第三章免疫学原理在疾病诊断和防治中的应用-海南省首届科技

第一节海水鱼类及其他动物的免疫概念一、水产动物免疫及其主要功能1.水产动物免疫1）免疫（ImmunisImmune,Immunity）：指生物机体识别自身和异己物质，对自身物质形成天然免疫耐受，对异己物质产生清除作用的一种生理反应.简单说，免疫是机体对病原产生抵抗力，使其免受感染的过程。正常：免疫对机体有利，可产生抗感染、抗肿瘤等维持机体生理平衡和稳定的免疫保护反应；异常：免疫可对机体造成伤害，如超敏反应、自身免疫疾病和肿瘤等。2）水产动物免疫学（Immunology）：指研究水产养殖动物免疫系统的组织结构与生理功能的一门新兴学科。Chapter3.免疫学原理在疾病诊断和防治中的应用2.抗原与抗体的概念1)抗原：凡是能够刺激机体产生抗体和致敏淋巴细胞，并能与之结合引起特异性免疫反应的物质，称为抗原。2)抗体：机体免疫活性细胞受抗原刺激后，在体液中出现的由浆细胞产生的一类能与相应抗原发生特异性结合的球蛋白。简单说，抗体是一种免疫球蛋白(Immunoglobulin,Ig)Chapter2.免疫学原理在疾病诊断和防治中的应用3.免疫反应的功能1)免疫防御：为机体清除异己物质的一种免疫保护功能。正常：抗感染（消灭病原生物、中和毒素）异常：（过高）变态反应(超敏反应)；（过低）免疫缺陷症变态反应：某些抗原或半抗原再次进入致敏机体，在体内引起特异性体液或细胞免疫反应，由此导致组织损伤或生理功能紊乱。免疫缺陷症：指机体免疫系统由于先天性发育不良或后天遭受损伤所致的免疫功能降低或缺乏的系统综合症。Chapter2.免疫学原理在疾病诊断和防治中的应用2)免疫稳定：机体免疫系统维持内环境相对稳定的一种生理功能。正常：消除体内衰老的和被破坏的细胞异常：（过高）自身免疫病自身免疫病：自身抗体或自身致敏淋巴细胞攻击自身靶抗原细胞和组织，使其产生的病理性改变或功能障碍。3)免疫监督：机体免疫系统识别、清除体内突变、畸形的细胞和病毒感染细胞的一种生理保护作用。正常：识别和消除突变细胞异常：（过低）易生恶性肿瘤、病毒持续感染。免疫：水产动物免疫的基本概念二、免疫系统的组成中枢免疫器官：骨髓、胸腺、法氏囊（禽类）免疫器官外周免疫器官：淋巴结、脾、黏膜相关的淋巴组织造血干细胞淋巴细胞：T淋巴细胞、B淋巴细胞、第三淋巴细胞群[自然杀伤细胞(NK细胞)、淋巴因子激活的杀伤细胞(LAK细胞)]免疫免疫细胞抗原提呈细胞：单核吞噬细胞、树突细胞、并指细胞、系统朗罕细胞、B细胞其他免疫细胞：中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、肥大细胞、红细胞抗体免疫分子补体细胞因子：淋巴因子和单核因子（一）免疫器官1、中枢免疫器官1）骨髓(Bonemarrow)样组织：鱼类无淋巴造血的骨髓，但在软骨鱼的眶区和颅下区存在淋巴组织或骨髓样组织，可形成血细胞，具有与高等脊椎动物骨髓相似的结构与功能。真骨鱼的肾脏也属骨髓样组织，是重要的淋巴器官，具造血功能。它分为头肾（前肾）和中肾（后肾、体肾）二部分。其中头肾失去排泄功能而成为免疫器官和造血组织，为鱼类中第二个发育的免疫器官，免疫细胞的发源地(产生B细胞和红细胞等，相当于哺乳类骨髓)；此外，受抗原刺激后，头肾增生并存在抗体产生细胞，说明其为鱼类重要的抗体产生器官(相当于哺乳类的淋巴结)。2）胸腺(Thymus)：真骨鱼类的胸腺位于？，它无皮质与髓质的分界线，胸腺由结缔组织被膜环绕，实质由上皮细胞网组成，在上皮细胞网中分布由淋巴细胞、巨噬细胞、树突状细胞和成熟的浆细胞等。鱼类的胸腺是T细胞分化成熟为具免疫活性的T细胞的场所，T细胞移至外周免疫器官后，可接受抗原刺激增殖分化产生免疫效能。鱼类胸腺的结构与功能随着季节和年龄的变化而变化。免疫：水产动物免疫的基本概念2、外周免疫器官外周淋巴器官为捕捉抗原、加工处理抗原和呈递抗原的结构基础。1）脾(Spleen)：为人体最大的淋巴器官，具有造血、贮血和过滤作用，也是成熟T、B细胞移居和接受抗原刺激后产生免疫应答的主要场所。A.人类1)脾的结构和细胞组成：a.脾表面由结缔组织包裹，被膜向实质内延伸成若干小梁，脾实质由红髓和白髓组成，两者交界处为边缘区（又称为移行区）。b.白髓：由小动脉周围淋巴鞘和鞘内淋巴泡两部分组成。小动脉淋巴鞘主要含T细胞，当抗原引起细胞免疫应答时，此区明显增大。淋巴滤泡主要由B细胞构成，接受抗原刺激后可出现生发中心，内含增殖分化的B细胞。c.红髓：分布在白髓周围，由脾索和脾窦组成。脾索主要是B细胞集居区，也有巨噬细胞和树突状细胞。脾窦又称血窦，有大量的巨噬细胞和血细胞。d.边缘区：红髓和白髓交界处为边缘区，内含T细胞、B细胞和巨噬细胞。免疫：水产动物免疫的基本概念2)脾的功能：a.在胚胎期为造血干细胞增殖分化的场所，具有造血功能；b.是血液的滤过器，可以清除血中的病原微生物和自身衰老损伤的血细胞。c.为T、B细胞移居和接受抗原刺激后发生免疫应答、产生免疫效应等重要场所。脾中的淋巴细胞60%为B淋巴细胞。B.鱼类脾的结构与功能a.有颌类才有真正的脾，软骨鱼类脾较大，分化为红髓和白髓，为造血器官；硬骨鱼类无明显红髓和白髓分化，但同时有造血和免疫功能。b.与头肾相比，脾在体液免疫反应中处于相对次要的地位，其受抗原刺激后的增殖反应以弥散的方式发生在整个器官上。c.硬骨鱼类受免疫接种后，其脾、肾和肝等器官的黑色素巨噬细胞增多，并与淋巴细胞和抗体生成细胞聚集在一起形成黑色素巨噬细胞中心，它的作用有：参与体液免疫和炎症反应；对异物进行贮存、破坏和脱毒；记忆细胞原发中心；保护组织免受自由基损伤。免疫：水产动物免疫的基本概念2）粘膜淋巴组织(MucosaAssociatedLymphaticTissue,MALT)：a.鱼类皮肤、鳃和消化道等器官的上皮组织中存在的淋巴细胞、巨噬细胞和各类粒细胞等都属于MALT。当机体受到抗原刺激后，巨噬细胞可对抗原进行处理和呈递，抗体分泌细胞(Antibodysecretingcell,ASC)会分泌抗体，与粘液中的溶菌酶和补体等非特异性的保护组织一道组成抵御病原感染的防线。b.鱼类MALT相对于其系统免疫系统有一定自主性，在其免疫接种方法选择和改进中有实际意义：口服免疫后，头肾、血液和肠都出现ASC，但鳃中和皮肤粘液中无；肛门插管接种抗原后可诱导肠、皮肤粘液和胆汁中产生特异性抗体，但血清中无；腹腔免疫4周后，头肾、血液和鳃中抗体分泌同时达到峰值，而肠只有到第7周才有显著反应；颗粒抗原浸泡免疫时，皮肤摄取能力远大于鳃，因此，口腔和腹腔免疫可明显刺激系统免疫应答，浸泡和肛门免疫更适宜于诱导粘膜免疫反应。c.教材中的肠道淋巴组织也属于MALT的范畴。免疫：水产动物免疫的基本概念（二）免疫细胞免疫细胞：泛指所有参与免疫应答或与免疫应答有关的细胞及其前体细胞，包括：淋巴细胞、单核吞噬细胞及其它抗原提呈细胞、粒细胞、红细胞和肥大细胞等。鱼类免疫细胞主要存在于免疫器官、组织以及血液和淋巴液中。1。T淋巴细胞：它由一群功能不同的异质性淋巴细胞组成，在胸腺内分化成熟，为胸腺依赖性淋巴细胞(Thymusdependentlymphocyte)的简称。成熟的T细胞随血流分布于外周免疫器官，并通过血液与组织间的淋巴细胞再循环游走于全身，执行其免疫功能。其在外周血中所占淋巴细胞总数的65~80%。2。B淋巴细胞：在骨髓（骨髓样组织）中分化成熟，称骨髓依赖淋巴细胞。成熟的B细胞随血流分布于外周淋巴组织，主要功能为产生抗体，执行体液免疫。外周血中占淋巴细胞总数的10~15%。免疫：水产动物免疫的基本概念3.NK细胞它为发现较晚的一群淋巴细胞，最主要功能为非特异性杀伤靶细胞，对多种肿瘤细胞和病毒感染的细胞具较强杀伤作用。约占5~10%。4.单核吞噬细胞它包括血液中的单核细胞（Monocyte,MC）和组织中的巨噬细胞。它不仅在非特异性免疫中发挥重要作用，在特异性免疫中也是不可缺少的细胞，有吞噬杀伤、抗原递呈和合成分泌细胞因子等作用。5.其他免疫细胞除上述免疫细胞外，血液中许多细胞均直接或间接参与免疫应答过程，如中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、肥大细胞和血小板等。免疫：水产动物免疫的基本概念（三）免疫因子免疫因子：由机体细胞产生，与免疫应答有关的、分泌到体液中或存在于细胞膜表面的分子统称为免疫因子。组成：它主要包括抗体、补体系统各成分、细胞因子及免疫细胞膜分子等。细胞因子(Cytokines)：由免疫细胞和某些非免疫细胞（如纤维母细胞、内皮细胞等）合成和分泌的，具有调节多种细胞生理功能的可溶性小分子蛋白质。细胞因子种类繁多，具有多种生物学活性，在免疫系统的调控中作用重大。免疫：水产动物免疫的基本概念三、免疫的主要类型1.天然免疫定义：指机体先天具有的正常生理防御功能，对各种不同的病原微生物与异物都有排斥和屏障作用，也称非特异性免疫。如：皮肤和粘液、粘液中的溶菌酶、吞噬细胞等2.获得性免疫定义：指机体对某一种或一类微生物或其产物所产生的特异性抵抗力，它是后天的，是生物体在生长发育过程中由于自然感染或预防接种后产生的。也称特异性免疫。1)自动免疫：因感染病原或注射抗原（疫苗）而获得的免疫抗原：凡能刺激机体产生抗体和致敏淋巴细胞，并能与之结合引起特异性免疫反应的物质。2)被动免疫：从母体获得抗体或因人工注射抗体而获得的免疫免疫：水产动物免疫的基本概念3)自动免疫和被动免疫的区别：a.发生作用时间：自动免疫：慢（1-4周）；被动免疫：快（立即）b.效果：自动免疫：可刺激机体持续产生抗体，再次接收抗原刺激将表现出再次反应或反应增强被动免疫：体内抗体数量不会增多，再次接触抗原也不出现增强反应c.维持时间：自动免疫：长（半年至终生）；被动免疫：短（2-3周）d.用途：自动免疫：预防感染；被动免疫：应急治疗免疫：水产动物免疫的基本概念四、水产动物免疫的特点1.水产动物病原与人类疾病关系不大，不易引起重视；2.水产动物免疫机制依赖于外界环境变化较为明显；3.水产动物抗体与人等高等生物的已知抗体不同，其疾病的免疫学防治方法尚在探索中；4.水产动物是变温动物，其免疫学研究必须在同一条件下进行五、水产动物免疫在病害防治中的意义1.通过人工免疫或对病后有免疫力个体筛选，培育免疫新品种(SPR)；2.通过人工免疫，可有效预防流行病的发生；3.免疫防治可有效避免药物残留及化学药物对水体的污染；4.免疫防治可避免长期使用抗生素等而产生的耐药性；5.疫苗防治可维持较长的药效时间。免疫：水产动物免疫的基本概念第二节水产养殖动物的非特异性免疫鱼虾贝类的非特异性免疫因子外部屏障：皮肤和粘膜屏障作用内部屏障：血脑屏障(血胎屏障)非特异性免疫细胞：吞噬细胞（粒细胞等）细胞和体液作用体液：补体、溶菌酶等Chapter2.免疫原理及应用一、鱼虾贝类的非特异性免疫1.外部屏障1)作用：a.机械阻挡和排除作用b.具非特异性抗菌物质：溶菌酶、皮脂腺产乳酸等c.正常菌群的拮抗作用2)种类A.粘液:a.屏障保护作用(可限制病原菌运动，阻止其侵入)b.含有溶菌和杀菌的多糖类和蛋白类，如溶菌酶等B.甲壳、皮肤和鳞片等：机械屏障作用2.体内屏障血脑屏障：由脑膜、脉络丛和脑血管等组成。为大脑与躯干屏障作用：防止病原和其他异物进入大脑免疫：非特异性免疫3.非特异性免疫细胞1)吞噬细胞：包括粒细胞、巨噬细胞和单核细胞作用：受病原和宿主产生的趋化因子作用接近并吞噬或杀伤病原2)非特异性细胞毒细胞：主要存在于肾脏和腹腔，血中少。作用：与哺乳动物NK细胞类似，能够杀伤病毒感染的靶细胞，从而具有抗感染作用免疫：非特异性免疫4.非特异性体液因子1)补体：A.来源与成分：存在于血清中，由多种非特异性血清蛋白组成，它对热敏感，45℃20min失活B.作用：a.在抗原抗体反应中通过补体第二激活通路补充抗体作用；b.激活后的补体能溶解细胞膜，杀灭病毒；c.激活后的补体可促进吞噬细胞的吞噬和释放组胺等多种功能，协助杀灭病原.免疫：非特异性免疫2)干扰素：A.定义：是一类在同种细胞上具有抗病毒活性的蛋白质.(其活性的发挥受细胞基因组的调节和控制，涉及RNA和DNA的合成)B