感染與免疫

1、感染(infection)，又稱傳染，是機(jī)體與病原體在一定條件下相互作用而引起的病理過程。,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,1,免疫(immunity), 生物體能夠辯認(rèn)自我與非自我，對(duì)非我做出反應(yīng)以保持自身穩(wěn)定的功能，稱為免疫,感染過程的發(fā)展和結(jié)局大多數(shù)的感染為亞臨床的、不明顯的、不產(chǎn)生任何顯著的癥狀與體征。有些病原體在最初感染后，潛伏影響可持續(xù)多年。病原體亦可與宿主建立起共生關(guān)系。疾病,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,2,11．

2、1 感染 一．感染途徑 二．病原體及其致病性(以細(xì)菌為例）11．2 免疫 一．非特異性免疫 二．特異性免疫11．3 免疫學(xué)實(shí)際應(yīng)用 一．單克隆抗體的制備 二．血清學(xué)反應(yīng) 三．免疫標(biāo)記技術(shù) 四．免疫預(yù)防,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,3,第一節(jié) 感染,一．感染途徑二．病原體及其致病性(以細(xì)菌為例）,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,4,一、感染的途徑,感染(infection，又稱傳染)

3、：機(jī)體與病原體在一定條件下相互作用而引起的病理過程。決定其結(jié)局（疾病或者非臨床癥狀）有3個(gè)因素：病原體的致病能力、宿主的免疫力和環(huán)境.,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,5,外源性感染：來源于宿主體外的感染，主要來自病人、健康帶菌(毒)者和帶菌(毒)動(dòng)、植物。內(nèi)源性感染：當(dāng)濫用抗生素導(dǎo)致菌群失調(diào)或某些因素致使機(jī)體免疫功能下降時(shí)，宿主體內(nèi)正常菌群引起的感染。,(1) 呼吸道感染(2) 消化道感染(3) 創(chuàng)傷感染(4) 接觸感染(5)

4、 垂直傳播,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,6,,二、病原體及其致病性,決定感染結(jié)局（疾病或者非臨床癥狀）的3個(gè)因素：（1） 病原體的致病能力（2） 宿主的免疫力（3） 環(huán)境,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,7,病原體(pathogen)寄生于生物(包括人)機(jī)體并引起疾病的微生物，又稱為病原微生物( Pathogenic microorganism )。,1. 細(xì)菌的致病性細(xì)菌的致病性是對(duì)特定宿主而言，能使宿主致病的為致病菌，反之

5、為非致病菌，但二者并無絕然界限。,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,8,條件致病菌(opportunistic pathogen)或機(jī)會(huì)致病菌：在一般情況下不致病，但在某些條件改變的特殊情況下可致??！,1）侵襲力(invasiveness)：病原菌突破宿主防線，并能于宿主體內(nèi)定居、繁殖、擴(kuò)散的能力，稱為侵襲力。,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,9,病原菌致病力的強(qiáng)弱稱為毒力,? 侵襲力? 毒素,,1. 吸附和侵入能力；2. 繁殖與擴(kuò)散能

6、力；3. 對(duì)宿主防御機(jī)能的抵抗能力。,2）毒素(toxin) 細(xì)菌毒素按其來源、性質(zhì)和作用的不同:外毒素內(nèi)毒素,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,10,（1）外毒素（exotoxin）,病原細(xì)菌，主要是一些G+，在生長過程中合成并分泌到胞外的毒素(如破傷風(fēng)痙攣毒素、白喉毒素等)；或者存在于胞內(nèi)，當(dāng)細(xì)菌溶解后才釋放的毒素(如痢疾志賀菌的腸毒素)。,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,11,特點(diǎn)(1) 通常為蛋白質(zhì)；(2) 抗原性強(qiáng)；

7、(3) 可選擇作用于各自特定的組織器官；(4) 不同病原菌產(chǎn)生的外毒素不同，所引起的癥狀也不同；(5) 毒性作用強(qiáng)，中毒劑量?。é蘥/kg）；(6) 不穩(wěn)定，對(duì)熱和某些化學(xué)物質(zhì)敏感。,（2）內(nèi)毒素（endotoxin）,來源于G-的胞壁物質(zhì)脂多糖(LPS)， LPS中的有毒組分是其脂質(zhì)部分—脂質(zhì)A。當(dāng)菌體裂解時(shí)釋放，作用于白細(xì)胞、血小板、補(bǔ)體系統(tǒng)、凝血系統(tǒng)等多種細(xì)胞和體液系統(tǒng)，引起發(fā)熱、白細(xì)胞增多、血壓下降及微循環(huán)障礙，有多方面

8、復(fù)雜作用，但相對(duì)毒性較弱。各種G-的內(nèi)毒素作用相似，且沒有器官特異性。,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,12,外毒素與內(nèi)毒素的比較,1mg肉毒毒素純品可殺死2億（2000萬）只小鼠或一百萬只豚鼠，中毒的死亡率幾近100%，但及時(shí)注射抗毒素及對(duì)癥治療可使之降低。1mg 破傷風(fēng)毒素可殺死100萬只小鼠，1mg 白喉毒素可殺死1000只豚鼠。,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,13,第二節(jié) 免疫,一．非特異性免疫二．特異性免疫,蚌埠學(xué)院 食

9、品與生物工程系,14,傳統(tǒng)的免疫概念機(jī)體抵抗病原微生物的能力，即抗傳染免疫。,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,15,I、非特異性免疫,非特異性免疫(non-specific immunity)：是機(jī)體的一般生理防衛(wèi)功能，又稱天然免疫；是在種系發(fā)育過程中形成的，由先天遺傳而來，防衛(wèi)任何外界異物對(duì)機(jī)體的侵入而不需要特殊的刺激或誘導(dǎo)。抗感染過程中，首先發(fā)揮作用。隨著特異性免疫的形成，兩者互相配合，擴(kuò)大作用。,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,16

10、,天然免疫的組成包括:生理屏障細(xì)胞因素體液因素其它,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,17,細(xì)胞因素-吞噬細(xì)胞,主要指體內(nèi)各種吞噬細(xì)胞吞噬病原體及其它各種異物的能力,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,18,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,19,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,20,吞噬結(jié)果,完全吞噬：病原體被吞噬后，被殺死并消化分解，不能消化的殘?jiān)懦鲶w外。,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,21,完全吞噬：有些病原體，如結(jié)核桿菌、麻風(fēng)桿菌

11、、布氏桿菌等胞內(nèi)寄生菌，具有抗吞噬溶酶體形成或抗溶菌酶等逃避機(jī)制，在免疫力低下的機(jī)體內(nèi)，雖被吞噬，卻不能殺死，反而隨吞噬細(xì)胞移動(dòng)，造成擴(kuò)散。,細(xì)胞因素-自然殺傷細(xì)胞(Natural killer cells, NK),某些腫瘤細(xì)胞和微生物感染細(xì)胞可以成為NK細(xì)胞的靶細(xì)胞。,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,22,NK細(xì)胞屬于淋巴細(xì)胞，主要分布于外周血和脾臟，具有不須事先致敏，不須其它輔助細(xì)胞或分子的參與而直接殺傷靶細(xì)胞的功能。NK細(xì)胞通過釋

12、放穿孔素(perforin) 和顆粒酶造成靶細(xì)胞死亡，也可通過釋放腫瘤壞死因子(TNF) 殺傷靶細(xì)胞。而且NK細(xì)胞活性較其它殺傷細(xì)胞更早出現(xiàn)，因此在抗腫瘤、抗感染特別是病毒感染中起重要作用。,體液因素,正常血液、淋巴液、組織液中含有的多種抗菌物質(zhì)，直接殺死病原體的作用不如吞噬細(xì)胞的作用強(qiáng)大，配合作用。包括： 補(bǔ)體系統(tǒng) 干擾素 溶菌酶 其他,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,23,體液因素-補(bǔ)體系統(tǒng),補(bǔ)體：存在于人血漿中的一種不耐熱組

13、分，具有增強(qiáng)抗體對(duì)細(xì)菌的調(diào)理作用，并協(xié)助抗體殺死細(xì)菌細(xì)胞。該活性被說成是“補(bǔ)充”抗體的抗菌活性，因而稱其為補(bǔ)體。,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,24,目前已知補(bǔ)體系統(tǒng)是存在于正常體液中的非特異性的殺菌物質(zhì)，包括廿余種蛋白質(zhì)成分，主要由肝細(xì)胞和巨噬細(xì)胞產(chǎn)生，通常以無活性形式存在于正常血清和體液中,在一定條件下補(bǔ)體被激發(fā)，從無活性形式轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)病原體具有殺滅作用的活性形式，從而增強(qiáng)抗體對(duì)細(xì)菌的調(diào)理作用，并協(xié)助抗體殺死細(xì)菌細(xì)胞。,蚌埠學(xué)院 食

14、品與生物工程系,25,補(bǔ)體由無活性形式轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)病原體具有殺滅作用的活性形式，是在一定條件下促發(fā)的一系列酶促級(jí)聯(lián)反應(yīng)的結(jié)果，這個(gè)過程稱作------補(bǔ)體激活。補(bǔ)體激活三條途徑（課本，p399，圖14-2）——經(jīng)典途徑，替代途徑和凝集素途徑。,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,26,補(bǔ)體的生物學(xué)功能：,溶解和殺傷細(xì)胞；趨化作用；免疫粘附作用；中和病毒；過敏毒素（促進(jìn)炎癥）作用；,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,27,體液因素-干擾素,

15、干擾素是如何產(chǎn)生的？其成分如何？干擾素是如何抗病毒的？如何理解其抗病毒的廣譜性和對(duì)宿主的特異性？干擾素的分型？,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,28,干擾素是如何產(chǎn)生的？,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,29,其成分如何？,干擾素是宿主細(xì)胞在病毒等多種誘導(dǎo)劑（細(xì)菌、真菌、原蟲、立克次氏體等）刺激下產(chǎn)生的一類低分子量糖蛋白?；瘜W(xué)成分： 低分子量糖蛋白,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,30,干擾素是如何抗病毒的？,干擾素并不是直接作用于

16、病毒，而是作用于宿主細(xì)胞，通過宿主細(xì)胞內(nèi)的生化反應(yīng)在病毒大分子合成過程的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行阻斷，達(dá)到抗病毒的效果。,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,31,干擾素的分型：,α、β干擾素：分別由白細(xì)胞和成纖維細(xì)胞產(chǎn)生，屬Ⅰ型干擾素；γ干擾素：主要由T淋巴細(xì)胞產(chǎn)生，稱Ⅱ型干擾素或免疫干擾素。,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,32,干擾素作用特點(diǎn),對(duì)于宿主細(xì)胞具有種屬特異性；對(duì)于病毒作用無特異性，具有廣譜抗病毒功能。,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,3

17、3,溶菌酶,14.7KD不耐熱的堿性蛋白，主要來源于吞噬細(xì)胞并可分泌到血清及各種分泌液中，能水解革蘭氏陽性菌胞壁肽聚糖而使細(xì)胞裂解。（溶菌酶也存在于雞蛋清和某些細(xì)菌中，可提純并加工制成各種制劑，用于治療中耳炎、咽喉炎、副鼻竇炎等慢性疾病。）,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,34,其他,體液中還有β溶解素、轉(zhuǎn)鐵蛋白、血漿銅藍(lán)蛋白、C反應(yīng)蛋白等多種殺菌或抑菌因素，但直接作用很弱，僅在機(jī)體免疫中起輔助作用。,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,35

18、,其它——炎癥（inflammatory）,炎癥是機(jī)體受到有害刺激時(shí)所表現(xiàn)的一系列局部和全身性防御應(yīng)答，可以看作是非特異免疫的綜合作用結(jié)果，其作用于清除有害異物、修復(fù)受傷組織，保持自身穩(wěn)定性。,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,36,有害刺激包括各種理化因素，但以病原微生物感染為主。,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,37,炎癥既是一種病理過程，又是一種防御病原體的積極方式動(dòng)員了大量的吞噬細(xì)胞聚集在炎癥部位；血液中的抗菌因子和抗體發(fā)生局部濃

19、縮；死亡宿主細(xì)胞的堆積可釋放抗微生物物質(zhì)；炎癥中心氧濃度下降和乳酸積累，進(jìn)一步抑制病原菌的生長；適度的體溫升高可以加速免疫反應(yīng)的進(jìn)程；,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,38,II、特異性免疫,特異性免疫(specific immunity)是機(jī)體在生命過程中接受抗原性異物刺激（如微生物感染或接種疫苗）后產(chǎn)生的，又稱獲得性免疫(acquired immunity)，具有獲得性、高度特異性和記憶性的特點(diǎn)。,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,

20、39,一、特異性免疫類型及免疫系統(tǒng),1、特異性免疫的類型,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,40,2、免疫系統(tǒng),蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,41,免疫器官,中樞免疫器官：免疫細(xì)胞發(fā)生和分化的場所，包括骨髓、胸腺等。周圍免疫器官：免疫細(xì)胞居住和發(fā)生免疫應(yīng)答的場所，包括淋巴結(jié)、脾臟和粘膜相關(guān)淋巴組織。,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,42,免疫細(xì)胞,淋巴細(xì)胞粒細(xì)胞肥大細(xì)胞單核巨噬細(xì)胞樹突狀細(xì)胞廣義地還包括紅細(xì)胞和血小板及其各類細(xì)胞的

21、祖細(xì)胞。,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,43,它們均來自骨髓多能造血干細(xì)胞！,免疫活性細(xì)胞：,能接受抗原刺激，并引起特異性免疫反應(yīng)的細(xì)胞。T細(xì)胞：起源于骨髓，在胸腺中成熟，然后轉(zhuǎn)移到外周淋巴器官，其功能是執(zhí)行細(xì)胞免疫。B細(xì)胞：骨髓中的多能干細(xì)胞分化成淋巴細(xì)胞，再分化成前B細(xì)胞，進(jìn)一步發(fā)育成為成熟B細(xì)胞。當(dāng)受抗原刺激后，B細(xì)胞先轉(zhuǎn)化為漿母細(xì)胞，再分化為漿細(xì)胞，產(chǎn)生并分泌抗體，進(jìn)行體液免疫。,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,44,免疫分子

22、,膜表面免疫分子：主要包括膜表面抗原受體、主要組織相容性抗原、白細(xì)胞分化抗原和粘附分子。B 細(xì)胞和T 細(xì)胞表面有各自的特異性膜表面抗原受體BCR 和TCR，能識(shí)別不同的抗原并與之結(jié)合，啟動(dòng)特異性免疫。體液免疫分子(主要包括抗體、補(bǔ)體和細(xì)胞因子)：抗體是特異免疫的主要體液成分。補(bǔ)體是非特異免疫主要體液成分。細(xì)胞因子具有對(duì)細(xì)胞功能的多方面調(diào)節(jié)作用，其中有些還具有細(xì)胞毒性(如腫瘤壞死因子)和抗病毒功能(如干擾素)，直接參與免疫應(yīng)答的效

23、應(yīng)過程。,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,45,二、抗原和抗體,1.抗原（Antigen，Ag）抗原是能誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生抗體和細(xì)胞免疫應(yīng)答，并能與抗體和致敏淋巴細(xì)胞在體內(nèi)、外發(fā)生特異結(jié)合反應(yīng)的物質(zhì)。,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,46,免疫原性：抗原在體內(nèi)激活免疫系統(tǒng)，使其產(chǎn)生抗體和特異效應(yīng)細(xì)胞的特性。反應(yīng)原性（或免疫反應(yīng)性）：抗原能與相對(duì)應(yīng)的免疫應(yīng)答產(chǎn)物(抗體及致敏淋巴細(xì)胞)發(fā)生特異結(jié)合和反應(yīng)的能力。完全抗原（complete ant

24、igen）或免疫原（immunogen）：具有免疫原性和反應(yīng)原性的抗原。包括：多數(shù)蛋白質(zhì)、細(xì)菌和病毒不完全抗原（incomplete antigen）或半抗原（hapten）：只有反應(yīng)原性而沒有免疫原性的抗原。如：多數(shù)寡糖、脂類和簡單的化學(xué)藥物。,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,47,抗原決定簇（antigen determinant）或表位（epitope）抗原物質(zhì)上能夠刺激淋巴細(xì)胞產(chǎn)生應(yīng)答并與其產(chǎn)物特異反應(yīng)的化學(xué)基團(tuán)。抗原決定簇

25、是抗原特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)?？乖鶖y抗原決定簇的數(shù)目稱為抗原價(jià)，一般抗原是多價(jià)的。,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,48,影響抗原免疫原性的因素：,異物性；分子量大??；化學(xué)結(jié)構(gòu)與組成；,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,49,2. 抗體（antibody， Ab）,機(jī)體在抗原物質(zhì)刺激下所形成的一類能與抗原特異結(jié)合的血清活性成分稱為抗體，又稱為免疫球蛋白（immuno-globulin,Ig）或抗血清。,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,50,抗

26、體是由成熟B細(xì)胞分化成的漿細(xì)胞合成并分泌的。,1） 抗體的基本結(jié)構(gòu),課本，p406, 圖14-6幾個(gè)重要結(jié)構(gòu)功能區(qū),蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,51,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,52,2）抗體的分類,IgG：血清中抗感染免疫的主要抗體，約占血清中抗體總量的75%.是5類抗體中唯一可以通過胎盤的抗體. 胎兒出生3月后, 合成IgG, 2-3歲時(shí)達(dá)到成人量.IgA: 血清中含量僅次于IgG,約占血清中抗體總量的10-20%.初生兒可

27、從母乳中獲得IgA,出生4-6月后, 合成.IgM: 抗體中分子量最大,又稱巨球蛋白,約占血清中抗體總量的6%.主要存在血管中.IgD: 血清中含量很低, 0.2%,目前對(duì)其免疫功能不清.IgE: 血清中含量最低, 小于0.01%, 導(dǎo)致過敏性休克(青霉素過敏),蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,53,3）抗體的生理功能,1. 與抗原特異結(jié)合（Ag-Ab)2. 激活補(bǔ)體（Ag-Ab激活的經(jīng)典途徑及其他途徑) ；3. 與細(xì)胞結(jié)合，增

28、強(qiáng)免疫調(diào)理作用；4. IgG通過胎盤，形成新生兒的自動(dòng)被動(dòng)免疫。,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,54,三、免疫應(yīng)答,即免疫系統(tǒng)發(fā)揮職能的過程。具體表現(xiàn)為免疫細(xì)胞識(shí)別抗原分子、自身進(jìn)行活化、分化，并最終發(fā)生免疫效應(yīng)的過程。,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,55,1. 感應(yīng)階段,機(jī)體接受抗原刺激的階段,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,56,免疫活性細(xì)胞表面有抗原受體，所以能夠識(shí)別抗原。每個(gè)淋巴細(xì)胞表面只有一種抗原受體，只能識(shí)別一種抗原，當(dāng)它們

29、結(jié)合后，抗原刺激細(xì)胞增殖、分化而產(chǎn)生免疫應(yīng)答。,2. 反應(yīng)階段,淋巴細(xì)胞被活化,進(jìn)行增殖、分化,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,57,被特異性抗原激活的T細(xì)胞轉(zhuǎn)化為淋巴母細(xì)胞，再增殖、分化，成為有免疫效應(yīng)的致敏淋巴細(xì)胞。被特異性抗原激活的B細(xì)胞被活化后，轉(zhuǎn)化為漿母細(xì)胞，再增殖、分化為漿細(xì)胞，分泌抗體。,受抗原刺激的淋巴細(xì)胞，在分化過程中，還有一部分細(xì)胞在中途停頓下來，不再增殖分化，成為記憶細(xì)胞，在體內(nèi)能較長時(shí)間存在。當(dāng)再次受到同種抗原刺

30、激時(shí)，能迅速分化增殖成大量致敏淋巴細(xì)胞和漿細(xì)胞，分別產(chǎn)生大量淋巴因子及抗體。,3. 效應(yīng)階段,抗原成為被打擊的對(duì)象,蚌埠學(xué)院 食品與生物工程系,58,B細(xì)胞介導(dǎo)的體液免疫：體液中的抗體與相應(yīng)的抗原進(jìn)行特異性結(jié)合，發(fā)揮免疫效應(yīng)的過程與抗原特異結(jié)合（Ag-Ab）激活補(bǔ)體結(jié)合細(xì)胞通過胎盤,T細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞免疫：致敏淋巴細(xì)胞通過與相應(yīng)的抗原接觸直接殺傷病原靶細(xì)胞，或釋放多種可溶性的生物活性物質(zhì)（淋巴因子），發(fā)揮免疫效應(yīng)。,蚌埠學(xué)院