生命的奥秘10 感染与免疫.ppt
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1、1,生 命 的 奥 秘,A Journey into Life,上海大学生命科学学院,2,感染与免疫,3,一、免疫力和免疫系统固有免疫力适应免疫力免疫异常二、传染病的感染与预防流感病毒的生物学悟空和二郎神的战斗 常见传染病及其预防,内容,4,一、免疫力和免疫系统,5,致病微生物的侵染,金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus),流感病毒(Influenza A virus,H1N1),6,急性呼吸道感染,艾滋病 腹泻 结核病 疟疾 麻疹,每年感染死亡人数,死亡人数(百万),为什么有的人活着,有的人却死了呢?,7,6 世纪14世纪19世纪,鼠疫耶尔森菌(Yersinia pes
2、tis),又称鼠疫杆菌,肺鼠疫:吸入带菌尘埃造成肺部感染。高热,咳血,23天死于休克、心力衰竭等。死者皮肤常呈黑紫色。革兰氏阴性菌,8,1968 香港流感 750,000 H3N2.,1918 西班牙流感,50,000,000.H1N1.,1957 亚洲流感1,000,000 H2N2.,每年 5-15%世界人口感染,死亡50万人,65岁。每年美国的流感医疗支出 120-140亿美元。Vaccine 2007,6852,流感病毒,1)致病力,9,健康,病原体感染,x,提高抵抗力,10,免疫力:保护机体不受暴露的病原或异物侵害的能力。,1 固有免疫力,固有免疫力(innate immunity)
3、对感染的非特异防御能力,是有生俱来的天然抵抗力。,11,固有免疫力包括:解剖屏障:皮肤,血眼 生理屏障:皮脂、胃酸 细胞吞噬屏障:单核巨噬细胞 系统,吞噬细胞,皮肤,视频1 炎症吞噬,第一道防线,第二道防线,12,包括:(1)解剖屏障:皮肤,血眼屏障,血胎屏障,血-脑屏障,细菌进入大脑?脑膜炎,脑炎,血胎屏障由母体子宫内膜的基蜕膜和胎儿绒毛膜共同组成。-避免母体免疫细胞与胎儿组织接触,防止胎儿被母体排斥和病原体由母体进入胎儿体内。,红色,蓝色富氧,缺氧?,13,(2)生理屏障:皮脂、胃酸,没有皮肤:烧伤没有皮脂:脚板,14,细菌感染后中性粒细胞和淋巴细胞浓度变化?,1908 Nobel Pri
4、ze,吞噬细胞,视频 炎症吞噬,细胞吞噬屏障:单核巨噬细胞系统,15,2 适应免疫力(特异的,获得的)暴露给微生物或特异抗原后,获得的特异的防御能力.包含三个步骤:识别应答效应,免疫应答:免疫系统识别抗原后,产生抗体并通过其摧毁含有抗原的物质。,抗原:在细胞(病毒,细菌,真菌)表面的大分子(通常为蛋白质),或一些毒素、化合物等。,16,特异性:特定的免疫细胞克隆识别特定的致病原;只对特定致病原产生免疫效应。记忆性:产生过免疫应答的细胞具有记忆,再次遭遇该致病原时反应迅速、强烈。自我调节性:应答之后会消失,适应免疫力的特点,记忆?ROM/RAM,肌肉,神经元,免疫细胞的记忆,体液免疫力:以抗体为
5、中心的防御,中和作用,提高吞噬作用等。细胞免疫力:以细胞毒性T细胞为主,毒杀病变的细胞。,17,突破后的防御,一把生锈铁刀和一把利刃,哪个会带给你持久心痛的伤害呢?,18,抗体的结构,抗体结合抗原,抗体的轻链:L(light chain)重链:H(heavy chain)抗体的可变区:V(variale region)恒定区:C(constant region),图中指出?,19,依据免疫球蛋白重链恒定区肽链抗原特异性的不同可将人免疫球蛋白分为五类,20,高度可变区(HVR):抗体与抗原表位特异性结合的部位,该部位因在空间结构上可与抗原表位形成精密的互补,故又称为互补结合区。轻、重链各有3个,
6、HVR,抗原,重链,轻链,抗原,指出图中的高度可变区,21,抗体与抗原的结合,抗原表位:抗原分子上与抗体结合的部位。,22,被野兽抓咬后处理:1 伤口,2 血清,3 疫苗喂食亲密接触野猫的风险?,抗体为什么会结合到病原体表面?,中和作用,生物学作用,抗体覆盖在抗原表面,阻止抗原吸附侵染宿主细胞。,23,调理作用:抗体与吞噬细胞表面受体(FcR)结合,促进吞噬细胞对特异抗原吞噬。,病毒,24,抗体依赖的细胞毒性作用(ADCC):,表达抗体受体的细胞毒细胞识别靶细胞表面被覆的抗体,导致细胞裂解。,25,白喉抗血清,白喉是致死率为510%,20%,40岁。人是唯一天然宿主,飞沫传染。,1735-40
7、年在新英格兰某些城镇 80%死亡儿童,10岁。1920s,美国 10-20万患者/年,死亡1.3-1.5万/年,Emil von Behring(1845-1917)Nobel Prize 1901,26,Great race of mercy,Iditarod 狗拉雪橇比赛,20人,150条雪橇狗1925年27/1 9:00pm-1/2 5:30am,不舍昼夜横穿阿拉斯加1085公里。约9kg 血清到达Nome.127.5 h,暴雪,飓风,-30,-67,7:30pm-5:30am,Leonhard Seppala 146公里,Gunnar Kaasen and Balto 85公里,飓风,
8、Bishop mountain,视频3 四足英雄,友爱是什么?,27,抗体的产生,捕获抗原的B 细胞与 激活的辅助胸腺细胞(Th)相互作用B 细胞在多重信号刺激下 大部分分化为分泌抗体的浆细胞,产生大量抗体 小部分B 细胞分化为记忆细胞(快速反应),28,免疫组织和器官,细胞分化成熟场所 骨髓 胸腺细胞应答场所 淋巴结 脾脏 粘膜相关淋巴组织,中枢免疫器官,外周免疫器官,29,B 细胞激活的分子条件,30,脾脏,用于捕获血液中的抗原一些晚期乙肝病人,容易发生脾脏肿大,胸腺T 细胞分化CD4+,CD8+,NK 细胞,31,淋巴结,不同区域局部淋巴结肿大预示周围有抗原存在,扁桃体,颌下淋巴结,为什
9、么去医院看病,医生会用压舌板,并让病人发出“啊”?,B 细胞和T 相互作用浆细胞产生抗体,32,试说出上两图表示的抗体变化特点:调节,记忆,特异,二次免疫应答时血液中抗体浓度的变化,33,巴斯德(Pasteur,1822-1895),死亡,减毒株,存活,鸡霍乱杆菌致死株,鸡霍乱杆菌致死株,疫苗的发现,适应性训练重要?它的基础是什么?,34,灭活疫苗,结核,流感,鼠疫,狂犬,蛋白抗原,百白破,乙肝,麻腮风三联疫苗,减毒疫苗,肺结核病,麻疹,人工疫苗,适应免疫力的获得,35,疫苗接种,接种对象:凡免疫力差、与病原体接触机会多、重大疾病流行地区易感者接种途径:皮内、皮下、吸入、口服接种后反应:24h
10、 内局部红肿、疼痛、淋巴结大;全身发热、头痛、恶心,数天恢复。禁忌症:高热、急性传染病、严重心血管病、自身免疫病、免疫缺陷病。,36,山东疫苗案件:2016年3月,破获案值5.7亿元非法疫苗案,疫苗未经严格冷链存储运输销往24个省市。疫苗含25种儿童、成人用二类疫苗。,儿童预防计划接种制度,37,电视剧中毒手药王的徒弟程灵素采用换血方式来救胡斐。合理?,七星海棠,38,免疫系统先天发育不全或后天损害 而使免疫细胞的发育、分化、增殖和代谢异常,并导致免疫功能障碍所出现的临床综合征。临床表现为易反复感染,机会性感染 和某些肿瘤发病率增高,免疫缺陷病(IDD,immunodeficiency dis
11、ease),39,40,由于免疫系统遗传基因异常 或先天性免疫系统发育障碍 而导致免疫功能不全引起的疾病。,原发性免疫缺陷病(PIDD,primary immunodeficiency disease),41,严重联合免疫缺陷病(SCID,severe combined-immunodeficiency disease)是一组胸腺,淋巴组织发育不全 及Ig缺乏的遗传病,无免疫应答。出生后6个月,发育障碍,易发严重感染而死12岁内死亡,发病率约为1/10000临床表现 频发中耳炎、肺炎、败血症、腹泻和皮肤感染实验室检查外周血T、B细胞数量均显著降低,Ig低或缺如几乎全无细胞免疫功能,42,常染色
12、体:腺苷脱氨酶(ADA)缺陷、嘌呤核苷磷酸化酶(PNP)缺陷引起的SCIDADA、PNP缺陷 使核苷酸代谢产物dATP、dGTP蓄积 对早期T、B细胞有毒性,使之停滞于proT/B阶段,使T、B细胞均发生缺陷X 染色体:IL-2受体链基因突变,激活信号缺少 使T细胞发育停滞于pro-T阶段,SCID 发病原因,43,获得性免疫缺陷病出生后环境因素影响免疫系统,如感染、营养紊乱和某些疾病状态所致。因其程度较轻,又称免疫功能低下。,获得性免疫缺陷综合(AIDS),感染了人类免疫缺陷病毒(HIV),引起CD4+T 细胞功能丧失和数量的减少,导致免疫系统功能的缺陷,临床表现为严重感染和多发肿瘤,,44
13、,1.流感病毒的生物学 1)生活史 2)病毒抗原 2.悟空和二郎神的战斗 1)人体的抗病毒免疫力 2)流感病毒抗原的变化 3)抗体的变化 4)抗原的转移3.常见传染病及其预防 1)常见的传染病 2)传染病的传播路径和预防,二、传染病的感染与预防,45,基质蛋白(M1),血凝素(HA),神经氨酸酶(NA),膜蛋白 M2.核糖核蛋白(vRNPs).(www.ncbi.gov),1)流感病毒的生活史,46,表面的两个糖蛋白起主要作用血凝素 结合细胞糖蛋白表面的唾液酸神经氨酸酶切除血凝素与唾液酸的结合,www.interactions.org,流感病毒入侵上皮细胞,抗体攻击的部位?,47,流感病毒对肺
14、泡细胞的感染,病毒在肺部感染后会引发的白细胞浸润,http:/,48,H1N1-2009,肺泡内水肿和炎症浸润,肺泡壁坏死,肺纤维细胞增生,肺纤维细胞增生,肺泡出血,H5N1,Guarner J1,Falcn-Escobedo R.Arch Med Res.2009 Nov;40(8):655-61,流感病毒对肺部的损伤病理,49,62.8%2009 H1N1 合并感染肺炎链球菌等,阿根廷137死/3056病例90%1918 H1N1 合并感染肺炎链球菌等(估计),合并细菌感染加重流感病情,肺炎链球菌 Streptococcus pneumoniae,http:/www.cdc.gov/pne
15、umococcal/clinicians/streptococcus-pneumoniae.html,50,正粘病毒科(orthmyxoviridae),八条反义单链RNA编码11种蛋白质PB1-F2,PB2,PA:RNA 聚合酶亚单位M1-2:基质蛋白,离子通道NS1-2:干扰素拮抗蛋白,RNA跨核膜运输NP:RNA 结合蛋白,跨核膜输入HA:血凝素ANA:神经酰胺酶,流感病毒的结构和分类,视频4流感病毒的侵入,多条RNA作用?,51,属/宿主/区域/病毒株号/分离年度(HN)A/Victoria/361/2011(H3N2),流感病毒命名,52,正黏病毒科包含5个属A,B,C 三个属同源性
16、高,A 流感病毒(甲型流感病毒)表面抗原,A:人、鸭、鸡肉、火鸡、猪、马-(甲型流感)B:人C:人、豬(症状轻微),Hemagglutinin(H):血凝素Neuraminidase(N):神经氨酸酶H1-17 分型共17种N1-9 分型共9种,H16H17,53,一些甲型流感病毒株,54,2014,55,2005年 禽流感 H5N1,56,抗原:在细胞(病毒,细菌,真菌)表面的大分子(通常为蛋白质),或一些毒素、化合物等,能够刺激机体产生免疫应答。,2)流感病毒的抗原,流感病毒,流感病毒表面抗原主要是:血凝素A(HA),神经酰胺酶(NA),57,血凝素 1918 流感毒株(H1N1),唾液酸
17、受体结合位点,5个主要的抗原位点(Sa,Sb,Ca1,Ca2,and Cb).Vaccine 26S(2008)D49),血凝素抗原表位,H1N1 血凝素的单体结构,表位:抗原被免疫分子(主要是抗体,胸腺细胞受体)识别的部位/化学基团。,58,1)人体的抗病毒免疫力,感染细胞合成干扰素,抑制病毒复制,干扰素刺激自然杀伤细胞的吞噬作用,(1)固有免疫力,2.悟空和二郎神的战斗,59,干扰素,细胞防御的第一道防线主要有两类干扰素Type I(IFN-,IFN-)Type II(IFN-)流感病毒感染表皮细胞,主要分泌 I 型干扰素分泌干扰素的诱发因子是双链 RNA,60,干扰素抑制病毒复制,视频5
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