第一章概论20110223.ppt
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1、免疫学原理与技术,华东师范大学 生命科学学院 免疫学实验室,免疫学原理与技术,第一篇 免疫学原理 第二篇 免疫学技术,第一篇 免疫学原理,第一章 概论 第二章 免疫系统及其功能 第三章 免疫应答 第四章 抗原与抗体 第五章 抗原抗体反应,第二篇 免疫学技术,第六章 抗体制备技术 第七章 经典免疫学技术 第八章 免疫标记技术 第九章 免疫组织化学技术 第十章 机体免疫功能的检测技术,第一章 概论,第一节 免疫学及技术发展史 第二节 免疫学在生命科学中的地位 获诺贝尔奖的免疫学家及其成就 参考期刊,第一节 免疫学及技术发展史,一、免疫学的经验时期 二、经典免疫学时期 三、近代免疫学时期 四、现代免
2、疫学时期,返回,一、免疫学的经验时期 (十六十七世纪中叶),人痘苗,永远伴随人类的传染病,天花 鼠疫 霍乱 脊髓灰质炎 肺结核 狂犬病,麻风 白喉 梅毒 斑疹伤寒 疟疾 肝炎,艾滋病 疯牛病 埃博拉出血热 禽流感 SARS 甲型H1N1流感,yellow fever, flu, cholera, smallpox,鼠疫肆虐下的欧洲,天 花,天花是一种急性传染病,其传染性强、死亡率高达30,历史上天花曾经肆虐,3000年前在古代中国,印度和埃及的古医书及 僧侣经文中,就有了天花的相关记录; 公元34世纪罗马帝国出现大规模天花流行; 6世纪非洲暴发天花,8世纪欧洲也难逃一劫; 16世纪天花由古巴传
3、入墨西哥的阿斯特克帝 国,死亡300多万人;随后,秘鲁帝国因天花 毁灭;美洲1/10的土著人口死于天花; 17-18世纪天花传入大洋洲在西半球肆虐; 18世纪末在欧洲流行,死亡1.5亿以上。,埃及法老 Ramses V 木乃伊,公元前l160年统治古埃及的法老拉美西斯五世的木乃伊面部有天花疤痕,天花曾主宰战争的胜败,战争中使用感染有天花的物品,十八世纪欧洲天花流行,死亡1.5亿万人,1000年 公元 500年 1000年 1500年 1600年 1700年 1800年 1900年 2000年,明朝隆庆年间正式记载人痘接种(1567年),埃及法老感染天花 (天花感染的最早证据),清康熙论人痘种痘
4、(1681年),汉朝时天花(虏疮)自交趾(越南)传入中国,人痘接种传入欧洲(1721年),琴纳首次实施牛痘人体接种(1796年),最后一例天花患者在索马里治愈(1976年),世界卫生组织宣布全球消灭天花(1979年),罗马帝国天花大规模流行,非洲和欧洲天花流行,北宋、明朝天花流行,人痘接种,牛痘接种传入中国(1804年),萌芽期 北宋(公元十一世纪),人们用人痘苗 (以毒攻毒),即以痘疱内的溶液涂抹在 健康人身上,可减轻患病的程度或不生病。,熟苗: 接种 接种 第一代痂 第二代痂 第三代痂 最终逐渐使病毒毒性降低。,生苗: 将天花病人身上结的痘痂收集起来,制备干粉。, 人痘接种 (variol
5、ation)的正式记载,最早见于明朝隆庆年间 (15671572)。当时的诊所已设有专门的痘科和种痘师。 两种主要的 人痘接种法: - 痘衣法 - 鼻苗法,我国古代接种人痘的方法有两种: 痘衣法:把天花病人的衣服或涂有天花脓疱浆 的衣服给小儿穿。 鼻苗法: 痘浆法:用棉花蘸天花脓疱液塞入儿童鼻孔。 旱苗法:先将天花痂皮阴干研细,而后用银管 吹入鼻孔。 水苗法:将天花痂皮研细用水调湿,以棉花蘸 染塞入鼻孔。,张琰:种痘心法 (1741年),下苗时选入钵,用杵研细。加水再研,入和苗丹少许,以微有红色为度,不可太多。再研极和。干湿所得,大约苗新宜润,苗久宜干;天寒用温水,天热用凉水。随取木棉絮一丸如
6、豆大,泡透仍挹干,先展钵底苗浆,再收杵上苗浆。然后令孩子向明,左手拈起苗丸,塞入鼻孔,男左女右 。,天花流行和康熙称帝,1661年(顺治十八年)清朝顺治皇帝(福临)在悯忠寺观看太监吴良辅出家仪式后发烧,出现天花症状,病情险恶,五天后病逝(24岁)。 顺治8个儿子,4个夭折。余者中,次子福全最大,9岁;三子玄奕,8岁。因玄奕两岁时得过天花,加上灵敏聪颖,被孝庄皇后选为继承人,成为康熙皇帝。 见过康熙的一位传教士给法王路易十四的报告中称:康熙 “威武雄壮,身材匀称,五官端庄”,“脸上有天花留下的疤痕”。,国初,人多畏种痘、至朕得种痘 方,诸子女皆以种痘得无恙。今四十 九旗俱命种痘,凡所种者皆得善
7、愈。尝记, 初种豆时,年老人尚以为 怪。朕坚意为之,遂全此千万人之生 者,岂偶然耶?,康熙:庭训格言(1689年),1688年 传入俄国,18世纪由俄国 传至土耳其,朝鲜、俄国、 土耳其等,1917年 Mary Montagu夫人 传到英国,欧洲各国和印度 试行接种人痘,18世纪中叶 至非洲,1744年李仁山 传授给日本,世界各地,我听说100年来中国人一直有此习惯 (指人痘接种),这是被认为世界上最聪 明、最讲礼貌的一个民族作出的伟大先例 和榜样。倘若我们在法国曾实施种痘, 也许会挽救千千万万人的生命。,法国思想家伏尔泰(1694-1778) 在他著名的哲学通讯中说:,免疫(immunity
8、) 该词原系由拉丁字“immunis”演化而来,原意为“免除税收”(exempt from tax),也可寓意为免除疫患。,人痘接种 实际上是人为地选择毒性小的天花病毒在人体内造成一次轻型天花感染,因此难免有一定危险。接种后轻则留下大块疤痕,重则会导致死亡,有的还可能成为新的传染源。,返回,二、经典免疫学时期 (十八世纪末二十世纪中叶),1牛痘苗的发明 2减毒活疫苗的发明 及人工主动免疫方法的建立 3抗毒素的发现 并开创人工被动免疫疗法,4补体的发现及四大血清学试验的建立 5提出抗体生成的侧链学说 6免疫化学的研究 7细胞免疫的发现 8免疫病理概念的建立,返回,Edward Jenner (1
9、749-1823),vaccination with cowpox since 1796,1牛痘苗的发明,1796.5.14他把挤奶姑娘尼姆斯手上感染的牛痘浆接种到8岁男孩菲普斯的左臂,1798年发表论文“接种天花疫苗的原因和效果的调查”,牛痘痘苗的获取和牛痘接种,由于Edward Jenners 首次用牛痘来预防天花而引起的恐慌,Edward Jenner纪念馆(原旧居),1802年英国议会奖励1万英镑 1808年英国政府任命Jenner担任新成立的疫苗接种学会的指导工作,France army : 23 400 (no smallpox vaccination) Prussian army
10、 : 278 (with smallpox vaccination),An example for evaluation of cowpox vaccination,Victims of smallpox During the Prussian-France War in 1870,非洲索马里的牧民阿里毛马林 ,人类历史上最后一名自然发生的天花病人于1977年被治愈 WHO,WHO于1979年10月26日正式宣布全世界消灭天花,天花,由天花病毒引起的急性传染病。天花病毒繁殖速度快、传染性强、死亡率高。,天花病毒是如何传播的?,可通过与患者近距离接触时,吸入患者具有感染性唾液飞沫而感染,症状:
11、发病23天内:会在脸、手臂与腿上出现浓 密的圆形疹子,深埋在皮肤中,而后遍布 全身。病变时疹子转变成脓疱; 2周后:开始变干; 34周:结痂处剥离脱落。有高烧、疲劳、 头痛与背痛的症状。在感染天花病毒后的 15至20天内致死率高达30。,天花患儿从17天的病症图,为什么接种牛痘能预防天花?,牛痘病毒与天花病毒的抗原(表面结构)绝大部分相同,而且对人体不会致病,能使人体的免疫系统产生免疫力来抵抗天花毒的感染,接种疫苗是唯一可行的治疗方法,返回,用沾有疫苗的针头在上臂划15次,2减毒活疫苗的发明及 人工主动免疫方法的建立,Louis Pasteur (1822-1895) 化学家 微生物学家 免疫
12、学家 “疫苗之父”,Pasteur的重要成果,(1)分离培养鸡霍乱杆菌,用长期培养减毒 的细菌使鸡产生免疫力; (2)用高温培养法获得炭疽杆菌减毒苗,预 防羊的炭疽病; (3)用动物体连续传代法获得狂犬病毒减毒 株,制备了狂犬病疫苗,成功预防了人 类狂犬病。,Louice Pasteur watching Joseph Meister receive the rabies vaccine*,* wood engraving, LIllustration, 2 9:836, 1885,现将细菌、病毒、立克次体、螺旋体等制成的制品统称为疫苗,用微生物制成的供预防接种用的生物制品,脊髓灰质炎,机体自
13、己产生的免疫力主动免疫,天然主动免疫,流感病毒,狂犬病毒,乙型肝炎病毒,艾滋病病毒,免疫,产生抗体,疫苗,人工主动免疫,返回,3抗毒素的发现并开创 人工被动免疫疗法,1883 Lffler分离了白喉杆菌 1888 Roux & Yersin鉴定了白喉外毒素 1890-1892 von Behring发现抗毒素和 建立血清疗法中和作用 ( Behring获1901年的诺贝尔生理和医学奖 ),1901年诺贝尔奖首次颁奖仪式,(德国细菌学家、免疫学家) 证明了白喉及破伤风的特异性免疫力来源于循环性抗毒素;可以用抗血清治疗疾病。开创了免疫血清治疗时代。,获奖证书称:“由于Behring在血清学治疗特别
14、是把抗血清用于白喉治疗,他在医学科学领域开拓出一条新路,因此把战胜疾病和死亡的制胜武器交给了内科医师们。”,Emil von Behring (1854-1917),输入现成的免疫力被动免疫,(1)天然被动免疫 (母乳喂养 ),(2)人工被动免疫,返回,4补体的发现及 四大血清学试验的建立,中和反应 凝集反应(1896年Durham等发现细菌特异性凝集反应;同年Widal建立了诊断伤寒的直接凝集试验即肥达试验;1900年Landsteiner建立了检测ABO血型的玻片凝集试验 ) 沉淀反应(Kraus,1897) 补体结合反应(Bordet 和Gengou,1895),返回,5提出抗体生成的侧
15、链学说,Ehrlich,1898 侧链学说(Side Chain Theory) (与Metchnikoff的细胞吞噬及细胞免疫学说一起获1908年的诺贝尔生理和医学奖) Haurowitz ,1930 模板学说 (Template Theory),早年发明了细胞染色剂 1897,建立白喉毒素及抗毒素的标准化方法 1897,提出获奖成就:抗体生成侧链学说 20世纪初,开始探索疾病如锥虫病、梅毒等的化学治疗,开创科学的药理学,德国免疫学家和药理学家,研制白喉疫苗,Paul Ehrlich (1854-1915),侧链学说,细胞上存在着多种多样的“侧链”,每一类型的侧链适合于一种抗原;受到特定抗原
16、的刺激后,相应类型的侧链便大量增殖,并由细胞上脱落到体液内,成为对抗原特异的体液免疫物质。,* postulated by Paul Ehrlich,1900,模板学说 (Template Theory),membrane Ab molecule,Instruction Theory for antibody generation*,Ag molecule as a template,Ab molecule synthesis,Ag,Ab,* postulated by Linus Pauling, 1940s,Ag,免疫概念的发展,识别病原体后继而产生抗感染免疫(体液免疫) 对机体有利,返回
17、,6免疫化学的研究,Landsteiner,1900 Heidelberger,1930 ,返回,7细胞免疫的发现,Elie Metchnikoff (1908年与Ehrlich一起获诺贝尔生理和医学奖) Robert Koch ( 获1905年的诺贝尔生理和医学奖 ),Elie Metchnikoff (1846-1916),(俄国细胞免疫学家和动物比较胚胎学家)1884年,细胞学说:机体的免疫机制,主要就是以增强了吞噬功能的白细胞所发挥的吞噬作用。,海星幼虫,水蚤,兔人等,游走细胞,血液细胞,白细胞,吞噬异物,杀灭霉菌孢子,吞噬细菌,Robert Koch(1843-1910),(德国微生
18、物学家和免疫学家) 1876,发现炭疽病的病因炭疽杆菌 建立细菌分离和培养技术,创立微生物学 提出著名的病因学理论 1890,发现迟发型超敏反应Koch现象,Koch 发现结核杆菌为研制卡介苗奠定基础,(获1905年的诺贝尔生理和医学奖),Koch法则病原菌判断的四条准则: (1)被怀疑的微生物,应在这种病的每个患者身上存 在,而为健康人所没有; (2)这种微生物应能在实验室内分离成为纯系; (3)当把分离出的纯系菌接种到敏感的动物体内时, 一定要能引起同样的疾病; (4)从这个接种而感染的实验动物中,一定要能重新 分离出纯的菌系。,迟发型超敏反应的发现,Koch,1890 结核菌的迟发型超敏
19、反应,Koch 发现结核杆菌为研制卡介苗奠定基础,Chase(1942)用结核杆菌致敏豚鼠,证明特异性细胞免疫的存在。,免疫概念的发展,识别病原体产生抗感染免疫(体液免疫) 对机体有利 抗感染免疫还存在细胞免疫 对机体有利,同时也有副作用,体液免疫与细胞免疫之争,原始细胞免疫学说 俄罗斯动物学家Metchnikoff(1883-1890)提出,吞噬细胞是执行抗感染作用的细胞,原始体液免疫学说 Ehrlich(1890)发现血清中有抗菌物质 Pfeffer(1894)发现溶菌素 Border(1894)发现抗体和补体的溶菌性,Wright和Douglas于1902年在研究吞噬作用时发现一种存在于
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