可溶性抗原包括蛋白质、多糖、结合蛋白（糖蛋白、脂蛋白、核蛋白等）。它们作为大分子颗粒，在水溶液中溶解形成亲水胶体。与相应抗体结合后形成抗原-抗体复合物，在一定条件下出现可见的沉淀，即沉淀反应。根据抗原的来源和制备方法1．天然抗原指自然界存在的蛋白质、多糖和结合蛋白。这类抗原相对分子量较大、结构复杂，研究其免疫原性和抗原特异性有较大的困难，是疫苗、类毒素等研制的基础，也是抗远诱导机体免疫应答的免疫学基本理论研究的重要内容。2．人工抗原指通过人工合成的方法，将一个有机分子（半抗原）结合到蛋白质大分子上形成的完全抗原。通过对这类抗原的研究，对抗原抗体结合特性分子基础的了解是有价值的。3．合成抗原指人工合成的多肽类抗原。在天然蛋白质抗原因其结构复杂而尚未清楚以前，或是利用它易于合成和改造，以此分析蛋白质抗原决定簇的位置、大小、序列和构象对免疫原性和抗原特异性的影响。兽医学中重要的天然抗原微生物抗原细菌、病毒等微生物的化学组成和结构相当复杂，进入动物机体都是很好的抗原。（一）细菌抗原细菌的抗原结构主要有菌体抗原（O抗原），鞭毛抗原（H抗原），荚膜抗原（K抗原）和菌毛抗原。各种抗原又有多种抗原决定簇。例如大肠杆菌已知有164种O抗原、64种H抗原和103种K抗原。沙门氏菌后58种O抗原、63种H抗原。每一种细菌都有自己的抗原结构，又称血清型，例如沙门氏菌属的血清型达2200多种。根据细菌的抗原结构，用对应抗体血清做凝集试验，可对细菌作血清学坚定。若不同细菌具有部分相同的抗原结构，称为共同抗原或类属抗原，它们可与对应抗血清之间发生交叉凝集反应。有些细菌如破伤风杆菌，能产生并释放毒力很强的外毒素（exotoxin），外毒素是蛋白质，具有很强的免疫原性。外毒素经0.3~0.4%甲醛处理后失去毒力，保持免疫原性，制成类毒素（toxoid），注射动物机体后可刺激机体产生抗外毒素的抗体，称为抗毒素。（二）病毒抗原每种病毒都有各自的化学组成和结构，因而都有各自的抗原结构和夜以继日性。无囊膜的病毒其抗原性和特异性主要由衣壳的壳粒蛋白决定；有囊膜的病毒册主要由囊膜上的纤突蛋白所决定。例如流感病毒外膜上的血凝素（H）和神经氨酸酶（N）都具有很强的抗原性和特异性，通常以HN表示流感病毒的血清亚型分类。动物抗原（一）异种动物红细胞异种动物红细胞都具有很强的免疫原性。免疫学实验中，常将绵羊红血球注射家兔制成抗绵羊红细胞血清，称为溶血素，将其与绵羊红细胞及补体加在一起，可使绵羊红细胞溶解。（二）异种组织细胞和血清异种组织细胞和血清都也是具有很好的免疫原性。应用含有异种动物组织的疫苗时应注意，例如反复注射兔脑和羊脑制备的狂犬病疫苗可能引起变态反应性脑脊髓炎。应用异源免疫血清作治疗时，反复注射也可能引起过敏反应。佐剂预先注射于机体或与抗原混合应用，能非特异性地增强机体对该抗原的特异性免疫应答或改变免疫类型，称此类物质为免疫佐剂（immunoadjuvant）,简称佐剂（adjuvant）。用于疫苗的佐剂细菌、病毒的灭活疫苗、亚单位疫苗或基因工程亚单位疫苗，免疫原性较差，为提高它们的免疫效果都加一定比例佐剂。目前疫苗中常用的是氢氧化铝胶。当疫苗与铝胶混合后，一方面抗原吸附于胶盐上被浓缩，形成凝聚性大颗粒抗原，易被细胞吞噬；另一方面抗原可较长时期存在注射部位，持久地释放抗原，提高免疫效果。加这种抗原佐剂的疫苗若注射到皮下，往往引起局部肿胀，甚至肉芽肿，但注射到肌肉则无不良反应。此外，近几年来也常用10号白油，65号佐剂（水花生油乳剂），蜂胶等作疫苗佐剂，这些佐剂的作用与下面介绍的弗氏佐剂相同，但不发生肉芽肿。用于试验动物制被高免血清的抗原佐剂为制备蛋白质抗原或病毒抗原的高免血清，用弗氏不完全佐剂（Freund’sincompleteadjuvant,FIA）和弗氏完全佐剂（Freund’scompleteadjuvant,FCA）。这两种弗氏佐剂由美籍匈牙利细菌学家Freund于1951年研制成功，一直沿用至今。FIA是将抗原水溶液，加石腊油或植物油后，以羊毛脂T80乳化成油包抗原水溶液的状态，注入机体，因抗原受油的保护，一方面油滴缓慢分解，抗原持久释放，发挥长期的刺激作用；另一方面石腊油在注射部位刺激、形成肉芽肿，集中大量巨噬细胞、淋巴细胞，大大促进抗体的产生。FCA是在FIA中再加杀死的分枝杆菌而成。分枝杆菌能刺激骨髓的多能干细胞发育成熟为免疫活性细胞，促进T细胞、B细胞的分化增重，增强巨嗜细胞的功能。故FCA增强免疫的作用比FIA更强。弗氏佐剂在接种部位产生的肉芽肿，进而发展成溃疡，此外，矿物油不能代谢分解，也影响动物的肉质，所以弗氏佐剂不适用于疫苗应用，只适用于作为实验动物制备高免血清的抗原。非特异性免疫非特异性免疫（nonspecificimmunity）是指机体一出生就具有的，无特殊针对性的对多种病原微生物的一定程度的天然抵抗力。又称先天免疫或天然免疫。严格说来它不属于定义所指的免疫，即特异性免疫。但是，特异性免疫中少不了非特异性免疫因素的参与。非特异性免疫是在生物进化过程中逐步形成、建立起来的天然防御功能，所以不只是某个体所特有的，是种系所共有的，可遗传的。它与机体的组织结构和生理功能有密切关系。在抗感染过程中，它发挥作用快、范围广泛，是抗感染的第一道防线。非特异性免疫主要包括以下五个方面：皮肤、粘膜和屏障结构的屏障作用；淋巴组织的过滤作用；血清、体液和组织分泌物的杀菌作用；单核—吞噬系统的吞噬作用；炎症反应的病理防御作用。皮肤、粘膜和屏障结构的屏障作用皮肤、粘膜和屏障结构的屏障作用由三方面的作用共同构成机体的第一防线。（一）机械阻挡体表皮肤由多层细胞构成，能阻挡一般病原微生物的侵入。但是一些侵袭力强的细菌，可以侵入正常的皮肤。消化道、呼吸道、泌尿生殖道等粘膜由单层柱状细胞构成，其机械阻挡作用不如皮肤，但粘膜分泌的粘液，呼吸道粘膜的纤毛运动等，有助于排除微生物。当粘膜受冷或有害物质或气体刺激损伤时，易发生呼吸道或消化道感染性疾病。体内存在很多抗感染的屏障结构，如血脑、血胎、血液神经、血液胸腺等屏障。屏障的构成主要依靠组织结构致密、细胞间连接紧密、胞饮作用微弱的特点，阻挡病原体及其有毒产物从血液进入组织细胞内。血脑屏障主要由脑毛细血管壁和神经胶质膜构成，是防止中枢神经系统发生感染的重要防线结构。幼龄动物血脑屏障尚未完全发育成熟，容易发生脑内感染。（二）化学作用皮肤汗腺分泌的乳酸能抑制病原菌，皮脂腺分泌的脂肪酸有杀灭细菌和真菌的作用。泪腺、唾液腺、乳腺及鼻气管粘膜分泌的溶菌酶能溶解革兰氏阳性菌；粘多糖能灭活一些病毒；胃粘膜分泌的盐酸有很强的杀菌作用；肠粘膜分泌的多种蛋白酶也有消化杀菌作用。（三）生物学作用正常动物皮肤上、口腔、肠道和阴道内都寄居有一定种类的微生物，称为正常菌群。它们一方面占据表面，另一方面产生代谢产物，防止病原微生物的入侵。例如皮肤上的丙酸菌产生脂类，可抑制化脓性细菌的生长；肠道内的大肠杆菌分泌大肠菌素及分解糖后产生的酸能抑制痢疾杆菌的生长；肠道中的厌氧菌产生的脂肪酸能抑制沙门氏菌的生长。淋巴组织的过滤作用具有过滤作用的淋巴组织是指外周淋巴器官，如淋巴结、脾等。它可将侵入血液及组织液中的病原物和混入的损伤细胞、衰老细胞和代谢废物滤在淋巴组织内。在淋巴组织内的巨噬细胞可将其吞噬清除，并就地将抗原提呈给淋巴细胞。所以外手淋巴器官也是免疫系统对抗原应答的场所。在肿瘤患者中，出现淋巴转移现象是由于免疫系统企图控制癌细胞的转移而过滤在淋巴结内的结果。虽然在淋巴结内的吞噬细胞、淋巴细胞都不能彻底消灭癌细胞，但癌细胞分裂增殖也因此有所减缓。血清、体液和组织分泌物的杀菌作用在健康机体的血清、体液和组织细胞中存在有多种抑菌、杀菌或溶菌作用的物质（表2），当病原微生物通过皮肤、粘膜屏障进入组织细胞或血液中时，它们在其它因素配合下发挥非特异性的杀菌抗感染作用。表2正常体液和组织中的抗菌物质名称来源或存在部位化学性质作用对象补体血清球蛋白革兰氏阴性菌溶菌素吞噬细胞溶酶体、泪腺、唾液、乳汁碱性多肽革兰氏阳性菌乙型溶素血清碱性多肽革兰氏阳性菌吞噬细胞杀菌素中性粒细胞碱性多肽革兰氏阳性菌白细胞素中性粒细胞碱性多肽革兰氏阳性菌血小板血小板碱性多肽革兰氏阳性菌正铁血红素红细胞含铁卟啉革兰氏阳性菌精素、精胺碱胰、肾、前列腺碱性多肽革兰氏阳性菌乳素乳汁蛋白质革兰氏阳性菌这里重点介绍补体系统和溶菌酶。（一）补体系统补体（complement）是一组球蛋白存在于正常机体血清之中，具有类似酶活性的一组蛋白质，具有潜在的免疫活性，激活后能表现出一系列的免疫生物学活性，能够协同其它免疫物质直接杀伤靶细胞和加强细胞免疫功能。所以又称为补体系统（complementsystem）。补体不耐热，加热56℃1.补体系统的组成完整的补体系统由9种成分11种球蛋白组成，按发现的先后分别命名为C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9。其中C1成分由3种亚单位蛋白C1q、C1r、和C1s组成。2．补体系统的激活补体激活途径有2种。一是从C1开始的经典激活途径（classicalpathway）；另一种是从C3开始的替代激活途径（alternatinepathway）。1）、经典激活途径又称C1激活途径，其过程如图1所示。抗体IgG1、2、3和IgM的CH2区有补体结合点，以抗细菌的IgG和IgM为例，当它们与相应的细菌发生特异性结合后，补体结合点暴露，血清中的C1的C1q首先与补体结合点结合并引起C1r、C1s的构型改变，完成C1的激活（以C1表示）。C1作用C4和C2，使它们激活变成C42。C42使C3激活，变成C423b和C3a。C423b使C5激活，变成C5a和C5b，C5b与C6结合成C56，C56再与C7结合成有活性的C567。C567再与C8和6个C9结合成一个C5-9的大分子复合物，使细菌细胞壁上的损伤加重，形成直径80~100A的穿孔，导致细菌的溶解。在补体的激活过程中，形成一些小分子活性物质，例如C3a和C5a，具有吸引吞噬细胞的趋化作用及加强吞噬的作用。C2、C4有类似激肽作用。C1激活途径（传统途径）：C3激活途径（旁路途径）：IgG1、2、3及IgM的免疫复合物细菌脂多糖、酵母多糖及IgG4、IgA的免疫复合物↓Ca++↓Mg++C1→C1C3PA转化酶（D因子）←↓Mg++C3↓C2+C4→C4b2a→↓←C3激活剂（Bb）←C3PAC423b+C3a↓C5→C5b+C6→C56+C7→C567+C8+C9→C5-9+↓C5a靶细胞溶解图1补体激活的两条途径2）、替代激活途径又称C3激活途径。一些物质如细菌内毒素、酵母多糖及无补体结合点的IgG4和IgA，与相应抗原的免疫复合物等，可经C1途径，参与C3的直接激活，再完成与经典途径相同的C5–C9的激活。3、补体系统的生物学作用1）、溶解细菌细胞或中和病毒通过经典或替代激活途径，补体能协助抗体溶解相应细菌或中和病毒。2）、调理作用补体C3激活的裂解产物C3b,一端与细菌结合，另一端与吞噬细胞膜上的C3b受体结合，起调理作用，促进吞噬细胞消化细菌。3）、趋化作用补体激活过程产生的C3a和C5a和C567都能吸引吞噬细胞向微生物侵入部位移动，以利吞噬。4）、过敏毒素作用C3a和C5a还可使肥大细胞脱颗粒，释放组胺，导致平滑肌收缩和血管通透性增高。（二）溶菌酶溶菌酶主要是由单核吞噬细胞产生的一种低分子碱性蛋白质。广泛分布于眼泪、唾液、鼻液、血清和乳汁中。溶菌酶能水解细菌细胞壁的肽聚糖，使细菌细胞壁崩解而溶菌。革兰氏阳性菌仅一层肽聚糖，故易被溶菌酶酶解杀灭。革兰氏阴性菌细胞壁在肽聚糖层外还有脂多糖、脂蛋白包围，所以不易受溶菌酶的作用。炎症反应的病理防御作用炎症发生的原因有多种，人或高等动物因感染病原体而引起的炎症是一种病理过程，也是一种防御、消灭病原体的积极方式，它是宿主对病原体的非特异性免疫反应的一种单核—巨噬细胞系统的吞噬作用吞噬细胞包括大吞噬细胞（即单核巨噬细胞）和小吞噬细胞（即中性粒细胞）。它们分别属于内皮细胞系和网状细胞，1924年将其命名为网状内皮系统（reticuloendothelialsystem,RES）。后经研究发现RES的吞噬功能主要是巨噬细胞而非网状细胞，故改称为单核吞噬细胞系统（mononaclearphagocyticsystem,MPS）。后来发现单核—巨噬细胞除具有吞噬功能外，还可加工和提呈抗原给淋巴细胞，所以它既是免疫效应细胞，也是辅佐免疫应答的细胞。它与树突状细胞（dendriticcell,简称D细胞）和郎·罕细胞（Langerhanscell,简称L细胞）及B淋巴细胞统称为抗原提呈细胞（antigenpresentingcell,APC）,或统称辅佐细胞（accessorycell,简称A细胞）。单核—巨噬细胞的吞噬功能及其特点单核巨噬细胞具有多种免疫功能，它可吞噬消灭入侵的病原体、有害异物，清除损伤、衰老、死亡和突变细胞及其代谢废物，能加工、提呈抗原给淋巴细胞。所以特异性免疫功能是建立在非特异性免疫功能基础上，使机体免疫功能进一步完善。巨噬细胞之所以能完成这些功能是由于它具有三个特点：1、巨噬细胞是机体最早识别外来异物的细胞。巨噬细胞可以识别和吞噬各种各样的外来干涉的或“自身”的物质，没有这种广泛而有效的识别，也就谈不上免疫系统对抗原物质的免疫应答和有效保护。这种能力是在物种系统发生中逐渐形成的。2、巨噬细胞具有多种胞内酶和胞外酶，使之有效地消化、杀灭被吞噬进入细胞内的病原体及异物。3、巨噬细胞还可以分泌很多活性物质，其分泌产物之多可与肝细胞相比。这些分泌产物对组织、细胞起着重要调节作用。第四章特异性免疫概述抗原进入机体与免疫系统的免疫细胞作用，可能产生三种结果：1：正常免疫应答，机体建立特异性免疫。2：免疫耐受性，机体不发生正常免疫应答。3：变态反应，机体发生免疫应答案的同时发生组织损伤。特异性免疫的概念特异性免疫（specificimmune）是动物机体出生后，受过某种抗原刺激产生的针对该抗原的抵抗能力。特异性免疫是机体对抗原经过免疫应答而获得的，又称为获得性免疫（acquiredimmunity）。免疫应答（immuneresponse）是抗原进入机体后，免疫系统中单核吞噬细胞：T细胞、B细胞等对其进行一系列反应，产生免疫活性产物，发挥免疫效应，清除同种抗原的过程。第二节免疫应答的基本过程和特征机体的免疫应答过程相当复杂，可划分为三个阶段：致敏阶段；反应阶段；效应阶段1．致敏阶段（Sensitizationstage）进入体内的抗原，除少数TI抗原可直接激活相应的B细胞外，大多数TD抗远由巨噬细胞吞噬加工后，将抗原决定簇递呈给TH细胞，再由TH细胞一方面递呈给相应的T细胞，使T细胞激活，另一方面递呈给带相应SmIg的B细胞，B细胞被活化。2．反应阶段（reactivestage）激活的T细胞转化成母细胞，分化增殖成细胞毒性T细胞，迟发型超敏反应T细胞和少量记忆细胞，超敏反应T细胞受到同种抗原的作用，产生各种淋巴体内子。活化的B细胞经分化增殖成大量浆细胞和少量记忆细胞，浆细胞产生各类免疫球蛋白，称为抗体。3．效应阶段（effectivestage）具有杀伤性的效应T细胞和各种淋巴因子，共同将存在体内的特异性抗原清除，称为细胞免疫效应。抗体分布于体液（血清、淋巴液、组织液）中，直接发挥作用或在吞噬细胞、K细胞、补体等协助下消灭响应抗原，称为体液免疫效应。T细胞、B细胞反应过程中产生的记忆细胞，暂时不产生免疫产物，保留在机体中，当有同种抗原再次进入体内、作用到它们时，它们将迅速增殖，大量产生淋巴因子或抗体，发挥免疫效应。综上所述，机体的特异性免疫应答过程都可能同时进行细胞免疫应答和体液免疫应答，抗原的特性不同，引起两方面的免疫应答侧重可能不同。机体的免疫应答具有突出的特征：1：严格的自我识别。即对自身正常组织不引起免疫应答；2：对抗原具有高度民主特异性；3：具有免疫记忆性。免疫耐受性免疫耐受性（tolerance）是指机体接触抗原后建立的特异性无应答状态。机体免疫耐受性的建立与正常免疫应答具有共性，都需要抗原诱导，均具有特异性和记忆性。已建立对某一抗原耐受的个体，当再次接触同一抗原时不应答，但对其它抗原仍具有免疫应答能力。免疫耐受性的建立受机体和抗原两方面的因素影响。机体方面1．与动物种属、品系有关例如，兔和有蹄兽、灵长类只在胚胎期才能诱导建立耐受性，小鼠和大鼠在胚胎期和新生期都可以。给C57BL/b小鼠注射0.1mg丙种球蛋白即可诱导耐受性，但对BALB/c小鼠注射10mg也难诱导成功。2．与年龄有关免疫耐受性建立的难易与免疫细胞发育与功能完善程度密切相关，总的规律是胚胎期接触抗原容易建立耐受性，新生期次之，成年期难于建立。抗原方面能诱导昌盛免疫耐受性的抗原称为耐受原。一般小分子可溶性抗原（血清蛋白、多糖、脂多糖等）较易成为耐受原。TI抗原只有高剂量才能诱导耐受性，TD抗原在低剂量和高剂量时均可成为耐受原。抗原状态及接触方式对诱导耐受性难易次序为：不加佐剂抗原﹥加佐剂抗原；静脉注射﹥腹腔注射﹥皮下注射。解释免疫耐受性形成机制的学说有多种，尚未达到同意认识。其可能与耐受原识别和反应的淋巴细胞克隆“排除”或“流产”，或SmIg被封闭，或受TS细胞抑制等有关。了解和研究免疫耐受性，对全面阐明免疫应答机理，提高疫苗免疫效果，预防自身免疫病、变态反应性疾病和肿瘤发生等，在理论和实践上均具有意义。第四节细胞免疫细胞免疫是抗原进入机体后刺激T细胞产生免疫应答过程，又称细胞介导的免疫(cell-mediatedimmunityCMI)一细胞免疫应答的基本过程细胞免疫应答基本过程是：抗原进入机体后，经Mφ吞噬，降解处理，将抗原决定簇递呈给TH细胞，和抗原特异性T细胞。TH细胞同时在Mφ分泌的白细胞介素（IL-1）作用下活化为效应性TH细胞，通过分泌白介素II的作用，辅助抗原特异的T细胞，使之分化、增殖，产生大量抗原特异的细胞毒性T细胞（TC）和迟发型T细胞（TD）。TC对抗原发挥特异性杀伤作用，TD与同种抗原结合后，释放多种具有生物学活性的淋巴因子（Lymphokine,LK）。有的LK能吸引吞噬细胞，有的能激活吞噬细胞和白细胞，引起慢性炎症反应，消除抗原。二TC细胞的细胞毒作用TC细胞对带有特异性抗原的细胞（靶细胞）能起直接杀伤和重复杀伤作用，在抗病毒感染、同种异体移植排斥反应和抗肿瘤免疫中发挥重要作用。TC细胞与抗原紧密结合在一起，在37℃有Mg++存在的条件下，此过程只需要几分钟。接着TC细胞在有Ca++存在的环境中，使靶细胞膜发生进行性溶解，造成不可逆的损伤，此过程约需要10分钟。随之大量水分进入细胞内，细胞质向外流失。细胞裂解成碎片，此过程约1小时。TC完成对靶细胞的杀伤后保持完整无损，又可攻击其它特异靶细胞，一个TC三淋巴因子TD细胞受相应抗原作用后，释放的许多具有生物学活性的可溶性蛋白质总称为淋巴因子（Lymphokine,LK）。LK是细胞免疫的主要介质，目前已发现50多种，以其生物学作用命名，多数LK非特异性地作用于其它细胞，发挥其功能。表5主要的淋巴因子及其作用淋巴因子作用巨噬细胞移动抑制因子（MIF）抑制巨噬细胞随机移动，停聚炎症部位，增强吞噬作用巨噬细胞趋化因子（MCF）吸引巨噬细胞至局部巨噬细胞聚集因子（MAF）使巨噬细胞集中巨噬细胞活化因子（MAggF）激活和加强巨噬细胞溶菌和杀瘤细胞作用淋巴细胞生长因子类（IL-2，BCGF，IL-3等）诱导淋巴细胞的DNA合成过程，促进其生长增殖趋化因子类（CFs）分别吸引各种不同粒细胞白细胞移动抑制因子（LIF）抑制中性粒细胞的随机移动淋巴毒素（LT）对肿瘤细胞和病毒感染的靶细胞有选择性杀伤作用γ干扰素（IFN-γ）防止病毒在靶细胞内复制，可激活NK细胞，加强巨噬细胞的溶菌能力Ia抗原诱导因子诱导巨噬细胞表达I抗原转移因子（TF）使已致敏机体内其它正常淋巴细胞获得相应特异性细胞免疫的能力，也可将之转移给其它正常个体皮肤反应因子（SRF）引起血管扩张，增加血管通透性有丝分裂原因子（MF）非特异性地使淋巴细胞进行有丝分裂，以扩大免疫应答的后备力量四细胞免疫的作用细胞免疫在对胞内寄生病原体的抗感染方面具有重要作用。例如胞内寄生菌（结核杆菌、布氏杆菌、马鼻疽杆菌、人的麻风病杆菌等），被吞噬细胞吞噬后形成不完全吞噬；各种病毒或血液原虫感染进宿主细胞内，体液免疫的抗体都不能发挥作用，靠机体细胞免疫应答产生的TC细胞和各种淋巴因子，共同把胞内菌、病毒或原虫消灭。此外，细胞免疫在抗肿瘤免疫方面也具有重要作用。机体的细胞免疫应答也可引起同种异体移植物的排斥反应。这是因为同种动物不同个体组织细胞的组织相容性抗原除同卵双生的两个个体之间相同以外，其他个体之间都不相同。不同的个体间进行组织移植后，受体的淋巴细胞均回识别非自身的供体组织，进行细胞免疫应答，通过产生的TC细胞直接杀伤，和淋巴因子引起的炎症反应将移植物排斥脱落。机体对某些胞内菌的细胞免疫应答，也同时可引起迟发型变态反应。第五节体液免疫抗原进入机体后，引起B细胞的免疫应答，产生抗体，分布于体液（血液、淋巴液、组织液）中，通过中和作用或在补体、吞噬细胞、K细胞等协助下，特异性地消除抗原的过程，称为体液免疫。体液免疫可通过免疫血清从已免疫的个体转移给未免疫的个体。一体液免疫应答过程TD抗原和TI抗原引起的体液免疫应答过程不同。前者必须有T细胞的辅助，后者无需T细胞的辅助。大多数的天然蛋白质抗原都属TD抗原，本节主要介绍TD抗原引起的体液免疫应答过程。TD抗原进入机体后，在外周免疫器官中，或在肉芽肿部位，具有抗原递呈作用的Mφ将抗原捕捉、吞噬、消化、加工、处理后，将抗原决定簇转运到Mφ表面，递呈给TH细胞，Mφ同时释放白细胞介素1（IL-1）等细胞因子。IL-1也作用于TH细胞。TH细胞接受抗原决定簇和IL-1的刺激后母细胞化，合成分泌白细胞介素2（IL-2），并在细胞膜上表达IL-2受体，IL-2与IL-2受体结合后TH细胞增殖成效应TH。效应TH产生B细胞生长因子（BCellgrouthfactor，BCGF）和B细胞分化因子（Bcelldifferentiationfactor,BCDF）。B淋巴细胞通过SmIg特异地识别和结合Mφ递呈抗原决定簇，并受到BCGF和BCDF的作用后开始活化增殖，分化为合成分泌不同类型免疫球蛋白的浆细胞，初期的浆细胞分泌IgM，中期的分泌IgG，后期的分泌IgA。B细胞分化中形成部分记忆性B细胞，其寿命较长，参加再循环带有特异的SmIg，当机体再次进入同种抗原与其SmIg结合后，它将迅速分裂增殖分化为产生IgG的浆细胞，大量分泌IgG。B细胞产生的各类Ig在体液中与抗原特异结合后，通过中和作用或补体结合，免疫调理，ADCC等作用发挥效应，消除抗原。但在一定条件下也可引起I、II、III型变态反应导致机体的功能紊乱或组织损伤。至于少数TI抗原通常都是相同分子的简单聚合物，例如肺炎球菌荚膜多糖抗原，其表面相同的抗原决定簇重复排列，更与相应B细胞的SmIg发生牢固交叉联结而活化B细胞，分化、增殖成浆细胞，只产生少量的IgM，也不产生记忆细胞，无再次应答反应。二抗体抗体是浆细胞合成分泌的各类免疫球蛋白（immunoglobulin,Ig）的总称，是体液免疫中发挥免疫效应的免疫活性物质。到目前发现人的Ig有5类：IgM、IgG、IgA、IgE和IgD；家畜和小动物有4类：IgM、IgG、IgA和IgE，尚未证实有IgD；禽类主要有3类：IgM、IgG和IgA。（一）免疫球蛋白的结构用抗原免疫动物所产生的免疫血清是针对各种决定簇的很不均一的免疫球蛋白的混合物，很难用于研究免疫球蛋白的结构。但是，在狗、猫或小鼠等体内，在一定的条件下可发生由一个B细胞演变的癌性浆细胞系，称为骨髓瘤，这些癌性浆细胞分泌的免疫球蛋白称为骨髓瘤蛋白，它们的结构是均一的与IgG单体相似的，骨髓瘤蛋白可以大量获得，为研究免疫球蛋白的结构提供了很好的材料，目前了解的免疫球蛋白的结构知识都是通过对骨髓瘤蛋白的研究获得的。免疫球蛋白的基本结构Ig由两条相同的轻链（lightchain,L链）和两条相同的重链（heavychain,H）组成。L链与H链之间，H链与H链之间，由二硫键连接成一个单体Ig分子，呈“Y”字型。每条L链由210~230个氨基酸组成，分子量约23000d，每条H链由420~446个氨基酸组成，分子量50，000~70，000d，H链中含有糖基，故Ig属糖蛋白。L链从N端起，1~108个氨基酸的组成是多变的，称为L链的可变区（variableregion），简称VL。H链从N端起1~107或130个氨基酸的组成同样是多变的，称为H链的可变区，简称为VH。VL和VH共同组成与相应抗原决定簇特异性结合的立体构型。L链的其余1/2段的氨基酸组成比较稳定，称为L链的恒定区（contantregion），简称CL。所有Ig的CL仅发现两个类型（type），κ型和λ型。每一个Ig分子的两条L链均是同一个型，即同是κ型或λ型。H链的其余3/4段的氨基酸组成和排列也较稳定，称为H链恒定区，简称CH。CH按氨基酸组成不同，表现抗原性有5类（class）：μ、γ、α、ε和δ。依此Ig分为5类即：IgM(μ)、IgG(γ)、IgA(α)、IgE(ε)和IgD(δ)。每类Ig依其CH内个别氨基酸的差异和H链间二硫键位置不同，又分为亚类图2抗体4条肽链的结构示意图H链和L链内每约110个氨基酸区段内含有一个链内二硫键，连接相距约60个氨基酸的两个半胱氨酸形成一个环状结构，称为功能区（domain）。所有Ig的L链内有VL、CL两个功能区，IgG、IgA和IgD的H链内有VH、CH1、CH2、和CH3四个功能区；（图3）。IgM和IgE的重链则多一个CH4功能区。各个功能区表现一定的功能，例如IgG和IgM的CH2的区有补体结合点，平时被隐蔽，当Ig的VL与VH与相应抗原决定簇特异性结合后，补体结合点暴露，并识别结合补体C1引起补体系统的传统激活。在CH1和CH2之间，有一段约含30个氨基酸的肽链，称为绞链区（hingeregion）。其富含脯氨酸，具有伸缩性，利于Ig的张合，与不同位置和距离的相应抗原决定簇结合，同时暴露补体结合点。绞链区中所含的二硫键对木瓜蛋白酶和胃蛋白酶的作用敏感，易被酶水解断裂。2．Ig的水解片段用木瓜蛋白酶水解IgG，可将IgG的H链的链间二硫键近N端处切断，得到三个片段，（见图3），两个相同的片段，每个片段含有一条完整的L链和一段H链的部分，这两个片段均能与相应的抗原决定簇结合，称为抗原结合片段（fragmentantigenbinding），简称Fab段。另一段含有两条H链C端的一半，可以结晶，称为可结晶片段（fragmentcrystallization），简称Fc段。Fc段保留了H链原有的功能区的生物学活性及H链原有的抗原性。图3蛋白酶裂解Ig示意图若用胃蛋白酶水解IgG，则可以将H链的链间近C端处切断，得到含两个Fab段的大片段，称为F(ab)2片段，见图3，F(ab)2能与两个抗原决定簇特异结合。其余的Ig被切成多个小分子多肽碎片，失去了任何生物学活性。通过对Ig水解片段的研究，了解了上述Ig的结构和各功能区的生物学活性。应用胃蛋白酶水解去除抗毒素血清中Ig的Fc片段，保留F(ab)2获得抗毒素精制品，仍具有中和毒素的作用，但消除了使用完整Ig分子引起过敏性血清病发生的危险。三、五类免疫球蛋白的主要特性1、IgMIgM是抗原初次进入机体后体液免疫应答中最先产生的抗体。由5个单体分子通过J链连接聚合在一起（图4）。沉降系数19S，分子量90，000d，是最大的Ig，称为巨球蛋白。IgM因为是五聚体，所以主要在血管内，它们有5~10个抗原结合价（Ig每一个与相应抗原决定簇结合的部位，称为一价），并有10个补体结合点，所以尽管IgM的生成数量不多，但在激活补体、中和病毒、凝集作用和调理作用等方面的效率，比IgG高很多。IgM是血管内消除大颗粒抗原的主要抗体，在一定条件下IgM也参与II型或III型变态反应。B细胞膜上的固定的IgM是7s的单体，起抗原受体作用，识别抗原决定簇。2．IgGIgG大量产生于抗原再次进入机体引起的再次免疫应答期，单体Ig沉降系数7s，分子量180，000d，在血液中含量最高，占Ig总量的70~80%，其分子小，可分布到全身的组织液，人体和兔的IgG可通过胎盘从母体进入胎儿，但其他动物的IgG，因母体胎盘与胎儿胎盘的结构层数较多，不能通过胎盘。IgG具有激活补体，中和病毒或毒素，调理作用等多种活性，是全身抗感染的主要抗体，IgG也参与II、III型变态反应，某些肿瘤抗原诱导产生的IgG，可能是肿瘤的封闭因子。3．IgAIgA有两种存在形式，一种是单体，存在于血清中，称为血清型IgA。另一种为双体，由J链连接两个单体，并结合一个分泌片（secretorycomponent,SC），分布于各种粘膜表面，称为分泌型IgA（secretoryIgA,SigA）。血清型IgA由骨髓内浆细胞产生，进入血液循环中，沉降系数7s，分子量170，000d，在血清中含量不高，生物学作用尚不太清楚。粘膜相关淋巴样组织（MALT）中的浆细胞分泌IgA，腺体附近的浆细胞合成J链，将IgA连接为二聚体，腺上皮细胞产生SC，当二聚体IgA转运到粘膜上时连接上一个SC分子，成为完整的SIgA。SC的重要作用是使IgA对蛋白酶的敏感性下降，并使粘液粘稠，增强对IgA的粘附作用，从而保护SIgA不受消化道蛋白酶的破坏，并更好地在粘膜局部附着发挥免疫防护作用。SIgA是呼吸道分泌液，胃肠道消化液，乳汁尤其初乳，泪液，唾液，尿液等外分泌液中，粘膜局部抗感染的重要抗体。SIgA具有中和病毒和凝集颗粒性抗原作用，但没有传统激活补体作用和调理作用。在粘膜表面发挥防御作用的机制尚不完全清楚，其可能是通过阻止细菌或病毒粘附于上皮表面而发挥“免疫排除”作用。4．IgEIgE是主要由上皮表面附近的浆细胞产生的单体IgE，沉降系数8s，分子量196，000d，不耐热，加热56℃30分钟将破坏。IgE的Fc区易与肥大细胞和嗜碱性粒细胞结合，引起I型超敏反应（过敏反应），故曾被称为亲细胞性抗体和反应素。花粉等特别容易刺激机体产生IgE。许多动物及人，在抗原的刺激下产生IgE的能力与遗传有关，易产生IgE5．IgD人的IgD主要存在于一些B细胞膜表面，沉降系数7s，分子量185，000d，在B细胞上起识别抗原决定簇的作用。在家畜中未证实IgD的存在。图4五类Ig结构示意图四.抗体的分类抗体依其化学结构和自身表现的抗原性分为IgM、IgG、IgA、IgE和IgD五类外，尚可根据如下及个方面进行分类。根据与抗原反应的性质分为完全抗体与不完全抗体。1.完全抗体（completeantibody）这类抗体具有两个或多个抗原决定簇结合部位，又称双价抗体或多价抗体。它们在生理盐水中与相应抗原特异性反应后出现沉淀现象或凝集现象。2.不完全抗体（incompleteantibody）此类抗体仅有一个与抗原结合的部位，又称单价抗体。其只能与相应抗原结合，不能出现沉淀反应或凝集反应。单价抗体含量大多、多时将封闭抗原的抗原决定簇，阻断抗原与完全抗体的沉淀反应或凝集反应。根据抗原的来源分为异种抗体、同种抗体、自身抗体和异嗜抗体。1．异种抗体（heteroantibody）来自免疫动物以外的异种抗原免疫所产生的抗体。例如抗菌抗体、抗病毒抗体等2.同种抗体（alloantibody或Homoantibody）同种属动物不同个体之间的天然存在的抗体或相互免疫所产生的抗体。例如A型血的人，其血清中天然存在的抗B血型的抗体。3.自身抗体（autoantobody）动物机体对自身抗原免疫反应所产生的抗体。4.异嗜抗体（heterophileantibody）由异嗜性抗原引起的抗体。根据抗体与抗原反应的结果分为沉淀抗体、凝集抗体、补体结合抗体、中和抗体、溶血素、调理素和溶菌素。1.沉淀抗体（precipitatingantibody）能与相应的可溶性抗原发生沉淀反应的抗体，又称沉淀素（precipitin）。2.凝集抗体（agglutinateantibody）能与相应的颗粒性抗原发生凝集反应的抗体，又称凝集素（agglutinin）。3.补体结合抗体（complementfixingantibody）与相应抗原结合后，能引起补体结合反应的抗体。4.中和抗体（neutralizingantibody）与相应病毒或与相应的外毒素结合后，失去感染力或使外毒素事物毒性的抗体。5.溶血素（hemolysin）由红细胞免疫机体产生的抗体。抗体与红细胞特异性结合后，在补体参与下可出现红细胞溶解。6．调理素（opsonin）与抗原特异性结合后，在补体系统的协助下，促进吞噬细胞对抗原的吞噬活性的抗体。7．溶菌素（bacteriolysin）与细菌特异性结合后在补体参与下，可使细菌溶解的抗菌抗体。根据抗体的均一性，分为多克隆抗体和单克隆抗体。1.多克隆抗体动物的免疫血清属多克隆抗体。因为抗原都含有多种抗原决定簇，每种抗原决定簇都诱导机体内具有特异性抗原受体的B细胞产生相应的抗体，所以动物免疫血清是很不均一的多克隆抗体的混合物。2、单克隆抗体（monoclonalantibody，McAb）意指一个克隆B细胞，受一种抗原决定簇作用后，分化、增殖的浆细胞分泌的，结构均一的抗体。但实际上，目