第九讲抗感染免疫.ppt

1、第二篇免疫学基础,第九章 抗感染免疫,第一节 机体抗感染免疫因素 第二节 抗细菌、真菌感染免疫 第三节 抗病毒免疫 第四节 抗寄生虫免疫,机体抗感染免疫因素,非特异性免疫 特异性免疫,1 什么先天性免疫？,非特异性免疫,先天性免疫：是机体在种系发育进化过程中逐渐建立起来的一系列天然防御功能，是经遗传获得，能传给下一代，其作用并非针对某种病原体故称非特异性免疫，由屏障结构，吞噬细胞及正常体液和组织免疫成分构成。,2 先天性免疫由谁执行？,屏障作用 吞噬作用 正常体液的杀菌物质 炎症反应 机体的不感受性,(一）生理屏障作用 1、皮肤黏膜的体表屏障第一道防线 （1）机械阻挡作用：健康的皮肤黏膜、鼻毛

2、、呼吸道和消化道定向运动的纤毛等，都能阻挡或排除微生物。 （2）分泌抑菌杀菌物质：皮肤汗腺分泌的乳酸、皮脂腺分泌的不饱和脂肪酸、胃酸等都有杀菌作用。,（3）正常菌群的拮抗作用：正常菌群一般情况下不致病，而且对病原微生物有一定的拮抗作用。如口腔中的唾液链球菌产生的过氧化氢，能抑制脑膜炎双球菌；肠道乳酸菌产生的细菌素和酸性物质，能抑制致病性大肠杆菌和金黄色葡萄球菌等病原菌的生长。同时，它们还可以刺激机体产生自然抗体，对一定病原菌有抑制作用。 体表屏障对大多数病原微生物有一定的阻挡作用，但少数病原微生物如羊布氏杆菌和钩端螺旋体等，可突破此屏障，侵入机体引起感染。,2、淋巴结的内部屏障第二道防线 病原

3、微生物突破机体的防御屏障，进入机体后，它们将随着组织液及淋巴液到达淋巴结，淋巴结内的树突状细胞可将其捕获固定，继而被吞噬细胞吞噬消灭，阻止它们向组织深部扩散蔓延。,3 血脑、血胎的深部屏障第三道防线 （1）血脑屏障：由脑内的毛细血管壁及包于其外的神经胶质细胞构成，有阻止病原微生物和毒素等侵入脑组织的作用。 新生动物因血脑屏障功能不健全，易发生神经系统感染，如小儿麻痹症、禽的脑脊髓炎等 （2）血胎屏障：是由母体子宫内膜的基蜕膜和胎儿绒毛膜组成。正常情况下，它不妨碍母子间的物质交换，但可阻止某些药物、病原微生物、毒素等通过血胎屏障，进入胎儿体内，从而保证了胎儿在子宫内的正常发育。 孕早期因胎盘屏障

4、功能不健全，易发生胎儿宫内感染，引起胎儿的损害。,血脑屏障,（二）非特异性细胞的吞噬作用 1 吞噬细胞的种类 （1）大吞噬细胞：包括游走及固定类型的巨噬细胞和血液及淋巴管中的单核细胞，即单核-巨噬细胞系统。 （2）小吞噬细胞：即血液中的嗜中性粒细胞和嗜酸性粒细胞。,2 吞噬过程 当病原微生物或异物进入体内时，吞噬细胞受趋化因子作用，向抗原处聚集，并通过吞噬或吞饮方式将病原微生物或异物摄入细胞内（对细菌等较大异物，直接伸出伪足将其吞入细胞内，形成吞噬体。对病毒等较小的异物，则胞膜内陷，闭合形成吞饮小体）。然后吞噬体或吞饮小体向胞浆内的溶酶体靠近，形成吞噬溶酶体。溶酶体内的溶菌酶、过氧化氢酶等能直

5、接杀死细菌，而水解蛋白酶等将其进一步消化分解，最后将不能消化的残渣排出细胞外。,吞 噬 过 程,3 吞噬结果 （1）完全吞噬：大多数细菌被吞噬细胞吞噬后，可被完全彻底的消化或杀灭。 （2）不完全吞噬：一些病毒和兼性细胞内寄生菌（如结核杆菌、布氏杆菌等），虽可被吞噬，但却不能被杀灭，称为不完全吞噬。这种吞噬对微生物起了一定的保护和扩散作用，从而降低了药物及体液杀菌因素的杀菌作用。,完全吞噬,不完全吞噬,吞噬后果,（三）正常体液因子的非特异性免疫作用 在健康动物的血液、组织液、淋巴液中，含有非特异性免疫作用的多种物质，如补体、溶菌酶、干扰素等。这些物质可直接或间接杀灭或裂解病原体，其作用无选择性。

6、当它们与特异性抗体、吞噬细胞等其他防护因子配合时，能发挥较大的免疫防护作用。,1 补体系统 补体是正常人和动物血清中含有的非特异性杀菌物质。是一组具有酶原活性的血清球蛋白，可被抗原抗体复合物或其他因素激活的酶系统，故称为补体系统。,补体的发现,返回,Jules Bodet (1870-1961), Discoverer of Complement 1894 Bordet 发现绵羊抗霍乱血清能够溶解霍乱弧菌，加热56 C 30 min 阻止其活性；加入新鲜非免疫血清可恢复其活性。 Ehrlich 在同时独立发现了类似现象，将其命名为补体（Complement）,（1）组成和性质 约占血清球蛋白总

7、量的10%，约有30种蛋白质组成。性质不稳定，对温度敏感，56 30min丧失活性。含量相对稳定。,补体的组成,补体按发现先后顺序 分别命名为C1C9 （C1=C1q,C1r,C1s) ，主要有11种成分,补体的激活,传统途径 旁路途径,激活因子：抗原抗体复合物,传统途径,抗体结合抗原后，暴露补体结合位点，从而结合补体C1，使补体成为具有活性的C1。,C567结合于抗原表面，并自动吸附C8，形成C5678,C5678吸附C9，形成C56789，形成跨膜通道,旁路途径,激活因子为脂多糖等 激活顺序为： C3 C5 C6 C7 C8 C9 旁路途径的优势：在机体内产生抗体之前即可发挥作用，在感染早

8、期的抗菌意义重大。,补体的生物学活性,溶菌、溶细胞作用 促吞噬作用 免疫调理作用 免疫黏附作用 炎症介质作用 抗病毒作用,补体的溶菌作用,返回,GO,补体的促吞噬作用,返回,补体的炎症介质作用,促进中和及溶解病毒作用,在病毒与相应抗体形成的复合物中加入补体，可明显增强抗体对病毒的中和作用； 在没有抗体存在时，补体也可对病毒产生溶解灭活作用。,2 溶菌酶 广泛存在于分泌液、组织液及白细胞中，尤其是在乳汁、唾液及吞噬细胞溶酶体颗粒中含量较多。是一种低分子不耐热的碱性蛋白质，能水解G+细胞壁中黏肽的糖苷键，破坏细胞壁，水分进入，最后细菌崩解。G-细胞壁黏肽外面还有一层脂多糖和脂蛋白，因而不受溶菌酶影

9、响。目前已从新鲜鸡蛋清中提取此酶，在医药上作为抗菌剂。,溶菌酶可破坏细菌粘肽 单独可裂解G+菌，在补体参与时可破坏G-菌,溶 菌 酶 作 用,3 干扰素 干扰素是由干扰素诱导剂作用于活细胞后，由细胞产生的一种低分子糖蛋白，能抑制多种病毒的生长和繁殖。,天然干扰素是分子量为2万的糖蛋白，其作用无特异性，但产生干扰素的动物和被保护的动物之间却有种属特异性。不过也有交叉保护作用。干扰素作用时间短，仅几天。,1 干扰素的生物学活性 (1) 抑制病毒复制；抗病毒作用无特异性，是广谱抗病毒物质,，但其保护作用具有种属特异性。 (2) 抑制癌细胞分裂。 (3) 活化单核巨噬细胞。 2 作用机制 本身对病毒无

10、灭活作用,主要作用于正常细胞使其产生一种抗病毒蛋白,这种蛋白可干扰病毒mRNA的翻译,从而抑制了新病毒的合成。 3 应用,（四）炎症反应 当病原微生物侵入机体皮下或黏膜下层时，局部经常出现炎症反应。炎症过程能减缓和阻止病原微生物向机体其他部位的扩散。因为各种类型的吞噬细胞向炎症部位聚集，使体液防御因素大量聚积，其他组织细胞死亡崩解后，释放出各种白细胞素、吞噬素、溶菌酶等，所有这些物质，对机体抵御传染都是有益的。,（五）机体组织的不感受性 指某些机体组织生来就对病原微生物或其毒性产物缺乏感受性，这种不感受性并非因为病原微生物在机体内丧失了致病力，也不是由于抗体和吞噬细胞的作用造成的，而是动物组织

11、对该种病原微生物或其毒性产物没有反应的缘故。如给龟皮下注射破伤风毒素后，不发生任何症状，但经过几个月后，取其血液注射入小白鼠体内，可使小白鼠发生破伤风而死亡。,影响非特异性免疫因素,1、遗传因素:动物种属差异 2、年龄因素:小鹅瘟,IBD,仔猪黄白痢等 3、环境及应激因素:气候,温度,湿度和创伤等.,免疫分子指的是参与机体免疫应答过程的的各种相关分子。机体所有的免疫活动都离不开免疫分子。 免疫分子包括许多种类：抗体（Ig），补体、MHC、细胞因子、粘附分子等。,抗体是免疫应答过程中产生的重要的免疫效应分子，由于它主要存在于体液当中，所经我们将抗体介导的免疫称做体液免疫。 免疫球蛋白（immun

12、oglobulin, Ig）是指具有抗体活性的或化学结构与抗体相似的球蛋白。 免疫球蛋白可以看作是化学结构上的概念，而抗体则是生物学功能上的概念。,Edleman利用巯基已醇处理免疫球蛋白，可将免疫球蛋白分成两种分子量的多肽链，并根据它们的分子量的差异称为重链和轻链。 1963年，Porter进行了著名的酶切实验用木瓜蛋白酶处理后，得到2个具有单价活性的片段和1个易结晶片段； 用胃蛋白酶处理后，得到1个具双价抗原活性片段和一些破碎的多肽链。,免疫球蛋白结构特点,免疫球蛋白分子呈Y型结构； 轻链分为两种类型，分别为、； 重链的类型决定Ig的类型，重链分为五种类型，分别为；与这五种重链相对应的Ig

13、种类分别为IgM IgG IgA IgD IgE； 由2条重链和2条轻链组成； 重链和轻链都可以分为恒定区（constant region）和可变区（various region）。,依据免疫球蛋白重链恒定区肽链抗原特异性的不同可将人免疫球蛋白分为五类,重链约由450550个AA组成，轻链约由214个AA组成；恒定区位于轻链靠近C端1/2和重链靠近C端3/4的区域。这个区域的氨基酸组成和排列在同一种属动物Ig同一型重链和轻链中比较恒定。不同物种这两种类型的轻链所占的比例是不同的，人类占66%，小鼠占95%，兔占7098%；,重链和轻链的可变区构成了Ig的Fab段，也就是Ig的抗原结合部位。由于

14、V区中氨基酸的种类和排列次序千变万化，所以形成许多具有不同结合抗原特异性的抗体。,抗原结合位点：VL和VH是抗原结合的部位； 补体结合位点：CH2具有补体C1q的结合位点； Fc段受体结合位点：IgGCH3具有结合单核细胞、粒细胞、B细胞等Fc段受体的功能； 绞链区,铰链区：它不是一个独立的功能区，但是它与其它的功能区相关。它位于CH1和CH2之间。铰链区可以发生一定程度上的转动或伸展，使抗体分子上的两个抗原结合位点更好地与两个抗原决定簇发生互补。同时由于CH2和CH3构型变化，使Ig显示出活化补体、结合组织细胞等生物学活性。,依据免疫球蛋白重链恒定区肽链抗原特异性的不同可将人免疫球蛋白分为五

15、类。,IgM： 它是从进化上来看出现得最早的Ig。 在人体中为五聚体，分子量90万，因此又称做巨球蛋白。 是机体初次反应产生的抗体。 由于IgM是五聚体。 IgM的效价较高，如果体内缺乏，机体易患败血症。,IgG： 对人体来说， IgG是最重要的Ig，它占所有Ig的7580%。 它以单体形式存在，分子量150kDa。 它是机体二次反应中产生的主要的Ig，不具备IgG的动物不具有二次反应； IgG是机体中分布最广的Ig，是唯一能够通过胎盘的Ig，它在新生儿的抗感染中起到重要的作用。,来源于母体的抗体称母源抗体。初生幼畜饲喂初乳和乳汁，对增加幼畜的抵抗力，减少疾病的发生，是至关重要的。禽类的抗体可

16、以经卵传给下一代。,初乳的主要免疫球蛋白是IgG，占其全部免疫球蛋白6090。母猪在产后泌乳早期的初乳中，IgG占乳中免疫球蛋白总量的80，其次为IgA和IgM。随着泌乳的过程，初乳变为常乳，其所含免疫球蛋白的类别因动物种类而不同。,母源抗体在初生畜（禽）体内的保持时间及依靠母源抗体所获得的免疫保护的持续时间，是制定免疫程序的重要依据。,根据试验：仔猪接种猪丹毒菌苗应以12周龄最合适，过1个月再接种1次，免疫效果最好。 总之，一个地区、一个单位对某种动物制定免疫程序时，都应按照实际情况来做：如疫病在本地区的流行情况；疫苗的免疫效能以及母源抗体的滴度加以考虑。如果母畜接种过疫苗，仔猪吮乳后接受了

17、母源抗体，初次免疫应当予以后延；若母畜群没有免疫，则应提早进行预防接种。,IgA： 分为血清型和分泌型两种。血清型以单体形式存在，占血清Ig的1020%； 分泌型IgA是由消化道、呼吸道、泌尿生殖道等处的粘膜固有层中的浆细胞产生； 在机体外分泌的Ig中， IgA占绝对优势，是机体抵抗感染的一道重要屏障。,IgE： 分子量190kDa，在血清中含量最少，约为0.010.9%； 是引起机体I型超敏反应的主要Ig； 在肥大细胞、嗜碱性粒细胞等细胞表面存在IgEFc段的受体， IgE与抗原形成的复合物与其Fc受体结合后，导致肥大细胞脱颗粒，从而引发I型超敏反应。,IgD： 分子量为170200kDa；

18、 它是B细胞表面重要的表面标志，只存在于B细胞分化过程中的细胞表面； 当B细胞的细胞膜上只表达IgM时，受到抗原刺激后易导致对抗原的耐受性，如果IgM与IgD同时存在的话，B细胞受到抗原刺激就会被激活。,抗体的生物学功能,与抗原发生特异性的结合 激活补体 Ig与相应的Fc受体结合，产生多种生物学效应 参与免疫调节,免疫球蛋白的功能,激活补体 免疫球蛋白分子具有补体结合位点。在没有抗原分子结合的时侯，由于分子构形上的关系，补体结合位点不能与补体发生结合。当抗体分子与抗原结合后，补体结合位点暴露，激活补体，从而使特异性的免疫反应得了非特异性的放大。,体内多种细胞表面存在IgFc段的受体，Ig与相应

19、的Fc受体结合，产生一系列生物学效应。 右图示由抗体介导的内吞过程,IgE与其Fc受体结合，导致I型超敏反应,参与免疫调节 抗独特型抗体是机体调节免疫反应的一个很重要的方式。由于抗原结构的多样性，所以抗体的可变区就会产生相应的变化。这种新结构的抗体对机体来说也是一种抗原，会诱导机体产生相针对的抗体，称为抗独特型抗体。这类抗体在免疫调节中具有重要作用，它可以防止机体产生过强的免疫反应。,抗体多样性的产生机制,根据抗原抗体反应的特异性，针对于某一种特定抗原，就会有某一种特异的抗体与之相对应。也就是说，外界存在有多少种类的抗原，在体内就会产生相应种类的抗体。 据估计，在人体内具有产生超过1亿种抗体的

20、潜在能力。,抗体产生的侧链假说,外来抗原通过与B细胞表面的抗体分子结合，达到活化B细胞的目的； 一个B细胞具有多种膜表面抗体（侧链），活化后产生多种抗体； 多种抗原对应一个B细胞克隆。,单克隆抗体（monoclonal antibody McAb）,多克隆抗体 单克隆抗体技术的产生 单克隆抗体的意义 基因工程抗体,单克隆抗体技术的产生,1975年德国学者Kohler和英国学者Milstein将小鼠骨髓瘤细胞和经绵羊红细胞免疫的小鼠脾脏细胞在体外进行融合，结果发现部分形成的杂交细胞既能继续在体外培养条件下生长繁殖又能分泌抗绵羊红细胞抗体。这种杂交细胞系称为杂交瘤。这种杂交瘤细胞既具有骨髓瘤细胞能

21、大量无限生长繁殖的特性，又具有抗体形成细胞合成和分泌抗体的能力。 由于这些抗体是由识别一种抗原决定簇的细胞所产生的均一性抗体，所以称为单克隆抗体。,单克隆抗体的意义,单克隆抗体的纯度高，特异性强，可以提高各种血清学方法检测抗原的敏感性及特异性； 针对于肿瘤抗原的单克隆抗体用于肿瘤的治疗，是一种新的免疫疗法； 它也可用于对各种免疫细胞及其它组织细胞表面分子的检测，这对免疫细胞的分离、鉴定及分类及研究各种膜表面分子的结构功能具有重要意义。,基因工程抗体,自1975年单克隆抗体技术问世以来，单克隆抗体在医学中被广泛应用于疾病的治疗和诊断。但目前的单克隆抗体是鼠源的，使临床疗效减弱可丧失，理想的单克隆

22、抗体应是人源的，但是人人杂交瘤技术存在较大困难。 因此较好的解决办法是研制基因工程抗体，以替代鼠源单克隆抗体用于临床。 基因工程抗体兴起于80年代早期。 这一技术是将对Ig基因结构与功能的了解与DNA重组技术相结合，根据人们的需要在基因水平对Ig分子进行切割、拼接或修饰，甚至是人工合成后导入受体细胞表达，产生新型抗体。,淋巴因子的种类及其特点,淋巴因子是被激活的淋巴细胞所产生的，除抗体以外的多种免疫活性物质的总称。淋巴因子共十几种，分别引起不同的生物学效应，其理化特点也各不相同。 A.趋化因子 包括巨噬细胞趋化因子（MCF）、淋巴细胞趋化因子（LCF）和白细胞趋化因子（NCF）等。能吸引巨噬细胞、白细胞