食品免疫学

1食品免疫学主讲教师：付莉2•免疫学是一门古老又年轻的学科。•古老——在公元16世纪前就已观察到某些传染病在康复后不再患同种病（终身免疫）,如天花.•年轻——现已超出抗感染的范畴，近几十年来发展迅速，是与众多领域密切相关的主要学科。3第1章绪论1.1免疫学发展简史根据所用的技术和方法，免疫学的发展历史可分为四个时期：1.1.1免疫学的经验时期A.用人痘苗接种预防天花。16－17世纪B.接种牛痘苗预防天花。Jenner(1798年)45英国乡村医生-琴纳1798年成功地发明了牛痘苗，预防天花。EdwardJenner671.1.2、经典免疫学时期（18世纪末－20世纪中叶）LouisPasteur：1880年研制鸡霍乱疫苗RobertKoch:结核杆菌引起迟发型超敏反应科学实验时期ElieMetchnikoff：1884年发现了白细胞吞噬作用并提出细胞学说Behring：1890年发现抗白喉毒素血清Bordet：1895年发现了补体81.1.3、近代免疫学时期（20世纪中叶－60年代）A、抗体生成的克隆选择学说：免疫细胞在分化成熟过程中，能随机地形成多样性的细胞克隆（clone，即细胞系）。每一克隆只表达同一特异性的抗原受体。抗原进入机体后选择相应的细胞系与之结合、活化，使之克隆扩增，并产生大量具有相同特异性的抗体。910禁忌克隆:某种抗原胚胎期间接触相应细胞系细胞系被排除或失去活性致使机体失去针对这种抗原的反应性，形成免疫耐受性。11FrankMacfarlinBurnet伯内特(FrankMacfarlinBurnet)(1899-1985)FMBurnet澳大利亚免疫学家1958年提出抗体生成克隆选择学说121.1.4、现代免疫学时期（20世纪60年代后）1.1.4.1、免疫系统的研究A、外周淋巴细胞不是终末细胞，可以再循环；可以母细胞化，可以成为记忆细胞。B、胸腺是中枢免疫器官，T细胞的成熟与其有关。C、T-B细胞协作才能诱导B细胞产生抗体。D、胚胎期T细胞迅速增殖后又迅速凋亡，这也许与自身免疫耐受有关131.1.4.2、先天性免疫与获得性免疫的相关性Toll样受体不仅是非特异免疫的一类重要分子，也是连接非特异免疫和特异性免疫的桥梁。1.1.4.3、消化道免疫功能1.1.4.4、食品免疫学的发展食品免疫学：是免疫学的应用学科，主要研究与食品有关的免疫学知识、理论与技术。14食品免疫学研究内容：食品成分的免疫学功能肠道微生态系统的结构与功能食源性疾病的免疫学预防食品成份对人体神经内分泌免疫网络系统功能的影响151.1.4.5、免疫学技术的发展单克隆抗体技术分子杂交技术免疫印迹技术免疫检测方法的特点：特异性强；灵敏度高；操作方便；使用安全；经济快捷。161.2、免疫学理论与技术1.2.1、免疫学基本概念1.2.1.1、免疫与免疫学免疫：原意－免税，引伸为免除疾病免疫的传统概念：针对外来病原微生物产生的抗感染防御能力。现代免疫的概念：是机体识别和排除抗原性异物，维持自身稳定和平衡的一种生理功能，在正常条件下，它对机体有利；在异常条件下，也可损害机体。17免疫学（Immunology）:是研究机体免疫系统的组织结构和生理功能的一门学科。1.2.1.2、天然免疫和获得性免疫天然免疫：是生物体在长期的种系发育和进化过程中逐步形成的一系列防卫功能。特点：范围广，无特异性；出生时就具备；同种系个体人人都有，代代遗传；再次接触相同抗原，其作用不会增减；18获得性免疫：是生物个体出生后，在生活过程中与抗原物质接触后产生的一系列防卫功能。特点：具有特异性；不能遗传；再次接触相同抗原，免疫强度增强；191.2.1.3、免疫应答：是机体免疫系统对抗原刺激所产生的以排除抗原为目的的生理过程。免疫应答过程：抗原识别阶段；淋巴细胞活化阶段；抗原清除阶段；201.2.2、免疫系统的组成免疫器官；免疫细胞；免疫分子；1.2.3、免疫系统的功能：免疫防御—识别排除病原体的能力。免疫稳定—识别排除体内自身衰老、死亡、损伤细胞的功能。免疫监视—识别排除体内突变细胞的功能。21•免疫的功能221.2.4、免疫应答的特点：特异性；多样性；记忆性1.2.5、免疫学基本理论(略)1.2.6、免疫学基本技术1.2.6.1、免疫学检测技术利用抗原抗体特异性结合理论：用已知抗原查未知抗体用已知抗体查未知抗原231.2.6.2、免疫学治疗技术免疫细胞治疗：免疫分子治疗：干扰素、白细胞介素、单克隆抗体、转移因子肿瘤的治疗方法：手术疗法放射疗法化学疗法免疫疗法241.2.6.3、免疫预防技术：人工自动免疫和人工被动免疫1.3、食品免疫学基础免疫学食品免疫学营养与健康疾病与保健免疫学检测251.3.1、基础免疫学：抗原；免疫器官、组织；抗体；补体系统；细胞因子；CD抗原；免疫应答；1.3.2、营养与健康1.3.2.1、营养与系统发育营养是保证人体正常生长发育、身心健康的物质基础。儿童智力取决于：遗传；环境；智力训练；营养261.3.2.2、营养的免疫功能营养是维持机体免疫力的物质基础。1.3.2.3、营养与免疫调节营养平衡有助于提高抗氧化能力和免疫力防止基因突变防止脂质过氧化防止细胞损伤预防疾病271.3.3、疾病与保健饮食是生命基础，也是健康的基础，更是病症的基础。与膳食有关的疾病：摄入某种或某些营养素过多缺乏某种营养饮食不洁食物导致过敏(有个体差异)281.3.4、免疫学检测食品中的生物活性物质含量食品中的转基因成分食品中的益生菌、病原体及代谢产物食品中的过敏原检测291.4、食品免疫学知识的基本结构介绍免疫学发展历史介绍免疫系统的结构与功能介绍免疫系统的应答和功能调节介绍食品营养和机体免疫功能介绍免疫技术及其应用30第2章抗原2.1、抗原的概念抗原：是指能诱导机体产生抗体和致敏淋巴细胞，并能与所产生的抗体和致敏淋巴细胞在体内外发生特异性反应的物质。2.1.1抗原特性（1）免疫原性(抗原性)：抗原能刺激机体产生免疫应答，诱生机体产生抗体或致敏淋巴细胞的能力。（2）免疫反应性：抗原与其诱生的抗体或致敏淋巴细胞发生特异性结合的能力。31免疫反应性免疫原性抗体和致敏淋巴细胞机体32●半抗原：只有免疫反应性，而无免疫原性的小分子物质。如药物、多糖、类脂等。●完全抗原：既有免疫反应性，又有免疫原性的复杂大分子物质。●载体：赋予半抗原具有免疫原性的蛋白质分子，即为载体。●半抗原结合载体完全抗原33载体(Carrier，C)：大分子，Pro.等半抗原(Hapten，H)：H1、H2、H3……完全抗原(Ag)=C+nH34Ag所属物种与宿主之间的亲缘关系越远越强小鼠抗原小鼠自身其它小鼠狗植物、微生物弱强2.1.2影响抗原分子免疫原性的因素2.1.2.1异已性：35•2.1.2.2、理化性质•(1)化学性质•天然抗原多为大分子有机物。一般蛋白质是良好的抗原。•多糖及多肽也具有一定的免疫原性。36（2）分子量大小•要求分子量一般在104U以上。•（3）化学结构的复杂性•必须有较复杂的化学组成和特殊的化学基团（要含有大量的芳香族氨基酸）。•（4）物理状态•聚合状态的蛋白质较其单体免疫原性强，颗粒性抗原强于可溶性抗原。372.1.2.3、佐剂定义：与抗原一起或预先注射能增强机体免疫应答或改变应答类型的物质。弗氏佐剂完全不完全石腊油+羊毛脂石腊油+羊毛脂+卡介苗（结核菌素）佐剂作用机制改变抗原物理性状促进巨噬细胞加工递呈抗原的能力刺激淋巴细胞增殖和分化382.2、抗原决定簇（表位）抗原决定簇：（antigenicdeterminant）是指存在于抗原分子中决定抗原特异性的特殊化学基团。抗原效价：与抗体分子相结合的抗原决定簇的总数。39决定簇：H1、H2、H3……抗原效价数：840抗原决定簇结合相应淋巴细胞表面受体相应抗体抗原决定簇是免疫细胞识别的标志及免疫反应具有特异性的物质基础。412.3、抗原的种类•一、根据抗原与机体的亲缘关系分类•1.异种抗原：与宿主不是同一种属的抗原物质称为异种抗原。•2.同种异型抗原：同种间不同个体的特异性抗原。•3.自身抗原：能诱导宿主发生自身应答的物质称为自身抗原。（眼晶体蛋白、精原细胞中的蛋白）4243•二、根据抗原刺激机体发生免疫应答过程中是否需要T细胞的协助分类•1.胸腺依赖性抗原（thymusdependentantigen，TD-Ag）：需要T细胞参与才能诱导免疫应答的抗原称为胸腺依赖性抗原。•2.胸腺非依赖性抗原（thymusindependentantigen，TI-Ag）：可直接激活B细胞的抗原称为胸腺非依赖性抗原45•三、依据抗原是否在抗原提呈细胞内合成•1.内源性抗原：指在抗原提呈细胞内新合成的抗原。(如：病毒蛋白、肿瘤抗原)•2.外源性抗原：非抗原提呈细胞自身所产生的抗原。(如：细菌、移植的细胞)46三、其他分类方法1.根据抗原组成不同分蛋白质抗原、脂蛋白抗原等2.根据抗原性质分完全抗原、半抗原3.根据抗原获得方式分天然抗原、人工抗原和合成抗原等472.4、医学上重要的抗原物质•一、病原微生物及其代谢产物•各种病原微生物的化学组成复杂，是含有多种抗原决定簇的复合物。•细菌的代谢产物有些也是良好的抗原，如细菌外毒素。外毒素机体产生抗毒素注入甲醛脱毒类毒素（失去毒性，保留免疫原性）48二、动物免疫血清动物免疫血清对人体具有两重性。①提供了特异性抗体，中和细菌的外毒素，防治疾病。②是异种蛋白质，可引起超敏反应。类毒素免疫动物（动物免疫血清）注入人体动物血清中含大量抗毒素（特异性治疗和紧急预防用）49•三、同种异型抗原•红细胞抗原（ABO血型系统、RH血型系统）、白细胞抗原•四、自身抗原•能引起自体发生免疫应答的自身成分称为自身抗原。•五、肿瘤抗原•细胞在癌变过程中出现的新抗原及过度表达的抗原物质的总称。•可分为肿瘤特异性抗原和肿瘤相关抗原(甲胎蛋白与肝癌)。50•六、超抗原（superantigen，SAg）•1.概念•一类可直接结合抗原受体，只需极低浓度即可激活2%～20%T细胞或B细胞克隆，并诱导强烈免疫应答的物质。即超抗原。52•2.5、共同抗原和交叉反应•共同抗原：•两种不同的物质间有相同或相似的表位（抗原决定簇），称为共同抗原。•交叉反应：•抗体与具有相同或相似表位的其他抗原之间的反应，称交叉反应。53特异性反应54第3章免疫器官和免疫细胞免疫系统的组成：•一、免疫器官•中枢：胸腺、法氏囊（鸟类）、骨髓•周围：脾脏、淋巴结、粘膜相关淋巴组织•二、免疫细胞•造血干细胞、淋巴细胞、单核吞噬细胞、粒细胞、肥大细胞、树突状细胞等•三、免疫分子•抗体、补体、细胞因子等55•3.1免疫器官：•3.1.1、中枢免疫器官：是各类免疫细胞发生、分化和成熟的场所。•3.1.1.1、胸腺：T细胞分化发育成熟的场所。•（1）胸腺的结构•胸腺被膜•实质胸腺小叶皮质•(基本结构单位)髓质56实质：胸腺细胞；基质细胞（树突状细胞、上皮细胞、巨噬细胞）57•胸腺实质胸腺细胞•基质细胞•胸腺细胞：未成熟及成熟的T细胞•（处在不同发育阶段）•基质细胞：胸腺上皮细胞•巨噬细胞•树突状细胞等58•（2）胸腺的功能•1.培育和输出成熟的T细胞淋巴干细胞进入胸腺大部分凋亡趋化因子髓质（5%）外周免疫器官特定的胸腺依赖区T细胞亚群（具不同功能）1%皮质（95%）59602.产生胸腺激素包括胸腺血清因子、胸腺素、胸腺生成素和胸腺体液因子等。作用：前T细胞分化为成熟的T细胞增强或调节外周成熟T细胞的功能613.1.1.2、法氏囊（BursaofFabricius）鸟类泄殖腔背侧的囊状组织，结构与胸腺相似。是鸟类B细胞发育成熟的中枢免疫器官。623.1.1.3、骨髓多能干细胞骨髓BC3.1.2外周免疫器官淋巴细胞和其他免疫细胞定居、增殖以及产生免疫应答的场所63实质皮质髓质：髓窦和髓索：B细胞、浆细胞、网状细胞和巨噬细胞浅皮质：深皮质：T细胞、巨噬细胞淋巴滤泡－B细胞、树突状细胞、CD4＋T细胞–生发中心（胸腺非依赖区）被膜（副皮质区）（胸腺依赖区）3.1.2.1淋