病原生物學(xué)與免疫學(xué)課程免疫學(xué)應(yīng)用教學(xué)課件

免疫學(xué)應(yīng)用授課人：XXX病原生物學(xué)與免疫學(xué)教學(xué)課件目錄/CONTENTS01免疫學(xué)診斷02免疫預(yù)防03免疫治療第一節(jié)免疫學(xué)診斷抗原和抗體的體外檢測(cè)免疫細(xì)胞的測(cè)定免疫學(xué)診斷是根據(jù)免疫學(xué)理論設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法，用于免疫相關(guān)疾病的診斷、病情監(jiān)測(cè)及療效評(píng)價(jià)等，是當(dāng)今生命科學(xué)主要的研究手段之一。.抗原抗體反應(yīng)是指抗原與相應(yīng)抗體在體內(nèi)或體外發(fā)生的特異性結(jié)合反應(yīng)。由于抗體主要存在于血清中，故體外的抗原抗體反應(yīng)又稱為血清學(xué)反應(yīng)。一、抗原和抗體的體外檢測(cè)（一）抗原抗體反應(yīng)的特點(diǎn)1．特異性抗原與抗體的結(jié)合具有高度特異性，即一種抗原通常只能與由它刺激產(chǎn)生的抗體結(jié)合，其結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是兩者在空間構(gòu)型上的互補(bǔ)性。如果兩種不同的抗原分子上有相同的抗原決定簇，則針對(duì)一種抗原的抗體可與另一種具有相同抗原決定簇的抗原發(fā)生反應(yīng)，即交叉反應(yīng)。一、抗原和抗體的體外檢測(cè)（一）抗原抗體反應(yīng)的特點(diǎn)2．可逆性抗原與抗體結(jié)合主要以非共價(jià)方式結(jié)合，這種結(jié)合方式在一定條件下（如溫度、酸堿度、離子等）可發(fā)生解離，解離后的抗原和抗體仍具有原有的特性。一、抗原和抗體的體外檢測(cè)（一）抗原抗體反應(yīng)的特點(diǎn)3．可見性抗原抗體結(jié)合能否出現(xiàn)肉眼可見的反應(yīng)，取決于兩者的濃度和比例是否適當(dāng)。若比例合適，抗原抗體結(jié)合后形成的復(fù)合物體積大、數(shù)量多，出現(xiàn)肉眼可見的反應(yīng)。若抗原過(guò)剩或抗體過(guò)剩，則抗原抗體結(jié)合后形成的免疫復(fù)合物體積小、數(shù)量少，不能出現(xiàn)肉眼可見的反應(yīng)。一、抗原和抗體的體外檢測(cè)抗原抗體反應(yīng)可分為兩個(gè)階段：第一階段是抗原抗體的特異性結(jié)合階段，僅幾秒至幾分鐘，一般不出現(xiàn)肉眼可見的反應(yīng)；第二階段為可見反應(yīng)階段，需數(shù)分鐘或數(shù)小時(shí)，甚至更長(zhǎng)時(shí)間，可出現(xiàn)肉眼可見的反應(yīng)。（二）抗原抗體反應(yīng)的影響因素一、抗原和抗體的體外檢測(cè)1．電解質(zhì)適當(dāng)濃度的電解質(zhì)會(huì)使抗原抗體失去一部分負(fù)電荷而相互結(jié)合，出現(xiàn)肉眼可見的聚集團(tuán)塊或沉淀物，故免疫學(xué)試驗(yàn)中常用生理鹽水作稀釋液，以提供適當(dāng)濃度的電解質(zhì)。（二）抗原抗體反應(yīng)的影響因素一、抗原和抗體的體外檢測(cè)2．溫度適當(dāng)提高溫度可增加抗原與抗體分子相互碰撞的機(jī)會(huì)，加快兩者結(jié)合速度，但也可引起復(fù)合物解離。溫度低時(shí)，抗原抗體反應(yīng)速度緩慢，但結(jié)合牢固，易于觀察。通常37℃為抗原抗體反應(yīng)的最適溫度。3．酸堿度抗原抗體反應(yīng)的最適酸堿度為pH6～8。pH值過(guò)高或過(guò)低都可影響抗原、抗體的理化性質(zhì)。（二）抗原抗體反應(yīng)的影響因素一、抗原和抗體的體外檢測(cè)（三）抗原抗體反應(yīng)的常見類型1．凝集反應(yīng)顆粒性抗原（細(xì)菌、細(xì)胞等）與相應(yīng)抗體結(jié)合，在一定條件下，出現(xiàn)肉眼可見的凝集現(xiàn)象，稱為凝集反應(yīng)，分為直接凝集反應(yīng)和間接凝集反應(yīng)。一、抗原和抗體的體外檢測(cè)（三）抗原抗體反應(yīng)的常見類型（1）直接凝集反應(yīng)顆粒性抗原本身直接與相應(yīng)抗體反應(yīng)出現(xiàn)的凝集現(xiàn)象，稱為直接凝集反應(yīng)，分為玻片凝集反應(yīng)和試管凝集反應(yīng)。前者是一種定性試驗(yàn)，用已知抗體檢測(cè)未知抗原，主要用于菌種鑒定、ABO血型鑒定等；后者為半定量試驗(yàn)，用已知抗原檢測(cè)待檢血清中有無(wú)相應(yīng)抗體及其含量，以協(xié)助疾病的診斷，如肥達(dá)反應(yīng)、外斐反應(yīng)等。一、抗原和抗體的體外檢測(cè)（三）抗原抗體反應(yīng)的常見類型（2）間接凝集反應(yīng)將可溶性抗原或抗體結(jié)合于某些顆粒載體表面，再與相應(yīng)抗體或抗原進(jìn)行反應(yīng)產(chǎn)生的凝集現(xiàn)象，稱為間接凝集反應(yīng)。常用的顆粒載體有紅細(xì)胞、聚苯乙烯乳膠顆粒等。若將抗體結(jié)合于顆粒載體上檢測(cè)未知抗原，則稱為反向間接凝集反應(yīng)。一、抗原和抗體的體外檢測(cè)（三）抗原抗體反應(yīng)的常見類型（2）間接凝集反應(yīng)如果先將可溶性抗原與抗體反應(yīng)一定時(shí)間后，再加入顆粒載體，則抗體因與抗原結(jié)合而消耗，不再出現(xiàn)凝集現(xiàn)象，這種反應(yīng)稱為間接凝集抑制反應(yīng)，常用于妊娠診斷，即用乳膠間接凝集抑制試驗(yàn)檢測(cè)早期妊娠孕婦尿中的絨毛膜促性腺激素。一、抗原和抗體的體外檢測(cè)（三）抗原抗體反應(yīng)的常見類型2．沉淀反應(yīng)可溶性抗原與相應(yīng)抗體在一定條件下結(jié)合后，出現(xiàn)肉眼可見的沉淀物，稱為沉淀反應(yīng)。常用的有單向瓊脂擴(kuò)散、雙向瓊脂擴(kuò)散、對(duì)流免疫電泳。一、抗原和抗體的體外檢測(cè)（三）抗原抗體反應(yīng)的常見類型（1）單向瓊脂擴(kuò)散試驗(yàn)將已知特異性抗體均勻混合于溶化的瓊脂中，澆制成瓊脂板，間隔適當(dāng)?shù)木嚯x打孔并在孔中加入待測(cè)抗原，使抗原向孔周圍自由擴(kuò)散?？乖c瓊脂中的抗體相遇，并在比例合適處結(jié)合形成沉淀圈。沉淀圈的直徑與抗原濃度相關(guān)，可從標(biāo)準(zhǔn)曲線中查出樣品中抗原的含量。本法為定量試驗(yàn)，可用于血清中免疫球蛋白、補(bǔ)體C3及AFP等的測(cè)定。一、抗原和抗體的體外檢測(cè)（三）抗原抗體反應(yīng)的常見類型（2）雙向瓊脂擴(kuò)散試驗(yàn)雙向瓊脂擴(kuò)散試驗(yàn)是將抗原和抗體分別加入瓊脂凝膠的不同小孔中，使兩者同時(shí)在瓊脂中擴(kuò)散，當(dāng)兩者對(duì)應(yīng)且比例適宜時(shí)，在抗原和抗體兩孔之間形成白色沉淀線。一對(duì)相應(yīng)抗原和抗體只形成一條沉淀線，多種抗原抗體系統(tǒng)，可形成多條沉淀線。本法常用于抗原或抗體的定性檢測(cè)和兩種抗原相關(guān)性分析。一、抗原和抗體的體外檢測(cè)（三）抗原抗體反應(yīng)的常見類型（3）對(duì)流免疫電泳對(duì)流免疫電泳是在電場(chǎng)作用下的雙向瓊脂擴(kuò)散反應(yīng)。將瓊脂板放入電泳槽內(nèi)，負(fù)極側(cè)的孔內(nèi)加入抗原，正極側(cè)的孔內(nèi)加入抗體，通電后，在pH8.6的緩沖液中電泳?？贵w球蛋白只帶有微弱的負(fù)電荷，且體積大，往往不能抵抗電滲作用，反而向負(fù)極倒退。而一般抗原常帶較強(qiáng)的負(fù)電荷，體積小，泳動(dòng)快，雖然由于電滲作用泳動(dòng)速度減慢，但仍能向正極泳動(dòng)。抗原和抗體兩者相對(duì)而行，在比例適當(dāng)處形成白色沉淀線。一、抗原和抗體的體外檢測(cè)（三）抗原抗體反應(yīng)的常見類型3．免疫標(biāo)記技術(shù)免疫標(biāo)記技術(shù)是用標(biāo)志物（酶、熒光素、放射性核素、膠體金等）標(biāo)記抗原或抗體，進(jìn)行抗原抗體反應(yīng)檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，具有特異性強(qiáng)、靈敏度高、定位精確等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于多種抗原抗體的測(cè)定。一、抗原和抗體的體外檢測(cè)（三）抗原抗體反應(yīng)的常見類型（1）酶免疫測(cè)定酶免疫測(cè)定（enzymeimmunoassay，EIA）是一種用酶標(biāo)記一抗或二抗檢測(cè)特異性抗原或抗體的方法。通過(guò)酶分解底物產(chǎn)生有色物質(zhì)，用酶標(biāo)儀測(cè)定光密度值（OD），以反映抗原或抗體的含量。一、抗原和抗體的體外檢測(cè)（三）抗原抗體反應(yīng)的常見類型（1）酶免疫測(cè)定常用的方法有酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)（enzymelinkedimmunosorbentassay，ELISA）和酶免疫組化技術(shù)。ELISA主要的操作方法有雙抗體夾心法和間接法，前者用于檢測(cè)特異性抗原，后者用于檢測(cè)特異性抗體。一、抗原和抗體的體外檢測(cè)（三）抗原抗體反應(yīng)的常見類型（2）免疫熒光技術(shù)免疫熒光技術(shù)（immunofluorescencetechnique）是用熒光素標(biāo)記一抗或二抗檢測(cè)特異性抗原或抗體的方法。熒光抗原/抗體與相應(yīng)抗體/抗原結(jié)合后形成免疫復(fù)合物，在熒光顯微鏡下觀察時(shí)可見熒光。常用的有間接熒光法和直接熒光法，前者檢測(cè)不同的抗原需要不同的特異性熒光抗體；后者一種熒光抗體可用于多種不同抗原的檢測(cè)。一、抗原和抗體的體外檢測(cè)（三）抗原抗體反應(yīng)的常見類型（3）免疫膠體金技術(shù)免疫膠體金技術(shù)（immunecolloidalgoldtechnique）是以膠體金作為標(biāo)記物，用于抗原抗體檢測(cè)的一種免疫技術(shù)。膠體金又稱金溶膠，是氯金酸在還原劑作用下形成的有一定大小、形態(tài)和顏色的金顆粒，其表面帶有較多的負(fù)電荷，可與帶正電荷的抗體（或抗原）借靜電牢固結(jié)合形成金標(biāo)記抗體（或抗原）。膠體金與相應(yīng)抗原（或抗體）反應(yīng)后，通過(guò)觀察膠體金的顏色等特性可對(duì)被檢對(duì)象做出定性定位分析。一、抗原和抗體的體外檢測(cè)（三）抗原抗體反應(yīng)的常見類型（4）放射免疫測(cè)定法放射免疫測(cè)定法（radioimmunoassay，RIA）是用放射性核素標(biāo)記抗原或抗體進(jìn)行的免疫學(xué)檢測(cè)技術(shù)，常用于微量物質(zhì)（如胰島素、生長(zhǎng)激素、甲狀腺激素及IgE等）的測(cè)定。一、抗原和抗體的體外檢測(cè)1．免疫熒光法用熒光素標(biāo)記淋巴細(xì)胞特異性表面標(biāo)志的單克隆抗體，通過(guò)間接免疫熒光法檢測(cè)淋巴細(xì)胞表面標(biāo)志或鑒定細(xì)胞亞群。例如，應(yīng)用抗CD3單克隆抗體可測(cè)定T細(xì)胞總數(shù)；應(yīng)用抗CD4、CD8單克隆抗體檢測(cè)CD4+T細(xì)胞、CD8+T細(xì)胞的數(shù)量及比值。（一）T細(xì)胞的測(cè)定二、免疫細(xì)胞的測(cè)定2．E花環(huán)試驗(yàn)人T淋巴細(xì)胞表面有綿羊紅細(xì)胞受體（又稱E受體），在體外條件下，能直接與綿羊紅細(xì)胞結(jié)合形成花環(huán)，此試驗(yàn)稱為E花環(huán)試驗(yàn)。正常情況下，人外周血淋巴細(xì)胞中能形成花環(huán)的細(xì)胞（即T細(xì)胞）約60%～80%。（一）T細(xì)胞的測(cè)定二、免疫細(xì)胞的測(cè)定3．淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化試驗(yàn)淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化試驗(yàn)即T細(xì)胞增殖試驗(yàn)，是指用特異性抗原等絲裂原刺激T細(xì)胞轉(zhuǎn)化為淋巴母細(xì)胞。根據(jù)T細(xì)胞轉(zhuǎn)化率，可判斷機(jī)體細(xì)胞免疫功能水平。常用的檢測(cè)方法為3H-TdR摻入法。（一）T細(xì)胞的測(cè)定二、免疫細(xì)胞的測(cè)定4．檢測(cè)細(xì)胞免疫功能的皮膚試驗(yàn)皮膚試驗(yàn)的原理是遲發(fā)型超敏反應(yīng)。臨床上常用來(lái)檢測(cè)某些病原微生物感染（如結(jié)核、麻風(fēng)等）、免疫缺陷病和腫瘤患者的細(xì)胞免疫功能。（一）T細(xì)胞的測(cè)定二、免疫細(xì)胞的測(cè)定1．B細(xì)胞增殖試驗(yàn)其原理同T細(xì)胞增殖試驗(yàn)。2．抗體形成細(xì)胞測(cè)定抗體形成細(xì)胞測(cè)定常用溶血空斑試驗(yàn)，即將吸附有已知抗原的綿羊紅細(xì)胞、待檢B細(xì)胞、補(bǔ)體及適量瓊脂糖液混勻，傾注培養(yǎng)皿培養(yǎng)，溫育1～3小時(shí)后，肉眼可見有分散的溶血空斑出現(xiàn)，每一空斑中央含一個(gè)抗體形成細(xì)胞，通過(guò)計(jì)算溶血空斑數(shù)目可知分泌特異性抗體的B細(xì)胞數(shù)目。（二）B細(xì)胞的測(cè)定二、免疫細(xì)胞的測(cè)定第二節(jié)免疫預(yù)防人工主動(dòng)免疫人工被動(dòng)免疫計(jì)劃免疫免疫預(yù)防是指利用各種生物或非生物制劑建立機(jī)體的免疫應(yīng)答，達(dá)到預(yù)防疾病的目的。人工免疫是免疫預(yù)防的主要手段。人工免疫是指人為地給機(jī)體輸入抗原以增強(qiáng)機(jī)體的免疫功能，或直接輸入免疫血清、細(xì)胞免疫制劑等，使機(jī)體獲得某種特異性免疫力，達(dá)到預(yù)防或治療某些疾病的方法。人工免疫包括人工主動(dòng)免疫和人工被動(dòng)免疫。概述.人工主動(dòng)免疫是指給機(jī)體接種疫苗或類毒素等抗原物質(zhì)，刺激機(jī)體產(chǎn)生特異性免疫應(yīng)答而獲得免疫力的方法，也稱為預(yù)防接種。國(guó)際上將用于人工主動(dòng)免疫的生物制品（如細(xì)菌性制劑、病毒性制劑及類毒素等）統(tǒng)稱為疫苗。一、人工主動(dòng)免疫1．減毒活疫苗減毒活疫苗是用減毒或無(wú)毒的活病原微生物制成。常用的有卡介苗，麻疹、風(fēng)疹、脊髓灰質(zhì)炎疫苗等。其優(yōu)點(diǎn)是接種后類似隱性感染或輕癥感染，病原體在體內(nèi)有一定的生長(zhǎng)繁殖能力，接種量小，一般只需要接種一次。缺點(diǎn)是穩(wěn)定性差，不易保存，且在體內(nèi)存在回復(fù)突變的危險(xiǎn)。免疫缺陷病者和孕婦一般不宜接種減毒活疫苗。（一）疫苗一、人工主動(dòng)免疫2．滅活疫苗滅活疫苗又稱死疫苗，是選用免疫原性強(qiáng)的病原體，經(jīng)人工培養(yǎng)后，用理化方法滅活制成。常用的有傷寒、乙腦、百日咳、霍亂、狂犬病疫苗等。其優(yōu)點(diǎn)是安全、穩(wěn)定，易于運(yùn)輸和保存。缺點(diǎn)是免疫作用弱，需多次大劑量接種，只誘導(dǎo)抗體產(chǎn)生，不具有細(xì)胞免疫效應(yīng)，維持時(shí)間短。（一）疫苗一、人工主動(dòng)免疫類毒素是用細(xì)菌的外毒素經(jīng)0.3%～0.4%甲醛處理而成。因其失去外毒素毒性，但保留免疫原性，接種后可誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生抗毒素。常用的類毒素有白喉類毒素和破傷風(fēng)類毒素，這兩種毒素常與百日咳疫苗混合制成百白破三聯(lián)疫苗。（二）類毒素一、人工主動(dòng)免疫為克服傳統(tǒng)疫苗存在的一些問(wèn)題，隨著免疫學(xué)、生物化學(xué)和分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)已研制出了許多高效、安全且廉價(jià)的新型疫苗。1．亞單位疫苗亞單位疫苗是提取病原體刺激機(jī)體產(chǎn)生保護(hù)性免疫力的有效免疫原成分制成的疫苗，如乙型肝炎亞單位疫苗、流感病毒亞單位疫苗等。（三）新型疫苗一、人工主動(dòng)免疫2．合成肽疫苗合成肽疫苗是將人工合成的多肽抗原結(jié)合于載體上，再加入佐劑制成的疫苗，如HBsAg合成肽疫苗。3．基因工程疫苗將病原微生物中編碼誘導(dǎo)抗原的基因與載體重組后導(dǎo)入宿主細(xì)胞，表達(dá)產(chǎn)生大量相應(yīng)抗原，由此制備的疫苗稱為基因工程疫苗，如乙型肝炎疫苗、口蹄疫疫苗和萊姆病疫苗等。（三）新型疫苗一、人工主動(dòng)免疫.人工被動(dòng)免疫是給機(jī)體注射含特異性抗體或細(xì)胞因子的制劑，使機(jī)體獲得特異性免疫力，以治療或緊急預(yù)防疾病的措施。此法免疫力出現(xiàn)快，但維持時(shí)間短，一般約2～3周。二、人工被動(dòng)免疫（一）抗毒素抗毒素是用細(xì)菌外毒素或類毒素免疫動(dòng)物而制備的免疫血清，具有中和外毒素毒性的作用。常以類毒素免疫馬，待馬體內(nèi)產(chǎn)生高效價(jià)抗毒素后，取其血清分離純化精制而成，主要用于治療或緊急預(yù)防外毒素所致的疾病。常用的有破傷風(fēng)抗毒素、白喉抗毒素等。二、人工被動(dòng)免疫（二）人免疫球蛋白制劑人免疫球蛋白制劑是從正常人血漿或健康產(chǎn)婦胎盤血中分離制成的免疫球蛋白濃縮劑，分別稱為人血漿丙種球蛋白和胎盤丙種球蛋白，主要用于甲型肝炎、丙型肝炎、麻疹、脊髓灰質(zhì)炎等疾病的緊急預(yù)防和治療。二、人工被動(dòng)免疫（三）特異性人血清免疫球蛋白特異性人血清免疫球蛋白是由恢復(fù)期患者血清或經(jīng)疫苗高度免疫的人血清提取制備而成。本制劑的特異性抗體含量較正常人丙種球蛋白制劑的高，在體內(nèi)存留時(shí)間長(zhǎng)，常用于治療過(guò)敏體質(zhì)及丙種球蛋白療效不佳的疾病。二、人工被動(dòng)免疫（四）細(xì)胞因子和單克隆抗體細(xì)胞因子及單克隆抗體制劑為新型免疫治療劑，已應(yīng)用于腫瘤、感染、自身免疫性疾病的治療。二、人工被動(dòng)免疫.計(jì)劃免疫（plannedimmunization）是根據(jù)特定傳染病的疫情監(jiān)測(cè)和人群免疫狀況分析，按照規(guī)定的免疫程序有計(jì)劃地進(jìn)行人群免疫接種，以提高人群免疫水平，達(dá)到控制以至消滅相應(yīng)傳染病的重要措施。三、計(jì)劃免疫免疫程序的制定是實(shí)施計(jì)劃免疫的重要內(nèi)容，嚴(yán)格按照程序接種是有效控制傳染病的重要手段。我國(guó)兒童計(jì)劃免疫程序見表。疫苗名稱接種對(duì)象月（年）齡接種劑次備注乙肝疫苗0、1、6月齡3出生24小時(shí)內(nèi)接種第1劑次，第1、2劑次間隔≥28天卡介苗出生時(shí)1

脊灰疫苗2、3、4月齡，4周歲4第1、2劑次，第2、3劑次間隔均≥28天三、計(jì)劃免疫疫苗名稱接種對(duì)象月（年）齡接種劑次備注百白破疫苗3、4、5月齡，18～24月齡4第1、2劑次，第2、3劑次間隔均≥28天白破疫苗6周歲1

麻風(fēng)疫苗（麻疹疫苗）8月齡1

麻腮風(fēng)（麻腮、麻疹）疫苗18～24月齡1

乙腦減毒活疫苗8月齡，2周歲2

A群流腦疫苗6～18月齡22劑次間隔3個(gè)月A+C群流腦疫苗3周歲、6周歲22劑次間隔≥3年甲肝減毒活疫苗18月齡1

三、計(jì)劃免疫第三節(jié)免疫治療過(guò)繼免疫治療性疫苗免疫增強(qiáng)劑和免疫抑制劑免疫治療是指用生物制劑或藥物增強(qiáng)或抑制機(jī)體的免疫應(yīng)答、調(diào)節(jié)免疫功能，達(dá)到治療疾病的目的。免疫治療法主要有過(guò)繼免疫、治療性疫苗的應(yīng)用、免疫增強(qiáng)劑和免疫抑制劑的應(yīng)用等。.過(guò)繼免疫治療是將對(duì)疾病有免疫力的供者的免疫效應(yīng)物質(zhì)轉(zhuǎn)移給其他個(gè)體，或自體細(xì)胞經(jīng)體外處理后回輸自身，以發(fā)揮治療疾病的作用。例如，淋巴因子激活的殺傷細(xì)胞廣泛應(yīng)用于腫瘤和慢性病毒感染的非特異性免疫治療；細(xì)胞因子誘導(dǎo)的殺傷細(xì)胞對(duì)白血病和某些實(shí)體腫瘤有較好的療效。一、過(guò)繼免疫（一）微生物抗原疫苗許多腫瘤與微生物感染有關(guān)，如EB病毒與鼻咽癌、人乳頭瘤病毒與宮頸癌、幽門螺桿菌與胃癌等。正常機(jī)體的免疫系統(tǒng)可阻止這些微生物的感染，但是當(dāng)機(jī)體的免疫功能受損時(shí)，這些微生物可導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生。應(yīng)用微生物疫苗可預(yù)防和治療相應(yīng)的腫瘤。二、治療性疫苗（