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动物免疫学,绪论第一章非特异性免疫第二章特异性免疫第三章抗传染免疫第四章免疫学防治第五章免疫学诊断,绪论,一、免疫及免疫学的概念二、免疫学发展历史三、免疫的基本特性和基本功能四、动物免疫学在畜牧业中的应用,一、免疫及免疫学的概念,（一）免疫的概念1、古典免疫：免疫一词最早来自拉丁文Immunis，意思是免除兵役、免除赋税。免疫学Immunology来自该词。2、传统免疫：指有机体免除传染病感染、抵抗传染病的能力。3、现代免疫：免疫是有机体识别自身（自身组织）和非自身（非自身物质），并保持自身完整性的生物生理学反应。,(二)免疫学的概念,免疫学是研究有机体如何识别和排斥“非已”抗原物质的一门科学。动物在长期进化过程中，形成了一套完整的组织器官结构，称为免疫系统，具有精确的识别自身和非自身的能力。对自身组织不发生任何反应，称为天然免疫耐受现象，对非自身物质（外来侵入者：微生物、寄生虫、有害理化因素、致癌物质等；内部破坏者：衰老破损细胞、突变细胞）进行排除和消灭。,二、免疫学发展历史,（一）经验时期（二）实验时期（三）近代免疫学时期（四）现代免疫学时期,（一）经验时期,时间：十一世纪1798年主要事件：1、十一世纪我国的“痘症防御法”。分为时苗和熟苗。2、1400年，我国甘肃牧区的“灌花”预防牛瘟。,（二）实验时期,时间：1798年1945年主要事件：1、1798年Jenner（秦纳）：天花疫苗的由来及效果的研究。2、疫苗研究：18811885Pasteur(巴斯德）用鸡霍乱陈旧培养物、炭疽高温培养物、狂犬病兔体传代毒，首创弱毒疫苗。1886Salmon首创灭活疫苗。1888类毒素研制成功。3、免疫技术：相继建立凝集实验（1896，Gruber and Durham)、沉淀实验（1897，Kraus）、补体结合反应（1900,Bordet and Gengou）。4、免疫机理：细胞免疫学说研究白细胞、吞噬细胞。体液免疫学说研究抗体、补体。,（三）近代免疫学时期,时间：1945年1960年。主要事件：1、发现了 型变态反应。2、发现了免疫耐受现象。3、建立了抗体生成的细胞系选择学说。4、发现了法氏囊的免疫功能。5、建立了更多的免疫学技术：间接血凝实验、凝胶扩散实验、免疫标记技术。,（四）现代免疫学时期,时间：1960年现在。主要事件：1、60年代：发现了胸腺的免疫功能；淋巴细胞分成了TC、BC两大类；研究了抗体分子的结构和分类；分析了抗体分子的氨基酸序列。2、70年代：TC分成了不同的亚类；提出了免疫网络学说。3、80年代：抗体多样性的遗传控制；证明了TC表面有抗原受体；单克隆抗体技术；基因工程疫苗。,三、免疫的基本特性和基本功能,（一）免疫的基本特性1、识别特性：精确地识别自身和非自身物质。2、特异性：某种抗原物质剌激机体所产生的免疫力，只针对相应的抗原物质。3、记忆性：某种抗原物质剌激机体而使机体的免疫系统产生免疫记忆，相同抗原物质再次进入时，将其更快速、更有效地消灭和排除。,（二）免疫的基体功能,1、抗传染：机体抗传染的功能是通过三个环节发挥作用的。（1）阻止病原微生物进入体内。（2）抑制病原微生物在体内繁殖。（3）消灭在体内繁殖的病原微生物。抗传染功能过高，引起传染性变态反应；抗传染功能过低，反复发生传染病。2、自身稳定：清除机体正常代谢过程中产生的衰老、破损细胞，保持自身环境稳定。该功能失调，则引起自身免疫病。3、免疫监视：清除机体正常代谢过程中产生的突变细胞。该功能失调，则引起肿瘤和癌症。,四、动物免疫学在畜牧业中的应用,（一）免疫预防：应用各种疫苗预防畜禽传染病、寄生虫病等。（二）免疫治疗：应用高免血清、高免卵黄抗体、干扰素等紧急治疗畜禽疫病。（三）免疫诊断：应用各种免疫学诊断技术，诊断和检测畜禽传染病、寄生虫病及其它学科领域（如早期妊娠诊断、血型鉴定等）。,第一章非特异性免疫,概念和特点第一节防御屏障第二节吞噬细胞与吞噬作用第三节K细胞和NK细胞第四节补体系统第五节正常体液中杀微生物物质第六节影响非特异性免疫的因素第七节增强非特异性免疫的方法,非特异性免疫的概念和特点,一、概念：动物在长期的进化过程中，在同外来侵入者、内部破坏者的斗争中所建立的、对多种异物都能发挥防御作用的免疫力，称为非特异性免疫。二、特点：1、作用发生迅速。2、作用范围广、不具特异性。3、受遗传控制，很稳定。4、作用强度弱，对毒力强、数量大的微生物作用小。,第一节防御屏障,一、皮肤粘膜屏障（一）作用：阻止病原微生物进入机体内。但个别微生物（布氏杆菌、鼻疽杆菌等）例外。（二）作用机理1、皮肤角质层的机械阻挡作用。2、正常皮肤粘膜上正常菌群的拮抗作用。3、特殊结构（鼻毛、气管纤毛、粘液）的机械排除作用。4、胃液、唾液、乳汁、泪液中乳酸、溶菌酶的抑菌和杀菌作用。,二、血脑屏障,（一）作用：保护大脑、免除血液中病原微生物对大脑的侵袭作用。（二）作用机理：由大脑毛细血管紧密排列的内皮细胞层通过胞饮作用，吞噬和消灭异物的。,三、胎盘屏障,（一）作用：阻止母体病原微生物进入胎儿，对胎儿保护。但个别微生物（布氏杆菌、沙门氏菌）例外。（二）作用机理：由母体子宫内膜、胎儿绒毛尿囊膜组成屏障结构，阻止病原微生物从母体进入胎儿。,第二节吞噬细胞与吞噬作用,一、概念二、吞噬细胞的来源、分化和特点三、吞噬细胞的结构及吞噬消毁异物的过程四、吞噬细胞的作用,一、概念,动物体内专门负责吞噬作用、发挥防卫功能的一群细胞，统称为吞噬细胞。包括血液中的嗜中性粒细胞、单核细胞和组织中的巨噬细胞。,二、吞噬细胞的来源、分化和特点,（一）吞噬细胞的来源：均来自骨髓多能干细胞。（二）分化红细胞系：红血球原血细胞系粒细胞系：嗜中性粒细胞、嗜碱性粒细胞、嗜酸性粒细胞骨髓多巨核细胞系：血小板能干细胞淋巴样干细胞TC、BC、KC、NKC单核巨噬细胞系统单核细胞：游走于血液中巨噬细胞：定居于组织中肝：星状细胞肺：尘细胞结缔组织：组织细胞神经组织：小胶质细胞淋巴结、浆膜腔、脾：巨噬细胞,（三）吞噬细胞的特点,1、具有强大的吞噬能力嗜中性粒细胞：吞噬能力强，但寿命短（几小时）单核细胞、巨噬细胞：吞噬能力较弱，寿命长。2、具有识别能力：只吞噬和消毁非自身物质。（对自身物质不起反应）。3、细胞内含各种消化酶类，对异物能彻底的消化降解。4、细胞膜表面有IgG Fc段受体和补体C3受体。,三、吞噬细胞的结构及吞噬消毁异物的过程,（一）吞噬细胞的结构：细胞内有两种颗粒：初级颗粒和次级颗粒，二者统称为溶酶体。初级颗粒：早期形成，颗粒大，数量少，含过氧化物酶、溶菌酶类、水解酶类。次级颗粒：后期形成，颗粒小，数量多，含溶菌酶、吞噬细胞杀菌素等。（二）吞噬消毁异物的过程：细胞膜吸附异物并纳入细胞内，溶酶体与其结合成吞噬溶酶体，由溶酶体释放各种酶类将异物消化降解。,四、吞噬细胞的作用,（一）对异物的吞噬作用1、完全吞噬：不仅吞噬异物，还将异物杀灭并彻底消化降解。见于免疫力的机体或对普通病原微生物的吞噬。2、不完全吞噬；仅吞噬异物，不能将异物杀灭而长期存于细胞内。因吞噬细胞的游走性，将这些病原微生物带到其它组织器官中而引起全身感染，造成更大的危害。,（二）传递抗原信息,巨噬细胞吞噬异物后，对其进行消化并获得抗原信息，巨噬细胞与TC、BC相遇而将抗原信息传递给TC、BC。所以，特异性免疫不能离开非特异性免疫而单独发挥作用。,（三）调节抗原量,抗原量合适，才能刺激机体产生特异性免疫反应。抗原量过大，使TC、BC产生免疫麻痹，不能引起免疫反应。此时，吞噬细胞大量消毁和贮存抗原，少释放。抗原量过小，不足以刺激TC、BC产生免疫反应。此时，吞噬细胞将抗原集中，从而调节抗原量。,第三节K细胞和NK细胞,一 来源 骨髓多能干细胞 淋巴样干细胞 胸腺 直接分化 法氏囊 TC KC、NKC BC,二 细胞特点及作用,（一）Kc（kill cell）1、细胞数量和特点：约占体内淋巴细胞10。形态上不易与T、B细胞相区别，但与T、B细胞的表面标志不同，功能不同。2、作用：主要以ADCC效应杀伤大的细胞性抗原，如寄生虫、肿瘤细胞。杀伤力强。3、ADCC效应：又称抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用。即细胞性抗原先与特异性抗体结合成抗原抗体复合物，暴露IgGFc段，与Kc的IgGFc受体结合，从而捕获细胞抗原，并缩短Kc与细胞抗原的距离，最终将 细胞抗原杀伤。,ADCC效应图示,（二）NK细胞(natural kill cell),1、细胞特点和数量：占体内淋巴细胞数不超过10%。无T、B细胞的表面标志，故又称为无标志细胞。与Kc的区别在于对细胞抗原的杀伤作用完全是非特异性的，即不依赖特异抗体就具有杀伤作用，故又称自发的细胞介导的细胞毒作用（Spontaneous Cell Mediated Cytotoxicity,简称SCMC）。2、作用：主要杀伤肿瘤细胞，但杀伤力比Kc弱。由于不依赖抗体，故可在早期发挥作用，补充Kc的不足。,第四节补体系统,一、补体系统的组成二、补体系统的性质及表示法三、补体激活的途径四、补体系统的调控五、补体系统的免疫学功能,一、补体系统的组成,（一）补体补体是存在于正常人、动物的新鲜血清中的一种球蛋白。血清球蛋白中约占10%左右。9个成分，即C1C9，其中C1由C1q、C1r、C1s组合成聚合体。在生理情况下，9个成份（C1q除外）都以不活动形式存在于血清中，被活化才发挥免疫学功能。,（二）备解素系统,始动因子（IF）备解素（P）C3激活剂前体（简称B因子）C3激活剂前体转化酶（简称D因子）,（三）补体调节因子,C1抑制剂C3灭活剂C6灭活剂B因子抑制剂过敏毒素抑制剂,二、补体系统的性质及表示法,（一）补体系统的性质：不稳定，010只能保存3天，56，30min死亡。（二）补体的表示法：每个成分的亚单位以英文小写字母表示，如C1q、C1r、C1s补体成分断裂，以英文小写字母表示，如C3=C3a+C3b补体被灭活，则加i表示，如C3i补体被激活，则加“”表示，如C3,三、补体激活的途径,（一）经典途径（传统途径，C1途径）1、激活经典途径的抗体：IgG1、IgG2、IgG3、IgM的Fc段上有补体结合位点，能激活此途径。2、激活过程：C1q识别补体结合位点并与之结合而活化，由此活化C1r、C1s，再依次活化C4、C2、C3C9。3、激活过程图解：4、激活过程的三个阶段：,补体激活过程,AEAEAEC1C4 C2 C3C5 C9C8C7C6注：A:绵羊红细胞 E:抗绵羊红细胞抗体,3、补体激活过程图解,4、补体激活过程的三个阶段,（1）识别阶段：C1识别抗原抗体复合物而活化的阶段。（2）激活阶段：C4、C2、C3活化的阶段。（3）膜攻击阶段：C5C9活化并攻击靶细胞膜的阶段。,（二）补体激活的旁路途径,1、激活旁路途径的物质：旁路途径又称C3激活途径。G-菌内毒素、酵母多糖、菊糖、IgG4、IgA等因素都能激活此途径。2、特点：（1）不需要C1、C2、C4，所以机体中缺乏C1、C2、C4时，补体同样能被激活；（2）对靶细胞的杀灭作用比经典途径弱；常在感染早期抗体形成前发挥较大作用。3、激活过程：,3、旁路途径激活过程,G菌内毒素、酵母多糖、菊 IFD B Bb C3 C3b C3bBb糖、IgG4、IgA Ba C3a C3反馈环 C3bBbP C9 C8 C7 C6 C5 3C3bBb,四、补体系统的调控,（一）内源性调控：主要从补体存活期来调控。补体半衰期短，如C3b仅7分钟。（二）外源性调控：1、C1抑制剂：灭活活化的C1s。2、C3灭活剂：灭活C3b。3、C6灭活剂：灭活活化的C6。4、B因子抑制剂：灭活活化的B因子。5、过敏毒素抑制剂：补体活化过程中的产物C3a和C5a，称为过敏毒素，可使机体发生过敏反应。过敏毒素抑制剂可将其灭活。,五、补体系统的免疫学功能,（一）溶菌和杀菌作用细菌相应抗体细菌抗体复合物细菌彻底溶解死亡细菌仅失去致病补体力、仍存活（二）中和病毒作用：抗体只使病毒之失去活性、致病力，补体参与，则失去粘附和穿透细胞的能力，病毒不能进入细胞内繁殖。（三）调理作用：吸引吞噬细胞并加强其吞噬能力的作用称为调理作用。1、游离的C3a、C5a、C567趋化、吸引吞噬细胞向抗原移动；2、活化的C3b与吞噬细胞表面的C3b受体结合，缩短了吞噬细胞与抗原间的距离，起桥梁作用。,五、补体系统的免疫学功能,（四）免疫粘附作用：C3b，与红细胞、白细胞、血小板上补体C3b受体结合，增强这些细胞对抗原物质吞噬和杀灭的作用。（五）过敏毒素作用：适量的C3a、C5a趋化吸引吞噬细胞在局部的杀伤作用；过量的C3a、C5a对组织的损伤作用。,第五节正常体液中杀微生物物质,一、溶菌酶主要存在于体液和分泌物（唾液、眼泪、乳汁、肠分泌物、吞噬细胞）中。破坏细菌细胞壁粘肽的分子结构，菌细胞膨胀破裂。对G+菌杀伤力强，对G-菌杀伤力弱，对病毒无作用。,二、干扰素,1、概念：机体细胞受到病毒、某些细菌、干扰素诱导剂等作用下产生的小分子糖蛋白。2、作用：干扰和抑制病毒繁殖而间接杀灭病毒。3、机理：刺激细胞产生抗病毒蛋白，从而抑制合成病毒所需的酶、核酸、结构蛋白合成，病毒失去繁殖的原料。,第五节正常体液中杀微生物物质,（三）乙型溶素：血清和体液中的一种抗微生物蛋白质。主要杀死G+菌，但作用比溶菌酶弱得多，其机制与溶菌酶相似。（四）内毒素脱毒因子：血清中的一种脂酶。作用于内毒素的脂质，使其降解，结构破坏，毒性消失。,第六节影响非特异性免疫的因素,一、种间遗传差异1、微生物对动物机体适应性：如炭疽不适应家禽41体温而不引起禽致病。2、宿主细胞上的相应受体：如猪瘟病毒不引起鸡致病。3、机体是否有免疫应答基因（immune response gene,Ir基因）二、年龄因素：有的只侵害幼龄动物：小鹅瘟、鸭肝炎等。有的主要侵害老龄动物：如肿瘤、白血病。三、环境因素及应激作用：改善畜禽生活环境，尽量减少应激。,第七节增强非特异性免疫的方法,一、微生物类免疫增强剂：卡介苗小棒状杆菌（死）二、化学免疫增强剂：左旋咪唑三、生物制剂类增强剂：胸腺素四、中草药免疫增强剂：如黄芪、党参、灵芝等。,第二章特异性免疫,第一节特异性免疫的概念与特点第二节特异性免疫的组织结构第三节抗原第四节特异性免疫应答第五节抗体第六节变态反应返回,第一节特异性免疫的概念与特点,一、概念机体在生活过程中接触某种抗原物质产生一系列免疫应答连锁反应，称特异性免疫。,二、特异性免疫的特点,1、后天获得：如自然感染、预防注射等。2、具有特异性：某抗原刺激机体产生的免疫力，只特异地对该抗原起作用。3、具有一定的免疫期：长者可达终身，短者仅12个月。4、不具遗传性，不能传递给后代。与动物进化有关，动物越高级，特异性免疫越完善。无脊椎动物软骨鱼硬骨鱼两栖类哺乳动物 人吞噬c 细胞免疫IgM IgG IgG.M.A.E IgG.M.A.E.D,第二节特异性免疫的组织结构,一、中央免疫器官（primary immune organs）（一）骨髓（bone marrow）（二）胸腺(thymus)（三）法氏囊（bursa of Fabricius）二、周围免疫器官（secondary immune organs）（一）脾脏（spleen）（二）淋巴结（lymph node）三、免疫活性细胞,一、中央免疫器官（primary immune organs）,（一）骨髓（bone marrow）骨髓是免疫活性细胞的发源地。在哺乳动物兼有禽类法氏囊的功能，使前B细胞成熟为B细胞。,（二）胸腺(thymus,1、胸腺结构特点结缔组织伸入胸腺形成胸腺隔，将胸腺分成许多小叶，小叶外部为皮质，深部为髓质。皮质、髓质由网状上皮细胞组成，网状上皮细胞分泌胸腺激素。胸腺激素使前T细胞发育成熟为T细胞，并进入血液。,胸腺结构图示,3、胸腺的免疫功能,1961年发现胸腺的免疫功能。主要使T细胞分化成熟。前T细胞：体积大，无免疫活性，又称胸腺细胞。T细胞：体积小，有免疫活性，又称胸腺依赖淋巴细胞，简称T淋巴细胞，或Tc。只有1%的前Tc能分化成熟为Tc。,（三）法氏囊（bursa of Fabricius）,1、法氏囊的结构特点为囊状，囊腔有很多皱折，由上皮细胞构成，能分泌多种激素，统称法氏囊激素。,法氏囊结构图示,2、法氏囊的免疫功能,法氏囊分泌法氏囊激素，使B细胞分化成熟。哺乳动物无法氏囊，代替其功能的是胚肝、脾以及胚胎末期和出生后的骨髓。,二、周围免疫器官（secondary immune organs）,（一）脾脏（spleen）是机体产生抗体的主要器官。,1、脾脏结构特点,脾索：彼此吻合成网状的淋巴组织索 红髓 脾窦：血窦，分布于脾索之间 非胸腺依赖区脾脏（BC）脾小结 白髓：沿动脉分布 于脾索之间 淋巴鞘胸腺依赖区（TC）,脾脏图示,3、脾脏的免疫功能,（1）特异性免疫：体液免疫为主，细胞免疫为辅。Bc：占5065%，定居于非胸腺依赖区，行使体液免疫。Tc：占3550%，定居于胸腺依赖区，行使细胞免疫。（2）过滤作用：过滤并清除血液中异物及衰 老、破损细胞。,（二）淋巴结（lymph node）,1、淋巴结结构 浅皮质区皮质 深皮质区 胸腺依赖区（TC：75）淋巴结 髓索非胸腺依赖区（BC：25）髓质 髓窦：充满淋巴液，滤过作用,