《傳染與免疫》教學課件ppt.ppt

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傳染與免疫 內(nèi)容 2學時 第一節(jié)病原微生物的傳染一 傳染與傳染病二 傳染結局及其影響因素第二節(jié)寄主的免疫力一 非特異性免疫二 特異性免疫第三節(jié)血清學反應一 抗原抗體反應的一般規(guī)律二 主要的抗原抗體反應三 現(xiàn)代免疫標記技術 2 第一節(jié)病原微生物的傳染 細菌的感染 bacterialinfection 或傳染細菌侵入宿主機體后 進行生長繁殖 釋放毒性物質等引起不同程度的病理過程具體內(nèi)容 外源或內(nèi)源的少量寄生物突破其宿主的 三道防線 后 在宿主的一定部位生長繁殖 并引起一系列病理生理過程 寄生物如果長期保持潛伏狀態(tài)或亞臨床的感染狀態(tài) 傳染病就不至于發(fā)生 如果環(huán)境條件有利于寄生物的大量繁殖 并隨之產(chǎn)生大量的酶和毒素來損害其宿主 則宿主就患了傳染病 3 病原菌pathogen 能使宿主致病的為致病菌不能造成宿主感染的為非致病菌或非病原菌有些細菌在正常情況下并不致病 但當在某些條件改變的特殊情況下可以致病 這類菌稱為條件致病菌 4 正常菌群 正常菌群 自然界中廣泛存在著大量的 多種多樣的微生物 當人體免疫功能正常時 這些微生物對宿主無害 有些對人還有利 是為正常微生物群 通稱正常菌群 normalflora 正常菌群的生理學意義 生物拮抗營養(yǎng)作用免疫作用抗衰老作用 5 6 腸道的正常菌群 健康青年糞便涂片 健康壯年糞便涂片 健康中年糞便涂片 7 人體常見的正常菌群 8 鼻咽腔葡萄球菌 甲 丙型鏈球菌肺炎球菌 奈氏菌 類桿菌等 外耳道葡萄球菌 類白喉桿菌綠膿桿菌 非致病性分枝桿菌 表皮葡萄球菌口腔甲 丙型鏈球菌類白喉桿菌 肺炎球菌奈氏菌 乳桿菌 梭桿菌螺旋體 放線菌 白念珠菌 腸道大腸桿菌 產(chǎn)氣桿菌 變形桿菌綠膿桿菌 葡萄球菌 厭氧性細菌真菌 乳桿菌 雙歧桿菌等 陰道大腸桿菌 乳桿菌白念珠菌 類白喉桿菌非致病性分枝等 皮肽葡萄球菌 綠膿桿菌 白念珠菌丙酸桿菌 類白喉桿菌 非致病性分枝桿菌 人體內(nèi)正常菌群的分布 眼結膜白色葡萄球菌 干燥桿菌 尿道白色葡萄球菌 類白喉桿菌 非致病性分枝桿菌 9 條件致病菌 致病條件 正常菌群與宿主間的生態(tài)平衡被打破 原來不致病的正常菌群就成了條件致病菌 1 寄居部位的改變2 免疫功能低下3 菌群失調 一 病原微生物的致病原理 病原微生物要引起機體發(fā)生傳染 必須具備三個條件 1 毒力莢膜 能阻止吞噬細胞的吞噬侵襲力毒性酶 能攻擊 損害機體組織毒力外毒素 exotoxin G 分泌到體外的毒素毒性蛋白內(nèi)毒素 endotoxin G 釋放的一種脂多糖2 數(shù)量3 侵入途徑 10 毒素 微生物在新陳代謝過程中產(chǎn)生的 對人或動物有毒害的物質 主要由細菌 霉菌產(chǎn)生 外毒素 Exotoxin 在病原菌 G 生長過程中不斷向外界環(huán)境分泌的一類毒性蛋白質 屬于酶 酶原或毒蛋白 內(nèi)毒素 Endotoxin G 細菌細胞壁外層的組分之一 化學成分為脂多糖 LPS 在活細胞上而不分泌到體外 在細胞死亡自溶后或人工裂解時才釋放真菌毒素 11 外毒素與內(nèi)毒素的主要區(qū)別 12 內(nèi)毒素的生物學效應 熱源質 Pyrogen 將內(nèi)毒素注射到溫血動物或人體內(nèi)后 刺激宿主細胞釋放的內(nèi)源性的Progen內(nèi)毒素的性質生物毒性化學穩(wěn)定性 250度干熱滅菌2小時一些注射用藥如生物制品 抗生素 葡萄糖液和無菌水 13 內(nèi)毒素的檢測 家兔發(fā)熱試驗法費時 費工 費用大 靈敏度低鱟試劑法 Limulusassay 鱟變形細胞溶解物試驗法 LimulusamoebocyteLysatetest LALtest 鱟 馬蹄蟹開放性血管系統(tǒng) 每只采血100 300ml 血清呈現(xiàn)藍色 含有血藍蛋白和外源凝集素Lectin鱟血變形細胞裂解物可與細菌內(nèi)毒素LPS和磷壁酸發(fā)生特異性和高靈敏度的凝膠化反應 14 鱟試劑法 15 類毒素 Toxoid 將細菌的外毒素用0 3 0 4 甲醛溶液進行脫毒處理后 仍保留原有免疫原性 抗原性 的生物制品 將其注射機體后 可以使機體產(chǎn)生對相應外毒素具有免疫原性的抗體 抗毒素 常見的類毒素白喉類毒素破傷風類毒素肉毒類毒素 16 17 細菌入侵的數(shù)量 與細菌的毒力成反比例 毒力越強 引起感染所需的菌量越小 毒力越弱 引起感染所需的菌量越大 最小感染劑量引起宿主致病所需要的最少個體數(shù)量Salmonellatyphi 108 109CFU 宿主Vibriocholerae 106CFU 宿主Shigelladysenteriae 7個 宿主Yersiniapestis 幾個細胞 18 細菌入侵的部位 各種致病菌有其特定的侵入部位 與致病菌需要特定的生長繁殖微環(huán)境有關 呼吸道感染消化道感染創(chuàng)傷感染接觸感染節(jié)肢動物叮咬感染多途徑感染 傳播方式與途徑 一 非特異性性免疫 先天免疫 天然免疫 非特異性免疫機能對多種病原微生物都有一定的防御 沒有特殊的選擇性 有種的差異 在種內(nèi)個體之間差別較小非特異性免疫主要包括 1 生理性屏障 皮膚 粘膜的機械阻擋 正常菌群的拮抗 血腦屏障 血胎屏障 2 吞噬細胞 吞噬細胞的種類 巨噬細胞和大單核細胞 中性粒細胞和嗜酸性粒細胞巨噬細胞的功能 吞噬作用 抗癌作用 參加免疫應答 分泌活性物質 TNF IFN LAF等 3 正常體液因素 補體 溶菌酶 干擾素 19 第二節(jié)寄主的免疫力 20 宿主的免疫防御機制 21 22 大吞噬細胞 屏障機構 吞噬細胞 宿主的免疫防御機制 天然免疫 皮與粘膜 血腦屏障 胎盤屏障 小吞噬細胞 體液因素 補體 溶菌酶 乙型溶素 23 機體各部位的天然免疫成分 正常 排除和消滅侵入的病原菌異常 對病原菌或其他物質發(fā)生強烈反應正常 排除自身代謝廢物和無用細胞異常 識別紊亂 導致自身免疫疾病正常 處理突變的自身細胞 癌細胞 異常 引起腫瘤 24 免疫防御 免疫穩(wěn)定 免疫監(jiān)視 免疫功能 25 26 巨噬細胞伸出偽足捕獲入侵的大腸桿菌 27 28 29 二 特異性免疫 特異性免疫是指機體在生活過程中 由侵入機體的抗原刺激形成的一種對該抗原具有特異性的免疫力 特異性免疫是后天獲得的 不能遺傳 特異性顯著免疫系統(tǒng)主要包括 免疫器官免疫細胞免疫分子體液免疫特異性免疫細胞免疫 30 一 免疫器官 骨髓中樞免疫器官胸腺法氏囊或類囊器官淋巴結外周免疫器官脾臟 31 二 免疫細胞 T淋巴細胞 胸腺依賴淋巴細胞 一種具有免疫活性的小淋巴細胞 成體中起源于骨髓 在胸腺中成熟后分布到外周淋巴器官及外周血中 執(zhí)行細胞免疫功能 B淋巴細胞 骨髓依賴淋巴細胞 骨髓中的多能干細胞通過淋巴干細胞再分化為前細胞 前細胞在哺乳動物的骨髓中或鳥類的腔上囊中再分化成熟為B細胞 其他淋巴細胞 K細胞 NK細胞 N細胞 32 三 免疫分子及其在體液免疫中的作用 抗原 antigen Ag 免疫原能刺激人或動物機體產(chǎn)生抗體或致敏淋巴細胞 并能與這些產(chǎn)物在體內(nèi)或體外發(fā)生特異性反應的物質A 抗原的兩重性 1 免疫原性 抗原性 能刺激機體形成特異性抗體或致敏淋巴細胞的能力 2 免疫反應性 反應原性 能與它所產(chǎn)生的抗體或致敏淋巴細胞發(fā)生特異性反應 33 半抗原無免疫原性 不產(chǎn)生抗體半抗原獲得免疫原性 完全抗原有免疫反應性 半抗原有免疫反應性 34 免疫機體 Ab Ab Ab 35 決定免疫原性的因素 分子大小 一般分子量越大 免疫原性越強化學組成與結構 芳香族氨基酸越多 免疫原性越強 分子結構越復雜 免疫原性越強 異物性 抗原來源與宿主的關系越遠 抗原性越強 具有異物性的物質分為1 異種物質 2 同種異體物質和3 改變或隱蔽的自身物質 免疫途徑 多數(shù)抗原經(jīng)皮內(nèi) 皮下 肌注 腹腔 吸入等途徑進入體內(nèi)后免疫原性最強 部分抗原口服也可 機體應答性 其它 如抗原的劑量 佐劑的使用 以及機體的年齡 生理狀況 個體發(fā)育等多種因素有關 36 37 B 抗原的性質 分子量大 異物性 結構復雜 特異性C 抗原的種類 1 根據(jù)抗原的免疫性a 完全抗原 既有抗原性 又有反應原性 如 大多數(shù)蛋白質 細菌細胞 細菌外毒素 病毒 動物血清等b 不完全抗原 半抗原 只具有反應原性而無抗原性的物質 如 青霉素 細菌的莢膜多糖 小分子量的簡單有機分子 大多數(shù)多糖 核酸 類脂及其降解物 半抗原和蛋白質結合 形成大分子復合物 即成完全抗原 38 C 抗原的種類 1 根據(jù)抗原的免疫性a 完全抗原 既有抗原性 又有反應原性 如 大多數(shù)蛋白質 細菌細胞 細菌外毒素 病毒 動物血清等b 不完全抗原 半抗原 只具有反應原性而無抗原性的物質 如 青霉素 細菌的莢膜多糖 小分子量的簡單有機分子 大多數(shù)多糖 核酸 類脂及其降解物 半抗原和蛋白質結合 形成大分子復合物 即成完全抗原 39 2 根據(jù)抗原結構分以細菌為例 可分為 菌體抗原整個菌體作為抗原鞭毛抗原存在于細菌的鞭毛上 H抗原 表面抗原不同的細菌表面抗原 名稱不一 3 根據(jù)抗原的來源不同內(nèi)源性抗原來自自身體內(nèi)的物質外源性抗原來自機體外面的物質 如病原性微生物 動物血清 40 抗原的特異性與交叉反應 抗原的特異性是指某一抗原分子只能誘導相應淋巴細胞發(fā)生免疫應答的專一性 以及某一抗原分子只能與相應抗體或致敏淋巴細胞特異性結合的專一性 其物質基礎是 抗原決定簇 antigendeterminant 是存在于抗原分子的表面 決定抗原特異性的特殊化學基團 它一般由5 8個氨基酸殘基 葡萄糖殘基組成 通常一個抗原性物質含有多個抗原決定簇 抗原結合價 指一個抗原分子上能與相應抗體分子結合的抗原決定簇的總數(shù) 41 共同抗原 帶有共同決定簇的抗原稱為 類屬抗原 存在于同一種屬或近緣種屬間的共同抗原 稱為 異嗜性抗原 指不同種屬生物之間的共同抗原 交叉反應 由共同抗原決定簇刺激機體產(chǎn)生的抗體 可以和所有帶有此決定簇的共同抗原起反應 這種反應稱為 42 體液免疫以抗體為主的特異性免疫 稱為體液免疫抗體 是由抗原刺激機體后而產(chǎn)生的能與抗原發(fā)生特異性結合的免疫球蛋白 immunoglobulin Ig Ig主要存在于血液的血清部分 含有抗體的血清叫抗血清或免疫血清 43 1 抗體的種類 人的免疫球蛋白一共有5種類型 IgG IgA IgM IgD IgE 2 抗體的結構5種免疫球蛋白的分子結構基本相同 44 45 所有的Ig都是糖蛋白 大部分是球蛋白 少數(shù)是碳水化合物 Ig的分子量在15萬至100萬之間最大的是IgM 分子量為90萬每一個Y型的抗體分子具有兩個抗原的結合位點 能與兩個抗原決定簇相結合 如果某種抗原能刺激機體產(chǎn)生幾類免疫球蛋白 其在血清中出現(xiàn)的先后次序的規(guī)律為 IgM IgG IgA IgD IgE 46 輕鏈 C端 三 免疫球蛋白的水解片段 木瓜蛋白酶水解IgG得到兩個相同的Fab段和一個Fc段 胃蛋白酶裂解IgG得到一個具有雙價活性的F ab 2段和若干個小分子多肽碎片 pFc 47 48 49 50 抗體產(chǎn)生的一般規(guī)律 51 特異性免疫的獲得方式 1 自然被動免疫2 自然自動免疫3 人工被動免疫4 人工自動免疫 52 53 抗毒素 細胞免疫制劑 人工被動免疫 注射含有特異性抗體的免疫血清或純化免疫球蛋白抗體 或細胞因子等免疫制劑 使機體獲得特異性免疫力 主要生物制品 抗菌血清 胎盤球蛋白 丙種球蛋白 54 將疫苗或類毒素接種于人體 使機體獲得免疫力的一種防治微生物感染的措施 人工主動免疫 主要生物制品 死疫苗 活疫苗 類毒素 亞單位疫苗 DNA重組疫苗 核酸疫苗 治療性疫苗 55 比較 人工主動免疫與人工被動免疫 56 單克隆抗體 在體液免疫中 由單一抗原刺激機體 只激活一個B細胞克隆 無性繁殖細胞系 而在機體內(nèi)產(chǎn)生的一種抗體多克隆抗體 在正常機體內(nèi)所存在的 由于多種B細胞克隆分別接觸相應抗原而產(chǎn)生的多種抗體的總和 57 58 第三節(jié)血清學反應 抗原和抗體之間相互作用的方式 血清學反應是指相應的抗原與抗體在體外一定條件下作用 可出現(xiàn)肉眼可見的沉淀 凝集現(xiàn)象 在微生物檢驗中 常用血清學反應來鑒定分離到的細菌 以最終確認檢測結果 59 一血清學反應的一般特點 特異性 抗原抗體的結合具有特異性 可逆性 Ag Ab是分子表面的結合 其復合物相當穩(wěn)定 但有可逆性 定比性 Ag Ab是按一定的分子比例結合的 只有比例適合時才會出現(xiàn)可見反應 條件依賴性 適當?shù)姆磻獥l件 溫度 ph 階段性 反應可分為兩個階段 時間短 不可見 可見 時間較第一階段長 60 抗體攻擊抗原 中間是抗原 61 62 三 血清學反應的類型 1 凝集反應2 沉淀反應3 補體結合反應 63 1凝集反應Agglutination 顆粒性抗原 細菌 紅細胞等 與相應抗體結合 在電解質參與下所形成的肉眼可見的凝集現(xiàn)象 稱為凝集反應 Agglutinationreaction 其中的抗原稱為凝集原 抗體稱為凝集素 在該反應中 因為單位體積抗體量大 做定量實驗時 應稀釋抗體 64 直接凝集反應 顆粒性抗原如細菌和細胞與相應抗體直接結合所出現(xiàn)的反應 稱為直接凝集反應 Directagglutionreaction 65 a 玻片凝集法 是一種常規(guī)的定性試驗方法 原理是用已知抗體來檢測未知抗原 常用于鑒定菌種 血型 如將含有白葉枯病菌抗體的血清與待檢菌液各一滴 在玻片上混勻 數(shù)分種后若出現(xiàn)肉眼可見的凝集塊 即為陽性反應 證明該菌是痢疾桿菌 此法快速 簡便 但不能進行定量測定 66 一種塑料試驗板 67 b 試管凝集法 是一種定量試驗方法 多用已知抗原來檢測血清中有無相應抗體及其效價 因為要測定抗體的含量 故將待檢查的血清用等滲鹽水倍比稀釋成不同濃度 然后加入等量抗原 37 2 4小時后觀察 血清最高稀釋度仍有明顯凝集現(xiàn)象的 為該抗血清的凝集效價 68 試管凝集法示意圖 69 c MicrotiterAgglutination微皿板 96孔板 凝集法 1 Microtiterplatesareplasticandusuallycontain96wells2 Moreefficientwaytodoassay asopposedtotubes 70 微皿板凝集法示意圖 71 間接凝集反應 將可溶性抗原 抗體 先吸附在一種與免疫無關的 顆粒狀微球表面 然后與相應抗體 抗原 作用 在有電解質存在的條件下 即可發(fā)生凝集 稱為間接凝集反應 Indirectagglutination 由于載體增大了可溶性抗原的反應面積 當載體上有少量抗原與抗體結合 就出現(xiàn)肉眼可見的反應 敏感性很高 72 2 沉淀反應 可溶性抗原與相應抗體結合 在有適量電解質存在下 經(jīng)過一定時間 形成肉眼可見的沉淀物 稱為沉淀反應 Precipitation 反應中的抗原稱為沉淀原 抗體為沉淀素 由于在單位體積內(nèi)抗原量大 為了不使抗原過剩 故應稀釋抗原 并以抗原的稀釋度作為沉淀反應的效價 73 環(huán)狀沉淀反應 是一種定性試驗方法 可用已知抗體檢測未知抗原 將已知抗體注入特制小試管中 然后沿管壁徐徐加入等量抗原 如抗原與抗體對應 則在兩液界面出現(xiàn)白色的沉淀圓環(huán) 74 環(huán)狀沉淀反應示意圖 75 絮狀沉淀反應 將已知抗原與抗體在試管 如凹玻片 內(nèi)混勻 如抗原抗體對應 而又二者比例適當時 會出現(xiàn)肉眼可見的絮狀沉淀 此為陽性反應 76 四 實用血清學檢測方法 除上述玻片凝集法 環(huán)狀沉淀法外最常用的有瓊脂擴散法 ELISA 免疫電泳法和免疫熒光法 77 1 瓊脂擴散法 利用可溶性抗原抗體在半固體瓊脂內(nèi)擴散 若抗原抗體對應 且二者比例合適 在其擴散的某一部分就會出現(xiàn)白色的沉淀線 每對抗原抗體可形成一條沉淀線 有幾對抗原抗體 就可分別形成幾條沉淀線 瓊脂擴散可分為單向擴散和雙向擴散兩種類型 單向擴散是一種定量試驗 可用于免疫蛋白含量的測定 而雙向擴散多用于定性試驗 由于方法簡便易行 常用于測定分析和鑒定復雜的抗原成分 78 瓊脂單擴散試驗示意圖 79 瓊脂雙擴散試驗示意圖 80 瓊脂雙擴散試驗結果 81 Agargeldiffusiontest 左圖示抗體與樣本都起反應右圖示抗體只與一個樣本反應 82 2 ELISA enzymelinkedimmuno sorbentassay 酶聯(lián)免疫吸附實驗 1 Oneofthemostsensitivereactions2 Easytosetupandrun3 Commonlyusedindiagnosticapplications 83 現(xiàn)代免疫標記技術免疫標記技術 immunolabellingtechnique 是將抗原或抗體用熒光素 酶 放射性同位素或電子致密物質等加入標記 借以提高其靈敏度的一類新技術優(yōu)點 特異性強 靈敏度高 應用范圍廣 反應速度快 易觀察 能定性 定量 定位 84 酶免疫測定 enzymeimmunoassay EIA 又叫免疫酶聯(lián)法 用酶標記的抗體或抗抗體來進行抗原抗體反應的技術酶標抗體或抗抗體進行抗原抗體反應后 用酶的特殊底物處理標本 由于酶的催化作用 可使原來無色的底物通過反應而顯示顏色優(yōu)點 反應產(chǎn)生的顏色 可用肉眼或普通光鏡觀察 標本經(jīng)酶標抗體染色后 還可用其它染料復染 特異性強 靈敏度高 可長期保存 85 酶聯(lián)免疫吸附實驗 ELISA 一 間接法 已知抗原封閉無關抗原待測抗血清酶標記抗抗血清 第二抗體 加酶的底物 顯色劑顯色 測定 86 酶聯(lián)免疫吸附試驗法 enzymelinkedimmunosorbentassay ELISA 1 雙抗體法 夾心法 三明治法 檢測標本中是否含特定抗原 2 間接法檢測血清中是否含特定抗體 87 二 夾心ELISA 已知抗體封閉無關抗體待測抗原酶標記抗體 第二抗體 底物 顯色液顯色 測定 88 雙抗體夾心ELISA法示意圖 89 雙抗體夾心ELISA法示意圖 90 雙抗體夾心ELISA捕獲試驗 91 92