兽医微生物学与免疫学
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兽医微生物学与免疫学. 兽医免疫学. 抗 原. 对动物机体而言,凡是非自身的物质都可成为抗原。一些自身的成分在特定情况下,也可成为抗原。 抗原物质的抗原性包括免疫原性与反应原性两个方面。 自然界的抗原物质种类繁多,细菌、病毒、真菌、寄生虫都是抗原。 抗原的免疫原性有强有弱,有多种因素可以影响抗原的免疫原性。 决定抗原分子活性与特异性的是抗原决定簇(抗原表位)。抗原之间具有交叉性。 佐剂有不同的类型,在人工免疫中起重要作用。. 抗原. 一、抗原与抗原性的概念 二、影响抗原免疫原性的因素 三、抗原决定簇(抗原表位) 四、抗原的交叉性 五、抗原的分类

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兽医微生物学与免疫学

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兽医微生物学与免疫学

兽医免疫学


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抗 原

  • 对动物机体而言,凡是非自身的物质都可成为抗原。一些自身的成分在特定情况下,也可成为抗原。

  • 抗原物质的抗原性包括免疫原性与反应原性两个方面。

  • 自然界的抗原物质种类繁多,细菌、病毒、真菌、寄生虫都是抗原。

  • 抗原的免疫原性有强有弱,有多种因素可以影响抗原的免疫原性。

  • 决定抗原分子活性与特异性的是抗原决定簇(抗原表位)。抗原之间具有交叉性。

  • 佐剂有不同的类型,在人工免疫中起重要作用。


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抗原

一、抗原与抗原性的概念

二、影响抗原免疫原性的因素

三、抗原决定簇(抗原表位)

四、抗原的交叉性

五、抗原的分类

六、重要的抗原

七、佐剂


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影响抗原免疫原性的因素

㈠ 抗原分子的特性 是影响免疫原性的关键因素,包括:异源性、分子大小、化学组成与结构、物理状态、对抗原加工和递呈的易感性

㈡ 宿主生物系统 动物种类、同品系、不同个体对相同抗原的应答也有所不同。动物的年龄、性别与健康状态也是影响其对抗原的免疫应答的因素。

㈢ 免疫剂量与免疫途径 抗原的免疫剂量、接种途径、接种次数及免疫佐剂的选择等都显著影响机体对抗原的应答。免疫途径以皮内免疫最佳,皮下免疫次之,肌内注射、腹腔注射和静脉注射效果差。


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抗原决定簇

  • 抗原决定簇(抗原表位)

    蛋白质抗原的表位由5-7个氨基酸残基组成,多糖抗原由5-6个单糖残基组成,核酸抗原的表位由5-8个核苷酸残基组成。

  • 抗原价

  • 构象表位(不连续表位)

  • 顺序表位(连续表位)

  • B细胞表位

  • T细胞表位。


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抗原的交叉性

  • 什么是共同抗原(或交叉反应抗原)、类属抗原?

  • 抗原的交叉性有三种情况:

    ① 不同物种间存在共同的抗原组成;

    ② 不同抗原分子存在共同的抗原表位;

    ③ 不同表位之间有部分结构相同。


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抗原的分类

1. 依据抗原的性质 可分为完全抗原和不完全抗原(即半抗原)。

2. 根据与抗原加工和递呈的关系 可分为外源性抗原与内源性抗原。

3. 根据抗原来源 分为异种抗原、同种异型抗原、自身抗原、异嗜性抗原。

4. 根据对胸腺(T细胞)的依赖性 分为胸腺依赖性(TD)抗原和非胸腺依赖性(TI)抗原。

5. 根据化学性质 可分为蛋白质、脂蛋白、糖蛋白、脂质、多糖、脂多糖和核酸抗原。


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重要的抗原

1. 微生物抗原 具有较强的抗原性,一般都能刺激机体产生抗体。

  • 细菌抗原:菌体抗原(O)、鞭毛抗原(H)、荚膜抗原(K)和菌毛抗原、类毒素;

  • 病毒抗原:囊膜抗原、衣壳抗原、核蛋白抗原等;

  • 真菌、寄生虫都具有相应的特异性抗原。

  • 保护性抗原、超抗原(superantigcn,SAg),如金黄色葡萄球菌分泌的肠毒素。

    2. 非微生物抗原 主要有ABO血型抗原、动物血清与组织浸液、酶类物质和激素。

    3. 人工抗原 人工抗原包括合成抗原与结合抗原。


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佐剂

1.概念与佐剂的作用

2.佐剂的种类 佐剂的种类很多。

⑴ 铝盐类佐剂 在疫苗制备上应用很广。通常使用的主要有氢氧化铝胶、明矾和磷酸三钙。

⑵ 油乳佐剂 这类佐剂是用矿物油、乳化剂(如Span-80,Tween-80)及稳定剂(硬脂酸铝)按一定比例混合制成,抗原液与之混合可制成各种类型的油水乳剂(如油包水型乳剂,水包油包水型双乳化佐剂等)。实验室免疫常用弗氏佐剂,含分支杆菌为弗氏完全佐剂,不含分支杆菌为弗氏不完全佐剂。

⑶ 其他佐剂 微生物及其代谢产物佐剂(LPS、分支杆菌及其组成成分等)、核酸及其类似物佐剂(非甲基化的CpG序列)、细胞因子佐剂、免疫刺激复合物(ISCOM)、蜂胶佐剂、脂质体、人工合成佐剂(MDP及其衍生物、海藻糖合成衍生物)。


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免疫系统

动物机体产生免疫应答的物质基础,

免疫器官(免疫组织)

免疫细胞

免疫分子


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免疫器官

  • 指机体执行免疫功能的组织结构

  • 免疫器官包括

    中枢免疫器官

    (一级免疫器官)

    外周免疫器官

    (二级免疫器官)

骨髓

胸腺

法氏囊(禽类所特有 )

脾脏

淋巴结

哈德氏腺

其他淋巴组织如:黏膜相关淋巴组织、扁桃腺等

在胚胎发育的早期出现,动物出生之后,它们中有的(如胸腺和法氏囊)在青春期后就逐步退化,具有诱导淋巴细胞增殖分化为免疫活性细胞的功能。如果在新生期切除动物的这类器官,nfgc免疫缺陷,免疫功能低下甚至丧失。


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免疫细胞的分类及功能

  • 免疫活性细胞——T细胞和B细胞

  • T细胞 参与细胞免疫反应;表面标志

  • B细胞 参与体液免疫反应;表面标志

  • K细胞和NK细胞 无B、T细胞表面标志

  • K细胞 主要特点及功能(ADCC)

  • NK细胞 不依赖抗原和抗体,非特异性杀伤为主

  • 辅佐细胞(A细胞),又称抗原递呈细胞(APC)

  • 单核吞噬细胞、树突状细胞 (D细胞)、B细胞


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免疫分子的组成

  • 抗体、细胞因子和补体三部分组成。

  • 免疫细胞和免疫分子可通过循环系统(血液循环和淋巴循环)分布于体内几乎所有部分,持续地进行免疫应答。各种免疫细胞和免疫分子既相互协作,又相互制约,使免疫应答既能有效发挥,又能在适度范围内进行。


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抗体

一、免疫球蛋白与抗体的概念

二、抗体的基本结构

三、免疫球蛋白的种类与抗原决定簇

四、各类抗体的特点及生物学功能

五、多克隆抗体

六、单克隆抗体


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免疫球蛋白与抗体的概念

1. 免疫球蛋白(Ig) 依据化学结构和抗原性差异可分为IgG、IgM、IgA、IgE和IgD。

2. 抗体(Ab) 抗体介导的免疫称为体液免疫。有的抗体可与细胞结合,这类抗体称为亲细胞性抗体。如

  • IgG可与B细胞、巨噬细胞等结合,

  • IgE可与肥大细胞和嗜碱性粒细胞结合。

  • 在成熟的B细胞表面具有抗原受体(BCR),其成分之一称为膜表面免疫球蛋白(mIg)。


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    抗体的基本结构

    • 所有种类Ab的单体分子结构呈“Y”字形的分子。IgM是以五个单体分子构成的五聚体,分泌型的IgA是以两个单体构成的二聚体,其他Ab均以单体分子形式存在 。

    • 抗体的功能区

    • VH-VL:抗体分子结合抗原的所在部位。决定抗体分子的特异性。

    • CH1-CL:为遗传标志所在。

    • CH2:为抗体分子的补体结合位点,与补体的活化有关。

    • CH3/CH4:与抗体的亲细胞性有关。CH3是IgG与一些免疫细胞的Fc受体的结合部位;CH4是IgE与肥大细胞和嗜碱性粒细胞的Fc受体的结合部位。

    • 铰链区:此部位与抗体分子的构型变化有关。


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    免疫球蛋白的种类与抗原决定簇

    ㈠ 免疫球蛋白(Ig)的种类

    • Ig可分为类、亚类、型、亚型等。Ig可分为IgG、IgM、IgA、IgE和IgD五大类,重链分别为γ、μ、α、ε、δ。各类Ig的轻链分为κ和λ两个型。

      ㈡ 免疫球蛋白的抗原决定簇

    • 分为同种型决定簇(抗抗体)、同种异型决定簇和独特型决定簇(个体基因型)三种类型。

    • Ab分子重链和轻链可变区的构型可产生独特型决定簇。独特型在异种、同种异体乃至同一个体内均可刺激产生相应的抗体,这种抗体称为抗独特型抗体


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    各类抗体的特点及生物学功能

    • 抗原刺激动物机体,可产生IgM、IgG、IgA及IgE抗体。

      1. IgG为动物血清中含量最高的Ig,是动物自然感染和人工主动免疫后所产生的主要Ab;IgG是动物机体抗感染免疫的主力;是血清学诊断和疫苗免疫后监测的主要Ab;持续时间长,可发挥抗菌、中和病毒和毒素等免疫学活性。

      2. IgA 分泌型IgA对局部黏膜免疫起着相当重要的作用,特别是对于经黏膜途径感染的病原微生物,因此分泌型IgA是机体黏膜免疫的一道“屏障”。


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    各类抗体的特点及生物学功能

    3. IgM 是动物机体初次体液免疫反应最早产生的Ig,但持续时间短,不是机体抗感染免疫的主力,但在抗感染免疫的早期起着十分重要的作用。可通过检测IgM抗体进行疫病的血清学早期诊断。IgM具有抗菌、中和病毒和毒素等免疫活性。

    4. IgE IgE在血清中的含量甚微,是一种亲细胞性抗体,介导I型过敏反应。IgE在抗寄生虫感染中具有重要的作用。


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    多克隆抗体与单克隆抗体

    • 多克隆抗体(PcAb)

    • 无论细菌抗原,还是病毒抗原,均是由多种抗原成分所组成,而即使纯蛋白质抗原也含有多种抗原表位,由此获得的抗血清是一种多克隆的混合抗体,具有高度的异质性。

    • 单克隆抗体(McAb)

    • 概念

    • 制备及特点 体外淋巴细胞杂交瘤技术


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    细胞因子

    一、细胞因子的概念

    二、细胞因子的种类 细胞因子种类多,功能复杂。

    1. 白细胞介素(IL) 是在白细胞间起免疫调节作用的细胞因子。

    2. 干扰素(IFN) IFN-α和IFN-β具有抗病毒作用,IFN-γ主要发挥免疫调节功能。

    3. 肿瘤坏死因子(TNF)最主要功能是参与机体防御反应,是重要的促炎症因子和免疫调节分子。

    4. 集落刺激因子(CSF) 包括集落刺激因子、红细胞生成素(EPO)、干细胞生成因子(SCP)、血小板生成素(TPO)以及多能集落刺激因子(multi-CSF,IL-3)。


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    细胞因子的特性

    一、细胞因子的特性

    ㈠ 理化特性

    ㈡ 分泌特性:多细胞来源;短暂的自限性分泌;自分泌与旁分泌特点

    ㈢ 生物学作用特性:具有激素样活性作用 ;细胞因子通过细胞因子受体发挥效应;多效性;冗余性;协同性;颉颃性

    ㈣ 细胞因子的网络性 细胞因子的产生、生物学作用、受体表达、相互调节等均具有网络特点:细胞因子间可相互诱生;细胞因子受体表达的调节;细胞因子间生物学活性的相互影响


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    细胞因子的主要生物学作用

    1.参与免疫应笞与免疫调节;

    2.刺激造血功能;

    3.细胞因子与神经-内分泌-免疫网络


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    补体系统

    1.概念

    2.组成 按补体系统各成分的功能,将其分为四组:与经典途径的组分、参与替代途径的组分、攻膜复合体组分及调节因子组分。

    3. 特点:补体成分在动物体内的含量稳定,不受免疫的影响(但在某些病理情况下可引起改变);补体以豚鼠血清中的含量最丰富,因而在实验中常以豚鼠血清作为补体应用;补体可与任何抗原-抗体复合物结合而发生反应,其作用没有特异性。

    4.激活后的效应 补体的激活途径主要有经典途径和替代途径,最终形成攻膜复合体(MAC)。


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    免疫应答

    免疫应答包括先天性免疫应答和获得性免疫应答。

    参与先天性免疫应答的因素有机体的解剖屏障、可溶性分子与膜结合受体、炎症反应、NK细胞、吞噬细胞等。

    获得性免疫应答分致敏、反应及效应三个阶段,涉及对抗原的加工和递呈、淋巴细胞识别和增殖与分化,最终产生特异性的细胞免疫和体液免疫。


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    免疫应答的基本过程

    一、致敏阶段

    ㈠ 抗原的加工和递呈

    1.抗原递呈细胞

    ⑴ 带有MHC-Ⅱ类分子的细胞 专业的抗原递呈细胞

    ⑵ 带有MHC-Ⅰ类分子的细胞

    2.外源性抗原的加工和递呈 在吞噬溶酶体(或称内体)形成抗原肽与MHC-Ⅱ类分子的复合物,然后被体运送至抗原递呈细胞的表面供CD4+的TH细胞所识别。

    3.内源性抗原的加工和递呈 内源性抗原在胞质形成的抗原肽-MHCⅠ类分子复合物被送至细胞表面供CD8+细胞毒性T细胞所识别。


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    ㈡ T、B淋巴细胞对抗原的识别

    1. T细胞对抗原的识别T细胞识别抗原的分子基础是其抗原受体(TCR)和抗原递呈细胞的MHC分子。T细胞识别的抗原表位是经抗原递呈细胞处理的线性表位。

    2. B细胞对抗原的识别B细胞识别抗原的物质基础是其膜表面抗原受体(BCR)中的膜免疫球蛋白(mIg)。B细胞通过不同的机制识别非胸腺依赖性抗原(TI抗原)和胸腺依赖性抗原(TD抗原)。


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    二、反应阶段

    ㈠ T细胞的活化、增殖与分化

    • 效应性T细胞——细胞毒性T细胞(CTL)与迟发型变态反应T细胞(TDTH),并发挥细胞免疫效应。

      ㈡ B细胞的活化、增殖与分化

    • 由TI抗原活化的B细胞,只产生IgM抗体,而不产生IgG抗体,不形成记忆细胞。

    • 由TD抗原刺激产生的浆细胞 最初分泌IgM抗体,以后分化的浆细胞可产生IgG,以及IgA和IgE抗体。

    • 一部分T、B淋巴细胞在分化的过程中变为记忆性细胞(Tm和Bm)。


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    三、效应阶段

    • 效应性细胞——CTL细胞与TDTH细胞

    • CTL是特异性细胞免疫的很重要的一类效应细胞,为CD8+的T细胞亚群,CTL与靶细胞的相互作用受到MHCⅠ类分子的限制

    • 效应分子——抗体与细胞因子

      发挥细胞免疫效应和体液免疫效应的过程,这些效应细胞和效应分子共同作用清除抗原物质。


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    细胞免疫

    • 机体的细胞免疫效应主要表现为抗感染作用、抗肿瘤效应,此外,细胞免疫也可引起机体的免疫损伤。

    • 效应性T细胞的种类 主要包括CTL细胞和TDTH细胞。

    • CTL是特异性细胞免疫的很重要的一类效应细胞,为CD8+的T细胞亚群,CTL与靶细胞的相互作用受到MHCⅠ类分子的限制

    • TDTH属于CD4+TH细胞亚群,在体内也是以非活化前体形式存在,其表面抗原受体与靶细胞的抗原特异性结合。迟发型变态反应


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    体液免疫

    • 体液免疫应答在清除细胞外病原体方面是十分有效的免疫机制,其特征是机体大量产生针对外源性病原体和抗原物质的特异性抗体,最终通过由抗体介导的各种途径和相应机制从动物休内清除外来病原体和抗原物质。

    • 抗体产生的一般规律及特点

      1. 初次应答

      2. 再次应笞

      3. 回忆应答

    • 抗体的免疫学功能:中和、免疫溶解、免疫调理、局部黏膜免疫、ADCC、对病原微生物生长抑制等

    潜伏期;抗体产生种类、时间、持续期


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    变态反应

    由抗体介导的,共同特点是反应发生快,故又称为速发型变态反

    过敏反应型(Ⅰ型)

    细胞毒型(Ⅱ型)

    免疫复合物型(Ⅲ型)

    迟发型(Ⅳ型)

    除了伴有炎症反应和组织损伤外,与维持机体正常功能的免疫反应并无实质性区别。

    是细胞介导的,称为迟发型变态反应。


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    抗感染免疫

    先天性免疫

    获得性免疫

    抗感染免疫包括

    抗细菌免疫

    抗病毒免疫

    抗真菌免疫

    抗寄生虫免疫等

    根据不同的病原体可将其分为


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    先天性与获得性免疫

    • 先天性非特异性免疫

    • 参与先天性免疫应答的因素多种多样,主要有机体的解剖屏障、可溶性分子与膜结合受体、炎症反应、NK细胞、吞噬细胞等

    • 获得性特异性免疫

    • 在抗微生物感染中起关键作用,其效应比先天性免疫强,分为体液免疫和细胞免疫。

    • 体液免疫主要对细胞外生长的细菌起作用

    • 对细胞内寄生的病原微生物则靠细胞免疫发挥作用。


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    抗细菌、真菌感染的免疫

    一、抗细胞外细菌感染免疫 以体液免疫为主,包括以下作用:抗毒素性免疫;溶菌杀菌作用;调理吞噬作用。在肠道感染病原菌的免疫中,局部分泌型IgA抗体的黏膜免疫作用有重要功能。

    二、抗细胞内细菌感染免疫 抗细胞内细菌感染以细胞免疫为主。参与细胞免疫应答的细胞包括CD4+细胞(THl、TH2)亚群、CD8+细胞、单核细胞/巨噬细胞以及NK细胞。

    三、抗真菌感染免疫 真菌在体内主要依靠顽强的增殖力及产生破坏性酶及毒素破坏易感组织,在侵入部位建立局部性感染,或引起全身性感染。真菌感染后,机体产生非特异性和特异性免疫力的防御。


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    抗病毒感染的免疫

    一、抗病毒的非特异性免疫

    • 在病毒感染初期,机体主要通过细胞因子(如TNF-α、IL-12、IFN)和NK细胞行使抗病毒作用,其中干扰素是动物机体抗病毒抵抗力的主要非特异性防御因素(干扰素具有种属特异性)。

      二、抗病毒的特异性免疫

    • 包括以中和抗体为主的体液免疫(起主要作用的Ab)和以巨噬细胞、T细胞为中心的细胞介导免疫(参与的主要免疫活性的细胞) 。

    • 对于预防再传染来说,主要靠体液免疫作用,

    • 疾病的恢复主要依靠细胞免疫作用。


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    抗寄生虫感染的免疫

    • 抗原虫感染的免疫

    • 抗体对原虫作用的机制与其他颗粒性抗原相类似

    • 龚地弓形虫和小泰勒焦虫的免疫应答主要为细胞介导免疫。

    • 抗蠕虫感染的免疫

    • 蠕虫抗原的免疫应答能产生常规的IgM、IgG和IgA类抗体,但参与抗蠕虫感染的免疫球蛋白主要是IgE(I型变态反应 )。

    • 细胞免疫通常对高度适应的寄生蠕虫不引起强烈的排斥反应。


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    免疫防治

    疫苗免疫接种是控制动物传染病最重要的手段之一,尤其是病毒性疫病。

    免疫预防是通过应用疫苗免疫的方法使动物获得针对某种传染病的特异性抵抗力,以达到控制疫病的目的。


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    主动免疫与被动免疫

    • 主动免疫

    • 天然主动免疫

    • 人工主动免疫 疫苗刺激产生免疫应答有一定的诱导期或潜伏期,出现免疫力的时间与疫苗抗原的种类有关。例如病毒抗原需3-4d,细菌抗原需5-7d,毒素抗原需2-3周。

    • 被动免疫

    • 天然被动免疫 母源抗体的存在也有其不利的一面,母源抗体可干扰弱毒活疫苗对幼龄动物的免疫效果,是导致免疫失败的原因之一。

    • 人工被动免疫


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    疫苗与免疫预防

    一、疫苗的种类、特点及应用 (优点和缺点)

    • 传统疫苗目前应用最广泛,包括活疫苗、灭活疫苗、代谢产物和亚单位疫苗;

      1. 活疫苗(弱毒疫苗和异源疫苗)

      2. 灭活疫苗(死疫苗)

    • 生物技术疫苗包括基因工程重组亚单位疫苗、基因工程重组活载体疫苗、基因缺失疫苗以及核酸疫苗、合成肽疫苗、抗独特型疫苗等,

      二、疫苗的免疫接种途径与程序

      三、影响疫苗免疫效果的因素


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    免疫学技术

    • 凝集反应

    • 沉淀反应

    • 标记抗体技术

    • 中和试验

    • 补体参与的检测技术

    • 免疫检测新技术


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    免疫血清学反应的特点及影响因素

    ㈠ 免疫血清学反应的一般特点

    1.特异性与交叉性;

    2.抗原与抗体结合力;

    3.最适比例性 带(zone)现象。

    • 为了克服带现象,在进行血清学反应时,需将抗原和抗体作适当稀释。为了选择抗原和抗体的最适用量,也可同时递进稀释抗原和抗体,用综合变量法进行方阵测定。

      4.反应的阶段性

      ㈡ 免疫血清学反应的影响因素 影响免疫血清学反应的因素主要有电解质、温度、pH等。


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    免疫检测技术

    • 凝集反应

    • 当颗粒性抗原或与颗粒性载体结合的可溶性抗原分子与相应的抗体结合。

    • 参与凝集试验的抗体主要为IgG和IgM。

    • 沉淀反应

    • 可溶性抗原(如细菌的外毒素、内毒素、菌体裂解液,病毒的可溶性抗原、血清、组织浸出液等)

    • 参与沉淀反应的抗体主要是IgG和IgM。


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    免疫检测技术

    • 标记抗体技术

    • 可用于标记的荧光素中异硫氰酸荧光素(FITC)应用最广。

    • 常用的免疫酶标记技术

      1.免疫酶组化染色技术

      2.酶联免疫吸附试验(ELISA)

    • 方法主要有间接法、夹心法(又称双抗体法)、双夹心法、酶标抗原竞争法、酶-抗酶抗体(PAP)法、PPA-ELISA、BA系统ELISA等。

      3.斑点-酶联免疫吸附试验(Dot-ELISA)


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    祝:

    考试顺利!


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