动物免疫学

动物免疫学

绪论

一、免疫(Immunity)的概念

1、古典免疫的概念：免除疫病，免除感染。

局限在抵抗微生物，随着免疫的发展和研究的深入，许多现象与微生物无关。

2、免疫的概念：是指动物（人）机体对自身和非自身的识别，并排除非自身的大分子物质，从而保持机体内、外环境平衡的一种生理学反应。

二、免疫的基本特性

1、识别自身与非自身（Recognition of self and nonself）

是机体产生免疫应答的基础

免疫应答：抗原物质进入机体，激发免疫系统发生一系列反应，以排除该抗原的过程。

（1）识别的基础：免疫细胞，膜表面抗原受体。

（2）识别功能非常精细：同种动物不同个体的组织和细胞。

识别功能降低：对病原微生物和肿瘤的防御能力降低；

识别功能过强、紊乱或功能失调：则自身免疫病的发生

2、特异性（Specificity）

是建立诊断方法的基础，能对抗原极微细的差别加以区别。

机体的免疫应答和由此产生的免疫力具有高度特异性（针对性）。不同疫苗引起的免疫保护不同，实际工作中应注意多血清型的病原体。

3、免疫记忆（Immunological memory）

动物机体的免疫系统如中枢神经系统一样，具有记忆功能。

（1）免疫记忆的基础：免疫记忆细胞；

（2）免疫记忆可以使机体迅速建立起相应的免疫力（再次接触抗原）。

三、免疫的基本功能

1、免疫防御（Immunological defence）

又称抵抗感染（Defence）或防御传染

（1）免疫防御：是指动物机体抵御、消灭、清除各种病原微生物或非己物质,保护机体免受感染和侵袭的能力。

（2）免疫防御功能过强（亢进）：可引起传染性变态反应，造成机体组织器官损伤；

（3）免疫防御功能低下或缺失：引起机体反复感染（免疫缺陷病）。

2、自身稳定（Homeostasis）又称免疫稳定

（1）自身稳定：是指机体具有清除衰老和破坏的组织细胞及代谢和损伤所产生的废物，以维持机体的正常生理平衡，保证机体组织细胞进行正常生理活动的一种功能。

动物生命活动—新陈代谢—细胞衰老死亡—代谢产物积累—影响正常细胞功能

（2）自身稳定功能失调或异常（过强或亢进）：自身免疫性疾病，把自身的组织或细胞当作“敌人”进行消灭；类风湿性关节炎，系统性红斑狼疮，重症肌无力。

3、免疫监视（Immunological surveillance）

（1）免疫监视：指机体具有发现和清除肿瘤细胞的功能。

机体内的细胞常因物理、化学、生物及病毒感染等因素的作用而突变为肿瘤细胞。

（2）免疫监视功能低下、失调或被抑制：可导致肿瘤的发生。

四、免疫学（Immunology）

1、免疫学的概念：是研究宿主免疫系统识别并清除有害生物及其成分（体外入侵，体内产生）的应答过程及机制的科学。

它是和医学微生物学及兽医微生物学同时诞生的，

2、免疫学的发展

（1）经验免疫学时期：11世纪到18世纪末,免疫学的诞生，奠基人为琴纳。

（2）实验免疫学时期：18世纪末至20世纪初。

病原体：炭疽杆菌，霍乱弧菌，结核分支杆菌，伤寒沙门氏菌，狂犬病病毒

抗体（1890）补体（1888-1889）的发现：

吞噬细胞学说（俄国生物学家）和体液抗体学说（德国化学家）的提出： 1908年诺贝尔医学和生理学奖。

免疫学技术的发展：

超敏反应：临床上有血清病，超敏的不适宜的免疫应答对机体有害的一面。

免疫耐受：机体对抗原不发生免疫应答，如异卵双生的小牛，体内有两种血型的红细胞，互不排斥。动物在胚胎发育期或新生期接触抗原，可对之发生免疫耐受，使其到成年期，对该抗原不发生免疫应答。临床上用疫苗免疫。

克隆选择学说：1957年，Burnet认为免疫细胞是随机形成的多样性的细胞克隆，每一克隆细胞表达同一特异性的抗体分子。

（3）现代免疫学时期：近30年来，分子水平。

免疫成分间的调节，神经、内分泌有免疫系统间的调节网络。

五、动物免疫学

1、是用免疫学的基本理论和技术来诊断、预防和治疗动物疾病的一门学科。

布病、结核的诊断，疫苗预防传染病，抗血清、干扰素、白细胞介素治疗。

2、讲授内容：50学时，理论38学时，实验12学时。抗原，抗体，免疫系统，免疫应

答，补体系统，变态反应，抗感染免疫，免疫防治，免疫技术；

3、课程性质和重要性：专业基础课，可为兽医微生物学、兽医病理学、家畜传染病学、家畜寄生虫学、动物性食品卫生检验、生物制品学、禽病学、家畜内、外、产科学等课程学习奠定基础。

第一章抗原

第一节抗原的概念

一、抗原与抗原性

1、抗原（antigen，Ag）：凡是能刺激机体产生抗体和效应性T细胞，并能与之结合引起特异性免疫应答的物质称为抗原。

是指能与TCR/BCR或抗体结合，具有启动免疫应答潜能的物质。

2、抗原性（antigenicity）：具有免疫原性和反应原性的抗原有抗原性

（1）、免疫原性：指抗原能刺激机体产生抗体和效应T细胞的特性（能力）；

（2）、反应原性：指抗原能与相应抗体或效应T细胞发生反应的特性（能力）；

猪瘟疫苗（抗原）—→注入猪体内—→发生免疫应答—→产生抗猪瘟抗体——免疫原性猪瘟疫苗 + 抗猪瘟抗体—→体外可以发生琼扩反应——反应原性

猪瘟疫苗即具有免疫原性，又有反应原性，说明猪瘟疫苗具有抗原性。

二、完全抗原与半抗原

1、完全抗原：即具有免疫原性又有反应原性的物质称为安全抗原。

如病原微生物，疫苗，异种蛋白质等。

2、半抗原：只有反应原性而无免疫原性的物质称为半抗原，或称为不安全抗原。

只具有与抗体结合的能力，而单独不能诱导机体产生抗体。分子量比较小，多数的多糖、类脂、脂多糖、某些药物（复合半Ag）；抗生素、酒石酸、苯甲酸（简单Ag）。

使半抗原变成完全抗原的物质称载体，通常用大分子蛋白质作载体。

3、免疫原（immunogen）：同时具有免疫原性和反应原性的物质称免疫原，又称完全抗原，即通常所称的抗原。

4、免疫耐受：抗原诱导相应的淋巴细胞克隆对该抗原表现出特异性无应答状态，耐受原。

第二节构成抗原的条件

一、异物性（foreigness）又称异质性或异源性

1、异物性是抗原的核心，一般是指异种物质、同种异体物质、自身隐蔽物质及自身变性物质

（1）、异种物质：对于动物来说，各种病原体，异种蛋白质等；

（2）、同种异体物质：血型抗原，组织相容性抗原；

（3）隐蔽物质：眼球晶体蛋白、精子蛋白、甲状腺蛋白等，分化较晚，在胚胎期未与免疫活性细胞接触，机体对其不形成免疫耐受（不认识是自己的），若因外伤、手术等原因误入血液时，也能引起免疫应答；

（4）自身变性物质：因物理、化学或感染等因素影响，自身组织结构发生变化。如肿瘤细胞，吸附药物的血细胞等。

2、抗原物质与机体的亲缘关系越远，其免疫原性越强。

二、分子大小、化学组成和物理状态

1、一般是分子量越大，免疫原性越强。

2、一般蛋白质是良好的免疫原，蛋白质的氨基酸组成对免疫原性有很大影响；如含有较多的带苯环的芳香族氨基酸，免疫原性强；如苯丙氨酸，酪氨酸。

3、颗粒性抗原强于可溶性抗原。常将免疫原性弱的物质吸附在某些大颗粒的表面，可增强免疫原性。

三、复杂的分子结构和立体构象（完整性）

1、本身具有复杂的分子结构和立体构象。

2、要保证抗原在接触免疫细胞时有复杂的分子结构和立体构象。

如明胶分子量也在10万以上，但分子结构简单，免疫原性弱。吃蛋白质食物，在消化道内被降解为小分子的肽类或氨基酸，吸收如血液。

第三节抗原决定簇

一、抗原决定簇（基）（antigenic determinant）

抗原分子中决定抗原特异性的特殊化学基团，称抗原决定簇（图）。

位于抗原分子的表面，又称抗原表位。

蛋白质分子抗原的每个表位由5-7个氨基酸残基组成（最多不超过8个）；多糖抗原5-6个单糖残基；核酸抗原5-8个核苷酸残基组成。

抗原决定簇的性质、数目和空间构象决定着抗原的特异性。如抗间位氨基苯磺酸抗体，对间位氨基苯磺酸起剧烈反应，但对邻位和对位却起中等或弱反应，而对氨基苯砷酸和苯甲酸起弱反应或不反应。

二、抗原价（antigenic valence）

1、抗原分子的抗原表位的数目为抗原的抗原价。

2、单价抗原：半抗原，一个抗原表位。

3、多价抗原：完全抗原，多个抗原决定簇。

三、半抗原-载体效应（书11页，18页）

如用免疫学方法检测激素、药物、小分子物质等。

第四节共同抗原和交叉反应

一、共同抗原（common antigen）

共同抗原：带有共同决定簇的抗原称为～。

类属抗原：存在于同一种属或近缘种属间的共同抗原，称为～。

异嗜性抗原：指不同种属生物之间的共同抗原。

交叉反应：由共同抗原决定簇刺激机体产生的抗体，可以和所有带有此决定簇的共同抗原起反应，这种反应称为～。

自然界中抗原有许许多多，而每一种抗原又有多种抗原决定簇，

甲菌含有a、b、c抗原决定簇——→免疫动物——→血清中存在A、B、C三种抗体

乙菌含有c、d、e抗原决定簇——→免疫动物——→血清中存在C、D、E三种抗体甲菌与乙菌血清可发生较弱的交叉反应

甲菌（a、b、c抗原决定簇）乙菌（c、d、e抗原决定簇）

甲菌血清（A、B、C抗体） +++ +

乙菌血清（C、D、E抗体） + +++

二、交叉反应（cross-reaction）

抗体对具有相同或相似决定簇的不同抗原的反应，称为交叉反应。

第五节抗原分类

一、根据抗原的性质分类

1、完全抗原：

2、不完全抗原：

二、根据有关亲缘关系分类

1、异种抗原：与被免疫动物无任何亲缘关系的抗原，多数抗原属之；如各种疫苗、各类微生物、异种动物蛋白质等。

2、同种异型抗原：来自同种的基因型不同的个体的抗原物质，如血型抗原，组织相容性抗原。

3、自身抗原：外来物质与自身细胞结合，自身组织细胞改变，隐蔽的自身抗原的释放。

4、异嗜性抗原：是一类与种属特异性无关的存在于人、动物、植物及微生物间的共同抗原。

溶血性链球菌与肾小球基底膜及心肌组织有共同抗原—异嗜性抗原，

肾小球肾炎，心肌炎——自身免疫性疾病。

三、根据对胸腺（T细胞）的依赖性分类

1、胸腺依赖性抗原（thymus dependent antigen，TD-Ag）：刺激B细胞分化成抗体产生细胞的过程中，需要辅助性T细胞的协助。多数抗原属于此类。

2、胸腺非依赖性抗原（thymus independent antigen，TI-Ag）：不需要T细胞协助就能直接刺激B细胞产生抗体。

四、根据来源分类

1、外源性抗原：包括微生物、疫苗、异种血清、异体组织等，通过感染、注射、移植等多种途径进入体内。

2、内源性抗原：自身细胞内合成的新抗原,如感染胞内菌、病毒、原虫的细胞或肿瘤细胞等。

五、根据化学性质分类

1、蛋白质抗原：大部分抗原属之，异种蛋白；如细菌的鞭毛，外毒素，病毒蛋白等

2、脂多糖抗原：革兰氏阴性菌的O抗原；

3、糖蛋白：血型抗原；

4、核酸抗原：天然的DNA和RNA均无免疫原性，但当DNA和RNA结合形成杂交体时，即能激发动物产生抗杂交体抗体。

第六节重要的天然抗原

一、微生物抗原

1、细菌抗原（bacterial antigen）

（1）、菌体抗原（somatic antigen）， O抗原，为脂多糖；

（2）、鞭毛抗原（flagellar antigen）， H抗原，为蛋白质

（3）、荚膜抗原（capsular antigen）， K抗原或Vi抗原（伤寒杆菌），一般为多糖。

2、病毒抗原（viral antigen）：

（1）、囊膜抗原：如血凝素，神经氨酸酶；一般为糖蛋白成分。

1997年，香港，H5N1，1999，大陆、香港，H9N2，基因变异和重组。

（2）、衣壳抗原：蛋白质抗原（多肽）

3、毒素抗原：某些细菌可以产生内毒素或外毒素，具有抗原性。

4、寄生虫抗原：

原虫、蠕虫虫体及其虫卵具有抗原组成，但免疫原性一般较弱。

保护性抗原：能刺激机体产生有免疫保护作用的抗体。微生物有多种抗原，如口蹄疫病毒有VP1、VP2、VP3、VP4，有抗原性，但仅VP1是保护性抗原。

二、高等生物的抗原

1、ABO血型抗原：

2、动物血清与组织浸液：免疫血清进行预防或治疗时，应注意过敏反应。

3、酶类物质：

4、激素：有良好的抗原性，可以免疫动物制备抗体，用免疫学方法进行检测其含量。

第七节佐剂

一、佐剂的概念

佐剂（adjuvant）：当其与抗原一起注射或预先注射入机体时，可增强机体对抗原的免疫应答，发挥其辅佐的作用。属非特异性免疫增强剂，增强免疫细胞对抗原的应答。

二、佐剂增强免疫应答的主要机制

1、提高抗原的免疫原性：用免疫原性强的抗原免疫最好，但有时必须用免疫原性较弱的抗原来免疫，可以用佐剂来弥补。

2、改变抗原物理性状，增强抗原在体内潴留时间；

3、通过刺激单核-巨嗜细胞，增强对抗原的处理和提呈能力；

4、刺激淋巴细胞的增殖分化，从而增强和扩大免疫应答的能力。

三、佐剂对机体的不良作用

引起局部肉芽肿及炎症病变

四、佐剂的类型

1、不溶性铝胶盐类佐剂（无机化合物佐剂）：氢氧化铝胶，明矾等

与抗原混合注射可显著提高抗体滴度，这是由于液体的蛋白质与此类佐剂混合后成为凝胶状态，可较长时间存留在体内，持续释放抗原并发挥刺激作用。

禽巴氏杆菌病活疫苗，猪丹毒活疫苗，仔猪副伤寒活疫苗等

2、油水乳剂佐剂：

（1）、弗氏完全佐剂：石蜡油（矿物油）、羊毛脂（乳化剂）和杀死的分枝杆菌（能增强抗体效价），多用于实验动物免疫。

（2）、弗氏不完全佐剂：石蜡油和羊毛脂组成

（3）、疫苗用油水乳剂佐剂：

白油（矿物油）、司本-80（乳化剂）、吐温-80（乳化剂）、硬脂酸铝（乳化剂）组成。