1、病原生物与免疫学基础郑州市卫生学校 张晓红第一节 抗原5第二节 免疫球蛋白17第三节 免疫系统28第四节 免疫应答50第五节 抗感染免疫65重点1.抗原、抗体、免疫球蛋白、免疫应答的概念。2.免疫球蛋白的特性及生物学功能。3.抗体产生的一般规律及意义。4.细胞免疫应答的作用。难点1.免疫球蛋白的结构。2.免疫应答的基本过程。3.抗感染免疫的组成及意义。1.具有免疫学的基础知识和正确理解免疫现象。2.掌握抗原、抗体、免疫系统、免疫应答、抗感染免疫的概念与功能。3.熟悉免疫球蛋白的特性、抗体产生的规律、细胞免疫的作用。4.了解免疫调节及体液中的抗微生物物质。5.学会运用免疫学原理辅助诊断及防治相关
2、疾病。抗原（antigen,Ag）是指能刺激机体免疫系统产生特异性免疫应答，并能在体内或体外与免疫应答产物（抗体或效应T细胞）发生特异性结合的物质。抗原的基本特性 免疫原性：能刺激机体发生免疫应答、产生抗体及效 应T细胞的特性。抗 原 性：也称免疫反应性，抗原与其诱导产生的相 应抗体或效应T细胞发生特异性结合的特性。概念v 特异性是指抗原只能刺激机体产生针对该抗原的免疫效应物质，且仅能与相应的免疫效应物质发生特异性结合v 特异性是免疫应答最基本的特点，亦是临床免疫学诊断与防治的理论依据 抗原的特异性机体 抗原 抗体抗原与抗体特异性结合抗原 抗原的特性示意图 v 抗原决定基，又称表位，是抗原分子
3、中决定抗原特异性的特殊化学基团，一般由几个到十几个氨基酸构成。v 表位是决定抗原特异性的基础，它是与抗体、免疫活性细胞抗原受体特异性结合的部位。抗原决定基v 如两种抗原含有一种相同或相似的表位，能与同一抗体发生反应，则这两种抗原称为共同抗原v 抗体或效应T细胞对具有相同或相似决定基的不同抗原的反应，称为交叉反应 抗原A 抗血清A 抗原B 抗血清B（一）异物性异种物质同种异体物质自身物质（二）理化性状1.分子大小与化学组成 分子质量一般在l0kD以上，且分子量越大，含有抗原表位越多，结构越复杂，则免疫原性越强2.分子构象和易接近性二、决定抗原免疫原性的条件（一）微生物及其代谢产物v 微生物化学组
4、成复杂，免疫原性较强v 细菌的外毒素是毒性极强的蛋白质，具有良好的免疫原性v 外毒素经甲醛处理后，失去毒性，保留免疫原性称为类毒素v 注射类毒素，可使机体产生特异性抗体（即抗毒素），能有效中和外毒素三、医学上重要的抗原（二）动物免疫血清v 临床治疗疾病使用的抗毒素，是将类毒素给马注射，从马血清中提取的v 抗毒素注入人体，可中和相应的外毒素，起到防治疾病的作用v 此抗毒素是异种抗原，具有免疫原性，可刺激机体产生抗马血清抗体，反复使用可引发超敏反应，故注射前应做过敏试验（三）异嗜性抗原 存在于不同种属之间的共同抗原称异嗜性抗原。（四）同种异型抗原1.红细胞血型抗原（1）ABO血型抗原（2）Rh血型
5、抗原2.人类白细胞抗原(HLA)v 主要组织相容性复合体（MHC）是一组决定移植组织是否相容、与免疫应答密切相关、紧密连锁的基因群v 人类主要组织相容性抗原称为人类白细胞抗原（HLA）参与免疫应答、移植排斥反应及免疫调节（五）自身抗原1.隐蔽的自身抗原 如甲状腺球蛋白、精子、脑组织和眼晶体蛋白等2.修饰的自身抗原（六）肿瘤抗原1.肿瘤特异性抗原 如黑色素瘤的抗原2.肿瘤相关抗原 指与某种肿瘤的发生有关，但不是该肿瘤细胞所特有的抗原物质。如肝细胞癌变时，体内的甲胎蛋白(AFP)含量明显增加四、佐剂v 先于抗原或同时注射入机体，能明显增强免疫应答或改变免疫应答类型的物质，称佐剂v 包括微生物及其产
6、物：如短小棒状杆菌、卡介苗(BCG)等；无机化合物：如明矾、氢氧化铝等；油剂：如弗氏佐剂等v 佐剂能延长抗原在体内的刺激时间，刺激抗原提呈细胞的功能，促进淋巴细胞增殖分化，从而发挥佐剂作用小 结v 抗原是指能刺激机体免疫系统产生特异性免疫应答，并能与免疫应答产物（抗体或效应T细胞）发生特异性结合的物质。v 抗原的特性包括免疫原性和抗原性。v 表位是抗原分子中决定抗原特异性的特殊化学基团，表位是决定抗原特异性的基础。v 抗体或效应T细胞对具有相同或相似决定基的不同抗原的反应，称为交叉反应。v 医学上重要的抗原有微生物及其代谢产物、动物免疫血清、异嗜性抗原、同种异型抗原、自身抗原、肿瘤抗原。v抗体
7、(antibody,Ab)B淋巴细胞受抗原刺激后增殖分化为浆细胞，由浆细胞产生的并能与相应抗原特异性结合的免疫球蛋白v免疫球蛋白（Ig）具有抗体活性及化学结构与抗体相似的球蛋白统称为免疫球蛋白v抗体是免疫球蛋白，而免疫球蛋白不一定都是抗体概念基本结构免疫球蛋白的结构与功能 水解片断 分类 1.Fab段的生物学功能（1）中和作用（2）抑制细菌吸附2.Fc段的生物学功能 （1）激活补体（2）结合细胞（3）抗体调理作用 参与ADCC 介导型超敏反应（4）穿过胎盘和黏膜 免疫球蛋白的功能 1.IgG 出生后的第三个月开始合成，3至5岁时接近成人水平v IgG是人体内五类免疫球蛋白中含量最高的，占血清免
8、疫球蛋白总量的75，分布于全身各个组织和体液中v 是唯一能够通过胎盘的免疫球蛋白v 是机体抗感染的主要抗体。抗病毒、细菌的抗体及抗毒素主要为IgG五类免疫球蛋白的特性 2.IgM 由五个单体构成，分子量最大，称为巨球蛋白v 主要分布于血液，占血清免疫球蛋白总量的10v IgM是个体发育过程中最早合成和分泌的抗体，胚胎发育晚期的胎儿即能合成IgM，故脐带血中特异性IgM水平升高，提示胎儿发生宫内感染v IgM也是初次体液免疫应答最早出现的抗体，血清中检出特异性IgM，则提示近期发生感染，可用于感染的早期诊断v 天然的ABO血型抗体为IgM3.IgA 人体出生后46个月开始合成，12岁左右达成人水
9、平v 分为血清型和分泌型两种，血清型IgA主要为单体，存在于血清中，占血清免疫球蛋白总量的1015v 分泌型IgA（SIgA）广泛分布于黏膜和外分泌液中，是机体局部黏膜抗感染的重要因素v 母亲初乳中含有SIgA，是获得自然被动免疫的重要途径，应大力提倡母乳喂养 4.IgD 血清中含量很少，约占血清免疫球蛋白总量的0.20.3，是B淋巴细胞的重要抗原受体，血液中的IgD功能尚不清楚5.IgE 约占血清中免疫球蛋白总量0.02，能与肥大细胞和嗜碱粒细胞表面的IgE的Fc受体结合，引发I型超敏反应。可能与机体抗寄生虫免疫有关小 结 IgG IgA IgM IgD IgE 存在形式 单体 单体、双体
10、五聚体 单体 单体 血清比例（%）7585 1015 510 0.3 0.02 合成时间 出生后3个月 4-6月 胚胎末期 较晚 较晚 生物学特性 抗感染免疫的主要抗体；唯一能穿过胎盘 SIgA具粘膜局部抗感染作用早期重要的抗感染抗体 功能尚未清楚 介导型超敏反应抗寄生虫感染 一、免疫器官:中枢免疫器官和外周免疫器官（一）中枢免疫器官1.骨髓 是B淋巴细胞发生、分化、发育和成熟的场所2.胸腺 是T 淋巴细胞发生、分化、发育和成熟的场所（二）外周免疫器官 外周免疫器官是免疫细胞定居和发生免疫应答的部位 包括脾脏、淋巴结和黏膜相关淋巴组织 免疫系统由免疫器官、免疫细胞和免疫分子组成二、免疫细胞v
11、指与免疫有关的细胞，包括T淋巴细胞、B淋巴细胞、NK细胞和抗原提呈细胞等v 其中T淋巴细胞、B淋巴细胞在抗原刺激下能够活化、增殖、分化、发生免疫应答，产生效应T淋巴细胞和抗体，故又称为免疫活性细胞（一）T淋巴细胞 又称胸腺依赖性淋巴细胞，T淋巴细胞介导细胞免疫应答1.主要表面标志 （1）T淋巴细胞抗原受体(TCR)TCR是T淋巴细胞膜上特异性识别抗原的结构，T淋巴细胞通过TCR与抗原物质特异性结合，构成启动免疫应答的信号T细胞表面分子（2）CD4：存在于部分T淋巴细胞表面 这些T淋巴细胞被称为CD4+T淋巴细胞，CD4与抗原提呈细胞表面的MHC-类分子结合，协助TCR接受抗原（3）CD8 表面
12、有CD8的T淋巴细胞称为CD8+T淋巴细胞CD8与抗原细胞膜上的MHC-I类分子结合，参与CD8+T淋巴细胞的活化增殖（4）CD2（绵羊红细胞受体）CD2能与绵羊红细胞结合v B淋巴细胞上无CD2，所以CD2是T淋巴细胞区别于B淋巴细胞的重要标志v 采用T淋巴细胞与绵羊红细胞混合形成的E花环试验可以检测血液中T淋巴细胞数量和比例E E 玫瑰花环玫瑰花环2.分类（1）按T淋巴细胞表面CD分子不同分为1）CD4+T淋巴细胞 细胞表面表达CD4分子，受自身MHC类分子限制，活化后分化为Th细胞2）CD8+T淋巴细胞 细胞表面表达CD8分子，受自身MHC类分子限制，活化后分化为细胞毒性T细胞（CTL）
13、T 淋巴细胞的双识别（2）按功能不同分为1）辅助T细胞(Th)：分为Thl和Th2，Thl主要分泌细胞因子和介导型超敏反应，Th2细胞主要是促进淋巴细胞发生免疫应答2）细胞毒性T细胞（CTL）：能对具有MHC-类分子的靶细胞抗原发生免疫应答，并特异性的溶解杀伤靶细胞3）调节性T细胞(Treg)：通过抑制CD4+T细胞和CD8+T细胞的活化与增殖，达到免疫的负调节作用（二）B淋巴细胞 B淋巴细胞是由骨髓中的淋巴干细胞在骨髓的微环境作用下发育成熟的，故称为骨髓依赖性淋巴细胞 B淋巴细胞介导体液免疫应答vB淋巴细胞表面有抗原受体(BCR)v是B淋巴细胞膜表面的免疫球蛋白(SmIg)v能与抗原物质特异
14、性结合，激活B细胞，启动免疫应答v每一个B淋巴细胞表面只含一种抗原受体，只能识别并结合相应的抗原决定基，从而产生针对该抗原决定基的抗体 B淋巴细胞抗原受体（三）NK细胞v 为自然杀伤细胞，NK细胞约占外周血淋巴细胞的510v 表面无抗原受体，无需抗原刺激活化就能直接杀伤抗原靶细胞，具有早期、直接、广泛等特点v NK细胞膜上有IgG的Fc受体，与抗原靶细胞结合的IgG还可以通过Fc段结合到NK细胞上，激发NK细胞活性，杀伤靶细胞v 这种需要抗体辅助的杀细胞作用，称为抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用，简称ADCC作用（四）抗原提呈细胞 v 抗原提呈细胞(APC)是指一些能捕获、加工处理抗原并将处理后
15、的抗原肽传递给T淋巴细胞的细胞v主要包括单核-吞噬细胞 树突状细胞 B淋巴细胞v 抗原提呈细胞经吞噬、胞饮等方式摄取抗原，并对抗原进行加工处理，降解为抗原肽，抗原肽与内体中新合成的MHC-类分子结合形成复合物转运至细胞表面，供CD4+Th 细胞识别、结合，从而引发免疫应答 抗原提呈细胞提呈抗原过程三、免疫分子v 免疫分子包括抗体、细胞因子和补体等多种参加免疫应答的生物活性物质v 它们既是免疫应答的效应分子，又是免疫应答过程中各个环节相互调节和相互作用的物质，在整个免疫应答过程中起着十分重要的作用小 结要要 点点 T T 淋淋 巴巴 细细 胞胞 B B 淋淋 巴巴 细细 胞胞 来源来源 胸腺胸腺
16、骨髓骨髓分布分布淋巴结中占淋巴结中占75%75%、脾脏中、脾脏中占占40%40%淋巴结中占淋巴结中占25%25%、脾脏、脾脏中占中占60%60%表面标志表面标志 TCRTCR、CD4CD4、CD8CD8、CD2 CD2 BCRBCR（mIgmIg）、）、MHCMHC分子分子、CD32 CD32 分类分类CD4+TCD4+T细胞、细胞、CD8+TCD8+T细胞细胞 B1B1细胞、细胞、B2B2细胞细胞 功能功能介导细胞免疫、参与辅助介导细胞免疫、参与辅助体液免疫体液免疫 介导体液免疫、参与抗介导体液免疫、参与抗原提呈原提呈 一、免疫应答的概念和基本过程（一）概念 免疫应答是指免疫系统接受抗原物质
17、刺激后，免疫细胞对抗原的识别、自身活化、增殖、分化及产生特异性免疫效应的全过程v T淋巴细胞介导的免疫应答称为细胞免疫应答v B淋巴细胞介导的免疫应答称为体液免疫应答v 通过免疫应答机体及时地清除了抗原性异物，维持机体的生理平衡和稳定v 但在某些情况下，免疫应答也可对机体造成伤害，引起超敏反应或其他免疫性疾病（二）免疫应答的基本过程（二）免疫应答的基本过程二、体液免疫v 是指由B淋巴细胞介导的特异性免疫应答v 主要是通过B淋巴细胞接受抗原刺激后产生的抗体来发挥免疫效应（一）抗体产生的一般规律 初次应答再次应答潜伏期长（12周）短（12 天）抗体含量少多抗体效价低，亲和力低高，亲和力高抗体类型I
18、gMIgG维持时间短常初次应答和再次应答的比较v抗体产生规律的临床意义指导预防接种，制订最佳计划免疫方案血液中IgM升高可作为传染病早期感染诊断依据之一检测抗体含量变化可了解病程及评估疾病转归（二）体液免疫的生物学效应1.中和毒素2.中和病毒 3.抑制细菌吸附 4.调理作用 5.介导ADCC作用 6.激活补体 三、细胞免疫v是指由T淋巴细胞介导的特异性免疫应答vT淋巴细胞接受抗原刺激后活化增殖为效应T细胞，通过效应Tc细胞的细胞毒作用及效应Th1细胞分泌细胞因子发挥细胞免疫效应v细胞免疫主要针对细胞内的抗原物质发挥免疫作用（一）效应T细胞的生物学效应 1.效应CTL细胞的细胞毒作用 2.效应T
19、h1细胞介导的炎症反应 （1）干扰素(IFN-)活化单核巨噬细胞，增强其吞噬能力；活化NK细胞的活性（2）白细胞介素2(IL-2)促进Tc细胞增殖分化为效应Tc细胞；刺激Th细胞增殖、分化，分泌IL-2、IFN-和TNF-；增强NK细胞和巨噬细胞 的杀伤活性（3）肿瘤坏死因子(TNF-)炎症作用和杀伤靶细胞；抗病毒作用；激活中性粒细胞（二）细胞免疫的作用1.抗感染 对细胞内寄生的病原微生物，如结核分枝杆菌，麻风分枝杆菌，病毒及某些真菌等主要通过细胞免疫来清除2.抗肿瘤 细胞免疫在抗肿瘤中起着极为重要作用3.免疫病理损伤 v免疫耐受是指机体免疫系统接受某种抗原刺激后产生的特异性无应答状态v主要由
20、抗原和机体两方面的因素决定1.抗原方面 小分子非聚合物抗原容易形成免疫耐受。抗原经静脉注射最易引起免疫耐受，腹腔注射次之，皮下、肌肉注射最不易引起免疫耐受2.机体方面 免疫耐受与机体免疫系统发育成熟程度有关，合理进行免疫耐受的人工诱导对自身免疫病、超敏反应和器官移植排斥反应的防治具有重要意义 五、免疫调节 免疫调节是维持机体免疫功能处于正常状态的关键，机体主要通过以下几个方面来调节免疫应答1.抗原、抗体的调节 2.免疫细胞的调节 3.神经内分泌系统的调节小 结体液免疫细胞免疫介导细胞 B细胞T细胞作用对象细胞外游离抗原 细胞外游离抗原 效应产物 抗体效应Th1、Tc、细胞因子 作用范围全身局部
21、生物学效应 抗感染、抗肿瘤、介导型、型、型超敏反应及某些自身免疫病 抗细胞内寄生感染、抗肿瘤、介导型超敏反应及某些自身免疫病 一、固有免疫v 固有免疫是人类在长期的种系发育和进化过程中逐渐形成的抵抗病原生物侵害的功能，又称先天性免疫或非特异性免疫v 特点是生来就有，可以遗传 人人都有，无个体差异 对病原生物广泛抵抗，无特异性v 固有免疫由屏障结构、吞噬细胞、体液中的抗微生物物质三部分组成（一）屏障结构1.皮肤黏膜屏障 完整健康的皮肤黏膜能够抵抗病原生物侵入，呼吸道黏膜的纤毛也能排除病原体，汗液中的乳酸、胃液中的胃酸、酸性的阴道分泌液均具有杀菌作用 皮肤黏膜表面的正常菌群对病原微生物也具有拮抗作
22、用，能阻止或限制外来微生物的定居和繁殖2.血脑屏障 主要由软脑膜、脑毛细血管壁和壁外胶质膜组成。能阻止病原生物及其代谢产物从血液进入大脑或脑脊液，从而保护中枢神经系统。小儿血脑屏障发育不完善，因此，较成人更易发生颅内感染3.血胎屏障 由母体子宫内膜的基蜕膜和胎儿绒毛膜滋养层细胞共同组成。能防止病原生物及代谢物从母体进入胎儿体内，保护胎儿免受感染 在妊娠的前三个月血胎屏障发育尚不完善，孕妇如感染某种病原生物，可经胎盘进入胎儿体内，导致胎儿畸形、流产、死胎等（二）吞噬细胞v 病原生物突破皮肤黏膜屏障进入组织后，机体的吞噬细胞可发挥吞噬作用，杀伤进入体内的病原体1.吞噬细胞的种类 包括血液中的单核细
23、胞、中性粒细胞和组织中的巨噬细胞2.吞噬过程3.吞噬的结果 （1）完全吞噬（2）不完全吞噬（3）损伤组织（4）提呈抗原（三）体液中的抗微生物物质1.补体（Complement，C）（1）概念：补体是存在于正常人或动物体液中的一组具有酶活性的球蛋白 v补体的成分较复杂，包括30多种可溶性蛋白和膜结合蛋白，因此又称为补体系统v主要成分有ClC9，D、B、P因子等。补体占血浆球蛋白总量的1015（2）补体系统的性质 补体性质不稳定，5630分钟即可失去活性，此称为补体的灭活（3）补体系统的激活：补体系统的激活是补体各成分在激活物质的作用下，按一定顺序、通过连锁反应来完成的v补体系统激活的途径主要有经
24、典途径和旁路途径项目经典途径旁路途径激活物质 抗原抗体复合物 细菌脂多糖、酵母多糖等 参与成分 C1C9 C3，C5C9，B、D、P因子 激活顺序C1、C4、C2、C3、C5C9 C3、C5C9 激活时间 晚，需抗体产生后才能被激活 早，细菌进人机体后立即被激活 免疫作用参与特异性体液免疫的效应阶段 参与非特异性免疫，在感染早期起作用 经典途径与旁路途径的比较补体成分 生物学作用 作用机制 C56789 细胞毒作用 嵌入细胞膜，使细胞膜穿孔、内容物流出 C3b调理作用两端分别与微生物、吞噬细胞结合，促进吞噬作用C3b免疫粘附作用 将免疫复合物粘附到红细胞上，便于被吞噬清除C3b、C4b 中和病
25、毒作用 封闭病毒与易感细胞结合位点 C5a 炎症介质作用 使肥大细胞释放组胺，平滑肌收缩，毛细血管扩张 C3a、C5a 趋化作用 吸引中性粒细胞至炎症部位 补体的生物学作用2.溶菌酶 由巨噬细胞产生的一种碱性蛋白质，广泛分布于血清及泪液、唾液、鼻涕等分泌液中，其作用是溶解破坏革兰阳性菌的细胞壁肽聚糖，使细菌裂解，从而杀伤细菌 中性粒细胞、巨噬细胞中也有溶菌酶，对吞噬杀菌有重要意义。在抗体与补体的参与下，溶菌酶也可溶解某些革兰阴性菌3.干扰素(IFN)由病毒感染的细胞或效应T细胞等产生的一种糖蛋白，作用于临近细胞后能诱导细胞产生抗病毒蛋白，抑制病毒的复制，从而能保护易感细胞，限制病毒的扩散二、适
26、应性免疫v适应性免疫又称特异性免疫v是个体受抗原物质刺激引起的免疫应答，或被直接输入特异性抗体等免疫所形成的免疫力v适应性免疫特点 是后天获得，不能遗传，有明显的针对性、记忆性和个体差异，故又称为获得性免疫v机体的适应性免疫包括体液免疫和细胞免疫（一）体液免疫抗感染的特点 1.是通过抗体来清除病原微生物，参与的抗体类型是IgG、IgM、SIgA，在抗感染中起主要作用的是IgG 2.既可发挥直接抗感染作用 （中和细菌外毒素，中和病毒）也可发挥间接抗感染作用（抗体与病原体结合后，联合补体、吞噬细胞等将病原体清除）3.主要对细胞外生长的病原体起作用，对胞内微生物和真菌、寄生虫等较大的病原体较难发挥抗
27、感染作用（二）细胞免疫抗感染的特点1.是通过效应细胞发挥作用。CD8+Tc能直接杀伤靶细胞；CD4+Th1能释放淋巴因子，通过激活巨噬细胞、NK细胞杀伤受感染的靶细胞 2.产生免疫效应缓慢，需4872小时发挥作用3.主要针对细胞内病原微生物的感染发挥作用，如病毒、真菌、结核分枝杆菌、沙门氏菌、军团菌等小 结v 抗感染免疫是机体抵抗病原生物感染的一系列防御功能，包括固有免疫和适应性免疫。v 固有免疫特点是生来就有，可以遗传；人人都有，无个体差异；对病原生物广泛抵抗，无特异性。v 固有免疫由屏障结构、吞噬细胞、体液中的抗微生物物质三部分组成。v 适应性免疫是个体在生活过程中，受某种病原微生物等抗原物质刺激引起的免疫应答，或被直接输入特异性抗体等免疫物质所形成的免疫力。v 适应性免疫特点是后天获得，不能遗传，有明显的针对性、记忆性和个体差异，故又称为获得性免疫。机体的适应性免疫包括体液免疫和细胞免疫。
