《病原體和免疫系統(tǒng)》課件

病原體和免疫系統(tǒng)人體與微生物的持續(xù)戰(zhàn)爭(zhēng)課程概述病原體類型細(xì)菌、病毒等微生物免疫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)器官、細(xì)胞和物質(zhì)組成免疫反應(yīng)機(jī)制識(shí)別和消滅入侵者疫苗和人工免疫什么是病原體？定義能引起疾病的微生物或其他生物體影響范圍從局部感染到全身性疾病主要類型細(xì)菌、病毒、真菌、寄生蟲(chóng)細(xì)菌結(jié)構(gòu)特點(diǎn)單細(xì)胞微生物有細(xì)胞壁無(wú)細(xì)胞核繁殖方式二分裂自我復(fù)制環(huán)境適宜時(shí)繁殖迅速致病例子肺炎鏈球菌大腸桿菌結(jié)核桿菌病毒遺傳物質(zhì)含DNA或RNA，但不同時(shí)含有寄生特性需依賴宿主細(xì)胞復(fù)制致病性能引起多種傳染病真菌生物特性真核生物常見(jiàn)類型酵母菌和霉菌感染部位皮膚、肺部、血液醫(yī)學(xué)應(yīng)用產(chǎn)生抗生素寄生蟲(chóng)生存方式在宿主體內(nèi)或體表生存養(yǎng)分獲取從宿主獲取營(yíng)養(yǎng)疾病影響引起多種傳染病全球分布熱帶地區(qū)更為常見(jiàn)病原體的傳播途徑空氣傳播咳嗽、打噴嚏釋放的飛沫接觸傳播直接接觸或通過(guò)媒介物食物和水傳播污染的飲用水或食物血液傳播輸血、共用注射器免疫系統(tǒng)概述防御功能識(shí)別和消滅病原體系統(tǒng)組成細(xì)胞、組織和器官網(wǎng)絡(luò)平衡調(diào)節(jié)維持體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定免疫系統(tǒng)的組成免疫器官骨髓、胸腺、脾臟等免疫細(xì)胞T細(xì)胞、B細(xì)胞、巨噬細(xì)胞免疫物質(zhì)抗體、補(bǔ)體、細(xì)胞因子主要免疫器官骨髓位于長(zhǎng)骨和扁骨內(nèi)所有免疫細(xì)胞的發(fā)源地B細(xì)胞在此成熟胸腺位于胸骨后方T細(xì)胞在此成熟隨年齡增長(zhǎng)逐漸萎縮次要免疫器官脾臟過(guò)濾血液中的病原體淋巴結(jié)過(guò)濾淋巴液的豆?fàn)罱Y(jié)構(gòu)扁桃體口咽部的免疫組織粘膜相關(guān)淋巴組織消化道和呼吸道的免疫組織免疫細(xì)胞T淋巴細(xì)胞負(fù)責(zé)細(xì)胞免疫B淋巴細(xì)胞產(chǎn)生抗體巨噬細(xì)胞吞噬病原體自然殺傷細(xì)胞殺死異常細(xì)胞免疫物質(zhì)抗體B細(xì)胞產(chǎn)生的Y形蛋白質(zhì)補(bǔ)體血漿中的蛋白質(zhì)系統(tǒng)細(xì)胞因子免疫細(xì)胞間的信號(hào)分子免疫系統(tǒng)的三道防線1物理屏障皮膚和黏膜阻止入侵2非特異性免疫炎癥和吞噬作用3特異性免疫針對(duì)特定病原體的防御第一道防線：物理屏障皮膚阻隔外界病原體入侵黏膜覆蓋人體所有與外界相通的通道淚液和唾液含有溶菌酶皮膚的防御功能物理阻隔緊密的細(xì)胞層阻止微生物入侵酸性環(huán)境皮脂腺分泌物形成酸性保護(hù)膜共生微生物有益菌群抑制病原菌生長(zhǎng)黏膜的防御功能呼吸道纖毛清掃纖毛擺動(dòng)將病原體帶出呼吸道胃酸殺菌強(qiáng)酸環(huán)境殺死大多數(shù)病原體腸道菌群平衡有益菌抑制致病菌生長(zhǎng)第二道防線：非特異性免疫炎癥反應(yīng)局部發(fā)紅腫脹熱痛吞噬作用專職吞噬細(xì)胞清除病原體自然殺傷細(xì)胞識(shí)別并殺死被感染細(xì)胞炎癥反應(yīng)血管擴(kuò)張血流增加引起紅腫滲出作用血漿和白細(xì)胞滲出熱和痛炎性介質(zhì)刺激神經(jīng)末梢修復(fù)過(guò)程清除受損組織并再生吞噬作用識(shí)別階段吞噬細(xì)胞識(shí)別病原體表面標(biāo)記包裹階段細(xì)胞膜延伸包圍病原體消化階段溶酶體融合釋放消化酶排泄階段消化產(chǎn)物排出細(xì)胞外自然殺傷細(xì)胞識(shí)別功能發(fā)現(xiàn)缺乏自身標(biāo)記的細(xì)胞抗病毒作用殺死病毒感染細(xì)胞抗腫瘤作用識(shí)別并殺死腫瘤細(xì)胞第三道防線：特異性免疫體液免疫B細(xì)胞產(chǎn)生的抗體針對(duì)體液中的病原體中和毒素和病毒細(xì)胞免疫T細(xì)胞介導(dǎo)針對(duì)細(xì)胞內(nèi)病原體殺死受感染細(xì)胞體液免疫抗原識(shí)別B細(xì)胞表面受體結(jié)合抗原克隆增殖B細(xì)胞分裂形成多個(gè)子代分化成熟形成漿細(xì)胞和記憶細(xì)胞抗體分泌漿細(xì)胞大量產(chǎn)生抗體細(xì)胞免疫抗原識(shí)別T細(xì)胞識(shí)別提呈的抗原片段活化分化形成效應(yīng)T細(xì)胞和記憶T細(xì)胞靶細(xì)胞殺傷效應(yīng)T細(xì)胞釋放穿孔素和顆粒酶免疫記憶記憶T細(xì)胞長(zhǎng)期存在體內(nèi)抗原和抗體抗原引起免疫反應(yīng)的物質(zhì)常為蛋白質(zhì)或多糖表面含有抗原決定簇抗體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生的特異性蛋白質(zhì)Y形結(jié)構(gòu)可變區(qū)與抗原特異結(jié)合抗體的結(jié)構(gòu)Y形結(jié)構(gòu)由兩條重鏈和兩條輕鏈組成可變區(qū)決定抗原特異性恒定區(qū)決定抗體類型和功能抗體的功能中和作用結(jié)合并阻斷毒素或病毒激活補(bǔ)體觸發(fā)補(bǔ)體系統(tǒng)級(jí)聯(lián)反應(yīng)促進(jìn)吞噬標(biāo)記病原體便于吞噬細(xì)胞識(shí)別抗體依賴細(xì)胞毒性協(xié)助NK細(xì)胞殺傷目標(biāo)免疫記憶初次免疫應(yīng)答二次免疫應(yīng)答初次接觸抗原：反應(yīng)慢、強(qiáng)度低再次接觸抗原：反應(yīng)迅速、強(qiáng)度高免疫耐受自身耐受免疫系統(tǒng)不攻擊自身組織中樞耐受T細(xì)胞在胸腺發(fā)育過(guò)程中形成外周耐受成熟淋巴細(xì)胞的自我控制機(jī)制自身免疫疾病免疫系統(tǒng)錯(cuò)誤識(shí)別將自身組織視為異物自身抗體產(chǎn)生針對(duì)自身抗原的抗體組織損傷免疫反應(yīng)導(dǎo)致器官功能障礙過(guò)敏反應(yīng)過(guò)敏原接觸花粉、食物、藥物等2免疫系統(tǒng)過(guò)度反應(yīng)肥大細(xì)胞釋放組胺臨床癥狀皮疹、打噴嚏、呼吸困難過(guò)敏反應(yīng)的類型I型即時(shí)型IgE介導(dǎo)花粉癥、哮喘II型細(xì)胞毒性IgG和IgM介導(dǎo)輸血反應(yīng)III型免疫復(fù)合物抗原抗體復(fù)合物血清病IV型遲發(fā)型T細(xì)胞介導(dǎo)接觸性皮炎免疫缺陷先天性免疫缺陷基因缺陷導(dǎo)致嚴(yán)重聯(lián)合免疫缺陷X連鎖無(wú)丙種球蛋白血癥Wiskott-Aldrich綜合征獲得性免疫缺陷后天因素造成HIV感染/艾滋病藥物導(dǎo)致的免疫抑制營(yíng)養(yǎng)不良年齡相關(guān)免疫衰老疫苗預(yù)防性保護(hù)避免感染發(fā)生建立免疫記憶模擬自然感染過(guò)程群體免疫保護(hù)無(wú)法接種的個(gè)體疫苗的類型減毒活疫苗含有減毒的活病原體滅活疫苗含有被殺死的病原體亞單位疫苗僅含病原體的某些成分mRNA疫苗含有編碼病原體抗原的mRNA減毒活疫苗作用機(jī)制減毒但仍能復(fù)制的病原體優(yōu)點(diǎn)免疫反應(yīng)強(qiáng)，持久性好缺點(diǎn)免疫缺陷人群不宜使用例子麻疹疫苗、脊髓灰質(zhì)炎疫苗滅活疫苗制備過(guò)程培養(yǎng)病原體然后滅活安全性病原體無(wú)活性，不能復(fù)制2免疫效果需多次接種以增強(qiáng)免疫應(yīng)用例子流感疫苗、百白破疫苗4亞單位疫苗抗原選擇選取最具免疫原性部分純化提取分離特定蛋白或多糖佐劑添加增強(qiáng)免疫應(yīng)答注射接種如乙肝疫苗、HPV疫苗mRNA疫苗1mRNA制備編碼病原體抗原的遺傳信息脂質(zhì)納米顆粒包裹保護(hù)mRNA并幫助細(xì)胞攝取3細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成人體細(xì)胞暫時(shí)產(chǎn)生病原體抗原4免疫反應(yīng)啟動(dòng)新冠疫苗是典型應(yīng)用例子疫苗接種程序基礎(chǔ)免疫初次接種疫苗系列按特定時(shí)間間隔進(jìn)行通常在嬰幼兒期完成加強(qiáng)免疫基礎(chǔ)免疫后的額外劑次增強(qiáng)和延長(zhǎng)免疫保護(hù)定期接種保持保護(hù)水平群體免疫已接種疫苗自然感染后免疫未免疫但受保護(hù)易感人群當(dāng)足夠多人具備免疫力時(shí)形成保護(hù)無(wú)法接種的個(gè)體不同疾病的閾值要求不同計(jì)劃免疫疫苗研發(fā)與評(píng)估嚴(yán)格的安全性和有效性評(píng)估政策制定確定接種對(duì)象、時(shí)間和方式疫苗供應(yīng)與分發(fā)保障冷鏈運(yùn)輸和儲(chǔ)存接種實(shí)施與監(jiān)測(cè)記錄接種情況和不良反應(yīng)被動(dòng)免疫天然被動(dòng)免疫母親抗體通過(guò)胎盤轉(zhuǎn)移母乳喂養(yǎng)中的抗體傳遞保護(hù)嬰兒早期階段人工被動(dòng)免疫直接注射免疫球蛋白如破傷風(fēng)抗毒素效果快但持續(xù)時(shí)間短免疫球蛋白therapy靜脈注射免疫球蛋白用于免疫缺陷和自身免疫疾病快速起效直接提供抗體臨床應(yīng)用如川崎病、重癥感染單克隆抗體單一B細(xì)胞克隆產(chǎn)生結(jié)構(gòu)完全相同的抗體高度特異性針對(duì)單一抗原表位診斷應(yīng)用用于精準(zhǔn)疾病檢測(cè)治療應(yīng)用腫瘤和自身免疫疾病治療腫瘤免疫免疫監(jiān)視識(shí)別并消滅早期癌細(xì)胞免疫逃逸腫瘤細(xì)胞躲避免疫識(shí)別免疫編輯腫瘤與免疫系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡免疫治療4免疫檢查點(diǎn)抑制劑解除免疫抑制信號(hào)CAR-T細(xì)胞治療改造T細(xì)胞識(shí)別癌細(xì)胞腫瘤疫苗增強(qiáng)對(duì)腫瘤抗原的識(shí)別單克隆抗體治療靶向腫瘤特異性抗原器官移植與免疫超急性排斥移植后幾分鐘內(nèi)發(fā)生急性排斥移植后數(shù)天至數(shù)周內(nèi)發(fā)生慢性排斥移植后數(shù)月至數(shù)年發(fā)生免疫抑制治療長(zhǎng)期使用免疫抑制劑免疫系統(tǒng)與微生物組腸道菌群數(shù)以萬(wàn)億計(jì)的微生物免疫調(diào)節(jié)訓(xùn)練免疫系統(tǒng)識(shí)別敵友菌群失調(diào)可能導(dǎo)致免疫疾病免疫營(yíng)養(yǎng)學(xué)益生菌調(diào)節(jié)腸道菌群平衡抗氧化物質(zhì)減少炎癥反應(yīng)維生素和礦物質(zhì)維生素C、D和鋅助力免疫功能必需脂肪酸omega-3參與免疫調(diào)節(jié)壓力與免疫急性壓力短期內(nèi)可能增強(qiáng)某些免疫功能提高警覺(jué)性以應(yīng)對(duì)潛在威脅應(yīng)激激素水平暫時(shí)升高慢性壓力長(zhǎng)期壓力抑制免疫功能皮質(zhì)醇持續(xù)升高增加感染風(fēng)險(xiǎn)延緩傷口愈合睡眠與免疫50%感染風(fēng)險(xiǎn)增加每晚睡眠少于6小時(shí)70%抗體產(chǎn)生下降長(zhǎng)期睡眠不足者7-9h最佳睡眠時(shí)間成年人免疫功能維持運(yùn)動(dòng)與免疫適度運(yùn)動(dòng)促進(jìn)免疫細(xì)胞循環(huán)中強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)最有益過(guò)度訓(xùn)練可能抑制免疫功能年齡與免疫新生兒期母體抗體保護(hù)兒童期免疫系統(tǒng)逐漸發(fā)育成年期免疫功能達(dá)到高峰老年期免疫功能衰退免疫系統(tǒng)的進(jìn)化原始生物簡(jiǎn)單的細(xì)胞內(nèi)防御機(jī)制低等脊椎動(dòng)物出現(xiàn)適應(yīng)性免疫雛形高等哺乳動(dòng)物完整的先天和適應(yīng)性免疫免疫學(xué)研究方法流式細(xì)胞術(shù)分析細(xì)胞亞群ELISA檢測(cè)抗體水平基因敲除小鼠