第八章免疫学基础理论课件.ppt
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- 第八 免疫学 基础理论 课件
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1、第二篇第二篇 免疫学基础免疫学基础第八章第八章 免疫学基础理论免疫学基础理论第一节第一节 免疫的概念、功能、类型免疫的概念、功能、类型一一.免疫定义免疫定义 免疫是指人和动物机体免疫系统 特异识别、清除体内抗原的生理功能。l有利方面:防止病原微生物感染防止肿瘤发生自身稳定l不利方面:变态(超敏)反应自身免疫病免疫耐受 (一)免疫学是人类在与传染病的病原微生物作斗争的过程中建立和发展起来的。免疫学与医学微生物学、兽医微生物学、传染病学有不可分割的联系。(二)免疫学于18世纪末开始,至今经历了三个发展阶段:l16世纪(明朝)中国医生首先实践用人痘痂皮接种青少年预防天花。l18世纪传到亚洲、欧洲各国
2、。l18世纪末,英国医生Jenner首次发明牛痘预防天花。Vaccine(牛痘)定为“疫苗”,免疫学诞生。lVaccination(种痘)定为人计划“免疫接种”。琴纳给儿童接种牛痘疫苗l实验室发明人工培育疫苗lPasteur(法)微生物学、免疫学创始人l1880年 鸡霍乱(巴氏杆菌)弱毒菌苗l1882年 狂犬病病毒弱毒疫苗l疫苗免疫机理研究细胞免疫学说与体液免疫学说的争论 巴斯德给男童接种狂犬疫苗l细胞免疫学说(1890)Metchnikoff(俄1883)首次发现吞噬细胞的吞噬作用l体液免疫学说(1897)Behring(德1890)、北里(日本)首次发现白喉抗毒素(血清抗体)1891年首次
3、用抗毒素血清治好白喉病人抗体、抗原概念、血清学试验形成Erlich(德 1897)提出“体液免疫学说”l两种学说争论了70年l发现变态反应l提出各种抗体产生理论(学说)l发现免疫耐受现象l1963年Wright,Deuglas发现调理素l两种学说得以统一认识 l免疫概念从传统概念发展为现代概念传统概念防御感染;有利现代概念识别排除抗原;既有利也有不利l现代免疫学完全从微生物学中独立出来l理论和技术在细胞和分子水平上飞跃发展l免疫学研究中有20多位学者的成果获诺贝尔奖 基础免疫学 免疫学 免疫遗传学 细胞、分子免疫学 分子免疫学 免疫学原理 免疫生物学 免疫生理学 免疫病理学 免疫药理学 应用免
4、疫学 医学免疫学 临床免疫学 移植免疫学 血液免疫学 肿瘤免疫学 繁殖免疫学 兽医免疫学 家禽免疫学l理论:理论:免疫系统、抗原、免疫应答、抗感染免疫、变态反应、常用免疫学检测技术、免疫学在兽医学中的应用。l特点:特点:较抽象、系统性强、循序渐进。l实验:实验:目前最常用的6项实验(分4次做)l目的:目的:为动物传染病的免疫预防、诊断治疗打基础,是重要的专业基础课。l1)抵抗感染功能(免疫防御)l2)自身稳定功能(免疫稳定)l3)免疫监视作用(及时排除突变细胞)1 1)非特异性免疫与特异性免疫)非特异性免疫与特异性免疫 非特异性免疫是机体对所有病原微生物都有防御作用,没有特殊的选择性。它受遗传
5、控制,是机体在长期的种系发育与进化过程中逐渐建立起来的一系列防卫机能,在个体一出生就具有。又称天然免疫(先天免疫)。l特异性免疫是指机体针对某一种或某一类微生物或其产物所产生的特异性抵抗力。是个体在生活过程中通过隐性感染或预防接种等方式,使抗原与免疫系统的细胞相接触后而获得的防卫机能。又称后天获得性免疫。l自动免疫自动免疫是指动物直接受病原微生物及其产物作用后,由动物机体产生免疫。用人工方法注射抗原(菌苗、疫苗、类毒素);自然感染。l被动免疫被动免疫是指依靠已经免疫的其他机体输给的抗体而获得的免疫。用人工方法注射抗体(抗毒素、抗血清)而产生对病原体的抵抗力;母源抗体。l细胞免疫细胞免疫是指致敏
6、淋巴细胞与其相应抗原作用所产生的特异性免疫。l体液免疫体液免疫是抗体的免疫作用。一、机体非特异性免疫的主要因素 1、机体的天然屏障作用 A、皮肤和粘膜(体外屏障)B、内部屏障、吞噬细胞 A、噬中性粒细胞:白细胞分类:B、巨噬细胞:来源、功能 3、炎症反应4、体液因素(正常体液中的抗微生物因素)A、补体系统 B、干扰素 干扰素干扰素是一类在同种细胞上具有抗病毒活性的蛋白质,其活性发挥又受细胞基因组的调节和控制,涉及到RNA和蛋白质合成。干扰素(白细胞干扰素)人干扰素人干扰素 干扰素(成纤维细胞干扰素)干扰素(免疫干扰素)天然干扰素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
7、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。作用机制:作用机制:主要抑制病毒的复制,其可激活宿主DNA,产生抗病毒蛋白,与核糖体作用,使其只能合成宿主蛋白,而不能合成病毒蛋白。1、遗传因素2、年龄因素3、环境及应激因素第一道防线第一道防线第二道防线第二道防线非特异性免疫非特异性免疫体液免疫体液免疫细胞免疫细胞免疫分分 类类 一、免疫系统 机体内参与对抗原的免疫应答,执行免疫功能的一系列器官、细胞和分子。猪免疫器官示意图 鸡免疫器官示意图 1.骨髓 骨髓源生各种淋巴细胞、巨噬细胞和各种血细 胞。2.胸腺 诱导淋巴干细胞成熟为T细胞。3.禽法氏囊 诱导淋巴干
8、细胞成熟为B细胞。免疫细胞诱生示意图 1.淋巴结 皮质区:B细胞25%。副皮质区:T细胞75%。髓质区:巨噬细胞、树突状细胞(见下图)作用:对淋巴液来的抗原(注射的疫苗)进行 免疫应答。2.脾脏白髓 淋巴鞘T细胞25%脾小结B细胞65%红髓 巨噬细胞、树突状细胞作用 对来自血液的抗原进行免疫应答,主要产生抗体 分布T细胞、B细胞鸡新城疫系苗滴眼免疫起重要作用(三)膜免疫系统l呼吸道l消化道l泌尿生殖道l腺体分泌管l作用:接受粘膜表面侵入抗原的免疫应答,大量产生分泌性抗体IgA,分布在粘膜表面起粘膜免疫保护。粘膜下免疫细胞(T、B、M、DC)多能干细胞多能干细胞髓样干细胞髓样干细胞前单核细胞前单
9、核细胞单核细胞单核细胞巨噬细胞巨噬细胞结蹄组织:组织细胞肺:肺泡巨噬细胞肝:Kupffer细胞脾:巨噬细胞神经组织:小胶质细胞骨:破骨细胞关节:滑膜A型细胞胸腹腔:巨噬细胞 骨髓骨髓 血液血液 组织组织单核吞噬细胞的发育与分布单核吞噬细胞的发育与分布(二)单核(二)单核-吞噬细胞系统吞噬细胞系统 1.单核吞噬细胞特征 膜受体:Fc受体 、C3b受体 膜抗原:Ia_ M Ia+M 2.单核吞噬细胞的功能 (1)分泌功能:分泌近百种活性物质 (2)吞噬消化功能monocyte Ia M 二、抗原二、抗原 能够刺激机体产生免疫应答,并且能与免疫应答产物(抗体或免疫效应细胞)特异性结合的物质。(一)抗
10、原的两种基本特性(一)抗原的两种基本特性:1免疫原性 指抗原分子能够刺激机体产生免疫应答(产生特异性抗体及免疫效应细胞)的性质。2反应原性 指抗原分子与免疫应答产物(抗体或免疫效应细胞)发生特异性结合的性质。(二)构成完全抗原的基本条件(二)构成完全抗原的基本条件 异物性,大分子,化学组成,结构复杂。1异物性 亲缘关系越远的物质,免疫原性越强,自身物质可以形成“天然免疫耐受”;自身物质结构、成分改变后成为“自身抗原”。自身也有一些“隐蔽抗原”眼球晶体、精子、甲状腺等蛋白。2大分子 通常在10000Da以上3化学组成、结构复杂 明胶蛋白分子量10万Da,但免疫原性差因是直链AA组成。胰岛素只有5
11、734Da,但免疫原性好因组成、结构复杂。凡含有苯环、杂环AA和糖的蛋白,结构都较复杂,免疫原性好。抗原的特异性 一种抗原物质只能刺激机体产生相应的抗体,这种抗体只能与相应的抗原结合发生反应,称为抗原的特异性,或称专一性、针对性。抗原的特异性是由抗原分子表面具有免疫活性的化学基团所决定的。这些基团称为抗原决定簇。抗原决定簇是抗原与抗体结合的部位,每个抗原分子的决定簇数量不等:分子量大,决定簇多;分子量少,决定簇少。抗原的结合价:能与抗体分子结合的功能性决定簇数目。类属反应 是发生误诊的原因之一,主要是两抗原之间有相同的抗原决定簇。区分特异性与类属性反应的方法有:A 使用单因子抗血清;B 同时作
12、特异性反应,比较两者的效价,一般特异性反应效价高,类属性反应效价低;C 在大批血清学检查时,可在2030d后采血再检查一次,这样一般都可排除类属型反应。(四)(四)抗原分类抗原分类 分类依据分类依据 抗原类型抗原类型 抗原举例抗原举例 免疫原性 -完全抗原 各种病原微生物 -不完全抗原(半)糖、药物、激素 抗原来源 -异种抗原 各种病原微生物 同种抗原 同种异体血型抗原、组织相容性抗原 -自身抗原 变性自身组织,隐蔽抗原(释放)-异嗜性抗原 一些微生物、植物、动物、人体细胞组织共有的抗原(链球菌 与人心肌,肾小球组织)对Th -TD Ag 所有病原微生物等天然抗原 依赖性 -TI Ag 少数细
13、菌多糖(一)细菌抗原 肠道杆菌:大肠杆菌 沙门氏菌l菌体(O)Ag 170多型 60多型,50多群 脂多糖,耐热 畜禽AF群 l鞭毛(H)Ag 60多型 60多型,第特异相(a.b.c)蛋白质,不耐热 第变异相(1.2.3)l表面Ag -荚膜 炭疽杆菌 多糖多肽,耐热 -菌毛 大肠杆菌(KAg)伤寒杆菌(Vi Ag)蛋白,不耐热 100多种,K88、K99等l毒素Ag -外毒素(蛋白,免疫原性强,不耐热,0.3-0.4%甲醛处理可脱毒制成类毒素)-内毒素(脂多糖,免疫原性弱,耐热,不能制成类毒素)抗原结构式:鼠伤寒沙门氏菌:i:1.2)HAg 相i,相明胶蛋白分子量10万Da,但免疫原性差因是
14、直链AA组成。单核吞噬细胞的发育与分布如荨麻疹、湿疹、皮炎、神经血管性水肿。有血清型IgA和分泌型IgA之分。前者是对自身组织的耐受性;促分裂因子(MF)这一类在生物制品上应用广泛的有氢氧化铝胶、明矾和磷酸三钙等。理论和技术在细胞和分子水平上飞跃发展免疫球蛋白是抗体,但就其对异种动物来说又是很好的抗原。实验:目前最常用的6项实验(分4次做)髓质区:巨噬细胞、树突状细胞(见下图)第三道防线:特异性免疫1880年 鸡霍乱(巴氏杆菌)弱毒菌苗单核吞噬细胞的发育与分布Metchnikoff(俄1883)首次发现吞噬细胞的吞噬作用例如溶血性链球菌感染引起心肌炎、急性肾小球性肾炎。生物制剂(如抗毒素血清)
15、、药物等。反复输血 抗白细胞、抗血小板或抗血浆蛋白等 病毒抗原病毒抗原l无囊膜病毒抗原成分主要是壳粒蛋白l有囊膜病毒抗原成分主要是囊膜粒(纤突)蛋白l有的只有一个血清型(猪瘟病毒)l有的有多种血清型(流感病毒)(五)(五)佐剂佐剂 定义定义:增强抗原免疫原性的物质增强抗原免疫原性的物质 佐剂在人工免疫中所以能得到广泛的应用,除能使弱抗原性物质增强抗原性外,还在于:(1)可以用最小的抗原量,最少的接种次数,使在抗血清中或黏膜表面维持足够的抗体浓度,获得持久的预防接种效果;(2)在制备抗血清时,加佐剂免疫接种,可增加抗原所激发的抗体应答,达到产生大量特异性抗体的目的;(3)增强对肿瘤细胞或细胞内病
16、原体所感染的细胞的有效免疫反应,以达到治疗的目的,同时增强吞噬细胞的非特异杀伤功能和特异性细胞免疫的刺激作用等。常用的佐剂常用的佐剂 (1 1)不溶性铝盐类胶体佐剂)不溶性铝盐类胶体佐剂 这一类在生物制品上应用广泛的有氢氧化铝胶、明矾和磷酸三钙等。由于蛋白质抗原与此类佐剂混合后成为凝胶状态,可较长期存留在体内,持续性的释放抗原而起刺激作用。氢氧化铝胶:常用20铝胶生理盐水。明矾:为一种无色结晶状物质,溶于水。有钾明矾和铵明矾两种。作为佐剂主要是钾明矾。如破伤风明矾沉淀类毒素、气肿疽明矾苗等。磷酸三钙:于疫苗中加氯化钙和磷酸氢二钠,使在疫苗中化合成磷酸三钙,吸附抗原后沉淀,所制的疫苗效力与加铝胶
17、佐剂相近。(2 2)油水乳佐剂)油水乳佐剂 此类佐剂有弗氏佐剂,即乳化的水油佐剂。由美籍匈牙利细菌学家Freund氏(19261935)研究成功。首先在试验动物体内证实了佐剂的活性,在许多免疫试验中,证明提高免疫力很显著。乳剂是将一种溶液或干粉分解成细小的微粒,混悬于另一不相溶的液体中所制成的分散体系。三、抗三、抗 体体(一)抗体的概念 抗体是机体免疫活性细胞受抗原刺激后,在血清和体液中出现的一种能与相应抗原发生特异性反应的免疫球蛋白。免疫球蛋白:具有抗体活性或化学结构与抗体分子相似的球蛋白。(二)免疫球蛋白的结构 基本结构(heavy chain,H)2条 轻链(light chain,L)
18、2条 B.可变区(variable region,V区)恒定区(constant region,C区)C.超变区(hyper-variable region,HVR),又称 互补决定区(complementary determining region,CDR)骨架区(framework region,FR)D.铰链区(hinge region)Ig的基本结构五类免疫球蛋白1.IgG 是血清中的主要Ig,含量最高,约占血清中Ig总量的75。是唯一能通过胎盘的抗体(人可以;猪、牛、马、羊不能通过)。IgG有抗菌和抗病毒作用,抗毒素亦主要为IgG,能中和毒素使其失去活性,在体液免疫中最为重要。IgG
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