动物微生物学及免疫学课件第二篇-免疫学基础

第二篇免疫学基础现代免疫的概念：

免疫是指机体识别和清除“异己”从而保持机体内环境相对平衡和稳定的重要生理机制免疫的三大功能：防御传染自身稳定免疫监视机体免疫力分类

第十章非特异性免疫机制非特异性免疫：又叫先天性免疫，指动物生来就对某些病原微生物及其产物的不感受性。非特异性免疫的特点：具遗传性免疫力较巩固发挥作用快，作用范围广是特异性免疫的基础起着一道防御线的作用二、非特异性免疫的表现种的免疫品种的免疫个体的免疫三、非特异性免疫的机制体表的防御功能体表屏障机械阻挡和排除作用淋巴结屏障血脑屏障分泌物的局部抗菌作用正常菌群的拮抗作用炎症及吞噬作用

正常体液因素的作用组织的不感受性

第十一章抗原与抗体

第一节抗原一、抗原的概念与特性凡能剌激机体产生抗体和致敏淋巴细胞，并能与相应的抗体和致敏淋巴细胞发生特异性反应的物质，称抗原或叫免疫原，即具有抗原性的物质叫抗原。抗原的特性：免疫原性：抗原能剌激机体产生抗体和致敏感淋巴细胞的特性，即产生免疫应答的特性。反应原性：指抗原能与相应的抗体和致敏淋巴细胞（即能与相应的免疫反应产物）发生特异性结合反应的特性。

二、抗原的性质异物性大分子胶体特异性完全性三、抗原的特异性与类属性四、抗原类型完全抗原和半抗原

细菌抗原

异种动物血清

同种异体组织细胞抗原

自身抗原

天然抗原与人工抗原

异嗜性抗原和肿瘤抗原

第二节抗体

机体的免疫系统在Ag剌激下产生，并能与相应Ag发生特异性结合的免疫球蛋白称抗体。主要存在于血清、淋巴液、脑脊液、粘膜分泌物和组织液中，尤其以血清中含量最高。含有Ig的血清叫抗血清（免疫血清）。Ig主要存在于血清Υ球蛋白部分。一、免疫球蛋白的结构

免疫球蛋白单体分子由四条肽链构成：两条重链（H链）两条轻链（L链）形成“T”或“Y”字形结构对称

7S单体分子结构示意图

ss

ss

v区

ss

c区

ss

枢纽区

Ig单体分为两个端：

Ig单体中四条肽链两端游离的氨基或羧基的方向是一致的，分别命名为：多肽链的氨基端（N端，L链的1/2与H链的1/4）多肽链的羧基端（C端，L链的1/2和H链的3/4）Ig单体上分为三个区域：可变区（V区）：即抗原结合区或抗原结合部。1/2L链的和1/4H链的1/4。稳定区（C区）：氨基酸排列顺序比较稳定。L链的1/2和H链的3/4。

枢纽区（绞链区）：使抗体分子由“T”字形变成“Y”字形，暴露补体结合点。稳定区的作用①激活补体②具有抗原性，这是制备第二抗体和标记抗体的重要基础③吸咐吞噬细胞④在IgE能与肥大细胞和碱性粒细胞结合木瓜蛋白酶作用于C区

使Ig裂解为三个片段：

两个单价的具有抗体活性、能结合抗原的Fab段一个包含补体结合部及与亲细胞性功能区的Fc可结晶片段

二、抗体的性质“两价抗体”

分子量大

双重性

不均一性

破坏蛋白质的因素能破坏抗体三、免疫球蛋白的功能

与特异性抗原结合激活补体结合组织细胞通过胎盘四、抗体的分类

按作用对象：按理化特性：按来源：抗细菌性IgIgG

天然Ig

抗病毒性IgIgA

免疫Ig

抗外毒素IgIgM

自身Ig

亲细胞性IgIgE

抗IgIgD

按反应表现：凝集素、沉淀素、补体结合Ig五、五种Ig的特性IgG

由一个7s单体构成。IgG约占血清Ig总量的75%。IgG在血清中出现稍迟，但含量高，维持时间长，分解缓慢，对构成机体的免疫力起着重要的作用。可抗菌、抗病毒、抗毒素，是体液免疫的主要因素。诊断用的血清所含抗体主要为IgG。IgG是人唯一能通过胎盘传递的抗体人初乳中含大量IgG。IgA

含量仅次于IgG，占血清Ig总量的10-20%。分两型：血清型IgA，存在于血清中，为单体。分泌型IgA，为2个单体和一个蛋白片组成的双聚体。它存在于哺乳动物的初乳、唾液、泪液鼻和气管分泌物、胆汁、胃肠道和泌尿道粘膜上及血清中。分泌型IgA含量高于血清型IgA6—8倍。分泌型IgA在消化道呼吸道和泌尿道抗传染免疫中起着十分重要的作用，是粘膜局部抗传染免疫的重要体满面液因素，又称“局部抗体”。IgM

存在于血清中，I占血清Ig总量的5-10%，由五个单体组成，故有巨球蛋白之称。在血清中出现最早，但消失快。IgM与细胞结合的特性最强。IgM对细菌有调理作用。IGM是一种高效能的Ig，IgM有较强的凝集作用和补体结合作用。IgE

含量极微，为单体。是亲细胞性Ig它通过Fc段与肥大细胞、碱性粒细胞、血小板血管内皮细胞等靶细胞上的受体连在一起，当细胞上的IgE分子再次与相应Ag相遇时，引起细胞损伤，导致组织胺等一些具有药理作用的活性物质释放引起过敏感反应，故IgE又叫致敏素。IgD

含量甚低，功能尚不清楚，可能与某些过敏性疾病和自身免疫病有关。第十二章特异性免疫

第一节免疫系统骨髓免中枢免疫器官胸腺疫腔上襄器官脾脏外周免疫器官淋巴结弥散淋巴结

T淋巴细胞免疫活性细胞B淋巴细胞巨噬细胞一、免疫器官1、中枢免疫器官（一级免疫器官）：提供免疫活性细胞并控制机体的免疫反应组成：骨髓、胸腺、腔上襄及襄的类同组织2、外周免疫器官（二级免疫器官）：是后天淋巴细胞定居、增生及对Ag异物产生免疫应答的主要场所组成：淋巴结和脾脏二、免疫细胞T细胞、B细胞、N细胞、K细胞及参与免疫应答过程中的过滤细胞和效应细胞单核细胞和粒细胞起主要协同作用。在免疫细胞中，受Ag剌激后，能特异识别决定簇，并通过分化增殖，形成能产生Ig和致敏淋巴细胞的的一类细胞称免疫活性细胞。1、T细胞由骨髓干细胞进入胸腺后在胸腺激素作用下经10-30天分化增殖而形成，经血液循环迁移至外周免疫器官胸腺依赖区（淋巴结副皮质区和脾小体中央动脉周围），定居繁殖。受Ag剌激后发生分化增殖，大部分形成致敏淋巴细胞，少部分形成记忆细胞。寿命较长，可存活数年数月有等。分为五个亚群T1……T5其中T1可辅助B细胞产生Ig。2、B细胞：由骨髓干细胞进入腔上襄后在腔上襄激素作用下分化增殖而形成，经血液循环迁移至外周免疫器官非胸腺依赖区（淋巴小结生发中心和脾脏红髓）定居繁殖受Ag剌激后发生分化增殖，大部分形成浆细胞少部分形成记忆细胞。寿命较短仅数天（3d）。3、参与免疫反应的其它细胞：K细胞：又叫杀伤淋巴细胞或抗体依赖性细胞毒性淋巴细胞。来源于骨髓干细胞。

K细胞重要特点：细胞膜上只有IgG的Fc受体，当特异性IgGFab段与靶细胞（如寄生虫、肿瘤细胞）膜结合后，则IgGFc段与K细胞表面的Fc受体结合，从而触发K细胞将靶细胞杀死或破坏。NK细胞：又叫自然杀伤淋巴细胞或无标志细胞。来源于骨髓干细胞。对各种靶细胞如组织细胞、瘤细胞、微生物及培养细胞均有非特异性杀伤作用，但无需Ig致敏。NK细胞主要以自身产生的淋巴毒而破坏或杀伤靶细胞，其杀伤作用较T、K弱。巨噬细胞的：吞噬或杀灭病原微生物。杀伤肿瘤细胞。识别和处理Ag住处信息。释放淋巴因活化因子激活免疫活性细胞可适当调节Ag浓度（浓缩集中或降解破坏）以免造成免疫麻痹产生干扰素。第二节特异性免疫应答过程一、特异性免疫它具有三大特点：具有严格特异性和针对性具有一定的免疫期主要表现为体液免疫和细胞免疫

Ag

巨噬细胞处理

超级Ag

B淋巴细胞

TH（抗原桥）

T淋巴细胞记忆细胞记忆细胞

浆细胞敏敏淋巴细胞回忆反应回忆反应

Ig

淋巴因子

体液免疫细胞免疫二、免疫反应的总过程第三节体液免疫

免疫系统在Ag剌激下，以B细胞活动为主，产生特异性Ig，以及Ig与相应Ag结合的特异性免疫反应。一、抗体产生的一般规律具有高度特异性初次反应再次反应和回忆反应

二、体液免疫的作用1、Ag-Ig复合物激活补体系统（溶菌）2、Ag-Ig复合物增强吞噬细胞吞噬作用3、Ag-Ig复合物中和外毒素、病毒4、Ag-IgG复合物可协同K细胞杀伤靶细胞5、某些Ig可造成有害的免疫损伤。三、机体获得抗体的方式通过显性或隐性传染后可相应Ig通过乳汁接受Ig人工预防接种后，机体可产生相应Ig

第四节细胞免疫细胞免疫：机体的免疫系统在Ag剌激下以T细胞活动为主，产生致敏淋巴细胞，后者释放淋巴因子的特异性免疫反应。又称细胞介导免疫。一、淋巴因子种类及其特点二、细胞免疫的临床意义1、抗细胞内寄生病原体感染：结核、布氏、鼻疽杆菌、真菌（念珠菌、球孢子菌等）和病毒等抗感染。2、引起迟发型变态反应：反应部位局部组织损伤、坏死、溃疡等变态反应。3、异体组织移植排斥反应：由于毒性T细胞的产生和淋巴毒素因子的释放所故。4、抗肿瘤免疫和自身免疫疾病。第五节抗传染免疫的特点一、天然自动免疫：动物自然感染某种传染病痊愈后，或隐性感染后，所获得的对该疾病的免疫力特点：免疫力持续时间较长，强度较大，如动物耐过炭疽、腺疫、猪瘟等传染病后，甚至可以终身免疫。二、人工自动免疫：动物接种了某种菌苗、疫苗或类毒素等生物制品后，所产生的一种免疫力。特点：免疫力持续时间的长短，因生物制品的性质、机体的反应性等因素不同而异，如接种活苗的免疫期一般较长可达一年以上，接种死苗则较短，通常只能持续4-6个月；其免疫状态往往可因病原微生物大量侵入所破坏而发生传染，因此应加强管理和检疫制度。三、天然被动免疫：动物在胚胎时期通过胎盘或出生后通过初乳，由免疫的母体被动获得Ig而形成的一种免疫力。特点：持续时间短，只有几个月，因而仅为幼畜所有。四、人工被动免疫：动物在注射了高免血清或康复动物血清后，所获得的一种免疫力。特点：产生迅速，注射免疫血清后数小时即可建立免疫力，但持续时间极短，仅2-3周，多用于紧急治疗或紧急预防。人工自动免疫和人工被动免疫区别要点第十三章变态反应第一节概述一、概念变态反应：机体再次接受同种Ag剌激后，发生的一种机能紊乱及组织损伤的特异性免疫病理反应，即改变常态的反应，严重时，可导致机体发生过敏性休克，甚至死亡。所致疾病称为变态反应性疾病或免疫性疾病。变应原完全Ag：

异种动物血清异种组织细胞微生物寄生虫动物皮毛饲料半Ag：

青霉素磺胺阿司匹林奎宁碘二硝基氯苯非那西酊生漆变应原进入机体的途径呼吸道消化道皮肤粘膜注射二、变态反应的过程致敏阶段：

机体初次接触变应原，产生Ig或致敏淋巴细胞，称致敏阶段，般为2-3周反应阶段：敏感机体再次接触同种Ag时，发生的变态反应，称反应阶段。

三、变态性疾病的表现有的是全身性的，如青霉素过敏性休克、血清过敏症等；有的是局部性的，如呼吸道反应包括酵喘和过敏性鼻炎等，消化道反应包括采食引起的过敏症等，皮肤变态反应包括荨麻疹和结核等的传染性变态反应；异体植皮脏器移植产生的免疫排斥反应第二节各型变态反应及特点根据Ig和组织细胞参与情况、抗原抗体反应情况及补体是否参加等，可将变态反应分为：第Ⅰ型变态反应第Ⅱ型变态反应

称速发型第Ⅲ型变态反应第Ⅳ型变态反应

称迟发型第Ⅴ型变态反应第Ⅵ型变态反应第Ⅰ型变态反应——过敏反应通常包括由异种动物血清及青霉素等药物引起的全身过敏反应。其特点：①是发现最早，临床上最常见；②反应发生快，通常于接触过敏原后数min或数h内发作，但消失亦快；③有较明显个体差异；④变应原可以是完全Ag也可以是半Ag；⑤参与抗体为IgE或IgG4过敏性Ig，它们吸于靶细胞上，使机体处于致敏状态；⑥补体不参加，故只引起机能紊乱而无后遗性组织损伤；⑦反应重，局部或全身性反应，严重者可休克而死亡。第Ⅱ型变态反应——细胞溶解反应①变应原可以是体内细胞本身成分，如A、B血型交叉输血时，可激活补体将红细胞溶解；②外源性变应原如某些病毒、细胞蛋白或多糖，更多见是由于大量应用某些药物与血细胞等靶细胞结合成为完全Ag；③不释放介质，在补体、吞噬细胞或在K细胞参与下杀死靶细胞，造成组织损伤。第Ⅲ型变态反应——血管炎型①参与Ig为IgG或IgM或IgA。Ag-Ig复合物存在于血液循环中或组织间隙里；②Ag-Ig复合物激活补体或招来中性细胞，释放溶酶体酶，引起组织损伤；③Ig不需固定在细胞上而是游离于血液循环中，随时可与Ag结合形成有害免疫复合物第Ⅵ型变态反应——细胞介导迟发型变态反应①无Ig和补体参加，而与致敏淋巴细胞有关②反应较慢，持续时间长，一般于第二次接触Ag后6-48h，反应达高峰可持续1-2天。③见于胞内寄生菌如结、布、鼻、真菌等引起的传染性变态反应，由血吸虫及蛔虫等侵袭后引起的肉芽肿，组织排斥反应及接触性皮炎等。第十四章血清学反应血清学反应：抗原抗体在体外结合的反应，因实施反应的某些重要因素是含抗体的动物血清，故名血清学反应。血清学反应具有严格的特异性和较高的敏感性，因此可用抗原或抗体的已知一方检测未知的另一方，作为传染病的辅助诊断和微生物的鉴定。一、凝集反应

1、直接凝集反应：

细菌、红细胞等颗粒性Ag与相应Ig混合以后，在电解质参与下，经过一定时间Ag颗粒相互凝集形成肉眼可见凝集块。参与凝集反应的Ag称凝集原，Ig称凝集素。平板法和试管法2、间接凝集反应先将可溶性Ag或Ig吸附于一种与免疫无关的有一定大小的颗粒载体表面制成固相Ag或Ig，再与相应的待检Ig或Ag结合产生的反应。分为两类：间接血球凝集反应（HA）间接血球凝集抑制反（HI）间接血球凝集反应（HA）＋

＋阳性间接血球凝集抑制反（HI）

＋

＋阳性阴性二、沉淀反应胶体状态的可溶性Ag（如细菌和寄生虫的浸出液、组织浸出液、培养滤液、动物血清等）与相应Ig混合后，经一定时间，形成肉眼可见的沉淀物。临床上常用于诊断炭疽、梅素、鼠疫、猪丹毒、气肿疽等传染病。沉淀反应分为以下三种：实验管：

4mm小管已知Ig层叠未知Ag交界面白色沉淀环对照管：

4mm小管已知Ig层叠生理盐水交界面无沉淀环1、环状沉淀反应（Ascoli反应）2、絮状沉淀反应：将Ag和相应在试管内或凹玻片上混匀，经过一定时间性，出现肉可见絮状或颗粒状不溶性沉淀物为阳性。如诊断梅毒的康氏反应，及用标准类毒素测定抗毒素血清效价的絮状试验等。3、琼脂扩散试验单相琼扩：将已知（1：10稀释），加入等量的1%琼脂（56℃）管（或平板）中，凝固后，于其上（打孔）加待检Ag（孔中），置37℃湿合感作，2-3h后可见白色沉淀带。双相琼扩：1%琼脂凝胶制成平板后，在上面按设计图形打孔，在孔内分别加Ag和Ig，放密闭湿盒中，将使之双相扩散而形成沉淀带。

单相琼扩双相琼扩含已知Ig琼脂被检血清（Ig）待检Ag已知Ag三、补体结合反应溶菌反应：

某些细菌（霍乱弧菌）与相应的抗体混合以后，如有补体参加，则细菌发生溶解的反应，称溶菌反应。溶血反应：

红细胞与相应的抗体（溶血素）混合以后，如有补体以参加，则红细胞发生溶解的反应，称溶血反应。补体的特点1、补体是酶类物质，但均以无活性的前体形式存在于血清中2、动物血清中尤其以豚鼠血清含量最高，故多用豚鼠的新鲜血清作为补体的来源3、补体性质不稳定，易失活，经56度30分处理即灭活4、补体本身没有特异性能与任何一组抗原抗体复合物相结合，一但结合后不再游离。5、补体不与单独的抗原或单独的抗体相结合。补体结合反应的概念补体结合反应（简称补反CFT）：是指在补体参加下，以绵羊红细胞（Ag）和抗绵羊溶血素（Ig）作为指示系统的抗原抗体反应。补体结合反应的原理补反包括两个系统五种成分：一是被检系统（溶菌系）中的已知Ag、待检Ig及仅供一组Ag-Ig系统反应的定量补体。二是指示系统（溶血系）中的红细胞和溶血素。首先是溶菌系统的抗原与抗体复合物与补体相互混合后产生的反应。其次为了测知溶菌系统中补体是否被利用，再加入溶血系（绵红细胞和抗绵溶血素）作为指示系统，以观察因补体游离所产生的溶血情况。如果反应的结果是不溶血为诊断阳性，发生了溶血为诊断阴性。操作与结果操练时，分两步进行：将待检系统的Ag、Ig与补体三种成加入试管内，于37度水浴作用30分钟，然后加入指示系统，于37℃水浴作用30分钟，观察结果。结果观察：不溶血为诊断阳性，发生溶血为阴性四、中和实验病毒或毒素与相应Ig以一定比例混合后，经过一定时间，病毒丧失对易感动物的致病性，或消除毒素在试管内的溶血现象，谓之中和反应。该试验既可在体外进行，也可在体内进行，可利用小动物、鸡胚、活细胞等作试验。操作如下：五、免疫荧光法荧光素：如异硫氰酸荧光素（FITC）、丽丝胺罗丹明B（RB200）等受紫外线照射后可发荧光（FITC为绿色，RB200为玫瑰红色）。荧光Ig：将荧光素（染料）连接在提纯的Ig分子上，这种用荧光素标记的Ig。免疫荧光法反应原理荧光素与Ig分子结合后，并不改变其与相应Ag结合的特性，当用这种荧光Ig对受检标本染色后，在荧光显微镜下观察，可见暗视野中闪烁荧光的细菌等，根据这种现象便能对标本中相应Ag进行鉴定和定位。免疫荧光技术示意图被检Ag+荧光Ig荧光复合物被检Ag+标准Ig

+荧光抗Ig

荧光复合物被检Ag+标准Ig+补体+荧光抗补体+补体荧光复合物

六、免疫酶技术免疫酶技术分类免疫酶组化：直接法间接法酶联免疫吸附试验（ELISA）：检测Ag的双Ig夹心法检测Ig的间接法第十五章免疫学在医学上的应用第一节免疫诊断一、血清学反应的诊断原理

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