动物免疫学动物免疫学讲稿全文.docx

绪论免疫学是研究人及动物与免疫功能活动相关联的基础理论及实验技术的生物科学。它是和医学微生物学同时诞生的古老的学科，并且在很长一段时间内，它同微生物学没有分开。1971年，第一届国际免疫学会会议上形成一致意见，将免疫学从微生物学中分离出来，建立独立的免疫学学科。动物免疫学是动物医学专业的一门重要专业基础课。动物免疫学的教学，使动物医学专业学生了解和掌握畜禽的免疫功能活动规律及相关的免疫实验技术，为疫病诊断、免疫防治及相关的科学研究打下基础。一、免疫的概念、基本特性和基本功能1 .免疫（immunity）古典免疫，指人、动物机体对某种病原微生物的抵抗力以及对同一种病原微生物再感染的特异防御能力。这种抗感染的特异防御能力通过患病过程或人工接种疫苗而建立。人类最早的人工接种术（以人痘痂皮接种）的发明和应用在中国。清代，俞茂鲤在痘科金镜赋集解中记载，种痘法预防天花起始于明朝隆庆年间（公元15671572）宁国府。在种痘新书-论痘宜种（张琰）、张氏医通（张璐、1695）、医宗金鉴（1742）中有更详细的记载。种痘法预防天花先后流传至朝鲜、日本、土耳其、英国等。十八世纪末，英国医生AdWardJenner发明牛痘接种预防天花。他在天花疫苗的由来和效果的研究（1798）一文中称此技术为种痘（VaCCination,源自拉丁文VaCCa牛）。免疫应答不一定由病原体诱导，还可由异种蛋白、某些药物（食物、花粉）、自身抗原、肿瘤抗原等诱导。免疫功能活动不仅具有抗感染的有利方面，还可引起过敏反应、输血反应、组织移植排斥反应、自身免疫性疾病等。现代免疫是指人和动物机体识别和排斥抗原分子的一系列复杂的功能活动。现代免疫学所研究的现象、规律、技术等都是与人和动物机体识别和排斥抗原分子的功能活动密切相关联的。2 .免疫的基本特性2.1 区分自我和非我免疫系统能精确识别外源性抗原和自身抗原。机体对自身抗原具有免疫耐受性，是具有潜在识别能力的淋巴细胞在发育的某个阶段与自身抗原接触而消亡。2.2 特异性免疫应答对不同的抗原具有高度特异性，淋巴细胞的膜表面抗原受体与相对应的抗原分子表面的抗原决定簇发生特异性结合。2.3 免疫记忆性与免疫记忆细胞及每一次与抗原接触都能扩大抗原特异性淋巴细胞克隆有关。2.4 自我调节免疫应答的调节与抗原的刺激、活化淋巴细胞的寿命、各种调控机制有关。3.免疫的基本功能3.1 抵抗感染机体内的体液免疫和细胞免疫对病原微生物的感染产生不同程度的防御作用。3.2 自身稳定机体内免疫系统将体内每天产生的凋亡细胞及细胞残骸清除掉，维持内环境稳定。3.3 免疫监视机体内的细胞因各种致病因子作用，发生突变转化为肿瘤细胞。机体的免疫系统对这些肿瘤细胞进行识别、清除。4.免疫学（Immnuology）研究抗原的结构和功能、免疫应答、免疫应答产物及其与抗原反应的规律和免疫技术等方面的一门生物科学。免疫学是研究各种免疫现象及微生物和外源性大分子进入机体后诱导的细胞和分子反应。参与这种免疫应答的细胞和分子组成了免疫学统，它们共同协调地对各种抗原发生反应而构成了“免疫应答”。在基础方面，研究诱导免疫应答的抗原，执行免疫应答的免疫学统，免疫应答的现象、产物和机制；在应用方面，研究各种免疫学检测方法和技术，阐明某些疾病与免疫相关联的发病机制，研究如何控制某些不利于动物机体的免疫反应过程，研制各种疫苗及其他生物制品等。现代免疫学是一门实验科学，在科学实验的基础上解释免疫现象、探讨免疫学的规律。二免疫学发展简史1 .免疫学的萌芽期16世纪一19世纪末，经验阶段中国医生，约1570年，人痘人痘痂皮接种预防天花。英国医生AdWardJenner,1796年，发明牛痘接种预防天花。2 .免疫学的兴盛期19世纪末一20世纪中叶，以大量的科学实验探讨免疫学的规律。主要成就有：1.1 1法国科学家LoUiSPasteur（1822-1895）研制出几种减毒疫苗，鸡霍乱（1880）、炭疽（1881）、猪丹毒（1882）、狂犬病（1884）。1.2 1883年，EIieLLMetChniOff（俄）发现细胞吞噬作用，并于1890年提出细胞免疫学说。1886年，Salman和Smith首创死菌苗。1.3 1888年，P.P.EmileROUX和A.F.J.Yersin发现白喉杆菌毒素。1.4 1890年，Richardf.J.Pfeiffer和VaSiIyI.ISaeff发现抗毒素,提出白喉抗毒素治疗法。1.5 1894年，RichardF.J.Pfeiffer和VaSiIyLISaeff发现抗血清的溶菌作用。1.6 1895年，JUIeSJ.B.V.BOrdet以实验证明抗血清的溶菌作用是溶菌素（即抗体）和补体协同作用的结果。1.7 71897年，PaulEhrliCh提出体液免疫学说，认为血清抗体是抗感染的首要的；并于1908年提出抗体形成的侧链学说1.8 81900年，KarlLandSteiner发现人类血型。2.91902年，CharlesR.Richet和PaulJ.POrtier发现过敏反应。2.101903年，AlmrothE.Wrigth和SteWartR,DoUgIaS发现调理素，证明吞噬细胞的吞噬作用在抗体的协助下可大为增强。2.111905年，ClemensP.vonPirqUet和BeCSChiCk发现血清病，开创免疫病理学的研究。2.12自身免疫现象和自身免疫病1907年，Donath和K.Landsteiner在血红蛋白尿患者血液中发现抗自身红细胞的抗体。1938年，Dameshek和Schwartz在溶血性贫血患者血液中检出抗自身红细胞的溶血素。1948年，Hargrave在全身红斑狼疮病人体内检出抗核抗体。1956年，Witebsky等成功建立多种出现自身免疫损伤的动物模型。但后来发现机体内自身抗体的存在并不一定诱发自身免疫病。3.免疫学的腾飞期20世纪中叶至现在，现代免疫学时期1944年，Medawar和M.Burnet提出免疫耐受假说。1945年，Owen在异卵双生年牛发现一种天然免疫耐受现象。这一发现标志着现代免疫学时期的开始。1953年，Medawar和BiIIinghaIn人工诱导免疫耐受成功。1955年，Nieisk.Jerne提出自然选择学说。1959年，M.Burnet提出克隆选择学说。1963年，KUnkel和OUdin发现个体基因型现象。由此，NieiSJeme于1974年提出独特型网络学说。1975年RiChter提出独特型一抗独特型网络学说。1977年，Hiernaux又提出环式网络学说。这三个学说是现代免疫学理论的重大发展，打破了克隆选择学说的局限性，认为免疫应答调节是免疫细胞和免疫分子相互作用的网络调节。1948年AStridFagraeUS发现浆细胞中抗体的形成.1959年R.R.Porter,G.M.Edelman免疫球蛋白分子结构1961年J.F.MiUer胸腺的免疫功能1963年B.Benacerraf,H.0.MCDeVitt免疫应答基因研究1969年D.C.DUnIOnde发现淋巴因子1978年S.G.NathensonMHC产物抗原结构研究1979年J.J.OPPenheim发现白细胞介素1980年S.TOnegaWa免疫球蛋白基因结构1983年J.Klein,A.MellorMHCl类和11类基因研究1984年M.K.McNamara,R.E.Ward抗独特型抗体疫苗研究1985年M.J.Owen,K.L.Collins发现T细胞抗原受体1987年K.A.SmithIL-2受体结构研究1988年J.TroWSdaIe,R.Duncan建立人类HLA基因图1988年J.J.Marchalouis发现T细胞受体-链在免疫学技术的重大成果：1942年AlbertH.COOnS发明免疫荧光法1946年J.OUdin建立单向琼脂免疫扩散反应1948年0.Ouchterlony,S.D.Elek建立双向琼脂免疫扩散反应1953年P.Grabar,C.A.William建立免疫电泳分析1960年R.Yalon,S.A.Berson建立放射免疫分析技术1966年S.AvrmeastG.PierCe建立酶标抗体技术1975年G.J.F.Koher,C.miIstein建立体细胞杂交技术和单克隆抗体技术免疫学中诺贝尔奖获得者及其主要成果1901年EmilvonBehring白喉的血清治疗1908年PaUIEhrlich,ElieMetchnikoff基础免疫学中研究成果和吞噬作用1913年CharlesR.Richet发现过敏反应1920年JulesBordet发现补体1928年CharIeSJJLNicolle斑疹伤寒的研究1930年KarlLandsteiner发现人类血型1960年F.M.Burnet,P.B.MedaWar发现获得性免疫耐受性1972年G.M.EdelmantR.R.Porter抗体的分子结构1977年ROSaIynYalOW肽激素的放射免疫检测1980年G.D.SnelhJeanDausset,发现人类和动物中的组织相容性抗原8. Benacerraf和免疫应答的遗传控制1984年GeorgeJ.F.Kohler,CesarMiIstein体细胞杂交技术和单克隆抗体技术NielK.Jerne1987年S.Tonegawa免疫球蛋白基因结构研究参考书1 .兽医免疫学.杜念兴主编.第二版2 .动物免疫学.杨汉春主编.2002年版3 .医学免疫学.陈慰峰主编.2001年，第三版4 .现代动物免疫学.王世若等主编.1996年版5 .现代免疫学实验技术.湖北科技出版社，1999年版6 .基础免疫学.龚菲力等主编.1999年7 .现代细胞与分子免疫学.林学颜等主编.1999年版8 .分子免疫学和临床.邹雄，张利宁.山东科学技术出版社,2003年版9 .免疫细胞学与疾病.窦肇华，张远强，郭顺根.中国医药科技出版社,2004年版第一章抗原第一节概述1888年，PPEmileRoux和AEJYersin在研究白喉发病机理时，发现白喉杆菌能产生外毒素。1890年，EmilAVonBehring等人将白喉外毒素注射给动物，发现在该动物血清中存在一种能中和白喉外毒素的物质，他们称之为抗毒素。19世纪末和20世纪初，许多科学家先后发现了免疫血清在体内和试管中可以凝集细菌和溶解细菌，并进而发展到对病原微生物的鉴定和传染病的诊断。把血清中与细菌或毒素起反应的物质统称为抗体，引起抗体产生的刺激物质，如细菌、病毒、毒素等称为抗原（antigen,Ag）o随着免疫学研究的逐步深入，如前所述，抗原分子进入体内，刺激免疫细胞、免疫基因、免疫分子等，出现一系列复杂的生物学过程，称之为免疫应答。免疫应答又分为对机体有利的免疫应答，如抗感染免疫；和对机体不利的免疫应答，如超敏反应。因此，现代免疫学认为，凡能刺激机体免疫系统产生抗体或致敏淋巴细胞，并能与其相应抗体或致敏淋巴细胞在体内或体外发生特异性反应的物质，统称为抗原。根据抗原的概念，抗原有两种性能：免疫原性（immunogenicity）,即抗原刺激机体免疫系统产生免疫应答的过程。该过程包括：抗原进入机体后，刺激淋巴细胞活化、增殖、分化，产生抗体或致敏的效应淋巴细胞。免疫反应性（immunoreactivity）,即抗原与相应抗体或致敏的效应T细胞发生特异性反应的性能，又称反应原性（reactogenicity）。同时具有这两种性能的物质称为完全抗原（Completeangigen）,一般说的抗原即完全抗原，如细菌、病毒、异种动物血清和大多数蛋白质等。只具有免疫反应性，而单独使用不能刺激机体产生免疫应答的物质（即不具有免疫原性），为不完全抗原（incompleteantigen）或半抗原（hapten）o如大多数的多糖、某些小分子的药物（如青霉素）和一些简单的有机分子（分子量小于4kD）,它们本身无免疫原性，不能刺激机体产生抗体或效应T细胞，但能与已产生的抗体发生特异性反应。当半抗原与载体蛋白（或具有免疫原性的载体）结合后可成为完全抗原，进入机体后可刺激免疫系统产生免疫应答。在不同情况下常把抗原称为不同名称，如引起凝集反应的抗原称为凝集原；引起沉淀反应的称为沉淀原，引起超敏反应的抗原称为过敏原（又称变应原，即引起变态反应的抗原）；引起免疫耐受的抗原又称耐受原。第二节抗原的免疫原性一、抗原的理化特性（一）大分子物质并非所有的异物都具有免疫原性，凡具有免疫原性的物质，必须具有一定的化学组成和结构，其分子量都较大，一般在IOkD以上。小于IokD者，其免疫原性较弱，低于4kD者，一般不具有免疫原性。其原因一般认为：分子量越大，其表面的抗原决定簇越多，化学结构也较稳定。再者，大分子物质不易被破坏而排除，存留在体内的时间长，有利于与免疫细胞接触，从而刺激机体的免疫系统产生免疫应答。（二）分子结构的复杂性仅分子量大，若是结构简单的聚合物，不一定具有免疫原性，还要求有一定复杂的化学结构和化学组成。在蛋白质分子中，凡含有大量芳香族氨基酸，尤其是含有酪氨酸的蛋白质，其免疫原性更强，如蛋白质分子中含有2%的酪氨酸，即具有良好的免疫原性。而以非芳香族氨基酸为主的蛋白质，其免疫原性弱。蛋白质和多糖抗原，凡结构复杂的，免疫原性强,反之则较弱。其复杂性是由氨基酸和单糖的类型及数量等决定的，如聚合体蛋白质分子较简单可溶性蛋白质分子的免疫原性强，结构复杂的多糖，如细菌的细胞壁、荚膜及红细胞血型抗原等，均具有较强的免疫原性，核酸、脂质无免疫原性，但与蛋白质结合形成核蛋白、脂蛋白则具有免疫原性。在自身免疫病中，天然核蛋白可诱导免疫应答，产生抗DNA或抗RNA抗体。免疫原性的强弱也与抗原物质的物理性状有关，球形蛋白质分子的免疫原性比纤维形蛋白质分子强；聚合状态的蛋白质较其单体的免疫原性强；颗粒性抗原较可溶性抗原的免疫原性强，这是由于溶解蛋白易被蛋白酶降解的原因。因此，许多免疫原性较低的蛋白质，一经聚合或吸附在大的颗粒表面，就可以增强其免疫原性。此外，具有免疫原性的物质进入机体后能否诱导免疫系统产生免疫应答，受动物种属的遗传属性和动物个体的生理状态的影响；还受抗原的剂量、免疫的途径、免疫间隔的时间等多种因素的影响。二、异物性凡是化学结构与宿主成分不同的外来物质，或者在胚胎期机体的淋巴细胞从未接触过的物质，均属异物性物质。异物非专指异体物质，除外来分子外，还可是自身物质的分子结构发生改变（如病毒感染的细胞、肝癌细胞等）和胚胎期与淋巴细胞隔绝的自身组织物质（如精于、眼晶状体蛋白等），均属异物。正常情况下，T和B淋巴细胞发育成熟的标志是细胞表面表达特异性抗原受体。在胚胎期，这种带有特异性抗原受体的淋巴细胞首先接触的是机体自身的细胞和蛋白质，淋巴细胞一旦与之结合，该细胞克隆就被抑制，不能继续分化发育，有的干脆被杀死称克隆排除。于是通过这种负筛选的方法，把不能与自身细胞、蛋白应答的淋巴细胞克隆筛选出来，形成只对外来（即非己）抗原物质产生应答的免疫功能。即只有“非己”的、同种异体或异种的抗原物质才能诱导宿主的正免疫应答，这是由于免疫系统在个体发育过程中，对“自己”抗原产生耐受，不能识别，而对“非己”抗原能够识别所致。因此，根据抗原来源与宿主的关系，异物性抗原有：1、异种物质通常认为，与宿主的生物学亲缘关系越远的物质，其分子结构差异越大，免疫原性也越强。如微生物抗原对人来说是强抗原，马血清对人是强抗原，对驴则是弱抗原，说明种系关系越近的物质，其免疫原性也越弱。如鸭血清蛋白对鸡呈弱免疫原性，而对兔则表现为强免疫原性。2、同种异体物质同种不同个体之间的不同基因型物质，其组织细胞成分不同，分子结构也不相同，相互具有免疫原性。如人类不同个体不同血型的红细胞表面的抗原；除同卵双生子外，不同个体间组织相容性抗原等。3、自身组织正常情况下，自身组织对机体无免疫原性，但若自身组织的结构发生改变，或胚胎期淋巴细胞从未接触过的正常自身组织，出生后淋巴细胞一旦与之接触，也视为“非己”，而具有免疫原性。如机体受感染、电离辐射、外伤或药物等各种因素的影响下，使自身物质的组织成分发生改变，对机体自身产生免疫原性，诱导机体的免疫应答称此物质为改变的自身抗原。终生与免疫系统隔绝的成分，如眼球内的晶体蛋白、甲状腺球蛋白、精子等一旦释放入血，会被免疫系统视为“非己”物质，成为自身抗原，称为隐蔽的自身抗原。自身抗原刺激免疫系统发生免疫应答，可导致自身免疫病。第三节抗原的特异性一、决定抗原特异性的物质基础一抗原决定镇抗原抗体反应最重要的特点是具有高度的特异性，而抗原的特异性又是以它本身的分子结构为基础的。实验表明，抗原与抗体的特异性结合与抗原分子表面的特殊结构的化学基团有关，称这种能与抗体特异性结合的，抗原分子表面的特殊结构的化学基团，为抗原决定簇（determinant）o抗原决定簇与相应的淋巴细胞表面的抗原受体（SmIg或TCR）结合，诱导机体产生免疫应答；抗原决定簇与相应的抗体特异性结合发生免疫反应。因此，抗原决定簇是免疫应答和免疫反应具有特异性的物质基础，即抗原决定簇决定了抗原的特异性。抗原决定簇的化学基团（对位上的酸基不同）性质不同，其抗原特异性就会有差别。抗原决定簇的空间构型（竣基的邻位、间位和对位）也影响抗原的特异性。由此可以证明，天然蛋白质的抗原决定簇，由于其氨基酸的数目、组成、排列顺序、空间构型的差异，从而引起了抗原特异性的不同。2、抗原决定簇的类型（1）从结构上分a、顺序决定簇：线性AD,连续性ADb、构象决定簇：拓扑性AD,非连续性AD（2）从诱发免疫应答上分a、功能性AD：分子表面，易被识别b、隐蔽性AD：分子内部（3）从被免疫细胞识别上分a、B细胞决定簇：分子表面，以构象AD为主b、T细胞决定簇：分子内部，以顺序AD为主3、Ag结合价是指能与Ab结合的Ag的AD。二、抗原一抗体反应的特异性1、半抗原和载体效应半抗原（hapten）指只具有免疫反应性，而单独使用不能刺激机体产生免疫应答的物质（即不具有免疫原性）。载体效应：初次与再次免疫时，只有使半抗原结合在同一种载体上，才能产生抗半抗原的再次免疫应答，这种现象称为载体效应。研究抗原抗体特异性常用方法是将半抗原X与作为载体的某一动物（例如马）的血清蛋白结合，免疫另一种动物（例如兔），然后检测所得抗血清。由于这种结合抗原的抗血清含有两类抗体，一是针对半抗原的，另一是针对载体的，所以直接用原来的结合抗原与抗血清反应，不能反映半抗原的特异性。为了排除载体的影响，可先将半抗原与另一载体即第三种动物的蛋白（例如卵白蛋白）结合后再与该抗血清进行反应，如出现肉眼可见反应，即证明是由结合在载体上的半抗原与抗血清中和半抗原相应的抗体发生特异性结合所致。2、交叉反应的真相复杂抗原具有多个抗原决定簇，不同抗原之间存在相同或相似的抗原决定簇。第四节抗原的分类抗原的种类很多，因研究工作或理论探讨的需要，根据抗原某方面的特性，采用不同的分类方法加以归类。一、根据抗原颗粒大小和溶解性分类（一）颗粒性抗原包括细菌、支原体、立克次氏体、衣原体、病毒、红细胞等，它们相对颗粒较大，与相应抗体特异性结合后可出现凝集反应（如红细胞凝集）。（二）可溶性抗原包括蛋白质、多糖、脂多糖、结合蛋白（糖蛋白、脂蛋白、核蛋白等）。它们作为大分子颗粒，在水溶液中溶解形成亲水胶体。它们与相应抗体特异性结合后形成抗原抗体复合物,在一定条件下出现可见的沉淀反应。可溶性抗原是抗原研究的主体，它们存在于一切生物的细胞膜内外或体液中，从分子水平看，可溶性抗原存在于颗粒性抗原的细胞膜上，是颗粒性抗原诱导机体产生免疫应答的分子基础。二、根据抗原性能分类（一）完全抗原既具有免疫原性又具有反应原性的物质均属完全抗原。完全抗原进入机体能诱导机体产生抗体或效应T细胞，并能在体内外与相应的抗体或效应T细胞结合发生反应。例如，大多数蛋白质、组织细胞、细菌外毒素、抗毒素、异种动物血清、各种疫苗等均是完全抗原。（二）不完全抗原又称半抗原只具有免疫反应性而无免疫原性的物质称为半抗原（hapten）。如多糖、类脂、核酸、某些药物等。半抗原因其分子量较小，不具免疫原性，但与大分子蛋白质载体结合后即成为完全抗原，具有免疫原性。三、根据抗原的来源分类（一）外源性抗原指来自机体以外的物质。根据其制备的方法又分为：1、天然抗原是指自然界存在的蛋白质、多糖和结合蛋白。这类抗原相对分子量大、结构复杂，研究其免疫原性和反应原性的特异性有较大困难，是疫苗、类毒素等研制的基础，也是抗原诱导机体免疫应答的免疫学基本理论研究的重要内容。2人工抗原用化学合成法或基因重组法，制备含有已知化学结构的决定簇的抗原，称之人工抗原。（二）内源性抗原指个体组织成分在一定条件下构成的抗原。这些抗原包括隐蔽的自身抗原和改变的自身抗原。四、根据抗原与宿主的亲缘关系分类（一）异种抗原来自异种动植物和微生物的抗原性物质称为异种抗原（Xenoantigen）o如各种病原微生物及其外毒素、异种动物血清（如破伤风抗毒素）、异种蛋白、花粉等，它们对人而言，种属关系远，为强抗原。（二）同种异型抗原在同种动物不同个体间，存在的各种组织成分的抗原性差异，称为同种异型抗原（alIoantigen）o这种抗原受遗传支配，它可在遗传性不同的个体间引起免疫应答。如血型不同（A、B、Rh因子等）引起的输血反应；组织相容性抗原不同，引起异体器官移植的排斥反应。（Z）自身抗原能引起免疫应答的自身组织成分称为自身抗原（autoantigen）o（四）异嗜性抗原不同种属动物组织间的共同抗原，称为异嗜性抗原（heterophilantigen）或称共同抗原（commonantigen）o五、根据免疫应答反应的特点分类（一）胸腺依赖性抗原（thymusdependentantigen,TD抗原或TDAg）绝大多数抗原需要T细胞辅助才能激活B细胞分化为浆细胞产生抗体，称这类抗原为胸腺依赖性抗原。这类抗原还可诱导细胞免疫应答。TD抗原大多数由蛋白质组成，分子量大，结构复杂，表面的抗原决定簇种类多，但缺乏同一决定簇分布均匀的多次重复出现。TD抗原既具有表面的半抗原决定簇（B细胞决定簇），又具有载体决定簇（T细胞决定簇）。TD抗原可刺激淋巴细胞产生记忆性T细胞和记忆性B细胞，即出现再次免疫应答（又称回忆反应）现象，产生的抗体多为IgG类。（二）非胸腺依赖性抗原（thymusindependentantigen,Tl抗原或TlAg）这类抗原不需TH细胞辅助，直接激活B细胞分化成浆细胞产生抗体。这类抗原多数为大分子多聚体，在抗原分子上有大量重复出现的同一抗原决定簇，降解缓慢，能与B细胞表面的多个抗原受体（SmIg）结合形成交联，从而直接激活B细胞，产生IgM类抗体，无IgG的转换，不需TH辅助，不产生免疫记忆。如细菌脂多糖、英膜多糖、聚合鞭毛蛋白等属TI-Ago（Z）超抗原（SUPPerantigen）是一类由细菌外毒素和逆转录病毒蛋白构成的抗原性物质。一般的多肽抗原，正常时最多仅能激活1万个细胞中的一个T细胞，而超抗原能同时激活大量的T细胞，可使5个T细胞中的1个激活，因此称这种能与多数T细胞结合并使之活化的抗原为超抗原，以表示其作用强大。超抗原与普通抗原的不同是：1、超抗原不需抗原递呈细胞加工处理。2、超抗原可直接与抗原递呈细胞的MHC-H类分子结合，结合部位不在抗原的结合槽沟中，而是在MHC-II类分子的非多态区外侧，故无MHC限制性。3、超抗原除与MHC-H类分子结合外，还能与TCRVP链结合，且与TCR的D和J区无关，与TCR的链无关。超抗原与TD抗原一样，主要与CD4+的T细胞（TH）结合。超抗原一MHC11类分子复合物与TCR结合后，导致T细胞活化增殖，同时也使B细胞、单核细胞等活化。第二章免疫系统第一节免疫系统的组成1、免疫系统（ImmunologicalSystem）由分布于机体全身、直接参与免疫应答、执行免疫功能活动的免疫器官、免疫组织、免疫细胞、免疫分子构成。2、免疫器官骨髓、胸腺、腔上囊、脾脏、淋巴结。3、免疫组织粘膜相关淋巴组织、皮肤相关淋巴组织、肠相关淋巴组织、扁桃体、盲肠扁桃体等。4、免疫细胞T细胞、B细胞、K细胞、NK细胞、单核吞噬细胞、树突状细胞、粒细胞、肥大细胞等。5、免疫分子抗体、补体、细胞因子、粘附分子。第二节免疫器官血淋巴系细胞成长过程胚胎最原始血淋巴血驱细胞在卵黄囊形成血岛进入胚肝和脾一形成胎儿的各种I成熟血细胞分化为骨髓干细胞淋巴系干细胞和髓系干细胞T系前 体细胞I进入胸腺发育II成熟T细胞、骨髓(bone marrow)B系前非T非B体细胞前体细胞II鸟类入腔上囊发育骨髓内发育哺育类留骨髓发育III成熟B细胞K细胞和NK细胞位于骨腔中的疏松结缔组织，由微细的网状纤支架、干细胞、发育中和成熟的各种血细胞、骨髓基质细胞和细胞外基质构成，是人和畜禽出生后一切血细胞发生、发育和分化的场所。骨髓干细胞大约占骨髓细胞总数的0.1%0.01舟。在哺育动物,也是产生抗体的重要部位，当抗原再次刺激动物时，骨髓可缓慢、持久地产生抗体,是血清抗体的主要来源，类别主要是IgG、IgA。二、胸腺(thymus)骨髓中前T细胞随血流(在某种粘附分子作用下向胸腺迁移)，穿过血胸屏障，进入胸腺实质。在外皮质层，进入胸腺哺育细胞内增殖、分化，成为早期胸腺细胞(三阴性细胞，无TCR、CD4、CD8),经数次分裂、分化后，移向皮质深层。当早期胸腺细胞表面出现TCR、CD3即进入普通胸腺细胞期，经过分化，其细胞表面迅速出现CD4、CD8,成为双阳性胸腺细胞。在皮质深层，普通胸腺细胞与胸腺基质细胞接触后发生选择性分化，绝大部分胸腺细胞在原处死亡，仅5%以下的可继续分化发育为较为成熟的胸腺细胞，渐次进入髓质，与髓质中的胸腺上皮细胞和树突状细胞等接触后，进一步分化为成熟的、具有不同功能的T细胞亚群(辅助性T细胞带有CD4,抑制性和杀伤性T细胞带有CD8等)。它们随血流迁出胸腺，先转移至脾脏的边缘区，经过3-5天的成熟期后，便具有免疫活性。然后它们转移到外周免疫器官、组织。三、腔上囊(bursaoffabricius)鸟类特有的中枢免疫器官。位于泄殖腔的背侧，以短管与其相通，近似圆球形。囊腔内有9一12条纵行皱褶，纵行皱褶粘膜的固有层分布大量的排列紧密的淋巴小结。来自骨髓的淋巴干细胞在腔上囊，经诱导分化为成熟的B细胞。若切除17日龄鸡胚的腔上囊，孵出的小鸡的体液免疫功能受到抑制。腔上囊的另一功能可作为外周淋巴器官，捕捉抗原和合成某些抗体。在腔上囊管开口处的背侧，有一小的T细胞灶，因此不能把它看成是纯粹的中枢免疫器官。四、淋巴结(lymphnodes)哺乳动物的淋巴结数量多，分布身体各处的淋巴循环径路上；鹅、鸭仅有两对淋巴结，颈胸淋巴结和腰淋巴结；鸡无淋巴结。由网状组织(网状细胞和网状纤维)构成支架，T细胞、B细胞、巨噬细胞、树突状细胞等分布其间。结构层次是，包膜、浅皮质区、深皮质区、髓质(髓索和髓窦)。淋巴结是机体产生免疫应答的重要场所。五、脾脏(spleen)机体最大、最活跃的免疫器官，每天约有淋巴循环中淋巴细胞总数的1/4流经脾脏。脾的实质由红髓和白髓组成。红髓由髓索(彼此吻合成网状的淋巴组织索，含有网状细胞、红细胞、B细胞、巨噬细胞、单核细胞和其他血细胞)和脾窦(由里细胞、基膜、网状纤维构成)构成。白髓穿插在红髓之间，由小动脉周围淋巴组织鞘和淋巴小结构成。围绕着小动脉周围淋巴组织鞘的髓称为边缘区，是处女型T细胞和B细胞继续成熟的场所；大部分血液进入红髓之前在此处被滤过，衰老的红细胞和白细胞、细菌、其他异物或抗原被吞噬和处理，也可经此进入红髓。脾脏的功能有，造血、滤血、储血、清除衰老的血细胞、参与免疫应答。第三节免疫组织一、粘膜相关淋巴组织肠相关淋巴组织、气管相关淋巴组织、扁桃体、盲肠扁桃体、派氏(PeyePs)集合淋巴结等。二、皮肤相关淋巴组织(SALT)在皮下围绕后毛细静脉管区域含有最高浓度的淋巴成分。皮肤是人类机体唯一最大的淋巴组织，持续不断地与物理、化学和生物区域的剌激因子接触，皮肤是免疫应答极其活跃的区域。皮肤免疫系统的细胞成分，包括淋巴细胞、巨噬细胞、郎汉斯巨细胞、组织的树突状细胞、肥大细胞，但角蛋白细胞、巨噬细胞、郎汉斯巨细胞、树突状细胞是由单核细胞衍生的，在抗原呈递中是最活跃的。第四节免疫细胞一、参与非特异性免疫的细胞1 .皮肤和粘膜的上皮细胞及其分泌液中的某抗菌物质和体表的正常菌群作为体表屏障2 .微褶细胞或M细胞为扁平上皮细胞，是散布于肠道粘膜细胞间的一种特化的抗原转运细胞。病原菌的抗原分子可通过对M细胞的表面毛刷状微绒毛的吸附或经M细胞的表面蛋白酶作用后被摄取，以吞饮泡形式转运至细胞质内，可在未经降解情况下，穿过M细胞，进入粘膜下结缔组织，被位于该处的巨噬细胞摄取，转运至派氏集合淋巴结，诱导特异性免疫应答。3 .吞噬细胞(PhagoCyteS)3.1包括单核吞噬细胞系统(血液中的单核细胞及各种组织中的巨噬细胞)和中性粒细胞。单核细胞(monocytes)在血液中占血细胞总数的13%,仅存留几小时至数十小时，然后穿过血管内皮细胞移行至各种组织中发育为巨噬细胞(M)。巨噬细胞寿命较长，在组织中可存活数月，可表达MHC-I11类分子和多种粘附分子，同时具有IgGFC受体、C3b受体和多种细胞因子受体。中性粒细胞在血液中仅存活数小时，但更新迅速，可表达多种粘附分子，表面具有IgGFc受体、C3b受体，强大的有非特异性吞噬杀菌能力，细菌感染时是最早进入感染部位的吞噬细胞。3.2吞噬细胞的主要生物学作用1）吞噬、杀伤和消除作用吞噬细胞对病原体的识别和结合，方式有：通过其表面的岩藻糖受体或甘露糖受体或磷脂受体；通过表面黏附分子整合素家族成员CDllbCD18CDllcCD18识别细菌脂多糖；通过表面CDl4识别细菌脂多糖；通过C3b受体、FCR识别被C3b或IgG包被的细菌。经吞噬或吞饮作用，摄入胞内形成吞噬体，再与溶酶体形成吞噬溶酶体。在吞噬溶酶体内，通过氧依赖性杀菌系统（反应性氧中间物作用系统和反应性氮中间物作用系统）或氧非依赖性杀菌系统（主要包括：酸性条件pH3.5-4.0;溶菌酶；乳铁蛋白；阳离子蛋白；弹性蛋白酶.）。细菌被杀伤后，其降解或消化作用主要由吞噬细胞溶酶体内各种水解酶，如蛋白酶、核酸酶、脂酶和磷酸酶等完成。未活化的巨噬细胞与中性粒细胞相比，杀菌作用较弱，当被细菌脂多糖或IFN-Y等细胞因子激活后，可对胞内寄生菌产生强大杀灭作用。2）分泌细胞因子和其他炎性介质活化巨噬细胞主要分泌：TNF-.IL-kIL-6.IL-8.ILT2和单核细胞趋化蛋白；释放的炎性介质：前列腺素E、白三烯B4、血小板活化因子、磷脂酶等。在感染部位产生适量上述细胞因子和炎性介质，可发挥有益的抗感染作用，但严重感染时，大量产生，可引发感染性休克、弥漫性血管内凝血。活化巨噬细胞分泌的细胞因子具有重要的免疫调节作用：IL-I促进B细胞的增殖分化；刺激骨髓多能干细胞增殖。IL-6促进B细胞的增殖分化；诱导趁成熟B细胞分泌抗体；促进T细胞分化。IL-12激活NK细胞并增强其杀伤活性；诱导T细胞分化。3）加工处理提呈抗原，启动特异性免疫应答4）抗肿瘤作用巨噬细胞未被激活时杀瘤作用微弱，但经细菌脂多糖、某些细胞因子（如IFN-.GM-CSF等）作用激活后能有效杀伤肿瘤细胞。活化后其胞内溶酶体数目和蛋白水解酶浓度显著增高。通过以下方式杀伤肿瘤细胞：与肿瘤细胞密切接触，经膜融合，巨噬细胞内溶酶体内容物直接转移到肿瘤细胞内发挥杀瘤作用；释放蛋白水解酶、溶细胞素、TNF-a等，杀伤或溶解肿瘤细胞；在肿瘤特异性抗体参与下，通过抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用（antibodydependentcell-mediatedcytoxicity,ADCO杀伤肿瘤细胞。4. 自然杀伤细胞（NK,naturalkiller）在骨髓和胸腺发育成熟，主要分布于血液和脾脏，淋巴结和其他组织中有少量的。其表面标志有：CD56、CDI6、CD2（LFA-2）、LFAT及杀伤细胞活化受体、杀伤细胞抑制受体。将CD3CD56CD16'淋巴样细胞认定为NK细胞。NK细胞通过表面活化受体与自身组织细胞、病毒感染细胞和某些肿瘤细胞表面相应糖类配体结合，可经活化信号转导途径，产生杀伤作用；通过表面杀伤抑制受体与细胞表面MHCl类分子结合，可产生杀伤抑制信号，该信号在胞内起主导作用，能阻断杀伤信号的传递。研究表明，在病毒感染2-3日，NK细胞即可通过趋化作用聚集到感染部位，在IFN-/B、TNF-a、IL-12和细胞因子作用下，NK细胞活化，对病毒感染细胞的溶解破坏作用极大增强，同时分泌等细胞因子，通过干扰病毒复制和进一步活化吞噬细胞等非特异免疫效应细胞，扩大和增强机体抗感染免疫能力。体内外实验结果证实NK细胞具有广谱抗肿瘤作用，它们可通过与肿瘤细胞密切接触，直接杀伤同系、同种及异种的肿瘤细胞；也可通过ADCC效应，杀伤特异性IgG包被的肿瘤细胞。5. YT细胞主要分布于粘膜和上皮组织中，外周血中仅占CD3'T细胞的其表面抗原受体缺乏多样性，抗原识别谱狭窄。研究表明，分布在皮肤或不同粘膜组织中的YT细胞群体可有不同的抗原受体，表现为不同的抗原识别特性；位于皮肤或同一粘膜组织中的Y3T细胞群体只表达一种相同的TCRY6,具有相同的抗原识别特异性。目前已知，存在于皮肤组织、阴道/尿道粘膜组织及肠粘膜组织中的Y6T细胞群体各具单一特异性受体，它们只对某种共同抗原产生应答。因此，就功能而言，YT细胞应属非特异免疫细胞，而不是特异性免疫细胞。YT细胞可直接识别：感染后产生的热休克蛋白或表达于受感染细胞表面的热休克蛋白；感染后异常表达于受感染细胞表面的脂类抗原：CDl分子复合物；某些病毒蛋白或表达于受感染细胞表面的病毒蛋白，如疱疹病毒和牛痘病毒糖蛋白等；分枝杆菌产生的小磷酸化非肽分子，如磷酸糖和核甘酸衍生物。细胞具有抗感染抗肿瘤作用，它们可识别杀伤某些病毒和胞内寄生菌如李斯特菌感染的靶细胞，及表达热休克蛋白和异常表达CDl分子的靶细胞，也可对某些NK细胞敏感或非敏感肿瘤细胞产生杀伤溶解作用。YT细胞又可被其识别的抗原激活，产生分泌IL-2、3、4、5、6、IFN-Y.GM-CSF和TNF-等多种细胞因子参与免疫调节，介导炎症反应，增强机体早期非特异性免疫防卫功能。6. B-IB细胞B细胞分为B-IB细胞（为非特异性免疫细胞）和B-2B细胞（参与特异性体液免疫应答）两个亚群。B-IB细胞主要分布于腹腔、胸腔和肠壁固有层中，具有自我更新的能力。其表面标志有CD5、CD11mIgMBTB细胞抗原受体种类很少，抗原识别谱狭窄。识别的抗原主要有：某些细菌表面共有的Tl-2型多糖抗原，如肺炎球菌英膜多糖（磷酸胆碱）和蒲聚糖等；G一菌表面共有的TIT型多糖抗原，如脂多糖；某些变性的自身抗原。B-IB细胞接受上述抗原刺激后，