生物制品的免疫学基础课件.ppt

1、第九章第九章 生物制品免疫学基础生物制品免疫学基础 生物制品生物制品(biological products)是指是指用用微生物微生物(包括细菌、噬菌体、立克次体、病包括细菌、噬菌体、立克次体、病毒等毒等)、微生物代谢产物、动物毒素、人或动微生物代谢产物、动物毒素、人或动物的血液或组织等经加工制成物的血液或组织等经加工制成，作为预防、，作为预防、治疗、诊断特定传染病或其他有关疾病的治疗、诊断特定传染病或其他有关疾病的免免疫制剂疫制剂。生物制品的定义生物制品的定义免疫学的基本概念免疫学的基本概念非特异免疫非特异免疫 特异性免疫特异性免疫 诱导免疫细胞增生的其他成分诱导免疫细胞增生的其他成分抗原抗

2、原v本章内容本章内容 人 和 动 物 机 体 识 别 自 身（人 和 动 物 机 体 识 别 自 身（s e l f）和 非 自 身）和 非 自 身（nonself），并清除非自身的大分子物质，从而保），并清除非自身的大分子物质，从而保持机体内、外环境平衡的一种生理学反应。持机体内、外环境平衡的一种生理学反应。v Immunity -physiological ability of humans and animals to recognize self and diminish non-self一、免疫一、免疫 Immunity的基本概念的基本概念免疫的基本功能免疫的基本功能v1.抵抗感染，

3、defense 指动物机体抵御病原微生物感染和侵袭的能力。指动物机体抵御病原微生物感染和侵袭的能力。免疫功能亢进免疫功能亢进 变态反应（变态反应（allergyallergy）免疫功能低下或缺陷免疫功能低下或缺陷 机会感染机会感染（opportunistic infectionopportunistic infection）v2.自身稳定，homeostasis 清除机体产生的大量衰老死亡细胞清除机体产生的大量衰老死亡细胞 功能异常功能异常 自身免疫病自身免疫病（autoimmuneautoimmune diseasedisease）v3.免疫监视，Immunolgical surveilla

4、nce 肿瘤细胞的发现和清除肿瘤细胞的发现和清除 功能低下或失调功能低下或失调 肿瘤（肿瘤（tumortumor）发生）发生免疫的基本特性免疫的基本特性v1 识别自身和非自身，recognition of self and nonself 这是免疫应答的基础这是免疫应答的基础 免疫细胞膜表面的抗原受体免疫细胞膜表面的抗原受体+外来抗原的表位外来抗原的表位 识别很精细，包括异种之间，识别很精细，包括异种之间，同种不同个体之间同种不同个体之间v2 特异性，specificity 即免疫具有很强的针对性即免疫具有很强的针对性v3 免疫记忆，immunological memory 对相同抗原物质的再

5、次进入具有记忆，会产生更快、对相同抗原物质的再次进入具有记忆，会产生更快、更强的免疫应答。更强的免疫应答。机体的一般生理防卫功能，是在种系发育过程中形成机体的一般生理防卫功能，是在种系发育过程中形成的，由先天遗传而来，防卫任何外界异物对机体的侵入而的，由先天遗传而来，防卫任何外界异物对机体的侵入而不需要特殊的刺激或诱导。不需要特殊的刺激或诱导。二、非特异免疫二、非特异免疫1、生理屏障、生理屏障 机械的阻挡和排除作用机械的阻挡和排除作用 分泌液中所含化学物质有局部抗菌作用分泌液中所含化学物质有局部抗菌作用 共生菌群共生菌群 1）皮肤与粘膜：皮肤与粘膜：2 2）生理上的屏障结构）生理上的屏障结构

6、体内的某些部位具有特殊的结构而形成阻挡微生物体内的某些部位具有特殊的结构而形成阻挡微生物和大分子异物进入的局部屏障，对保护该器官，维持局和大分子异物进入的局部屏障，对保护该器官，维持局部生理环境恒定有重要作用。部生理环境恒定有重要作用。血胎屏障：血胎屏障：由怀孕母体子宫内膜的基蜕膜和胎儿的绒毛膜滋养层由怀孕母体子宫内膜的基蜕膜和胎儿的绒毛膜滋养层细胞共同组成，当它发育成熟（一般在妊娠细胞共同组成，当它发育成熟（一般在妊娠3 3个月）后，个月）后，能能阻挡病原微生物由母体通过胎盘感染胎儿阻挡病原微生物由母体通过胎盘感染胎儿，但并不妨碍，但并不妨碍母子间的物质交换。母子间的物质交换。血脑屏障血脑屏

7、障：由介于血循环与脑实质间的软脑膜、脉络丛的脑毛由介于血循环与脑实质间的软脑膜、脉络丛的脑毛细血管壁和包于壁外的胶质膜所组成，能阻挡病原生物细血管壁和包于壁外的胶质膜所组成，能阻挡病原生物和其他大分子物质由血循环进入脑组织和脑室。和其他大分子物质由血循环进入脑组织和脑室。婴幼儿因其血脑婴幼儿因其血脑屏障还未发育完善，屏障还未发育完善，故易患脑膜炎或流行故易患脑膜炎或流行性乙型脑炎等传染病性乙型脑炎等传染病2、细胞因素、细胞因素 主要是指体内的各种吞噬细胞吞噬病原体及其它各种异物的能力。主要是指体内的各种吞噬细胞吞噬病原体及其它各种异物的能力。吞噬细胞的种类：多形核白细胞和单核细胞吞噬细胞的种类

8、：多形核白细胞和单核细胞 吞噬细胞的功能：吞噬细胞具有吞噬入侵的病原微生物等颗粒的能力。吞噬细胞的功能：吞噬细胞具有吞噬入侵的病原微生物等颗粒的能力。多形核白细胞：多形核白细胞：存在于血液和骨髓中，含大量溶菌酶，以嗜存在于血液和骨髓中，含大量溶菌酶，以嗜中性粒细胞最重要中性粒细胞最重要 巨噬细胞：存在于血液、淋巴和多种组织中的大型单核巨噬细胞：存在于血液、淋巴和多种组织中的大型单核细胞具有吞噬作用、杀菌作用、细胞具有吞噬作用、杀菌作用、抗原递呈作用、免疫调节抗原递呈作用、免疫调节作作用、抗癌作用用、抗癌作用(1)探针带来探针带来细菌入侵细菌入侵(2)吞噬细胞赶吞噬细胞赶 赴赴“现场现场”(3)

9、消灭入侵消灭入侵恢复健康恢复健康3、体液因素、体液因素 正常体液和组织中抵抗病原体的成分正常体液和组织中抵抗病原体的成分：补体系统、干扰：补体系统、干扰素、溶菌酶等素、溶菌酶等 存在于正常机体体液中的存在于正常机体体液中的非特异性的血清蛋白非特异性的血清蛋白，包括，包括3030余种蛋白质成分。余种蛋白质成分。通常以无活性形式存在于正常血清和体液中。通常以无活性形式存在于正常血清和体液中。补体能被补体能被任何的抗原任何的抗原-抗体复合物激活，由抗体复合物激活，由无活性形式无活性形式转变为转变为对病原体对病原体具有杀灭作用的具有杀灭作用的活性形式，活性形式，称为称为补体激活补体激活。补体系统补体系

10、统活活化化补补体体1）识别阶段，）识别阶段，Recognition 2）活化阶段，）活化阶段，Activation C3转化酶和转化酶和C5转化酶的形成转化酶的形成3）膜攻击阶段，）膜攻击阶段，Membrane attack-膜攻击复合体（膜攻击复合体（C5b6789n）形成）形成 细胞裂解细胞裂解补体的激活过程（经典途径）：补体的生物学功能：补体的生物学功能：溶解和杀伤细胞；趋化作用；免疫粘附作用；中和溶解和杀伤细胞；趋化作用；免疫粘附作用；中和病毒；过敏毒素（促进炎症）作用。病毒；过敏毒素（促进炎症）作用。干扰素干扰素人人天天然然干干扰扰素素基因基因工程工程干扰干扰素素IFN-IFN-IF

11、N-白细胞白细胞成纤维细胞成纤维细胞T淋巴细胞淋巴细胞单个基因单个基因单个基因单个基因至少至少23个不同基因个不同基因酸性环境酸性环境中稳定中稳定酸性环境酸性环境中稳定中稳定对酸不稳定对酸不稳定重组重组-干扰素、干扰素、干扰素干扰素、每一类干扰素根据蛋白质肽链的氨基酸数量或氨每一类干扰素根据蛋白质肽链的氨基酸数量或氨基酸序列的不同分成不同的亚型，如干扰素基酸序列的不同分成不同的亚型，如干扰素-有有2424种亚种亚型，其中包括干扰素型，其中包括干扰素-2a-2a、干扰素、干扰素-1b-1b、干扰素、干扰素-2b-2b、干扰素干扰素-2c-2c等。等。IFN-a 的 抗 病 毒 作 用病毒病毒病毒

12、复制病毒复制抑制病抑制病 毒复制毒复制信号转导信号转导IFN-a aIFN-诱导蛋白诱导蛋白诱导刺激诱导刺激胞核胞核 胞核胞核 三、三、特异性免疫特异性免疫 机体在生命过程中接受抗原性机体在生命过程中接受抗原性异物刺激异物刺激后（如微生物后（如微生物感染或感染或 接种疫苗）产生的免疫应答反应。接种疫苗）产生的免疫应答反应。特点：特点：获得性、高度特异性、记忆性、个体差异性获得性、高度特异性、记忆性、个体差异性获得方式：获得方式：人工自动和被动免疫的比较人工自动和被动免疫的比较比较类别比较类别人工自动免疫人工自动免疫人工被动免疫人工被动免疫产生免疫力的物产生免疫力的物质质抗原抗原现成的免疫抗体现

13、成的免疫抗体免疫力出现时间免疫力出现时间慢，要经过慢，要经过14周诱导期周诱导期快，无需诱导期快，无需诱导期免疫力保持时间免疫力保持时间长（数月到数年）长（数月到数年）较短（较短（2周到数月）周到数月）用途用途主要用于预防主要用于预防主要应与治疗或主要应与治疗或应急预防应急预防 一类能接受抗原刺激，并引起特异性免疫反应的细一类能接受抗原刺激，并引起特异性免疫反应的细胞。胞。主要指主要指T T细胞和细胞和B B细胞细胞。T T细胞：细胞：起源于骨髓，在胸腺中成熟，然后转移到外周淋起源于骨髓，在胸腺中成熟，然后转移到外周淋巴器官，其功能是执行巴器官，其功能是执行细胞免疫细胞免疫。1.免疫活性细胞免

14、疫活性细胞T细胞细胞调节性调节性T细胞细胞效应性效应性T细胞细胞辅助性辅助性T细胞细胞：促使促使B细胞活化为浆细胞细胞活化为浆细胞抑制性抑制性T细胞细胞：抑制其它抑制其它T细胞和细胞和B细胞的活性细胞的活性迟发型超敏迟发型超敏T细胞细胞：结合抗原后释放淋巴因子，结合抗原后释放淋巴因子，引起迟发型超敏反应引起迟发型超敏反应细胞毒细胞毒T细胞：细胞：杀死带抗原的靶细胞杀死带抗原的靶细胞 Tc 杀 伤 细 胞 骨髓骨髓中的多能干细胞分化成淋巴细胞，再分中的多能干细胞分化成淋巴细胞，再分化成前化成前B B细胞，进一步发育成为成熟细胞，进一步发育成为成熟B B细胞。细胞。当受抗原刺激后，当受抗原刺激后，

15、B B细胞先转化为细胞先转化为浆母细胞浆母细胞，再分化为浆细胞，产生并分泌再分化为浆细胞，产生并分泌抗体抗体，进行，进行体液免疫体液免疫。B细胞细胞2.2.免疫分子：主要指免疫分子：主要指抗原抗原及及抗体抗体 B B细胞和细胞和T T细胞表面有各自的特异性膜表面抗细胞表面有各自的特异性膜表面抗原受体原受体，能识别不同的抗原并与之结合，能识别不同的抗原并与之结合，启动启动特异性免疫。特异性免疫。v抗体的基本结构v抗体的类型抗体v重链（重链（Heavy chain，H链）：链）：由由420440个氨基个氨基酸组成。根据重链恒定区抗原性的不同，将重链分为：酸组成。根据重链恒定区抗原性的不同，将重链分

16、为：、。由它们组成的由它们组成的Ig分别为：分别为：IgG、IgA、IgM、IgD、IgE。v轻链（轻链（light chain，L链）：链）：由由213214个氨基酸。个氨基酸。根据其结构和恒定区抗原性可分为两型根据其结构和恒定区抗原性可分为两型：、型型v根据氨基酸变异程度不同，根据氨基酸变异程度不同，H链和链和L链又可分别分为链又可分别分为恒恒定区（定区（constant region，C区）区）和和可变区可变区（variable region，V区）。区）。v恒定区恒定区 其氨基酸数量、种类、排列顺序及含糖其氨基酸数量、种类、排列顺序及含糖量都比较稳定，故称为恒定区量都比较稳定，故称为恒

17、定区。v可变区可变区 这个区的氨基酸排列顺序随抗体特异这个区的氨基酸排列顺序随抗体特异性不同而有所变化，故称为可变区。性不同而有所变化，故称为可变区。v高变区高变区 在在V V区内，某些区域氨基酸残基的组成区内，某些区域氨基酸残基的组成和排列顺序比和排列顺序比V V区内其他区域更易变化，这些区区内其他区域更易变化，这些区域称为域称为高变区高变区(HypervariableHypervariable region,HVR)region,HVR)。三。三个高变区共同组成个高变区共同组成IgIg的抗原结合部位，也称为的抗原结合部位，也称为互互补性决定区补性决定区（ComplimentarityCom

18、plimentarity determining determining regionregions s,CDRCDR）。免疫球蛋白的功能区免疫球蛋白的功能区v免疫球蛋白的免疫球蛋白的功能区（功能区（domaindomain）IgIg的多肽链的多肽链分子折叠形成几个由链内二硫键连接成的环状结分子折叠形成几个由链内二硫键连接成的环状结构，称之为构，称之为domaindomain。v重链重链：IgGIgG、IgAIgA和和IgDIgD有有4 4个功能区：个功能区：V VH H、C CH1H1、C CH2H2、C CH3H3。IgMIgM、IgEIgE有有5 5个：个：V VH H、C CH1H1、

19、C CH2H2、C CH3H3、C CH4 H4 v轻链轻链：2 2个，个，V VL L、C CL L轻链轻链重链重链 免疫球蛋白的基本结构免疫球蛋白的基本结构四条链对称结构四条链对称结构v IgG于出生后于出生后3个月开始合成个月开始合成v IgG多为单体，多为单体，半衰期约为半衰期约为23天，占血清免疫球蛋白总量天，占血清免疫球蛋白总量的的75%80%v IgG1、IgG2和和IgG3的的CH2能能通过经典途径激活补体通过经典途径激活补体v 通过通过Fc段与吞噬细胞表面段与吞噬细胞表面FcR结合，发挥调理作用；与结合，发挥调理作用；与K细胞结合，发挥细胞结合，发挥ADCC作用；与葡萄球菌作

20、用；与葡萄球菌A蛋白结合。蛋白结合。v 具有抗菌、抗毒和抗病毒作用具有抗菌、抗毒和抗病毒作用v 参与参与II、III型超敏反应型超敏反应2)IgGv 为五聚体，是分子量最大的为五聚体，是分子量最大的Ig，称称巨球蛋白。巨球蛋白。v IgM激活补体能力比激活补体能力比IgG强强v IgM是个体发育过程最早能产生的抗体是个体发育过程最早能产生的抗体，胚胎晚期已能，胚胎晚期已能合成，新生儿脐带血中若合成，新生儿脐带血中若IgM水平升高，表示该儿曾有水平升高，表示该儿曾有宫内感染宫内感染v IgM是抗原刺激后出现最早的抗体是抗原刺激后出现最早的抗体，故检测，故检测IgM水平可水平可用于传染病的早期诊断

21、用于传染病的早期诊断v 也可参与也可参与II、III型超敏反应型超敏反应3)IgMJ-chainv 在正常人血清中的含量仅次于在正常人血清中的含量仅次于IgGIgG，占血清免疫球蛋白含量的占血清免疫球蛋白含量的10-10-2020。v 按其免疫功能又分为血清型及分泌型两种。血清型按其免疫功能又分为血清型及分泌型两种。血清型IgAIgA存在于血存在于血清中，其含量占总清中，其含量占总IgAIgA的的8585左右。血清型左右。血清型IgAIgA虽有虽有IgGIgG和和IgMIgM的某的某些功能，但在血清中并不显示重要的免疫功能。些功能，但在血清中并不显示重要的免疫功能。v 分泌型分泌型IgAIgA

22、存在于分泌液中，如唾液、泪液、初乳、鼻和支气管存在于分泌液中，如唾液、泪液、初乳、鼻和支气管分泌液、胃肠液、尿液、汗液等。分泌型分泌液、胃肠液、尿液、汗液等。分泌型IgAIgA是机体粘膜局部抗是机体粘膜局部抗感染免疫的主要抗体。故又称粘膜局部抗体。感染免疫的主要抗体。故又称粘膜局部抗体。4)IgAv IgD抗体是人类当今已知的抗体中最神秘的一种，抗体是人类当今已知的抗体中最神秘的一种，其作用还不为人类所知。其作用还不为人类所知。v 它主要出现在成熟的它主要出现在成熟的B淋巴细胞的表面上。可能淋巴细胞的表面上。可能与细胞识别有关，以便对应起相对的病原体进行与细胞识别有关，以便对应起相对的病原体进

23、行免疫反应，也可能与免疫反应，也可能与B细胞的分化有关。细胞的分化有关。v 其主要以跨模型存在于其主要以跨模型存在于B细胞表面，而血清中分细胞表面，而血清中分泌的含量极低。泌的含量极低。v 它的出现标志着它的出现标志着B细胞成熟了细胞成熟了。5)IgD v是正常人血清中含量最少是正常人血清中含量最少IgvCH2和和CH3功能区可与肥大细胞、嗜碱功能区可与肥大细胞、嗜碱性粒细胞上的高亲和力性粒细胞上的高亲和力Fc受体结合，引受体结合，引起起I型超敏反应型超敏反应 6)IgE3 3、免疫应答、免疫应答感应阶段感应阶段 反应阶段反应阶段 效应阶段效应阶段初次免疫应答：初次免疫应答：潜伏期长，抗体多为

24、潜伏期长，抗体多为IgMIgM，效价低，维持效价低，维持 时间短时间短再次免疫应答再次免疫应答：潜伏期短，抗体以：潜伏期短，抗体以IgGIgG为主，效价高，维持为主，效价高，维持 时间长时间长抗原抗原细菌细胞的包含的抗原细菌细胞的包含的抗原表面抗原表面抗原：细胞壁外层的抗原，主：细胞壁外层的抗原，主要是荚膜或微荚膜要是荚膜或微荚膜菌体抗原菌体抗原：细胞壁、细胞膜和细胞：细胞壁、细胞膜和细胞质中的抗原质中的抗原鞭毛抗原鞭毛抗原：存在于鞭毛上的抗原：存在于鞭毛上的抗原菌毛抗原菌毛抗原：菌毛蛋白抗原：菌毛蛋白抗原外毒素和类毒素外毒素和类毒素 影响抗原免疫应答的其他因素影响抗原免疫应答的其他因素1）宿

25、主方面的因素 （1）遗传因素 同种动物不同品系及不同个体对同种抗原产生不同强度的免疫应答。（2）其他因素 年龄、性别与健康状态。2 2）、免疫原的剂量及进入途径）、免疫原的剂量及进入途径 （1）剂量 剂量不足或过多均不引起免疫应答。重复进入引起强免疫应答。（2）途径：皮内、皮下、肌肉、静脉、腹腔、呼吸道和口服免疫应答水平依次降低。（3）佐剂（adjuvant）1Superantigens（SAg）Conventional AntigenMonoclonal/Oligoclonal T cell response1:104-1:106SuperantigenPolyclonal T cell response1:4-1:10（220）思考题思考题1.作为抗原必须满足什么条件？影响免疫强弱的主要因素？作为抗原必须满足什么条件？影响免疫强弱的主要因素？2.什么是载体效应？什么是载体效应？3.什么是佐剂，了解佐剂在疫苗制备中的应用什么是佐剂，了解佐剂在疫苗制备中的应用。