《海水养殖动物病害学》第三章教学基本内容与要求“免疫学原理在疾病诊断和防治中的应用” 

《海水养殖动物病害学》第三章教学基本内容与要求

“免疫学原理在疾病诊断和防治中的应用”

第三章免疫学原理在疾病诊断和防治中的应用 1.本章教学时间:6学时

2.本章教学目的与要求:要求学生了解海水养殖动物免疫的基本概念、主要类型和特点,掌握特异性免疫和非特异性免疫及其影响因素,并利用所学的知识进行海水养殖动物疾病的免疫诊断、免疫预防和免疫治疗。

3.本章教学重点:海水养殖动物免疫的基本概念和主要类型、特异性免疫和非特异 性免疫对疾病发生的影响、免疫学方法在海水养殖动物疾病的诊断、预防和治疗中有哪些应用。

4.本章教学难点:不同海水养殖动物的免疫特点及其与疾病发生的关系、海水养殖 动物疾病的免疫检测技术、各种鱼用疫苗的制备方法与应用方法。

5.本章教学方法:由于该章的许多内容比较抽象,主要通过将人体免疫与海水养殖

动物的免疫进行对比讲解来提高学生对相关内容的理解,通过举例、提问和讨论等方式提高课堂教学效果。

6.本章教学手段:多媒体教学。ar

7.本章课程引入方法:为什么正常人可以抵抗大多数疾病而白血病患者因很小的感

染却发生死亡?(因为白血病患者免疫系统被破坏);水产养殖动物在什么情况下健康而什么情况下患病?(海水养殖动物在其免疫系统不足以抵抗病原感染或环境危害时患病) 8.本章参考文献

(1)Sakai M., 1999. Current research status of fish immunostimulants. Aquaculture, 172:63-92.

(2)Stolen, J.S., et al. Techniques in Fish Immunology. SOS Publications, NJ, 1990, 81- 86.

(3)Takahashi Y, Kondo M, Itami T, et al. Enhancement of disease resistance against penaeid acute viraemia and induction of virus-inactivating activity in oral

administration of Pantoea agglomerans lipopolysaccharide. Fish & Shellfish Immun, 2000, 10, 555-558.

(4)Simko E, et al. Influences of Aeromonas salmonicida lipopoly-saccharide,

prednisolone and water temperature on plasma protein composition in salmonids. J Fish Dis, 1999, 22, 91-100.

(5)Ototake, M, et al. Prolonged immersion improves the effectiveness of dilute Vibrio vaccine for rainbow trout. Fish Pathol., 1999, 34(3):151-154.

(6)杨先乐, 陈远新. 鱼用疫苗的现状及其发展趋势. 水产学报, 1996, 20(2):159-167. (7)杨先乐. 鱼类免疫学研究进展. 水产学报, 1989, 13(3):271-284.

(8)陈昌福, 纪国良. 草鱼对鱼害粘球菌类脂多糖的免疫反应. 淡水渔业, 1989,(4):3-5.

(9)陈昌福,等. 不同方法提取的嗜水气单胞菌脂多糖对鳜免疫活性的比较. 华中农业大学学报, 1999, 18(5).469-471.

(10)周永灿, 潘金培. 贝类细胞和体液防疫机制研究进展. 水产学报, 1997,21(4):449-454. (11)周永灿, 等. 卵形鲳鲹致病嗜麦芽假单胞菌脂多糖疫苗的制备及其免疫效应研究.水产学

报, 2002, 26(2):143-148 9.习题和作业

(1)影响海产动植物疾病发生的主要因素有哪些? (2)宿主、病原体和环境间的相互关系如何? (3)病原体的来源与传播方式有哪些?

(4)病原对宿主有哪些危害作用?影响病原体致病的因素有哪些? (5)试述水产动物疾病的综合预防措施?

(6)讨论题:有一养殖户的鱼虾发生了疾病,欲请你去诊断,你将如何开展工作? (7)思考题:为什么说水产动物疾病的预防比治疗更重要? 10.教学过程与教学内容:

第一节海水鱼类及其他动物的免疫概念 一、水产动物免疫及其主要功能 1 . 水产动物免疫

1)免疫(Immunis Immune, Immunity):指生物机体识别自身和异己物质,对自身物质形成天然免疫耐受,对异己物质产生清除作用的一种生理反应.简单说,免疫是机体对病原产生抵抗力,使其免受感染的过程。

2)水产动物免疫学(Immunology):指研究水产养殖动物免疫系统的组织结构与生理功能的一门新兴学科。

2. 抗原与抗体的概念

1) 抗原:凡是能够刺激机体产生抗体和致敏淋巴细胞,并能与之结合引起特异性免疫反应的物质,称为抗原。

2) 抗体:机体免疫活性细胞受抗原刺激后,在体液中出现的由浆细胞产生的一类能与相应抗原发生特异性结合的球蛋白。 3. 免疫反应的功能

1) 免疫防御:为机体清除异己物质的一种免疫保护功能。

2) 免疫稳定:机体免疫系统维持内环境相对稳定的一种生理功能。

3) 免疫监督:机体免疫系统识别、清除体内突变、畸形的细胞和病毒感染细胞的一种生理保护作用。 (一)免疫器官 1、中枢免疫器官

1)骨髓(Bone marrow)样组织: 2)胸腺(Thymus): 2、外周免疫器官

外周淋巴器官为捕捉抗原、加工处理抗原和呈递抗原的结构基础。 1)脾(Spleen): A. 人类

1) 脾的结构和细胞组成:白髓、红髓、边缘区 2) 脾的功能:

B. 鱼类脾的结构与功能 1) 鱼类脾的结构:

2)粘膜淋巴组织(Mucosa Associated Lymphatic Tissue, MALT): (二)免疫细胞

免疫细胞:泛指所有参与免疫应答或与免疫应答有关的细胞及其前体细胞。r 1. T 淋巴细胞:

2. B 淋巴细胞: 3. NK细胞

4. 单核吞噬细胞 5. 其他免疫细胞 (三)免疫因子

免疫因子:由机体细胞产生,与免疫应答有关的、分泌到体液中或存在于细胞膜表面的分子统称为免疫因子。包括抗体、补体系统各成分、细胞因子及免疫细胞膜分子等。细胞因子(Cytokines) :由免疫细胞和某些非免疫细胞(如纤维母细胞、内皮细胞等)合成和分泌的,具有调节多种细胞生理功能的可溶性小分子蛋白质。 三、免疫的主要类型

1. 天然免疫:指机体先天具有的正常生理防御功能,对各种不同的病原微生物与异物都有排斥和屏障作用,也称非特异性免疫。

2. 获得性免疫:指机体对某一种或一类微生物或其产物所产生的特异性抵抗力,它是后天的,是生物体在生长发育过程中由于自然感染或预防接种后产生的。也称特异性免疫 1) 自动免疫: 2) 被动免疫:

3) 自动免疫和被动免疫的区别: 四、水产动物免疫的特点

1. 水产动物病原与人类疾病关系不大,不易引起重视; 2. 水产动物免疫机制依赖于外界环境变化较为明显;

3. 水产动物抗体与人等高等生物的已知抗体不同,其疾病的免疫学防治方法尚在探索中; 4. 水产动物是变温动物,其免疫学研究必须在同一条件下进行 五、水产动物免疫在病害防治中的意义

1. 通过人工免疫或对病后有免疫力个体筛选,培育免疫新品种(SPR); 2. 通过人工免疫,可有效预防流行病的发生;

3. 免疫防治可有效避免药物残留及化学药物对水体的污染; 4. 免疫防治可避免长期使用抗生素等而产生的耐药性; 5. 疫苗防治可维持较长的药效时间。 第二节水产养殖动物的非特异性免疫 一、鱼虾贝类的非特异性免疫 1.外部屏障 2. 体内屏障

3.非特异性免疫细胞:吞噬细胞、非特异性细胞毒细胞

4. 非特异性体液因子:补体、干扰素、溶菌酶、C反应性蛋白、备解素 二、影响非特异性免疫的因素 1.环境因素 2. 营养因素

3. 个体差异和年龄影响 第三节特异性免疫 一、抗原(Antigen, Ag) 1. 抗原的概念

1)抗原是一种能够刺激机体免疫系统使之发生特异性免疫应答,并能与相应免疫应答产物或效应体细胞在体外或体内发生特异性结合的物质。 2) 抗原的两种性能:免疫原性、免疫反应性

3) 抗原的主要种类:完全抗原、不完全抗原

4) 特殊抗原:变应原(allergen)、耐受原(tolerangen) 2. 抗原的特性 1) 特异性: 2) 异物性:

3) 大分子胶体性: 4) 结构复杂性: 5) 完整性:

3. 决定抗原免疫原性的因素 1) 分子大小:

2) 化学结构与组成: 3) 异物性: 4) 免疫途径: 5) 机体应答性:

4. 抗原的特异性与交叉反应

1) 抗原决定簇(antigenic determinant): 2) 抗原决定簇的种类与组成

3) 抗原决定簇对抗原特异性的影响 4) 共同抗原与交叉反应 5. 抗原的分类

1)根据抗原的来源及与机体的亲缘关系分类:异种抗原、同种异体抗原、自身抗原

B. 根据抗原激活B细胞是否依赖T细胞辅助来分类:胸腺依赖性抗原、胸腺非依赖性抗原 C. 抗原的其它分类方法:

6. 细菌抗原:表面抗原、菌体抗原、鞭毛抗原、菌毛抗原、外毒素和类毒素 a.:包括荚膜抗原和微荚膜抗原; 7. 佐剂(adjuvant)

1) 定义:指与抗原同时或预先注入机体后,能够非特异性地增强机体对抗原的免疫应答能力的物质。

2) 种类:无机佐剂、有机佐剂、合成佐剂、油剂

3) 弗氏佐剂:由矿物油(石蜡油)、乳化剂(羊毛脂或吐温80)和杀死的分支杆菌(如结核杆菌)等组成的佐剂。 4) 作用: 5) 作用机制:

6) 使用方法:预先使用或与抗原同时使用 二、免疫球蛋白(Immunoglobulin, Ig) 1. 免疫球蛋白与抗体的基本概念 (1)免疫球蛋白:

(2) 膜表面免疫球蛋白(Surface membrane immunoglobulin, SmIg):

(3)抗体(Antibody, Ab):机体免疫细胞被抗原激活后,由分化成熟的终末B细(浆细胞)所合成与分泌的一类能与相应抗原特异性结合的具有免疫功能的球蛋白。 2. 作为抗体必须具备的条件:

1) 只有脊椎动物的浆细胞才能产生; 2) 必须有抗原刺激;

3) 能与相应抗原产生特异性结合;

4) 其化学本质是一种具免疫功能的球蛋白。 3. Ig的化学结构

4. 不同动物中Ig的类型

1) 哺乳类:a. 人、鼠:IgG, IgA, IgM, IgD, IgE; b. 兔: IgG, IgA, IgM;

c. 其他:IgG, IgA, IgM, IgE; 2) 鸟类: IgG, IgA, IgM; 3) 两栖类: IgG, IgM; 4) 鱼类: IgM;

5) 无脊椎动物:无Ig 5. 各种Ig的特性与功能 第四节免疫学方法及其应用 一、基本概念

1. 血清学反应:抗原与相应抗体在体外发生的特异性结合反应; 2. 免疫学反应:抗原与相应抗体在体内发生的特异性结合反应;

3. 抗原抗体反应:抗原与相应抗体在体外或体内发生的特异性结合反应; 4. 免疫诊断学:用体液免疫和细胞免疫的方法来诊断有关疾病的科学。 二、血清学反应的特点 1. 特异性与交叉性: 2.表面性与可逆性: 3. 定比性: 4. 阶段性: 5. 高度敏感性 6. 条件依赖性

三、主要的抗原抗体反应 1. 凝集反应( Agglutination)

(1)直接凝集反应(direct agglutination) :

(2) 间接凝集反应(indirect or passive agglutination) : 2. 沉淀反应(precipitation) 3. 补体结合试验 4. 中和反应

四、现代免疫标记技术(immunolabelling technique) 1. 免疫荧光技术(immunofluorecence technique)

2. 免疫酶技术(immunoenzymatic technique) or 酶免疫测定 3. 放射免疫测定技术 (Radioimmunoassay, RIA) 4. 荧光和化学发光免疫技术 5. 免疫电镜技术

第五节免疫学原理在鱼虾病害防治中的应用 一、用于疾病的诊断(免疫诊断方法有二类) 1. 用已知抗原诊断病原: 2.用已知抗体诊断病原: 二、用于疾病的治疗

利用被动免疫,即给患病动物接种抗体进行应急治疗。 三、用于疾病的预防

●水产动物免疫最重要的应用方向为研制疫苗进行疾病的预防

●在水产养殖动物中,由于只有鱼类、两栖类和爬行类等脊椎动物才能在接种抗 原后产生抗体,目前因此也认为只有这些动物才能用免疫学方法进行疾病的预防。 (一)鱼用疫苗的种类

A. 根据疫苗的获得方法来分: 1. 死疫苗(灭活疫苗):

2. 活疫苗:包括弱毒疫苗和异种疫苗

3. 化学疫苗:以化学方法提取病菌有效成分(如LPS)制成 4. 亚单位疫苗: 5. 基因工程疫苗: 6. 合成疫苗:

B. 根据疫苗的性质和组成成分来分:单价疫苗、多价疫苗、联苗(混合疫苗) C. 根据抗原类别来分:病毒疫苗、细菌疫苗、寄生虫疫苗 (二)鱼用疫苗的接种方法

1. 注射法:将疫苗直接注射到肌肉、腹腔或心脏的免疫接种方法。 2. 口服法:将疫苗通过投喂的方法接种到鱼类机体

3. 浸泡法:将鱼类浸泡于疫苗溶液中以达到免疫接种目的

4. 喷雾法:将疫苗以高压喷射到接种生物体表以进行免疫的方法。 5. 其他方法:如超声免疫法等。 (三)几种常见鱼类疫苗的制备方法 1. 病毒性疫苗(组织苗)的制备方法 2. 细菌灭活疫苗的制备方法

3. 脂多糖(LPS)疫苗的制备(主要针对G-) (四)鱼类免疫应答的过程

1. 硬骨鱼类参与免疫应答的细胞和器官

1) 参与免疫反应的细胞:巨噬细胞、淋巴细胞、浆细胞 2) 参与免疫反应的器官:胸腺、肾(主要为头肾)、脾等。 2. 鱼类免疫应答的基本过程 3. 影响鱼类免疫应答的因素 1) 抗原方面的因素: 2) 接种生物的因素: 3) 环境因素: 4) 佐剂的影响:

(五)鱼类免疫效果的检测方法

1. 免疫保护效果检测:接种疫苗→(2-4周)致病菌攻毒→(10-20d)成活率

2. 免疫抗体效价检测:接种疫苗→(2-4周)取血→(1000rpm, 5min)上清液→微量血 凝板倍稀,加入抗原(疫苗) → (37℃反应2h后4℃孵育过夜 ) 结果