最新微生物学 第十章 传染与免疫PPT课件.ppt

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1、微生物学微生物学 第十章第十章 传染与免疫传染与免疫在实验室在实验室 2、毒素、毒素(toxin)按其来源、性质和作用不同按其来源、性质和作用不同:外毒素外毒素内毒素内毒素主要是一些革兰氏阳性菌，在生长过程中合成并分泌到胞外的毒，如主要是一些革兰氏阳性菌，在生长过程中合成并分泌到胞外的毒，如破伤风痉挛毒素破伤风痉挛毒素、白喉毒素白喉毒素等；也有存于胞内当细菌溶解后等；也有存于胞内当细菌溶解后才释放的如痢疾志贺菌的才释放的如痢疾志贺菌的肠毒素肠毒素。1）外毒素（）外毒素（exotoxin）：）：特点：特点：通常为通常为蛋白质蛋白质，抗原性强抗原性强，可选择作用于各自特定的组织，可选择作用于各自特

2、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。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，但不稳定，对热和某些化学物质敏感。其毒性作用强，但不稳定，对热和某些化学物质敏感。类毒素（类毒素（toxoid）和抗毒素（）和抗毒素（antitoxin）：）：利用外毒素对热和某些化学物质敏感的特点，用利用外毒素对热和某些化学物质敏感的特点，用0.3-0.4%甲甲醛处理，使其毒性完全丧失，但仍保持抗原性，这种经处理醛处理，使其毒性完全丧失，但仍保持抗原性，这种经处理的外毒素为的外毒素为类毒素类毒素，常用来预防注射。，常用来预防注射。用类毒素注射动物（如马），以制备外

3、毒素的抗体，称为用类毒素注射动物（如马），以制备外毒素的抗体，称为抗毒素抗毒素，作治疗用。作治疗用。外毒素外毒素0.30.4%甲醛甲醛类毒素类毒素 脱毒脱毒 免疫动物免疫动物抗毒素抗毒素革兰氏阴性菌的细胞壁物质，主要成分是脂多糖革兰氏阴性菌的细胞壁物质，主要成分是脂多糖(LPS)，于，于菌体裂解时释放。菌体裂解时释放。2）内毒素（）内毒素（endotoxin）作用于白细胞、血小板、补体系统、凝血系统等多种细胞和作用于白细胞、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

4、弱。碍，有多方面复杂作用，但相对毒性较弱。各种革兰氏阴性菌的内毒素作用相似，且没有器官特异性。各种革兰氏阴性菌的内毒素作用相似，且没有器官特异性。（鲎变形细胞溶解物）（鲎变形细胞溶解物）凝固酶凝固酶内毒素、内毒素、Ca2+方法：方法：试管法、微量载片法、产色底物法试管法、微量载片法、产色底物法优点优点：快速、简便（家兔试验快速、简便（家兔试验 23天天 1hr即可）即可）原理原理测定方法测定方法测定方法测定方法鲎试剂法鲎试剂法鲎试剂法鲎试剂法 （马蹄蟹）（马蹄蟹）（马蹄蟹）（马蹄蟹）节肢门、肢口纲、剑尾目、鲎科、无脊椎节肢门、肢口纲、剑尾目、鲎科、无脊椎节肢门、肢口纲、剑尾目、鲎科、无脊椎节肢

5、门、肢口纲、剑尾目、鲎科、无脊椎 活化的活化的B因子因子 LAL中的中的B因子因子凝固酶原凝固酶原凝固原凝固原(可凝性蛋白可凝性蛋白)凝固蛋白（凝固素凝固蛋白（凝固素)凝胶凝胶外毒素与内毒素的比较：外毒素与内毒素的比较：*1mg1mg肉毒毒素肉毒毒素纯品可杀死纯品可杀死2 2亿（亿（20002000万）只小鼠或一百万只豚鼠，万）只小鼠或一百万只豚鼠，中毒的死亡率几近中毒的死亡率几近100%100%，但及时注射抗毒素及对症治疗可使之降，但及时注射抗毒素及对症治疗可使之降低。低。1mg1mg破伤风毒素破伤风毒素可杀死可杀死100100万只小鼠，万只小鼠，1mg1mg白喉毒素白喉毒素可杀死可杀死10

6、001000只豚鼠。只豚鼠。二、宿主的免疫力二、宿主的免疫力二、宿主的免疫力二、宿主的免疫力经典：经典：机体免除传染性疾病的能力。机体免除传染性疾病的能力。目前：目前：机体识别具抗原机体识别具抗原性异物的一种保护性功能性异物的一种保护性功能 （正常：对机体有利；异常：损害机体）（正常：对机体有利；异常：损害机体）三、环境因素三、环境因素四、传染后的表症四、传染后的表症病原体病原体不同的个体不同的个体相同个体的不同生理状态相同个体的不同生理状态不同的结果不同的结果病原体侵入其宿主后，二者之间力量对比决定着传染的结局病原体侵入其宿主后，二者之间力量对比决定着传染的结局t 隐性传染隐性传染t 带菌状

7、态带菌状态t 显性传染显性传染“伤寒玛丽伤寒玛丽”（Mary Mallon）：）：一个健康带菌者，被证实在美国有一个健康带菌者，被证实在美国有7个地区多达个地区多达1500个伤寒患者都是个伤寒患者都是她传染的。她传染的。第二节第二节 宿主的非特异免疫宿主的非特异免疫一、生理屏障一、生理屏障 1、皮肤与粘膜：、皮肤与粘膜：2.生理上的屏障结构生理上的屏障结构二、细胞因素二、细胞因素 1、吞噬细胞、吞噬细胞(phagocytes)：2、自然杀伤细胞、自然杀伤细胞三、体液因素三、体液因素 1、补体系统；、补体系统；2、干扰素；、干扰素；3、溶菌酶、溶菌酶四、炎症四、炎症非特异性免疫的概念及各部分的基

8、本功能非特异性免疫的概念及各部分的基本功能第二节第二节第二节第二节 非特异性免疫非特异性免疫非特异性免疫非特异性免疫皮肤和粘膜皮肤和粘膜阻挡微生物进入阻挡微生物进入血脑屏障血脑屏障阻挡微生物从血流进入脑组织或脑脊液阻挡微生物从血流进入脑组织或脑脊液盘屏障盘屏障母体内的病原物和有害产物不能进入胎儿母体内的病原物和有害产物不能进入胎儿机体在长期的种系发育和进化过程中逐渐建立起来的一系列机体在长期的种系发育和进化过程中逐渐建立起来的一系列天然防御能力天然防御能力一、非特免疫器官一、非特免疫器官1、屏障作用（结构）、屏障作用（结构）2、吞噬细胞：、吞噬细胞：粒细胞、单核粒细胞、单核-巨噬细胞等巨噬细胞

9、等 3、体液因素、体液因素补体系统、乙型溶素、溶菌酶、干扰素等。补体系统、乙型溶素、溶菌酶、干扰素等。二、补体二、补体存在于人或动物的正常血液中，由多种组分构成的类似酶存在于人或动物的正常血液中，由多种组分构成的类似酶原的物质（原的物质（C1、C2、C3、C9、B因子、因子、P因子、因子、CR等）等）1、特性、特性 1）只与）只与AgAb结合结合 2）无特异性）无特异性 3）不稳定，对热敏感（）不稳定，对热敏感（56 C 30；61 C 2）4）理化因素）理化因素（UV、酸、碱等均可破坏）、酸、碱等均可破坏）2、补体激活途径、补体激活途径1）经典激活途径）经典激活途径 2）旁路激活途径）旁路激

10、活途径 3)凝集素途径凝集素途径 3、补体激活过程、补体激活过程 分激活和效应两阶段分激活和效应两阶段1 1）经典途径）经典途径识别阶段识别阶段 抗原抗体结合后，抗体发生构型改变，使抗原抗体结合后，抗体发生构型改变，使Fc区域的补体结区域的补体结合位点暴露，补体合位点暴露，补体C1与之结合并被激活与之结合并被激活活化阶段活化阶段活化的活化的C1s依次酶解依次酶解C4、C2，形成具有酶活性的，形成具有酶活性的C3转化酶转化酶(C3 convertase)，后者进一步酶解，后者进一步酶解C3并形成并形成C5转化酶转化酶 激活阶段激活阶段效应阶段效应阶段补体激活发生在补体激活发生在脂质双层脂质双层上

11、，则可形成上，则可形成C5b9膜攻击复合膜攻击复合物物（membrane attack compound，MAC）；）；若补体激活发生在没有靶细胞的若补体激活发生在没有靶细胞的血清血清中，则有关的补体成分中，则有关的补体成分可同可同S蛋白形成亲水的、无溶细胞活性的蛋白形成亲水的、无溶细胞活性的SC5b7、SC5b8及及SC5b9。1）溶菌和杀伤细胞：）溶菌和杀伤细胞：溶解细胞（溶解细胞（C5C9）（红细胞、血小板、细菌等）（红细胞、血小板、细菌等）4 4 4 4、补体的生物学作用、补体的生物学作用、补体的生物学作用、补体的生物学作用2）中和病毒作用）中和病毒作用 阻断病毒对靶细胞的粘附和穿透阻

12、断病毒对靶细胞的粘附和穿透3）趋化作用）趋化作用 C3a、C5a、C5具有趋化作用，能促使吞噬细胞向具有趋化作用，能促使吞噬细胞向 病原微生物移动和集中病原微生物移动和集中4）免疫黏附作用）免疫黏附作用5 5）过敏毒素作用）过敏毒素作用 C3a、C5a：碱性粒细胞：碱性粒细胞or肥大细胞释放组织胺，肥大细胞释放组织胺，增加血管通透性增加血管通透性三、干扰素（三、干扰素（interferon，IFN）干扰素诱变剂作用下由活细胞产生的干扰素诱变剂作用下由活细胞产生的 一种具有多种功能一种具有多种功能的免疫活性蛋白质，主要是糖蛋白，有抗病毒、抗肿瘤和的免疫活性蛋白质，主要是糖蛋白，有抗病毒、抗肿瘤和

13、免疫调节的作用。免疫调节的作用。1957 Issacs 和和 Lindenmann 发现并命名发现并命名1、干扰素特点、干扰素特点1）无特异性）无特异性I型（型（IFN IFN）成纤维细胞产生的糖蛋白成纤维细胞产生的糖蛋白II型（免疫干扰素，型（免疫干扰素，IFN）T细胞产生单体糖蛋白细胞产生单体糖蛋白2）理化性质较稳定）理化性质较稳定60C 1h不被破坏不被破坏 pH 211内不变性内不变性人干扰素的主要特性人干扰素的主要特性 I 型型II 型型III型型类型类型 1 2 3糖基化糖基化 有有 有有 有有 一一 无无 无无 酸稳定性酸稳定性 抗抗 抗抗 敏感敏感 pH2 稳定稳定 稳定稳定

14、不稳定不稳定 aa组成组成 166172 166 143 178 174 174 Mw(kD)19 23 40 2033 22 22 分子内分子内二硫键二硫键 2 1 无无 2 3 32 2 2 2、干扰素生物学作用、干扰素生物学作用、干扰素生物学作用、干扰素生物学作用1）抑制病毒的复制，增强）抑制病毒的复制，增强NK细胞杀伤能力细胞杀伤能力 2）抑制癌细胞分裂，增强机体抗肿瘤）抑制癌细胞分裂，增强机体抗肿瘤 3）活化单核巨噬细胞，促进）活化单核巨噬细胞，促进B淋巴细胞分化淋巴细胞分化 3、作用机制、作用机制 第三节第三节 宿主的特异性免疫宿主的特异性免疫特异性免疫的概念；特异性免疫的概念；特

15、异性免疫与非特异性免疫之间的关系；特异性免疫与非特异性免疫之间的关系；免疫应答的基本过程；免疫应答的基本过程；一、特异性免疫的一般概念一、特异性免疫的一般概念 1、特异性免疫的类型：、特异性免疫的类型：2、免疫系统、免疫系统 1）免疫器官：）免疫器官：2）免疫细胞：）免疫细胞：3）免疫分子）免疫分子：二、抗原和抗体二、抗原和抗体 1、抗原、抗原(Antigen,Ag)；2、抗体、抗体三、免疫应答的基本过程三、免疫应答的基本过程 1、感应阶段；、感应阶段；2、反应阶段；、反应阶段；3、效应阶段、效应阶段(一一一一)特异性免疫类型特异性免疫类型特异性免疫类型特异性免疫类型1、体液免疫（、体液免疫（

16、Humoral immunity）抗体抗体参与的特异性免疫。抗体存在于血清中得名主要作用：参与的特异性免疫。抗体存在于血清中得名主要作用：对抗对抗细胞外细胞外微生物及其分泌的毒素微生物及其分泌的毒素2、细胞免疫（、细胞免疫（Cellular immunity）T细胞受到抗原或有丝分裂原刺激后，分化、增殖、转化为致细胞受到抗原或有丝分裂原刺激后，分化、增殖、转化为致敏淋巴细胞，产生特异性免疫应答过程。敏淋巴细胞，产生特异性免疫应答过程。一、特异性免疫一、特异性免疫 个体在与个体在与Ag物质接触过程中所建立起来的免疫力物质接触过程中所建立起来的免疫力1 1、免疫器官、免疫器官(二二)免疫系统免疫系

17、统1)中枢免疫器官（一级淋巴器官）中枢免疫器官（一级淋巴器官）(1)骨髓（骨髓（bone marrow）T、B细胞的发源地，细胞的发源地，B细胞成熟场所细胞成熟场所(2)胸腺（胸腺（thymus）内：髓质内：髓质(上皮网状细胞构成上皮网状细胞构成);外：皮质外：皮质(淋巴细胞构成淋巴细胞构成)(3)法氏囊或类囊器官（法氏囊或类囊器官（bursa of Fabricins）鸟类特有，鸟类特有，B细胞成熟细胞成熟作用机制：作用机制：1）直接杀伤作用）直接杀伤作用 2）释放多种细胞因子，增加血管通透性）释放多种细胞因子，增加血管通透性 作用：抵抗作用：抵抗细胞内细胞内细菌和病毒感染细菌和病毒感染2)

18、2)2)2)周围免疫器官（二级淋巴器官）周围免疫器官（二级淋巴器官）周围免疫器官（二级淋巴器官）周围免疫器官（二级淋巴器官）接受抗原接受抗原刺激，产生免疫反应的主要场所刺激，产生免疫反应的主要场所 B 细胞细胞浆细胞浆细胞体液免疫体液免疫 T细胞细胞致敏致敏T细胞细胞细胞免疫细胞免疫(1)脾（脾（spleen）体内最大淋巴器官，产致敏淋巴细胞和抗体体内最大淋巴器官，产致敏淋巴细胞和抗体 的重要部位的重要部位(2)淋巴结淋巴结T细胞约占细胞约占75%，B细胞约占细胞约占25%表面受体：绵羊红细胞、有丝分裂原受体、表面抗原受体等表面受体：绵羊红细胞、有丝分裂原受体、表面抗原受体等 二、免疫细胞二、

19、免疫细胞泛指所有参与免疫反应的细胞及其前身泛指所有参与免疫反应的细胞及其前身(造血、淋巴、单造血、淋巴、单核、粒细胞等）。核、粒细胞等）。免疫活性细胞：免疫活性细胞：能特异性识别抗原能特异性识别抗原，并随之分化增殖和，并随之分化增殖和 产生产生Ab或淋巴因子的一类细胞群或淋巴因子的一类细胞群1、T细胞细胞起源起源 骨髓多能干细胞。骨髓多能干细胞。定居：淋巴结的定居：淋巴结的 副皮质区副皮质区 或脾脏的或脾脏的 白髓白髓表面标志表面标志 按功能分亚群按功能分亚群 辅助性辅助性T细胞（细胞（TH）抑制性抑制性T细胞（细胞（TS）细胞毒细胞毒T细胞（细胞（TC）（杀伤性）（杀伤性T细胞）细胞）杀伤带

20、抗原的靶细胞杀伤带抗原的靶细胞 迟发型致敏迟发型致敏T细胞（细胞（TDTH）（迟发型）（迟发型T细胞）细胞）遇抗原遇抗原后可释放后可释放50种以上的淋巴因子种以上的淋巴因子 2、B细胞细胞B细胞细胞浆细胞浆细胞浆细胞浆细胞:合成和分泌抗体功能的一种免疫活性细胞合成和分泌抗体功能的一种免疫活性细胞3 3 3 3、其他免疫细胞、其他免疫细胞、其他免疫细胞、其他免疫细胞 或缺少或缺少T、B细胞的表面标志，或同时兼具细胞的表面标志，或同时兼具2种表面标志。种表面标志。1）K细胞（杀伤细胞）细胞（杀伤细胞）专一性杀死被专一性杀死被IgG抗体所覆盖的靶细胞。抗体所覆盖的靶细胞。2）NK细胞细胞可在无抗原或

21、抗体下，杀伤肿瘤或皮病毒感染细胞。可在无抗原或抗体下，杀伤肿瘤或皮病毒感染细胞。主发挥抗肿瘤免疫。主发挥抗肿瘤免疫。3）N细胞细胞 4）D细胞细胞三、免疫分子三、免疫分子（一）（一）抗原（抗原（antigen）刺激机体发生免疫应答，并能与之（应答产物）发生反应的刺激机体发生免疫应答，并能与之（应答产物）发生反应的一类物质。一类物质。特性特性 免疫原性（抗原性）免疫原性（抗原性）诱导产生抗体或致敏淋巴细胞的能力诱导产生抗体或致敏淋巴细胞的能力 免疫反应性免疫反应性与抗体或致敏细胞发生特异性反应的能力。与抗体或致敏细胞发生特异性反应的能力。完全抗原、半抗原完全抗原、半抗原1 1、抗原的化学性质（免

22、疫原性形成条件）、抗原的化学性质（免疫原性形成条件）1）外源性（）外源性（foreignness）：）：“识别自己，排斥异己识别自己，排斥异己”2）分子大小（）分子大小（molecular weight）：）：蛋白质：相对分子量低于蛋白质：相对分子量低于500010000物质无免疫原性物质无免疫原性;10000良好良好 多糖抗原：多糖抗原：60万以上万以上 3）化学组成与分子结构：）化学组成与分子结构：芳香族氨基酸的存在可提高免疫原性芳香族氨基酸的存在可提高免疫原性含侧链免疫原性含侧链免疫原性 类似而无侧链类似而无侧链光学构型：光学构型：D-型氨基酸聚合体型氨基酸聚合体 L-型异构体型异构体抗

23、原上含有与抗体分子相结合的表位总数。抗原上含有与抗体分子相结合的表位总数。位于抗原物质分子表面或其他部位，具有一定组成和结构位于抗原物质分子表面或其他部位，具有一定组成和结构的特殊化学基团。的特殊化学基团。2、抗原决定簇抗原决定簇（determinant；抗原表位；抗原表位epitope）抗原结合价抗原结合价（antigentic valence）3 3 3 3、病原微生物的主要抗原、病原微生物的主要抗原、病原微生物的主要抗原、病原微生物的主要抗原a、菌体抗原（、菌体抗原（somatic antigen）包括壁、膜和质中的抗原包括壁、膜和质中的抗原 特异性抗原：特异性抗原：某个细菌所特有某个细

24、菌所特有 共同抗原：共同抗原：几种细菌所共有几种细菌所共有b、鞭毛抗原（、鞭毛抗原（H-Ag Hauch）和菌毛抗原）和菌毛抗原c、表面抗原（、表面抗原（surface antigen）沙氏：沙氏：Vi抗原抗原糖脂；糖脂；肺炎链球菌：荚膜抗原肺炎链球菌：荚膜抗原多糖多糖 E.coli：K抗原抗原d、外毒素和类毒素、外毒素和类毒素蛋白质蛋白质（二）抗体（二）抗体（二）抗体（二）抗体浆细胞产生的一类与其能相应抗原浆细胞产生的一类与其能相应抗原发生特性结合的免疫球蛋发生特性结合的免疫球蛋白白1、种类与结构、种类与结构 1）结构）结构Y型对称，包括型对称，包括H和和 L链，分为三个区链，分为三个区 V

25、区区（variable）：）：1/4H+1/2L（110Aa）C区区（constant）:3/4H+1/2L(C1、C2、C3)(110Aa)铰链区铰链区（H、二硫键）：富含、二硫键）：富含pro2）种类）种类依依 H 链血请学分类链血请学分类IgG、IgA、IgM、IgD、IgE五类五类H链构造变异分不同亚类：链构造变异分不同亚类：IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgA1、IgA2等。等。依依 L 链分型链分型 和和 两型两型2、IgG酶解和化学分解片段酶解和化学分解片段a、木瓜蛋白酶、木瓜蛋白酶:2 Fab，Fc(Fc+多肽）多肽）(crystalisable)b、胃蛋白酶、胃蛋白

26、酶（Fab）2+Fc pFc+多肽多肽3 3 3 3、功能区（辖区）、功能区（辖区）、功能区（辖区）、功能区（辖区）VH和和VL 结合抗原，其中结合抗原，其中HVR（CDR）是与抗原表位互）是与抗原表位互 补结合的部位；补结合的部位；CH、CL上有部分同种异型（上有部分同种异型（allotype）的遗传标志）的遗传标志 IgG的的CH2、IgM的的CH3具有补体具有补体C1q结合位点，可启动结合位点，可启动 补体活化经典途径。补体活化经典途径。自身免疫病：自身免疫病：对自身成分呈现免疫应答。对自身成分呈现免疫应答。4、抗体形成的规律、抗体形成的规律初次应答：初次应答：Ab量不高，维持时间短量不

27、高，维持时间短IgM；二次应答：二次应答：再次注射，潜伏期缩短，再次注射，潜伏期缩短，Ab量迅速增加，主量迅速增加，主IgG回忆应答：回忆应答：初次注射初次注射Ag所产生的所产生的Ab在体内完全消失时，在体内完全消失时，再次接触再次接触Ag，Ab量突然上升量突然上升 的现象。的现象。5 5、抗体形成机制、抗体形成机制、抗体形成机制、抗体形成机制模板学说模板学说Ag为模板（不能解释分辨异己、为模板（不能解释分辨异己、免疫耐受等）免疫耐受等）克隆选择学说：克隆选择学说：体内存在大量具不同膜表面体内存在大量具不同膜表面Ig的淋巴细胞。的淋巴细胞。独特型网络学说独特型网络学说（三）（三）免疫应答的病理

28、反应免疫应答的病理反应超敏反应：超敏反应：反应过强引起机体损伤或生理机能障碍。反应过强引起机体损伤或生理机能障碍。免疫耐受性：免疫耐受性：不引起免疫反应不引起免疫反应References1.Fundamental of Pathogen and Immunity,chief editor:Zhang Boen,Scientific press,2003.2.Microbiology（Lansing M.Prescott.JJohn P.Harley.Donald A.Klein，2003。3.Microbiology,chief editor:Zhou Deqing,High Educatio

29、n Press,20024.Jacquelyn G.Black.Microbiology(sixth edition).(McGraw Hill)HigherEducation,Boston.2005.5.Kathleen Park Talaro.Foundations in Microbiology(fifth edition).HigherEducationPress.2004.6.Lansing M.Prescott,J John P.Harley,DonaldA.Klein.Microbiology(sixthedition).2003.7.MichaelT.Madigan,JohnM.Martinko,JackParkerBrock.BiologyofMicroorganisms(tenthedition).PearsonEducation,Inc.Upper Saddle River,NJ 07458.2003.结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！49