第七章 免疫学基础知识
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第七章 免疫学基础知识. 第一节 免疫概述 第二节 抗原 第三节 抗体 第四节 免疫应答 第五节 变态反应. 第一节 免疫概述. 一、免疫的基本概念 免疫:指人和动物机体的免疫系统特异识别、清除体内抗原异物,维持机体生理平衡稳定的功能。 免疫的基本特性: 识别自身与非自身 特异性 免疫记忆. 免疫的基本功能. 1 )抵抗感染(免疫防御) 2 )自身稳定(免疫稳定) 3 )免疫监视. 二、免疫系统的组成. 免疫器官 免疫细胞 免疫分子. 免疫器官. 猪免疫器官示意. 鸡免疫器官示意图.

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第七章 免疫学基础知识

第一节 免疫概述

第二节 抗原

第三节 抗体

第四节 免疫应答

第五节 变态反应


第一节 免疫概述

一、免疫的基本概念

免疫:指人和动物机体的免疫系统特异识别、清除体内抗原异物,维持机体生理平衡稳定的功能。

免疫的基本特性:

识别自身与非自身

特异性

免疫记忆


免疫的基本功能

1)抵抗感染(免疫防御)

2)自身稳定(免疫稳定)

3)免疫监视


二、免疫系统的组成

  • 免疫器官

  • 免疫细胞

  • 免疫分子


免疫器官

猪免疫器官示意



中枢免疫器官——免疫细胞产生与成熟场所

1.骨髓

各种淋巴细胞、巨噬细胞和各种血细胞发源地。

2.胸腺

诱导淋巴干细胞成熟为T细胞。

3.禽法氏囊

诱导淋巴干细胞成熟为B细胞。



外周免疫器官——免疫细胞分布及进行免疫应答的场所

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

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。


免疫活性细胞1. T细胞 来源于骨髓的多能干细胞,干细胞进入胸腺后,在胸腺素的诱导和作用下,分化增殖成为具有免疫活性的小淋巴细胞。


2. B细胞:骨髓多能干细胞分化而来


3.自然杀伤细胞

定义:直接在骨髓中由淋巴干细胞分化成熟的一种大颗粒淋巴细胞 。

作用:自然杀伤病毒感染细胞、肿瘤细胞,但不杀伤正常组织细胞。

杀伤机理:使靶细胞凋亡发挥抗体依赖的细胞介导的细胞毒性作用(ADCC)。


(二)单核-吞噬细胞系统

骨髓 血液 组织

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

多能干细胞

单核细胞

巨噬细胞

髓样干细胞

前单核细胞

单核吞噬细胞的发育与分布


免 疫 分 子

BCR/Ab(Antigen recognition and clearance)

TCR (Antigen recognition by T cells)

MHC (Antigen presentation)

Cytokine(Immunoregultation and effector function)

Complement(Innate immunity against pathogens)

CD molecules(Immune cell differentiation and function)


三、免疫的类型

1)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。


  • 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。


2)主动免疫与被动免疫

  • 主动免疫: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。 

  • 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;如母源抗体。


第二节 抗原

  • 抗原的概念及性质

  • 决定抗原性的因素

  • 抗原的类型

  • 重要的天然抗原

  • 佐剂


抗原:

能刺激机体免疫系统中的免疫细胞发生免疫应答,产生效应细胞或抗体,并能与免疫应答产物发生特异性反应的物质。


(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免疫细胞产生免疫应答(产生特异性抗体或免疫效应细胞)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。


完全抗原:

既有免疫原性又有反应原性的物质,如:蛋白质、细菌、病毒等。

半抗原:

无免疫原性,只有反应原性的物质,如:某些简单的小分子物质。

载体:

赋予半抗原以免疫原性的蛋白质。

半抗原 + 蛋白质  完全抗原


(二) 构成完全抗原的基本条件

异物性,大分子胶体性,结构复杂性,物理状态,完整性。

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”。


2.大分子胶体性

分子量通常在10000Da以上

3.结构复杂性

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5734Da,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 。


4.物理状态:颗粒性抗原的免疫原性比可溶性抗原强。

5.完整性:保持抗原表面化学活性基团。如当大分子蛋白质通过消化道被消化分解后进人机体已无抗原性。


(三)抗原分类

分类依据 抗原类型 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 少数细菌多糖


(四)重要的天然抗原

各种微生物各有不同的抗原成分,各有抗原特异性。

同种微生物、不同株抗原成分也有差别,分为不同血清型。


(一)细菌抗原

肠道杆菌: 大肠杆菌 沙门氏菌

  • 菌体(O)Ag 170多型 60多型,50多群

    脂多糖, 耐热 畜禽A—F群

  • 鞭毛(H)Ag 60多型 60多型,第Ⅰ特异相(a.b.c…)

    蛋白质,不耐热 第Ⅱ变异相(1.2.3…)

  • 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

  • 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)


病毒抗原

  • 无囊膜病毒抗原成分主要是壳粒蛋白

  • 有囊膜病毒抗原成分主要是囊膜粒(纤突)蛋白


(五)佐剂

先于抗原或同时与抗原混合注射机体,可增强抗原的免疫原性的物质。

常用的佐剂有四类:

  • 无机佐剂:如氢氧化铝,明矾等

  • 有机佐剂:微生物及其产物

  • 合成佐剂:多聚核苷酸 、左旋咪唑、异丙肌苷

  • 油剂:费氏佐剂、矿物油、植物油


第三节 抗体

抗体:

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。


免疫球蛋白的双重性

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。在免疫球蛋白分子上既有抗原结合部位又有抗体结合点,既是抗体又是抗原,即所谓双重性。


一、免疫球蛋白的结构

基本结构

A.重链(heavy chain,H)2条

轻链(light chain,L) 2条

B.可变区(variable region, V区)

恒定区(constant region, C区)


Ig的基本结构



各类免疫球蛋白的特性

IgG

一般特性:

单体分子,结构最简单,分子量最小

血清中含量最高(75%Ig)

半衰期最长(21~23天)

3~5岁达成人水平(8.0~17 mg/ml)

活性最广


生物学活性:

通过胎盘(新生儿抗感染)

激活补体(裂解细胞)

调理作用(促进吞噬)

介导ADCC(细胞毒作用)


Igm iga ige igd
IgM、 IgA、 IgE、 IgD

  • IgM: 分子量最大,结构最复杂。体液免疫应答中最先产生,可用于疾病早期诊断。

  • IgA: 血清型(多为单体)、分泌型(二聚体)

  • IgE: 血清含量最低,亲细胞抗体,超敏反应。

  • IgD: 铰链区长,半衰期短,为成熟B细胞标志 。


二、机体产生抗体的规律

  • 初次免疫应答

    • 首次用适量抗原注射动物后,须经一段较长的潜伏期才能在血液中检出抗体,多为IgM,效价低,维持时间短,且很快下降。

  • 再次免疫应答

    • 在初次应答的抗体下降期,再次注射同种抗原进行免疫时,会出现一个潜伏期明显缩短,抗体以IgG为主,效价高、维持时间长。


影响抗体产生的因素

A.抗原的性质

B.抗原的用量

C.注射途径

D.免疫的次数和间隔时间

E.机体方面

F.佐剂的作用


三、单克隆抗体和基因工程抗体

多克隆抗体(polyclonal antibody):

指由不同B细胞克隆产生的针对抗原物质 中多种抗原决定簇的多种抗体混合物。

如:免疫血清(含多种特异性抗体)


单克隆抗体(McAb)

由一个B淋巴细胞克隆经分化、增殖后的浆细胞所产生的针对单一抗原决定簇的抗体。单克隆抗体是通过杂交瘤细胞制备的。

杂交瘤细胞:

骨髓瘤细胞--- 无限增殖;

免疫B细胞 --- 合成、分泌特异性抗体。

杂交瘤技术 --- HAT培养基:次黄嘌(H), 氨基蝶呤(A)和胸腺嘧啶核苷(T)。


基因工程抗体

在DNA水平对Ig基因进行切割、拼接或修饰,导入受体细胞表达的抗体。

如:人-鼠嵌合抗体(chimeric antibody)

改型抗体(reshaped humanized antibody)

小分子抗体:Fab片段

Fc片段

Fv片段

双特异性抗体(bispecific antibody):


  • 制备方法:DNA重组加转基因技术

    应用DNA重组技术将改造过的或所需的部分或全部人源抗体的编码基因导入到适宜的细胞表达系统中,体外培养表达;或建立人源抗体转基因小鼠,免疫后制备杂交瘤,生产人源抗体。


心态决定成功

  • 雨后,一只蜘蛛艰难地向墙上爬去,但墙壁太湿太滑,它屡爬屡掉,但屡掉屡爬。

  • 第一个人看见了,长叹一声,自言自语:“我这一生不正如这只蜘蛛吗?忙忙碌碌而无所得。”于是,他日渐消沉萎靡。

  • 第二个人看见了,若有所思地说:“这只蜘蛛真笨,为什么不从旁边干燥的地方绕一下爬过去呢?我以后可不能像蜘蛛这么愚笨。”于是,他慢慢变得聪明起来。

  • 第三个人看见了,立刻被蜘蛛屡败屡战、坚持不懈的精神感动。于是,创业失败、欲寻短见的他变得坚强起来,很快东山再起。

  • 其实,成功并不遥远,失败也不可怕,就看你对细微之事的感悟心态。


第四节 免疫应答

  • 免疫应答的概念

  • 免疫应答的分类

    体液免疫

    细胞免疫


免疫应答:

抗原物质进入机体,激发免疫系统发生一系列反应以排除抗原的过程。即免疫细胞识别、摄取、处理抗原,继而活化、增殖、分化,产生免疫效应的过程。


外部屏障:皮肤、粘摸

内部屏障:血脑、血胸、血胎

第一道防线

非特异性

抗菌物质:补体、干扰素

吞噬细胞的吞噬作用

炎症反应

淋巴结的 “过滤” 作用

第二道防线

免疫应答

体液免疫:浆细胞产生抗体

细胞免疫:T细胞释放淋巴因子

特异性(第三道防线)

免疫应答



特异性免疫应答的过程

感应阶段

反应阶段

效应阶段


1.致敏阶段

又称感应阶段, 是摄取和识别抗原阶段。

2.反应阶段

反应阶段是T细胞或B细胞受抗原刺激后活化、

增殖、分化的阶段。

3.效应阶段

效应阶段是致敏T细胞或浆细胞分泌的抗体发挥

免疫效应的阶段。



第五节 变态反应

变态反应:

是动物机体再次接受同种抗原刺激而发生的病理性免疫应答,常常造成机体功能障碍甚至组织损伤。


变态反应类型

Ⅰ型超敏反应 (速发型过敏反应)

Ⅱ型超敏反应 (细胞溶解型或细胞毒型)

Ⅲ型超敏反应 (免疫复合物型或血管炎型)

Ⅳ型超敏反应 (迟发型超敏反应)


型超敏反应

特点:

① 由IgE介导,肥大细胞和嗜碱性粒细胞参与;

② 发生快,恢复快,一般无组织损伤;

③ 有明显的个体差异和遗传背景。

一.参与Ⅰ型超敏反应的成分

(一)抗原

★呼吸道--花粉、尘螨、霉菌、动物皮屑或毛发等;

★ 消化道 --- 鱼、虾、肉、蛋、牛奶、添加剂等;

★ 皮肤 --- 紫外线、昆虫的毒素、化学物质等;

★ 肌肉、静脉 --- 化学药物及异种动物血清等。

青霉素、磺胺类药物、普鲁卡因


(二)抗体 ---IgE抗体

Th2细胞  IL-4

抗原 B细胞 IgE

特应素质患者的血清IgE含量明显增高(1000-10000倍)

强亲细胞性:Fc段能与靶细胞FcεR结合

(三)IgE Fc段受体(FcεR):

●FcεRⅠ--- 高亲和性受体;

组成:α链(1条)、β链(1条)和γ链(2条)

存在:肥大细胞和嗜碱性粒细胞膜(主要)及嗜酸性

粒细胞(活化)。

●FcεRⅡ --- 低亲和力受体。调节IgE的合成


(四)肥大细胞和嗜碱性粒细胞

分布:

肥大细胞 --- 皮肤、粘膜下层及血管周围的疏松结

缔组织;

嗜碱性粒细胞 --- 血液。

作用:释放生物活性物质,介导Ⅰ型超敏反应。

(五)嗜酸性粒细胞(eosinophils)

分布:呼吸道、消化道、泌尿生殖道粘膜组织中。

作用:

A.对Ⅰ型超敏反应产生负反馈调节作用;

B.参与Ⅰ型超敏反应晚期反应。


型超敏反应

由IgG或IgM类抗体与细胞表面的抗原结合,在补体、吞噬细胞及NK细胞等参与下,引起的以细胞裂解死亡为主的病理损伤。


型超敏反应

血液循环中的可溶性抗原与相应的抗体结合形成可溶性的免疫复合物,在一定条件下沉积于组织,通过激活补体并在血小板、中性粒细胞等其它细胞的参与下,引起组织损伤的过程。


型变态反应

Ⅳ型变态反应:又称迟发型变态反应。此型反应是细胞免疫引起的,无抗体与补体参入,反应的发生较慢,一般在接触抗原后6h开始出现,24~48h达到高峰,然后消退,称为迟发型变态反应。


变态反应的防治

  • 确定变应原

  • 脱敏疗法

  • 药物疗法


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