水产微生物学与免疫学免疫学基础.ppt

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1、文 明尹传宝2009年9月,水产微生物学与免疫学,第一章 绪论第二章 细菌学基础第三章 病毒学基础第四章 其它类型微生物第五章 免疫学基础第六章 水生动物病原,水产微生物学与免疫学教学内容,第五章 免疫学基础,第一节 绪论第二节 抗原第三节 免疫系统第四节 抗体第五节 免疫应答第六节 免疫学应用,一、基本概念1免疫（immunity）免疫最早的概念可能来自18世纪中国医书免疫类方，其意义是预防疾病或免除瘟疫。在古代西方医学上的免疫(immunity)一词，源于拉丁文“immunitas”，原系法律概念，意指免除奴役或免除捐税，后用到医学上意为免除感染。现代免疫学认为：免疫是指生物机体在识别异己

2、过程中，识别自我和排除异己，以维持机体内环境平衡和稳定的保护性生理反应。,2免疫学（immunology）免疫学是研究生物体(动物、植物及微生物等)抗原性物质、机体免疫系统(immune system)、免疫应答(immune response)规律与产物、免疫调节(immunoregulation)及各种免疫现象的一门科学。现代免疫学不仅成为了一门独立的、富有生命力的学科，而且渗透到医学科学的各个领域，并与许多学科交织在一起，发展成为免疫生物学、免疫生物化学、免疫生理学、免疫病理学、免疫药理学、分子免疫学及临床免疫学等。,二、免疫基本特性 1识别异己(recognition of self

3、and nonself)：识别异己是动物机体产生免疫应答的基础。动物机体内含有很多免疫器官或免疫组织，其免疫细胞上的抗原受体（antigenic receptor）能识别自身与非自身的大分子物质。2特异性(specificity)：指动物机体对某种抗原性物质产生的免疫应答具有高度的特异性，如嗜水气单胞菌疫苗刺激鱼类产生的免疫保护，只对嗜水气单胞菌有抵抗力，而对其他病原的侵袭则无抵抗力。3免疫记忆(immunologic memory)：指动物的免疫具有记忆功能，也就是指动物机体对初次刺激的抗原性物质具有长久的记忆能力，若当同样抗原性物质再次刺激动物机体时，机体能迅速产生比初次更强的免疫应答反应

4、。,三、免疫基本功能 1免疫防御（immunologic defence）：是指动物机体抵御病原微生物的感染和侵袭的功能。当动物的免疫功能正常时，动物机体就能对由呼吸道、消化道、皮肤及粘膜等途径侵犯动物体内的各种病原微生物产生较强的抵抗力。2自身稳定（immunologic homeostasis）：是动物机体对在新陈代谢过程中产生的衰老细胞和受损细胞清除体外，从而维持机体的生理平衡的功能。3免疫监视（immunologic surveillance）：是指动物机体识别和清除在各种因素诱导产生的突变细胞，以维持机体内细胞均一性的功能。,动物机体免疫的功能,变态反应性接触性皮炎,恶性肿瘤(胃癌)

5、,四、免疫学发展简史1原始免疫学时期 也称为经验免疫学时期（11世纪到18世纪末），这是人类在长期实践和与疾病作斗争的过程中，积累出来的大量的朴素的免疫学知识。如约11世纪宋真宗时代，我国创立了天花患者干燥痂皮制成粉末吹鼻预防天花的种痘法。18世纪末（1798年）英国医生Edwaed Jenner受到挤奶工人大多不感染天花的启示，创立了应用牛痘脓疮制备疫苗(Vaccine)接种预防天花的接种方法即种痘法(Vaccination)，至此才正式宣告“免疫学”的诞生。,2传统免疫学时期 也称为实验免疫学时期（18世纪末到20世纪初），这主要是由于微生物的病原学研究取得了重大突破，推动免疫学在免疫机制

6、的实验研究上也取得了大量的研究进展。如Pasteur成功研制了鸡霍乱、炭疽和狂犬病弱毒疫苗。Metchinikoff发现吞噬细胞的吞噬作用而提出了“细胞免疫学说”；Ehrlich等发现抗毒素及抗体的抗菌作用，提出了“体液免疫学说”。这两个学派长期争论不休，直到20世纪初（1903年），Wright观察到免疫血清能显著地增强白细胞的吞噬作用，并将这种物质称为调理素，从而将细胞免疫与体液免疫有机地联系在一起，使免疫学的发展有了个质的飞跃。,3现代免疫学时期 自20世纪初以来，免疫学取得了巨大成就，主要表现在：A在免疫生物学方面 提出了克隆选择学说，合理地解释了免疫特异性、免疫记忆、免疫识别和免疫耐

7、受等核心问题。阐明了免疫器官、免疫细胞及免疫分子等在免疫应答中的国内和地位。明确了免疫系统的调控机制，如免疫分子的调节作用；免疫细胞间调节；神经与内分泌的调节等。B在免疫血清学方面 建立了很多血清学技术，如凝集试验、补体结合试验、琼脂扩散试验、免疫荧光技术、免疫酶标技术、免疫放射技术等。,C在免疫化学方面 利用DNA重组技术，研制了多种基因工程疫苗；利用蛋白质技术研究了人工合成肽疫苗。D在免疫遗传学方面 明确免疫应答是受到遗传基因的控制，一是主要组织相容性复合体（major histocompatibility complex,MHC）基因，它编码的I类和II类分子，与淋巴细胞对抗原的识别、抗

8、原提呈过程、免疫细胞间相互作用、细胞毒性作用等有重要关系。二是免疫球蛋白的可变区基因，它决定抗体分子的特异性和多样性。另外，在肿瘤免疫、免疫病理、移植免疫、生殖免疫等也有了很大进展。,冠状病毒模型,冠状病毒体所携带的抗原,天花病毒(Pox virus),每个喷嚏可产生100万个泡沫微粒,天花发病过程,7天,3天,5天,五、免疫学应用1免疫学诊断 主要指利用抗原抗体特异性结合的血清学技术对疾病的诊断。2免疫预防 主要指利用疫苗对疫病的预防和控制。3免疫治疗 主要指利用抗血清对疫病的治疗，特别是对一些毒素性疾病的治疗。,第一节复习思考题,1.免疫和免疫学的概念。2.免疫的基本特性。3.免疫的基本功

9、能。4.现代免疫学的特点。,第二节 抗原（antigen）,抗原概念 构成抗原条件 抗原特异性 抗原分类 医学上重要抗原 免疫佐剂,一、抗原概念1抗原（antigen）凡是能刺激动物机体产生抗体和致敏淋巴细胞并能与之特异性结合的物质。2抗原性（antigenicity）包括免疫原性和反应原性两个方面含义。免疫原性(immunogenicity)：指抗原能刺激动物机体产生抗体和致敏淋巴细胞的特性。反应原性(reactiongenicity)：指抗原与相应抗体或致敏淋巴细胞发生特异性结合特性。,3完全抗原和半抗原 完全抗原(complete antigen)：指具有免疫原性和反应原性两种特性的物质

10、。半抗原(incomplete antigen or hapten)：指指具有反应原性而缺乏免疫原性的物质。4免疫原(immunogen)指完全抗原，既能刺激机体产生免疫应答的物质。,二、构成抗原的条件 构成抗原的物质需具备三个条件，即异物性、一定理化性状和完整性。1异物性(foreigness)又称为异质性或异源性，包括以下几种情况：异种物质：不同种之间 同种异体物质：同种不同个体之间 自身抗原：自身组织成分通常无抗原性，但在以下几种情况下，可成为抗原物质。,自身成分成为抗原的情况：(1)隐蔽成分如眼晶体蛋白、甲状腺蛋白、脑组织及精子蛋白等，因各种因素如外伤、感染等而进入血液循环系统，可引起

11、免疫反应。(2)机体免疫系统识别功能紊乱，将自身物质视为异物，发生自身免疫病。(3)自身成分在烧伤、电离辐射、药物或感染等因素作用下，其结构发生改变而成为抗原物质。,2、一定理化性状 抗原均为有机物，但有机物并非都是抗原。有机物成为抗原，必须具备几个理化性状，包括大分子胶体、一定化学组成和结构、分子构象和易接近性和一定物理性状。(1)大分子胶体 完全抗原的分子量一般在10kD以上；分子量在5kD以下，一般无抗原性；分子量为510kD的物质，一般为弱抗原。(2)一定的化学组成和结构 含支链氨基酸的蛋白质，其抗原性较弱，如明胶（10kD以上）等；含芳香族氨基酸的蛋白质，其抗原性较强，如细菌荚膜多糖

12、等。,(3)良好的分子构象和易接近性 分子构象(conformation)：指抗原分子一些特殊化学基团的三维结构。易接近性(accessibility):指抗原分子化学基团与淋巴细胞表面相应抗原受体相互接触的难易程度。(4)一定的物理性状 聚合体较单体的抗原性强；颗粒性物质较可溶性物质的抗原性强；在动物机体滞留时间长短，也能影响抗原引起的免疫应答。,3完整性 具备上述性状的物质，须经非消化道途径进入机体(包括注射、吸入、混入伤口等)并接触免疫细胞，才能成为良好抗原。另外，还应注意：抗原物质的免疫原性，一方面取决于抗原本身的特性，另一方面也取决于机体的遗传特性（动物机体的免疫应答能力）。,三、抗

13、原特异性 特异性（specificity），指物质之间的相互吻合性或针对性。抗原的特异性表现在两个方面，即免疫原性的特异性和反应原性的特异性。特异性是免疫应答中最重要的特点，是免疫学诊断和防治的理论依据。,1抗原特异性的物质基础抗原决定簇 抗原决定簇（antigenic determinant,AD），又称为表位（epitope），是存在与抗原表面的特殊化学基团，是免疫细胞识别的靶结构，也是免疫反应具有特异性的物质基础。抗原决定簇的大小相当于相应抗体的抗原结合部位。一般蛋白质的抗原决定簇由56个氨基酸残基组成。抗原的特异性是由这些氨基酸残基所决定。一个抗原分子可具有一种或几种不同的抗原决定簇，

14、每种决定簇只有一种抗原特异性。,2抗原抗体反应的特异性 主要表现：抗原抗体反应具有高度特异性；特异性是由抗原决定簇所决定；抗原决定簇的空间位置对抗原特异性十分重要：抗原决 定簇相同，其位置不同，其特异性也不同；抗原结构旋光度与其特异性有关。,3交叉反应（cross reaction）是指抗原（抗体）出与其相应抗体（抗原）发生特异性反应外，有时还能与其他抗体（抗原）发生反应。这是由于它们之间含有共同抗原（commom antigen）。,同种异体手移植,五、医学上重要抗原1微生物及其代谢产物 如细菌、病毒等，还有其代谢产物如外毒素(类毒素)。2动物免疫血清 免疫血清，对本种动物具有治疗疾病的作用

15、；对另一种动物，则是异种蛋白，具有抗原性。3同种异体抗原 在同种动物的不同个体之间，由于遗传基因的不同，组织器官中存在着不同的抗原成分，即同种异体抗原。4自身抗原,5异嗜性抗原（heterophil antigen）指一类与种属特异性无关的、存在于人、动物、植物及微生物中的共同抗原。这是引起自身免疫性疾病的原因之一。如A族溶血性链球菌与肾小球基底膜和心肌组织存在异嗜性抗原；大肠杆菌O14型脂多糖与人结肠粘膜具有异嗜性抗原。,六、免疫佐剂1概念 免疫佐剂(immunoadjuvant)，简称佐剂(adjuvant)，是指先于抗原或与抗原一起注入动物机体，可增强机体对抗原的特异性免疫应答或改变免疫

16、应答类型的一类物质。2佐剂的种类 一般可分为：无机佐剂，如氢氧化铝、明矾等；有机佐剂，如卡介苗、内毒素等；合成佐剂，如双链多聚核苷酸、胞苷酸等；油佐剂，如弗氏佐剂、植物油、矿物油等。,3佐剂的生物学作用 增强抗原的免疫原性；提高初次应答和再次应答的抗体滴度；改变抗体类型，由产生IgM转变为产生IgG；引起或增强迟发型超敏反应。4佐剂的作用机制 改变抗原物理性状，利于抗原缓慢释放，延长滞留时间；利于抗原被巨噬细胞吞噬，促进抗原提呈；刺激淋巴细胞增殖和分化，增强和扩大免疫应答能力。,5超抗原(supperantigen,SAg)指某些物质在极少浓度(110ng/mL)情况下就能诱发动物机体产生最大

17、的免疫应答效应。如金黄色葡萄球菌AE肠毒素、A族链球菌M蛋白等。,1.抗原的概念与分类 2.构成抗原的条件 3.抗原特异性及其物质基础 4.佐剂概念、分类及作用机制 5.异嗜性抗原与超抗原的概念,第二节复习思考题,第三节免疫系统(Immune system),指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。,、免疫器官、免疫细胞、免疫分子、非特异性免疫因素,一、免疫器官,鱼类免疫器官,主要包括提供T细胞分化环境的胸腺以及次级淋巴组织即肾脏和脾脏。1、胸腺：起源于胚胎发育的咽上皮，但同其他四肢脊椎动物不同，大多数鱼类的胸腺保留了和咽的联系，由淋巴细胞和淋巴母细胞组成，在淋巴组

18、织的起源中是最先获得成熟淋巴细胞的器官。鱼类的胸腺在免疫能力的个体发育中具有特别重要的作用；但随着年龄的增长，其胸腺会退化。,2、肾脏：成鱼重要的淋巴组织，分为头肾(Pronephros)和中肾(Mesonephros)。成鱼的头肾已失去排泄的功能，却保留了造血和内分泌的功能。受抗原刺激，头肾和中肾细胞会出现增生。利用溶血空斑和免疫酶技术已证实头肾和中肾都存在抗体产生细胞，表明肾脏是硬骨鱼类重要的抗体产生器官。,3、脾脏：在某些鱼类，特别是在软骨鱼类可分为红区(Red pulp)、白区(White pulp)即淋巴区(Lymphoid area)。然而，硬骨鱼类的脾脏无此分化，是淋巴系统组织发

19、生中最后一个发生的器官。象肾脏一样，脾脏在造血和免疫反应方面都起着重要的作用。此外、肾脏和脾脏都有色素含有细胞(Pigment-containing cells)，即黑色素吞噬细胞(Melano-macrophages)。,4、其他淋巴组织 鱼类还有分散的淋巴细胞生发中心，它们存在于粘液组织，如皮肤、肠道和鳃，但不具备完整的淋巴结构。这些分散的淋巴组织在免疫原的摄取方面有着重要的作用，因而在养殖鱼类的免疫保护方面有着重要的意义，成为研究的焦点。,病毒侵染人体淋巴组织,二、免疫细胞,凡参与免疫应答或与免疫应答有关的细胞，统称为免疫细胞。,(一)畜禽免疫细胞,NK细胞,中性粒细胞,嗜酸性粒细胞,单

20、核巨噬细胞,单核细胞体积较大，蹄状核（左，普通光镜）。透射电镜显示其高尔基体发达、线粒体丰富、胞浆颗粒明显(中）。扫描电镜显示腹腔巨噬细胞粘附于玻璃表面（右）。,肥大细胞和嗜碱粒细胞,1、T淋巴细胞和B淋巴细胞 T淋巴细胞和B淋巴细胞是两种淋巴细胞亚群。T淋巴细胞具有直接杀伤细胞的作用以及通过分泌细胞因子调节免疫反应的作用。B淋巴细胞分泌抗体且在细胞表面有抗体受体存在。发现鱼类具有这两种淋巴细胞的功能已有多年，但近几年才利用抗IgM单克隆抗体明确地证明硬骨鱼类有独立的淋巴细胞种群，即相对于哺乳动物的T和B淋巴细胞。Graham及Clem等利用单克隆抗体可以区分细胞表面抗体受体阳性或阴性的B淋巴

21、细胞及其生物活性。,(二)鱼类免疫细胞,T淋巴细胞(紫色),B淋巴细胞,2、非特异性的细胞毒性细胞 非特异性的细胞毒性细胞是一类与哺乳动物的自然杀伤细胞相等的免疫细胞。这类细胞在细胞与细胞接触之后，通过坏死或主动死亡可以溶解靶细胞。在肾脏和腹腔中的这类细胞最多，血中较少。鱼类的这类细胞与哺乳动物的自然杀伤细胞相比，小且无颗粒，它的靶细胞包括肿瘤细胞系、寄生原生动物等。,3、吞噬细胞 吞噬细胞在免疫应答中起着重要的作用。吞噬细胞受病原或宿主产生的趋化因子的作用而接近抗原。宿主产生的化学引诱因子包括补体成分和二十碳酸如三烯酸和脂素。鱼类的粒细胞、巨噬细胞和单核细胞都具有吞噬功能。,依据染色特征，鱼

22、类的粒细胞可分为嗜碱性、嗜酸性和中性粒细胞。但并不是所有的鱼类都具有这三种粒细胞，如鲑鳟鱼类循环系统中只有中性细胞，但有的鲑鳟类组织中的一种可被曙红染色的粒细胞被称作嗜酸性颗粒细胞，是一种与哺乳动物肥大细胞相似的免疫细胞。在炎症反应中，通常表现为双相反应，即粒细胞先于巨噬细胞接近病原。,三、免疫分子,指机体内参与调节免疫应答的各种蛋白分子。,(一)畜禽免疫分子,其中补体系统（complement）是由存在于人和脊椎动物血清及组织液中的一组经活化后具有酶样活性的蛋白质，以及其调节蛋白和相关膜蛋白(受体)共同组成。,补体包含：（1）固有成分：C1(C1q，C1r，C1s)C9、B、D、P 因子、M

23、BL、丝氨酸蛋白酶。（2）调节分子：可溶性调节因子。膜结合性调节分子。（3）受体成分：C1qR,CR1,CR2,CR3,C3aR,C5aR等。,(二)鱼类免疫分子,存在于鱼类血液或粘液中的具有非特异性抵抗作用的分子包括溶菌酶、抗蛋白酶（如-巨球蛋白)、转移因子、补休、C-反应性蛋白、几丁质酶和型干扰素等。这些物质可以直接分解细菌(如溶菌酶、补体)或真菌(如几丁质酶)，或抑制细菌(如转移因子)或病毒(如干扰素)的复制，或作为调理素增加吞噬细胞的吞噬量(C-反应性蛋白、补休)，乃至中和细菌(如-巨球蛋白)。,具有非特异性抵抗作用的分子,具有特异性抵抗作用的分子：抗体,溶菌酶,四、鱼类非特异性免疫因

24、素,（一）鱼类皮肤保护性屏障,粘液和表皮是鱼类防御第一线，这些屏障的保护作用是极为有效的。有表皮粘液细胞产生的粘液、碎屑易与微生物粘结在一起而将微生物清除。鳞片、表皮和真皮对于物理性侵袭，也起着象保护盾一样的作用，以阻止暴露创伤和防止可能导致的感染。(1)粘液：粘液是鱼最外的防御线，含有能抑制寄生物在外表区生长和寄生的一些因子。虽对粘液的抗病原体活性机理的研究不多，但对表皮粘液细胞产物的重要性是普遍承认。,从鱼类粘液与其他高等动物分泌物的比较研究，获得了相类似之处。人的眼泪、鼻分泌物和唾液已知含有溶菌酶和能破坏许多细菌细胞壁中粘肽层(mucopeptide layer)(即肽聚糖层)的一些酶。

25、这些因子也可能存在于鱼的粘液中。粘液的不断脱落和补充，可能对阻止细菌的增殖有了稳定的基础，从而给予鱼体以一定的保护作用。鱼粘液中自动非特异性防御机制的另一些可能性，包括存在的蛋白水解酶（proteolytic enzyme)和对病原体生长不利的pH值。,（2）鳞：鱼类鳞片的基部下达真皮结缔组织并伸出于皮肤表面外。有些鱼的鳞片穿透粘液层，而另一些鱼类的鳞片，仍保持着为表皮和真皮所覆盖。表面的擦伤，有时鳞片脱落，都能使鱼体留下易受病原体侵袭的创伤。在这些情况下，无例外地出现炎症和表面感染。在池塘孵化场，已证明一个伤口是多么易受侵袭性病原体的攻击。,（3）真皮：真皮位于基底膜下，是皮肤的另一保护屏障

26、，这层的皮肤是由散布着黑色素细胞（melanocyte）即黑色素细胞的纤维结缔组织所组成。有血管的真皮组织，散布着毛细血管，这些对体液防御系统是有用的。真皮或经由骨膜固定于骨，或与肌肉组织相连。,（4）表皮：皮肤横切片的显微观察，显示表皮层位于粘液层下。外层是由扁平的鳞状上皮细胞所组成；第二层由纺锤形细胞组成；这两层都散布着球形的粘液分泌细胞。第三层细胞较圆，而第四层是由基底膜上伸长的柱形细胞所组成。贯穿整个表皮，有时见有游走的嗜中性白细胞。鱼的表皮区别于哺乳动物的一个特点是，鱼表皮通常是在较下层中可见到有丝分裂。这是因为哺乳动物需要坚硬的皮肤层，以防止脱水作用，而鱼在水环境中，不需要这样的保

27、护作用。,(二)鱼类炎症反应,无论是由刨伤引起的损害或由某种侵袭性病原体引起的损害，都在损害部位产生一种速发型反应或炎症应答。人类急性炎症典型特征包括红、肿、热、痛。前节中所述的皮肤保护性系统是静止的，如鳞片是常备的不活动的屏障。而炎症应答则可说成是一种警报系统。当侵害发生后，机体为了要修复开始的损伤和防止进一步损害，炎症即为此而起作用。,1.免疫系统的构成。2.鱼类免疫系统的特点。3.鱼类免疫器官的组成。4.鱼类免疫细胞的组成。5.鱼类免疫分子的特点。6.鱼类的非特异性免疫因素。,第三节复习思考题,第四节抗体(antibody),基本概念 免疫球蛋白结构 免疫球蛋白生物活性 五类免疫球蛋白特

28、性 鱼类免疫球蛋白特点,一、基本概念,1、免疫球蛋白(Immunoglobulin,Ig)是指存在于人和动物血液(血清)、组织液及其它外分泌液中的一类具有抗体活性或与抗体具有相似结构的球蛋白。2、抗体(Antibody)是指人和动物受到抗原物质刺激后，由B淋巴细胞转化为浆细胞后产生的，能与相应抗原发生特异性结合反应的免疫球蛋白。抗体是动物机体对抗原物质产生免疫应答的重要物质，主要存在于人和动物血液(血清)、组织液及其它外分泌液中，因此将抗体介导的免疫称为体液免疫(humoral immunity)。,3、免疫球蛋白与抗体的关系 抗体是免疫学和功能上的概念，是抗原的对立面，是具有针对性，其本质就

29、是免疫球蛋白。而免疫球蛋白是结构和化学本质上的概念，它们并不都具有抗体活性。也就是说抗体一定是免疫球蛋白，而免疫球蛋白不一定是抗体。另外，从分子多样性上看，抗体具有多样性，即动物机体可产生针对各种抗原物质的抗体；而免疫球蛋白就其化学结构的差异，只可分为IgG、IgA、IgM、IgD和IgE。,二、免疫球蛋白结构,1、基本结构,(1)四肽链结构 两条重链(heavvy chain,H链)两条轻链(Light chain,L链)每条重链和轻链都有氨基端(N端)和羧基端(C端)。,在N端，含轻链1/2和重链1/4的区域，其氨基酸排列顺序随抗体特异性不同而有所变化，故称为可变区(variable re

30、gion,V区)；而C端，含轻链1/2和重链3/4的区域，其氨基酸较稳定，称为恒定区(constant region,C区)。,(2)接合链（Joining chain,J链）使Ig单体结合在一起的多肽链，起稳定多聚体的作用。,(3)分泌片（secretory piece,SP）是IgA分子上的一条分子量为60-70kD的多肽链，其功能是保护IgA不受环境中酶破坏，并介导IgA转运。,2、Ig的功能区,(1)抗原结合部位：VH和VL；(2)遗传标记区域：CH1；(3)补体结合位点：CH2；(4)Fc受体结合位点：CH3。,3、Ig水解片段,木瓜水解酶可将Ig水解成2个Fab段和1个Fc段,胃蛋

31、白酶可将Ig水解成一个含双价抗体活性的F(ab”)段和若干小分子多肽碎片。,三、Ig生物学活性,1、与抗原特异性结合2、激活补体3、结合Fc受体4、免疫调节作用5、抗体的免疫原性,四、Ig分类,2、Ig结构,IgG、IgD和IgE为单体结构；IgA为二聚体；IgM为五聚体。,1、Ig类别(class)根据Ig重链恒定区的结构差异(、及)，可将Ig分为IgG、IgA、IgM、IgD和IgE五类。,五、鱼类免疫球蛋白特点,1、鱼类产生的抗体主要是IgM；2、软骨鱼类IgM为五倍体，而硬骨鱼为四倍体；3、其特性与哺乳动物相似，但比哺乳动物多一条J链；4、抗体除存在于血液外，还存在于皮肤粘膜、肠道黏液

32、和胆汁中。,影响鱼类抗体产生的因素,A、鱼种B、抗原物质C、温度：Cushing于加利福尼亚工艺研究所工作期间，曾用干的海胆精液接种养在不同温度下的鲤鱼和鲫鱼，随后在血清中相继产生凝集抗体。养在28的鱼证明比15的鱼，至少提早4天产生特异性凝集效价。D、水质：苏联Goncharov和Mikryakov用斑点气单胞菌苗免疫了的鲤鱼，养在每天固定含酚的浓度12.5毫克/升的水中2个月，结果表明抗体的形成比起养在未污染水中的对照鱼要弱得多。,1抗体与免疫球蛋白的概念;2图解Ig单体的分子结构。3免疫球蛋白分子的特殊结构；4Ig的种类?5鱼类Ig特点及其产生的影响因素？,第四节复习思考题,第五节 免疫

33、应答(immune response),动物机体对抗原物质的免疫应答表现：(1)正常免疫应答、(2)变态反应和(3)免疫耐受。,免疫应答 变态反应 免疫耐受,一、免疫应答,1、免疫应答的概念 免疫应答(immune response,Ir)，是指机体受到抗原刺激后，体内特异性淋巴细胞对抗原分子的识别、活化、增殖、分化或失去活性潜能，并表现出一定生物学校应的过程，包括：,(1)递呈细胞(巨噬细胞等)对抗原的处理、加工和递呈；(2)特异性淋巴细胞(T/B淋巴细胞)对抗原的识别、活化、增殖分化，并产生免疫效应分子(抗体与细胞因子等)及免疫效应细胞(细胞毒性T淋巴细胞和迟发型变态反应性T细胞等)；(3

34、)对抗原物质和再次进入的抗原物质产生清除效应。,(一)概述,3、免疫应答的类型 由于抗原的质量/数量、机体免疫状态/反应性的不同，机体对抗原物质产生的免疫应答类型不同。,(二)免疫应答的一般规律,1、免疫应答的场所 抗原递呈细胞和淋巴细胞的协作，是特异性免疫应答的物质基础。前肾、脾脏和淋巴样组织，是机体免疫应答的主要场所。,2、免疫应答的基本过程,(1)致敏阶段 又称感应阶段，是抗原物质进入体内，抗原递呈细胞对其识别、捕获、加工处理和提呈，以及抗原特异性淋巴细胞(T、B淋巴细胞)对抗原的识别阶段。,(2)反应阶段 又称增殖与分化阶段，此阶段是抗原特异性淋巴细胞识别抗原后活化，进行增殖与分化，以

35、及产生效应性淋巴细胞和效应分子的过程。T淋巴细胞增殖分化为淋巴母细胞，最终成为效应性淋巴细胞，并产生多种淋巴因子；B细胞增殖分化为浆细胞，合成并分泌抗体。一部分T、B淋巴细胞淋巴细胞在分化的过程中变为记忆性细胞(Tm和Bm)。这个阶段有多种细胞间的协作和多种细胞因子的参加。,（3）效应阶段 此阶段是由活化的效应性细胞CTL（细胞毒性T淋巴细胞）与TD细胞（迟发型变态反应性T淋巴细胞）和效应分子（抗体与淋巴因子）发挥体液免疫效应和效应细胞免疫的过程，这些效应细胞和效应分子共同作用清除抗原物质。,二、变态反应,1.变态反应的概念 变态反应(allergy)，又称为过敏反应(anaphyaxis)或

36、超敏反应(hypersensitiveity reaction)，是动物机体免疫系统受到再次进入机体的同一抗原刺激而产生的一种过于强烈或不适当免疫应答、导致机体组织器官损伤的异常或病理性免疫反应。参与变态反应的抗原称为变应原，变应原有完全变应原和不完全变应原。,4.变态反应的特点：A.四型变态反应的发生比较快，可由抗体介导，并通过血清中的抗体被动转移给正常动物。I型须有肥大细胞、嗜碱细胞和IgE的参与；型须有靶细胞表面抗原结合的IgG、IgM参与；型须有IgG或IgM与抗原形成一定大小的免疫复合物，且沉积之后致病；型是由T细胞介导。,B.补体参与型、型变态反应，但须依赖补体才能致病的只有型变态

37、反应。C.同一变应原在不同个体或同一个体可引起不同型变态反应。D.在同一个体可能同时存在两种或两种以上的变态反应。E.有时同一疾病也可由不同型变态反应参与。,三、免疫耐受,1.免疫耐受的概念 免疫耐受(immune tolerance)，是机体免疫系统在接触某种抗原后产生的特异性免疫无反应状态，或称为负免疫应答，表现在当再次接触同一抗原时不发生可查反应，但对其他抗原的免疫应答仍正常存在。,2.免疫耐受的一般特性 A.免疫耐受是由抗原特异的T和/或B细胞被排斥、灭活或抑制所致；B.未成熟淋巴细胞较成熟淋巴细胞更容易诱导免疫耐受；C.机体耐受性的维持需要耐受原的存在，并与未成熟淋巴细胞相互作用；D

38、.某种条件下成熟淋巴细胞也可被诱导产生耐受性。,3.免疫耐受产生的条件(1)抗原方面 A.抗原理化性状：一般而言，小分子、可溶性的非聚合单体物质常为耐受原；B.抗原剂量：一般抗原量越大或动物年龄越小，越容易诱导产生免疫耐受；C.抗原注射途径：静脉注射易诱导免疫耐受，皮下和肌肉注射最难产生耐受性；D.有无免疫佐剂：不加免疫佐剂的抗原较易诱生免疫耐受(2)机体方面 A.机体发育程度或年龄：胚胎期最易诱导耐受性 B.动物品种或品系：一般在胚胎期易诱导耐受性。C.免疫抑制措施的影响：抗免疫细胞等生物制品、环磷酰胺等免疫抑制剂等可诱生耐受。,4.研究免疫耐受的意义 在免疫理论上，可以解释动物机体为何能够

39、识别“自己”和“非己”，这是免疫学理论的核心问题。在医学实践上，抗原通过免疫耐受的诱导或终止来防治某些疾病，如自身免疫性疾病、器官移植排斥反应、肿瘤性疾病等。,1免疫应答的概念、特点与类型。2免疫应答的一般过程与效应。3变态反应的概念、类型与特点。4免疫耐受的概念及特性。,第五节复习思考题,一、免疫学诊断二、免疫预防三、免疫治疗,第六节 免疫学应用,一、免疫学诊断,(一)免疫诊断试剂,免疫学诊断是应用已知诊断试剂(抗体或抗原)，对患病动物进行抗原或抗体的测定，从而诊断疾病。诊断抗原：是利用细菌或病毒经过培养后，将菌体(病毒)灭活(或将菌体裂解)后制成。,诊断血清：是用抗原免疫动物而制成的，一般

40、采用给动物多次注射抗原，然后采集免疫动物血液，分离血清，加入一定防腐剂而制成。免疫血清经过提纯后得到IgG，再用酶、荧光染料、放射性同位素标记，制成标记抗体。,(二)常用免疫血清学诊断技术,1、常用免疫血清学诊断技术的类型（1）凝聚性反应：凝集试验和沉淀试验（2）标记抗体技术：荧光抗体技术、酶标抗体技术等（3）有补体参与的反应：如补体结合反应（4）中和反应：如病毒中和试验、毒素中和试验,凝集试验,酶标抗体技术,A.凝集反应,当颗粒性抗原与其相应抗血清混合时，在一定浓度的电解质环境中，抗原凝集成大小不等的凝集块，叫凝集反应。凝集反应广泛地应用于疾病的诊断和各种抗原性质的分析。即可用已知免疫血清来

41、检查未知抗原，亦可用已知抗原检测特异性抗体。,凝集试验的种类（1）直接凝集试验：颗粒性抗原（2）间接凝集试验：可溶性抗原（3）病毒的血凝与血凝抑制试验（4）乳胶凝集试验,可溶性抗原与相应抗体混合，在电解质存在下，两者比例适合，即可有沉淀物出现，叫沉淀反应(Precipitation)。由于沉淀反应抗原多系胶体溶液。沉淀物主要是由抗体蛋白所组成。为了求得抗原与抗体的适宜比例，保证有足够的抗体，而且抗原分子小，具有较大的反应面积，因此操作上通常是稀释抗原，不稀释抗体。沉淀反应的种类有环状沉淀试验、絮状沉淀试验、琼脂扩散试验及免疫电泳试验等。,B.沉淀试验,C.酶标抗体技术(Enzyme-label

42、led antibody technique),是根据抗原抗体反应的特异性和酶催化反应的高敏感性而建立起来的免疫检测技术。,原理：酶标记抗体，既不影响抗体的免疫反应性，也不改变酶的催化活性；加入酶底物后，酶可使其（供氢体）由无色的还原型转化为有色的氧化型。这种有色反应的颜色变化与样本中抗原或抗体的量成正比，且能用分光光度计进行测定。,最常用的是：辣根过氧化物酶和碱性磷酸酶,D.荧光抗体标记技术(Fluoresent-labelled antibody technique）,是应用荧光素对抗体或抗原进行标记，然后用荧光显微镜观察所标记的荧光以分析相应抗原或抗体的一种方法。,原理:荧光素在超低浓度

43、时可被短波光源激发，在荧光显微镜下可观察到荧光。,荧光素:能产生明显荧光并作染料用的有机化学物质，称为荧光素，如异硫氰酸荧光素(FITC)、四乙基罗丹明(RB200)和四甲基异硫氰酸罗丹明(TMRITC)。,操作过程：（1）标本制备：涂片、压片；冰冻切片、石蜡切片等（2）荧光抗体染色：有直接法和间接法（3）荧光显微镜观察：光源为高压汞灯；要滴加缓冲甘油,2、免疫血清型学诊断技术的特点,(1)特异性与交叉性,(2)可逆性，分子表面结合(3)比例适当性(4)存在二阶段性，即结合阶段和可见阶段,(三)免疫诊断技术的应用,1.用于传染病的诊断：利用抗原抗体反应的特异性和敏感性来诊断疾病。用已知抗原诊断

44、液，检查患病动物血清中是否存在有相应的特异性抗体，借以诊断传染病。亦可用已知诊断血清或标记抗体，检查动物体内及排泄物中是否存在特异性抗原，用以检查病原体的存在。,2.用于病原的分型与鉴定：用已知抗血清或不同型的单因子血清，对分离的病原菌进行鉴定，以确诊该病原。用单因子血清分析细菌的抗原组分，确定细菌的类型，如用沙门氏菌的单因子血清分析待检沙门氏菌的菌体抗原及鞭毛抗原的种类，从而确定该菌属何种沙门氏菌。,二免疫预防,1.生物制品：利用微生物、寄生虫或其代谢产物制成的用于预防、诊断或治疗传 染病或寄生虫病的制剂。包括：疫苗、诊断试剂和免疫血清。下面主要介绍疫苗。,2.动物机体获得对某种传染病免疫力

45、的途径,3、疫苗的种类 疫苗的概念：给动物进行人工主动免疫的生物制品,A.弱毒疫苗 研制：(1)从自然界中筛选弱毒株如新城疫系弱毒苗；(2)将强毒株致弱后成为无致病性的弱毒株,特点：（1）注射后可在动物体内短期繁殖；（2）可诱导体液免疫和细胞免疫，刺激机体产生干扰素；（3）用量少，不需要佐剂，成本低，接种方便；（4）研制较长，需冻干冷藏保存，有毒力返强潜在危险。,（1）传统疫苗,B.灭活疫苗 研制：选择毒力强、免疫原性好的毒株大量培养，加 0.4%左右甲醛灭 活，保留免疫原性+佐剂。特点：（1）研制时间较短，安全，可常温保存；（2）只产生体液免疫，免疫效果比弱毒疫苗差；（3）用量较大，须加入适

46、当的佐剂。,SARS病毒灭活疫苗,C.类毒素(外毒素的灭活苗)研制：产毒细菌经液体大量培养后去除菌体，提取外毒素，用0.4%甲醛灭活后成 类毒素，加佐剂即成。应用：(1)直接作疫苗注射(2)反复注射免疫马匹，制备抗毒素血清。,破伤风类毒素,D.多价苗 同种病原微生物的多种血清型毒株制成的疫苗，如大肠杆菌多价苗等。,E.多联苗 不同种病原微生物联合制成的疫苗。特点：一针防多种病，节约人力、物力 注意：疫苗不能任意混合注射，可能互相干扰。,草鱼四联苗,草鱼出血病毒荧光假单胞菌肠型点状产气单胞菌鱼害粘球菌,（2）新型疫苗,A.亚单位疫苗：提取细菌或病毒结构中的有效抗原+佐剂，如大肠杆菌菌毛K88苗等

47、。特点：安全，但成本高,B.基因工程疫苗 a.基因工程亚单位苗 是用DNA重组技术，将编码病原微生物保护性抗原基因导入受体菌（如大肠杆菌）或细胞，使其在受体细胞中高效表达，分泌保护性抗原肽链，然后提取保护性抗原肽链，加入佐剂即制成基因工程亚单位疫苗，如大肠杆菌菌毛基因工程疫苗。,基因工程乙肝疫苗,b.基因工程活载体苗 是用基因工程技术将保护性抗原基因（目的基因）转移到载体中，使之表达。痘病毒、腺病毒和疱疹病毒等都可以用作载体。国外已研制出以腺病毒为载体的乙肝疫苗和以疱疹病毒为载体的新城疫疫苗等。,腺病毒载体乙肝疫苗,c.基因缺失苗：是用基因工程技术将强毒株毒力相关的基因切除构建的活疫苗。此种疫

48、苗安全性好，不易返祖；其免疫接种与强毒感染相似，机体可对病毒的多种抗原产生免疫应答；免疫力坚实，免疫期长，尤其是适于局部接种，诱导产生黏膜免疫力，因而是较理想的疫苗。目前已有多种基因缺失疫苗问世，猪伪狂犬病基因缺失疫苗已商品化并普遍使用。,猪伪狂犬病基因缺失疫苗,4、鱼类疫苗的免疫途径,A、注射免疫接种B、浸泡免疫接种C、喷雾免疫接种D、口服免疫接种,5、确保疫苗免疫效果的措施,三、免疫治疗,1、高免疫血清及免疫球蛋白的应用 注射高免血清或病愈动物血清，能起到治疗作用。如：用抗毒素治疗；用抗病毒高免血清治疗病毒病。,2、用弱毒疫苗紧急接种治疗病毒病 原则：早期、大量、重复应用和防止过敏反应,第六节复习思考题,1诊断试剂的种类与应用;2免疫血清学诊断技术的类型。3凝集反应与沉淀反应的概念。4酶标抗体技术的原理及常用标记酶。5荧光抗体技术的原理及常用荧光素。6.免疫血清学诊断技术的特点7生物制品的概念；8动物机体获得免疫力的途径；9疫苗的种类及其特点；10确保疫苗免疫效果的措施；11疫苗免疫失败的可能原因。,谢谢大家,