第9章 传染与免疫

微生物生态----复习•微生物的分布•微生物与生物环境间的关系•微生物与自然界的物质循环•微生物与环境保护第九章传染与免疫第九章传染与免疫本章重点掌握：1、决定传染结局的三大因素2、病原体发生传染具备的三个条件3、非特异性免疫和特异性免疫了解：1、免疫学方法及其应用2、免疫类生物制品•传染与免疫是代表病原微生物与其宿主相互关系两个方面，这是上一章中关于寄生关系内容的进一步深化。第一节传染一、传染与传染病病原微生物，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。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。疾病非传染性疾病传染性疾病二、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性免疫非特异免疫，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、共生菌群细胞因素:吞噬细胞、自然杀伤细胞体液因素:溶菌酶、补体、干扰素炎症反应: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。*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。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。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。多形核白细胞：存在于血液核骨髓中，含大量溶菌酶，以嗜中性粒细胞最重要巨噬细胞：存在于血液、淋巴核多种组织中的大型单核细胞具有吞噬作用、杀菌作用、抗原递呈作用、免疫调节作用、抗癌作用三、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。补体的生物学功能：溶解和杀伤细胞；趋化作用；免疫粘附作用；中和病毒；过敏毒素（促进炎症）作用。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干扰素作用于宿主细胞，使之合成抗病毒蛋白、控制病毒蛋白质合成，影响病毒的组装释放，具有广谱抗病毒功能；同时，还有多方面的免疫调节作用。四、炎症炎症是机体受到有害刺激（包括各种理化因素，但以病原微生物感染为主）时所表现的一系列局部和全身性防御应答，可以看作是非特异免疫的综合作用结果，其作用在于清除有害异物、修复受伤组织，保持自身稳定性。内、外源性热原物质作用于下丘脑导致发热（发烧）吞噬细胞的溶酶体酶释放或泄漏会损伤自身组织成分各种毒性产物与活性介质将刺激正常机体组织死亡白细胞与破坏裂解的靶细胞共同酿成脓液（化脓）红、肿、痛、热和功能障碍是炎症的五大特征（炎症）炎症既是一种病理过程，又是一种防御病原体的积极方式：动员了大量的吞噬细胞聚集在炎症部位；血液中的抗菌因子和抗体发生局部浓缩；死亡宿主细胞的堆积可释放抗微生物物质；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；适度的体温升高可以加速免疫反应的进程；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、抗血清或其它制剂治标治本一、免疫系统•免疫系统是获得性免疫的物质基础，包括•1、免疫器官•2、免疫细胞•3、免疫分子：主要指抗原及抗体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：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。T细胞调节性T细胞效应性T细胞辅助性T细胞：促使B细胞活化为浆细胞抑制性T细胞：抑制其它T细胞和B细胞的活性迟发型超敏T细胞：结合抗原后释放淋巴因子，引起迟发型超敏反应细胞毒T细胞：杀死带抗原的靶细胞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：主要指抗原及抗体膜表面分子：主要包括膜表面抗原受体、组织相容性抗原、白细胞分化抗原和粘附分子B细胞和T细胞表面有各自的特异性膜表面抗原受体，能识别不同的抗原并与之结合，启动特异性免疫。体液免疫分子：主要包括抗体、补体和细胞因子。补体和抗体分别是非特异免疫和特异免疫的主要体液成分。细胞因子具有对细胞功能的多方面调节作用，其中有些还具有细胞毒性(如肿瘤坏死因子)和抗病毒功能(如干扰素)，直接参与免疫应答的效应过程。二、免疫应答免疫应答的基本过程感应阶段反应阶段效应阶段1.感应阶段：机体接受抗原刺激的阶段抗原巨噬细胞（抗原递呈细胞，APC）T细胞细胞免疫B细胞体液免疫2.反应阶段：淋巴细胞识别抗原后，即被活化进行增殖、分化被特异性抗原激活的T细胞转化为淋巴母细胞，再增殖、分化，成为有免疫效应的致敏淋巴细胞。被特异性抗原激活的B细胞被活化后，转化为浆母细胞，再增殖、分化为浆细胞，分泌抗体。受抗原刺激的淋巴细胞，在分化过程中，还有一部分细胞在中途停顿下来，不再增殖分化，成为记忆细胞，在体内能较长时间存在。当再次受到同种抗原刺激时，能迅速分化增殖成大量致敏淋巴细胞和浆细胞，分别产生大量淋巴因子及抗体。初次免疫应答：潜伏期长，抗体多为IgM，效价低，维持时间短再次免疫应答：潜伏期短，抗体以IgG为主，效价高，维持时间长3.效应阶段：抗原成为被打击的对象B细胞介导的体液免疫：体液中的抗体与相应的抗原进行特异性结合，发挥免疫效应的过程（与抗原特异结合、激活补体、结合细胞、通过胎盘）T细胞介导的细胞免疫：致敏淋巴细胞通过与相应的抗原接触直接杀伤病原靶细胞，或释放多种可溶性的生物活性物质（淋巴因子），发挥免疫效应。第四节免疫学方法传统免疫学方法又称为血清学反应。现代免疫学方法包括体液免疫，还包括细胞免疫的各种方法。一、抗原、抗体反应的一般规律1、特异性2、可逆性3、定比性4、阶段性5、条件依赖性（一）凝集反应细菌和红细胞等颗粒性抗原，当与相应抗体特异结合后，在适量电解质存在的条件下，可逐渐聚集，出现肉眼可见的凝集现象称为凝集反应。反应中的抗原称为凝集原，抗体称为凝集素.在实际操作时，一般要稀释抗体。具体的方法有直接法、间接法。二、抗原、抗体间的主要反应早在1896年，Widal就利用伤寒病人血清与伤寒杆菌发生特异性凝集的现象成功地诊断伤寒病。1900年Landsteiner在特异血凝现象的基础上发现了人类ABO血型，于1930年获得诺贝尔生理学和医学奖。一个世纪以来，这些经典的血清学方法一直沿用至今，并继续造福于人类。根据凝集反应的原理，以后又发展建立了各种间接凝集试验、间接凝集抑制试验以及固相免疫吸附血凝试验等新方法。（二）沉淀反应沉淀反应是指可溶性抗原（细菌培养滤液、细胞或组织的浸出液、血清蛋白等）与相应抗体在液相中特异结合后，形成的免疫复合物受电解质影响出现的沉淀现象。反应中的抗原称为沉淀原，可以是类脂、多糖或蛋白质等；抗体称为沉淀素。在操作时，一般要稀释抗原。早在1897年，Kmus发现鼠疫杆菌的培养滤液能与相应抗血清发生沉淀反应。一个世纪以来，沉淀反应这一古老的经典抗原抗体反应，经过不断改进和发展，至今仍然是生物医学研究领域和临床检验工作中常用的、简便可靠的一种免疫学试验方法。就广义而言，目前广泛应用的各种高度灵敏和特异的标记免疫检测技术，如免疫荧光、放射免疫分析及酶免疫分析技术等，也都是在沉淀反应的基础上发展建立起来的。经典方法现代方法环状沉淀反应絮状沉淀反应单向琼脂扩散法双向琼脂扩散法对流免疫电泳法火箭电泳法双向免疫电泳法沉淀反应的主要方法（三）补体结合试验：可用于检测未知抗体或抗原(四）中和试验中和试验是免疫学和病毒学中常用的一种抗原抗体反应试验方法，用以测定抗体，中和病毒感染性或细菌毒素的生物学效应。凡能与病毒结合，使其失去感染力的抗体又称中和抗体。能与细菌外毒素结合，中和其毒性作用的抗体称为抗毒素。中和试验可以在敏感动物体内(包括鸡胚)，体外组织(细胞)培养或试管内进行。观察特异性抗体能否保护易感的试验动物死亡，能否抑制病毒的细胞病变效应或中和毒素对细胞的毒作用；以及测定抗体的其他生物学效应。第五节生物免疫制品人工自动免疫人工被动免疫常规疫苗新型疫苗疫苗（活疫苗、死疫苗）类毒素自身疫苗亚单位疫苗化学疫苗多肽疫苗基因工程疫苗基因疫苗抗抗体疫苗特异性免疫治疗剂免疫调节剂抗毒素抗病毒血清抗菌血清免疫球蛋白制剂免疫核糖核酸转移因子白细胞介素胸腺素等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