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兽医免疫

[拼音]:shouyi mianyi

[外文]:veterinary immunology

动物机体识别自身和非自身物质的一系列复杂的生物学反应,具有保护机体完整 的作用。但在一定条件下,也会对机体有害。

免疫一词起源于拉丁语 immunitas,原意为免除公役,移用于医学,最初仅指免除某种传染病。至于人工免疫的实践则在千年之前已有记载。如唐代开元年间即有种人痘以预防天花的免疫方法;明代隆庆年间安徽太平县有专业者到各地为人种痘,种后发生之痘在江南一带称为“太平天花”。此法曾相继传至 、日本、土耳其和英、法、德、俄诸国。1796年英国人琴纳发明用接种牛痘苗的方法预防天花,人痘苗才渐被取代。 藏族人民用和缓型牛瘟毒血灌喂健康牦牛的免疫方法,称为“灌花”,也由来已久。

免疫可分为非特异 免疫和特异 免疫。非特异 免疫也称先天免疫,为种的特 ,由遗传决定。如猪瘟不会传给其他动物,人不感染牛瘟等。对异物的清除是通过溶菌酶、干扰素和吞噬细胞等的作用,免疫作用并不因接触外来异物而有所增强。一些无脊椎动物的保护 免疫多属此类。脊椎动物则以特异 免疫与非特异 免疫相联系。特异 免疫也称后天获得 免疫,只在外来异物侵入机体后才出现,并因与入侵异物的接触而增强。动物机体内的特异 免疫系统及其作用机理和在兽医实践上的应用可简述如下。

免疫系统

主要由中枢免疫器官和外周免疫器官以及各种免疫活 细胞组成,在机体内分布广泛,对抗原 异物具有识别并与其发生反应的高度能力;还能接受、传递、贮存和记忆与免疫有关的信息。免疫系统中如有任何环节失灵或失调,即可导致抵抗传染病力量的降低或丧失,或产生各种免疫疾病。

中枢免疫器官

包括骨髓、 腺和鸟类的法氏囊(又称腔上囊),或哺乳动物的类似组织,是免疫活 细胞的供应者,并控制机体免疫反应。其中骨髓是产生流动细胞的发源地,各种血细胞和淋巴细胞均由骨髓的干细胞分化而来。干细胞进入 腺后形成 T细胞( 腺依赖淋巴细胞),经血流迁至外周免疫器官的 腺依赖区,定居增殖,出入体液循环。受抗原 后,多数变成具有免疫效应的致敏淋巴细胞,参与细胞免疫反应;少数变成记忆细胞,贮存和传递抗原信息。寿命较长,能存活数月至数年不等。

干细胞在法氏囊或其类似组织中分化增殖而成 B细胞(非 腺依赖淋巴细胞),经血流移至外周免疫器官非 腺依赖区,定居增殖,不再或较少返回血液。受抗原 后,多数转化为浆细胞,少数转化为记忆细胞。浆细胞能产生抗体,发挥体液免疫作用。成熟的B细胞寿命仅数天至数周。此外还有 K细胞(杀伤淋巴细胞),有杀伤靶细胞的作用。

巨噬细胞由骨髓干细胞直接分化而成,能吞噬和杀灭病原体等异物及动物体自身衰老的细胞,识别和处理抗原,并将抗原信息传递给免疫活 细胞;还能释放淋巴细胞活化因子,激活免疫活 淋巴细胞,产生干扰素干扰病毒增殖。其他如中 粒细胞、嗜碱 粒细胞、嗜酸 粒细胞等,在有关免疫反应中都有一定作用。

外周免疫器官

是机体对抗原异物产生免疫应答的主要场所。主要包括:

(1)淋巴结。其中淋巴细胞的70%左右为T细胞,此外有B细胞、浆细胞以及网状细胞和巨噬细胞等。鸟类仅有发育不全的淋巴结,如盲肠扁桃体。水禽有一个颈 淋巴结和一对腰淋巴结。

(2)脾脏。在胚胎期与骨髓一样具有造血功能,以后成为全身很大的淋巴器官。脾的淋巴细胞约有33~36%为T细胞,50~60%为 B细胞,具有全身 防御作用。

(3)其他弥散的淋巴组织。包括扁桃体与散布在消化道、呼吸道及泌 道中的 淋巴结与孤立淋巴结,均有局部产生抗体和吞噬病原菌的作用。

免疫应答

机体免疫系统对抗原产生的特异 应答,可分为体液免疫应答和细胞免疫应答两类。抗原是能在机体内引起特异 应答产生免疫物质(如抗体、致敏淋巴细胞等),或能与相应免疫物质发生特异 结合的复杂有机物。抗原的前一种特 称为免疫原 ,后一种特 称为反应原 。兼具两方面特 的抗原称完全抗原;某些有特异结构的多糖、脂类及青霉素、磺胺等药物,仅有反应原 而无免疫原 的称半抗原。抗原对机体是异物,分子量在5000以上,并有决定抗原特异 的化学活 稳定基因,称抗原决定簇。一个大分子抗原表面往往有许多不同的抗原决定簇。每一决定簇各有其特异 ,可与抗体上的相应结合簇引起应答。常见的抗原(完全抗原)类型有细菌、病毒、外毒素(产生于细菌体外的有毒蛋白质)、异种动、植物的复杂蛋白质(如异种血清、吸入的花粉等)和血球抗原(其特异 决定不同的血型)等。

体液免疫应答

即抗原 机体产生抗体的免疫反应。其基本过程为:抗原进入机体后,被吞噬细胞降解成为抗原信息,传给辅助 T细胞,经其浓缩再传给具有特殊受体的 B细胞,使其增殖为浆母细胞,并转化为浆细胞。浆细胞能合成并分泌球蛋白,从而产生抗体。因此抗体即机体对抗原 产生的具有免疫活 的球蛋白,又称免疫球蛋白,常简写作Ig。有的水溶 抗原,可不经辅助T细胞介导,直接激发B细胞而产生抗体。抗体(Ig)的结构,是以二硫键连接的两对相同的多肽链,其中短的一对称轻链(L链),长的一对称重链(H链)。按重链结构的不同Ig可分为不同的种类。Ig还可用番木瓜酶水解为两个抗原结合片(简称Fab) 和一个可结晶片(简称Fc)。每一 Fab上有一个抗原结合簇,只能与相应的抗原结合,并根据它们各自的活 而呈现不同的反应,如补体结合反应、沉淀反应、凝集反应、组织致敏和穿透胎盘传递等。此外,结合簇还代表每种免疫球蛋白抗原的特异 ,即对异种动物有抗原 。已知的脊椎动物抗体主要有以下4类(人类多一类IgD):

(1)IgG。是哺乳动物最主要的血清免疫球蛋白(见图),主要在脾和淋巴结中合成,存在于体液中。母兔的IgG能通过胎盘给予胎儿,但猪、犬和猫的胎儿经胎盘获得的IgG仅为以后得自初乳的5%。 其他家畜系从初乳授给幼畜。禽类系从卵黄中授给。

(2)IgM。是抗原 后率先出现的抗体,主要在脾和淋巴结中合成,存在于 中。在低等脊椎动物如鲨鱼中,是体内 的抗体。多数动物(除家兔外)不能通过胎盘传递。

(3)IgA。主要由肠道和呼吸道的淋巴组织合成,存在于初乳、唾液和其他分泌液以及消化道、泌 道、呼吸道等的粘膜上。是粘膜局部免疫的体液防御因素。在分娩24小时内经初乳授予的IgA和IgM可使幼畜对败血症具有抵抗力。 以上3类抗体都具有抗菌、抗病毒以及中和毒素的作用。

(4)IgE。主要在肠道和呼吸道中合成。对同种细胞有强烈的亲嗜 ,故又称同种细胞亲嗜 抗体。特别容易附着于肥大细胞和嗜碱 粒细胞上。与相应抗原结合后,释放组织胺、5-羟 胺、徐缓激肽和过敏症迟缓反应物质(SRS-A)等,引起速发型过敏反应,有时称为过敏反应素或过敏反应抗体。

抗原初次进入机体后,通常菌体抗原经5~7天、病毒抗原略短、毒素抗原经2~3周方出现抗体。率先出现的抗体是IgM,维持数周至数月即消失。IgG出现稍迟,其浓度常于IgM将消失时达高峰,可维持数月至数年。IgA 出现最迟,常于IgG出现后的2周至1~2月才少量存在于血中,维持期较长。当机体再次接触同种抗原时,保存有原来抗原信息的记忆细胞迅速分化增殖,产生反应,称为再次反应,可用以制造抗体浓度很高的高度免疫血清。

细胞免疫应答

是致敏淋巴细胞与相应抗原作用后所引起的特异 免疫反应。 T细胞接受抗原 后分化增殖为致敏淋巴细胞。当该细胞再次接触相应抗原时,该细胞的产物淋巴因子即被释出,能单独或促进其他细胞共同发挥免疫作用。已知的淋巴因子有移动抑制因子、活化因子、超化因子和干扰素等近20种,均属蛋白质或肽类,其主要免疫效应为招引和激活吞噬细胞,加强吞噬作用,杀伤靶细胞的细胞毒 ,并可引起迟发型变态反应,增强细胞防御力,干扰病毒繁殖。

免疫 疾病

主要包括对机体有害的免疫反应和免疫缺陷症。

变态反应

又称过敏反应。即有些机体受某些抗原(变应原、过敏原) 后,产生抗体或致敏淋巴细胞,使机体处于致敏状态;当机体再次受同一抗原 ,即导致机能紊乱及组织损害的特殊免疫病理反应。引起变态反应的变应原有完全抗原如异种血清、异种组织粒、微生物、虫类、花粉等;半抗原如青霉素、磺胺等药物,以及不常接触的金属如镍、铍等。依反应机理的不同,分为4个类型:第Ⅰ型为过敏反应,如枯草热和哮喘;第Ⅱ型为细胞溶解反应,如阵发 血红蛋白 ;第Ⅲ类为免疫复合物反应,如肾小球炎。以上3类均属速发型,由抗体参与。第Ⅳ类为迟发型,由 T细胞参与,如结核菌素反应。

自身免疫 反应

系在某种条件下机体自身组织成为抗原而引起,由此而诱发的组织损伤或功能紊乱,称自身免疫 疾病。如犬全身 红斑狼疮,鸡神经 马立克氏病、水貂阿留申病、白来航鸡自发 甲状腺炎及马传染 贫血病等均属于此类疾病。其实质是机体的识别功能被破坏。原因有:自身组织细胞抗原 发生质的改变;某些组织与外来抗原有共同抗原成分(类属抗原);外来抗原与机体自身细胞结合;在异常情况下,被抑制的“禁忌细胞株”解除了抑制,产生大量针对自身组织的抗体等。

免疫缺陷症

系免疫系统的组织或细胞由于遗传缺陷或后天损伤,免疫功能发生障碍而造成的疾病。家畜常由抗淋巴细胞或骨髓病对免疫组织的损害而引起。继发 体液免疫缺陷常见于鸡法氏囊病、鸡内脏型马立克氏病和牛白血病。水貂阿留申病中浆细胞增多,可引起高球蛋白白血症、布鲁氏杆菌接种也可引起免疫球蛋白合成不全的体液免疫缺陷。约有 1%阿拉伯马驹因不能产生B、T细胞的遗传缺陷而致死。

免疫在兽医上的应用

主要用于传染病的诊断和预防。

免疫诊断

分为血清学诊断和变态反应诊断。

(1)血清学诊断。由于抗原 -抗体反应具有特异 ,从机体血清中测出某种特定抗体的存在,可说明该机体过去或现在患有某种疾病。反之,也可用已知的血清来鉴定未知的抗原,作出诊断。通常应用者有沉淀反应、凝集反应和补体结合反应等。用荧光抗体法、酶标抗体法和同位素标记法则反应更为迅速。此外,也可用已知病毒或毒素混合后,注射于易感动物,称中和试验,再根据发病与否作出诊断。

(2)变态反应诊断。应用已知变应原,检查机体是否存在被某种病原致敏过的免疫细胞 (T细胞)。如常用结核菌素对乳牛作皮内注射或点眼试验,用马鼻疽菌素对马作皮下注射或点眼试验,以及用布鲁氏杆菌水解素对羊作皮内注射试验等,观察被检动物有无迟发型变态反应而作出判断。

免疫预防

可分为主动免疫和被动免疫:

(1)主动免疫。系由机体本身接受抗原 ,产生特异 应答而建立的免疫。疫病恢复或隐 感染后获得免疫,称天然主动免疫;注射或口服 等途径获得的免疫,称人工主动免疫。自 100年前巴斯德首创鸡霍乱菌苗、炭疽菌苗、狂犬病 以来,许多人工主动免疫的兽用菌苗和 相继研究成功。“ ”一词原包括以各种病原体制成,用以预防疫病的生物药品。在 ,习惯上称用细菌制成的全苗为菌苗; 泛指用病毒、立克次氏体、原虫等所制的生物药品。菌苗与 均有死、活两大类。死苗系用适当药剂如福尔马林等在适当条件下进行灭活处理,而保存其保护 抗原,或加佐剂以增强其免疫力的菌(疫)苗。 常使用的死菌苗有各种厌氧梭菌苗、羊大肠杆菌苗、各种家畜巴斯德氏菌苗和羊链球菌苗等。活苗少数选自异种天然病原(如用于牛、羊的猪型布氏杆菌二号苗,和用于绵羊的山羊痘苗),绝大多数系经人工选育或诱变而成,或通过异种动物多次传代,使其丧失对本动物的致病力而保留其抗原 。如 培育的牛瘟 ,对于肃清全国牛瘟起过很大作用;猪瘟 、羊痘 和鸭瘟 也已证明安全有效。此外,活苗还可经理化因素处理培育而成。与死苗相比,活苗一般用量较小、免疫力较强、用费较低;但绝大多数必须冻干,否则易于失效,有些还易于散布病毒。死苗安全 和保存 较好,但用量大、费用高、不利运输。通过提取更为有效的亚单位,可以剔除无特异 、甚至有副作用的抗原,但因费用大、生产手续繁而尚未被大量采用。应用遗传工程技术,可望开创 制造的新里程。

(2)被动免疫。系输入外来抗体或致敏的 T细胞,使动物获得短时间的被动免疫力;或通过 的初乳和雏禽的卵黄,供给母源抗体以抵抗疾病。被动免疫维持时间短(2~4周),消失后动物仍可得病,因此,仍应进行主动免疫以强化其免疫力。此外,免疫血清可用于价值高的动物的某些初期传染病的治疗。

兽医免疫除主要应用于家畜传染病外,也日益渗透到其他方面,如利用高敏度放射免疫分析测定激素的精微含量变化,以诊断 疾病和判断妊娠;检查组织相容抗原,培育纯系实验用动物;预测育种效果和鉴定系谱以及测定基因组位点等。兽医免疫学现已成为比较医学的重要组成部分;同时,许多其他学科的进展也正在促进兽医免疫学的不断发展(见 感染免疫)。

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