首页生物学动物学海水养殖动物病害学 03 第三章 免疫学原理在疾病诊断和防治中的应用.ppt

03 第三章 免疫学原理在疾病诊断和防治中的应用.ppt

页数:77页文件大小:627.5 KB来源: 海水养殖动物病害学ppt课件

本课件从水产动物免疫的概念与系统组成讲起,依次展开天然免疫与获得性免疫、非特异性免疫的屏障与体液因子、抗原与免疫球蛋白等特异性免疫内容,再介绍凝集、沉淀、补体结合与免疫标记等血清学方法,最后介绍鱼用疫苗的种类与接种方法。

免疫概念首页,给出免疫识别自身与异己的定义,并说明其抗感染抗肿瘤与维持生理平衡的作用
抗原与抗体概念页,说明抗原刺激机体产生抗体与致敏淋巴细胞,抗体为浆细胞产生的免疫球蛋白
免疫防御功能页,说明抗感染的正常表现,并列出超敏反应与免疫缺陷症两类异常后果
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第1页:免疫的概念与生理意义

第一节 海水鱼类及其他动物的免疫概念

免疫(Immunis→Immune, Immunity)
指生物机体识别自身和异己物质,对自身物质形成天然免疫耐受,对异己物质产生清除作用的一种生理反应。简单说,免疫是机体对病原产生抵抗力,使其免受感染的过程。

正常情况下免疫对机体有利,可产生抗感染、抗肿瘤等作用,维持机体生理平衡和稳定。

第2页:抗原与抗体的概念

抗原
凡是能够刺激机体产生抗体和致敏淋巴细胞,并能与之结合引起特异性免疫反应的物质,称为抗原。
抗体
机体免疫活性细胞受抗原刺激后,在体液中出现的由浆细胞产生的一类能与相应抗原发生特异性结合的球蛋白。简单说,抗体是一种免疫球蛋白(Immunoglobulin, Ig)。

第3页:免疫防御功能与异常

3. 免疫反应的功能:1)免疫防御

免疫防御
为机体清除异己物质的一种免疫保护功能。正常表现为抗感染,即消灭病原生物、中和毒素。
变态反应(超敏反应)
防御功能过高时的异常表现:某些抗原或半抗原再次进入致敏机体,在体内引起特异性体液或细胞免疫反应,导致组织损伤或生理功能紊乱。
免疫缺陷症
防御功能过低时的异常表现:机体免疫系统由于先天性发育不良或后天遭受损伤所致的免疫功能降低或缺乏的系统综合症。

第4页:免疫稳定与免疫监督

免疫稳定
机体免疫系统维持内环境相对稳定的生理功能。正常表现为消除体内衰老的和被破坏的细胞;过高时发生自身免疫病,即自身抗体或自身致敏淋巴细胞攻击自身靶抗原细胞和组织,产生病理性改变或功能障碍。
免疫监督
机体免疫系统识别、清除体内突变、畸形细胞和病毒感染细胞的生理保护作用。正常表现为识别和消除突变细胞;过低时易发生恶性肿瘤、病毒持续感染。

第5页:免疫系统的组成

二、免疫系统的组成:由免疫器官和免疫细胞两大部分构成。

免疫系统的组成
组成部分分类主要构成
免疫器官中枢免疫器官骨髓、胸腺、法氏囊(禽类)
免疫器官外周免疫器官淋巴结、脾、黏膜相关的淋巴组织
免疫细胞淋巴细胞T淋巴细胞、B淋巴细胞、第三淋巴细胞群[自然杀伤细胞(NK细胞)、淋巴因子激活的杀伤细胞(LAK细胞)]
免疫细胞抗原提呈细胞单核吞噬细胞、树突细胞、并指细胞

第6页:中枢免疫器官与鱼类肾脏

(一)免疫器官:1. 中枢免疫器官——骨髓(Bone marrow)样组织

  • 鱼类无淋巴造血的骨髓,但软骨鱼的眶区和颅下区存在淋巴组织或骨髓样组织,可形成血细胞,功能与高等脊椎动物骨髓相似
  • 真骨鱼的肾脏也属骨髓样组织,是重要的淋巴器官,具造血功能,分为头肾(前肾)和中肾(后肾、体肾)两部分
  • 头肾失去排泄功能而成为免疫器官和造血组织,为鱼类中第二个发育的免疫器官,是免疫细胞的发源地,产生B细胞和红细胞等,相当于哺乳类骨髓

第7页:脾的结构与细胞组成

2. 外周免疫器官——1)脾(Spleen)

脾为人体最大的淋巴器官,具有造血、贮血和过滤作用,也是成熟T、B细胞移居和接受抗原刺激后产生免疫应答的主要场所。以人类脾为例:

  • 脾表面由结缔组织包裹,被膜向实质内延伸成若干小梁,脾实质由红髓和白髓组成,两者交界处为边缘区(又称移行区)
  • 白髓由小动脉周围淋巴鞘和鞘内淋巴泡两部分组成,小动脉淋巴鞘主要含T细胞

原课件本页在「小动脉淋巴鞘主要含T」处截断,后续内容未完整提取,建议对照原图补充。

第8页:

第9页:脾的功能与鱼类脾特点

脾的功能

  • 在胚胎期为造血干细胞增殖分化的场所,具有造血功能
  • 是血液的滤过器,可清除血中的病原微生物和自身衰老损伤的血细胞
  • 为T、B细胞移居和接受抗原刺激后发生免疫应答、产生免疫效应的重要场所,脾中淋巴细胞约60%为B淋巴细胞

鱼类脾的结构与功能

  • 有颌类才有真正的脾,软骨鱼类脾较大,分化为红髓和白髓,为造血器官
  • 硬骨鱼类无明显红髓和白髓分化,但同时具有造血和免疫功能

第10页:粘膜淋巴组织MALT

2)粘膜淋巴组织(Mucosa Associated Lymphatic Tissue, MALT)

  • 鱼类皮肤、鳃和消化道等器官的上皮组织中存在的淋巴细胞、巨噬细胞和各类粒细胞等都属于MALT
  • 受抗原刺激后,巨噬细胞可对抗原进行处理和呈递,抗体分泌细胞(Antibody secreting cell, ASC)会分泌抗体,与粘液中的溶菌酶和补体等非特异性保护组织一道组成抵御病原感染的防线

第11页:免疫细胞与T淋巴细胞

(二)免疫细胞

免疫细胞泛指所有参与免疫应答或与免疫应答有关的细胞及其前体细胞,包括淋巴细胞、单核吞噬细胞及其它抗原提呈细胞、粒细胞、红细胞和肥大细胞等。鱼类免疫细胞主要存在于免疫器官、组织以及血液和淋巴液中。

T淋巴细胞
由一群功能不同的异质性淋巴细胞组成,在胸腺内分化成熟,为胸腺依赖性淋巴细胞(Thymus dependent lymphocyte)的简称。

第12页:NK细胞与单核吞噬细胞

NK细胞
发现较晚的一群淋巴细胞,最主要功能为非特异性杀伤靶细胞,对多种肿瘤细胞和病毒感染的细胞具较强杀伤作用,约占5%~10%。
单核吞噬细胞
包括血液中的单核细胞(Monocyte, MC)和组织中的巨噬细胞。不仅在非特异性免疫中发挥重要作用,在特异性免疫中也不可缺少,具有吞噬杀伤、抗原递呈和合成分泌细胞因子等作用。
其他免疫细胞
中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、肥大细胞和血小板等,均直接或间接参与免疫应答过程。

第13页:免疫因子与细胞因子

(三)免疫因子

免疫因子是由机体细胞产生、与免疫应答有关的、分泌到体液中或存在于细胞膜表面的分子的统称,主要包括抗体、补体系统各成分、细胞因子及免疫细胞膜分子等。

细胞因子(Cytokines)
由免疫细胞和某些非免疫细胞(如纤维母细胞、内皮细胞等)合成和分泌的、具有调节多种细胞生理功能的可溶性小分子蛋白质。细胞因子种类繁多,具有多种生物学活性,在免疫系统的调控中作用重大。

第14页:天然免疫与获得性免疫

三、免疫的主要类型

天然免疫
机体先天具有的正常生理防御功能,对各种不同的病原微生物与异物都有排斥和屏障作用,也称非特异性免疫,如皮肤和粘液、粘液中的溶菌酶、吞噬细胞等。
获得性免疫
机体对某一种或一类微生物或其产物所产生的特异性抵抗力,是后天在生长发育过程中由于自然感染或预防接种后产生的,也称特异性免疫。
自动免疫
因感染病原或注射抗原(疫苗)而获得的免疫。

第15页:自动免疫与被动免疫的区别

自动免疫和被动免疫的区别:二者在起效时间、效果、维持时间与用途上均有明显差异。

自动免疫与被动免疫的区别
比较项目自动免疫被动免疫
发生作用时间慢(1-4周)快(立即)
效果可刺激机体持续产生抗体,再次接受抗原刺激表现出再次反应或反应增强体内抗体数量不增多,再次接触抗原也不出现增强反应
维持时间长(半年至终生)短(2-3周)
用途预防感染应急治疗

第16页:水产动物免疫的特点与意义

四、水产动物免疫的特点

  • 水产动物病原与人类疾病关系不大,不易引起重视
  • 水产动物免疫机制依赖于外界环境变化较为明显
  • 水产动物抗体与人等高等生物的已知抗体不同,其疾病的免疫学防治方法尚在探索中
  • 水产动物是变温动物,其免疫学研究必须在同一条件下进行

五、水产动物免疫在病害防治中的意义

  • 通过人工免疫或对病后有免疫力个体筛选,培育免疫新品种(SPR)
  • 通过人工免疫,可有效预防流行病的发生
  • 免疫防治可有效避免药物残留及化学药物对水体的污染

第17页:非特异性免疫因子概览

第二节 水产养殖动物的非特异性免疫

外部屏障
皮肤和粘膜的屏障作用
内部屏障
血脑屏障(血胎屏障)
非特异性免疫细胞
吞噬细胞(粒细胞等)
非特异性体液因子
补体、溶菌酶等

鱼虾贝类的非特异性免疫由细胞作用和体液作用共同构成。

第18页:外部屏障与体内屏障

一、鱼虾贝类的非特异性免疫:1. 外部屏障

  • 作用:机械阻挡和排除作用;具非特异性抗菌物质(溶菌酶、皮脂腺产乳酸等);正常菌群的拮抗作用
  • 粘液:屏障保护作用,可限制病原菌运动、阻止其侵入;含有溶菌和杀菌的多糖类和蛋白类,如溶菌酶等
  • 甲壳、皮肤和鳞片等:机械屏障作用

2. 体内屏障

血脑屏障由脑膜、脉络丛和脑血管等组成,为大脑与躯干之间的屏障,作用是防止病原和其他异物进入大脑。

第19页:非特异性免疫细胞

3. 非特异性免疫细胞

吞噬细胞
包括粒细胞、巨噬细胞和单核细胞,受病原和宿主产生的趋化因子作用接近并吞噬或杀伤病原。
非特异性细胞毒细胞
主要存在于肾脏和腹腔,血中较少;与哺乳动物NK细胞类似,能够杀伤病毒感染的靶细胞,从而具有抗感染作用。

第20页:补体的来源与作用

4. 非特异性体液因子:1)补体

补体存在于血清中,由多种非特异性血清蛋白组成,对热敏感,45℃处理20分钟即失活。

  • 在抗原抗体反应中通过补体第二激活通路补充抗体作用
  • 激活后的补体能溶解细胞膜,杀灭病毒
  • 激活后的补体可促进吞噬细胞的吞噬和释放组胺等多种功能,协助杀灭病原

第21页:干扰素的来源与作用

2)干扰素

干扰素是一类在同种细胞上具有抗病毒活性的蛋白质,其活性的发挥受细胞基因组的调节和控制,涉及RNA和DNA的合成。

  • 来源:主要由巨噬细胞和淋巴细胞分泌的蛋白质;产生数量受温度影响明显,如硬头鳟感染病毒后,10℃下4天产生,15℃下2天产生
  • 作用:抗病毒增殖活性、免疫调节活性、细胞分裂抑制活性、抑制肿瘤生长活性、改变细胞生物学特性等

第22页:非特异性体液因子一览

3)-5)溶菌酶、C反应性蛋白与备解素:三者均为鱼虾贝类重要的非特异性体液因子。

非特异性体液因子的来源与作用
体液因子来源与成分主要作用
溶菌酶存在于粘液、血清和巨噬细胞中,是一种水解酶(低分子碱性多肽)可直接溶解杀死革兰氏阳性菌等病原微生物
C反应性蛋白存在于鲽科鱼类中的一种蛋白质作为调理素可增加吞噬细胞的吞噬量;能使真菌、细菌乃至寄生虫中的糖类和磷酸酯产生沉淀,从而杀灭病原体
备解素β-球蛋白可在补体协助下杀死许多细菌、原虫甚至某些病毒

第23页:影响非特异性免疫的因素

二、影响非特异性免疫的因素:环境、营养与个体状况均会改变机体抗病力。

影响非特异性免疫的因素
因素类别具体因素对免疫的影响
环境因素溶解氧(缺氧)引起水生动物抗病力下降,可采取冲水、换水和充气等方法缓解病情
环境因素水质有毒物质妨碍机体正常机能,免疫力下降
环境因素水温适宜的温度变化可抑制疾病的暴发
营养因素营养不足体质下降,机体抗菌力降低;细胞代谢下降,病毒感染率降低
个体因素个体差异和年龄不同个体与年龄阶段非特异性免疫水平存在差异

第24页:抗原的概念与两种性能

第三节 特异性免疫

抗原(Antigen, Ag)
是一种能够刺激机体免疫系统使之发生特异性免疫应答,并能与相应免疫应答产物或效应体细胞在体外或体内发生特异性结合的物质。
免疫原性
抗原分子能刺激机体免疫细胞,并使之活化、增殖、分化,最终产生效应分子(抗体)或效应细胞(致敏T细胞)的性能。
免疫反应性
抗原分子能与相应的免疫应答产物在体外或体内发生特异性结合、产生免疫反应的性能。

第25页:完全抗原与半抗原

完全抗原(complete antigen)
既有免疫原性又有免疫反应性的抗原,大多异种蛋白质、细菌、病毒、细菌外毒素和动物免疫血清等都属于完全抗原。
不完全抗原(incomplete antigen)
本身没有免疫原性而只有免疫反应性的物质,又称半抗原(hapten)。半抗原大多为小分子物质,如大多数多糖、脂类、某些药物和简单化合物等;半抗原单独作用无免疫原性,当与大分子蛋白质载体结合后才具有免疫原性。

第26页:抗原的四种特性

2. 抗原的特性:抗原需同时具备以下四方面特性才具有良好抗原性。

抗原的基本特性
特性要点
特异性具有与相应抗体发生特异性反应的能力
异物性正常情况下,能引起机体产生免疫应答的抗原都是异种或异体物质,机体本身的物质或细胞不能刺激机体产生免疫应答;亲缘关系越远、组织结构差异越大,抗原性越强
大分子胶体性抗原分子量较大(一万Da以上),分子量小于4000Da的物质一般不具抗原性;同一类物质抗原性随分子量增大而增强
结构复杂性抗原要有一定的化学组成和复杂结构,抗原性表现为芳香类蛋白质>非芳香类蛋白质>多糖

第27页:分子大小与免疫原性

3. 决定抗原免疫原性的因素:1)分子大小

凡具有免疫原性的物质均为大分子的有机物质,无机物不能作为免疫原,分子量低于4000的物质通常也无免疫原性。大分子物质免疫原性较强的原因:

  • 分子量越大,其表面携带的抗原决定簇越多,因而对淋巴细胞刺激也越强
  • 大分子胶体物质化学结构稳定,在体内不易被破坏和清除,存留时间较长

第28页:异物性与免疫途径

3)异物性

免疫系统能识别自身和异己物质,对自身物质免疫耐受,对异己物质免疫应答;免疫原性与抗原和宿主种系关系远近有关,种系关系越远,免疫原性越强。具有异物性的物质包括三类:

  • 异种物质:如细菌、病毒、异种血清、植物蛋白等
  • 同种异体物质:如人类红细胞表面血型抗原(A、B、O、Rh)等
  • 改变和隐蔽的自身物质:在外伤、感染、辐射或药物作用下组织结构发生改变的「自身」物质,以及释放入血的自身抗原,如甲状腺蛋白等

4)免疫途径:免疫方式同样影响免疫原性的发挥。

第29页:抗原的特异性与决定簇

4. 抗原的特异性与交叉反应

  • 表现在免疫原性:某一抗原分子只能诱导相应淋巴细胞发生专一应答
  • 表现在免疫反应性:某一抗原分子只能与相应抗体或淋巴细胞发生专一结合

抗原的特异性是由抗原分子表面的抗原决定簇(antigenic determinant)决定的。

第30页:抗原决定簇的种类

2)抗原决定簇的种类与组成

种类
一个抗原表面可以有一种或多种不同的抗原决定簇。
功能性(抗原)决定簇
位于抗原分子表面,易被相应淋巴细胞识别、启动免疫应答,同时能与相应抗体或致敏T细胞特异性结合发生免疫反应的决定簇。
隐蔽性(抗原)决定簇
位于抗原分子内部、正常情况下不暴露的决定簇。

第31页:共同抗原与交叉反应

  • 抗原决定簇的化学组成、排列及空间结构决定着抗原的特异性;天然抗原结构复杂,同种抗原有多种不同决定簇,不同抗原也各具特异性
共同抗原
具有相同抗原决定簇的抗原。其中存在于同一种属或近缘种属中的称类属抗原,存在于不同种属生物间的称异嗜性抗原。
交叉反应
由共同抗原决定簇刺激机体产生的抗体可与两种抗原结合发生反应。

第32页:特异性免疫

第三节 特异性免疫:本节围绕抗原的特性与分类、免疫球蛋白的结构与类型展开,本页为原课件的章节标签页,源文件仅提取到「免疫:特异性免疫」字样。

第33页:抗原的分类

5. 抗原的分类:按抗原来源及与机体的亲缘关系可分为三类。

抗原按来源及亲缘关系的分类
类型定义与举例
异种抗原来自另一物种的抗原物质,如各种微生物及其代谢产物
同种异体抗原来自同种而基因型不同的个体的抗原物质,如人血型抗原
自身抗原能引起自身免疫应答的自身组织成分,如改变和隐蔽的自身物质

此外还可按抗原激活B细胞是否依赖T细胞辅助,分为胸腺依赖性抗原与非胸腺依赖性抗原。

原课件本页在「胸腺依赖性抗原」处截断,该分类的完整内容未提取到,建议对照原图补充。

第34页:细菌抗原的种类

6. 细菌抗原:细菌成分复杂,每种结构及其代谢产物均有不同的抗原成分,每种细菌都是一个由多种抗原组成的复合体。

细菌抗原的种类与存在部位
抗原种类存在部位或说明
表面抗原包括荚膜抗原和微荚膜抗原
菌体抗原位于细菌细胞壁、细胞膜和细胞质上的抗原
鞭毛抗原存在于鞭毛上的抗原
菌毛抗原存在于菌毛上的抗原
外毒素和类毒素外毒素为细菌产生的一类蛋白质,具强抗原性,可刺激机体产生抗毒素;类毒素为外毒素经0.3%-0.4%浓度处理后制成(原课件表述在此处截断)

第35页:佐剂的种类

7. 佐剂(adjuvant):与抗原同时或预先注入机体后,能够非特异性地增强机体对抗原免疫应答能力的物质。

佐剂的种类与代表物质
类别代表物质
无机佐剂主要为含铝化合物,如铵明矾、氢氧化铝、磷酸铝等
有机佐剂主要为微生物及其代谢产物,如分枝杆菌(结核杆菌)、LPS等
合成佐剂一些合成物质,如PolyI:C、PolyA:U等
油剂矿物油(石蜡油)、植物油、花生油乳化佐剂、弗氏佐剂等

弗氏佐剂由矿物油(石蜡油)和乳化剂(羊毛脂或吐温80)组成。

原课件本页在弗氏佐剂组分处截断,建议对照原图补充。

第36页:佐剂的作用机制与用法

佐剂的作用

  • 增加抗原的免疫原性(增加抗原的表面积)
  • 增强抗体对抗原的免疫应答能力
  • 改变抗体产生的类型
  • 引起或增强Ⅳ型超敏反应

作用机制:促进淋巴细胞的增殖、分化,改变抗原的物理形状,使抗原在体内维持较长时间,易于巨噬细胞的摄取、处理并提呈给淋巴细胞,从而提高抗原的免疫原性。

使用方法:预先使用或与抗原同时使用。

第37页:免疫球蛋白与抗体概念

二、免疫球蛋白(Immunoglobulin, Ig)

免疫球蛋白
具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白,过去称为γ球蛋白,主要存在于血液和其他分泌液中。
膜表面免疫球蛋白(SmIg)
B细胞膜上可作为抗原识别受体的免疫球蛋白。
抗体(Antibody, Ab)
机体免疫细胞被抗原激活后,由分化成熟的终末B细胞(浆细胞)产生的、能与相应抗原特异性结合的球蛋白。

第38页:抗体必须具备的条件

抗体都是免疫球蛋白,但免疫球蛋白并不都是抗体:骨髓瘤蛋白化学结构与抗体相似(属Ig),但无抗体活性;SmIg能与抗原特异性结合,但不是激活的B细胞产生。免疫球蛋白是化学结构上的概念,抗体是生物学功能上的概念。

作为抗体必须具备的条件

  • 只有脊椎动物的浆细胞才能产生
  • 必须有抗原刺激
  • 能与相应抗原产生特异性结合
  • 其化学本质是一种具免疫功能的球蛋白

第39页:免疫球蛋白的化学结构

3. Ig的化学结构

  • Ig分子由一个或多个单体组成,如IgG、IgD和IgE均为单体分子
  • 每个Ig单体呈Y形对称结构,由二硫键连接的四条肽链组成,包括2条重链(H链)和2条轻链(L链)
  • 重链约由450个或570个氨基酸组成,分为γ、α、μ、δ、ε五类
  • 每条肽链分为可变区(V区)和恒定区(C区),分别承担抗原结合与生物学效应功能

本页原文为结构图示(H链V区、L链V区、H链C区、L链C区标注),文字版按图示标注整理。

第40页:

第41页:不同动物的免疫球蛋白类型

4. 不同动物中Ig的类型:根据重链恒定区(CH)上同种型决定簇的不同,将Ig分为IgA、IgG、IgM、IgD和IgE五类。

不同动物中免疫球蛋白的类型
动物类别免疫球蛋白类型
人、鼠IgG、IgA、IgM、IgD、IgE
兔IgG、IgA、IgM

其中IgG依CH氨基酸组成和H链间二硫键数目的差异分为IgG1、IgG2、IgG3、IgG4;IgA分为IgA1、IgA2;IgM分为IgM1和IgM2。

原课件本页在列举兔以外的动物(编号c.)处截断,其余动物的Ig类型未提取到,建议对照原图补充。

第42页:IgG的来源性质与作用

5. 各种Ig的特性与功能:1)IgG

IgG的来源、性质与作用
项目要点
来源与存在形式主要由脾和淋巴结的浆细胞合成,常以单体形式存在于血清和其他体液中
含量与半衰期人体含量最高(约占血清Ig总量的3/4)、半衰期最长(约23天),易透过毛细血管,可广泛分布到组织和体液中
分子量约15万Da
主要作用抗感染:抗毒素及大多抗菌和抗病毒抗体均属IgG;是唯一能通过胎盘的Ig,为新生儿抗感染的重要因素
其他不少自身抗体和引起Ⅱ、Ⅲ型变态反应的抗体也属IgG

第43页:IgM的特性与功能

2)IgM

IgM的来源、性质与作用
项目要点
结构与分子量由5个IgM单体借一个J链和若干二硫键连接而成的五聚体,是五类Ig中分子量最大的(约95万Da),故称巨球蛋白
分布不能透过血管壁,主要分布于血液中,约占血清Ig总量的10%
发育特点为个体发育中合成最早的Ig,胎儿晚期已能合成,但不能通过胎盘;是人体免疫后最早出现的抗体
与鱼类的关系是目前鱼类中唯一确认的抗体类型
作用与IgG类似,具有杀菌、溶菌、调理吞噬及凝集作用等

第44页:IgM单体结构示意

本页源文件仅提取到「单体」二字,应为上一页 IgM 五聚体结构图示中的标注,指示构成 IgM 的单个免疫球蛋白单体(含2条重链与2条轻链)。具体图示内容建议对照原课件图片补充。

第45页:血清型与分泌型IgA

3)IgA:分为血清型IgA和分泌型IgA(SIgA)两种类型。

血清型IgA与分泌型IgA的比较
类型结构与含量特点
血清型IgA85%为单体,少数为含J链的二聚体;人体含量仅次于IgG,约占血清Ig总量的10%-15%,分子量18万-20万Da主要由肠系膜淋巴组织浆细胞产生
分泌型IgA(SIgA)二聚体(双体)是少数在消化道中不被消化的蛋白质之一;婴儿出生4-6个月后才能合成,可从母乳中获得

原课件本页在「SIgA」处截断,分泌型IgA的后续功能未完整提取,建议对照原图补充。

第46页:IgD与IgE的特性

4)IgD 与 5)IgE

IgD与IgE的特性比较
类别存在形式与含量主要特点
IgD以单体形式存在于血清中,含量低,约占人体血清Ig总量的1%结构与IgG类似,不能通过胎盘,也不能激活补体;B细胞表面的SIgD是成熟B细胞的重要标志,是B细胞的抗原识别受体,在接受抗原刺激后对B细胞活化、增生和分化起调节作用
IgE以单体形式存在于血清中,是系统进化最晚出现的Ig,含量最低,约占血清Ig总量的0.001%主要参与变态反应与抗寄生虫免疫(原课件本页在此处截断)

第47页:

第48页:血清学反应的基本概念

第四节 免疫学方法及其应用

血清学反应
抗原与相应抗体在体外发生的特异性结合反应。
免疫学反应
抗原与相应抗体在体内发生的特异性结合反应。
抗原抗体反应
抗原与相应抗体在体外或体内发生的特异性结合反应。
免疫诊断学
用体液免疫和细胞免疫的方法来诊断有关疾病的科学。

血清学反应的特点:1. 特异性与交叉性:一种抗原一般只能与其相应的抗体结合(特异性);当不同抗原具有相同抗原决定簇时,其结合又具有交叉性。

第49页:抗原抗体反应的阶段性

3. 定比性:抗原与抗体需按一定比例结合。抗原表面的抗原决定簇是多价的,抗体上的抗原受体通常是单价或二价的,二者只有以一定比例结合才能出现可见的血清学反应。

4. 阶段性:抗原抗体反应具有明显的阶段性。

抗原抗体反应的阶段性比较
反应阶段持续时间是否可见主要表现
抗原抗体的特异性结合阶段数秒不可见形成抗原抗体复合物
抗原抗体反应的可见阶段数分至数天可见出现凝集、沉淀等反应

5. 高度敏感性:可用于检测极微量的抗原与抗体,如血清中和试验可用于检测含量低至10⁻³ μg/ml的鱼类病毒,ELISA等方法同样具有极高灵敏度。

第50页:凝集反应与直接凝集

三、主要的抗原抗体反应:(一)凝集反应(Agglutination)

定义
颗粒性抗原(如完整的红细胞或细菌)与相应抗体结合,在一定条件下经过一定时间形成肉眼可见的凝集物,称为凝集反应。用于凝集反应的抗原称为凝集原,抗体称为凝集素。
直接凝集反应
颗粒性抗原直接与相应抗体结合所出现的凝集现象。
  • 玻片法:属定性试验,常用于细菌鉴定和ABO血型鉴定
  • 试管法:属定量试验,用已知抗原测定待测抗体效价

第51页:间接凝集反应

间接凝集反应(indirect or passive agglutination)

将可溶性抗原先吸附于一种与免疫无关的载体颗粒表面,再与相应抗体作用,在合适电解质存在时出现载体颗粒被动凝集现象。

  • 常用载体:人O型红细胞、乳胶颗粒、活性炭等
  • 对应试验名称:间接血凝试验、间接乳凝试验、间接炭凝试验

第52页:沉淀反应的定义与种类

(二)沉淀反应(precipitation)

定义
可溶性抗原(如血清蛋白、多糖和细菌抽提液等)与其相应抗体在合适条件下出现肉眼可见沉淀物的现象。用于沉淀反应的抗原称为沉淀原,抗体称为沉淀素。
  • 环状沉淀反应、絮状沉淀反应:敏感性不高,已少用
  • 由二者派生出来的琼脂扩散免疫试验:目前仍广泛应用

第53页:单向与双向免疫扩散

2)现代方法

单免疫扩散(single immunodiffusion)
将适当浓度的已知抗体预先混在1%~1.5%琼脂内制成凝胶板,打孔后加入待测抗原;抗原向周围扩散,与板上的抗体在最适比例处形成白色沉淀环。沉淀环直径与抗原浓度成正比,可依标准曲线测定待测抗原浓度。阳性结果为白色沉淀环,阴性无沉淀环。
双向免疫扩散(double immunodiffusion)
预先制备琼脂板,根据需要打孔,抗原与抗体各自向四周扩散,在两者比例合适处形成沉淀线,用于抗原抗体的比较与定性分析。

第54页:对流免疫电泳

对流免疫电泳(Counter immunoelectrophoresis, CIE)

在双向琼脂扩散的基础上进行电泳的方法:将琼脂板置于电泳槽内,在负极端孔内加抗原,正极端孔内加抗体,然后通电。抗原在pH8.6的缓冲液中带负电荷向正极移动,抗体因电渗作用向负极移动,二者在相遇处形成沉淀线,可大幅缩短反应时间。

原课件本页在「抗原在pH8.6的缓冲液中带」处截断,后续表述按方法原理整理,建议对照原图核对。

第55页:补体结合试验的组成

(三)补体结合试验

定义
有补体参与,以绵羊红细胞和溶血素作指示系统的抗原抗体反应。
检测系统
包括已知抗原(或抗体)和待测抗体(或抗原)。
指示系统
包括绵羊红细胞和溶血素(绵羊红细胞的特异性抗体)。
补体
取自豚鼠的新鲜血清。

基本原理:补体可与任何抗原抗体复合物相结合;指示系统遇补体后就出现明显的溶血反应。

第56页:补体结合试验结果判读

操作过程和结果:先使抗原(体)与待测抗体(原)结合并加入补体,再加入指示系统观察是否溶血。

补体结合试验的结果判读
反应类型补体去向结果
阳性反应补体与抗原抗体复合物结合无游离补体与指示系统结合,不发生溶血
阴性反应补体游离与绵羊红细胞和溶血素复合物结合,发生溶血

第57页:中和反应

(四)中和反应

特异性抗体与相应抗原结合后,能抑制抗原的多种生物学活性(如毒性、酶活性和病毒感染性等)的反应。

中和反应常用于病毒的鉴定与分型,也是评价疫苗免疫保护效果的常用方法:血清中中和抗体效价越高,对相应病原的中和能力越强。

第58页:免疫荧光技术

四、现代免疫标记技术(immunolabelling technique)

将抗原或抗体用荧光素、酶、放射性同位素或电子致密物质等加以标记,以提高抗原抗体反应以及抗原或抗体检测灵敏度的一类新技术。免疫标记技术敏感性高、特异性强、应用范围广,可用于抗原或抗体的定量、定性和定位。

免疫荧光技术(immunofluorescence technique)
用荧光物标记抗体来检测细胞或组织中相应抗原或抗体的技术,又称荧光抗体技术。

第59页:荧光抗体直接法

直接法:将待测标本固定于玻片表面,滴加已知荧光抗体后再以缓冲液冲洗,干燥后于荧光显微镜下观察。

  • 过程:荧光素+抗体→荧光抗体;滴加于待测抗原上,一段时间后冲洗,荧光镜检测
  • 结果:阳性可见带荧光的抗原抗体复合物,阴性无荧光(带荧光的抗体不能与抗原结合,被冲洗掉)
  • 用途:检测病毒感染细胞、细菌和沉积于组织中的免疫复合物等

第60页:免疫酶技术要点

(二)免疫酶技术(immunoenzymatic technique)或酶免疫测定

定义
用酶标记抗体或抗原来检测抗原或抗体的方法,应用范围极广。
显示方法
用酶的特殊底物处理反应后的标本,通过酶催化底物的显色反应来测定抗原或抗体的存在,以酶标作定量或定性分析。
标记酶
辣根过氧化物酶(HRP)和碱性磷酸酶,它们与抗原或抗体结合后活性不受影响。
底物
邻苯二胺和对硝基苯磷酸酯。

第61页:酶免疫测定直接法

例1. 直接法:用于检测抗原或抗体(特别是总抗体浓度)。

用于检测抗原时:以不同稀释度的待测样品(Ag)包被酶标反应板,孵育后洗涤→封闭酶标板,孵育后洗涤→加入酶标抗体,孵育后洗涤→加入酶底物,测定酶促反应强度。

原课件本页在流程末段截断,加底物后的显色与结果判读未完整提取,建议对照原图补充。

第62页:双抗体夹心法

例2. 双抗体夹心法:主要用于测定大分子抗原。

过程:以纯化的特异性抗体或含抗体的血清包被酶标反应板,孵育后洗涤→封闭液封闭酶标板,孵育后洗涤→加入待测样品,孵育后洗涤→加入酶标抗体,孵育后洗涤→加入酶底物,测定酶促反应强度。

即由已知抗体吸附待测抗原,再与酶联抗体结合形成抗原抗体复合物,依显色强度定量抗原。

第63页:放射免疫测定技术

(三)放射免疫测定技术(Radioimmunoassay, RIA)

定义
用放射性同位素标记来检测抗原抗体反应的高灵敏度技术。
原理与方法
待测抗原和标记抗原对有限量抗体存在竞争性结合:Ag*+Ab→Ag*-Ab;Ag+Ab→Ag-Ab。抗原用同位素(如¹³¹I、³H等)标记后仍能与相应抗体特异性结合,依结合比例即可对待测抗原定量。

第64页:荧光与发光免疫分析

(四)荧光和化学发光免疫技术

荧光免疫技术
用荧光素(如异硫氰酸荧光素、四乙基罗丹明和四甲基异硫氰酸罗丹明)标记来检测抗原抗体反应的免疫分析技术,包括荧光免疫组织化学(如荧光抗体)技术和荧光免疫测定两类。
发光免疫分析
利用物质的发光特征(如辐射光波长、发光的光子数)与产生辐射的物质分子的结构常数、构型、数量等密切相关的性质,通过受激发光信号对待测物进行定量分析。

第65页:免疫电镜技术

(五)免疫电镜技术

定义
在保持抗体免疫性的前提下,用高电子密度的标记物(如铁蛋白、金等),或用经细胞化学方法处理使电子密度增高的标记物(如辣根过氧化物酶等酶类)标记抗体后,将标记抗体与相应抗原结合,再用电子显微镜观察的技术,又称电子显微镜免疫细胞化学技术。
非包埋法免疫染色
以超薄冷冻切片进行免疫染色,不经脱水和包埋等步骤,抗原保护较好,且有利于免疫试剂在组织中渗透;但技术上困难较多,需配备专用设备。

第66页:免疫学在诊断与治疗中的应用

第五节 免疫学原理在鱼虾病害防治中的应用

一、用于疾病的诊断(免疫诊断方法有二类)

  • 用已知抗原诊断病原:与从患病动物中提取的抗体进行血清学反应以确定病原种类,只能用于病体已产生抗体的诊断
  • 用已知抗体诊断病原:与从病体中分离的病原进行血清学反应以确定病原种类,适用于所有被诊断动物

二、用于疾病的治疗

利用被动免疫,即给患病动物接种抗体进行应急治疗:先将抗原(疫苗)注入同种或其他种动物机体,1-4周后从接种动物的血液等部位提取抗体(或制备卵黄抗体),再将提取的抗体接种到患病动物中进行治疗。

第67页:免疫预防与适用动物

三、用于疾病的预防

  • 水产动物免疫最重要的应用方向为研制疫苗进行疾病的预防
  • 由于只有鱼类、两栖类和爬行类等脊椎动物才能在接种抗原后产生抗体,目前认为只有这些动物才能用免疫学方法进行疾病的预防

第68页:鱼用疫苗按获得方法分类

(一)鱼用疫苗的种类:按疫苗的获得方法分类

鱼用疫苗按获得方法的分类
疫苗类型制备方法优点缺点
死疫苗(灭活疫苗)热灭活、化学灭活、紫外线灭活、超声灭活等安全性好,制造简单免疫剂量大,免疫持久性差
活疫苗包括弱毒疫苗和异种疫苗弱毒疫苗免疫原性好、免疫剂量少、持续时间长;异种疫苗安全性好、免疫时间长弱毒疫苗安全性差;异种疫苗获得比较困难
化学疫苗以化学方法提取病菌有效成分(如LPS)制成免疫剂量小,免疫原性强,作用稳定原课件未列出,建议对照原图补充

第69页:亚单位与基因工程疫苗

4)-6)亚单位疫苗、基因工程疫苗与合成疫苗

亚单位疫苗、基因工程疫苗与合成疫苗的比较
疫苗类型制备方法优点缺点
亚单位疫苗将病原微生物中能使机体产生免疫保护力的成分分离出来制成可除去有害成分,减少异常反应,提高免疫效果制造过程复杂、成本高
基因工程疫苗将病原主要免疫原性蛋白的密码基因DNA转移、重组后获得易于规模生产,成本低研究周期长,免疫原成分单一,产生抗体量小
合成疫苗将具有保护性免疫力的人工合成肽与适当载体结合后,再加入佐剂制成作用效果好,易于规模生产研究难度大

第70页:鱼用疫苗的其他分类

按疫苗的性质和组成成分、抗原类别分类

鱼用疫苗的分类与举例
分类依据类型说明与举例
性质和组成成分单价疫苗由单一病菌培养制备的疫苗
性质和组成成分多价疫苗由同一种病菌的不同型或不同株培养制备的疫苗
性质和组成成分联苗(混合疫苗)由一种以上的病菌或其代谢产物制备,如二联疫苗、三联疫苗
抗原类别病毒疫苗如草鱼出血病疫苗
抗原类别细菌疫苗如石斑鱼创伤弧菌疫苗
抗原类别寄生虫疫苗如小瓜虫疫苗

第71页:疫苗的接种方法

(二)鱼用疫苗的接种方法

鱼用疫苗接种方法的优缺点
接种方法操作优点缺点
注射法将疫苗直接注射到肌肉、腹腔或心脏免疫效果好操作困难,易损伤接种鱼类,幼鱼无法使用
口服法将疫苗通过投喂接种到鱼类机体操作简单免疫效果不稳定(消化液对疫苗的消化分解)
浸泡法将鱼类浸泡于疫苗溶液中操作简单免疫效果不稳定(浸泡进入机体的疫苗数量有限)

第72页:喷雾法与组织苗制备

喷雾法
将疫苗以高压喷射到接种生物体表以进行免疫的方法。优点:操作简单;缺点:免疫效果差。
其他方法
如超声免疫法,即在浸泡法基础上外加超声作用实施的接种方法,目前尚在探索中。

(三)几种常见鱼类疫苗的制备方法:1. 病毒性疫苗(组织苗)

  • 病鱼组织+生理盐水匀浆,3000rpm离心30分钟
  • 上清液加入青霉素和链霉素各800单位/ml
  • 加1‰福尔马林,32℃处理72小时灭活
  • 经安全检测、效力检测后冷冻保存

第73页:细菌灭活疫苗的制备

2. 细菌灭活疫苗的制备方法

  • 病原菌扩大培养后,用PBS配制
  • 5000rpm离心30分钟,收集沉淀制成1%菌悬液
  • 加入4‰-10‰福尔马林,4℃灭活24小时
  • 加入0.1‰叠氮钠
  • 经活菌检测、安全检测、毒性检测、抗体效价检测与免疫效果检测后制成疫苗

第74页:脂多糖疫苗的制备

3. 脂多糖(LPS)疫苗的制备(主要针对革兰氏阴性菌)

  • 病菌扩大培养后5000rpm离心30分钟,沉淀用PBS配成灭活菌悬液
  • 加0.5%-1%福尔马林灭活,离心取沉淀
  • 加90%苯酚(1:1),65℃处理10分钟,10000rpm离心30分钟
  • 取含LPS水层,4℃透析3天
  • 用聚乙二醇2000浓缩,冷冻干燥得粗制LPS
  • PBS溶解、加热去毒后制成LPS疫苗

第75页:鱼类免疫应答的过程

(四)鱼类免疫应答的过程

参与免疫反应的细胞
巨噬细胞、淋巴细胞、浆细胞。
参与免疫反应的器官
胸腺、肾(主要为头肾)、脾等。

基本过程:抗原进入机体→巨噬细胞吞噬或胞饮,将抗原信息传递并送至脾和肾等器官吸收积累→淋巴细胞增殖、产生细胞免疫和体液免疫。

第76页:影响免疫应答的因素

3. 影响鱼类免疫应答的因素

影响鱼类免疫应答的因素
因素类别具体内容
抗原方面疫苗性质、接种数量和接种方法等
接种生物年龄、大小、生理状态、营养状况等
环境因素温度、季节、光照及水质环境因素等
佐剂有些佐剂能非特异性增强或改变疫苗免疫应答效果

(五)鱼类免疫效果的检测方法

  • 免疫保护效果检测:接种疫苗→(2-4周)致病菌攻毒→(10-20天)统计成活率
  • 免疫抗体效价检测:接种疫苗→(2-4周)取血→测定抗体效价(原课件本页在此处截断)

第77页:练习题

练习题

  1. 名词解释:免疫、非特异性免疫、特异性免疫、抗原、抗体、佐剂、抗原决定簇、血清学反应、免疫学反应、抗原抗体反应、凝集反应、沉淀反应、免疫荧光技术、免疫酶技术、多价疫苗、免疫标记技术
  2. 水产动物免疫的种类及其功能如何?自动免疫和被动免疫有哪些区别?
  3. 简述水产动物免疫的特点及在病害防治中的意义。
  4. 水产动物的非特异性免疫有哪些?它们各有什么主要作用?
  5. 抗原的主要特性有哪些?作为抗体应具备的条件有哪些?
  6. 血清学反应有哪些特点?

原课件本页在第7题处截断,第7题及后续题目未提取到,建议对照原图补充。

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