微生物和免疫学工业微生物学.ppt
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1、关于微生物与免疫学工业微生物学第一张,PPT共四十二页,创作于2022年6月免疫学(Immunology)是研究抗原性物质、机体的免疫系统和免疫应答的规律和调节,以及免疫应答的各种产物和各种免疫现象的一门科学。第二张,PPT共四十二页,创作于2022年6月第一节 抗原第三张,PPT共四十二页,创作于2022年6月1)定义)定义 能诱导机体产生抗体和细胞免疫应答,并能与相应抗体和致敏淋巴细胞发能诱导机体产生抗体和细胞免疫应答,并能与相应抗体和致敏淋巴细胞发生特异结合反应的物质。生特异结合反应的物质。免疫原性(免疫原性(immunogenicity)或或抗原性:抗原性:抗原在体内激活免疫系统,使其
2、产生抗体和抗原在体内激活免疫系统,使其产生抗体和特异效应细胞特异效应细胞的特性的特性免疫反应性(免疫反应性(immunoreactivity)或或反应原性(反应原性(reactinogenicity):):抗原能与相对应的免疫应答产物抗原能与相对应的免疫应答产物(抗体及致敏淋巴细胞抗体及致敏淋巴细胞)发生特异结合反发生特异结合反应的能力应的能力。2)抗原的两个特性:抗原的两个特性:1.抗原(抗原(Antigen,Ag)第四张,PPT共四十二页,创作于2022年6月3)抗原的类别)抗原的类别完全抗原(完全抗原(complete antigen):具有免疫原性和反应原性的抗原。具有免疫原性和反应原
3、性的抗原。(大多数(大多数蛋白质、细菌、病毒蛋白质、细菌、病毒等)等)半抗原(半抗原(hapten)或不完全抗原(或不完全抗原(incomplete antigen):只有反应原性而没有免疫原性的抗原。只有反应原性而没有免疫原性的抗原。(类脂质类脂质、寡糖寡糖、核酸核酸及许多及许多药物药物)半抗原与较大的载体分子(半抗原与较大的载体分子(甲基化牛血清蛋白甲基化牛血清蛋白)结合成复)结合成复合物时,即可获得免疫原性(如青霉素)。合物时,即可获得免疫原性(如青霉素)。第五张,PPT共四十二页,创作于2022年6月4)抗原免疫原性的物质基础:)抗原免疫原性的物质基础:t 异己性;异己性;t 相对分子
4、质量;分子质量;t 化学结构与组成;化学结构与组成;抗原物质上能够刺激淋巴细胞产生应答并与其产物特异反应的抗原物质上能够刺激淋巴细胞产生应答并与其产物特异反应的化学基团化学基团。它是抗原特异性的物质基础。抗原所携它是抗原特异性的物质基础。抗原所携抗原决定簇的数目抗原决定簇的数目称为称为抗原价抗原价,一般抗原是多价的。一般抗原是多价的。抗原决定簇(抗原决定簇(antign determinant)或表位(或表位(epitope):):第六张,PPT共四十二页,创作于2022年6月第七张,PPT共四十二页,创作于2022年6月每种细菌的细胞都是一个包含多种抗原成分的复合体每种细菌的细胞都是一个包含
5、多种抗原成分的复合体5)主要的微生物抗原)主要的微生物抗原 菌体抗原:菌体抗原:是革兰氏阴性菌细胞壁抗原,其化学本质为脂多糖是革兰氏阴性菌细胞壁抗原,其化学本质为脂多糖(LPS)的多糖侧链,与外的多糖侧链,与外膜连接。膜连接。过去称过去称O抗原。抗原。表面抗原表面抗原:指包围在细菌细胞壁外层的抗原,主要是指包围在细菌细胞壁外层的抗原,主要是荚膜或微荚膜抗原荚膜或微荚膜抗原。(。(沙门氏沙门氏菌菌的表面抗原称为的表面抗原称为ViVi抗原抗原;志贺氏菌志贺氏菌的表面抗原称为的表面抗原称为K K抗原抗原;肺炎链球菌肺炎链球菌的表面抗原称的表面抗原称荚膜荚膜抗原抗原)菌毛抗原菌毛抗原毒素抗原(毒素抗原
6、(toxin antigen)细菌抗原:细菌抗原:鞭毛抗原(鞭毛抗原(H抗原)抗原)外毒素外毒素(抗毒素抗毒素)和类毒素和类毒素第八张,PPT共四十二页,创作于2022年6月第二节第二节 宿主的非特异免疫宿主的非特异免疫非特异免疫非特异免疫(nonspecific immunity),是机体的一般生是机体的一般生理防卫功能,又称理防卫功能,又称天然免疫天然免疫(innate immunity);是在种是在种系发育过程中形成的,由先天遗传而来,防卫任何外界系发育过程中形成的,由先天遗传而来,防卫任何外界异物对机体的侵入而异物对机体的侵入而不需要特殊的刺激或诱导不需要特殊的刺激或诱导。主要包。主要
7、包括括生理屏障生理屏障、细胞因素细胞因素和和体液因素体液因素。非特异性免疫的组成:非特异性免疫的组成: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、自然杀伤细胞其它免疫的综合作用等第九张,PPT共四十二页,创作于2022年6月一、生理屏障一、生理屏障1.皮肤与粘膜:皮肤与粘膜:1)机械的阻挡和排除作用)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)分泌液中所含化学物质有局部抗菌作用3)共生菌群)共生菌群 2.生理上的屏障结构生理上的屏障结构体内的某些部位具有体内的某些部位具有特殊的结构特殊的结构而形成阻挡微生物和大分子异物而形成阻挡微生物和大
8、分子异物进入的进入的局部屏障局部屏障,对保护该器官,维持局部生理环境恒定有重要,对保护该器官,维持局部生理环境恒定有重要作用。作用。1)血脑屏障)血脑屏障2)血胎屏障)血胎屏障第十张,PPT共四十二页,创作于2022年6月二、细胞因素二、细胞因素主要指体内的各种主要指体内的各种吞噬细胞吞噬细胞吞噬吞噬病原体病原体及其它各种及其它各种异物异物的能力。的能力。1 1吞噬细胞及吞噬过程吞噬细胞及吞噬过程吞噬细胞可分两类:一类是小吞噬细胞,主要是血液中的中性粒细胞;一类为大吞噬细胞即单核吞噬细胞系统,包括血液中的单核细胞、神经系统内小胶质细胞及淋巴结、脾、肝、肺的巨噬细胞等。吞噬过程分为:趋化、识别与
9、调理、吞入、杀菌与消化等步骤 第十一张,PPT共四十二页,创作于2022年6月2.自然杀伤细胞自然杀伤细胞(Natural killer cells,NK):NK细胞属于淋巴细胞,主要分布于外周血和脾脏,细胞属于淋巴细胞,主要分布于外周血和脾脏,具有不具有不须事先致敏,不须其它辅助细胞或分子的参与而直接杀伤靶细胞须事先致敏,不须其它辅助细胞或分子的参与而直接杀伤靶细胞的功能的功能。NK细胞通过细胞通过释放穿孔素释放穿孔素(perforin)和颗粒酶和颗粒酶造成靶细胞死造成靶细胞死亡亡,也可通过释放,也可通过释放肿瘤坏死因子肿瘤坏死因子(TNF)杀伤靶细胞杀伤靶细胞。某些肿瘤细胞和某些肿瘤细胞和
10、某些肿瘤细胞和某些肿瘤细胞和微生物感染细胞可以成为微生物感染细胞可以成为微生物感染细胞可以成为微生物感染细胞可以成为NKNK细胞的靶细胞细胞的靶细胞细胞的靶细胞细胞的靶细胞,而且,而且NK细胞活性较其细胞活性较其它杀伤细胞更早出现,因此在抗肿瘤抗感染特别是病毒感染中起重它杀伤细胞更早出现,因此在抗肿瘤抗感染特别是病毒感染中起重要作用。要作用。第十二张,PPT共四十二页,创作于2022年6月三、体液因素三、体液因素正常体液和组织中抵抗病原体的成分:正常体液和组织中抵抗病原体的成分:补体补体干扰素干扰素溶菌酶溶菌酶在免疫反应中,有能扩大和增强抗体的在免疫反应中,有能扩大和增强抗体的“补助补助”能力
11、,称为能力,称为补体。补体的本质是一类酶原,无特异性,能被任何抗原抗补体。补体的本质是一类酶原,无特异性,能被任何抗原抗体复合物激活体复合物激活宿主细胞在病毒等多种诱生剂刺激下产生的一组宿主细胞在病毒等多种诱生剂刺激下产生的一组相对分子相对分子量低的糖蛋白,量低的糖蛋白,具有具有抗病毒抗病毒和和免疫调节免疫调节功能。分功能。分、三组,分别由三组,分别由白细胞白细胞、成纤维细胞成纤维细胞和和T淋巴细胞淋巴细胞产生。产生。、属属型干扰素型干扰素,属属型干扰素。型干扰素。(病毒或干扰素诱生剂)(病毒或干扰素诱生剂)主要来源于主要来源于吞噬细胞吞噬细胞并可分泌到血清及各种分泌液中,能并可分泌到血清及各
12、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。水解革兰氏阳性菌胞壁肽聚糖而使细胞裂解。第十三张,PPT共四十二页,创作于2022年6月第十四张,PPT共四十二页,创作于2022年6月四、炎症(四、炎症(inflammatory)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,可以看作是作是非特异免疫的综合作用结果非特异免疫的综合作用结果,其作用于,其作用于清除有害异物、修复受伤组清除有害异物、修复受伤组织,保持自身稳定性织,保持自身稳定性。有害刺激包括各种理化因素,但以病原微生物感染为主。有害刺激包括各种理化
13、因素,但以病原微生物感染为主。t 动员了大量的吞噬细胞聚集在炎症部位;动员了大量的吞噬细胞聚集在炎症部位;t 血液中的抗菌因子和抗体发生局部浓缩;血液中的抗菌因子和抗体发生局部浓缩;t 死亡宿主细胞的堆积可释放抗微生物物质;死亡宿主细胞的堆积可释放抗微生物物质;t炎症中心氧浓度下降和乳酸积累,进一步抑制病原菌的生长;炎症中心氧浓度下降和乳酸积累,进一步抑制病原菌的生长;t 适度的体温升高可以加速免疫反应的进程。适度的体温升高可以加速免疫反应的进程。炎症既是一种病理过程,又是一种防御病原体的积极方式:炎症既是一种病理过程,又是一种防御病原体的积极方式:红、肿、痛、热和功能障碍(红、肿、痛、热和功
14、能障碍(炎症炎症)第十五张,PPT共四十二页,创作于2022年6月第三节第三节 宿主的特异性免疫宿主的特异性免疫一、特异性免疫的一般概念一、特异性免疫的一般概念1.特异性免疫(特异性免疫(specific immunity)的概念:的概念:机体在生命过程中接受机体在生命过程中接受抗原性异物刺激抗原性异物刺激,如,如微生物感染微生物感染或或接种疫苗接种疫苗后产生的,又称后产生的,又称获得性免疫获得性免疫(acquired immunity)。特点:特点:记忆性记忆性获得性;获得性;高度特异性;高度特异性;第十六张,PPT共四十二页,创作于2022年6月2.抗体(抗体(antibody,Ab)1)
15、定义:)定义:高等动物体在高等动物体在抗原刺激下抗原刺激下所形成的一类能与该抗原发生特异结合的所形成的一类能与该抗原发生特异结合的血清活血清活性成分性成分,又称,又称免疫球蛋白(免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig)Ig有五种类型:有五种类型:IgG(主要,占主要,占80%),IgA(血清型是单体,分泌型是双体)血清型是单体,分泌型是双体)IgM(5个单体组成)个单体组成)IgD,IgE 免疫动物免疫动物 抗体抗体(作为抗原)(作为抗原)抗抗体抗抗体经人工接种抗原或疾病后经人工接种抗原或疾病后含有大量特异性抗体的血清含有大量特异性抗体的血清称称抗血清抗血清或或免疫血清免疫血清。第十七
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