感染免疫和疫苗教学课件.ppt

第十章 感染免疫和疫苗,第十章 感染免疫和疫苗,抗感染免疫：机体抵御病原体及其有害产物，以维持生理稳定的功能。,感染：指一定种类的病原体在一定条件下侵入机 体，在一定部位生长繁殖，并与机体防御机 能相互作用，引起不同程度的病理过程。,病原体,微生物,寄生虫,细菌真菌放线菌螺旋体支原体衣原体立克次体病毒,感染：指一定种类的病原体在一定条件下侵入机病原体微生物寄生虫,本章将讲述,抗细菌感染抗病毒感染抗真菌感染免疫抗寄生虫感染免疫预防性疫苗治疗性疫苗,本章将讲述抗细菌感染,第一节 细菌的感染免疫,非特异性免疫,指机体抵御细菌感染的能力。,特异性免疫,先天具有,后天获得,机体的屏障结构吞噬细胞的吞噬功能正常组织及体液中的抗菌物质,以抗体作用为中心的体液免疫以T细胞及淋巴因子为中心的细胞免疫。,病原菌侵入机体后，由于其生物学特性的不同、致病物质的不同。机体对它们的免疫反应也各有差别。,第一节 细菌的感染免疫非特异性免疫指机体抵御细菌感染,一、细菌抗原,荚膜抗原,核区,1、胞壁抗原（菌体抗原）,2、菌毛抗原,鞭毛抗原,Vi抗原 K抗原,3、表面抗原,4.细菌毒素 5.细菌保护性抗原,一、细菌抗原荚膜抗原核区1、胞壁抗原（菌体抗原）2、菌毛抗原,二、宿主的非特异性防御1、皮肤和粘膜屏障,皮肤与粘膜的阻挡,呼吸道的纤毛颤动,肠道的蠕动,尿液的冲刷清除,二、宿主的非特异性防御皮肤与粘膜的阻挡 呼吸道的纤毛颤动,2、分泌液中化学物质的局部抗菌作用,汗腺分泌的乳酸、皮脂腺分泌的脂肪酸,泪液、唾液、乳汗和呼吸道分泌物中的溶菌酶；,2、分泌液中化学物质的局部抗菌作用 汗腺分泌的乳酸、皮脂腺分,胃酸,前列腺分泌的精素是精液中的抑菌物,胃酸前列腺分泌的精素是精液中的抑菌物,3、正常菌群的拮抗作用,3、正常菌群的拮抗作用,4、内部屏障,4、内部屏障,5、吞噬作用,吞噬细胞 小吞噬细胞：主要是血中的中性粒细胞。,5、吞噬作用 吞噬细胞,大吞噬细胞，包括血液中的单核细胞，各种组织中的巨噬细胞，,大吞噬细胞，包括血液中的单核细胞，各种组织中的巨噬细胞，,胞外菌： 胞内菌：结核杆菌、麻风杆菌、,三、特异性抗菌免疫,细菌侵染机体后，由于其生物学特征的不同,可分为两类,葡萄球菌、链球菌、,机体对这两类感染的免疫反应是有差别的。,胞外菌： 三、特异性抗菌免疫细菌侵染机体后，由于其生物学特,1、胞外菌感染的免疫,（1）抗体对细菌繁殖的抑制作用：,抗体可阻止细菌对机体细胞的接触及并形成凝集；但对细菌的活力影响微弱。如果抗体能抑制细菌的重要酶系统或代谢途径，则可能抑制细菌的生长。,1、胞外菌感染的免疫 （1）抗体对细菌繁殖的抑制作用： 抗体,（2）抗体对细菌吸附作用的抑制：,病原菌吸附是感染的先决条件。粘膜表面的分泌型IgA，是局部免疫的主要因素，,（2）抗体对细菌吸附作用的抑制： 病原菌吸附是感染的先决条件,（3）抗体和补体对细菌的溶解作用：,（3）抗体和补体对细菌的溶解作用：,（4）抗体对吞噬作用的调理：,促进吞噬，强化杀菌,（4）抗体对吞噬作用的调理： 促进吞噬，强化杀菌,2. 胞内菌感染的免疫,（1）对胞内感染的防御功能主要靠细胞免疫 抗体不能进入细胞内，体液免疫对这类细菌感染的作用受到限制。,2. 胞内菌感染的免疫 （1）对胞内感染的防御功能主要靠细胞,（2）例如:机体初次感染结核杆菌，吞噬细胞虽可吞噬，但不能有效地消化杀灭；细胞免疫建立后，通过各种淋巴因子，激活吞噬细胞，增强其吞噬消化能力，抑制病原菌在吞噬细胞内生存。,（2）例如:机体初次感染结核杆菌，吞噬细胞虽可吞噬，但不能有,1、许多病原菌以外毒素致病,四、机体抗毒素免疫,1、许多病原菌以外毒素致病四、机体抗毒素免疫,2、抗毒素免疫是一种以体液抗体为主的免疫应答。,3、可应用抗毒素血清进行早期治疗与紧急预防,2、抗毒素免疫是一种以体液抗体为主的免疫应答。3、可应用抗毒,感染免疫和疫苗教学课件,抗细菌感染的结局,不感染隐性感染inapparent infection 当宿主体的抗感染免疫力较强，或侵入的病菌数量不多、毒力较弱，感染后对机体损害较轻，不出现或出现不明显的临床症状，或称亚临床感染。 特点：机体获得足够的特异免疫力；传染源潜伏感染latent infection 当宿主体与致病菌在相互作用过程中暂时处于平衡状态时，病菌潜伏在病灶内或某些特殊组织中，一般不出现在血液、分泌物或排泄物中。一旦机体免疫力下降，则潜伏的致病菌大量繁殖，使病复发。,抗细菌感染的结局不感染,显性感染apparent infection ( 传染病) 宿主细胞受到不同程度的损害，生理功能发生改变，并出现一系列的临床症状和体征毒血症（toxemia）： 致病菌侵入宿主体后，只在机体局部生长繁殖，病菌不进入血循环，但其产生的外毒素入血。外毒素经血到达易感的组织和细胞，引起特殊的毒性症状。例如白喉、破伤风等。内毒素血症（endotoxemia）: 革兰阴性菌侵入血流，并在其中大量繁殖、崩解后释放出大量内毒素；也可由病灶内大量革兰阴性菌死亡、释放的内毒素入血所致。,显性感染apparent infection ( 传染病),菌血症（bacteremia）：致病菌由局部侵入血流，但未在血流中生长繁殖，只是短暂的一过性通过血循环到达体内适宜部位后再进行繁殖而致病。例如伤寒早期。败血症（septicemia）：致病菌侵入血流后，在其中大量繁殖并产生毒性产物，引起全身性中毒症状。鼠疫耶氏菌、炭疽芽胞杆菌等。脓毒血症（pyemia）：化脓性病菌侵入血流后，在其中大量繁殖，并通过血流扩散至宿主体的其他组织或器官，产生新的化脓性病灶。例如金黄色葡萄球菌的脓毒血症，常导致多发性肝脓肿、皮下脓肿和肾脓肿等。,菌血症（bacteremia）：致病菌由局部侵入血流，但未在,机体抗病毒感染免疫应答包括：非特异性免疫： 指特异性免疫产生之前，机体对病毒初次感染的 天然抵抗力；主要为单核吞噬细胞、NK及INF等 的作用。特异性免疫： 指抗体介导以及细胞介导的抗病毒作用。,第二节 病毒的感染免疫,机体抗病毒感染免疫应答包括：第二节 病毒的感染免疫,一、 病毒抗原,图26 流感病毒结构,一、 病毒抗原脂蛋白RNA蛋白内膜棘突蛋白图26 流感,感染免疫和疫苗教学课件,核心,核衣壳,包膜内层基质蛋白,包膜外层,刺突,核心核衣壳包膜内层基质蛋白包膜外层刺突,狂犬病病毒,腺病毒,口蹄疫病毒,流感病毒,病毒（viruses）,狂犬病病毒腺口流感病毒病毒（viruses）,病毒的致病性（1）病毒在敏感宿主细胞内的繁殖，可分为6个 时期分比为： 附着期；侵入期；潜伏期；复制期；成熟期；释放期。（2）病毒感染机体有以下几个特性： a 引起细胞损伤或破坏； b 稳定感染； c 改变细胞膜； d 形成包涵体。,病毒的致病性,二、病毒的非特异性免疫1.吞噬细胞2.NK细胞,NK：非特异性杀伤病毒感染的靶细胞特点：不受MHC限制、不依赖Ab； 可通过多种途径活化； 杀伤机制：NK接触靶C释放穿孔素、TNF破坏受染C,二、病毒的非特异性免疫NK：非特异性杀伤病毒感染的靶细胞,3.干扰素(Interferon, IFN) 定义：病毒或干扰素诱生剂刺激机体的多种细胞 (巨噬细胞、淋巴细胞、体细胞等)，产生 的抑制病毒增殖的糖蛋白。 分类:,3.干扰素(Interferon, IFN),作用机理:,诱导合成酶而活化核酸内切酶来降解病毒的mRNA; 诱导蛋白激酶的表达，使蛋白质复制的起始因子磷酸化失火，抑制蛋白质的合成； 间接活化机体的免疫应答能力；,IFN作用特点:,产生早； 中断受染细胞的病毒感染，限制病毒扩散； IFN诱导的抗病毒蛋白，只对病毒起作用， 不影响宿主细胞蛋白质合成。,作用机理:诱导合成酶而活化核酸内切酶来降解病毒的mRNA,三、病毒特异性免疫：,体液免疫：,特异性Ab - 中和Ab、非中和Ab； - IgM、IgG、IgA；中和Ab作用机制：i. 改变病毒表面构型，阻止吸附细胞；ii. 病毒+中和AbIC易被巨噬细胞吞噬、清除；iii. 包膜病毒+中和AbIC激活补体，溶解病毒；,三、病毒特异性免疫：体液免疫： 特异性Ab,IgM、IgG、IgA特点比较： IgG： MW小，可通过胎盘； 出现较晚，维持时间长； 中和能力比IgM强； IgM：MW大，不能通过胎盘。 出现最早； 中和能力不如IgG强，固定补体能力强。 IgA：分泌型IgA（SIgA），粘膜固有层浆细胞 产生，在局部中和病毒，阻止病毒从局部 粘膜侵入，局部免疫起主要作用。,IgM、IgG、IgA特点比较：,细胞免疫：1、主要靠CTL、致敏TC释放的多种淋巴因子发挥作用,CTL作用机制：分泌穿孔素（溶C素） 在受感染的靶C膜上形 成小孔/通道 C受损。 分泌细胞毒素,CTL杀伤病毒感染的靶细胞,C裂解或凋亡,2、细胞内RNA干扰是最近发现的具有特异性重要的抗病毒机制,细胞免疫：CTL作用机制：CTL杀伤病毒感染的靶细胞C裂解或,四、病毒免疫逃逸和免疫耐受的机制,1.抗原漂移 2.病毒潜伏 3.分子拟态 4.干扰抗原递呈 5.干扰免疫效应机制的关键过程 6.免疫耐受的形成,四、病毒免疫逃逸和免疫耐受的机制1.抗原漂移,五病毒性疾病的免疫预防和免疫治疗：（一）免疫预防：1. 人工主动免疫：接种疫苗 灭活疫苗、减毒活疫苗、基因工程疫苗、 核酸疫苗；合成肽疫苗、抗独特型疫苗；2. 人工被动免疫：如，免疫血清，胎盘球蛋白，转移因子等。,五病毒性疾病的免疫预防和免疫治疗：,（二）药物防治：,抗病毒治疗原则： - 抑制病毒复制； - 增强机体免疫应答能力，促进消灭病毒感染的细胞；,（二）药物防治：抗病毒治疗原则：,抗病毒药作用机理：与病毒竞争细胞表面的受体，阻止病毒的吸附；阻碍病毒穿入或脱壳；阻碍病毒生物合成；增强宿主抗病能力的物质；中草药具有清热解毒功效，有抗病毒作用； 如大青叶、板蓝根,抗病毒药作用机理：,核苷类药物 无环鸟苷(ACV)，叠氮胸苷(AZT)，碘苷(IDU，疱疹净)，病毒唑(三氮唑核苷) 病毒蛋白酶抑制物 沙喹那韦(saquinavir)，利托那韦(ritonavir) 吲哚那韦(indinavir) ，奈非那韦(nelfinavir) IFN、IFN诱生剂、细胞因子、中草药,核苷类药物,六、朊病毒 没有DNA、RNA的生命物质，以细胞蛋白质形式存在，且具有很强的传染性。 引发多种致死性神经系统疾病。如：疯牛病、老年痴呆病、克-雅氏病、库鲁病、致死性家族失眠症。 体液免疫有效 细胞免疫效果很差-机体对朊病毒的耐受性。 关键：打破免疫细胞对朊病毒的耐受性。,六、朊病毒,第三节 真菌的感染免疫1. 真菌的形态和构造2. 真菌的致病性 真菌引起的疾病大多数是慢性病；按其侵害部位不 同，可分为浅部侵害性真菌与深部侵害性真菌两类。（1）浅部真菌：侵害人体的皮肤、毛发、指甲，引 起癣病，如皮肤丝状菌。（2）深部真菌：侵害组织及内脏。大多数引起慢性 肉芽肿性炎症和组织坏死，如隐球菌、念珠菌。3. 真菌的免疫性,第三节 真菌的感染免疫,第四节 低等生物 血吸虫、疟原虫 和其他寄生虫的感染免疫,第四节 低等生物 血吸虫、疟原虫,1、皮肤、粘膜和胎盘的屏障作用2、吞噬细胞的吞噬作用 一方面表现为对寄生虫的吞噬、消化、杀伤作用；另一方面在处理寄生虫抗原过程中参与特异性免疫的致敏。3、体液因素对寄生虫的杀伤作用 例如：补体系统活化后，可参与机体的防御功能；人体血清中高密度脂蛋白(HDL)对虫有毒性作用。,一、先天性免疫,先天性免疫包括有：,一、先天性免疫先天性免疫包括有：,二、获得性免疫,寄生虫侵入宿主后，抗原物质刺激宿主免疫系统，常出现免疫应答，产生获得性免疫，对寄生虫可发挥清除或杀伤效应，对同种寄生虫的再感染也具有一定抵抗力。,二、获得性免疫寄生虫侵入宿主后，抗原物质刺激宿主免疫系,1、寄生虫的抗原 （1）寄生虫抗原的特点 复杂性、多样性：多数寄生虫是多细胞结构的个体，且都有一个复杂的生活史，因此寄生虫抗原比较复杂，种类繁多；就来源而言(来自虫体、虫体表膜、虫体排泄分泌物或虫体蜕皮液、囊液等)可概括为体抗原和代谢抗原。 具有属、种、株、期的特异：寄生虫不同发育阶段既具有共同抗原，又具有各发育阶段的特异性抗原，即期特异性抗原。 （2）寄生虫的循环抗原CAg 是指生活虫体排放到宿主体液内的大分子微粒，主要是排泄分泌物或脱落物中，具有抗原特性，能被血清学试验所检出。 一般认为检测CAg能提示有活虫存在。,1、寄生虫的抗原,2、免疫应答（1） 体液免疫： 寄生虫感染早期，血中IgM水平上升，随着时间的延长IgG上升。在蠕虫感染，一般IgE水平升高，肠道寄生虫感染则分泌IgA上升。 抗体可单独作用于寄生虫，使其丧失侵入细胞的能力。 有的抗体，在补体参与下，通过经典途径激活补体系统，使寄生虫溶解。 抗体还可结合寄生虫表面抗原，介导吞噬。,2、免疫应答,感染免疫和疫苗教学课件,（2）细胞免疫： 是淋巴细胞和巨噬细胞或其他炎症细胞介导的免疫效应，当致敏T细胞再次接触相应抗原后，释放多种淋巴因子；例如：巨噬细胞趋化因子(MCF)， 巨噬细胞活化因子(MAF)，。（3）体液和细胞协同作用： ADCC对寄生虫的作用需要特异性抗体如IgG或IgE；通过协同作用发挥对虫体的杀伤作用。 在组织、血管或淋巴系统寄生的蠕虫中，ADCC可能是宿主杀伤蠕虫(如血吸虫童虫、微丝蚴)的重要效应机制。,（2）细胞免疫：,疟原虫寄生于人体红细胞和肝细胞 中，可引起疟疾(malaria)。,疟原虫感染,血吸虫感染,血吸虫病是指血吸虫寄生在静脉系统引起的疾病 血吸虫病是一种免疫性疾病 宿主感染血吸虫后一般发生两类免疫反应 一是对沉着于组织中的虫卵的反应 另一是对幼虫或成虫诱导的感染具有保护性的抵抗反应,疟原虫寄生于人体红细胞和肝细胞疟原虫感染血吸虫感染,血吸虫病（大肚子病）,血吸虫,血吸虫病（大肚子病）血吸虫,疫苗的本质是利用疫苗（包括减毒的或杀死的病原物，甚至抗原表位的肽段）的免疫原性刺激机体的免疫系统产生抗体或激活免疫细胞以抵御强毒性的病原物的侵袭。,第五节 预防性疫苗,疫苗的本质是利用疫苗（包括减毒的或杀死的,一、常规疫苗1. 活疫苗 活疫苗是指人工定向变异或从自然界筛选获得毒力减弱或基本无毒的病原微生物制成的预防制品，又称为减毒疫苗。 常用的活疫苗有卡介苗、麻疹疫苗、脊髓灰质炎疫苗。 优点：免疫效果持久、可靠。,一、常规疫苗,医务人员正在为一名婴儿喂服脊髓灰质炎活疫苗,医务人员正在为一名婴儿喂服脊髓灰质炎活疫苗,2. 死疫苗 用物理或化学方法将标准微生物株杀死或灭活而制成的预防制剂称为死疫苗。 常用的死疫苗有伤寒、霍乱、乙型脑炎等。 优点：安全，易于保存。,2. 死疫苗,3. 多联多价疫苗 将多种疫苗混合在一起，成为多联多价疫苗。 例如：百日咳死疫苗、白喉类毒素、破伤风类毒素三联制剂，麻疹、腮腺炎、风疹、脊髓灰质炎四联制剂。 优点：节省人力、物力和时间,3. 多联多价疫苗,1. 重组活疫苗的理论基础 将外源目的基因插入已有的病毒或细菌疫苗株DNA的某些部位，使之高效表达但不影响该疫苗株的生存与繁殖。基因工程活疫苗包括基因缺失疫苗和载体疫苗两类。,二、重组活疫苗,1. 重组活疫苗的理论基础二、重组活疫苗,制备基因工程疫苗的基本程序，大致包括以下五个步骤：第一步是分离目的基因；第二步是将DNA片断和载体在体外连接重组，成为重组 DNA分子；第三步是基因克隆；第四步是目的基因克隆的筛选与鉴定；第五步是基因表达、,制备基因工程疫苗的基本程序，大致包括以下五个步骤：,构建疫苗病毒活疫苗，要求下列必须条件：外源基因是连续的；外源基因必须在痘苗病毒基因组的“安全”位点处插入；必须在上述安全位点的基因片段内组建表达载体；具有细胞内同源重组的适宜条件；必须有一种简便易行的重组痘苗的选择方法；插入外源基因的容量在2540kb。,构建疫苗病毒活疫苗，要求下列必须条件：,2. 重组活疫苗的应用 目前应用痘苗病毒表达的活疫苗有：异型肝炎表面抗原重组痘苗病毒活疫苗，狂犬病毒糖蛋白重组痘苗病毒活疫苗，疟原虫孢子表面抗原重组痘苗病毒活疫苗。优点：能够表达多种不同的抗原。,2. 重组活疫苗的应用,体液免疫和细胞免疫都是针对病原体特定区域的识别和反应，因而疫苗设计可根据病原体的亚单位，尤其是抗原表位，设计相应的天然或合成的免疫活性多肽。生产免疫活性多肽有两种主要方法：1.基因工程表达活性多肽2.化学合成多肽,三、多肽疫苗,体液免疫和细胞免疫都是针对病原体特定区域的识,优点：安全稳定，易于大量生产，针对性强。缺点：所含抗原表位少，免疫原性差。为弥补缺陷可采取以下措施：设计多肽疫苗时必须考虑到T细胞表位；充分重视载体的作用；将多肽人工组合成较大颗粒；利用淋巴因子达到增强免疫的目的。肽库：应用化学合成的方法，将20种氨基酸随机组合成5肽或6肽的短肽文库。,优点：安全稳定，易于大量生产，针对性强。,1. DNA疫苗的发现2. 基因免疫的机制 DNA疫苗的实质是基因免疫。基因免疫的主要原理是将抗原编码基因插入带有强启动子的质粒载体，然后用物理方法将重组质粒导入体内细胞，抗原编码基因即在细胞内报导合成抗原蛋白，诱发机体产生保护性免疫反应。 3. 操作方式DNA疫苗的组成：编码基因 载体接种方式：直接接种，基因枪,四、DNA疫苗,1. DNA疫苗的发现四、DNA疫苗,4. 影响基因转染和表达的因素 年龄：年轻的 年老的 性别：雄性的 雌性的 DNA剂量及保存液对表达的影响：以实验动物种 类而异。 表达载体的选择 不同组织细胞对DNA表达的影响：肌肉组织 其他组织 接种途径,4. 影响基因转染和表达的因素,6. 基因免疫的特点7. 免疫效果的评价8. DNA疫苗的优点9. 存在问题10. 应用前景,6. 基因免疫的特点,