第九章 传染与免疫

本章要求掌握： 1. 掌握传染的概念、决定传染结局的三大因素，以及外毒素、内毒素、类毒素、抗毒素等重要概念，了解传染的3种可能结局。 2. 了解什么是免疫？了解非特异性免疫的概念。 3. 了解特异性免疫的特点。理解什么是抗原？什么是抗体？以及免疫学中常用的基本术语和概念。 4. 了解抗原－抗体反应的一般规律及免疫学的意义；抗原－抗体间的主要反应：凝集反应、沉淀反应、补体结合试验、中和反应，熟悉上述四种免疫反应的试验方法及原理。 5. 理解主要的免疫标记技术，掌握ELISA的原理及其应用 6. 了解免疫制剂的种类及作用。

一、传染 （一） 传染与传染病 （二） 决定传染结局的三个因素 1、病原菌 毒力 指病原菌对宿主吸附和侵入，在宿主体内定居、生长、繁殖和扩散，对宿主防疫机能的抵抗以及产生损害宿主的毒素一系列能力的总和。 侵袭力： 指病原菌突破宿主防疫机能，在其中进行生长繁殖和实现蔓延扩散的能力。 a. 吸附和侵入能力；

繁殖与扩散能力； 对宿主防疫机能的抵抗力； 2) 毒素： 内毒素：是革兰氏阴性菌的外壁物质，主要成分是脂多糖；在活细菌中不分泌到体外，仅在细菌自溶或人工裂解后才释放。 外毒素：是病原菌在生长繁殖期间分泌到周围环境中的一种毒性蛋白，主要由革兰氏阳性菌产生。 白喉棒状杆菌产生的白喉毒素； 破伤风梭状芽孢杆菌产生的破伤风毒素； 肉毒梭状芽孢杆菌产生的肉毒毒素。 类毒素： 是细菌的外毒素用0.3~0.4%甲醛进行化学脱毒后仍

保留其原有抗原性的生物制品，将其注射机体后，具有免疫功能。 d. 抗毒素： 用类毒素注射动物来制备的外毒素的抗体称为抗毒素。 侵入的病原菌数量 侵入门径 2、宿主免疫力 免疫是机体识别和排除抗原性异物的一种保护性功能，包括免疫防御、免疫稳定、免疫监视；在正常条件下，对机体有利，在异常条件下，对机体可能有损害。 3、环境因素 （三）传染的三种可能结局 1、隐性传染

宿主感染病原菌后仅受轻微损害，且很快将病原体彻底消灭，因而基本上不出现临床症状者，称为隐性传染。 2、带菌状态： 病原菌与宿主都具有一定优势，病原体仅被限制于某一局部无法大量繁殖，双方长期处于僵持状态，这就称为带菌状态。 3、显性传染： 即传染病，指病原菌在宿主体内迅速繁殖并产生大量有毒产物，使宿主的细胞和组织蒙受严重损害，生理功能异常，呈现一系列临床症状。 二、免疫 （一）非特异性免疫 指在生物进化过程中形成的天生即有、相对稳定、无特殊针对性的对病原微生物的天然抵抗力。

1、表皮和屏障结构 机械屏障作用 皮肤与粘膜 化学物质的抗菌作用 正常菌群的拮抗作用 血脑屏障 屏障结构 血胎屏障

2、吞噬细胞 一类存在于血液、体液或组织中，能进行变形虫运动，并能吞噬、杀死和消化病原微生物等异常抗原的白细胞。 种类 1）多形核白细胞： 2）巨噬细胞：

(2) 作用： 1）吞噬和杀菌作用 2）抗原递呈作用 3）免疫调节作用 4）抗癌作用 3、炎症反应 (1) 炎症：是机体对病原体的侵入或其他损伤的一种保护性反应，在相应部位出现红、肿、热、痛和功能障碍，是炎症的五大特征。 (2) 炎症既是一种病理过程，又是一种防御病原体入侵的积极的免疫反应。

4 、正常体液或组织中的抗菌物质 补体：补体是存在于正常人体或动物血清中的一组非特异性血清蛋白，主要是β球蛋白，是一类能被任何抗原与抗体的复合物所激活的酶原。 干扰素：是高等动物细胞在病毒或dsRNA等诱生剂的刺激下，所产生的一种具有高活性、广谱抗病毒等功能的特异性糖蛋白。

（二）特异性免疫 特异性免疫是由于生物个体在后天活动中接触了相应的抗原后获得的、针对某一种或某一类微生物或其产物产生的特异性抵抗力。 1、特异性免疫的获得方式 自动获得： 自然自动免疫：显性传染或隐性传染后获得的自然免疫叫自然自动免疫。 人工自动免疫：给机体注射某种抗原或其代谢产物，使其获得特异性免疫力的方法叫人工自动免疫。 (2) 被动获得： 自然被动免疫：胎儿通过胎盘、婴儿通过初乳获得的母体的免疫力称为自然被动免疫。

2）人工被动免疫： 给机体注射含有抗体的免疫血清即为人工被动免疫。 2、免疫应答： 指抗原有选择性地刺激能识别它的特异性淋巴细胞，继而触发一系列变化并产生免疫效应的一种生理活动。 细胞免疫： 当机体受到抗原刺激后，T细胞增殖、分化，直接攻击靶细胞或间接释放一些淋巴因子，这类免疫作用称为细胞免疫。 (2) 体液免疫： 当机体受到抗原刺激后，B细胞增殖、分化成浆细胞，合成各类免疫球蛋白（即抗体），并将它们释放到体液中去发挥免疫作用，这就是体液免疫。

免疫系统 免疫器官 中枢免疫器官：骨髓、胸腺、法氏囊。 外周免疫器官：脾脏、淋巴结。 免疫细胞 免疫细胞指一切与免疫有关的细胞，包括各类淋巴细胞、单核细胞、巨噬细胞和粒细胞等；其中能特异性地识别抗原，即接受抗原刺激，并随后进行分化、增殖和产生抗体或淋巴因子，以发挥特异性免疫应答的一类细胞群称为免疫活性细胞。 T细胞： T细胞即胸腺依赖淋巴细胞，是由骨髓中的部分干细胞通过血液循环进入胸腺后，经胸腺激素的作用，分化而成的免疫活性细胞。

2)B细胞： B细胞即骨髓依赖淋巴细胞，是人的骨髓干细胞直接在骨髓或进入外周淋巴器官中增殖分化而成的免疫活性细胞。 (3) 免疫分子：指抗原和抗体。 1）抗原 ①概念：抗原是一类能刺激人或动物产生抗体或致敏淋巴细胞，并能与这些产物在体内或体外发生特异性反应的物质。 a.免疫原性： 指能刺激机体产生免疫应答能力的特性。 b.免疫反应性： 指能与免疫应答的产物发生特异性反应的特性。

②免疫原性的物质基础： a.相对分子质量大 b.结构复杂 c. 异物性 ③抗原决定簇 又称抗原表位，指位于抗原表面可决定抗原特异性的特定化学基团。 凡能与抗体结合相的抗原决定簇的总和数称为抗原结合价。 ④半抗原：不能单独刺激人或动物产生抗体或致敏淋巴细胞，但能与相应的抗体或致敏淋巴细胞发生特异性反应的物质，称为半抗原。

⑤细菌的抗原： a.表面抗原：指包围在细菌细胞壁外面的抗原，主要是荚膜抗原或微荚膜抗原。 b.菌体抗原（O-抗原）：包括存在于细胞壁、细胞膜与细胞质上的抗原。 c.鞭毛抗原（H抗原）：存在于鞭毛上的抗原。 d.菌毛抗原：存在于细菌菌毛上的抗原。 e.外毒素和类毒素 2）抗体： ①概念： 抗体是高等动物体在抗原物质的刺激下，由浆细胞所产生的一类能与相应抗原发生特异性结合的免疫球蛋白。

②Ig的化学结构： a.Ig分子是由两条长链即重链（H链）以及两条短链即轻链（L链）构成的呈Y形对称的多肽链分子；占重链1/4和占轻链1/2的区域，氨基酸排列顺序可因抗体种类不同而有所变化，称为可变区或V区；占重链3/4和占轻链1/2的区域氨基酸排列顺序比较稳定，称为恒定区或C区；在重链的中央处有一个能使Ig分子自由折叠的区域，称为铰链区；Ig分子的V区端是肽链的氨基末端（N端），Ig的C区端是肽链的羧基末端（C端）；此外，重链上还有少量的碳水化合物，主要是己糖和氨基己糖。 b.组成轻链的氨基酸数目约220个，重链则是轻链的加倍。 c.组成Ig的二硫键数目因种类不同而有所差异。

d.IgG分子中的不同大小、性质和免疫功能的片段： (a)木瓜蛋白酶的酶解片段： Fab片段：即抗原结合片段，含有完整的轻链和重链。 Fc片段：即可结晶片段，含有两段重链，起结合补体的作用。 Fd片段：具有可变区及一小段恒定区。 (b)胃蛋白酶酶解片段： F(ab’)2：带有连接重链的两个二硫键的Fab双体，能与相应抗原作特异性的结合。 Fd’：包含可变区及一小段恒定区。 c)巯基试剂的分解产物：

d. Ig的存在形式 (a)单体：有一个“Y”形分子组成。 (b)双体和三体：由二个“Y”形分子通过连接链J链连接而成双体；由三个“Y”形分子连接而成三体。 (c)五体：由五个“Y”形分子组成的星状Ig称为五体或五聚体。 e.Ig的抗原结合价：即每一Ig分子上能与抗原决定簇相结合部位的数目。 f.Ig的功能区：即辖区，是Ig的结构单元，一般成对排列。 g.Ig的构象：游离Ig呈T形，与抗原结合后呈Y形。

③Ig的种类： a.类别：以重链的血清学类型、分子量大小及糖含量等为标准，人的抗体分为五类：IgG、IgA、IgM、IgD、IgE。它们的血清学类型分别为γ、μ、α、δ和ε。 b.亚类：以重链构造上的变异为标准来划分。 c.型别：以轻链的抗原型为标准，分为κ型和λ型。 d.亚型：以轻链可变区的氨基酸顺序的差异为标准。

④五类Ig的结构及特性： 性状 IgG IgA IgM IgD IgE 分子量 15万 18~50万 95万 17.5万 19.6 重链 类别 亚类 γ γ1γ2γ3γ4 α α1α2 μ — δ ε 轻链 型 κ或λ 分子式 γ2λ2或γ2κ2 α2λ2或α2κ2： (α2λ2)2或(α2κ2)2 (μ2 λ2)5 (μ2 κ2)5 δ2λ2 δ2κ2 ε2κ2 ε2λ2 占免疫球蛋白总量 80%~85% 10% 5~10% 1% 0.01% 生物功能 1.结合补体 2.能通过胎盘 3.抗菌、抗毒素、抗病毒 分泌型IgA在粘膜局部抗菌、抗病毒 2.凝集作用 与某些变态反应有关

⑤抗体产生的一般规律： a.初次应答和再次应答： 初次应答是指抗体初次进入机体后所发生的反应，表现为：存在一定的潜伏期、滴度低、维持时间短并很快下降。此时，若再次给机体注射同种抗原，则抗体滴度迅速增加，且维持期延长，这就是再次应答，也称免疫记忆、回忆应答。 b.几类抗体出现的顺序： 一般是IgM最先出现，然后是IgG，最后是IgA。

三、免疫学的应用 （一）基本血清学反应 1. 抗原抗体反应的一般规律 特异性； 可逆性：是分子表面结合。 定比性：需要合适的比例

(4) 阶段性：反应分两个阶段：特异结合阶段和可见反应阶段 (5) 条件依赖性：抗原抗体间出现可见反应常需提供最适条件：PH为6—8，37—45℃下保温，提供适当的振荡以增加抗原、抗体分子间的接触机会，以及提供适当的电解质(一般用生理盐水作稀释液)等。 1) 电解质 电解质能降低抗原抗体结合物的表面电荷，从而促使其沉淀或凝聚。最常用的是 NaCl ，适宜浓度为 0.15mol/L ，即生理盐水在补体结合试验或溶血反应时，在稀释液中加入少量的 Cu 2+ 和 Mg 2+ 能加强补体的活性。

2) pH 大多数抗原抗体反应的最适 pH 为 6~8 。当反应 pH 接近蛋白质的等电点（ pH5~5.5 ）时，往往导致抗原抗体的非特异性沉淀。 pH 为 2~3 时可使抗原 — 抗体结合物解离。 3) 温度 温度高时反应速度快， 沉淀反应在低温中进行时，反应速度虽减慢，但结合完全，因而沉淀物量因之增多。补体结合反应亦在低温时结合较为敏感。反应的最适温度通常为 37 ℃。 4) 振荡 机械振荡能加速反应，但强烈的振荡可是结合物离解。

主要的抗原抗体反应 (1) 凝集反应：颗粒性抗原与其相应的抗体在合适条件下反应，并出现凝集团的现象称为凝集反应。其中的抗原叫凝集原，抗体叫凝集素。 1) 直接凝集反应 : 有玻片法和试管法。玻片法简便、快速，是一种定性试验，可用于菌种鉴定、测定血型等。试管法可定量判断血清中抗体的相对含量，可用于协助临床诊断或供流行病学调查。 2) 间接凝集反应 将可溶性抗原 ( 或抗体 ) 吸附于一种载体颗粒表面，然后与抗体 ( 或抗原 ) 结合，在有电解质存在的适宜条件下，可发生凝集反应，称为间接凝集反应。

(2) 沉淀反应：可溶性抗原与其相应抗体在合适条件下反应并出现沉淀物的现象，称作沉淀反应。其中的抗原叫沉淀原，抗体叫沉淀素。 1) 环状沉淀反应     在小试管内先加入已知抗血清，然后小心加入待检抗原于血清上表面，使之成为分界清晰的两层．一定时间后，凡两层液面交界处出现白色环状沉淀者即为阳性反应。此法简单、敏感，所需被检材料少，可用作抗原的定性试验如炭疽病的诊断、血迹鉴定、沉淀素的效价滴定等。 2) 絮状沉淀反应     抗原与抗血清在试管内混合，在有电解质存在时，抗原抗体复合物可形成混浊沉淀或絮状凝聚物。此反应可用于诊断螺旋体引起的梅毒病 (Kahn 氏试验 ) 以及用以滴定毒素、类毒素和抗毒素的效价。

3) 免疫扩散 琼脂凝胶呈多孔结构，能允许各种抗原抗体在其中自由扩散。抗原抗体在琼脂凝胶中扩散由近及远形成浓度梯度，当两者在比例适当处相遇即发生沉淀反应，形成沉淀带。由于一种抗原抗体系统只出现一条沉淀带，故本反应能将复合抗原成．分加以区分，从而可了解抗原复合物的组成，并可将所得沉淀用特异方法染色及用生物活性 ( 酶活性 ) 、同位素标记等方法鉴定抗原成分。按其操作技术特点，可以分为单扩散和双扩散。 4) 免疫电泳     将琼脂双扩散与琼脂电泳技术相结合的方法。待检样品 ( 含复合抗原 ) 先在琼脂凝胶板上电泳，将抗原的各个组分在板上初步分开，然后再在点样孔一侧或两侧打槽，加入抗血清，进行双向双扩散。电泳迁移率相近而不能分开的抗原物质，又可按扩散系数不同形成不同的沉淀带，从而进一步加强了对复合抗原组分的分辨能力。

(3) 补体结合实验： 已知的抗原或抗体 待检系统 未知的抗原和抗体 绵羊红细胞 补体结合试验 指示系统 溶血素 补体 1）结合系统：主要是抗原（可溶性）、抗体及补体，都是液体，无可见反应，要有： 2）指示系统（溶血系统）：羊红细胞与羊红细胞抗体（溶血素），若补体被结合，不溶血，反应阳性，说明抗原、抗体是对应的；若补体不结合，则与溶血系统结合，出现溶血，反应阴性，说明抗原、抗体不对应。

(4)交叉反应与凝集吸收反应： 由于甲乙两菌存在共同抗原而引起的甲菌的抗原或（抗体）与乙菌的抗体或（抗原）发生较弱的免疫反应的现象，称为交叉反应。用不同细菌凝集吸收抗血清中共同抗体的方法叫凝集吸收反应。经过吸收后剩下的特异抗体叫单价特异抗血清。 （二）现代免疫标记技术——抗原抗体反应应用 1、免疫荧光技术（荧光抗体法） ： 免疫荧光法是一种抗原抗体结合反应与形态学相结合的方法。原理是某些荧光素在一定条件下，可与抗体分子相结合，但不影响抗体与抗原相结合的特性。用这种荧光抗体将标本染色后，在荧光显微镜下观察，即可看到带荧光的产物。荧光抗体染色的基本方法有直接法、间接法和补体法3种。 免疫荧光法是可以在细胞水平上直接观察和鉴定抗原或抗体及抗原抗体复合物的一种检测方法。

(1)直接法 滴加荧光标记的抗体于待检测的标本上，半小时后，用缓冲溶液清洗，使没有结合的荧光抗体完全洗去，干燥后在荧光显微镜下检查，若有相应抗原存在，即与荧光抗体结合，便可以看到发荧光的抗原抗体复合物。本法的缺点是每检查一种抗原，必须制备与其相应的抗体。 (2)间接法 先将未标记的特异性抗体与抗原结合，然后再滴加荧光标记的抗原免疫球蛋白(或称抗抗体)，阳性时可见有荧光的抗原—抗体—抗抗体复合物。制备的一种荧光标记的抗抗体，可用于多种抗原、抗体系统的检查，既可测定抗原，也可用来测定抗体。 (3)补体法 补体法原理与间接法相似，不同处是在用免疫血清处理标本时，加上新鲜脉鼠血清作为补体，使标本上的抗原形成抗原—抗体—补体复合物。然后再用抗脉鼠补体的荧光抗体染色，使上述复合物发出荧光。

2、酶免疫测定： 利用酶与抗原或抗体结合后，既不改变抗原或抗体的免疫学反应特异性，也不影响酶本身的特性，在特异抗原抗体反应后，形成酶—抗原—抗体复合物，再加入合适的酶底物，即会发生组织化学反应，产生可见的不溶性有色产物。 酶联免疫吸附试验： 将抗原或抗体吸附于固相载体，在载体上进行免疫酶染色，底物显色用肉眼或分光光度仪判定,此即酶联免疫吸附试验（ ELISA ）。

（三）生物制品 在人工免疫中，可用于预防、治疗和诊断用的来自生物的各种制剂称为生物制品，包括特异性的抗原、抗体、细胞免疫制剂及非特异性的免疫调节剂等。 人工自动免疫制品 疫苗 类病毒； 自身疫苗； 亚单位疫苗； 化学疫苗；

合成疫苗； 基因工程疫苗。 人工被动免疫生物制品 特异性免疫治疗剂——抗血清、抗体与iRNA 抗毒素 抗病毒血清 抗菌血清 免疫球蛋白制品 非特异性免疫治疗剂——免疫调节剂 指能增强、促进和调节免疫功能的非特异性生物制品。

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