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1、微生物复试第12章 微生物复试第12章 微生物复试第 12 章 第十二章 感染与免疫 重点与难点剖析 一 感染过程的发展和结局 大多数的感染为亚临床的、不明显的、不产生任何显著的症状与体征。 有些病原体在最初感染后，潜伏影响可持续多年。 病原体亦可与宿主建立起共生关系。 疾病 二. 感染 感染(infection)，又称传染： 是机体与病原体在一定条件下相互作用而引起的病理过程。 决定其结局（疾病或者非临床症状）有 3 个因素： 病原体、宿主的免疫力和环境。 外源性感染： 来源于宿主体外的感染，主要来自病人、健康带菌(毒)者和带菌(毒)动、植物。 内源性感染： 当滥用抗生素导致菌群失调或某些因

2、素致使机体免疫功能下降，宿主体内的正常菌群引起感染。 1感染途径 p377 (1)呼吸道感染: 结核杆菌、白喉杆菌、呼吸道病毒、肺炎衣原体等 (2)消化道感染: 伤寒杆菌、痢疾志贺菌等肠道致病菌和肝炎病毒等 (3)创伤感染:致病性葡萄球菌、链球菌、破伤风梭菌、螺旋体及病毒可通过损伤的皮肤粘膜进入体内引起感染。 一些病原体可通过吸血昆虫作为传播媒介，如鼠蚤传播鼠疫、疟蚊传播疟疾、库蚊传播乙脑病毒，也是创伤感染的一种方式。 (4)接触感染:淋球菌、沙眼衣原体、麻风杆菌、人类免疫缺陷病毒等可通过人-人或人-动物的密切接触或通过用具污染物传播。 (5)垂直传播:由亲代通过胎盘或产道直接传播给子代的方式

3、称为垂直传播，主要见于病毒，如疱疹病毒、乙肝病毒、人类免疫缺陷病毒等，其它微生物很少见. 2病原体及其致病性（以细菌为例） (1).病原微生物(Pathogenic microorganism) 或病原体(pathogen)： 寄生于生物(包括人)机体并引起疾病的微生物。 致病菌:细菌的致病性是对特定宿主而言，能使宿主致病的为致病菌，反之为非致病菌，但二者并无绝然界限。 条件致病菌或机会致病菌 (opportunistic pathogen):在一般情况下不致病，但在某些条件改变的特殊情况下可致病！ (2).毒力： 病原菌致病力的强弱, 2 个基础 :侵袭力 + 毒素 1 侵袭力(invasi

4、veness)： 病原菌突破宿主防线，并能于宿主体内定居、繁殖、扩散的能力，称为侵袭力。 菌毛粘附革兰氏阴性菌的菌毛粘附于宿主的呼吸道 、消化道及泌尿生殖道粘膜上 皮细胞的相应受体，于局部繁殖，积聚毒力或继续侵入机体内部。 荚膜和微荚膜抗吞噬和抗体液杀菌物质，有助于病原菌于体内存活。 侵袭性酶亦有助于病原菌的感染过程： 致病性葡萄球菌产生的血浆凝固酶有抗吞 噬作用；链球菌产生的透明质酸酶、链激酶、链道酶等可协助细菌扩散。 毒素(toxin)： 外毒素和内毒素 外毒素: 通常为可溶性热不稳定蛋白质,选择作用于各自特定的组织器官，其毒性作用强。 细菌在生长过程中合成并分泌到胞外的毒素。 破伤风痉挛

5、毒素、肉毒毒素、喉毒素、 霍乱肠毒素等； 存于胞内当细菌溶解后才释放的毒素。 痢疾志贺菌的肠毒素。 特点： 热不稳定性； 中毒剂量小（ug/kg）；高免疫原性；与特定疾病有关，具有特殊的作用机制； 特定细菌合成（质粒或原噬菌体） 肉毒毒素是一种神经毒素，结合于运动神经员突触，阻止分泌和释放抑制性神经传递素乙酰胆碱，因而无法应答运动神经元的冲动，肌肉不能收缩，显得松弛麻痹。 毒素摄入 18-24h 后，视力模糊、吞咽说话困难、肌肉无力、恶心呕吐，几天后，死于呼吸障碍或心脏衰竭。 美国最普遍的病例是婴儿肉毒中毒，芽孢存在蜂蜜和市内灰尘。 是目前已知的最剧毒物，1mg纯品可杀死2亿只小鼠或100万只

6、豚鼠。 抗毒素治疗。 破伤风痉挛毒素对中枢神经系统有高度亲和力，抑制脊髓运动神经释放和分泌抑制性神经递质氨基丁酸、氨基乙酸，导致骨骼肌无节制兴奋。 伸肌、屈肌同时强烈收缩、肌肉强直痉挛。 破伤风痉挛毒素的毒性仅次于肉毒毒素，当其含量尚不能引起免疫时即足以致病，而毒素与神经突触的结合是不可逆的，一般治疗无效，因此该病的免疫预防特别重要（白喉、百日咳、破伤风（俗称白、百、破）三联疫苗 ）。 破伤风一般在细菌入侵后 12 周开始出现症状 类毒素： 细菌的外毒素人工脱毒后，保留着原有抗原性的生物制品。 抗毒素： 用类毒素注射动物（如马），制备的外毒素的抗体，作治疗用。 内毒素： 革兰氏阴性菌细胞壁脂多

7、糖(LPS)的类脂 A，于菌体裂解时释放。 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，有多方面复杂作用，但相对毒性较弱。 没有器官特异性. 特点： 热稳定性；高剂量有毒；弱的免疫原性；一般相同，与来源无关 三. 非特异性免疫 免疫(immunity)： 生物体能够辩认自我与非自我,对非我做出反应以保持自身稳定的功能。 非特异性免疫(non specific immunity)： 是机体的一般生理防卫功能，又称天然免疫；是在种系发育过程中形成的，由先天遗传而来，防卫任何外界异物对机体的侵入而不需要特殊的刺激或诱导。 抗感染过程中，

8、首先发挥作用。 随着特异性免疫的形成，两者互相配合，扩大作用。 1生理屏障 表面屏障: 2 皮肤： ? 皮肤阻挡皮肤外面的角质层是坚韧的，不可渗透，组成了阻挡微生物入侵的有效屏障。 ? 外层上皮细胞不断脱落，清除那些设法粘附于其上的微生物。 ? 皮肤相对干燥，微生物生长缓慢 ? 弱酸性（pH5-6），脂类生成脂肪酸，抑制许多微生物生长。 ? 正常微生物群占据黏附位点和竞争营养，与许多病原体相拮抗。 ? 脂腺释放皮脂在皮肤表面形成一层保护膜 ? 日常人的清洗不断清除寄生物 粘膜： 眼（结膜）、呼吸系统、消化系统、泌尿生殖系统 粘液（粘膜分泌物）化学性屏障 机械的方式如纤毛运动、咳嗽和喷嚏。 多种

9、分泌性体液 唾液、泪水、乳汁、鼻涕、及痰中的溶菌酶、胃酸、肠道分泌液中的蛋白酶。 局部屏障 体内的某些部位具有特殊的结构而形成阻挡微生物和大分子异物进入的局部屏障，对保护该器官，维持局部生理环境恒定有重要作用。 血脑屏障保护中枢神经系统的稳定.婴幼儿因其血脑屏障还未发育完善，故易患脑膜炎或流行性乙型脑炎等传染病。 血胎屏障阻挡病原微生物由母体通过胎盘感染胎儿 共生菌群 人的体表和与外界相通的腔道中存在大量正常菌群，通过在表面部位竞争必要的营养物，或者产生如象大肠杆菌素、酸类、脂类等抑制物，而抑制多数具有疾病潜能的细菌或真菌生长。 2体液因素 正常血液、淋巴液、组织液中含有的多种抗菌物质，直接杀

10、死病原体的作用不如吞噬细胞的作用强大，配合作用。 补体系统： 补体系统包括廿余种蛋白质成分，主要由肝细胞和巨噬细胞产生，通常以无活性形式存在于正常血清和体液中。 当在一定条件下促发补体系统的一系列酶促级联反应，称补体激活。 补体激活两条途径 p383 经典激活途径: 由抗原抗体复合物结合于补体成分 C1，自 C1 至 C9 依次激活的途径 称经典激活途径。 替代途径: 当 C4、C2 缺乏时，从 C3 和 B 因子开始激活的途径称替代途径 。 对病原体具有杀灭作用的补体活性形式-膜攻击复合物在菌膜或靶细胞膜上聚合成孔，引起膜不可逆损伤，导致细胞溶解（革兰氏阴性菌、具有脂蛋白膜的病毒颗粒、红细胞

11、和有核细胞）。 激活过程生成的 C3a、C5a 及 C567 具有中性粒细胞和巨噬细胞趋化作用。 干扰素 (interferon, IFN) ： 干扰素是宿主细胞在病毒等多种诱导剂（细菌、真菌、原虫、立克次氏体等）刺激下产生的一类低分子量糖蛋白，作用于宿主 细胞，使之合成抗病毒蛋白、控制病毒蛋白质合成，影响病毒的组装释放，具有广谱抗病毒功能（一种病毒诱导的干扰素，可以抵御多种病毒甚至其他病原体）；同时，还有多方面的免疫调节作用。 、： 、干扰素分别由白细胞和成纤维细胞产生，属型干 扰素； :干扰素主要由 T 淋巴细胞产生，又称型干扰素或免疫干扰素。 3 溶菌酶 (lysozyme) 14.7K

12、D 不耐热的碱性蛋白，主要来源于吞噬细胞并可分泌到血清及各种分泌液中。 能水解细胞壁肽聚糖而使细胞裂解。 溶菌酶也存在于鸡蛋清和某些细菌中，可提纯并加工制成各种制剂，用于治疗中耳炎、咽喉炎、副鼻窦炎等慢性疾病。 体液中还有溶解素(-lysin)、转铁蛋白、血浆铜蓝蛋白、C 反应蛋白等多种能杀菌或抑菌的因素，但直接作用很弱，仅在机体免疫中起辅助作用。 3细胞因素 吞噬细胞 (phagocytes) 巨噬细胞(固定于各种组织中) 大单核细胞(血液中吞噬细胞的前体) 中性粒细胞(存在于血液中)。 吞噬细胞内含有丰富的溶酶体，其中含有水解酶、溶菌酶等多种酶类和其它杀菌物质。 吞噬入侵的病原微生物等颗粒

13、(衰老及死亡细胞, 抗原异物 ) 。 病原微生物等颗粒 中性粒细胞吞噬 剩余颗粒经过淋巴管到达附近淋巴结 巨噬细胞吞噬消灭。 数量大、毒力强的微生物，进入血流及其脏器，而由血液、肝、脾和骨髓等处的巨噬细胞进行吞噬和消灭。 吞噬过程中，任何一个环节有缺陷，都将导致疾病： ? 吞噬细胞形成障碍： 骨髓病变，先天性中性粒细胞减少症等； ? 吞噬细胞移动及趋化功能缺陷； ? 吞噬细胞杀菌力缺陷或降低。 自然杀伤细胞(Natural killer cells, NK) NK 细胞属于淋巴细胞，主要分布于外周血和脾脏，具有不须事先致敏，不须其它辅助细胞或分子的参与而直接杀伤靶细胞的功能。 NK 细胞 通过

14、释放穿孔素(perforin)和颗粒酶造成靶细胞死亡，也可通过释放肿瘤坏死因子(TNF)杀伤靶细胞。 某些肿瘤细胞和微生物感染细胞可以成为 NK 细胞的靶细胞，而且 NK 细胞活性较其它杀伤细胞更早出现，因此在抗肿瘤抗感染特别是病毒感染中起重要作用。 (4)炎症 P384 炎症是机体受到有害刺激(病原微生物感染)时所表现的一系列局部和全身性防御应答，可以看作是非特异免疫的综合作用结果，其作用清除有害异物、修复受伤组织，保持自身稳定性。 伴随炎症过程有红、肿、痛、热和功能障碍现象。 四. 特异性免疫 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，如微生物感

15、染 或接种疫苗后产生的，又称获得性免疫(acquired immunity)，具有获得性、高度特异性和记忆性。 4 2. 免疫系统 (immene system) (1) 免疫器官 中枢免疫器官:免疫细胞发生和分化的场所： 骨髓:成血干细胞(包括免疫祖细胞)发生的场所 胸腺:T 淋巴细胞发育的场所 法氏囊或类似器官:B 淋巴细胞发育的场所 周围免疫器官:是免疫细胞居住和发生免疫应答的场所： 淋巴结；脾脏；粘膜相关淋巴组织:扁桃体、阑尾和肠系膜淋巴结 。 (2) 免疫细胞 p387 淋巴细胞 粒细胞和肥大细胞 单核巨噬细胞 树突状细胞 广义地还包括红细胞和血小板及其各类细胞的祖细胞。 (3) 免

16、疫分子 膜表面免疫分子 p388： 膜表面抗原受体 B 细胞和 T 细胞表面有各自的特异性膜表面抗原受体 BCR 和 TCR，能识别不同的抗原并与之结合，启动特异性免疫。 体液免疫分子： 抗体；补体；细胞因子（由免疫细胞分泌的低分子量多肽，具有对细胞功能 的多方面调节作用。 白细胞介质、集落刺激因子、干扰素、肿瘤坏死因子、转化生长因子等。 ） 3抗原 (Antigen,Ag)： 抗原是能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内外发生特异结合反应的物质。 免疫原性： 抗原在体内激活免疫系统，使其产生抗体和特异效应细胞的特性。 免疫反应性或反应原性： 抗原能与相对应的免疫

17、应答产物(抗体及致敏淋巴细胞)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。 不完全抗原（incomplete antigen）或半抗原： 只有反应原性而没有免疫原性的抗原。 如大多数多糖和类脂。 抗原决定簇： 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。 它是抗原特异性的物质基础。 抗原所携抗原决定簇的数目称为抗原价，一般抗原是多价的。 4. 抗体（antibody， Ab）： 机体在抗原物质刺激下所形成的一类能与抗原特异结合的血清活性成分，又称免疫球蛋白（immunoglobulin， Ig）。 抗体是由 B

18、细胞合成并分泌的。 又称为抗血清。 结构 p391 5 种类（p392 结构模式图） IgG： 血清中抗感染免疫的主要抗体，约占血清中抗体总量的 75%.是 5类抗体中唯一可以通过胎盘的抗体. 胎儿出生3月后, 合成IgG, 2-3 岁时达到成人量. IgA:血清中含量仅次于 IgG,约占血清中抗体总量的 10-20%.初生儿可从母乳中获得 IgA,出生 4-6 月后, 合成. IgM:抗体中分子量最大,又称巨球蛋白,约占血清中抗体总量的6%.主要存在血管中. IgD:血清中含量很低, 0.2%,目前对其免疫功能不清. IgE:血清中含量最低, 小于 0.01%, 导致过敏性休克(青霉素过敏)

19、 5免疫反应 抗体产生的一般规律-初次应答与再次应答 五免疫学的实际应用 1单克隆抗体的制备 p402 肿瘤细胞的体外无限增殖能力 + B 细胞的分泌抗体能力 （小鼠骨髓瘤细胞） （小鼠脾脏 B 细胞） 细胞融合 杂交瘤细胞 组织培养法 活体培养法 2血清学反应(凝集反应,沉淀反应,补体结合试验) 抗原-抗体的免疫学反应，精确灵敏，特异性高，广泛应用于医学、生物学。 6 (1).凝集反应:颗粒性抗原 + 相应抗体 肉眼可见的凝集现象. 玻片或 试管中进行. A B O 血型 (2).沉淀反应:可溶性抗原 + 相应抗体 肉眼可见的沉淀现象. 1) 试管环状沉淀反应, 2) 半固体琼脂扩散试验 单

20、向琼脂扩散；双向琼脂扩散 3) 免疫电泳 (3). 补体结合试验:2 个系统: 1) 被检系统(已知抗原或抗体 + 被检抗体或抗原) 2) 指示系统: 绵羊红细胞 + 溶血素（红细胞的特异抗体）， 补体 原理： 补体可与任何的抗原抗体复合物接合；指示系统遇补体后可以发生溶血反应。 试验:抗原-抗体-补体加入试管,作用一定时间后,加入指示系统,继续作用一定时间.结果: ? 不发生溶血,补体结合反应阳性.表示被检系统的抗原-抗体相对应. ? 发生溶血,补体结合反应阴性.表示表示被检系统的抗原-抗体不相对应. 3免疫标记技术 免疫反应的特异性与荧光标记分子的可见性结合起来。 某些小分子物质结合到抗原

21、或抗体上，不影响抗原抗体反应但使之更容易观察从而提高检测的灵敏度，称为免疫标记技术。 三大标记技术： 荧光素；放射性同位素；酶标记 免疫荧光技术 p406 4免疫印迹 ( Western Blot)： SDS-PAGE 的高分辨率 + 免疫反应的特异性 5. 免疫预防 人为地给机体输入抗原以调动机体的免疫系统，或直接输入免疫细胞及分子，使获得某种特殊抵抗力，用以预防或治疗某些疾病者，称为人工免疫(artificial immunization)。 人工免疫用于预防传染病时，即为免疫预防。 1.人工自动免疫 全微生物疫苗（活疫苗，死疫苗） ，亚单位疫苗，抗独特型疫苗，核酸疫苗。 2.人工被动免疫 输入免疫血清(含特异性抗体)或致敏淋巴细胞及其制剂或细胞因子，使机体获得一定免疫力，以达到防治某些疾病的目的，称为人工被动免疫. 淋巴细胞的过继转移由于遇到移植排斥的困难，其实际应用受到限制。 目前多试用细胞因子制剂。 7