第九章 传染与免疫 -2
第一节 传染
第二节 非特异性免疫
第三节 特异性免疫
第四节 免疫学方法及其应用
第五节 生物制品及其应用
第二节 非特异性免疫
非特异性免疫的 概念、组成
非特异性免疫,指机体对病原微生物的一般生理防卫功能,
是在种系发育过程中形成的。机体对入侵的致病因子无需
特殊的识别过程而直接对其加以防御。
生理屏障 皮肤、粘膜及其附属物、共生菌群
体液因素 溶菌酶、补体、干扰素
细胞因素 吞噬细胞、自然杀伤细胞
其它 免疫的综合作用等
天然 (非特异性 )免疫的组成 (第一、第二道防线)
一、屏障结构 (第一道防线,内外屏障)
(一)皮肤与粘膜 (外部屏障)
1、机械的阻挡和排除作用
2、分泌液中所含化学物质有局部抗菌作用
3、正常菌群的拮抗作用
(二)屏障结构 (内部屏障)
皮肤与粘膜 (外部屏障)
1、机械的阻挡和排除作用,人体与外界环境接触的表面,覆盖着一
层完整的皮肤和粘膜。皮肤由多层扁平细胞组成,能阻挡病原体的穿越,
只有当皮肤损伤时,病原体才能侵入。粘膜仅有单层柱状细胞,机械性
阻挡作用不如皮肤,但粘膜有多种附件和分泌液。例如呼吸道粘膜上皮
细胞的纤毛运动、口腔唾液的吞咽和肠蠕动等,可将停留在粘膜表面的
病原体驱赶出体外。当宿主受寒冷空气或有害气体等刺激,上呼吸道粘
膜屏障受损伤时,就易患气管炎、支气管炎和肺炎等。
2、分泌液中所含化学物质有局部抗菌作用,皮肤和粘膜能分泌多
种杀菌灭毒物质。例如皮肤的汗腺能分泌乳酸使汗液呈酸性( pH5.2-
5.8),不利于细菌生长。皮脂腺分泌的脂肪酸,有杀细菌和真菌作用。
不同部位的粘膜腺体能分泌溶菌酶、胃酸、蛋白酶等各种杀菌物质。
3、正常菌群的拮抗作用, 人体的正常菌群也有拮抗病原体的作用。
例如口腔中的唾液链球菌产生的过氧化氢能杀死脑膜炎奈瑟氏菌、金黄
色葡萄球菌、白假丝酵母菌等;咽喉部的甲型链球菌能抑制肺炎链球菌
生长等。
(二)屏障结构 (内部屏障)
1、血脑屏障,主要是脑毛细血管的内皮层细胞,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。
2、血胎屏障 由母体子宫内膜的底蜕膜和胎儿的绒毛膜共
同组成,当它发育成熟时,可有效防止母体内的病原体
进入胎儿体内,但不影响母子间的物质交换。
二、吞噬细胞及其吞噬作用 (第二道防线)
白细胞 ——, 白色卫士,,其种类和功能见表。
吞噬细胞
( 1)种类:
? 大吞噬细胞(单核吞噬细胞系统):单核细胞(血液中;
吞噬作用和形成巨噬细胞)
? 巨噬细胞(组织中;吞噬作用):
? 小吞噬细胞:(嗜)中性粒细胞(多形核白细胞)(骨
髓、血液中;吞噬作用):
( 2)功能:吞噬并销毁外来微生物和其他颗粒;巨噬细胞可
分泌多种可溶性因子,不但有加强杀菌促进炎症的作用,
还具有免疫调节等重要功能;作为抗原提呈细胞,是特
异性免疫的重要组成部分。
吞噬过程:见图
吞噬结果,1)完全吞噬:病原体被吞噬、杀灭。 2)不
完全吞噬:病原体被吞噬,不杀灭,可在胞内增殖。
当病原体穿透皮肤或粘膜到达体内组
织后,吞噬细胞首先从毛细血管中逸
出,聚集到病原体所在部位。多数情
况下,病原体被吞噬杀灭。若未被杀
死,则经淋巴管到附近淋巴结,在淋
巴结内的吞噬细胞进一步把它们消灭。
一般只有毒力强、数量多的病原体才
有可能不被完全阻挡而侵入血流及其
它脏器。但是在血液、肝、脾或骨髓
等处的吞噬细胞会对病原体继续进行
吞噬杀灭。
以病原菌为例,吞噬、杀菌过程分为三个阶段,即吞噬细胞
和病菌接触、吞入病菌、杀死和破坏病原菌。吞噬细胞内含有溶
酶体,其中的溶菌酶、髓过氧化物酶、乳铁蛋白、防御素、活性
氧物质、活性氮物质等能杀死病菌,而蛋白酶、多糖酶、核酸酶、
脂酶等则可将菌体降解。最后不能消化的菌体残渣,将被排到吞
噬细胞外。
细菌被吞噬在吞噬细胞内形成吞噬体;溶酶体与吞噬体融合
成吞噬溶酶体;溶酶体中多种杀菌物质和水解酶将细菌杀死并消
化;菌体残渣被排出细胞外。
吞噬细胞吞噬杀菌过程示意图
三、炎症反应 (第二道防线)
1、炎症( inflammatory):炎症是机体受到有害刺激时所
表现的一系列局部和全身性防御应答,可以看作是非特
异性免疫的综合作用结果。
2、机理,受伤后,损伤细胞释放出组胺,5-羟色胺等物
质,引起的吞噬细胞的聚集,以及外源性和内源性热源
物质引起下脑部位的体温调节系统的异常,产生的一种
免疫反应。
3、症状:它伴有 红、肿、热、痛和机能障碍 等五种明显症
状。炎症后期形成的含有血清、细菌、死细胞和白细胞
的浓缩物,为 脓 。
4、作用:清除有害异物、修复受伤组织,保持自身稳定
性。既是一种病理过程,又是一种防御病原体的积极
方式,其意义在于:
1) 大量的吞噬细胞聚集在炎症部位;
2) 血液中的抗菌因子和抗体发生局部浓缩;
3) 死亡宿主细胞的堆积可释放抗微生物物质;
4) 炎症中心氧浓度下降和乳酸积累,进一步抑
制病原菌的生长;
5) 适度的体温升高可以加速免疫反应的进程。
四、正常体液或组织中的抗菌物质 (第二道防线)
(一)补体,
? 存在于正常人体和动物血清中的一组( 11种)非特异性血
清蛋白,主要是 β 和 γ 球蛋白,它是一类酶原,能被任何
抗原与抗体的复合物所激活。由于它在抗原抗体反应中有
补充抗体作用的功能,故称为补体。激活后的补体,具有
溶解细胞膜、杀灭病毒、促进吞噬细胞的吞噬和释放组胺
等多种功能。
(二)干扰素( IFN):
? 干扰素,是一类在同种细胞上具有抗病毒活性的蛋白质,
其活性的发挥又受到细胞基因组的调节和控制,涉及 RNA和
蛋白质的合成。
? 干扰素本身不能灭活病毒,其活性受细胞内另一基因组的
控制,在它的控制下,通过细胞产生多种蛋白质来阻断病
毒的增殖;
? 干扰素的抗病毒活性是广谱的和具选择性的,它有一定的
种属特异性;
? 干扰素是脊椎动物细胞所产生的防御外来物质尤其是防御
,有害核酸, 入侵的物质,它是与脊椎动物个体的免疫系
统有分工的另一类免疫防御系统;
? 干扰素的诱生剂主要是双链核苷酸,作用时间短,一般不
存在回忆反应。 α, β, γ 三种干扰素。
⊙ 生物长期进化过程中形成,属于先天即有、相对稳定、
无特殊针对性的对付病原体的天然抵抗能力,称为非特
异性免疫。也称自然免疫、先天免疫。
⊙ 特异性免疫是相对于上述非特异性免疫而言,主要功能
是识别非自身和自身的抗原物质,并对它产生免疫应答,
从而保证机体内环境的稳定状态。
第三节 特异性免疫
一、特异性免疫力及免疫力的获得
1、特异性免疫及其特点
特异性免疫,也称获得性免疫或适应性免疫,是相对于非
特异性免疫而言,其主要功能是识别非自身和自身的抗
原物质,并对它产生免疫应答,从而保证机体内环境的
稳定状态。
特点:
( 1)后天获得
( 2)特异性
( 3)有两系统
( 4)条件差异性
2、特异性免疫的获得方式:
( 1)自动的
天然的:经临床或亚临床感染(受活生物或其产物刺
激后获得)
人工的:接种疫苗(包括杀死的或减毒的微生物)后
获得的
( 2)被动的
天然的:从胎盘或初乳获得
人工的:注射免疫血清(抗毒素、丙种球蛋白等)或
淋巴细胞后获得
二,免疫应答
1,一般仅指特异性免疫的进行过程 。 这是一个从抗原的刺
激开始, 机体内的抗原特异性淋巴细胞识别抗原后, 发生
了活化, 增殖, 分化等一系列变化, 并表现出一定的体液
免疫或 ( 和 ) 细胞免疫的过程 。
2,其突出特征是识别异己具有特异性和记忆性 。
3,免疫应答的整个过程可分为感应阶段, 增殖和分化阶段
以及效应阶段三个阶段, 在此过程中, 还须有单核吞噬细
胞系统的参与 。
4,根据参与的免疫活性细胞的种类和功能的不同, 免疫应
答又可分为细胞免疫和体液免疫两种类型 。
免疫应答两种类型:
① 细胞免疫,机体受到抗原刺激后, 一类依赖胸腺的 T淋
巴细胞发生增殖, 分化, 直接攻击靶细胞或间接地释
放一些淋巴因子, 这类免疫作用称为细胞免疫 。
②体液免疫,机体受到抗原刺激后,来源于骨髓的小淋
巴细胞 — B细胞 进行增殖和分化为 浆细胞,它可合成称
为抗体的各类免疫球蛋白,并把它们释放到体液中去
发挥作用,称为体液免疫。
免疫应答种类表解,p334
三、免疫系统
( 一 ) 免疫器官
1,中枢免疫器官
( 1) 骨髓:是形成各类淋巴, 巨噬和血细胞的部位 。
( 2) 胸腺:是 T细胞分化和成熟的部位 。
( 3) 法氏囊或类囊器官:鸟类特有 。
2、外周免疫器官:
( 1) 淋巴结:捕获局部组织中的微生物和病原
( 2)脾脏:捕获血液中的微生物和病原
( 3) 其他淋巴组织
(二)免疫细胞及其在细胞免疫中的作用
免疫细胞的涵义
免疫活性细胞及其来源
1,T细胞,即T淋巴细胞, 一种具有免疫活性的小淋巴细胞 。
( 1 ) 调节细胞:
① 辅助性 T细胞 (TH);
② 抑制性 T细胞 (TS)
( 2 ) 效应细胞:
① 迟发型超敏 T细胞 ( TDTH),TDTH细胞释放的淋巴因子及其作用的靶细胞
② 细胞毒 T细胞 (TC)
2,B细胞,即 B淋巴细胞, 又称骨髓依赖性淋巴细胞 。
3,其他淋巴细胞:
(1)K细胞
(2) NK细胞
自然杀伤细胞( NK细胞),NK细胞属于淋巴细胞,主要分布
于外周血和脾脏;具有不须事先致敏,不须其它辅助细胞
或分子的参与而直接杀伤靶细胞的功能; NK细胞通过
释放穿孔素 (perforin)和颗粒酶造成靶细胞死亡,也可通
过释放肿瘤坏死因子 (TNF)杀伤靶细胞。
在感染过程中,各免疫器官、组织、细胞和分子间互相协作、互相制
约、密切配合,共同完成复杂的免疫防御功能。病原体侵入人体后,
首先遇到的是天然免疫功能的抵御。一般经 7-10天,产生了获得性免
疫;然后两者配合,共同杀灭病原体。
(三)免疫分子及其在体液免疫中的作用
1、抗原:
( 1) 抗原, 是能与机体中相应克隆的淋巴细胞上的独特
抗原受体发生特异性结合,诱导该淋巴细胞发生免疫
应答,并能与相应的抗体在体内体外发生特异性结合
反应的一类物质。
? 抗原一般都具有 免疫原性 (刺激机体产生免疫应答的
能力)和 反应原性 (与免疫应答的产物发生相互反应
的能力)。
( 2) 免疫原性的物质基础
分子量大; 结构复杂; 异物性;
( 3)抗原决定簇,抗原表面决定其特异性的特定化学基团,
是决定抗原反应性能呈现高度特异性地物质基础。
( 4)半抗原,一类不完全抗原,它只具有免疫原性而不具有
反应原性。
( 5)细菌的抗原,表现在表面抗原(荚膜)、菌体抗原( O
抗原)、鞭毛抗原、菌毛抗原、外毒素和类毒素抗原
( 6)共同抗原与交叉反应
2、抗体
( 1 ) 抗体,高等动物在抗原物质的刺激下, 由浆细胞产生
的一类能与相应抗原物质发生特异性结合的免疫球蛋白 。
? 作为抗体的基本条件是:
① 只有脊椎动物的浆细胞才能产生;
② 必须要由抗原物质的刺激;
③ 能与相应的抗原发生特异性的结合;
④ 其化学本质是一类具有免疫功能的球状蛋白质 。
( 2 ) Ig的化学结构:
? 四链 ( 两长两短, 两重两
轻 )
? 三区 ( 恒定区 C区, 可变区
V区和铰链区 )
? 两种片段 ( 木瓜蛋白酶水
解后产生的, Fab和 FC两种
片段, 其中 Fab为 N端, 是抗
原结合位点, FC为 C端, 是
补体结合位点 )
( 3 ) 五类免疫球蛋白的结构和特性,IgG,IgA,IgM、
IgD,IgE;
( 4 ) 产生抗体的细胞 抗体的产生必须有三种细胞同时
参与:巨噬细胞, T细胞和 B细胞 。
( 5 ) 抗体产生的一般规律 初次应答与免疫记忆
( 6 ) 抗体形成的机制,⑴ 克隆选择学说; ⑵ 模板学说;
⑶ 选择学说;
(7)淋巴细胞杂交瘤技术与单克隆抗体
第四节 免疫学方法及其应用
一、抗原抗体反应的一般规律
1、特异性
2、可逆性
3、定比性
4、阶段性
5、条件依赖性
二、主要的抗原抗体反应
(一)凝集反应,颗粒性抗原(完整的细菌细胞或红细胞等)与
相应的抗体在合适条件下反应并出现凝集团的现象,称凝集反
应。凝集反应中的抗原又称凝集原,抗体称凝集素。
(二)沉淀反应,可溶性抗原(蛋白质、多糖或类脂溶液,血清,
细菌抽提液,组织浸出液等)与其相应的抗体在合适条件下反
应并出现沉淀物的现象,称为沉淀现象。用于沉淀反应的具体
方法主要有:
? 1、经典方法,①环状沉淀反应,又称环状试验,是一种试管
法; ②絮状沉淀反应,又称絮状反应;
? 2、现代方法,①单、双向琼脂糖扩散法;②对流免疫电泳法;
③火箭电泳法; ④免疫电泳法;
(三)补体结合试验
(四)中和实验
三、现代免疫标记技术
(一)免疫荧光技术
(二)酶免疫技术
(三)放射免疫测定技术
(四)免疫电镜技术
(五)发光免疫测定发
第五节 生物制品及其应用
生物制品:在人工免疫中,可用于预防、治疗和诊断用的
来自生物的各种制剂。
一、人工自动免疫生物制品:
(一)常规疫苗
1、疫苗:活疫苗和死疫苗
2、类毒素
3、自身疫苗
(二)新型疫苗
1、亚单位疫苗
2、化学疫苗
3、合成疫苗
4、基因工程疫苗
人工自动免疫生物制品:
(一)常规疫苗
1、疫苗:活疫苗和死疫苗
活疫苗 (live vaccine),指用人工变异的方法使病原体减毒或从自然界筛选
病原菌的无毒株或微毒株所制成的活微生物制剂,有时也称减毒活疫苗
(attenuated vaccine)。 如卡介苗 ( BCG,Bacille Calmette-Guerin),鼠疫菌
苗、脊髓灰质炎疫苗的和麻疹疫苗等。活疫苗进入 机体后能继续繁殖,
故一般接种剂量低,只要接种一次即可获得持久 (一般 3~ 5年 )、可靠的
免疫效果。其缺点是不易保存。
死疫苗 (dead vaccine),用物理或化学方法将病原微生物杀死,但仍保留原
有的免疫原性 的疫苗,称死疫苗。例如百日咳、伤寒、霍乱、流行性脑
脊髓膜炎、流行性乙型脑炎、森林 脑炎、钩端螺旋体、斑疹伤寒和狂犬
病疫苗等。死疫苗的用量较大,须多次接种,持续时间短 (数月至 1年 ),
有时还会引起机体发热、全身或局部肿痛等反应。
2、类毒素,系细菌的外毒素经甲醛脱毒后仍保留原有免疫原性的 生物制
品。目前应用的精制类毒素是将类毒素吸附在明矾或磷酸铝等佐剂上,
以延缓它 在体内的吸收、延长作用时间和增强免疫效果。常用的类毒
素有破伤风类毒素和白喉类毒素等。
3、自身疫苗,又称自体疫苗, 指用从病人 自身病灶中分 离出来的病原微
生物所制成的死疫苗。例如由葡萄球菌引起的反复发作的慢性化脓性
感染或 由大肠杆菌引起的尿路感染等,当用抗生素治疗无效时,就可
设法从其自身病灶中分离病原 菌,制成死疫苗并多次皮下注射,有可
能治愈。
2、化学疫苗,用化学方法提取病原体中有效免疫成分而制成的疫苗。其
成分一般比单位疫苗更为简单。例如肺炎链球菌的荚膜多糖或脑膜炎
球菌的荚膜多糖都可制成多糖化学疫苗。
3、多肽疫苗:用人工合成的高免疫原性多肽片段 制成的疫苗,称为
多肽疫苗。例如乙型肝炎表面抗原的各种合成类似 物、人工合成的白
喉毒素的 14肽,以及流感病毒血凝素的 18肽等。
4、基因工程疫苗,这是一类通过 DNA重组技术获得的新
型疫苗,又称 DNA重 组疫苗。利用基 因工程新技术已获
得了一系列有实用价值的疫苗。例如成功地保留免疫原性
的病毒蛋 白 — 口蹄疫病毒疫苗 ;编码 HGBsAg基因插入酿酒
酵母基 因组中表达成功的 DNA重组乙型肝炎疫苗 ;把
HBsAg,流感病毒血凝素或单纯疱疹病毒基因插 入 牛痘
苗基因中,已能制得可用简单针刺法接种的多价疫苗。
5,DNA疫苗
6、抗独特型抗体疫苗
二、人工被动免疫生物制品:
(一)特异性免疫治疗剂 — 抗血清、抗体与 iRNA
1,抗毒素
2、抗病毒血清
3、抗菌血清
4、免疫球蛋白制品
(二)非特异性的免疫治疗剂 — 免疫调节剂
1、转移因子
2、白细胞介素 -2
3、胸腺素
4、杀伤性 T细胞
5、卡介苗
6、小棒杆菌
7、干扰素
人工被动免疫生物制品:
(一)特异性免疫治疗剂
1,抗毒素,用类毒素多次注射马等实验动物,待其产生大量
特异性抗体后,经采血、分离血清并经浓缩纯化后的制品,
即称抗毒素 (antitoxin)。 抗毒素主要用于治疗因细 菌外毒
素引起的疾病,也可用于应急预防。常用的有破伤风精制
抗毒素、白喉精制抗毒素。毒蛇咬伤也可用蛇毒抗毒素来
治疗。此外,还有肉毒抗毒素和气性坏疽多价抗毒素等。
2、抗病毒血清,用病毒免疫动物,取其血清并制成的精制品
称为抗病毒血清 ( antiviral serum)。 由于当前还缺乏治病毒
病的有效药物,故在某些病毒感染的早期或伏期,可采用
抗病毒血清来治疗。例如抗痢毒 3,7型血清可用于早期治
疗婴幼儿的腺病毒肺炎,抗狂犬病病毒血清可治疗被狂犬
严重咬伤的病人,此外,还有抗乙型脑炎毒血清等。
3、抗菌血清, 在本世纪 40年代发明磺胺药和发现青霉素
等抗生素以前,抗菌 血清曾被用于治疗肺炎、鼠疫、
百日咳和炭疽等细菌性传染病。目 前除在极少数细菌
例如由 Pseudomonas aeruginosa(铜绿假单胞菌,俗称
“绿脓杆菌”) 耐药菌株引起的传染病治疗中尚有使
用外,抗菌血清已被淘汰。
4、免疫球蛋白制品;
5、免疫核糖核酸
(二)非特异性的免疫治疗剂 — 免疫调节剂
? 能增强、促进和调节免疫功能的非特异性生物制品,称
为免疫调节剂 。 它在治疗免疫功能低下、某些继发性免
疫缺陷症和某些恶性肿瘤等疾病中具有 一定的作用,
一般对免疫功能正常的人却不起作用。
1、转移因子; 2、白细胞介素 -2;
3、胸腺素; 4、杀伤性 T细胞;
5、卡介苗; 6、小棒杆菌;
7、干扰素
作业题:
? 1、决定传染结局的三个因素是什么?分别解释。
? 2、传染点三种可能界具有哪些?说明其异同。
? 3、举例说明不同病原体的不同侵入门径。
? 4、解释人体免疫力所具有的“三道防线”。
? 5、何谓干扰素?其作用机理是什么?
? 6、简要概括免疫系统的三部分。
? 7、免疫球蛋白的基本结构是怎样的?加以简单说明。
? 8、产生抗体需几种免疫细胞的参与?并说明其功能。
? 9、机体产生抗体的一般规律及抗体形成机制有那些学说。
? 10、说明抗原抗体反应的规律及其反应类型。