第十一章 传染和免疫.pdf

第九章、传染与免疫 第九章、传染与免疫 目的要求:目的要求:通过本章的课堂教学，使学生了解病原微生物传染的特点、人体的免疫系统与病原微生物之间的相互关系，掌握有关免疫学的基本知识和基本概念。教学内容：教学内容：1、传染(infection)传染与传染病、决定传染结局的三大因素、传染的三种可能结局 2、非特异性免疫(nonspecific immunity)表皮和屏障结构、吞噬细胞及其作用、炎症、体液中的抗菌物质 3、特异性免疫(specific immunity)免疫器官、免疫细胞及其在免疫中作用、免疫分子及其在免疫中作用 重点内容：重点内容：决定传染的因素 非特异性免疫 特异性免疫细胞及免疫分子 疾病：疾病：是指生物体在一定条件下，由致病因素引起的病理状态。包括非传染性（生理性、遗传性、癌症、机械损伤）和传染性疾病：传染性疾病由寄生虫、节肢动物和微生物引起。微生物如病毒、细菌、真菌、原生动物。传染传染(infection)：或叫感染，指病原体与机体（宿主）在一定条件下相互作用而引起的病理过程。免疫免疫(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。免疫的三大功能是：免疫防御：抵御病原体的侵害和中和其毒素（抗传染免疫）；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；免疫监视：发现并清除突变的自身细胞（癌细胞）；第一节 传 染 第一节 传 染 一、传染与传染病 病原微生物一、传染与传染病 病原微生物(pathogenic microorganism)是指能够引起人体或动物体发生传染病的微生物，它包括的范围很广，有细菌、放线菌、立克次氏体、病毒和支原体、衣原体、螺旋体及真菌等。由病原微生物引起的疾病叫传染病。其特点是病原性、传染性、流行性、地方性、季节性和免疫性。也有些病原微生物如某些细菌，在一般情况下不致病但在某些条件改变的特殊情况下可以致病，称为条件致病菌(opportunistic bacteria)。一些重要的传染病病原菌一些重要的传染病病原菌：如鼠疫耶尔森氏菌（Yersina petis）、霍乱弧菌(Vibrio cholerae)、麻风分枝杆菌(Mycobbacterium leprae)、脑膜炎奈瑟氏球菌(Neisseria meningitisis)、淋病奈瑟氏球菌(N.gonorrhoeae)1结核分支杆菌(Mycobactererium tuberculosis)、伤寒沙门氏菌(Salmonella typhi)、痢疾志贺氏菌(Shigella deysenteria)、梅毒密螺旋体(Treponema pallidum)、人类免疫缺陷性疾病(HIV)、大肠杆菌 O-157：H7 幽门螺杆菌病、肝炎病毒、狂犬病毒、登革热病毒、埃博拉热、SARS、疯牛病、莱姆病等曾引起人类的严重疾病，有些至今仍威胁人类健康。二、决定传染病发生的三大因素 二、决定传染病发生的三大因素 病一种传染病原菌能否发生取决于三个方面：即病原体本身、宿主的免疫力和环境因素的作用。（一）、病原体（一）、病原体 在病原体本身来说又和病原体的毒力、病原体的数量及病原体入侵的途径等有密切关系。1、病原微生物的毒力 1、病原微生物的毒力 病原体的毒力包括侵袭力和病原菌产生的毒素。（1）侵袭力：（1）侵袭力：病原体突破宿主的防御功能，并在其中进行生长繁殖和实现蔓延扩散的能力。包括：1）吸附和侵入的能力1）吸附和侵入的能力：通过具有粘附能力的结构如革兰氏阴性菌的菌毛粘附于宿主的呼吸道、消化道及泌尿生殖道粘膜上皮细胞的相应受体，于局部繁殖，积聚毒力或继续侵入机体内部。霍乱弧菌（Vibrio cholerae）在原处生长繁殖并引起疾病；痢疾志贺氏菌（Shigella ddysenteriae）侵入细胞内生长繁殖并产生毒素，使细胞死亡，造成溃疡。溶血链球菌（Streptococcus haemolyticus）通过粘膜上皮细胞或细胞间质侵入表层下部组织或血液中进一步扩散。2）繁殖与扩散的能力2）繁殖与扩散的能力：其中病原微生物产生的酶具有重要作用。透明质酸酶透明质酸酶(hyaluronidase)：透明质酸是结缔组织的基质成分，具高度粘稠性，对组织细胞的粘连起重要作用。葡萄球菌、链球菌等能产生透明质酸酶，分解透明质酸，使细胞间隙扩大，结缔组织松弛，造成细菌在组织中的扩散。胶原酶胶原酶(collagenase)：产气荚膜杆菌和溶组织核菌产生胶原酶，能水解肌肉和皮下组织胶原蛋白，使组织崩解，从而使细菌在组织中扩散。链激酶链激酶(streptokinase)：也称纤维蛋白溶酶(fibrinolysin)。许多溶血性链球菌产生此酶，它是一种酶的激活剂，激活血浆中纤维蛋白酶原为纤维蛋白溶酶；溶解凝固的血浆，使纤维蛋白凝块溶解，便于细菌和毒素扩散。3）抵抗宿主防御功能的能力3）抵抗宿主防御功能的能力：荚膜和微荚膜具有抗吞噬和体液杀菌物质的能力。致病性葡萄球菌产生的血浆凝固酶有抗吞噬作用；分泌一些活性物质如溶血素，抑制白细胞的趋化作用；具抵抗在吞噬细胞内被杀死的能力，能在吞噬细胞内寄生；（2）毒素的致病作用）毒素的致病作用 1）外毒素）外毒素(exotoxin)：有些病原菌在其生命活动过程中产生能释放至周围环境中的毒素称为外毒素。产生外毒素的细菌主要是革兰氏阳性菌，也有少数为革兰氏阴性菌，如痢疾志贺氏菌、霍乱弧菌等。通常为蛋白质，抗原性强，可选择作用于各自特定的组织器官，不同病原菌产生的外毒素不同，所引起的症状也不同。其毒性作用强，但毒性不稳定，对热和某些化学物质敏感。表 9-1 常见的几种外毒素。细菌名称 外毒素种类 作 用 白喉杆菌 白喉毒素 抑制多种细胞的蛋白质合成 破伤风梭菌 破伤风毒素 阻断上下神经元之间正常抑制性冲动传递 2肉毒梭菌 肉毒毒素 抑制运动神经释放乙酰胆碱 霍乱弧菌 霍乱毒素 激活腺苷环化酶，促进胞内 cAMP 升高 1mg 肉毒毒素纯品可杀死 2 亿只小鼠或一百万只豚鼠，中毒的死亡率几近 100%。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。类毒素(toxoid)：类毒素(toxoid)：用 0.4甲醛处理，可使外毒素的毒性完全丧失，但仍保留其抗原性，这种经过处理的无毒但保留抗原性的外毒素称为类毒素。抗毒素(antitoxin)：抗毒素(antitoxin)：将类毒素注射入机体后，可刺激机体产生具有中和外毒素作用的抗体称为抗毒素。类毒素和抗毒素在防治工作中都具有实际意义，前者主要用于人工主动免疫，后者则用于紧急预防(人工被动免疫)。2)内毒素2)内毒素(endotoxin)：大多数革兰氏阴性细菌能产生内毒素，它存在于细菌细胞壁的外层，是细菌细胞壁的组成成分。与外毒素相比，它不能分泌到周围环境中，只有当菌体死亡破裂或用人工方法裂解细菌后才能释放出来。内毒素的主要化学成分为脂多糖（LPS）。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。表 9-2 内毒素与外毒素的主要区别 比较项目 外毒素 内毒素 产生菌 革兰氏阳性菌为主 革兰氏阴性菌为主 存在部位 分泌到胞外的代谢产物中 细胞壁的成分 化学成分 蛋白质 脂多糖 毒性作用 较强，对组织器官具选择性 较弱，无组织器官选择性，引起发热、腹泻、出血休克等症状 抗原性 强，经甲醛处理可产生类毒素 弱，不能制成类毒素 热稳定性 对热不稳定，60-100半小时即可被破坏 耐热性强 2、病原菌的数量2、病原菌的数量：感染能否发生，除了与病原微生物的毒力有关外，还与侵入机体的数量有关。在机体免疫力一定的情况下，细菌毒力(主要指病原菌的毒素和侵袭酶类)越强引起感染所需数量就越少，反之则需要量大。如毒力较强的鼠疫耶尔森氏菌在无特异性免疫力情况下，有数个细菌侵入就可引起感染，而毒力较弱的沙门氏菌属中引起食物中毒的病原菌常需要数亿个才能引起急性胃肠炎。3、病原菌侵入机体的途径：、病原菌侵入机体的途径：例如，伤寒沙门氏菌必须经口进入人体，先定位在小肠淋巴结中生长繁殖，然后进入血液循环而致病；破伤风梭菌侵入深部创伤才有可能引起破伤风，经口吞入则不发病；肺炎球菌、脑膜炎球菌、流感病毒、麻疹病毒是经呼吸道传染；乙型脑炎病毒是由蚊子为媒介叮咬皮肤后经血流传染。但也有些病原菌的侵入途径是多种的。如结核杆菌和炭疽杆菌，既能由呼吸道传染，又能从皮肤创伤和消化管传染，有些还可通过泌尿生殖道及其它途径传播（如母婴之间的垂直传播）。各种病原菌特定的侵入途径，一般认为与病原菌的习性及在宿主机体不同组织器官的微环境中生长繁殖有关。(二)机体的抵抗力(免疫力)(二)机体的抵抗力(免疫力)3宿主的免疫力包括了非特异性和特异性两方面.(三)环境条件对病原微生物致病性的影响 (三)环境条件对病原微生物致病性的影响 良好的环境条件有利于提高机体免疫力，也有助限制、消灭自然疫源和控制病原体的传播。环境因素包括宿主环境和外界环境，前者与宿主的遗传素质、年龄、营养、精神、身体状况等因素有关，后者与气候、季节、温度、地理位置及社会制度、医疗环境等有关。例如在 2003 年我国北京的 SARS 流行期间,某医院由一个 63 岁的老人曾传染给了和她接触过的 74 人中的 33 人,而且经多次传播,最后感染的人数达到 74 人,其中 15 人死亡,主要原因之一就是由于医院的管理不善和环境因素的作用。三、传染的三种可能结局三、传染的三种可能结局 显性传染显性传染：宿主的免疫力较低，或入侵病原菌的毒力较强、数量较多，病原菌在体内繁殖并产生大量有毒产物，使宿主的细胞和组织严重损害，出现了一系列临床症状。带菌状态带菌状态(carrier state)如果病原菌与宿主双方都有一定的优势，但病原体仅被限制在某一局部且无法大量繁殖，两者长期处于相持的状态。隐性传染：隐性传染：宿主免疫力强，病原体毒力相对较弱，传染后只引起宿主的轻微伤害，且很快就将病原体彻底消灭，因而基本上不表现临床症状。根据传染病发病时间的长短可分为急性传染和慢性传染。前者发病时间数日或数周，后者发病时间长，可达数月或数年，甚至数十年。病原菌传染举例病原菌传染举例:Zhuang Shen et al（Beijing Center for Disease Protection and Control）.Superspreading SARS Events,Beijing,2003，Emerging Infectious Disease,2004,2,256-260 第二节、宿主的非特异性免疫 第二节、宿主的非特异性免疫 非特异性免疫：非特异性免疫：又称天然免疫，是机体的一般生理防卫功能，是在生物进化过程中形成的，由先天遗传而来，无特殊针对性的对付病原体的天然抵抗能力。它的特点是：同一种的所有个体都具有；有些是异物入侵后很快就出现的反应(炎症)，因而能迅速发生防御作用；没有专一性，对所有入侵的病原微生物均发生作用。主要包括：一、表皮和屏障结构：一、表皮和屏障结构：1、皮肤和粘膜、皮肤和粘膜（又称为机体的第一道防线），主要的作用有：1）机械的阻挡和排除作用;2）分泌液中所含化学物质有局部抗菌作用;3）正常菌群的拮抗作用.42、生理上的屏障结构、生理上的屏障结构：血脑屏障，脑毛细血管内皮细胞层的连接紧密及微弱的胞饮作用可阻挡微生物从血流进入脑组织或脑脊液；胎盘屏障，母体发生感染时的病原微生物和有害产物不能通过胎盘进入胎儿。二、细胞因素二、细胞因素 主要是指体内的各种吞噬性细胞吞噬病原体及其它各种异物的能力。人类吞噬细胞包括小吞噬细胞和大吞噬细胞。前者主要指中性粒细胞，后者指单核细胞和巨噬细胞。吞噬细胞表面存在补体受体、抗体受体等多种受体，当有相应配体存在并与之结合时，将刺激吞噬细胞活化，大大增强其吞噬杀伤能力。巨噬细胞作用巨噬细胞作用：吞噬和杀菌作用;抗原递呈作用;免疫调节作用;抗癌作用.三、正常体液、组织中的抗菌物质三、正常体液、组织中的抗菌物质 正常体液和组织中含有多种杀伤或抑制病原体的物质，常与其他杀菌因素配合而发挥作用。主要有补体系统(complement system)、溶菌酶、干扰素(interferon)、乙型溶素、吞噬细胞杀菌素、组蛋白、白细胞素、乳铁蛋白、血小板、正铁血红素等.1、补体、补体 是人和动物血清中的一组非特异性血清蛋白(30 种以上)成分，分可溶性蛋白与膜结合蛋白，主要由肝细胞和巨噬细胞产生,因在抗原抗体反应中，有补充抗体的能力，称为补体。一般情况下，补体在体液中以无活性的酶原状态存在，当抗原与特异性抗体结合为抗原抗体复合物时，抗体构象发生变化，暴露出补体结合位点，从而激活补体。激活后的补体攻击侵入细胞导致细胞(细菌)溶解。5补体的生物学作用：补体的生物学作用：1）溶解和杀伤细胞功能；2）中和病毒作用：补体成分与抗体致敏的病毒颗粒结合后，可以阻断病毒颗粒对靶细胞的粘附和穿透。补体成分可使抗体对疱疹病毒颗粒的灭活作用显著增加。3）趋化作用：能促使吞噬细胞向病原微生物移行和集中，从而可集中对病原微生物进行吞噬。4）免疫粘附作用：许多细胞上存在补体受体。如 B 淋巴细胞、中性粒细胞、单核细胞、巨噬细胞、灵长类和人类的红细胞等。和连接在抗原细胞上的补体相连接，使抗原抗体复合物能粘附于这些细胞上，易为吞噬细胞所吞噬、消灭。5）过敏毒素（促进炎症）作用（使肥大细胞释放组胺）。2、干扰素干扰素(interferon，IFN)宿主淋巴细胞在病毒等多种诱生剂刺激下产生的一类低分子量糖蛋白，分、4 类。病毒、细菌、立克次氏体、真菌以及原虫等都能诱导细胞产生干扰素。细菌的内毒素、外毒素、放线菌素 D 等也能诱导产生干扰素。人工合成的物质如聚次黄嘌吟核苷酸(聚肌苷酸)：聚胞嘧啶核苷酸(聚胞苷酸)等也能诱导干扰素的产生。不管是天然的还是合成的，凡能诱导细胞产生干扰素的物质统称为干扰素诱生剂。干扰素的作用机制：干扰素的作用机制：干扰素由被病毒感染的细胞产生后进人附近细胞，使其产生种抗病毒蛋白质，这种蛋白质可干扰病毒 mRNA 的转译，从而抑制了新病毒的合成。影响病毒的组装释放，具有广谱抗病毒功能；同时，还有多方面的免疫调节作用。（病 （毒或干扰素诱生剂）干扰素具有很高的生物活性。其作用无特异性，由一种诱导剂诱导细胞产生的干扰素可抑制多种病毒的复制，是广谱的抗病毒物质，其作用具有种属特异性，如鸡产生的干扰素只能保护鸡而不能保护兔。但对于亲缘关系较近的动物也有交叉保护现象。如猴与人之间，地鼠与小鼠之间等。干扰素的生物学作用：干扰素的生物学作用：l）抑制病毒的复制，增强 NK 细胞杀伤病毒感染的细胞等；2）抑制癌细胞的分裂，增强机体抗肿瘤的免疫力，如促进巨噬细胞对肿瘤细胞杀伤作用等；3）活化单核巨噬细胞，促进 T、B 淋巴细胞(简称 T、B 细胞)分化，激活中性粒细胞和 NK 细胞等。3、溶菌酶：、溶菌酶：14.7KD 不耐热的碱性蛋白，主要来源于吞噬细胞并可分泌到血清及各种分泌液中，能水解革兰氏阳性菌胞壁肽聚糖而使细胞裂解。6四、炎症四、炎症 炎症是机体受到有害刺激时所表现的一系列局部和全身性防御应答，可以看作是非特异免疫的综合作用结果，其作用为清除有害异物、修复受伤组织，保持自身稳定性。炎症的特征：红、肿、热、痛、功能障碍。炎症既是一种病理过程，又是一种防御病原体的积极方式：动员了大量的吞噬细胞聚集在炎症部位；血液中的抗菌因子和抗体发生局部浓缩；死亡宿主细胞的堆积可释放抗微生物物质；炎症中心氧浓度下降和乳酸积累，抑制病原菌的生长；适度的体温升高可以加速免疫反应的进程。第三节 特异性免疫 第三节 特异性免疫 特异性免疫：特异性免疫：机体识别非自身和自身的抗原物质，并对它产生免疫应答，从而保证机体内环境的稳定状态，是机体接触抗原后产生的，又称获得性免疫。特点是：获得性、高度特异性（即特异性地对某一种或几种入侵的病原微生物或其他抗原物质起反应）、记忆性。特异性免疫是由主宰或执行机体免疫功能的器官、组织和细胞所组成的一个系统来完成的，称为免疫系统。此系统中各组成部分的存在和功能正常是维持机体免疫功能稳定性的基本保证，任何一方异常，均可导致免疫功能的紊乱或不全，发生与免疫有关的疾病。主要包括免疫器官、免疫细胞和免疫分子。一、免疫器官 一、免疫器官 根据免疫器官在免疫中所起作用的不同可区分为中枢免疫器官和外周免疫器官。来自骨髓的干细胞随血流移行到中枢免疫器官，如胸腺、鸟类法氏囊等，在形态上分化发育为淋巴细胞。随后这些细胞再移行到外周免疫器管如脾、淋巴结等处进一步发育成熟，成为有功能的免疫细胞，并参与细胞免疫和体液免疫。(一)中枢免疫器官(一)中枢免疫器官 主要包括胸腺、骨髓和鸟类法氏囊等。在胚胎发育的早期发生，造血干细胞在此增殖、发育、分化。(二)周围免疫器官(二)周围免疫器官 包括脾脏、淋巴结和粘膜相关淋巴组织。来自中枢淋巴器官的淋细胞(B 细胞和 T 细胞)在这些淋巴器官内遇到抗原刺激时，增殖并进一步分化为浆细胞和致敏细胞执行体液免疫和细胞免疫功能。因而外周免疫器官是接受抗原刺激产生免疫反应的主要场所。二、免疫细胞 二、免疫细胞 免疫细胞是泛指所有参与免疫反应的细胞及其前身。包括粒细胞、淋巴细胞、单核细胞、巨噬细胞等。广义的还包括红细胞、血小板极其各类祖细胞。它们都来自骨髓多能造血干细胞。干细胞在胚胎期首先出现在卵黄囊内，然后在胚胎中，出生后定居于骨髓中。骨髓中的干细胞能分化为髓样干细胞和淋巴干细胞。髓样干细胞发育成红细胞系、粒细胞系、单核巨噬细胞系等细胞。淋巴干细胞发育成各类淋巴细胞，如 T 细胞、B 细胞、K 细胞、NK 细胞等。免疫活性细胞免疫活性细胞：指能特异性地识别抗原进行分化增殖后产生抗体或淋巴因子，以发挥特异性免疫应答的一类细胞，如 T、B 细胞。1T 细胞 1T 细胞 7起源于骨髓，在胸腺中成熟，然后转移到外周淋巴器官，又称胸腺依赖型淋巴细胞。其功能是执行细胞免疫。T细胞膜表面标志种类很多，各有不同的功能。主要有绵羊红细胞受体、有丝分裂原受体和抗原受体。T细胞还有Fc受体和补体受体等结构。按功能来分，T细胞有以下几个功能亚群：辅助性辅助性T细胞细胞(TH)：不对抗原产生直接效应，但辅助其他淋巴细胞实现对于抗原的免疫学效应，如辅助B细胞活化成浆细胞和产生抗体。抑制性T细胞(Ts)抑制性T细胞(Ts)：可抑制TH、Tc和B细胞的功能，使无限增殖的淋巴细胞得以控制。细胞毒 T 细胞(Tc，或 CTL)细胞毒 T 细胞(Tc，或 CTL)：能杀伤带抗原的靶细胞，如移植细胞、肿瘤细胞及受微生物感染的细胞等，又称杀伤性 T 细胞，杀伤速度较慢。细胞受到抗原刺激后所具备的攻击破坏靶细胞的能力，称为细胞介导的细胞毒性，具有这种毒性的一定细胞称为 Tc。迟发型超敏T细胞(T迟发型超敏T细胞(TDTHDTH)：TDTH与抗原反应后，被活化增殖而释放多种淋巴因子参加免疫反应。2B细胞 2B细胞 骨髓中的多能干细胞分化成淋巴细胞，再分化成前 B 细胞，进一步发育成为成熟 B 细胞。又称骨髓依赖性 T 淋巴细胞。当受抗原刺激后，B 细胞先转化为浆母细胞，再分化为浆细胞，产生并分泌抗体，进行体液免疫。B 细胞膜表面的特点是有免疫球蛋白(Ig)，是膜表面结合的免疫球蛋白（SmIg），也称。表面免疫球蛋白(SIg)，是抗原受体。通过它，B细胞可识别特异抗原，与抗原结合。B细胞表面还有Fc受体和C3受体，可分别与IgG的Fc端和补体C3结合。3、巨噬细胞：3、巨噬细胞：见非特异免疫。4其他免疫细胞 4其他免疫细胞(1)K 细胞(Killer cell，杀伤细胞)：在形态上与 T 和 B 细胞相似，属大颗粒淋巴细胞，占淋巴细胞总数的 5-15，主要存在于腹腔渗出液、脾、淋巴结和血液中。K 细胞也称抗体依赖细胞毒性淋巴细胞(ADCC)。它本身的杀伤作用无特异性，凡结合了抗体的靶细胞，均可被 K 细胞杀伤。抗体和靶细胞是有特异性的，故 K 细胞是通过抗体介导而发生杀伤作用。(2)自然杀伤细胞(natural killer cell，NK 细胞)：主要位于脾和外周血中，是正常人的一种单核细胞。其主要机能有：抗肿瘤、抗病毒感染、分泌干扰素、抗骨髓移植和移植物抗宿主反应，以及参与免疫调节等作用。三、免疫分子及其作用 三、免疫分子及其作用 免疫分子包括膜表面免疫分子和体液免疫分子。膜表面免疫分子：膜表面免疫分子：膜表面抗原受体：存在于 B 细胞和 T 细胞，与特异性抗原结合；主要组织相容性复合物抗原：一类特殊的细胞表面蛋白，是机体识别“自身”或“异己”的分子基础；白细胞分化抗原(CD)：200 多种，参与活化、介导细胞迁移等；粘附分子（AM）：参与活化信号转导、细胞迁移或炎症反应等；体液免疫分子：体液免疫分子：抗体：特异免疫的主要体液成分；补体：非特异免疫的主要成分；细胞因子：具有对细胞功能的多方面调节作用，其中有些还具有细胞毒性(如肿瘤坏死因子)和抗病毒功能(如干扰素)，直接参与免疫应答的效应过程。（一）、抗原（antigens，Ag）（一）、抗原（antigens，Ag）81、概念概念：抗原又称免疫原(immunogen)，是能诱导机体产生免疫应答，并能与相应抗体或 T 淋巴细胞在体内外发生特异结合反应的物质。抗原应具有免疫原性和免疫反应性（或反应原性）。免疫原性指能刺激机体产生免疫应答能力的特性；反应原性是指能与相应的免疫应答产物(抗体及致敏淋巴细胞)发生特异反应的特性。2、免疫原性的物质基础 异物性免疫原性的物质基础 异物性(外源物质)：抗原的异物性主要包括：异种间的物质、同种异体间的不同成分、自体内隔绝成分和自体变异成分等。分子大小：分子大小：相对分子质量小于 5000-10000 的物质一般是弱的免疫原，相对分子质量大于 10000 的物质是良好的免疫原。一般相对分子质量越小，免疫原性越小。相对分子质量越大，免疫原性也就越强。化学组成与结构：化学组成与结构：抗原性与物质的化学组成有关。如蛋白质、复杂多糖、核酸等一般有较好的抗原性。有些相对分子质量大的分子不一定具有抗原性，如相对分子质量超过 10000 的右旋糖酐无抗原性，而相对分子质量只有 5734 的胰岛素具抗原性。3、抗原决定簇（3、抗原决定簇（determinent group）、表位表位(epitope)抗原表面可决定抗原特异性的特定化学基团。它是抗原特异性的物质基础。一般由 5-7 个氨基酸、单糖、或核苷酸组成，抗原所携抗原决定簇的数目称为抗原价，一般抗原是多价的。4、细菌的主要抗原 4、细菌的主要抗原 细菌、病毒、螺旋体和立克次氏体等病原微生物的化学成分相当复杂，有各种不同的蛋白质及脂蛋白、脂多糖，因而它们的抗原组成相当复杂。以细菌为例介绍如下。菌体抗原菌体抗原(somatic antigen)：是细菌菌体抗原的总称，包括存在于细胞壁、细胞膜和细胞质中的抗原。一个细菌细胞含有许多种菌体抗原，有的抗原是某种细菌所特有，称为特异性抗原，有的抗原是几种细菌所共有，称为共同抗原或类属抗原。抗原结构是微生物分类鉴定的重要根据之一。革兰氏阴性菌的菌体抗原称 O 抗原，主要成分为多糖、脂类和蛋白质组成的复合物。鞭毛抗原鞭毛抗原(flagella antigen)：此抗原存在于细菌的鞭毛上。也将鞭毛抗原命名为 H 抗原。H 抗原的化学成分为蛋白质，即鞭毛蛋白，具有很强的抗原性。鞭毛抗原也是分类的重要依据之一。表面抗原表面抗原(surface antigen)：存在于菌体抗原(O 抗原)表面的一层结构，如肺炎链球菌的英膜抗原。由多糖组成，与菌体蛋白结合具有明显的免疫原性和特异性，可利用其抗血清对细菌进行分型。菌毛抗原菌毛抗原(pili antigen)：某些革兰氏阴性杆菌如大肠杆菌的表面有菌毛结构，也具有抗原性。另外，细胞质由蛋白质组成，其中含有的酶、核蛋白等也应具有一定的免疫原性，但因处于细胞内部，在激发机体免疫应答上不如表面抗原重要。外毒素和类毒素：外毒素和类毒素：如前所述。(二二)抗体（抗体（antibody）：）：机体在抗原物质刺激下，由 B 细胞分化成的浆细胞所形成的一类能与相应抗原在体内外特异结合的免疫球蛋白（immunoglobulin，Ig）。不同动物抗体的种类不同不同动物抗体的种类不同：人和鼠有五种 Ig：IgG、IgA、IgM、IgD、IgE；其它动物有四种 Ig：IgG、IgA、IgM、IgE；鸟类有三种 Ig：IgG、IgA、IgM；家兔有三种 Ig：IgG、IgA、IgM；两栖类 Ig：IgG、IgM；鱼类 Ig 一般只有一种 IgM。IgG 的基本结构：IgG 的基本结构：由 4 条多肽链组成的。两条相同的长链称为重链(H 链)，通过二硫键连接起来，呈Y 字型。两条相同的短链称轻链(L 链)，通过二硫键连接在 Y 字的两侧，使整个 IgG 分子呈对称结构。9在多肽链的羟基端(C 端)，占轻链的 12 与重链的 34 区段，氨基酸的数量、种类、排列顺序及含糖量都比较稳定，称为不变区或稳定区(C 区)，而在氨基端(N 端)轻链的 l2 与重链的 14 区段，氨基酸的排列顺序可因抗体种类不同而有所变化，这部分称为可变区(V 区)。可变区决定抗体的多样性与特异性，与结合抗原的特异性有关。在重链的 C 区还有一枢纽区(又称铰链区)，抗体分子可在此处发生转动而使形状发生改变。免疫球蛋白分子可以用蛋白水解酶裂解成较小的片段，木瓜蛋白酶可将免疫球蛋白裂解为 3 个片段，其中两个相同的片段，称 Fab 片段即抗原结合片段，各含有一个抗原结合部位可与抗原结合，从而可解释 IgG 抗体分子具有的抗原结合价为二价。Fab 片段含有完整的轻链和重链的上端；另一个片段含有两个重链的下端，在抗原结合时不起作用，易结晶，命名为 Fc 片段，即可结晶片段。此片段不与抗原结合，而与补体结合并与凝集反应、组织致敏和穿过胎盘等活性有关。抗体的生理作用抗体的生理作用：与抗原特异的结合、激活补体、与多种细胞的 Fc 受体结合、免疫调节作用和免疫原性。五、免疫应答 五、免疫应答 免疫应答是抗原进入机体后，免疫活性细胞对抗原分子的识别、活化、增殖、分化以及最终通过产生抗体和致敏淋巴细胞及淋巴因子发生免疫效应的一系列复杂的生物学反应过程。通过产生抗体而进行的免疫称为体液免疫，通过产生致敏淋巴细胞及淋巴因子而进行的免疫称为细胞免疫。免疫应答对维持机体正常生理功能，保护机体免受异物的侵害和抗肿瘤起重要作用。但在异常情况下，可造成机体损伤，如超敏反应和自身免疫病等。免疫应答的 3 个阶段：免疫应答的 3 个阶段：感应阶段、反应阶段和效应阶段。1）感应阶段：感应阶段：机体接受抗原刺激的阶段。抗原进入机体，大多数抗原都要经过巨噬细胞的摄取与处理，结果大部分被迅速分解，失去抗原性。只有一小部分未被降解，其抗原表位与巨噬细胞的 RNA结合构成抗原-RNA 复合物，并浓集于巨噬细胞表面，免疫原性大增。并与免疫活性细胞表面受体结合，激活 T 细胞和 B 细胞。2）反应阶段：反应阶段：淋巴细胞识别抗原后，活化增殖、分化。T 细胞被激活后转化为淋巴母细胞，细胞增大，胞浆丰富并迅速增殖、分化，最后有些细胞成为具有各种免疫效应的致敏淋巴细胞。B 细胞受抗原刺激后，也发生增殖、分化，其中有些转化为浆母细胞，再增殖、分化成为合成和分泌各种抗体的浆细胞。一部分淋巴细胞受抗原刺激后，在增殖、分化过程中，中途停顿下来，成为记忆细胞，在体内长期存在。数月至数年后，它能同再次进入机体的相应抗原起免疫反应。3）效应阶段：效应阶段：抗原成为被打击的对象。在这个过程中，T 细胞分泌特异性抗体发挥作用；B 细胞介导的体液免疫：直接杀伤病原或释放淋巴因子。尚有补体及许多辅助细胞如单核细胞、巨噬细胞、粒细胞及 NK 细胞等的协同作用。第五节、生物制品 第五节、生物制品 生物制品：生物制品：凡是人工免疫用的抗原和抗体制品以及诊断用的抗原和抗体制品统称为生物制品。1、人工自动免疫生物制品：1、人工自动免疫生物制品：（1）常规疫苗：（1）常规疫苗：疫苗是由病原微生物本身加工制成的。一般由细菌、螺旋体等制成的预防用生物制品称为菌苗，而由病毒、立克次氏体制成的称为疫苗。活菌(疫)苗活菌(疫)苗 用无毒的或充分减毒的病原微生物制成。此疫苗无毒或减毒，具有良好的抗原性，如卡 10介苗、牛痘苗、麻疹疫苗和脊髓灰质炎疫苗等。活疫苗(菌苗)进入机体后可生长繁殖，刺激机体产生相应抗体。死菌(疫)苗：死菌(疫)苗：用物理或化学方法将病原微生物杀死后制成。优点是安全可靠，保存时间长；缺点是，需要多次接种，所诱发的免疫力强度和保持时间均不如活菌(疫)苗。自身菌苗：自身菌苗：是从患者自身病灶中分离的病原菌制成的死菌苗。可治疗有些反复发作并久经抗生素治疗无效的慢性细菌性感染，例如，葡萄球菌引起的慢性化脓性感染，大肠杆菌引起的慢性肾炎等。（2）新型疫苗（2）新型疫苗 亚单位疫苗：亚单位疫苗：将病原微生物某种抗原成分提取出来制成疫苗，可特异性地防治某种疾病，此种疫苗称为亚单位疫苗。基因工程疫苗：基因工程疫苗：应用 DNA 重组技术将病原微生物的致病基因提取后与载体连接，然后转入合适的受体菌中，使致病菌基因得到表达，将表达产物加工制成的疫苗即基因工程疫苗。基因疫苗：基因疫苗：核酸疫苗（DNA vaccine）、DNA 疫苗，是含有目的抗原基因，具有表达能力的重组 DNA（重组质粒或重组病毒）。抗抗体疫苗抗抗体疫苗：抗体分子的可变区中高变区的抗原决定族，即独特型决定族；抗体作为免疫原产生的抗体称抗抗体。2、人工被动免疫生物制品、人工被动免疫生物制品（1）特异性免疫治疗剂：（1）特异性免疫治疗剂：抗毒素、抗病毒血清、抗菌血清、免疫球蛋白制剂、免疫核糖核酸。（2）免疫调节剂：）免疫调节剂：转移因子、白细胞介素、胸腺素、干扰素、卡介苗、小棒杆菌等。思考题 思考题 1.病原微生物是怎样引起疾病的?根据你所学知识谈谈如何预防传染病的流行和传播？2.机体天然免疫和特异性免疫的组成和功能各有哪些？3.什么是干扰素？干扰素是如何发挥作用的？参考书：参考书：1.微生物学教程（第二版），周德庆著，高等教育出版社，2002 2.微生物学，沈萍著，高等教育出版社，2000 11