营养与免疫功能.pptx

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1、营养与免疫功能营养与免疫功能万建美万建美山东益生种畜禽股份有限公司山东益生种畜禽股份有限公司畜禽疾病研究院畜禽疾病研究院2009-12-10希波格拉底希波格拉底（希腊名医）（希腊名医）（公元前（公元前460-前前377年）年）饥荒荒传染病流行染病流行营养缺乏养缺乏易感染易感染传染病染病营养不良会养不良会损伤免疫免疫功能，每种功能，每种营养素养素对免疫功能都有特定免疫功能都有特定的影响，并且的影响，并且维持最佳免疫功能持最佳免疫功能时，不同，不同营养素养素的的摄入量范入量范围也不相同也不相同低于或高于低于或高于该范范围均均可能可能对免疫功能免疫功能造成造成不利影响不利影响营养影响免疫功能养影响免

2、疫功能的的细胞和分子机制才胞和分子机制才刚刚开始被开始被认识。因此，本因此，本报告将从以下几方面告将从以下几方面对这一一领域加以介域加以介绍。主要内容主要内容1、免疫系、免疫系统概概览2、为什么什么营养与免疫功能有关？养与免疫功能有关？3、各种、各种营养素养素对免疫功能的影响免疫功能的影响1 1、免疫系统、免疫系统免疫系统概览免疫系统概览免疫系免疫系统先天性先天性免疫免疫获得性得性免疫免疫体液免疫体液免疫细胞免疫胞免疫CTL调节T细胞胞辅助助T细胞胞Th1Th2免疫系统细胞的起源免疫系统细胞的起源多能干细胞骨髓祖代细胞淋巴祖代细胞巨核细胞血小板成红血细胞成粒细胞成单核细胞红细胞嗜碱粒细胞嗜酸细

3、胞中性白细胞单核细胞树突细胞自然杀伤细胞T淋巴细胞B淋巴细胞B细胞前体细胞T细胞前体细胞胸腺物理屏障（皮肤、黏膜）先天性免疫先天性免疫组成：组成：补体系统；NK细胞；专职吞噬细胞粒细胞（中性白细胞、嗜碱性粒细胞、嗜酸细胞）单核细胞巨噬细胞特点：反应速度快（数小时）；无特异性；无特点：反应速度快（数小时）；无特异性；无免疫记忆性；免疫记忆性；获得性免疫系统的激活剂和控制者。获得性免疫系统的激活剂和控制者。获得性免疫获得性免疫组成：组成：淋巴细胞B淋巴细胞：在骨髓中发育成熟后，释放入血液；T淋巴细胞：在胸腺中发育成熟后，释放入血液；特点：起效慢（数天或数周）；高度特异特点：起效慢（数天或数周）；高

4、度特异性；免疫记忆性性；免疫记忆性B淋巴细胞淋巴细胞B淋巴细胞淋巴细胞介导体液免疫免疫球蛋白（又叫抗体，主要有IgA、IgD、IgM、IgG和IgE）中和细胞外病原体及毒素，阻止其进入细胞；激活血液补体系统，中和细胞外病原体及毒素，阻止其进入细胞；激活血液补体系统，“修饰修饰/调理调理”病原）；病原）；病原经抗体病原经抗体“调理调理”后，被特吞噬细胞杀灭：后，被特吞噬细胞杀灭：巨噬细胞和中性白巨噬细胞和中性白细胞特异性识别细胞特异性识别IgM和和IgG；嗜酸细胞则特异性识别；嗜酸细胞则特异性识别IgE；抗体是先天免疫系统和获得性免疫系统通信一种方式，通过这种抗体是先天免疫系统和获得性免疫系统通

5、信一种方式，通过这种方式将高度特异性的抗体信息翻译成先天免疫系统可以识别的信方式将高度特异性的抗体信息翻译成先天免疫系统可以识别的信号，使先天免疫系统可以摧毁病原。号，使先天免疫系统可以摧毁病原。T淋巴细胞淋巴细胞T淋巴细胞淋巴细胞介导细胞免疫；只能识别被提呈到细胞表面的抗原信息（MHC分子）；CD8+T细胞（CTL）：MHC I分子（为CTL公示发生在细胞内的事件）；CD4+T细胞（辅助性T淋巴细胞）：MHC II分子（为Th公示发生在细胞外的事件）；Th1淋巴细胞Th2淋巴细胞效应效应CD8 T细胞摧毁受病毒感染的细胞摧毁受病毒感染的细胞示意图细胞示意图Th细胞活化受感染的巨噬细胞的抗细胞

6、活化受感染的巨噬细胞的抗菌示意图菌示意图Virus infects cellSurface expression of viral peptide+MHC class I moleculeCD8+T-cell binds to viral peptide+MHC class I moleculeCD8+T-cell destroys virally infected cellVirally infected cell destroyedInfected macrophage expressing MHC class II restricted peptideTh-cell recognizes

7、 peptide-MHC class II complexTh-cell activates macrophageActivated macrophage destroys microorganism some bystander tissue damage免疫系统内的通信免疫系统内的通信-细胞因子细胞因子获得性免疫系统内获得性免疫系统内、获得性免疫系统与先天性获得性免疫系统与先天性免疫系统间免疫系统间的通信是通过的通信是通过直接的细胞间接触直接的细胞间接触完完成的，在这个过程中粘附分子及细胞产生的化成的，在这个过程中粘附分子及细胞产生的化学信使将信号由一个细胞传递至另一个细胞。学信使将信号由

8、一个细胞传递至另一个细胞。化学信使分子当中的主要成员就细胞因子。TNF-、IL-1和IL-6是由单核细胞、巨噬细胞产生的最重要的细胞因子之一。免疫系统的通信免疫系统的通信感感 染染巨噬巨噬细胞胞内皮内皮细胞胞获得性免得性免疫系疫系统巨噬巨噬细胞胞中性粒中性粒细胞胞补 体体细胞因子胞因子抗原呈抗原呈递细胞因子胞因子局部局部组织损伤系系统效效应，如，如脑（发烧、食欲减退）；骨骼肌（蛋白分解）；、食欲减退）；骨骼肌（蛋白分解）；脂肪脂肪组织（脂肪分解）；肝（脂肪分解）；肝脏（急性期蛋白合成）（急性期蛋白合成）病原破病原破灭病原消除；病原消除；组织修复修复免疫免疫记忆炎症反炎症反应调节因子因子（细胞因

9、子胞因子、类二十二十烷酸、活性氧酸、活性氧类、NO、激、激肽）CTLNK cellB cellB cellNaive Naive Th Th cellcellTh 0Th 2Th 1MacrophageAntigen-presenting cellEosinophilAntigenIL-2IL-4IL-4IL-5IgEIL-12IL-12IFN-IL-2IFN-2 2、为什么营养素会影响免疫、为什么营养素会影响免疫功能？功能？1、维持免疫细胞代谢活力、维持免疫细胞代谢活力-能量能量能量来源能量来源葡萄糖、氨基酸、脂肪酸能量的产生需要电子载体和辅酶（如能量的产生需要电子载体和辅酶（如NAD、FA

10、D等）等）辅酶的前体为维生素和矿物元素电子载体中含铁、硫等矿物元素2、免疫系统的活化、免疫系统的活化-物质合成物质合成蛋白质合成蛋白质合成免疫球蛋白、细胞因子、细胞因子受体、粘附分子、急性期蛋白。脂源性调节因子脂源性调节因子前列腺素（PG）、白细胞三烯（LT）。以上物质的合成需要恰当的酶和充足的底以上物质的合成需要恰当的酶和充足的底物物酶：RNA和蛋白质的合成与调节；底物：氨基酸、核苷酸、多不饱和脂肪酸3、免疫应答产生活性氧类、免疫应答产生活性氧类-需要抗氧化保护机制需要抗氧化保护机制突发性氧化作用（呼吸爆发）突发性氧化作用（呼吸爆发）是免疫应答是免疫应答的重要组成部分的重要组成部分在氧化NA

11、DPH的过程中产生超氧阴离子自由基，对细胞膜有破坏作用。机体中的抗氧化剂机体中的抗氧化剂抗氧化性维生素（VE、VC等）、谷胱甘肽（由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸组成的三肽）、过氧化物歧化酶（线粒体型含锰、细胞质型含铜或锌）和过氧化氢酶（含铁）、谷胱甘肽过氧化酶（含硒）。4、免疫应答的扩增和记忆之关键、免疫应答的扩增和记忆之关键-细胞增殖细胞增殖细胞分裂前必需进行细胞分裂前必需进行DNA的复制和其它细的复制和其它细胞组分的合成（蛋白质、细胞膜、细胞器胞组分的合成（蛋白质、细胞膜、细胞器等），除能量外，这些物质的合成还需要：等），除能量外，这些物质的合成还需要：核苷酸：DNA和RNA的合成；氨基酸：蛋

12、白质的合成；脂肪酸、碱基和磷酸：磷脂的合成；其它脂质（如胆固醇）和细胞组分的合成。核苷酸主要由氨基酸合成，而某些养分必需由核苷酸主要由氨基酸合成，而某些养分必需由食物供给（食物供给（EFA、EAA、矿物元素、维生素）。、矿物元素、维生素）。氨基酸是合成多胺的前体，多胺参与DNA复制和细胞分裂的调节；各种微量养分（铁、叶酸、锌、镁）也参与核苷酸和核酸的合成。因此，营养与免疫功能的关系是多方面的，充因此，营养与免疫功能的关系是多方面的，充足和平衡的营养是发挥最佳免疫功能所必需的。足和平衡的营养是发挥最佳免疫功能所必需的。3 3、各种营养素对免疫功能的、各种营养素对免疫功能的影响影响蛋白能量营养不良

13、与免疫功能蛋白能量营养不良与免疫功能可分为三型：可分为三型：1、以能量不足为主者，表现为皮下脂肪和骨骼肌显著消耗和内脏器官萎缩，称为消瘦症；2、以蛋白质缺乏为主而能量供应尚能适应机体需要者称为蛋白质营养不良综合征。以全身水肿为特征；3、能量与蛋白质二者均有不同程度缺乏者，为混合型。此时，往往伴有维生素和其他营养素缺乏。蛋白能量营养不良会影响所有形式的免疫蛋白能量营养不良会影响所有形式的免疫力，力，非特异性防御屏障和细胞介导的免疫非特异性防御屏障和细胞介导的免疫力受影响最为严重力受影响最为严重，体液免疫力次之。，体液免疫力次之。淋巴器官萎缩；单核细胞、淋巴细胞、CD4+和CD8+细胞，以及CD4

14、：CD8比值降低；细胞因子（IL-2、IFN-）、NK细胞活性降低；中性粒细胞的杀菌活力及呼吸爆发降低；B淋巴细胞及血液中的免疫球蛋白似乎不受影响；微量养分与免疫功能微量养分与免疫功能维生素维生素A缺乏缺乏损坏免疫应答，增加感染性疾病和癌症的发生率和严重性；表皮和粘膜完整性受损，肠道屏障完整性和粘液分泌髓鞘形成受损，使感染性疾病发病率增加；过量过量过量摄入VA会损伤免疫功能，产生与VA缺乏相似的症状。叶酸和叶酸和B族维生素族维生素叶酸缺乏叶酸缺乏胸腺和脾脏萎缩、细胞毒性T淋巴细胞活力和脾脏淋巴细胞增殖力下降，但不影响中性粒细胞的吞噬作用和杀菌能力。VB12缺乏缺乏降低中性粒细胞的吞噬作用和杀菌

15、能力。VB6缺乏缺乏胸腺和脾脏萎缩、淋巴细胞增殖和DTH反应降低，异源移植物存活率增加。VB6不足引起的免疫功能损伤在补充VB6后可恢复。维生素维生素C水溶性抗氧化剂，血液白细胞中含量很高。水溶性抗氧化剂，血液白细胞中含量很高。对免疫功能的影响对免疫功能的影响与摄入量高度有关；缺乏时DTH反应降低，单核细胞中VC含量下降；缺乏个体补充VC后，单核细胞中VC含量可恢复，但DTH反应不能恢复。维生素维生素D1,25-(OH)2-VD3特异性地影响细胞因子的特异性地影响细胞因子的产生，促使免疫应答向产生，促使免疫应答向Th2类型发展类型发展抑制巨噬细胞/树突细胞产生IL-12（诱导Th1应答的主要细

16、胞因子）；抑制Th1细胞活性，抑制IL-2和IFN-产生（Th1型细胞因子）。维生素维生素E机体内主要的脂溶性抗氧化剂，保护细胞机体内主要的脂溶性抗氧化剂，保护细胞膜脂质免于过氧化损害；膜脂质免于过氧化损害；由于自由基和脂质过氧化有免疫抑制作用，由于自由基和脂质过氧化有免疫抑制作用，因此认为因此认为VE应当有增强免疫力的功能。应当有增强免疫力的功能。VE缺乏缺乏接种疫苗后，脾脏淋巴细胞增殖、NK细胞活力、特异性抗体产生、中性粒细胞吞噬作用降低，动物对病原的易感性增加；动物饲粮中含高水平PUFA时，VE缺乏症加剧；补充补充VE淋巴细胞增殖、IL-2产生、NK细胞活力、巨噬细胞吞噬作用和DTH反应

17、增强，动物对病原的抵抗力增强。与其它微量养分一样，与其它微量养分一样，适量高于正常推荐适量高于正常推荐量促进免疫应答量促进免疫应答；过量的过量的VE可能抑制免疫应答可能抑制免疫应答。锌锌缺乏缺乏动物Zn缺乏会造成广泛性的免疫系统损伤；骨髓受到显著的影响：有核细胞数量、淋巴前体细胞数量和比例降低；过量过量Zn摄入损害免疫功能摄入损害免疫功能年轻成年人，300mg Zn/day，淋巴细胞和吞噬细胞功能降低；过高的Zn摄入量会导致Cu缺乏，Cu缺乏也会造成免疫功能受损。Zn有利于有利于Th1免疫应答免疫应答铜铜缺乏缺乏Zn和Fe妨碍Cu的吸收，高剂量的Zn和Fe可引起铜的缺乏；动物试验：免疫功能广泛

18、受损，细菌和寄生虫的易感性增加；人类临床试验：低铜饮食降低淋巴细胞增殖和IL-2产生，补充Cu后可恢复；过量摄入过量摄入Cu产生免疫抑制产生免疫抑制铁铁缺缺Fe对实验动物和人的免疫功能有多方面对实验动物和人的免疫功能有多方面的不利影响的不利影响中性粒细胞杀菌能力受损（吞噬功能正常），可能因缺Fe改变了呼吸爆发；伴随胃肠道和呼吸道感染；Fe摄入过量摄入过量对病原的易感性增加；T淋巴细胞数量、淋巴细胞增殖、IL-2产生、细胞毒性T细胞和NK细胞活力、中性粒细胞吞噬能力降低；可能原因可能原因微生物需要铁，过量Fe有利于病原微生物繁殖；淋巴细胞中Fe的沉积影响细胞的运动和功能；超氧化损伤增强（特别是单

19、质铁水平增加时）。硒硒Se在肝、脾和淋巴结中的含量很高。在肝、脾和淋巴结中的含量很高。Se缺乏缺乏免疫功能降低，对细菌、病毒、真菌和寄生虫的易感性增加；缺Se降低中性粒细胞和巨噬细胞杀灭微生物的能力（不影响中性粒细胞和巨噬细胞的吞噬能力）；人：缺Se降低血液中IgG和IgM的水平。动物试验动物试验补充Se增加免疫后抗体滴度、淋巴细胞增殖、IFN-、NK细胞活力、DTH反应和皮肤异源移植物的排斥反应，病原的易感性降低。Se依赖性的谷胱苷肽过氧化物酶和硫氧还蛋依赖性的谷胱苷肽过氧化物酶和硫氧还蛋白还原酶白还原酶抗氧化酶（保护细胞免受自由基细胞毒性效应）；自由基是免疫细胞用于摧毁微生物的武器，在免疫

20、反应的过程中会有大量的自由基生成。微量养分的合用微量养分的合用健康老年人，健康老年人，VA、VC和和VE血液中T细胞增加、辅助细胞数量增加、辅助细胞与细胞毒细胞比例增加、淋巴细胞对有丝分裂原的反应增加。健康老年人，安慰剂或多维健康老年人，安慰剂或多维/微量元素，微量元素，12个月个月多维/微量元素：T细胞数、NK细胞活力、IL-2产生增加，抗体应答改善；疾病感染率较安慰剂组低。饮食脂肪与免疫功能饮食脂肪与免疫功能脂肪摄入量与免疫功能脂肪摄入量与免疫功能高脂肪饮食降低淋巴细胞增殖和高脂肪饮食降低淋巴细胞增殖和NK细胞活细胞活力；力；影响程度与饮食中脂肪含量及脂肪来源有关。高脂肪饮食主要抑制先天性

21、免疫和细胞免高脂肪饮食主要抑制先天性免疫和细胞免疫中细胞组分的活力疫中细胞组分的活力；必需脂肪酸（必需脂肪酸（EFA）按按n编号系号系统，根据第一个双，根据第一个双键所所处的位置可将的位置可将PUFA分分为四四个系列，即个系列，即n-3、n-6、n-7和和 n-9，其中，其中n-3和和n-6系列系列PUFA不能从不能从头合成，合成，EFA分属分属这两个系列。两个系列。n-6系列系列对高等哺乳高等哺乳动物和禽最重要。有效防止皮肤水份物和禽最重要。有效防止皮肤水份损失失（特特别是花生四是花生四烯酸酸）；而；而n-3系列系列对冷水冷水鱼比比较重要。重要。EFA缺乏缺乏时n-6系列的系列的C20：4显

22、著下降，著下降，n-9系列的系列的C20：3显著著积累，累，这个比个比值被称被称为三三烯酸四酸四烯酸比。酸比。对于鼠和其它于鼠和其它动物，物，此比此比值接近接近0.4，此数此数值是是动物物亚油酸最低需要量的油酸最低需要量的标识。必需脂肪酸与免疫功能必需脂肪酸与免疫功能n-6和和n-3多不饱和脂肪酸的代谢途径多不饱和脂肪酸的代谢途径亚油酸亚油酸(18:2n-6)-亚麻酸亚麻酸(18:3n-6)-亚麻酸亚麻酸(18:3n-3)双高双高-亚麻酸亚麻酸(20:3n-6)花生四烯酸花生四烯酸(20:4n-6)二十碳五烯酸二十碳五烯酸(20:5n-3)二十二碳六烯酸二十二碳六烯酸(22:6n-3)炎症反应

23、与免疫力炎症反应与免疫力1-系系PG2-系系PG3-系系PG5-系系LT4-系系LT3-系系LT环加氧加氧酶脂肪氧化脂肪氧化酶 COX白白细胞胞三三烯LOX前列腺素前列腺素LTPG类二十烷酸及免疫细胞细胞膜的合成需要类二十烷酸及免疫细胞细胞膜的合成需要PUFA；亚油酸和亚油酸和-亚麻酸缺乏，大鼠或小鼠亚麻酸缺乏，大鼠或小鼠胸腺和脾脏重量、淋巴细胞增殖、中性粒细胞趋化性、巨噬细胞介导的细胞毒性及DTH反应均降低。类二十烷酸：脂肪酸与免疫功能的类二十烷酸：脂肪酸与免疫功能的联接联接主要指：白细胞三烯、前列腺素、凝血烷主要指：白细胞三烯、前列腺素、凝血烷等激素。等激素。主要前体物：双高-亚麻酸、二十

24、碳五烯酸和花生四烯酸花生四烯酸（首要）。食物中氨基酸及相关化合物与食物中氨基酸及相关化合物与免疫功能免疫功能含硫氨基酸与谷胱甘肽含硫氨基酸与谷胱甘肽蛋氨酸和半胱氨酸缺乏蛋氨酸和半胱氨酸缺乏胸腺、脾脏和淋巴结萎缩阻碍蛋白能量营养不良状况康复若同若同时缺乏异亮氨酸和缺乏异亮氨酸和缬氨酸氨酸严重的肠道淋巴组织缺失（与蛋白质缺失的症状非常相似）谷胱甘肽谷胱甘肽由甘氨酸、半胱氨酸和谷氨酸组成的抗氧化三肽。炎症反应时肝脏、肺、小肠和免疫细胞中谷胱甘肽含量下降，饮食中添加Cys可防止某些器官中谷胱甘肽含量的下降。增强人细胞毒性T细胞的活性。缺乏缺乏细胞内谷胱甘肽缺乏，淋巴细胞增殖和细胞毒性T细胞数量降低。抗

25、原刺激时，鼠淋巴结淋巴细胞IFN-生成量减少（IL-2或IL-4不影响）。作用方式作用方式 谷胱甘肽可能主要通过诱导IL-12的生成，使Th1/Th2平衡向Th1途径发展。精氨酸精氨酸参与蛋白质、尿素和核甘酸的合成，以及参与蛋白质、尿素和核甘酸的合成，以及ATP的生成。的生成。作为调节因子的前体作为调节因子的前体NO：免疫介导因子，对肿瘤细胞和某些微生物有细胞毒性；多胺类物质：影响DNA复制，调节细胞周期和细胞分裂。动物实验表明：动物实验表明：精氨酸降低因创作引起的胸腺退化程度，促进胸腺再生；增加淋巴细胞增殖能力、NK细胞活力和巨噬细胞细胞毒性；改善DTH，增加对细菌感染的抵抗力，以及烧伤和败

26、血症的存活率；促进伤口愈合；促进皮肤异源移植物的排斥反应。谷氨酰胺谷氨酰胺血液和游离氨基酸库中含量最多的氨基酸。血液和游离氨基酸库中含量最多的氨基酸。应激状态下（应激状态下（e.g.败血症、烧伤、癌症恶病败血症、烧伤、癌症恶病质），肌肉和血浆中谷氨酰胺浓度下降。质），肌肉和血浆中谷氨酰胺浓度下降。血浆谷氨酰胺浓度降低可能损害免疫功能。血浆谷氨酰胺浓度降低可能损害免疫功能。动物实验：动物实验：饲粮中供给充足的谷氨酰胺增加T淋巴细胞增殖能力和IL-2的生成量；增加啮齿类动物在攻毒感染状况下的存活率。临床研究：临床研究：降低病人的感染率，缩短住院期，这些结果与免疫功能的改善有关。核苷酸核苷酸核苷酸核

27、苷酸功能功能组成DNA和RNA，参与能量代谢、信号转导，参与磷酯合成及酶活性的调节。淋巴细胞淋巴细胞 的活化需要能量，随后需要合成的活化需要能量，随后需要合成核酸（蛋白质合成需要核酸（蛋白质合成需要RNA，细胞分裂需，细胞分裂需要要DNA）通过外源供给可以节省通过外源供给可以节省“从头合成从头合成”的需的需要量要量动物试验：动物试验：无核酸饲粮损伤鼠的免疫应答能力；添加核酸或RNA后增强了T淋巴细胞依赖的抗体反应、淋巴细胞增殖力、IL-2生成量、DTH、细菌或真菌感染时的成活力。总总 结结1、能量、能量、1种或多种必需营养素的缺乏将损种或多种必需营养素的缺乏将损害免疫功能并增加对病原的易感性害

28、免疫功能并增加对病原的易感性众多营养素参与了免疫系统抵抗外源物的众多营养素参与了免疫系统抵抗外源物的分子和细胞反应过程。分子和细胞反应过程。2、营养素摄入量与免疫功能的潜在关系、营养素摄入量与免疫功能的潜在关系（1）某种养分的摄入量某种养分的摄入量不足或缺乏将损伤免疫不足或缺乏将损伤免疫功能；功能；（2）随着该养分摄入量随着该养分摄入量的增加免疫功能增强；的增加免疫功能增强；摄入量显著高于最大免疫反应摄入量时可能对免疫功能无影响，也可能损害免疫功能；（3）最大免疫反应摄入最大免疫反应摄入量可能高于推荐量或与量可能高于推荐量或与推荐量一致；推荐量一致；箭头所示为推荐量箭头所示为推荐量3、对某种特定的营养素，免疫系统的各个不、对某种特定的营养素，免疫系统的各个不同组分与该营养素间可能存在不同的同组分与该营养素间可能存在不同的“剂剂量量-效应效应”关系；关系；4、激素对免疫功能有调节作用、激素对免疫功能有调节作用养分供应不足会引起生理应激，导致血液中糖皮质激素和儿茶酚胺水平升高，这将对免疫功能产生抑制作用。因此，考虑营养与免疫功能时，营养对激素分泌的影响也需要考虑。5、营养对免疫功能的影响是多方面的，、营养对免疫功能的影响是多方面的，充充足和平衡的营养足和平衡的营养是维持最佳免疫应答所必是维持最佳免疫应答所必需的前提条件。需的前提条件。谢谢大家谢谢大家敬请批评指正！敬请批评指正！