第八章 免疫学基础理论

1第二篇免疫学基础第八章免疫学基础理论2免疫学发展简史（一）免疫学的诞生免疫学是在人类与传染病斗争的过程中发展起来的。人们在长期实践中看到有很多流行性疾病，如麻疹、天花等，患病康复后很少第二次感染。免疫学于18世纪末开始，至今经历了三个发展阶段：3免疫学形成阶段（16世纪—18世纪末）16世纪（明朝）中国医生首先实践用人痘痂皮接种青少年预防天花18世纪传到亚洲、欧洲各国18世纪末，英国医生Jenner首次发明牛痘预防天花。免疫学诞生Vaccination（种痘）定为人计划“免疫接种”4EdwardJenner(1749-1822年)，13岁在Sodbury学医8年，1792年荣获医学博士学位。1796年5月14日他从挤奶女工接触牛痘而不生天花这一现象得到了启发，把牛痘的脓泡液接种于健康的男孩，待反应消退之后再用同样方法接种天花，男孩不再发病。1798年他发表了开创新纪元的牛痘疫苗的报告。这一发现当时被称为Jenner牛痘疫苗接种，是人们与天花奋斗长达200年之久的最重要的武器。1980年5月8日在日内瓦召开的第33届世界卫生大会(WHA)上宣布全球消灭天花。在免疫科学真正确立之前，Jenner的贡献是巨大的，所以人们通常把免疫学的起源归功于他。5免疫学实验研究阶段（19世纪末—20世纪中）实验室发明人工培育疫苗Pasteur（法）微生物学、免疫学创始人1880年鸡霍乱（巴氏杆菌）弱毒菌苗1882年狂犬病病毒弱毒疫苗6LouisPasteur巴斯德(1822-1895年)是一位法国化学家、微生物学家和免疫学家。1880年他发现鸡霍乱杆菌的陈旧培养物能预防鸡霍乱的感染，首先创造了减毒疫苗。为了纪念一个世纪前Jenner的功勋，他将这种方法称之为预防接种（vaccination），并将这种制剂称之为疫苗（vaccine）,相继他又创造了炭疽杆菌减毒疫苗，狂犬病的减毒疫苗，兴起了主动免疫的方法（activeimmunization）。7疫苗免疫机理研究——细胞免疫学说与体液免疫学说的争论细胞免疫学说（1890）Metchnikoff（俄1883）首次发现吞噬细胞的吞噬作用体液免疫学说（1897）Behring(德1890)、北里（日本）首次发现白喉抗毒素（血清抗体）1891年首次用抗毒素血清治好白喉病人抗体、抗原概念、血清学试验形成Erlich（德1897）提出“体液免疫学说”8ElieMetchnikoff（俄，1846-1916）细胞免疫的倡导者，他在研究游走细胞即海星幼虫细胞的游走作用时，发现能吞噬外来的异物，并观察到水蚤的血液细胞能杀灭霉菌孢子，后来在兔及人体中用各种细胞进行实验，也发现白细胞有吞噬各种细菌的作用，因此认为机体的免疫机制，主要就是以增强了吞噬功能的白细胞所发挥的吞噬作用，即细胞学说。1908年他与PaulEhrlich以关于抗体形成的侧链学说共获1908年的诺贝尔生理和医学奖。9EmilvonBehring（德，1854-1917）和北里柴三郎(日，Kitasato)用白喉脱毒外毒素注射动物（马），在动物血清中发现了一种能中和白喉外毒素的物质，称为抗毒素。以抗毒素对白喉患者进行治疗，发现此种中和毒素的能力能被动地转移给正常动物，使后者获得抗白喉毒素的免疫力，因此称这种方法为人工被动免疫法。此后很多人从免疫动物或传染病病人血清中发现了多种能和微生物或其产物发生结合反应的物质，通称为抗体，而引起抗体产生的物质称为抗原。抗原和抗体因能发生特异性结合，为诊断传染病建立了血清学诊断方法。此二人在1901年共同获得诺贝尔生理和医学奖。10现代细胞、分子免疫学研究发展阶段（20世纪中期以来）免疫概念从传统概念发展为现代概念传统概念——防御感染；有利现代概念——识别排除抗原；既有利也有不利现代免疫学完全从微生物学中独立出来理论和技术在细胞和分子水平上飞跃发展免疫学研究中有20多位学者的成果获诺贝尔奖11（三）免疫学分支学科基础免疫学免疫学免疫遗传学细胞、分子免疫学分子免疫学免疫学原理免疫生物学免疫生理学免疫病理学免疫药理学应用免疫学医学免疫学临床免疫学移植免疫学血液免疫学肿瘤免疫学繁殖免疫学兽医免疫学家禽免疫学12（四）兽医（应用）免疫学理论：免疫系统、抗原、免疫应答、抗感染免疫、变态反应、常用免疫学检测技术、免疫学在兽医学中的应用。特点：较抽象、系统性强、循序渐进。实验：目前最常用的6项实验（分4次做）目的：为动物传染病的免疫预防、诊断治疗打基础，是重要的专业基础课。13第一节免疫的概念、功能、类型一.免疫定义与基本特性定义：免疫是指机体识别和清除非自身的大分子物质，从而保持机体内外环境平衡的生理学反应．特性：１识别自身与非自身２特异性３免疫记忆14二、免疫基本功能1）抵抗感染功能（免疫防御）2）自身稳定功能（免疫稳定）3）免疫监视作用(及时排除突变细胞)15三、免疫的类型（一）非特异性免疫防御与特异性免疫1非特异性免疫防御非特异性免疫防御是机体在长期的种系发育与进化过程中逐渐建立起来的一系列防卫机能，对所有病原微生物都有防御作用，没有特殊的选择性。它受遗传控制，在个体一出生就具有。又称天然免疫（先天免疫）.162特异性免疫特异性免疫是个体在生活过程中通过隐性感染或预防接种等方式，使抗原与免疫系统的细胞相接触后而获得的防卫机能。指机体针对某一种或某一类微生物或其产物所产生的特异性抵抗力。又称后天获得性免疫。17（二）自动免疫与被动免疫1自动免疫指动物直接受病原微生物及其产物作用后，由动物机体产生免疫。（1）天然自动免疫：自然感染。（2）人工自动免疫：用人工方法注射抗原（菌苗、疫苗、类毒素）。182被动免疫指依靠已经免疫的其他机体输给的抗体而获得的免疫。（1）天然被动免疫：母源抗体。（2）人工被动免疫：用人工方法注射抗体（抗毒素、抗血清）而产生对病原体的抵抗力；19（三）细胞免疫与体液免疫细胞免疫是指致敏淋巴细胞与其相应抗原作用所产生的特异性免疫。体液免疫是抗体的免疫作用。20第二节非特异性免疫防御一、机体非特异性免疫防御的主要因素21(一）生理屏障作用1、皮肤黏膜的体表屏障——第一道防线（1）机械阻挡作用：健康的皮肤黏膜、鼻毛、呼吸道和消化道定向运动的纤毛等，都能阻挡或排除微生物。（2）分泌抑菌杀菌物质：皮肤汗腺分泌的乳酸、皮脂腺分泌的不饱和脂肪酸、胃酸等都有杀菌作用。22（3）正常菌群的拮抗作用：正常菌群一般情况下不致病，而且对病原微生物有一定的拮抗作用。如口腔中的唾液链球菌产生的过氧化氢，能抑制脑膜炎双球菌；肠道乳酸菌产生的细菌素和酸性物质，能抑制致病性大肠杆菌和金黄色葡萄球菌等病原菌的生长。同时，它们还可以刺激机体产生自然抗体，对一定病原菌有抑制作用。体表屏障对大多数病原微生物有一定的阻挡作用，但少数病原微生物如羊布氏杆菌和钩端螺旋体等，可突破此屏障，侵入机体引起感染。232、淋巴结的内部屏障——第二道防线病原微生物突破机体的防御屏障，进入机体后，它们将随着组织液及淋巴液到达淋巴结，淋巴结内的树突状细胞可将其捕获固定，继而被吞噬细胞吞噬消灭，阻止它们向组织深部扩散蔓延。243血脑、血胎的深部屏障——第三道防线（1）血脑屏障：由脑内的毛细血管壁及包于其外的神经胶质细胞构成，有阻止病原微生物和毒素等侵入脑组织的作用。（2）血胎屏障：是由母体子宫内膜的基蜕膜和胎儿绒毛膜组成。正常情况下，它不妨碍母子间的物质交换，但可阻止某些药物、病原微生物、毒素等通过血胎屏障，进入胎儿体内，从而保证了胎儿在子宫内的正常发育。25血脑屏障26（二）非特异性细胞的吞噬作用1吞噬细胞的种类（1）大吞噬细胞：包括游走及固定类型的巨噬细胞和血液及淋巴管中的单核细胞，即单核-巨噬细胞系统。（2）小吞噬细胞：即血液中的嗜中性粒细胞和嗜酸性粒细胞。272吞噬过程当病原微生物或异物进入体内时，吞噬细胞受趋化因子作用，向抗原处聚集，并通过吞噬或吞饮方式将病原微生物或异物摄入细胞内（对细菌等较大异物，直接伸出伪足将其吞入细胞内，形成吞噬体。对病毒等较小的异物，则胞膜内陷，闭合形成吞饮小体）。然后吞噬体或吞饮小体向胞浆内的溶酶体靠近，形成吞噬溶酶体。溶酶体内的溶菌酶、过氧化氢酶等能直接杀死细菌，而水解蛋白酶等将其进一步消化分解，最后将不能消化的残渣排出细胞外。28吞噬过程293吞噬结果（1）完全吞噬：大多数细菌被吞噬细胞吞噬后，可被完全彻底的消化或杀灭。（2）不完全吞噬：一些病毒和兼性细胞内寄生菌（如结核杆菌、布氏杆菌等），虽可被吞噬，但却不能被杀灭，称为不完全吞噬。这种吞噬对微生物起了一定的保护和扩散作用，从而降低了药物及体液杀菌因素的杀菌作用。30（三）正常体液因子的非特异性免疫作用在健康动物的血液、组织液、淋巴液中，含有非特异性免疫作用的多种物质，如补体、溶菌酶、干扰素等。这些物质可直接或间接杀灭或裂解病原体，其作用无选择性。当它们与特异性抗体、吞噬细胞等其他防护因子配合时，能发挥较大的免疫防护作用。311补体系统补体是正常人和动物血清中含有的非特异性杀菌物质。是一组具有酶原活性的血清球蛋白，可被抗原抗体复合物或其他因素激活的酶系统，故称为补体系统。（1）组成和性质：约占血清球蛋白总量的10%，约有30种蛋白质组成。性质不稳定，对温度敏感，56℃30min丧失活性。含量相对稳定。（2)补体系统的作用：参与非特异及特异性免疫反应，但在I、II型变态反应及自身免疫病中，也可损伤组织。322溶菌酶广泛存在于分泌液、组织液及白细胞中，尤其是在乳汁、唾液及吞噬细胞溶酶体颗粒中含量较多。是一种低分子不耐热的碱性蛋白质，能水解G+细胞壁中黏肽的糖苷键，破坏细胞壁，水分进入，最后细菌崩解。G-细胞壁黏肽外面还有一层脂多糖和脂蛋白，因而不受溶菌酶影响。目前已从新鲜鸡蛋清中提取此酶，在医药上作为抗菌剂。33溶菌酶作用343干扰素干扰素是由干扰素诱导剂作用于活细胞后，由细胞产生的一种低分子糖蛋白，能抑制多种病毒的生长和繁殖。人干扰素α干扰素（白细胞干扰素）β干扰素（成纤维细胞干扰素）γ干扰素（免疫干扰素）351干扰素的生物学活性(1)抑制病毒复制；抗病毒作用无特异性，是广谱抗病毒物质,，但其保护作用具有种属特异性。(2)抑制癌细胞分裂。(3)活化单核巨噬细胞。2作用机制本身对病毒无灭活作用,主要作用于正常细胞使其产生一种抗病毒蛋白,这种蛋白可干扰病毒mRNA的翻译,从而抑制了新病毒的合成。3应用36（四）炎症反应当病原微生物侵入机体皮下或黏膜下层时，局部经常出现炎症反应。炎症过程能减缓和阻止病原微生物向机体其他部位的扩散。因为各种类型的吞噬细胞向炎症部位聚集，使体液防御因素大量聚积，其他组织细胞死亡崩解后，释放出各种白细胞素、吞噬素、溶菌酶等，所有这些物质，对机体抵御传染都是有益的。37（五）机体组织的不感受性指某些机体组织生来就对病原微生物或其毒性产物缺乏感受性，这种不感受性并非因为病原微生物在机体内丧失了致病力，也不是由于抗体和吞噬细胞的作用造成的，而是动物组织对该种病原微生物或其毒性产物没有反应的缘故。如给龟皮下注射破伤风毒素后，不发生任何症状，但经过几个月后，取其血液注射入小白鼠体内，可使小白鼠发生破伤风而死亡。38二、影响非特异性免疫因素1、遗传因素:动物种属差异2、年龄因素:小鹅瘟,IBD,仔猪黄白痢等3、环境及应激因素:气候,温度,湿度和创伤等.39第三节特异性免疫一、免疫系统机体内参与对抗原的免疫应答，执行免疫功能的一系列器官、细胞和分子。4041（一）中枢免疫器官——免疫细胞发生、分化与成熟场所1.骨髓:位于骨髓腔,分为红髓和黄髓.功能:骨髓源生各种淋巴细胞、巨噬细胞和血细胞;是B细胞成熟的场所;是发生再次体液免疫应答的主要部位.2.胸腺功能:诱导淋巴干细胞成熟为T细胞。3.禽法氏囊功能:诱导淋巴干细胞成熟为B细胞。二、免疫器官42骨髓多能干细胞髓样干细胞淋巴样干细胞红细胞系单核细胞系粒细胞系T细胞的前体细胞B细胞的前体细胞进入胸腺Ｔ细胞腔上囊骨髓Ｂ细胞Ｂ细胞43（二）