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微生物学第10-11章作业

第十章传染与免疫

1简述宿主对病原菌的防御机制。

答:机体对侵入体内的病原微生物有固有免疫和适应性免疫两种应答方式。病原微生物感染与宿主的免疫状态密切相关,免疫力完全正常的宿主,固有性免疫应答足以将抵达病原微生物清除;而当感染趋向于慢性,或者宿主曾经被致敏,则适应性免疫应答迅速启动。

1.固有性免疫应答模式识别受体固有性免疫应答起始于免疫细胞表面模式识别受体对病原微生物的识别,通过分泌或膜结合受体对微生物进行识别是固有免疫系统的一个重要功能。识别微生物后,固有免疫系统释放杀微生物分子、细胞因子、趋化因子等。吞噬细胞通过膜表面多种受体与病原微生物结合来实现吞噬作用。宿主对真菌的免疫反应依赖于几类激发信号级联反应的跨膜受体。识别这些菌体可促进机体的保护性应答反应,包括对真菌的摄取及杀伤(通过呼吸爆发介导),以及产生大量的细胞因子和趋化因子包括肿瘤坏死因子、白细胞介素1、白细胞介素6以及粒细胞一单核细胞集落刺激因子等。巨噬细胞许多研究表明,吞噬细胞的数量和功能的下降,是导致宿主对烟曲霉易感的主要因素。吞噬细胞在保护宿主免受烟曲霉感染方面起着重要作用。巨噬细胞作为吞噬细胞系统的一部分,构成了机体抵抗病原微生物侵袭的第一道防线。

2.在固有性免疫机能完好的情况下,T细胞抵抗病原微生物感染的作用是可以忽略的,只有在固有性免疫受损的宿主,适应性免疫应答的重要性才得以体现。目前,对两种类型细胞因子的调节研究较深入,Thl型细胞因子的产生伴随着细胞免疫为主的反应,Th2型细胞因子的产生则有助于以抗体为主的体液免疫。总的来说,抗真菌反应以细胞免疫为主,Thl型有利于对真菌感染的免疫防护。研究中发现,Th2型细胞因子,机体对病原微生物越不易感。对于Thl类细胞引起的保护性免疫反应的机制,目前有一个共识,即在识别病原微生物抗原之后,T细胞活化引起大量细胞因子的释放,增强巨噬细胞和中性粒细胞的杀伤功能。当病原微生物与T细胞、抗原呈递细胞、中性粒细胞共孵育时,对菌丝的杀伤要明显强于T细胞缺席时的效果。

2决定传染结局的三因素是什么?简述三者的相互关系。

答:1 传染源,传播途径,易感人群;

2 传染源是作为传播的起点,没有传染源,就不会有传染病发生;

3 传播途径是病原体传播的媒介,没有这个媒介病原体就不会在传染源和健康人群中传播,比如通过血液传播,消化道传播、呼吸道传播等等。

关系:病原体和宿主免疫力是决定传染结局的关键因素。当病原体致病性弱、宿主的免疫力强时往往导致隐性传染;当病原体致病性强、宿主的免疫力弱时,往往导致显性传染。环境因素在传染中起着间接作用,良好的环境因素有助于增强宿主的免疫力,也有利于限制或切断病原体的传播,因而可以防止传染病的发生;不利的环境因素则导致与其相反的结果。

3 抗原的基本性质有哪些?什么是抗体?图示并简介IgG抗体分子的结构。

答:抗原的基本性质具有异物性、大分子性和特异性。

抗体是机体在抗原物质刺激下所形成的一类能与抗原特异结合的血清活性成分称为抗体,又称免疫球蛋白。

图: -s-s-

-s-s- -s-s-

IgG分子由4条肽链组成。其中分子量为2.5万(23kD)的肽链,称轻链(L链),分子量为5万的肽链(50~60kD),称重链(H链)。轻链与重链之间通过二硫键(—S—S—)相连接。

4什么是特异性免疫和非特异性免疫?有何区别和联系?

答:特异性免疫是指机体在生命过程中接受抗原性异物刺激,如微生物感染或接种疫苗后产生的,又称获得性免疫。

非特异性免疫指机体的一般生理防卫功能,又称天然免疫;是在种系发育过程中形成的,由先天遗传而来,防卫任何外界异物对机体的侵入而不需要特殊的刺激或诱导。主要包括生理屏障、细胞因素和体液因素。

联系:非特异性免疫与特异性免疫之间有着极为密切的联系。以抗病原体来说,非特异性免疫是基础,它的特点是出现快,作用范围广,但强度较弱。特异性免疫的特点是出现较慢,但是针对性强,在作用的强度上也远远超过了没有针对性的非特异性免疫。由于机体在任何时间、任何地点,都有可能接触到各种各样的异物,如果全部都以特异性免疫来对付,机体的消耗就会过大,因此先以非特异性免疫来处理,对机体更为有利。

特异性免疫是在非特异性免疫的基础上形成的。如果不经过吞噬细胞的加工处理,多数抗原将无法对免疫系统起到刺激作用,相应的特异性免疫也就不会发生。此外,特异性免疫的形成过程,又反过来增强了机体的非特异性免疫。例如,人体接种卡介苗以后,除了增强人体对结核杆菌的免疫能力以外,还增强了吞噬细胞对布氏杆菌和肿瘤细胞的吞噬、消化能力,以及增加了干扰素的含量等。

区别:特异性免疫是有是后天形成的有针对性的免疫方式,具有特异性的,只针对某一种病原体做出的免疫反应,要经过多种免疫细胞的作用。

非特异性免疫非是人在长期进化中形成的,是生来就有的。而且没有针对性。

5 抗原抗体反应有哪些规律?简述抗体形成的规律及其应用。

答:抗原抗体反应规律:①特异性②可逆性③比例性④条件依赖性

抗体形成规律:(1)初次反应产生抗体:当抗原第一次进入机体时,需经一定的潜伏期才能产生抗体,且抗体产生的量也不多,在体内维持的时间也较短.

(2)再次反应产生抗体:当相同抗原第二次进入机体后,开始时,由于原有抗体中的一部分与再次进入的抗原结合,可使原有抗体量略为降低.随后,抗体效价迅速大量增加,可比初次反应产生的多几倍到几十倍,在体内留存的时间亦较长.

(3)回忆反应产生抗体:由抗原刺激机体产生的抗体,经过一定时间后可逐渐消失.此时若再次接触抗原,可使已消失的抗体快速上升.如再次刺激机体的抗原与初次相同,则称为特异性回忆反应;若与初次反应不同,则称为非特异性回忆反应.非特异性回忆反应引起的抗体的上升是暂时性的,短时间内即很快下降.

抗体应用:

(1)特异性结合抗原:抗体本身不能直接溶解或杀伤带有特异抗原的靶细胞,通常需要补体或吞噬细胞等共同发挥效应以清除病原微生物或导致病理损伤.然而,抗体可通过与病毒或毒素的特异性结合,直接发挥中和病毒的作用.

(2)激活补体:IgM、IgG1、IgG2和IgG3可通过经典途径激活补体,凝聚的IgA、IgG4和IgE可通过替代途径激活补体.

(3)结合细胞:不同类别的免疫球蛋白,可结合不同种的细胞,产生不同的疚,参与免疫应答.

(4)可通过胎盘及粘膜:免疫球蛋白G(IgG)能通过胎盘进入胎儿血流中,使胎儿形成自然被动免疫.免疫球蛋白A(IgA)可通过消化道及呼吸道粘膜,是粘膜局部抗感染免疫的主要因素.

(5)具有抗原性:抗体分子是一种蛋白质,也具有刺激机体产生免疫应答的性能.不同的免疫球蛋白分子,各具有不同的抗原性.

(6)抗体对理化因子的抵抗力与一般球蛋白相同:不耐热,60~70℃即被破坏.各种酶及能使蛋白质凝固变性的物质,均能破坏抗体的作用.抗体可被中性盐类沉淀.在生产上常可用硫酸铵或硫酸钠从免疫血清中沉淀出含有抗体的球蛋白,再经透析法将其纯化.

(7)通过与细胞Fc受体结合发挥多种生物效应:①调理作用:IgG、IgM的Fc段与吞噬细胞表面的FcγR、FcμR结合,增强其吞噬能力,通常将抗体促进吞噬细胞吞噬功能的作用称为抗体的调理作用.

②发挥抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用。

6 分析活菌苗和死疫苗的优缺点。

答:1.活疫苗的优点为:所需接种次数比较少,有的减毒活疫苗只需接种1次,类似自然感染的过程;在人体内停留一个时期,可增殖产生大量抗原,从而产生良好的免疫应答效果;免疫效果比较牢固,

不仅可以促使全身免疫形成,而且可以产生局部免疫;可以采取自然感染的途径进行接种,免疫效果会更好,如口服脊髓灰质炎减毒活疫苗。

缺点是,在人体内有毒力返祖的潜在危险性;可能形成潜在感染或传播;疫苗中有可能污染对人体不利的因子;减毒活疫苗不稳定,不易于保存和运输;病毒可能干扰免疫。

2.死疫苗的优点在于:制造工艺简单,直接用人工繁殖获得病原微生物,经灭活后做为抗原;能杀灭任何可能成为污染物的其他生物性因子;可以制成多联多价的疫苗;死疫苗性质比较稳定,易于保存和运输。

死疫苗的缺点为:在灭活过程中有可能损害或改变有效的抗原决定簇;产生的免疫效果维持时间短,不产生局部抗体;可能产生毒性或潜在的对机体不利的免疫反应;需要多次注射,需要抗原量比较大,成本比较高。

7名词:外毒素与内毒素、类毒素与抗毒素、传染与免疫、非特异性免疫与特异性免疫、完全抗原与半抗原、免疫原性和免疫反应性、抗原决定簇和抗原结合价、抗体、补体、干扰素、生物制品、疫苗。答:

外毒素:病原菌突破宿主防线,并能于宿主体内定居、繁殖、扩散的能力、病原细菌,主要是一些革兰氏阳性菌,在生长过程中合成并分泌到胞外的毒素。

内毒素:革兰氏阴性菌的细胞壁外层的组分之一,其化学成分是脂多糖(LPS),因它在活细胞中不分泌到体外,仅在细菌死亡后自溶或人工裂解时才释放。

类毒素:利用外毒素对热和某些化学物质敏感的特点,用0.3-0.4%甲醛处理,使其毒性完全丧失,但仍保持抗原性,这种经处理的外毒素。

抗毒素:类毒素注射机体后,可使机体产生对相应外毒素具有免疫性的抗体。

传染:机体与病原体在一定条件下相互作用而引起的病理过程。

免疫:生物体能够辩认自我与非自我,对非我做出反应以保持自身稳定的功能。

非特异性免疫:机体的一般生理防卫功能,又称天然免疫;是在种系发育过程中形成的,由先天遗传而来,防卫任何外界异物对机体的侵入而不需要特殊的刺激或诱导。主要包括生理屏障、细胞因素和体液因素。

特异性免疫:机体在生命过程中接受抗原性异物刺激,如微生物感染或接种疫苗后产生的,又称获得性免疫。

完全抗原:具有免疫原性和反应原性的抗原。

半抗原:仅有反应原性而无免疫原性的抗原。

免疫原性:抗原在体内激活免疫系统,使其产生抗体和特异效应细胞的特性。

免疫反应性:抗原能与相对应的免疫应答产物(抗体及致敏淋巴细胞)发生特异结合和反应的能

力。

抗原决定簇:指位于抗原表面可决定抗原特异性的特定化学基团。

抗原决定价:是指一个抗原分子上能与相应抗体发生特异性结合的抗原决定簇的总数。

抗体:机体在抗原物质刺激下所形成的一类能与抗原特异结合的血清活性成分称为抗体,又称免疫球蛋白。

补体:是存在于正常人和动物血清与组织液中的一组经活化后具有酶活性的蛋白质。

干扰素:是高等动物细胞在病毒或dsRNA等诱生剂的刺激下所产生的一种糖蛋白,具有广谱的抗病毒、影响细胞生长和分化、调节免疫功能等多种生物活性。

生物制品:是指应用普通的或以基因工程、细胞工程、蛋白质工程、发酵工程等生物技术获得的微生物、细胞及各种动物和人源的组织和液体等生物材料制备的,用于人类疾病预防、治疗和诊断的药品。

疫苗:是将病原微生物(如细菌、立克次氏体、病毒等)及其代谢产物经人工减毒、灭活或利用基因工程等方法制成的用于预防传染病的人工自动免疫制剂。

第十一章:微生物分类

1微生物的分类单元有哪些?基本分类单元是什么?

答:微生物的主要分类单位,依次为界、门、纲、目、科、属、种。其中种是最基本的分类单位。

2 什么是学名?举例说明什么是双名法。

答:学名是按照有关微生物分类的国际委员会拟定的法则命名的,有属名和种名构成。双名法是在学名后附上首次命名者的名字和命名的年份。如金黄色普通球菌 Staphylococcus aureus Rosenbach 1884

3 微生物分类的依据主要有哪些?

答:1.形态特征:个体形态特征、群体形态特征

2.生理生化特征:对营养或生长基质的要求、生理生化反应、抗逆性

3.生态特征:氧气、温度、 ph 、盐度、与其他生物之间的相互关系

4.抗原特征

5.遗传特征

6.化学分类特征等

4 比较常规分类法、遗传分类法、化学分类法及数值分类法。

答:(一)、经典分类鉴定法

经典分类法是一百多年来进行微生物分类的传统方法。其特点是人为地选择几种形态生理生化特征进行分类,并在分类中将表型特征分为主、次。一般在科以上分类单位以形态特征、科以下分类单位以形态结合生理生化特征加以区分。最后,采用双歧法整理实验结果,排列一个个的分类单元,形成双歧检索表。如:

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(二)、数值分类法

又称阿德逊氏分类法。它的特点是根据较多的特征进行分类,一般为 50 ~60 个,多者可达 100 个以上,在分类上,每一个特性的地位都是均等重要。通常是以形态、生理生化特征,对环境的反应和忍受性以及生态特性为依据。最后,将所测菌株两两进行比较,并借用电子计算机计算出菌株间的总相似值,列出相似值矩阵。为便于观察,应将矩阵重新安排,使相似度高的菌株列在一起,然后将矩阵图转换成树状谱,再结合主观上的判断 ( 如划分类似程度大于 85 %者为同种,大于 65 %者为同属等 ) ,排列出—个个分类群。

数值分类法的优越性在于它是以分析大量分类特征为基础,对于类群的划分比较客观和稳定;而且促进对细菌类群的全面考查和观察,为细菌的分类鉴定积累大量资料。但在使用数值分类法对细菌菌株分群归类定种或定属时,还应做有关菌株的 DNA 碱基的 G + Cmol% 和 DNA 杂交,以进一步加以确证。如:

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(三)、化学分类法

微生物分类中,根据微生物细胞的特征性化学组分对微生物进行分类的方法称化学分类法。

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(四)、遗传学分类法

分子遗传学分类法是以微生物的遗传型 ( 基因型 ) 特征为依据,判断微生物问的亲缘关系,排列出一个个的分类群。目前较常使用的方法有:

1 、 DNA 中 G+C mol% 分析

2 、 DNA-DNA 杂交

3 、 DNA — rRNA 杂交

4 、 16S rRNA(16S rDNA) 寡核苷酸的序列分析

5 名词:分类单元、模式菌株、血清型、系统发育树

答:分类单元:指任何一个具体的分类群,可以是某一个种,也可以指某一个属等等。

模式菌株:按照命名法规的要求,当命名一个新种(或亚种)时,需要指定一个菌株作为这个种(或亚种)的命名模式,这个被指定的菌株称为模式菌株。

血清型:根据免疫学原理,抗原与其特异性抗体结合可形成免疫复合物,据此可以鉴定不同抗原。在微生物学上,可以用来鉴定同种类微生物的不同型别,通常可用血清学方法检测出来,谓之血清型。系统发育树:是生物信息学中描述不同生物之间的相关关系的方法。

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