第九章 传染与免疫

第一节 传染的一般概念

一、传染与传染病 传染（infection）: 病原菌通过适当途径 侵入寄主体内的特定部位生长繁殖并破坏 其正常结构和功能的过程。 病原菌传染需要突破宿主的三道防线： 机械防御 非特异性免疫系统 特异性免疫系统

二、决定传染的因素 （病原微生物，宿主，环境） 二、决定传染的因素 （病原微生物，宿主，环境） （一）病原微生物 (或病原体, pathogen）: 寄生于生物体并引起疾病的微生物

决定侵染的因素 1. 毒力（virulence, 致病力 pathogenicity） 表示病原体致病能力的大小。 病原→吸附→侵入→定居→生长繁殖→ 扩散蔓延→ 抵抗寄主防御机能或产生损害宿 主的毒素等。 病原体毒力包括： 侵袭力 毒素

毒力（续） （1）侵袭力（invastiveness） 繁殖并实现蔓延扩散的能力。 1）吸附和侵入能力： 上皮细胞的相应受体； 由三方面组成 病原菌突破宿主防御机能，在其中生长 繁殖并实现蔓延扩散的能力。 由三方面组成 1）吸附和侵入能力： * G-菌菌毛粘附于宿主呼吸道、消化道等粘膜 上皮细胞的相应受体；

1）吸附和侵入能力： * 变异链球菌促使细菌与牙齿表面粘连成菌斑， 使乳杆菌属在菌斑上产生有机酸，导致牙釉质 或牙质脱钙，造成龋齿。 * 变异链球菌促使细菌与牙齿表面粘连成菌斑， 使乳杆菌属在菌斑上产生有机酸，导致牙釉质 或牙质脱钙，造成龋齿。 * 病原菌侵入宿主后，有些在原处生长繁殖并 引起疾病，如， 霍乱弧菌（Vibrio cholerae）; 有些则产生毒素使细胞死亡，造成溃疡, 如 痢 疾志贺氏菌 ( Shigelle dysenteriae）

2）繁殖与扩散能力 是病原菌引起宿主患病的重要条件 2）繁殖与扩散能力 是病原菌引起宿主患病的重要条件 透明质酸酶（hyaluronidase）: 水解结缔 组织中的透明质酸，使组织疏松，利于病菌 扩散（链球菌属，葡萄球菌属，梭菌属，肺 炎球菌属等） 胶原酶（collagenase）: 水解胶原蛋白， 利于病原菌扩散（产气荚膜梭菌）

2）繁殖与扩散能力(续) 血浆凝固酶（coagulase）: 加速血浆凝固成纤维蛋 白屏障，以保护病原菌免受吞噬（金黄葡萄球菌） 链激酶 (streptokinase) （溶血链球菌） 血纤维蛋白溶酶原 ↓链激酶 血纤维蛋白溶酶 纤维蛋白凝块-----------------------纤维蛋白水解物 卵磷脂酶 (lecithinase) : -毒素，水解各种组织细 胞（产气荚膜梭菌， 蛇毒液中也含此酶）

3）. 对宿主防御机能的抵抗力 抵抗宿主吞噬细胞的吞噬，或杀死吞噬细胞 产生荚膜多糖：抗吞噬 产生脂多糖：抗吞噬 产生溶血素： 抑制白细胞的趋化 产生A蛋白或M蛋白： 与抗体结合，抗吞噬 产生攻击素： 抵抗正常血清中的天然抗菌因子

（2）. 毒素（toxin） 外毒素(exotoxin)：细菌在生长过程中 合成并分泌到胞外的毒素。通常为蛋白质，可选择 作用于各特定的组织器官，毒性强。 例如： 白喉毒素：呼吸道，白喉杆菌分泌 破伤风毒素：伤口，破伤风梭菌分泌 肉毒毒素（剧毒）：消化道，肉毒梭菌分泌

内毒素（ endotoxin ） 作用于白细胞、血小板、补体系统、凝 血系统等多种细胞和体液系统，引起发 热、白细胞增多、血压下降及微循环障 革兰氏阴性菌细胞壁脂多糖（LPS）， 作用于白细胞、血小板、补体系统、凝 血系统等多种细胞和体液系统，引起发 热、白细胞增多、血压下降及微循环障 碍，毒性相对较弱。各种革兰氏阴性菌 内毒素作用相似，不分泌，仅在菌体自 溶或人工裂解后释放。

类毒素(toxoid) 行化学脱毒后仍保留着原有抗原性的生 物制品, 将其注射机体后, 具有免疫功能。 常用的类毒素有白喉类毒素,破伤风类毒 是细菌的外毒素用 0.3~0.4% 甲醛进 行化学脱毒后仍保留着原有抗原性的生 物制品, 将其注射机体后, 具有免疫功能。 常用的类毒素有白喉类毒素,破伤风类毒 素和肉毒类毒素等。

（二）、侵染数量 不同病原菌的致病剂量： 伤寒沙门氏菌： 几亿至十几亿 霍乱弧菌： 多于伤寒沙门氏菌 痢疾志贺氏菌：  10个细胞 痢疾志贺氏菌：  10个细胞 鼠疫耶尔森氏菌： 几个细胞

（三）、侵入途径 消化道： 伤寒沙门氏菌，霍乱弧菌，痢疾志 呼吸道：结核分枝杆菌，肺炎球菌，嗜肺军 皮肤伤口：金黄色葡萄球菌，炭疽芽孢杆菌， 贺氏菌等，抗唾液和其他消化液，耐胃酸； 呼吸道：结核分枝杆菌，肺炎球菌，嗜肺军 团菌等，对呼吸道有特异亲和力； 皮肤伤口：金黄色葡萄球菌，炭疽芽孢杆菌， 破伤风杆菌，立克次氏体（叮咬） 接触：麻风杆菌，沙眼衣原体，淋球菌等 垂直传播：疱疹病毒，乙肝病毒，人免疫缺 陷病毒等

三、传染的结果 隐性传染：宿主免疫能力强，病原菌毒力弱， 带菌状态：宿主与病原菌均有优势，病原菌 显性传染：宿主免疫力低，或病菌毒力强， 数量少，不表现临床症状 带菌状态：宿主与病原菌均有优势，病原菌 被限制于局部无法大量繁殖，长期处于相持状 态（“伤寒马丽”，1500人 / 7地区, 1906） 显性传染：宿主免疫力低，或病菌毒力强， 数量多 （毒血、菌血、败血、脓血症等）

第二节 免 疫 免疫的概念 宿主的非特异性免疫 宿主的特异性免疫

一、免疫的一般概念 免疫性： 宿主对入侵的病原微生物具 有识别、限制、消灭并解除其毒害作用 的能力。是生物长期进化过程中发展起 来的防御感染和维护机体完整性的重要 手段。 宿主防御功能分为： 非特异性免疫和特异性免疫

二、宿主的非特异性免疫 (non-specific immunity) 是生物在长期的进化过程中建立起来 的天然防御机制。(天然免疫， 先天性)。 特点：生来就有，相对稳定，世代相传, 是 无特殊针对性的对病原微生物的天然抵抗力 组成： 宿主的屏障结构， 吞噬细胞的吞噬功能 正常组织和体液抗菌物， 炎症反应

天然免疫的组成 类型 成分举例 生理屏障 皮肤、粘膜及其附属物、共生菌群 体液因素 溶菌酶、补体、 干扰素 细胞因素 吞噬细胞、自然杀伤细胞 类型 成分举例 生理屏障 皮肤、粘膜及其附属物、共生菌群 体液因素 溶菌酶、补体、 干扰素 细胞因素 吞噬细胞、自然杀伤细胞 其他 免疫的综合作用 (炎症)

(一)、生理屏障 1. 表面屏障 2. 局部屏障(特殊部位) 3. 共生菌群 连续完整的皮肤结构 汗腺及皮肤腺的分泌 粘膜(呼吸道,消化道等) 2. 局部屏障(特殊部位) 血脑屏障: 阻止扩散,保证 中枢神经系统稳定 血胎屏障: 阻挡病原菌从 母体通过胎盘感染 3. 共生菌群 体表与腔道的正常菌群

(二)、体液因素 1. 补体 (complement) 存在于血清中的一类特殊能协助和加强抗体 免疫效应的球蛋白(20 余种成分)。 在抗原抗体反应中有补充抗体作用的功能 2.干扰素( interferon, IFN ) 宿主细胞在病毒等多种诱生剂刺激下产生的 一类分子量较低的糖蛋白。作用于宿主细胞,使 之合成抗病毒蛋白、控制病毒蛋白合成,影响病 毒组装释放,具有广谱抗病毒功能。

干扰素诱生 及作用机制 病毒侵入 ↓ dsRNA ↓诱导 干扰素 结合受体 产生AVP 降解病毒 AVP-抗病毒蛋白

体液因素 3. 溶菌酶(lysozyme) 和溶酶体中的低分子量 (MW 14.7 KD) 碱性蛋白,不耐热，来源于吞噬细胞，并 普遍存在于唾液、泪液、乳汁、肠液 和溶酶体中的低分子量 (MW 14.7 KD) 碱性蛋白,不耐热，来源于吞噬细胞，并 分泌至血清及各种分泌液中。 作用： 水解G+ 菌细胞壁肽聚糖而使细胞裂解。

三、 宿主的特异性免疫 1. 特异性免疫 (specific immunity) 物刺激(如微生物侵染或接种疫苗)后 三、 宿主的特异性免疫 （一）、特异性免疫的概念及免疫系统 1. 特异性免疫 (specific immunity) 是机体在生命过程中接受抗原性异 物刺激(如微生物侵染或接种疫苗)后 产生的, 具有获得性，高度特异性和记 忆性(对异物有特殊识别能力)。

（1）特异性免疫的特点： 生物体在后天活动中接触了相应抗原后而获得，为获得性免疫（acquired immunity）。 产物与相应刺激物有针对性（特异性）； 包括体液免疫系统、细胞免疫系统或细胞介导免疫系统 特异性免疫力在同种生物的不同个体间或同一个体在不同条件下差异较大。

（2）特异性免疫获得方式  自动免疫： 机体在自然条件下因受到微生 物侵染或人工接种后，在体内形成的特异性免  自动免疫： 机体在自然条件下因受到微生 物侵染或人工接种后，在体内形成的特异性免 疫力，有效免疫时间从几周至几月甚至终生免 疫。  被动免疫：免疫球蛋白经血液、抗血清或哺 乳从有免疫力的个体向无免疫力的个体传递而 形成的免疫性，时间较短。

2. 免疫系统 (immene system) (1) 免疫器官及免疫细胞（中枢、周围） 由免疫器官、免疫细胞和免疫分子组成。 (1) 免疫器官及免疫细胞（中枢、周围） A. 中枢免疫器官（免疫细胞发生和分化的场所）： 骨髓(bone marrow) 形成各类淋巴细胞、巨噬细胞 和各种血细胞的场所。 胸腺(thymus) 是 T 细胞分化和成熟的场所

免疫器官及免疫细胞(续) B. 周围免疫器官： 包括： 脾脏 粘膜相关淋巴组织 是免疫细胞居住和发生免疫应答的场所 淋巴结 (lymph node) 。 脾脏 粘膜相关淋巴组织

免疫器官 中枢： 骨髓 胸腺 周围： 淋巴结 脾脏 扁桃体 阑尾 肠系膜淋巴结

(2). 免疫分子 免疫分子： 主要包括抗体、补体和 细胞因子。 细胞因子，由免疫细胞分泌的多肽、 干扰素、肿瘤坏死因子、白细胞介素和转 化生长因子等。 作用-- 调节细胞功能，抗病毒、直接参 与免疫应答等

（二）、 抗原和抗体 1. 抗原（antigen, Ag）： （1）定义 能够诱导机体产生体液抗 体和细胞免疫应答，并能与抗体和致敏淋 巴细胞在体外发生特异性结合反应的物质。 条件： 异物性，对被免疫的生物来讲，差异越大免疫性 越强； 具有一定化学结构，分子量大， 蛋白质， 多肽，多糖等。

（2）特性 免疫原性（ immunogenicity）：在体内激活免 疫系统，产生抗体和特异效应细胞的特性； 反应原性（reactinogenicity）：抗原与抗体或 致敏淋巴细胞发生特异结合和反应的能力； 完全抗原（complete antigen）：具有免疫原性 和反应原性的抗原，大多数蛋白、细菌、病毒； 半抗原（hapten）：只有反应原性而无免疫原 性的抗原，大多数寡糖、脂类及简单化合物.

特性（续） 抗原决定簇（antigen determinant group)： 抗原物质上能够刺激淋巴细胞产生应 答并与其产物特异反应的化学基团。是 抗原特异性的物质基础。

（3） 抗原种类 按来源分： 天然（组织、细菌、病毒）、人工合成 按化学性质分： 蛋白质，脂蛋白，糖蛋白， 多糖，脂多糖，多肽， 核蛋白等

细菌抗原 O-抗原 H-抗原 K, Vi-抗原 菌毛抗原 毒素（类毒素）

2、抗体 (antibody, Ab) 脊椎动物体在抗原物质刺激下, 由浆细胞 (B) 产生的一类能与相 应抗原发生特异性结合的免疫球 蛋白 (immunoglobulin, Ig)

抗体具备的条件 IgG, IgA, IgM, IgD, IgE 只有脊椎动物的浆细胞才能产生; 必须有抗原物质的刺激; 能与相应的抗原发生特异性结合; 化学本质是具有免疫功能的球蛋白 目前已在人类等血清中纯化出五类 IgG, IgA, IgM, IgD, IgE

(1) 抗体基本结构 呈Y形对称的多肽链分子 重链(heavy chain)， 近对称轴， 较长肽链 轻链(light chain)，较短肽链 可变区(variable region)， 氨基酸顺序可变， 不变区(constant region)，氨基酸顺序不变， 铰链区(hinge region)，含多种蛋白作用部位 二硫键

Ig 结构 重链 轻链 可变区 不变区 铰链区 二硫键

Ig 功能区

(2) 抗体的生理功能 与抗原特异结合 ：识别抗原，与特异抗原结合后，触发机体免疫应答； 激活补体：活化补体，由补体系统发挥其抗感染功能； 通过胎盘：怀孕母体的IgG通过胎盘到达胎儿血流中，形成新生儿自然被动免疫，对保护婴儿抵御感染起重要作用；

抗体的生理功能（续） 结合细胞： 多种细胞表面有Ig Fc区段的受 例如： 体，当Ig 与相应受体结合后，可通过受体细胞 发挥各种不同作用。 * IgG结合于吞噬细胞， 可增加其吞噬功能； * IgG结合于NK细胞, 介导其对相应抗原 靶细胞的杀伤。 （NK:自然杀伤细胞）

第三节 免疫学的实际应用

一、主要的抗原抗体反应 （一）凝集反应（agglutination , agg） 颗粒性抗原（完整细菌细胞或红 细胞）与其相应的抗体在适宜条件 下出现凝集团的现象。(玻片法, 试管法) 抗原----凝集原（agglutinogen） 抗体----凝集素（agglutinin） （稀释血清） 重链 轻链 可变区 不变区 铰链区 抗原结合点 补体结合点 二硫键

(二) 、 沉淀反应（precipitation, pptn） 可溶性抗原（蛋白质、多糖或类脂溶 液、血清、细菌抽提物、组织浸出液等） 与其相应抗体在合适条件下反应出现沉 淀的现象。(环状试验, 琼脂扩散) 抗原---- 沉淀原（precipitonogen） （稀释抗原--分子量小，比表面积大） 抗体---- 沉淀素（preciptin）

二、现代免疫技术---单克隆抗体 克隆（clone）： 由一个单细胞分裂形成的细胞纯系 单克隆抗体（monoclonal antibody）: 一个免疫浆细胞克隆产生的抗体

单抗制备原理： 骨髓瘤细胞： 可人工培养，但不产生抗体 经抗原免疫的小鼠脾细胞： 以上两者融合形成杂交瘤： 产生抗体，但不能培养 可人工培养，并产生抗体

单抗制备流程： 胞悬浮液 → 培养骨髓瘤细胞 → 促融合 （ PEG ） → 筛选融合细胞 → 融合细胞 抗原免疫小白鼠并取其脾脏制备单细 胞悬浮液 → 培养骨髓瘤细胞 → 促融合 （ PEG ） → 筛选融合细胞 → 融合细胞 抗体鉴定 → 融合细胞的克隆与再克隆 → 接种小白鼠或液体培养法制取单抗。

单抗的制备 重链 轻链 可变区 不变区 铰链区 抗原结合点 补体结合点 二硫键 细胞融合 ↓ 筛选杂交瘤细胞 抗体检测 克隆 培养或再接种 制备单抗 重链 轻链 可变区 不变区 铰链区 抗原结合点 补体结合点 二硫键

单抗特点 特异性强， 效价高， 抗体成分纯一， 性质稳定， 测定结果准确， 重现性好， 可批量生产

问题 1、 比较并解释以下各对名词: 传染与传染病, 传染与免疫, 毒力与侵袭力, 完全抗原与半抗原， 免疫原性与反应原性， 非特异性免疫与特异性免疫, 外毒素与内毒素 2、干扰素的定义与作用机理 3、抗原的定义及特点 4、比较凝集反应与沉淀反应的异同 5、了解单克隆抗体的制备与特点