第九章 传染与免疫

第九章传染与免疫研究内容：病原微生物与其宿主之间的相互关系。理论与实践意义：人类和动物传染病的防治，是微生物学发展的主要动力；免疫学是当前生命科学领域中发展最快、影响最大的学科之一，衍生出大量新的分支学科、边缘学科和应用学科；免疫学方法对生命科学的各个重要理论研究领域有极其重要的作用；免疫学方法和技术对各种疾病的临床诊断、法医检验、生化测定、医疗保健、生物制品的生产、肿瘤防治、定向药物的研制以及反细菌战等各项实际应用领域都有极其重要的作用。第一节传染一、传染与传染病传染病：由有生命力的病原体引起的疾病，与由其它致病因素引起的疾病在本质上是有区别的。病原微生物，或病原体：寄生于生物(包括人)机体并引起疾病的微生物传染，又称感染：机体与病原体在一定条件下相互作用而引起的病理过程。疾病非传染性疾病传染性疾病–具体内容：外源或内源的少量寄生物突破其宿主的“三道防线”后，在宿主的一定部位生长繁殖，并引起一系列病理生理过程，寄生物如果长期保持潜伏状态或亚临床的感染状态，传染病就不至于发生；如果环境条件有利于寄生物的大量繁殖，并随之产生大量的酶和毒素来损害其宿主，则宿主就患了传染病。二、决定传染结局的因素（一）病原体1、毒力2、数量3、侵入门径（二）宿主的免疫力（三）环境因素三、传染的可能结局第二节非特异免疫非特异免疫，是机体的一般生理防卫功能，是在种系发育过程中形成的，由先天遗传而来，防卫任何外界异物对机体的侵入而不需要特殊的刺激或诱导。主要包括生理屏障、细胞因素和体液因素。非特异免疫的组成: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、自然杀伤细胞炎症反应:免疫的综合作用等一、生理屏障1.皮肤与粘膜：1）机械的阻挡和排除作用：健康机体的外表面覆盖着连续完整的皮肤和粘膜结构，其外面的角质层是坚韧的，不可渗透的，组成了阻挡微生物入侵的有效屏障。机体的机械方式如纤毛运动、咳嗽和喷嚏排除异物2)分泌液中所含化学物质有局部抗菌作用：各种分泌液中的杀菌成分；呼吸道、消化道、泌尿生殖道表面粘膜所分泌的粘液的化学性屏障作用。眼泪、唾液和尿液的清洗作用；3）共生菌群人的体表和与外界相通的腔道中存在大量正常菌群，通过在表面部位竞争必要的营养物，或者产生如大肠杆菌素、酸类、脂类等抑制物，而抑制多数具有疾病潜能的细菌或真菌生长。临床上长期大量应用广谱抗菌素，肠道内对药物敏感的细菌被抑制，破坏了菌群间的拮抗作用，则往往引起菌群失调症，如耐药性金黄色葡萄球菌性肠炎。2.生理上的屏障结构体内的某些部位具有特殊的结构而形成阻挡微生物和大分子异物进入的局部屏障，对保护该器官，维持局部生理环境恒定有重要作用。1）血脑屏障：主要由软脑膜、脉络丛、脑毛细血管壁及其外的脑星形细胞组成，具有细胞间连接紧密、胞饮作用弱的特点，可阻挡病原体及其有毒产物从血液透入脑组织或脑脊液，保护中枢神经系统的稳定。2）血胎屏障：由怀孕母体子宫内膜的基蜕膜和胎儿的绒毛膜滋养层细胞共同组成，当它发育成熟（一般在妊娠3个月）后，能阻挡病原微生物由母体通过胎盘感染胎儿，但并不妨碍母子间的物质交换。婴幼儿因其血脑屏障还未发育完善，故易患脑膜炎或流行性乙型脑炎等传染病。二、细胞因素主要是指体内的各种吞噬细胞吞噬病原体及其它各种异物的能力。吞噬细胞的种类：多形核白细胞和单核细胞吞噬细胞的功能：吞噬细胞具有吞噬入侵的病原微生物等颗粒的能力。三、体液因素正常体液和组织中抵抗病原体的成分：补体系统、干扰素、溶菌酶等1、补体系统存在于正常机体体液中的非特异性的血清蛋白，包括30余种蛋白质成分，主要由肝细胞和巨噬细胞产生。通常以无活性形式存在于正常血清和体液中。补体能被任何的抗原-抗体复合物激活，由无活性形式转变为对病原体具有杀灭作用的活性形式，称为补体激活。2、干扰素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。具有广谱抗病毒的功能第三节特异性免疫特异性免疫：机体在生命过程中接受抗原性异物刺激后（如微生物感染或接种疫苗）产生的免疫应答反应，又称获得性免疫。特点：获得性、高度特异性、记忆性、个体差异性获得方式：自动免疫被动免疫自然的显性或隐性感染经胎盘或乳汁由母体传递给婴儿人工的接种疫苗输入免疫细胞、抗血清或其它制剂免疫应答1.定义：仅指特异性免疫的进行过程。这是一个从抗原的刺激开始，机体内的抗原特异性淋巴细胞识别抗原后，发生了活化、增殖、分化等一系列变化，并表现出一定的体液免疫或细胞免疫效应的过程2.免疫应答的类型–1）细胞免疫机体在抗原刺激下，依赖胸腺的T细胞发生增殖、分化，进而直接攻击靶细胞或间接释放一些淋巴因子的免疫作用–2）体液免疫机体受抗原刺激后，来源于骨髓的B细胞进行增殖并分化为浆细胞，由它合成抗体并释放到体液中发挥其免疫作用3.免疫应答的过程–感应阶段–增殖和分化阶段–效应阶段4.免疫应答的特征–识别异己–特异性–记忆性一、免疫系统免疫系统是获得性免疫的物质基础，包括免疫器官、免疫细胞、免疫分子。1、免疫器官：中枢免疫器官免疫细胞发生、分化和成熟的场所，包括骨髓、胸腺、法氏囊（鸟类）等。外周免疫器官免疫细胞居住和发生免疫应答的场所，包括淋巴结、脾脏和粘膜相关淋巴组织。2、免疫细胞指一切具有免疫功能的细胞，主要包括淋巴细胞、粒细胞、单核细胞和巨噬细胞。它们均来自骨髓多能干细胞。免疫活性细胞：仅指一类能接受抗原刺激，并引起特异性免疫反应的细胞。主要指T细胞和B细胞。T细胞：起源于骨髓，在胸腺中成熟，然后转移到外周淋巴器官，其功能是执行细胞免疫。B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。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。3、免疫分子：主要指抗原及抗体1、侵袭力(invasiveness)：病原菌突破宿主防线，并能于宿主体内定居、繁殖、扩散的能力，称为侵袭力。毒力，又称致病力。表示病原体致病能力的强弱。对细菌而言，包括吸附、侵入、定殖、扩散、抵抗、毒素等因素（1）吸附和侵入能力：细菌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。在原处生长繁殖并引起疾病：霍乱弧菌侵入细胞内生长繁殖并产生毒素，使细胞死亡，造成溃疡：痢疾志贺氏菌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：溶血链球菌淋病奈瑟氏球菌：菌毛可使其吸附于尿道粘膜上皮的表面而不被尿液冲走；变异链球菌、乳杆菌：牙齿表面粘连成菌班，造成龋齿。（2）繁殖与扩散能力通过水解性酶类（透明质酸酶、胶原酶、链激酶等），使组织疏松、通透性增加，有利于病原菌扩散。（3）对宿主防御机能的抵抗能力a）细菌的荚膜和微荚膜具有抗吞噬和体液杀菌物质的能力，有助于病原菌在体内存活，例如肺炎球菌的荚膜。b）致病性葡萄球菌产生的血浆凝固酶有抗吞噬作用；c）分泌一些活性物质如溶血素，抑制白细胞的趋化作用；d）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(toxin)细菌毒素按其来源、性质和作用的不同:外毒素、内毒素病原细菌，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素，如破伤风痉挛毒素、白喉毒素等；也有存于胞内当细菌溶解后才释放的，如痢疾志贺菌的肠毒素。（1）外毒素（exotoxin）：特点：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。类毒素（toxoid）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0.3-0.4%甲醛处理，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类毒素，常用来预防注射。也可用类毒素注射动物（如马），以制备外毒素的抗体，称为抗毒素，作治疗用。（2）内毒素（endotoxin）革兰氏阴性菌的细胞壁物质，主要成分是脂多糖(LPS)，于菌体裂解时释放；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；各种革兰氏阴性菌的内毒素作用相似，且没有器官特异性。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化学成分蛋白质脂多糖(LPS)释放时间一般随时分泌菌体死亡裂解后释放致病特异性不同外毒素各不相同不同病原菌的内毒素作用基本相同毒性强*弱抗原性完全抗原，抗原性强不完全抗原，抗原性弱制成类毒素能不能热稳定性差耐热性强外毒素与内毒素的比较：*1mg肉毒毒素纯品可杀死2亿（2000千万）只小鼠或一百万只豚鼠，中毒的死亡率几近100%，但及时注射抗毒素及对症治疗可使之降低。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。病原体数量不同病原体引起宿主致病所需的数量是不同的。伤寒沙门氏菌：108-109个/宿主霍乱弧菌：106个/宿主痢疾志贺氏菌：7个/宿主侵入门径消化道感染呼吸道感染泌尿生殖道感染创口感染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，传统的免疫概念是机体抵抗病原微生物的能力，即抗传染免疫。随着科学的发展，免疫的的现代概念已大大超出了抗传染免疫的范围。实际上，机体除了对微生物的刺激，能发生免疫反应外，对一切抗原异物甚至改变了的自身成分也能发生反应，并且反应的结果可能是对身体有利的，也可能是有害的。–宿主的免疫力（immunity）：免疫是机体识别和排除抗原性异物的一种保护性功能。–免疫功能包括：免疫防御(immunologic)、免疫稳定、免疫监视–宿主的免疫力包括：非特异性免疫和特异性免疫；特异性免疫又分为细胞免疫和体液免疫两种宿主的免疫力类别功能正常功能异常免疫防御抵御病原体的侵害和中和其毒素（抗传染免疫）变态反应、反复感染或免疫缺陷综合症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识别紊乱，导致自身免疫病的发生免疫监视某些免疫细胞发现并清除突变的自身细胞（癌细胞）功能失调时，导致癌变或持续感染的发生免疫功能的分类隐性传染：如果宿主的免疫力很强，而病原体的毒力相对较弱，数量又较少，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。带菌状态：如果病原体与宿主双方都有一定的优势，但病原体仅被限制于某一局部且无法大量繁殖，二者长期处于僵持状态，就称为带菌状态。这种长期处于带菌状态的宿主，称为带菌者，成为该传染病的传染源，十分危险。“伤寒玛丽”：一个健康带菌者，被证实在美国有7个地区多达1500个伤寒患者都是她传染的。显性传染：如果宿主的免疫力较低，或入侵病原菌的毒力较强、数量较多，病原菌很快在体内繁殖并产生大量有毒产物，使宿主的细胞和组织蒙受严重损害，生理功能异常，于是就出现了一系列临床症状。按发病时间的长短：急性传染：病程仅数日至数周，如流行性脑膜炎和霍乱等；多为细胞外寄生物引起！慢性传染：病程往往长达数月至数年，如结核病、麻风病等。多由细胞内寄生物引起！抗原（Antigen，Ag）定义：抗原是能诱导机体产生体液抗体和细胞免疫应答，并能与相应抗体和T淋巴细胞在体内外发生特异结合反应的大分子物质。免疫原性或抗原性抗原在体内激活免疫系统，使其产生抗体和特异效应细胞的特性。免疫反应性或反应原性抗原能与相对应的免疫应答产物（抗体及致敏淋巴细胞）发生特异结合和反应的能力。完全抗原具有免疫原性和反应原性的抗原不完全抗原或半抗原只有反应原性而没有免疫原性的抗原抗原的特性抗原的种类异物性：抗原大分子与所接触的机体的物质之间的理化性质的差异程度分子量大小：通常情况下，抗原的免疫原性与其分子量成正比化学结构与组成：在大分子中，蛋白质的免疫原性最强，其次是复杂多糖，再次是核酸、类脂物质。通常情况下，大分子的结构越复杂，免疫原性越强抗原免疫原性的物质基础抗原物