第十三章感染与免疫.doc

第十三章 感染与免疫病原微生物(Pathogenic microorganism)：寄生于生物(包括人)机体并引起疾病的微生物。又称病原体(pathogen)。感染(infection)，又称传染：机体与病原体在一定条件下相互作用而引起的病理过程。病原体、宿主和环境是决定传染结局的三个因素。感染的建立，首先需有病原体的接触。它们具有侵袭宿主机体，在其中生长繁殖和产生毒性物质等能力。感染不是疾病的同义词，大多数的感染为亚临床的、不明显的、不产生任何显著的症状与体征。有些病原体在最初感染后，潜伏影响可持续多年。病原体亦可与宿主建立起共生关系。传染病：由有生命力的病原体引起的疾病，与由其它致病因素引起的疾病在本质上是有区别的。传染病的基本特征是有病原体，有传染性，有流行性、地方性和季节性，有免疫性。免疫(immunity)：生物体能够辩认自我与非自我，对非我做出反应以保持自身稳定的功能，传统的免疫概念是机体抵抗病原微生物的能力，即抗传染免疫。随着科学的发展，免疫的的现代概念已大大超出了抗传染免疫的范围。实际上，机体除了对微生物的刺激，能发生免疫反应外，对一切抗原异物甚至改变了的自身成分也能发生反应，并且反应的结果可能是对身体有利的，也可能是有害的。免疫功能的分类：类别功能正常功能异常免疫防御抵御病原体的侵害和中和其毒素（抗传染免疫）变态反应、反复感染或免疫缺陷综合症免疫稳定清除体内自然衰老或损伤的细胞，进行免疫调节，以维护机体内环境的相对稳定性识别紊乱，导致自身免疫病的发生免疫监视某些免疫细胞发现并清除突变的自身细胞（癌细胞）功能失调时，导致癌变或持续感染的发生一、感染的途径与方式1.感染的途径外源性感染：来源于宿主体外的感染称为外源性感染，主要来自病人、健康带菌(毒)者和带菌(毒)动、植物。内源性感染：而当滥用抗生素导致菌群失调或某些因素致使机体免疫功能下降时，宿主体内的正常菌群可引起感染称内源性感染。2.感染的部位及方式二、微生物的致病性1.细菌的致病性：细菌的致病性是对特定宿主而言，能使宿主致病的为致病菌，反之为非致病菌，但二者并无绝然界限。有些细菌在一般情况下不致病，但在某些条件改变的特殊情况下亦可致病，称为条件致病菌(opportunistic pathogen)或机会致病菌。病原菌致病力的强弱称为毒力，其侵袭力和毒素是构成毒力的基础。1）侵袭力(invasiveness)：病原菌突破宿主防线，并能于宿主体内定居、繁殖、扩散的能力，称为侵袭力。2）毒素：按其来源、性质和作用的不同，细菌毒素可分为外毒素和内毒素。外毒素：细菌在生长过程中合成并分泌到胞外的毒素称外毒素，如破伤风痉孪毒素、白喉毒素等；也有存于胞内当细菌溶解后才释放的如痢疾志贺菌的肠毒素。外毒素通常为蛋白质，可选择作用于各自特定的组织器官其毒性作用强。内毒素：即G-菌细胞壁脂多糖(LPS )，于菌体裂解时释放，作用于白细胞、血小板、补体系统、凝血系统等多种细胞和体液系统引起发热、白细胞增多、血压下降及微循环障碍，有多方面复杂作用，但相对毒性较弱。各种G-的内毒素其作用相似，没有器官特异性。类毒素：用0.30.4%甲醛溶液对外毒素进行脱毒处理，可获得失去毒性但仍保留其免疫原性的生物制品。将其注射机体后，可使机体产生相对应外毒素的免疫性抗体。常用类毒素如：白喉类毒素、破伤风类毒素、肉毒类毒素。外毒素与内毒素的比较项目外毒素内毒素产生菌革兰氏阳性菌为主革兰氏阴性菌化学成分蛋白质脂多糖(LPS)释放时间一般随时分泌菌体死亡裂解后释放致病特异性不同外毒素各不相同不同病原菌的内毒素作用基本相同毒性强*弱抗原性完全抗原，抗原性强不完全抗原，抗原性弱制成类毒素能不能热稳定性差耐热性强*1mg肉毒毒素纯品可杀死2亿（2000万）只小鼠或一百万只豚鼠，中毒的死亡率几近100%，但及时注射抗毒素及对症治疗可使之降低。1mg破伤风毒素可杀死100万只小鼠，1mg白喉毒素可杀死1000只豚鼠。第二节 非特异性免疫非特异性免疫(non-specific immunity)是机体的一般生理防卫功能，又称天然免疫(innate immunity)；它是在种系发育过程中形成的，由先天遗传而来，是防卫任何外界异物对机体的侵入而不需要特殊的刺激或诱导。主要包括生理屏障、细胞因素和体液因素。生理屏障 皮肤、粘膜及其附属物、共生菌群体液因素 溶菌酶、补体、干扰素细胞因素 吞噬细胞、自然杀伤细胞其 他 免疫的综合作用等一、生理屏障 皮肤、粘膜及其附属物、共生菌群二、吞噬细胞和吞噬作用1、多形核白细胞具有分枝状细胞核、细胞质内含有大量溶酶体克里的白细胞，存在于血流和骨髓中。溶酶体内含有杀菌物质和酶类。2、巨噬细胞存在于血液、淋巴和多种组织中的大型单核细胞，寿命长，可作变形虫运动，并有吞噬和胞饮作用。三、炎症反应机体对病原体的侵入或其损伤的一种保护性反应，在相应部位出现红、肿、热、铜和功能障碍，是炎症的五大特征。四、正常体液或组织中的抗菌物质正常体液和组织中含有多种抗菌物质，如补体、溶菌酶、乙型溶素、干扰素、吞噬细胞杀菌素、组蛋白、白细胞素等，它们一般不能直接杀灭病原体，1、补体：是指存在于正常人体或高等动物血清中的一组非特异性血清蛋白。在免疫反应中具有扩大和增强抗体的辅助功能。补体的本质是一种酶原，能被人和抗原-抗体复合物激活，激活后的补体就能参与破坏或清除已被抗体结合的抗原或细胞，发挥其溶胞作用、病毒灭活、促进吞噬细胞的吞噬作用和释放组胺等免疫功能。抗原抗体复合物激活补体的过程是一系列复杂的酶促激联反应，可分为三条途径：经典途径、凝集素途径、和替换途径。2、干扰素：高等动物细胞在病毒或dsRNA等多种诱生剂刺激下，所产生的一种具有高活性、广谱抗病毒等功能的糖蛋白。干扰素的功能除能抑制病毒在细胞内的增殖外，还具有免疫调节作用、和对癌细胞的杀伤作用，因此用于病毒病和癌症的治疗。除了各种病毒、灭活病毒和病毒RNA等能诱导细胞产生干扰素外，还有许多物质具有同样功能，它们都可称作干扰素诱生剂。包括人工合成的dsRNA,可在细胞内繁殖的微生物、微生物产物、多具化合物等。第三节 特异性免疫1、特异性免疫：也称获得性免疫。是相对于上述非特异性免疫而言，其主要特点：（1）生物个体在其后天活动中接触了相应的抗原后而获得的，故又称获得的特异性免疫（2）其产物与相应的刺激物(即抗原)之间是有针对性的(即持异)。（3）包括体液免疫系统和细胞免疫系统即细胞介导的免疫系统。（4）特异性免疫力在同种生物的不同个体间或同一个体在不同条件有很大的差别。特异性免疫可通过自动或被动两种方式而获得2、免疫应答：指一类发生在活细胞体内的特异性免疫的系列反应过程。即从抗原的刺激开始，经过抗原特异性淋巴细胞对抗原的识别，是它们发生活化、增殖、分化等一系列变化，最终表现出体液免疫活细胞免疫反应。免疫应答可分三个过程：感应阶段、增殖和分化阶段、效应阶段。根据参与免疫活性细胞的种类和功能不同，免疫应答又分为细胞免疫和体液免疫。3、细胞免疫：集体在抗原刺激下，淋巴细胞发生增殖、分化，进而直接攻击把细胞或间接地释放一些淋巴因子的免疫作用。4、体液免疫：机体受抗原刺激后，来源于骨髓的一类淋巴细胞进行增殖并分化为浆细胞，由它合成抗体并释放到体液中发挥其免疫作用。二、抗原与抗体（一）抗原是能诱导机体产生体液抗体和细胞免疫应答，并能与相应的抗体在体外发生特异性结合反应的一类物质。抗原的特性：在体内激活免疫系统，使其产生抗体和特异效应细胞的特性成为免疫原性。抗原能与相对应的免疫应答产物发生特异性结合和反应的能力称为免疫反应性。具有免疫原性和免疫反应性的抗原称为完全抗原。如大分子蛋白质、细菌和病毒。（二）抗体 机体在抗原物质刺激下所形成的一类能与抗原特异性结合的血清活性成分成为抗体，又称免疫球蛋白（Immunoglobulin, Ig.）抗体的结构与分类Ig分子是由两两对称的四条多肽链借二硫键和非共价键连接而成.目前在人类血清中纯化的Ig分成五类: IgG、IgA、IgM、IgD和IgE.第五节 免疫学的实际应用一、抗体的制备与应用1、血清抗体制备抗体的传统方法是用纯制的抗原多次接种于适当的成年健康动物，刺激其产生免疫应答，血清中含有大量特异性抗体，又称抗血清或免疫血清。可以直接取用也可将血清抗体提纯为精制免疫球蛋白。此方法技术和原理简单，故至今仍被广泛采用。但天然抗原含有多种互不相同的抗原决定簇，因此血清抗体是具不同特异性的多克隆抗体混合物。2、单克隆抗体是由单个B细胞增殖所产生的抗体，其遗传背景完全一致因此抗体分子的氨基酸序列、类型、抗原特异性等生物学性状均相同。其制备原理是将肿瘤细胞的体外无限增殖能力与B细胞的分泌抗体能力相结合。大体步骤：(1)制备抗体产生细胞 通常可用精制抗原接种动物(常用纯系小鼠)后，取脾脏分离B细胞。(2)选取适用的肿瘤细胞及饲养细胞 通常选用与抗体产生细胞同种且有某种生化缺陷的骨髓瘤细胞，以增加融合细胞的稳定性且便于筛选，此外，以本身不分泌任何免疫球蛋白重链或轻链为佳。如小鼠骨髓瘤细胞系。(3)细肥融合是杂交瘤技术的中心环节，通常用聚乙二醇作为融合剂。(4)筛选及细胞克隆化 为将融合得到的具有不同抗原特异性的杂交瘤细胞逐个分离，日前可用的方法有：有限稀释法、显微操作法、半固态凝胶介质中培养并挑选克隆、以及荧光激活细胞分选仪。(5)扩增与保存 一旦获得所需要的杂交瘤细胞系，即可根据制备目的予以大量生产。大量生产的方法有两类，即组织培养法和活体法。组织培养法生产的单克隆抗体纯度较好，但成本高而产量低，般应用无血清培养基，以利于单克隆抗体的浓缩和纯化。活体法可用杂交瘤细胞接神同系小鼠腹腔长成腹水瘤，然后从腹水中收获抗体，抗体浓度及产量甚高但污染机会较多。二、免疫学技术1、血清学技术抗原抗体可于体外特异性结合，出现凝集、沉淀等可观察现反应迅速简便易行。既可用巳知抗原检出抗体，又可用已知抗体检出抗原，既可定量又可定性亦可定位。抗原抗体由分子间作用力按定比例结合，其反应是可逆的，受电解质、温度及pH值影。2、免疫标记技术某些小分子物质结合到抗原或抗体上，不影响抗原抗体反应但使之更容易观察从而提高检测的灵敏度，称为免疫标记技术。与抗原或抗体结合的小分子物质称为标记剂。近年免疫标记技术发展很快，各类物质被试用作标记物，其中以荧光素、放射性同位素和酶标记最为成熟，合称三大标记技术。三、免疫预防人为地给机体输入抗原以调动机体的免疫系统，或直接输入免疫细胞及分子，使机体获得某种特殊抵抗力，用以预防或治疗某些疾病，称为人工免疫。人工免疫用于预防传染病时，即为免疫预防。1、人工自动免疫给机体输入抗原物质，使免疫系统因抗原刺激而发生类似感染时所发生的应答过程，从而产生特异免疫力，又称预防接种。用于预防接种的抗原制剂称为疫苗(vaccine)：疫苗又分为活疫苗和死疫苗活疫苗用人工变异或从自然界筛选的高度减毒或基本无毒的病原微生物制成，只须接种一次即可产生较牢固的免疫，常用的有卡介苗、脊髓灰质炎疫苗和麻疹疫苗等。死疫苗是将病原微生物用理化方法灭活制成。病原微生物已失去致病力但仍保持一定的免疫原性，可以引起机体的保护性免疫：常用的有伤寒、流脑、百日咳、狂犬疫苗等。细菌外毒素经甲醛固定失去毒力但保持免疫原性，称为类毒素。如破伤风类毒素、白喉类毒素等。类毒素还可与死疫苗联合使用。2、人工被动疫苗输入免疫血清（含特异性抗体）或致敏淋巴细胞及其织机或细胞因子，使机体获得一定免疫力，以达到防治某些疾病的目的。输入特异性抗体可立即发挥其免疫作用，但维持时间较短，主要用于治疗某些外毒素引起的疾病，或作为与某些传染病人接触后的应急预防措施。如精致破伤风毒素、抗狂犬病血清等。