免疫学基础理论李决幻灯片

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1、 李决教授畜禽疫病PCR实验室, 基 础 理 论 ,主 讲 ： 李 决 教 授,MIANYIXUEJICHULILUN,免 疫 学,第一章 免疫的概念、功能和类型,第一节 免疫的概念,免疫学是人们在与传染病长期斗争中发展起来的一门古老而又年轻的科学。免疫一词来自拉丁语“Immunis”，亦是免除稅役或免除奴役的意思，将之引用于医学上，以示免除瘟疫或免除感染，既是机体对病原微生物及其产物具有不同程度的抵抗力。免疫学的研究范围，以往一直被局限于传染病的特异性预防、诊断和治疗。随着免疫学理论及实践的发展，现已证实，有很多免疫现象与微生物无关，如动物的血型、同种异体器官移植反应、过敏反应、自身免疫及肿

2、瘤免疫等。可见免疫的概念实际上已大大超过了抵抗感 染的范围。 现代免疫学的概念是机体“识别”自己与非己的复杂的生理学机能的总和。动物在长期进化过程中，形成了与非己物质作斗争的免疫系统。机体的免疫系统执行这种功能。 近年来，随着科学技术的发展，免疫学被广泛地应用与生物技术的各个领域，免疫学已成为一门独立的学科。随着免疫技术的广泛应用和免疫理论体系的建立，又派出很多分支学科，如基础免疫学、医学免疫学、兽医免疫学、免疫血清学、免疫化学、肿瘤免疫学、移植免疫学、临床免疫学以及分子免疫学等等。其中兽医免疫学的侧重点在于免疫血清和抗感染免疫，尤其应重视免疫学诊断、预防和治疗，这是学习本章的重要内容。,第二

3、节 免疫的基本功能,（一）抵抗感染 动物机体对病原微生物具有不同程度的抵抗力。由于机体无时无刻不生活在各式各样的微生物包围之中，时时刻刻都有成千上万的微生物从消化道、呼吸道、皮肤及粘膜进入动物体内，其中也包括侵害机体的病原微生物。清除这些病原微生物是集体机抗感染的具体表现。如果机体抗感染功能失调；免疫功能低下或者免疫缺陷，就会引起反复感染；相反，如免疫异常亢奋时，就会导致机体发生变态反应。 （二）自身稳定 机体在正常条件下每天都有大量的细胞衰老和死亡，这些衰老和死亡的细胞如果积累在体内，就会毒害正常细胞的生理功能。而机体免疫系统的另一个重要功能，就是能经常不断地清除损伤的、衰老的、死亡的自身细

4、胞，维护体内正常的生理活动。如果自身稳定功能失调，就会产生自身抗体，引起自身免疫病，危及机体的健康。 （三）免疫监视 免疫监视就是严格监视机体突变细胞的出现。机体正常细胞由于在化学的、物理的、病毒等治病因素的诱导下变成异常的细胞，也可自然产生异常细胞。这些细胞一旦出现，机体的免疫系统予以识别将其歼灭。但是当机体免疫功能低下时，异常细胞大量增殖，从而出现肿瘤。,第三节 免疫的类型,机体抗感染免疫，包括机体防止微生物的侵袭与扩散，清除病原微生物及其产物的有害作用，恢复一系列生理功能。免疫可概括为两大类：一类是天然非特异性免疫，即先天性免疫；另一类为后天获得的特异性免疫，即为获得性免疫。依照免疫的发

5、生机制，可将免疫分为如下类型：,（一）先天性免疫 先天性免疫是动物生下来就具有的免疫，它是在动物进化过程中建立起来的天然防御机能，是一种可以遗传的生物学特性。 先天性免疫有“种”的特点，动物种类不同，易感性不同，如牛不感染马鼻疽，马不感染牛瘟，猪不感染鸡新城疫等。先天性免疫具有相对的稳定性，在大多数情况下，甚至将大量的病原微生物注入动物体内，也不能使其感染。例如将大量鸡新城疫病毒注入猪体内，也不能使其发病。但是当环境条件改变，动物体质衰弱，这种稳定性也会遭到破坏。例如鸡一般情况下不感染炭疽杆菌，如人为地使鸡体温降至37，炭疽杆菌即可在鸡体内繁殖，引起传染而发病。 先天性免疫也存在于动物种内的某

6、些品系及某些个体。易感动物种内的个别品系对某种病原微生物却具有特殊抵抗力，如有的品系的小白鼠能抵抗肠炎沙门氏菌感染。在品系选育中，往往选择出具有抗病力强的品系及个体。 （二）获得性免疫 动物在出生后获得的对某种病原微生物及其有毒产物的不感受性，称为获得性免疫。它是由于机体在受病原微生物及其产物的刺激作用后，各个免疫系统发生改变而形成的。获得性免疫具有特异性，如猪瘟痊愈后或接种猪瘟疫苗后，只能使该猪具有对猪瘟的免疫，而对其它的病原微生物仍有感受性。获得性免疫根据抗原刺激物的来分，可分为天然获得性免疫和人工获得性免疫；根据机体免疫的形成来分，又可分为自动免疫和被动免疫。,1、自动免疫 是动物直接受

7、到病原微生物及产物的作用后，由动物本身产生的免疫。 （1）天然自动免疫 动物在自然感染了某种传染病，病愈后常能获得对该病的免疫力，或者动物经过隐性传然后而获得的免疫，称为自动免疫。如猪感染猪瘟耐过后，人感染天花病愈后，均有很强的免疫力，有时甚至终身免疫。 （2）人工自动免疫 动物由于接种了某种疫苗或类毒素等生物制品以后产生的免疫。其持续时间长短，因疫苗的种类、性质及机体反应等因素而不同，一般说来自动免疫的免疫期较长。 2、被动免疫 是依靠已经免疫的其它机体输给的抗体而获得的免疫 （1）天然被动免疫 动物在胚胎发育时期通过胎盘，或出生后通过乳汁，或通过鸡胚，从免疫的母体被动地获得免疫，称天然免疫

8、。人及灵长类动物可以通过胎盘将免疫传给胎儿，猪、牛、马则通过初乳而获得母源抗体，禽类通过蛋黄传给雏鸡。天然被动免疫的时间短，往往在2-4d内消失。 （2）人工被动免疫 给机体注射高免血清或高免卵黄抗体而获得的免疫，称人工被动免疫。其免疫力产生迅速，注射后立刻产生免疫力，但持续时间很短，一般1-2周，多用于治疗或紧急预防。,第二章 特异性免疫,第一节 免疫系统,生物种在长期进化过程中形成起来的免疫系统，包括参与机体免疫应答的各种免疫细胞、组织和器官。 免疫器官：机体执行免疫功能的组织结构称为免疫器官。根据发生和作用的不同，免疫器官分为两大类： 一类为中枢免疫器官。中枢免疫器官在胚胎早起出现，为淋

9、巴样上皮结构，是形成、诱导、分化淋巴细胞的器官。中枢免疫器官中的淋巴细胞增殖不受抗原刺激的影响，向周围免疫器官输送T细胞与B细胞，包括骨髓、胸腺、法氏囊。 另一类为周围免疫器官，包括脾脏、淋巴结。在机体中发育较迟，含有大量淋巴细胞，包括分化后迁来的T细胞和B细胞，往往要靠抗原刺激而增殖，继而执行免疫功能。,（一）中枢免疫器官,第二节 抗原,（一）抗原概念 抗原（Aniigen）是一种能刺激机体的免疫系统产生特异性抗体或致敏淋巴细胞(又称效应细胞)，并能与相应抗体或致敏淋巴细胞在体内、体外发生特异性结合的物质。由此可见，抗原物质具有两种性能：即刺激机体产生抗体或致敏淋巴细胞的特性，称为免疫原性；

10、与相应抗体和致敏淋巴细胞发生反应的特性，称为反应原性。两者统称为抗原。 根据抗原的性能，具备有免疫原性和反应原性的物质称完全抗原。那些只有反应原性，缺乏免疫原性的物质称为半抗原。 （二）构成抗原的条件 1异物性 抗原是一类非自身或称“非己”的高分子物质，绝大多数抗原都是异种物质。如各种微生物：细菌、病毒、支原体等等，以及各种动物的血清、血球、组织液，均能引起异种动物较强的免疫反应。不同种动物间亲缘关系越远，组织细胞的化学结构差异越大，免疫原性越强。例如鸭血清蛋白注射鸡，其抗原性较弱，而对家兔则引起较强的免疫反应。 同种异体之间，由于化学结构及细胞成分存在不同程度的差异，例如人体白细胞的细胞膜上

11、因有组织相容性抗原存在，当进行异体植皮、脏器移植时，常引起免疫排斥反应。只有同卵双胞胎之间才有可能进行组织或器官移植，而不被排斥。,自身抗原：在正常情况下，自身组织成分是没有抗原性的。但若在外伤、感染、电离辐射、药物等各种理化因素的作用下，可引起机体组织的化学成分、分子排列和构型等方面改变，从而形成了新的抗原决定簇，即在抗原分子表面具有新的有免疫活性的化学基团，成为自身抗原。或者由于机体识别异物的功能紊乱，也可以把一些本来不具有抗原性的自身物质视为异物，因而发生免疫反应，导致自身免疫病。 2大分子胶体 抗原物质必须是分子量较大的胶体，通常在10000以上。分子量越大，抗原性越强。由于分子量大，

12、其表面积相应扩大，接触免疫系统细胞的机会增多，结构较稳定，在体内停留的时间较长，不易被机体破坏或排除；有利于持续刺激机体产生特异性免疫，所以抗原性强。大分子蛋白质与复杂的多糖类是常见的抗原。 3分子构型 抗原分子均具有一定的空间排列，有直线或立体构型。通常环状构型比直线排列的分子抗原性要强；聚合状态比单体的抗原性要强。例如明胶的分子量虽然高达1O万，但抗原性差，因其肽链主要由直链氨基酸组成，缺乏苯环氨基酸，进入体内不稳定，易被酶分解。若在明胶分子中结合少量酪氨酸，抗原性即显著增强。又例如将蛋白质溶液进行离心，即发现上清液的抗原性不如沉积的聚合物强。因此，目前对于抗原性较弱的物质，设法聚集或吸附

13、于某些大分子颗粒上，以增强其抗原强度。 上述抗原条件是互相联系，不可分割的。具备抗原条件的物质，能否成为良好的抗原，除与抗原相关外，还受机体的遗传因素、年龄、生理状态、免疫系统功能等因素的影响。,（三）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。例如抗伤寒杆菌抗体只能与伤寒杆菌发生反应，与痢疾杆菌则不发生反应。 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；分子量小，决定簇少。 因此抗原决

14、定簇的性质、数目、空间位置等对免疫应答都有着显著的影响。,（四）抗原的类型 抗原物质的种类很多，视其抗原性、化学组成、所在部位等不同特点，可分为以下类型： 1完全抗原与半抗原 既具有免疫原性又具有反应原性的物质称为完全抗原。蛋白质、细胞、病毒、立克次氏体等微生物是良好的完全抗原。但也有些物质只有反应原性而没有免疫原性，此类抗原称为半抗原。 2.非胸腺依赖性抗原（TI抗原）和胸腺依赖性抗原(TD抗原) 随着免疫学研究的深入，发现抗原物质在激发免疫系统的应答反应过程中，某些抗原物质需要T细胞的辅助作用才能活化B细胞产生抗体，也有一些抗原无需T细胞的辅助，因而可将抗原区分为Tl抗原和TD抗原。 3微

15、生物及其产物的抗原 细菌、病毒、立克次氏体、螺旋体都有较强的抗原性。每个微生物可以认为是多种不同抗原组成的复合体。如有： （1）菌体抗原 又称O抗原，位于细胞壁上，其成分是脂多糖，耐热，性质较稳定。 （2）鞭毛抗原 又称H抗原，即细菌鞭毛抗原，其成分是蛋白质。 （3）表面抗原 包围在细菌细胞壁外周的抗原 。,（4）菌毛抗原 又称F抗原，某些革兰氏阴性杆菌表面的菌毛抗原。 （5）细菌的毒素抗原 外毒素和类毒素。细菌的外毒素具有很强的抗原性。外毒素经甲醛处理脱毒为类毒素，能刺激机体产生抗毒素抗体。 （6）病毒抗原 代表病毒颗粒的抗原，称为V抗原。 4异种动物血清、血球、组织浸出液 临床上防止破伤风

16、用的抗毒素，是用马匹制备的。因此这种抗毒素，对机体具有两方面的作用：一方面提供了特异性抗毒素抗体，可中和体内的相应的外毒素，起到防治破伤风病的作用；另一方面，抗毒素对被注射的动物是异种蛋白，能刺激机体产生抗马血清抗体，又叫抗抗体。该抗抗体易引起个别动物发生变态反应。 绵羊红血球给家兔多次注射后，兔体中产生抗绵羊血球的抗体，该抗体称溶血素。 5异嗜性抗原 是一类与种属特异性无关的，存在于人、动物、植物、微生物之间的性质相同的抗原。,6同种异体抗原 （1）红细胞抗原 一种个体的红细胞表面只有A抗原，为A血型；另一种个体的红细胞表面只有B抗原，为B血型；有的个体的红细胞表面既有A抗原又有B抗原，即AB血型；最后一种红细胞表面没有A、B抗原，称为O血型。 （2）主要组织相容性抗原 又称移植抗原。是指自细胞及其他有核细胞 膜上的糖蛋白抗原。 7肿瘤抗原 肿瘤是机体正常细胞突变的结果，因而肿瘤组织有无抗原性是肿瘤免疫中的一个重要问题。近年来对肿瘤与宿主相互作用的免疫生物学研究结果指出：大多数的肿瘤具有其相应组织所没有的成分，这种特殊成分统称为肿