微生物与免疫学复习重点
微生物学与免疫学提纲
绪论
1、免疫学的基本概念
机体对再次感染具有的抵抗力称为免疫,即免除瘟疫。
免疫是指机体对“自身”与“非己”的识别、应答过程中所产生的生物学效应的总和。
抗原
1、抗原的概念和分类
概念:凡能刺激机体的免疫系统产生免疫应答,并能与相应的免疫应答产物(抗体或效应淋巴细胞)在体
内或体外作特异性结合的物质。
分类:1、根据抗原的基本性能:完全抗原如细菌、病毒、血清、大多数蛋白质。
半抗原如大多数多糖、某些药物,与载体结合后可成为完全抗原。 2、根据抗原与机体的亲缘关系分类 •异种抗原: •同种异型抗原:
•自身抗原:隐蔽抗原;自身抗原结构改变 •异嗜性抗原:
3、按抗原激活B 细胞产生抗体是否需要T 细胞辅助分类
TD-Ag 胸腺依赖性抗原(病原微生物、血细胞、血清、细菌) TI-Ag 非胸腺依赖性抗原(细菌的细胞壁成分)
4、其它分类
蛋白质抗原,多糖抗原,核蛋白抗原,天然抗原,人工抗原,合成抗原,内源性抗原,外源性抗原 2、抗原决定簇的概念及意义
是抗原物质分子表面或其他部位,具有一定组成和结构的特殊化学基团,能与其相应抗体或致敏淋巴
细胞发生特异性结合的结构。结构已经确定的抗原决定簇称为抗原表位。抗原决定簇。作用在B 细胞上,并可与对应体的Fab 段结合。 分类:(1)构象表位:由空间构象形成的决定簇,也称非连续表位
线性表位:序列相连续的氨基酸肽片段构成的决定簇,也称线性决定簇 (2)T 、B 细胞表位:根据TCR 和BCR 对表位识别的不同 3、构成抗原免疫原性的条件
抗原的理化性质抗原与机体相互作用 4、抗原的特异性与交叉反应
抗原特异性:指抗原诱导机体产生特异性免疫应答并与免疫应答产物发生专一结合的特性。 交叉反应:抗体与具有相同或相似决定簇的不同抗原之间出现的反应。 5、典型的抗原物质 脂多糖LPS (内霉素),病毒性抗原,外毒素、类毒素,异种血清,异嗜性抗原,肿瘤抗原,自身抗原(隐蔽的自身抗原:如精子、眼晶体蛋白、脑组织等。修饰的自身抗原:如变异的IgG )
免疫球蛋白
1、免疫球蛋白和抗体的概念
免疫球蛋白:指具有抗体活性、或化学结构与抗体相似的球蛋白。
抗体:指B 细胞接受抗原刺激后增殖、分化成浆细胞所产生的糖蛋白,主要存在于血清等体液中,通过与
相应抗原特异性结合,发挥体液免疫功能。
2、五种免疫球蛋白的结构(IgA,G,M,E,D )及其特性和生物学功能
I
3、免疫球蛋白的酶解及酶解片段的功能
(1)Fab (抗原结合蛋白)
组成:一条完整的L 链和一条H 链N 端1/2 L + (VH+CH1) L + (VH+CH1)
功能:结合抗原。抗原结合价=1(单价) (2)Fc (可结晶片段)
组成:二条H 链C 端1/2(即CH2+CH3,包 括铰链区)
功能:通过胎盘,激活补体,结合细胞,具有Ig 的免疫原性。 具有Ig 的免疫原性。
(3)F(ab’) ²:由两个Fab 片段加铰链区组成,抗原 结合价=2。
*调理作用(opsonization):指抗体的Fab 段与颗粒性抗原结合,Fc 段与吞噬细胞表面的Fc 受体结合,从而
促进吞噬细胞对抗原的吞噬作用。
* ADCC:指表达Fc 受体的杀伤细胞(如NK 细胞) ,通过识别抗体(IgG )的Fc 段直接杀伤被抗体包被的靶细
胞(细菌或肿瘤细胞) 。
*PcAb:多克隆抗体 McAb :单克隆抗体
补体
1、补体的概念及特性
概念:人体和动物血清中的一组与免疫功能有关,经活化后具有酶活性的蛋白质,是抗体发挥溶细胞作用
的补充条件,称为补体。
特性:1. 主要产生细胞为肝细胞和巨噬细胞; 2. 补体的基因表达有组织特异性。 3. 补体生物合成受多种因素调节。 4. 补体代谢极快。 2、C1的结构
C1q 为18条肽链组成的胶原蛋白样分子,3条肽链一组形成6个亚单位。C1r ,C1s 均为单链血清蛋白酶。*在钙镁离子参与下,一分子C1q 与2分子C1r 和2分子C1s 形成复合物。
(1)经典途径
识别阶段:Ag-Ab 复合物 → C1q → C1r活化→C1s 活化 活化阶段:C1s 依次酶解C4、C2,形成具有酶活性的C3
转化酶,后者酶解C3并形成C5转化酶。
膜攻击阶段:膜攻击复合体,C5b-C6,7,8,9n 形成。 (2)MBL 途径
MBL+细菌的甘露糖残基→构型改变,+丝氨酸蛋白酶SP →MBL 相关丝氨酸蛋白酶(MASP-1、MASP-2)→水解C4、C2→C3转化酶(C4b2b ),后续过程同上。 (3)旁路途径
由微生物或外源异物直接激活C3,产生C3b
细胞因子(cks )
1、细胞因子的定义
由活化的免疫细胞合成并分泌的具有多种生物学活性的主要介导和调节免疫应答及炎症反应的小分子多肽或糖蛋白。
2、细胞因子的作用方式和作用特点 作用方式:自分泌、旁分泌、内分泌 作用特点:(1)多效性:一种CK 可作用于多种不同类型的靶细胞,产生不同效应
(2)协同性:一种细胞因子强化另一种细胞因子的功能
(3)重叠性:多种不同的CK 也可作用于同一种靶细胞,产生相同或相似的效应 (4)拮抗性:一种细胞因子抑制其他细胞因子的功能 (5)网络性
3、各种细胞因子的生物学功能(尤其是白介素、肿瘤坏死因子、干扰素、趋化因子、生长因子) (1)白细胞介素IL :介导白细胞间相互作用的细胞因子。
(2)肿瘤坏死因子TNF :一类能杀伤肿瘤或使体内肿瘤发生出血坏死的物
(3)干扰素IFN :由干扰素诱生剂诱导动物细胞产生的一类具有抗病毒、抗肿瘤及免疫调节等多种生物学
性的的可溶性糖蛋白。
(4)趋化因子chemokine :一组具有趋化作用的细胞因子, 能吸引免疫细胞到免疫应答局部, 参与免疫调节和免疫病理反应. 主要功能是招募血液中的单核细胞、中性粒细胞、淋巴细胞等进入感染发生的部位。 (5)生长因子GF :是一类可介导不同类型细胞生长和分化的细胞因子。
*(6)集落刺激因子CSF :刺激多能或不同分化阶段的造血干细胞和增殖分化,在半固体培养基形成相
应细胞集落的ck 。
主要组织相容性抗原
1、MHC 的概念
主要组织相容性复合体MHC 是位于脊椎动物某一染色体上的一组紧密连锁的基因群, 其产物是参与抗原提呈和T 细胞激活的关键分子, 在免疫应答的启动和免疫调节中发挥重要作用。 2、MHC 的多基因性和多态性
多基因性:基因复合体由多个紧密相邻的基因座位组成,其编码产物具有相同或相似的功能。 多态性:群体中在同一个HLA 基因座位上存在两个或两个以上等位基因。 3、MHC 分子的结构及生物学功能
组成:①经典的I 类基因 编码产物参与抗原提呈、
②经典的II 类基因 T 细胞活化、调控适应性免疫应答 ③免疫功能相关基因:参与及调控固有免疫
功能:①作为抗原提呈分子参与适应性免疫应答(MHC I, MHC II)
②介导T 细胞在胸腺中的分化、成熟
免疫器官和免疫细胞
1、中枢免疫器官和外周免疫器官的构成及生物学功能 中枢免疫器官(初级淋巴器官)
(1)骨髓:组成:造血干细胞、骨髓基质细胞、毛细血管网络
功能:① B 细胞分化发育成熟的场所; ②再次体液免疫应答发生的场所
(2)胸腺:组成:被膜,实质(皮质、髓质)
功能:①T 细胞分化成熟的场所; ②具有重要的免疫调节作用
外周免疫器官
(1)淋巴结:组成:被膜,实质(皮质、髓质)
功能:①T,B 细胞定居场所 ②产生免疫应答 ③参与淋巴再循环 ④过滤作用
(2)脾:组成:被膜,白髓,红髓
功能:①免疫细胞定居场所 ②产生免疫应答 ③合成生物活性物质,如补体、干扰素等
④过滤作用,清除血液中的病原体,衰老血细胞等
(3)黏膜免疫系统:组成:呼吸道、消化道及泌尿生殖道粘膜及粘膜下的淋巴组织
功能:①表面积400m ²,是阻止微生物入侵机体的主要屏障。
②人体近50%淋巴织存在于黏膜系统产生分泌性IgA 。 ③参与口服抗原介导的免疫耐受
2、免疫细胞的分类(固有免疫细胞、适应性免疫细胞、淋巴细胞) 固有免疫细胞:吞噬细胞,NK 细胞,树突状细胞,NKT 、B1等 适应性免疫细胞:T细胞、B 细胞 淋巴细胞:T淋巴细胞(T 细胞)、B 淋巴细胞
各种免疫细胞的膜表面分子及功能
1、T 细胞在胸腺的发育过程,阳性选择和阴性选择的生物学意义,TCR 复合物的结构及功能,T 细胞表面协同刺激分子及功能 (1)发育过程:胸腺细胞(来自骨髓的淋巴样干细胞)→ 被膜下区 → 皮质区→ 髓质的移行成熟过程。 (2)阳性选择的生物学意义:①细胞表面TCR 发育成熟,获得识别结合抗原肽的能力;
②T 细胞获得了对抗原识别的MHC 限制性。
阴性选择的生物学意义:决定T 细胞自身耐受性。
(3)TCR 复合物:①组成:TCR 、CD3分子和δ链。②功能:识别结合抗原,引起T 细胞的免疫应答
(4)协同刺激分子:CD28分子与表达在APC 上的B7分子结合,为初始T 细胞提供协同刺激信号,促使T
细胞活化和增殖。
*所有T 细胞均可表达MHC Ⅰ类分子,受抗原刺激活化后还能表达Ⅱ类分子。
2、功能T 细胞(TH1,TH2,Tc ,记忆T 细胞)的生物学功能,以及所分泌的细胞因子 Th1:主要分泌IL-2、IFN-γ和INF-β (又称淋巴毒素,LT) ;
①主要辅助细胞免疫效应:活化巨噬细胞;诱导 B 细胞活化,分泌调理性抗体;抗胞内寄生生物 ②免疫调节作用,如IFN-γ可促进Th0细胞向Th1细胞分化。 Th2:主要分泌IL-4、IL-5、IL-6和IL-10。
①主要辅助体液免疫效应:诱导B 细胞活化、分泌中和性抗体;抗胞外寄生微生物;中和毒素 ②免疫调节作用,如IL-4可促进Th0细胞向Th2细胞分化。
Tc :① 具有细胞杀伤作用;②免疫调节作用, 释放IFN-γ、TNF-α和NF-β等细胞因子。*限制MHC Ⅰ 记忆T 细胞:参与增强性的再次免疫应答。
3、B 细胞膜表面分子BCR ,BCR 复合物的分子结构和功能,及协同刺激分子及受体的种类和功能。 BCR 分子复合体:① BCR :结合天然抗原。 ②Ig α和Ig β:传导抗原刺激活化信号。
协同刺激分子:CD40辅助B 细胞充分活化,B7分子(CD80/CD86)与T 细胞上CD28/CTLA-4结合,促进/
中断T 细胞活化。
受体:①Fc 受体(Fc αR 和FcµR):参与B 细胞的功能调节 ②补体受体:CR1、CR2 ③丝裂原受体 *B细胞表达MHC-II 类分子。
4、单核-巨噬细胞、树突细胞、NK 细胞表达的膜分子,对抗原的识别方式,以及发挥效应的过程和机制。 单核-巨噬细胞:主要表达MHC-Ⅰ和MHC-Ⅱ抗原
树突细胞DC :
①抗原提呈功能;②胸腺DC 在胸腺细胞的阳性选择及阴性选择中起着重要作用,它可清除自身反应性胸腺细胞和诱导T 细胞无能
③处于外周淋巴器官B 细胞依赖区的DC 在B 细胞的发育、分化、激活以及记忆B 细胞的形成和维持中起重要作用;
④DC 可分泌多种细胞因子参与免疫调节。 NK 细胞:标志分子(CD16、CD56);KIR ;IL-2R 、IFN-γR 识别:①KIR 胞浆区含有ITIM 基序,介导抑制信号产
生,抑制 NK 细胞杀伤活性。可识别MHC-I
②KAR 胞浆区含有ITAM 基序,可转导活化性
信号,使 NK 细胞产生杀伤活化效应。
固有免疫应答
1、构成固有免疫屏障的器官、参与固有免疫应答的细胞及效应分子。
2、固有免疫应答:模式识别受体及病原相关分子模式;固有免疫细胞对抗原的识别和吞噬的机制 模式识别受体PRR :主要表达于天然免疫细胞表面、非克隆性分布、可识别一种或多种PAMP 的识别分子。
机体可以通过模式识别的方式简单、快速的反应机制启动防御性应答,从而快速识别并清除病原体。 特点:胚系基因编码,多样性有限;同一类细胞表达相同的PRR ;介导快速生物学反应,无需细胞增殖 病原相关分子PAMP :一类或一群特定的微生物病原体(及其产物)共有的某些非特异性、高度保守的分
子结构,可被非特异性免疫细胞所识别。包括:脂多糖(LPS )、磷壁酸(LTA )、肽聚糖(PGN )、甘露糖、细菌DNA 、双链RNA 和葡聚糖等。 特征:通常为病原微生物所特有,而宿主细胞不产生; 为微生物的生存或致病性所必需;
为宿主天然免疫细胞泛特异性识别的分子基础
固有免疫细胞除表达直接识别受体外,还表达能够结合补体成分、MBP 、LBP 、IgG 等分子的间接识别受体。 吞噬机制:①有氧呼吸爆发:吞噬细胞在吞噬异物后出现有氧代谢活跃、氧耗量激增的现象。
②无氧代谢杀伤机制:细菌代谢产生乳酸,使微环境pH 降至3.5-4.0;溶菌酶;乳铁蛋白,具
抑菌特性;阳离子蛋白(包括吞噬素和白细胞素);弹性蛋白,破坏细菌胞壁中粘肽。
3、固有免疫应答的特点,以及与适应性免疫应答的关系。 固有免疫应答的特点
①先天固有,可稳定遗传。 ②免疫作用广泛,无特异性。
③初次与抗原接触即能发挥效应,但无免疫记忆性。
④固有免疫也是适应性免疫应答的始动者
适应性免疫应答
1、有抗原提呈功能的细胞
专职性:单核-
巨噬细胞、树突状细胞、B 淋巴细胞等能表达MHC Ⅱ类分子的细胞。 非专职性:内皮细胞、纤维母细胞、各种上皮及间皮细胞等。
2、外源性抗原和内源性抗原的提呈过程,以及抗原提呈过程中涉及到的分子及其生物学功能。
3、T 细胞介导的细胞免疫应答过程(包括T 细胞对抗原的识别,T 细胞的活化、增殖,以及效应T 细胞的效应,各阶段涉及的信号分子、机制及生物学效应)
4、B 细胞介导的体液免疫应答过程(包括B 细胞对抗原的识别、B 细胞的活化、增殖,以及k 抗体的效应,各阶段涉及的信号分子、机制及生物学效应)
5、体液免疫应答中抗体产生的一般规律及体液免疫应答的生物学效应。
一般规律:外来抗原进入机体后诱导B 细胞活化并产生特异性抗体,发挥重要的体液免疫作用。特定抗原
初次刺激机体所引发的应答称为初次应答;初次应答中所形成的记忆淋巴细胞当再次接触相同抗原刺激后可迅速、高效、持久的应答,即再次应答。
生物学效应:中和毒素;中和病毒;抑制细菌吸附;调理作用;介导ADCC 作用;激活补体。
细菌学
1、细菌的形态:球菌、杆菌、螺形菌。 2、细菌的基本结构和特殊结构
基本:细胞壁,细胞膜,细胞质及内含物,核物质 特殊:荚膜,鞭毛,菌毛,芽孢 2、革兰氏染色的方法及原理 方法:初染、媒染、脱色、复染
原理:通过结晶紫初染和碘液媒染后,在细胞壁内形成了不溶于水的结晶紫与碘的复合物,革兰氏阳性菌
由于其细胞壁较厚、肽聚糖网层次较多且交联致密,故遇乙醇或丙酮脱色处理时,因失水反而使网
孔缩小,再加上它不含类脂,故乙醇处理不会出现缝隙,,因此能把结晶紫与碘复合物牢牢留在壁内,使其仍呈紫色;而革兰氏阴性菌因其细胞壁薄、外膜层类脂含量高、肽聚糖层薄且交联度差,在遇脱色剂后,以类脂为主的外膜迅速溶解,薄而松散的肽聚糖网不能阻挡结晶紫与碘复合物的溶出,因此通过乙醇脱色后仍呈无色,再经沙黄等红色染料复染,就使革兰氏阴性菌呈红色。
3
、革兰氏阳性菌和阴性菌的细胞壁结构
4、细菌的特殊结构和功能
细菌生理
1、细菌的生长条件:营养物质pH 温度气体 2、细菌的繁殖方式:二分裂法 3、细菌的生长期及意义
迟缓期:菌体增大,代谢活跃,为细菌大量繁殖作好物质准备。
对数期:细菌繁殖迅速,菌数呈几何级数增长,细菌的生物学性状典型。
稳定期:随有害代谢产物的增多,细菌繁殖速度减慢,死亡数增多,细菌的生物学性状发生某些改变,芽
孢,抗生素等产生。
衰亡期:死亡菌数增多,超过活菌数,细菌形态显著改变,生理活动趋于停止。 4、细菌的代谢产物(分解代谢产物和合成代谢产物)
1糖发酵试验(糖) 吲哚试验(色氨酸) 硫化氢试验(含硫氨基酸) 2热原质毒素和侵袭性酶色素抗生素细菌素维生素 5、细菌的命名
拉丁双命名法。英文名:属名在前(大写,形容词); 种名在后(小写,名词) 。中文名:种名在前,属名在后。 6、细菌内毒素和外毒素的比较
放线菌
1、放线菌与细菌的关系
放线菌实际上是属于细菌范畴内的原核生物,只不过其细胞形态为分枝状菌丝。 2、放线菌的分布
含水量较低、有机物较丰富和呈微碱性的土壤中最多,每克土壤中约有放线菌孢子107个。 3、链霉菌形态和结构及各种菌丝的功能
主要由菌丝和孢子组成。
4、放线菌代表菌属的刺激代谢产物 5、放线菌的繁殖方式及生活史 繁殖方式:无性孢子、菌丝断裂。
生活史:放线菌为原核生物,其生活史比真核生物简单得多,只有无性世代。孢子→菌丝→孢子的循环 6、放线菌在医药工业的应用
抗生素,非抗生素的生理活性物质,酶制剂,其它代谢产物,放线菌的基因改造及在新药筛选中的应用
真菌
1、酵母菌的形态和构造
大多数酵母菌为单细胞,一般呈卵圆形、圆形、圆柱形或柠檬形。大小约2~5×5~30微米,是细菌的10倍。酵母菌无鞭毛,不能游动。
2、酵母菌细胞壁的化学组成及各成分的功能
外层:甘露聚糖;中层:蛋白质、脂类、几丁质;内层:葡聚糖。 3、酵母菌遗传物质的特点及应用
遗传物质:细胞核DNA ,线粒体DNA ,以及特殊的质粒DNA
应用:发酵乳制品,面包发酵,酿酒工艺,
4、酵母菌的繁殖方式
无性繁殖:芽殖、裂殖产无性孢子。有性繁殖:产子囊孢子
5、酵母菌的生活史
营养体以单倍体/双倍体两种形式存在;营养体只以单倍体形式存在;营养体只以双倍体形式存在。
1、霉菌的概念及与人类的关系
霉菌通常指菌丝体较发达,又不产生大型肉质子实体的真菌。
与人类关系:(1)工业:青霉素、灰黄霉素等抗生素;柠檬酸、延胡索酸等有机酸;淀粉酶、纤维素酶等
酶制剂;维生素、甾体激素、酒精灯化工医药产品。
(2)食品:酱油(曲霉)、腐乳(毛霉)的酿造和干酪的制造。
(3)农业:饲料发酵、杀虫药(白僵菌素)、植物生长刺激素(赤霉素)等。
2、霉菌的形态和构造(菌丝、菌丝的延伸)
(1)霉菌营养体的基本单位是菌丝。菌丝呈管状,直径约3~10微米,与酵母细胞直径类似,但比细菌或放线菌的细胞约粗10倍。霉菌菌体均由分枝或不分枝的菌丝构成。许多菌丝交织在一起,称为菌丝体。
(2)菌丝的延伸:顶端细胞不断延伸,随着顶端不断向前伸展,细胞壁和细胞质的形态、成分都逐渐变化、加厚并趋向成熟。
3、菌丝的特化形式(营养菌丝的特化形式)
①假根:固着和吸收营养等。②匍匐菌丝:又称匍匐枝。具延伸功能。③吸器:用以吸收细胞内的养料。 ④附着胞:分泌出粘状物,借以牢固地粘附到宿主表面的结构。⑤附着枝:将菌丝附着于宿主体上的结构。 ⑥菌核:由菌丝集聚并分化成的团块状结构,是一种休眠的菌丝组织。*冬虫夏草:真菌寄生于鳞翅目蝙蝠蛾科昆虫,虫体转变为假菌核,孢子萌发,虫体死亡,菌自虫体内长出子实体。含有虫草酸。 ⑦菌索:由大量菌丝平行聚集成的白色根状组织,具有促进菌体蔓延和抵御不良环境的功能。
⑧菌丝陷阱——菌环和菌网:一些具有捕食能力的真菌菌丝分化成的环状或网状的菌丝特化结构,用以捕捉线虫等微小动物。
4、霉菌的繁殖方式