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病原微生物感染

第十章 传染与免疫. 机体对抗. 病原微生物感染. （免疫学）. 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。. 传统的免疫概念：. 机体抵抗病原微生物的能力，即 抗传染免疫 。. 在实验室. 免疫功能的分类：. 本章主要内容：. 病原体对机体的感染. 非特异性免疫. 机体对感染的预防和治疗. 特异性免疫. 重点： 病原体的感染及机体的抗传染免疫作用. 第一节 微生物的感染与致病性. 一、感染的途径与方式 1 、感染的途径； 2 、感染的部位及方式 二、微生物的致病性

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病原微生物感染

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  1. 第十章 传染与免疫 机体对抗 病原微生物感染 （免疫学） 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。 传统的免疫概念： 机体抵抗病原微生物的能力，即抗传染免疫。

  2. 在实验室

  3. 免疫功能的分类： 本章主要内容： 病原体对机体的感染 非特异性免疫 机体对感染的预防和治疗 特异性免疫 重点：病原体的感染及机体的抗传染免疫作用

  4. 第一节 微生物的感染与致病性 一、感染的途径与方式 1、感染的途径；2、感染的部位及方式 二、微生物的致病性 1、细菌的致病性： 1）侵袭力；2）毒素(toxin) 2、病毒的致病性；3.真菌的致病性： 三、传染的类型 1、隐性传染；2、带菌状态；3、显性传染 病原微生物对机体的感染及其致病能力

  5. 一、细菌的致病性 侵袭力 毒力 病原菌致病力的强弱 毒素 1、侵袭力(invasiveness)： 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，称侵袭力 • 吸附和侵入能力； • 繁殖与扩散能力； • 对宿主防御机能的抵抗能力

  6. 1）吸附和侵入能力： 细菌通过具有粘附能力的结构如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，局部繁殖，积聚毒力或继 续侵入机体内部。 淋病奈瑟氏球菌：菌毛可使其吸附于尿道粘膜上皮的表面而不被尿液冲走 变异链球菌、乳杆菌：牙齿表面粘连成菌斑，造成龋齿。 • 在原处生长繁殖并引起疾病：霍乱弧菌（Vibrio） • 侵入细胞内生长繁殖并产生毒素，细胞死亡，造成溃疡 • 痢疾志贺氏菌（Shigella ddysenteriae） • 通过粘膜上皮细胞或细胞间质侵入表层下部组织或血液中 • 进一步扩散：溶血链球菌（Streptococcus haemolyticus）

  7. 2）抗吞噬作用 肺炎链球菌：荚膜，避免中性粒细胞、巨噬细胞 A族链球菌表面M蛋白：抗吞噬、抵御抗体等作用 （E.coli K抗原等） 3）繁殖与扩散能力 a、透明质酸酶（旧称扩散因子） 水解结缔组织中透明质酸，透性增加，利于病原体迅速扩散 （链球、葡球等）

  8. b、胶原酶 水解胶原蛋白，利于扩散（产气荚膜梭菌） c、血浆凝固酶 凝固成纤维蛋白屏障，保护其免受宿主吞噬（金葡菌） d、链激酶（血纤维蛋白溶酶） 激活血纤维蛋白溶酶原——血纤维蛋白溶酶 血浆纤维蛋白 水解、利于扩散 e、卵磷脂酶（毒素） 水解各种组织细胞，尤红细胞（产气荚膜梭菌、蛇毒液）

  9. 2、毒素 (toxin) 外毒素 按其来源、性质和作用不同: 内毒素 1）外毒素（exotoxin）： 主要是一些革兰氏阳性菌，在生长过程中合成并分泌到胞外的毒，如 破伤风痉挛毒素、白喉毒素等；也有存于胞内当细菌溶解后 才释放的如痢疾志贺菌的肠毒素。 特点： 通常为蛋白质，抗原性强，可选择作用于各自特定的组织 器官，不同病原菌产生的外毒素不同，所引起的症状也不同。 其毒性作用强，但不稳定，对热和某些化学物质敏感。

  10. 免疫动物 0.3~0.4%甲醛 外毒素 类毒素 抗毒素 脱毒 类毒素（toxoid）和抗毒素（antitoxin）： 利用外毒素对热和某些化学物质敏感的特点，用0.3-0.4%甲醛处理，使其毒性完全丧失，但仍保持抗原性，这种经处理的外毒素为类毒素，常用来预防注射。 用类毒素注射动物（如马），以制备外毒素的抗体，称为 抗毒素，作治疗用。

  11. 2）内毒素（endotoxin） 革兰氏阴性菌的细胞壁物质，主要成分是脂多糖(LPS)，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。 各种革兰氏阴性菌的内毒素作用相似，且没有器官特异性。

  12. 测定方法——鲎试剂法 （马蹄蟹）—节肢门、肢口纲、剑尾目、鲎科、无脊椎 原理 内毒素、Ca2+ LAL中的B因子 活化的B因子 （鲎变形细胞溶解物） 凝固酶 凝固酶原 凝固原(可凝性蛋白) 凝固蛋白（凝固素) 凝胶 方法：试管法、微量载片法、产色底物法 优点：快速、简便（家兔试验 2~3天  1hr即可）

  13. 外毒素与内毒素的比较： *1mg肉毒毒素纯品可杀死2亿（2000万）只小鼠或一百万只豚鼠， 中毒的死亡率几近100%，但及时注射抗毒素及对症治疗可使之降 低。1mg破伤风毒素可杀死100万只小鼠，1mg白喉毒素可杀死1000 只豚鼠。

  14. 二、宿主的免疫力 经典：机体免除传染性疾病的能力。 目前：机体识别具抗原性异物的一种保护性功能 （正常：对机体有利；异常：损害机体） 三、环境因素

  15. 四、传染后的表症 不同的个体 病原体 相同个体的不同生理状态 不同的结果 病原体侵入其宿主后，二者之间力量对比决定着传染的结局 • 隐性传染 “伤寒玛丽”（Mary Mallon）： 一个健康带菌者，被证实在美国有7个地区多达1500个伤寒患者都是她传染的。 • 带菌状态 • 显性传染

  16. 第二节 宿主的非特异免疫 一、生理屏障 1、皮肤与粘膜：2.生理上的屏障结构 二、细胞因素 1、吞噬细胞(phagocytes) ：2、自然杀伤细胞 三、体液因素 1、补体系统；2、干扰素；3、溶菌酶 四、炎症 非特异性免疫的概念及各部分的基本功能

  17. 第二节 非特异性免疫 机体在长期的种系发育和进化过程中逐渐建立起来的一系列 天然防御能力 一、非特免疫器官 1、屏障作用（结构） 皮肤和粘膜——阻挡微生物进入 血脑屏障——阻挡微生物从血流进入脑组织或脑脊液 盘屏障——母体内的病原物和有害产物不能进入胎儿 2、吞噬细胞：粒细胞、单核-巨噬细胞等 3、体液因素 补体系统、乙型溶素、溶菌酶、干扰素等。

  18. 二、补体 存在于人或动物的正常血液中，由多种组分构成的类似酶 原的物质（C1、C2、C3、C9、B因子、P因子、CR等） 1、特性 1）只与Ag—Ab结合 2）无特异性 3）不稳定，对热敏感（56C 30’；61C 2’） 4）理化因素（UV、酸、碱等均可破坏） 2、补体激活途径 1）经典激活途径 2）旁路激活途径 3)凝集素途径

  19. 3、补体激活过程 分激活和效应两阶段 1）经典途径 激活阶段 识别阶段 抗原抗体结合后，抗体发生构型改变，使Fc区域的补体结 合位点暴露，补体C1与之结合并被激活 活化阶段 活化的C1s依次酶解C4、C2，形成具有酶活性的C3转化酶 (C3 convertase)，后者进一步酶解C3并形成C5转化酶

  20. 效应阶段 补体激活发生在脂质双层上，则可形成C5b～9膜攻击复合 物（membrane attack compound，MAC）； 若补体激活发生在没有靶细胞的血清中，则有关的补体成分 可同S蛋白形成亲水的、无溶细胞活性的SC5b～7、SC5b～8 及SC5b～9。

  21. 4、补体的生物学作用 1）溶菌和杀伤细胞： 溶解细胞（C5~C9）（红细胞、血小板、细菌等） 2）中和病毒作用 ——阻断病毒对靶细胞的粘附和穿透 3）趋化作用 ——C3a、C5a、C5具有趋化作用，能促使吞噬细胞向 病原微生物移动和集中 4）免疫黏附作用 5）过敏毒素作用 ——C3a、C5a：碱性粒细胞or肥大细胞释放组织胺， 增加血管通透性

  22. 三、干扰素（interferon ，IFN） ——干扰素诱变剂作用下由活细胞产生的 一种具有多种功能的免疫活性蛋白质，主要是糖蛋白，有抗病毒、抗肿瘤和 免疫调节的作用。 1957 Issacs 和 Lindenmann 发现并命名 1、干扰素特点 1）无特异性 I型（α—IFN β —IFN） ——成纤维细胞产生的糖蛋白 II型（免疫干扰素，γ —IFN） ——T细胞产生单体糖蛋白 2）理化性质较稳定 60ºC 1h不被破坏 pH 2~11内不变性

  23. 人干扰素的主要特性 类型 I 型 II 型 III型   1 2 3 有 一 无 无 糖基化 有 有 酸稳定性 抗 抗 敏感 pH2 稳定 稳定 不稳定 aa组成 166~172 166 143 178 174 174 Mw(kD) 19 23 40 20~33 22 22 分子内 二硫键 2 1 无 2 3 3

  24. 2、干扰素生物学作用 1）抑制病毒的复制，增强NK细胞杀伤能力 2）抑制癌细胞分裂，增强机体抗肿瘤 3）活化单核巨噬细胞，促进B淋巴细胞分化 3、作用机制

  25. 第三节 宿主的特异性免疫 一、特异性免疫的一般概念 1、特异性免疫的类型： 2、免疫系统 1）免疫器官：2）免疫细胞：3）免疫分子： 二、抗原和抗体 1、抗原(Antigen,Ag)；2、抗体 三、免疫应答的基本过程 1、感应阶段；2、反应阶段；3、效应阶段 特异性免疫的概念； 特异性免疫与非特异性免疫之间的关系； 免疫应答的基本过程；

  26. (一) 特异性免疫类型 一、特异性免疫 ——个体在与Ag物质接触过程中所建立起来的免疫力 1、体液免疫（Humoral immunity） 抗体参与的特异性免疫。抗体存在于血清中得名主要作用：对抗细胞外微生物及其分泌的毒素 2、细胞免疫（Cellular immunity） T细胞受到抗原或有丝分裂原刺激后，分化、增殖、转化为致 敏淋巴细胞，产生特异性免疫应答过程。

  27. 作用机制：1）直接杀伤作用 2）释放多种细胞因子，增加血管通透性 作用：抵抗细胞内细菌和病毒感染 (二) 免疫系统 1、免疫器官 1) 中枢免疫器官（一级淋巴器官） (1) 骨髓（bone marrow） ——T、B细胞的发源地，B细胞成熟场所 (2) 胸腺（thymus） 内：髓质 (上皮网状细胞构成) ; 外：皮质 (淋巴细胞构成) (3) 法氏囊或类囊器官（bursa of Fabricins） ——鸟类特有，B细胞成熟

  28. 2) 周围免疫器官（二级淋巴器官） 接受抗原刺激，产生免疫反应的主要场所 B 细胞——浆细胞——体液免疫 T细胞———致敏T细胞——细胞免疫 (1) 脾（spleen） 体内最大淋巴器官，产致敏淋巴细胞和抗体 的重要部位 (2) 淋巴结 T细胞约占75%，B细胞约占25%

  29. 二、免疫细胞 泛指所有参与免疫反应的细胞及其前身 (造血、淋巴、单核、粒细胞等）。 免疫活性细胞：能特异性识别抗原，并随之分化增殖和 产生Ab或淋巴因子的一类细胞群 1、T细胞 起源—— 骨髓多能干细胞。 定居：淋巴结的副皮质区或脾脏的 白髓 表面标志 表面受体：绵羊红细胞、有丝分裂原受体、表面抗原受体等

  30. 按功能分亚群 辅助性T细胞（TH） 抑制性T细胞（TS） 细胞毒T细胞（TC）（杀伤性T细胞） 杀伤带抗原的靶细胞 迟发型致敏T细胞（TDTH）（迟发型T细胞） 遇抗原后可释放50种以上的淋巴因子 2、B细胞 B细胞——浆细胞 浆细胞: 合成和分泌抗体功能的一种免疫活性细胞

  31. 3、其他免疫细胞 或缺少T、B细胞的表面标志，或同时兼具2种表面标志。 1）K细胞（杀伤细胞） 专一性杀死被IgG抗体所覆盖的靶细胞。 2）NK细胞 可在无抗原或抗体下，杀伤肿瘤或皮病毒感染细胞。 主发挥抗肿瘤免疫。 3）N细胞 4）D细胞

  32. 三、免疫分子 （一）抗原（antigen） 刺激机体发生免疫应答，并能与之（应答产物）发生反应的 一类物质。 特性 免疫原性（抗原性） 诱导产生抗体或致敏淋巴细胞的能力 免疫反应性 与抗体或致敏细胞发生特异性反应的能力。 完全抗原、半抗原

  33. 1、抗原的化学性质（免疫原性形成条件） 1）外源性（foreignness）：“识别自己，排斥异己” 2）分子大小（molecular weight）： 蛋白质：相对分子量低于5000~10000物质无免疫原性; >10000良好 多糖抗原：60万以上 3）化学组成与分子结构： 芳香族氨基酸的存在可提高免疫原性 含侧链免疫原性 > 类似而无侧链 光学构型：D-型氨基酸聚合体 < L-型异构体

  34. 2、抗原决定簇（determinant；抗原表位epitope） 位于抗原物质分子表面或其他部位，具有一定组成和结构 的特殊化学基团。 抗原结合价（antigentic valence） 抗原上含有与抗体分子相结合的表位总数。

  35. 3、病原微生物的主要抗原 a、菌体抗原（somatic antigen） 包括壁、膜和质中的抗原 特异性抗原：某个细菌所特有 共同抗原：几种细菌所共有 b、鞭毛抗原（H-Ag Hauch）和菌毛抗原 c、表面抗原（surface antigen） 沙氏：Vi抗原—糖脂； 肺炎链球菌：荚膜抗原—多糖 E.coli：K抗原 d、外毒素和类毒素——蛋白质

  36. （二）抗体 浆细胞产生的一类与其能相应抗原发生特性结合的免疫球蛋白 1、种类与结构 1）结构 Y型对称，包括H和 L链，分为三个区 V区（variable）：1/4H+1/2L（110Aa） C区（constant）:3/4H+1/2L (C1、C2、C3 ) (110Aa) 铰链区（H、二硫键）：富含pro

  37. 2）种类 依 H链血请学分类 IgG、IgA、IgM、IgD、IgE五类 H链构造变异分不同亚类： IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgA1、IgA2等。 依L 链分型  和 两型 2、IgG酶解和化学分解片段 a、木瓜蛋白酶: 2 Fab，Fc ( Fc`+多肽） (crystalisable) b、胃蛋白酶——（Fab`）2+ Fc  pFc`+ 多肽

  38. 3、功能区（辖区） ① VH和VL 结合抗原，其中HVR（CDR）是与抗原表位互 补结合的部位； ② CH、CL上有部分同种异型（allotype）的遗传标志 ③ IgG的CH2、IgM的CH3具有补体C1q结合位点，可启动 补体活化经典途径。

  39. 4、抗体形成的规律 初次应答：Ab量不高，维持时间短IgM； 二次应答：再次注射，潜伏期缩短，Ab量迅速增加，主IgG 回忆应答：初次注射Ag所产生的Ab在体内完全消失时， 再次接触Ag，Ab量突然上升 的现象。 自身免疫病：对自身成分呈现免疫应答。

  40. 5、抗体形成机制 模板学说 Ag为模板（不能解释分辨异己、 免疫耐受等） 克隆选择学说： 体内存在大量具不同膜表面Ig的淋巴细胞。 独特型网络学说 （三）免疫应答的病理反应 超敏反应：反应过强引起机体损伤或生理机能障碍。 免疫耐受性：不引起免疫反应

  41. References 1.《Fundamental of Pathogen and Immunity》,chief editor: Zhang Boen, Scientific press, 2003. 2.《Microbiology》（Lansing M. Prescott. JJohn P. Harley. Donald A. Klein，2003。 3.《Microbiology》,chief editor: Zhou Deqing, High Education Press, 2002 4. Jacquelyn G. Black. Microbiology (sixth edition). (McGraw Hill) Higher Education, Boston. 2005. 5. Kathleen Park Talaro. Foundations in Microbiology (fifth edition). Higher Education Press. 2004. 6.Lansing M. Prescott, J John P. Harley, Donald A. Klein. Microbiology (sixth edition). 2003. 7. Michael T. Madigan, John M. Martinko, Jack Parker Brock. Biology of Microorganisms ( tenth edition). PearsonEducation, Inc. Upper Saddle River, NJ 07458. 2003.

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