【正文】 水生生物傳染與免疫基礎(chǔ)［目的與要求］通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解傳染過(guò)程與免疫機(jī)理，免疫系統(tǒng)與病原微生物之間的相互關(guān)系，進(jìn)一步掌握基本概念、基本原理、基本規(guī)律和免疫防治方法。傳染與免疫是討論病原微生物與其宿主間的相互關(guān)系，它是水產(chǎn)微生物生態(tài)學(xué)中部分內(nèi)容的深化和發(fā)展。第一節(jié)水生生物的傳染一、傳染與傳染病寄生于生物（包括人）機(jī)體并能引起疾病的微生物稱為病原微生物或病原體（病原菌）。它包括的范圍很廣有細(xì)菌、放線菌、立克次氏體、病毒和支原體、衣原體、螺旋體及真菌等。傳染又稱為感染,是機(jī)體與病原體在一定條件下相互作用而引起的病理過(guò)程。由于病原微生物和機(jī)體都具生命力，當(dāng)病原微生物侵入機(jī)體后，雙方作用的結(jié)果決定了傳染病是否發(fā)生，此外社會(huì)因素和自然因素對(duì)這一過(guò)程也有很大的影響。如果寄生物長(zhǎng)期保持著潛伏狀態(tài)或亞臨床的感染狀態(tài)，則傳染病就不發(fā)生；相反，如果環(huán)境條件有利于寄生物的大量繁殖，隨之產(chǎn)生大量的酶和毒素來(lái)?yè)p害宿主，并表現(xiàn)為臨床癥狀則宿主就患了傳染病。這種由有生命力的病原體引起的疾病就稱為傳染病。二、決定傳染結(jié)局的三個(gè)因素病原體、宿主和環(huán)境是決定傳染結(jié)局的三個(gè)因素。(一)病原體傳染能否發(fā)生，取決于病原體的毒力、侵入數(shù)量和侵入途徑。又稱致病力，是指病原體致病能力的強(qiáng)弱。對(duì)細(xì)菌性病原菌來(lái)說(shuō)，其毒力就是菌體在宿主體表的吸附，向體內(nèi)侵入，在體內(nèi)定居、生長(zhǎng)和繁殖，向周圍的擴(kuò)散蔓延，對(duì)宿主防御機(jī)能的抵抗，以及產(chǎn)生損害宿主的毒素等一系列能力的總和。由于不同細(xì)菌在結(jié)構(gòu)、代謝類型、代謝產(chǎn)物以及生長(zhǎng)繁殖所需的條件等方面的不同，它們的毒力也差異很大?，F(xiàn)把構(gòu)成毒力的諸因素歸結(jié)為侵襲力和毒素兩方面來(lái)討論。(1)毒素細(xì)菌毒素按其來(lái)源、性質(zhì)和作用不同分為外毒素與內(nèi)毒素兩大類。①外毒素細(xì)菌在生長(zhǎng)過(guò)程中合成并分泌至周圍環(huán)境中的毒素稱為外毒素，如白喉毒素、破傷風(fēng)痙攣毒素、霍亂毒素等，若干外毒素及作用見表71。產(chǎn)生外毒素的細(xì)菌主要是革蘭氏陽(yáng)性菌，如白喉?xiàng)U菌、破傷風(fēng)桿菌、肉毒桿菌等；也有少數(shù)為革蘭氏陰性菌，如痢疾志賀氏菌、霍亂弧菌等。外毒素是細(xì)菌的代謝產(chǎn)物，其化學(xué)組成為蛋白質(zhì)，可作用于特定的組織器官，其毒性比較強(qiáng)，小劑量即能使易感動(dòng)物致死。毒性最強(qiáng)的純化肉毒梭菌毒素1毫克就可殺死兩千萬(wàn)只小白鼠。表71幾種主要的外毒素及其作用(周德慶,2000年)細(xì)菌名稱外毒素種類作用白喉棒桿菌破傷風(fēng)梭菌肉毒梭菌產(chǎn)氣莢膜梭菌艱難梭菌霍亂弧菌產(chǎn)腸毒素大腸桿菌炭疽桿菌蠟狀芽孢桿菌銅綠假單胞菌痢疾志賀氏菌l型百日咳博德特氏菌鼠疫耶爾森氏菌金黃色葡萄球菌溶血性鏈球菌鼠傷寒沙門氏菌白喉毒素破傷風(fēng)痙攣毒素肉毒毒素(6型)產(chǎn)氣莢膜梭菌毒素(10種)腸毒素．細(xì)胞毒毒素霍亂毒素產(chǎn)腸毒素大腸桿菌毒素(LT與ST)炭疽桿菌毒素腸毒素(2種)綠膿桿菌α外毒素志賀氏菌毒素百日咳毒素鼠疫毒素葡萄球菌腸毒素等紅疹毒素等鼠傷寒腸毒素抑制多種細(xì)胞的蛋白質(zhì)合成阻斷上下神經(jīng)元之間正常抑制性沖動(dòng)傳遞抑制運(yùn)動(dòng)神經(jīng)釋放乙酰膽堿α毒索即卵磷脂酶．對(duì)宿主有致死、皮膚壞死和溶血作用等壞死性腸毒素可引起偽膜性腸炎激活腺苷環(huán)化酶．促進(jìn)胞內(nèi)cAMP升高LT的作用同霍亂毒素．ST促使胞內(nèi)cGMP升高復(fù)合致死性水腫一種腸毒素致腹瀉，另一種引起惡心、嘔吐抑制宿主細(xì)胞的蛋白質(zhì)合成具有細(xì)胞毒和腸毒素作用，引起腹瀉和全身中毒引起皮膚壞死等作用于全身血管及淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞，使其壞死、出血作用于腹腔器官受體，刺激可沿迷走神經(jīng)傳至腦嘔吐中樞引起局部或全身性紅疹及發(fā)熱、頭痛、惡心、嘔吐等②內(nèi)毒素內(nèi)毒素是革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞壁脂多糖，因在活細(xì)菌中不分泌到體外，僅在細(xì)菌自溶或人工裂解后才釋放，故稱內(nèi)毒素。有關(guān)外毒索和內(nèi)毒素的特性比較見表72。表72外毒素與內(nèi)毒素的比較(周德慶,2000年)比較項(xiàng)目外毒素內(nèi)毒素產(chǎn)生菌化學(xué)成分釋放時(shí)間致病類型抗原性毒性制成類毒素?zé)岱€(wěn)定性存在狀態(tài)舉例革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌為主蛋白質(zhì)活菌隨時(shí)分泌不同外毒素不同完全抗原．抗原性強(qiáng)強(qiáng)能60一100℃半小時(shí)即破壞細(xì)胞外，游離態(tài)白喉毒素，破傷風(fēng)毒素，肉毒毒素，霍亂孤菌腸毒素．大腸桿菌腸毒素等革蘭氏陰性細(xì)菌脂多糖(LPs)死菌溶解后釋放不同病原菌的內(nèi)毒素作用基本相同不完全抗原，抗原性弱或無(wú)弱不能耐熱性強(qiáng)結(jié)合在細(xì)胞壁上沙門氏菌、大腸桿菌等革蘭氏陰性細(xì)菌所產(chǎn)生的內(nèi)毒素等細(xì)菌內(nèi)毒素檢測(cè)包括兩種方法，鱟試劑法（凝膠法）和光度測(cè)定法，后者包括濁度法和比色法。供試品檢測(cè)時(shí)，可使用其中任何一種方法進(jìn)行試驗(yàn)。當(dāng)測(cè)定結(jié)果有爭(zhēng)議的時(shí)候，除另有規(guī)定外，以鱟試劑法結(jié)果為準(zhǔn)。鱟試劑法的原理：鱟的血液中含有一種變形細(xì)胞，其裂解物可與細(xì)菌內(nèi)毒素發(fā)生特異性強(qiáng)、靈敏度高的凝膠化反應(yīng)，用以檢測(cè)微量的內(nèi)毒素。鱟試劑法的具體方法很多，有試管法、微量載片法以及靈敏度極高的產(chǎn)色底物法等多種。用鱟試劑法檢測(cè)內(nèi)毒素，具有靈敏、專一、準(zhǔn)確、簡(jiǎn)便和快速等優(yōu)點(diǎn)(見表73)，目前已廣泛用于臨床、制藥工業(yè)、藥品檢驗(yàn)等方面。過(guò)去用家免試驗(yàn)一般要23天才能獲得結(jié)果，而鱟試劑法只要1小時(shí)即可。表73鱟試劑法與其他測(cè)定內(nèi)毒素方法的比較(周德慶,2000年)方法敏感性(ng/m1)專一性準(zhǔn)確性簡(jiǎn)便性鱟試劑法(凝膠法)鱟試制法(產(chǎn)色底物法)放射免疫測(cè)定法家免試驗(yàn)法雞胚致死法Schwatzman法0．1～10．01l2≤10100優(yōu)優(yōu)優(yōu)良良中良優(yōu)優(yōu)良良中優(yōu)優(yōu)中中良良鱟試劑法實(shí)際應(yīng)用很多。如用于臨床檢驗(yàn)診斷，如腦脊液中內(nèi)毒素的檢出；注射用藥劑及其生產(chǎn)用水和材料的檢驗(yàn)；用于生物制品及血液制品的檢驗(yàn)；食品衛(wèi)生檢驗(yàn)等。③％甲醛進(jìn)行化學(xué)脫毒后仍保留著原有抗原性的生物制品。將其注射機(jī)體后，具有免疫功能。常用的類毒素有白喉類毒素、破傷風(fēng)類毒素和肉毒類毒素等。(2)侵襲力指病原菌突破宿主防線，能在宿主體內(nèi)定居、繁殖、擴(kuò)散的能力。構(gòu)成侵襲力的物質(zhì)主要有酶、莢膜及其他表面結(jié)構(gòu)物質(zhì)。①細(xì)菌的胞外酶本身無(wú)毒性，但在細(xì)菌感染的過(guò)程中有一定作用，常見種類如下。血漿凝固酶大多數(shù)致病性金黃色葡萄球菌能產(chǎn)生血漿凝固酶，能使血漿中的纖維蛋白原變?yōu)槔w維蛋白，導(dǎo)致血漿凝固，以保護(hù)病原菌不被吞噬或免受抗體等作用。鏈激酶也稱鏈球菌溶纖維蛋白酶，大多數(shù)引起感染的鏈球菌能產(chǎn)生鏈激酶。其作用是能激活溶纖維蛋白酶原或胞漿素原而使纖維蛋白凝塊溶解。因此，鏈球菌感染由于容易溶解感染局部的纖維蛋白屏障而促使細(xì)菌和毒素?cái)U(kuò)散。透明質(zhì)酸酶也稱為擴(kuò)散因子，可溶解機(jī)體結(jié)締組織中的透明質(zhì)酸，使結(jié)締組織疏松，通透性增加。如化膿性鏈球菌具有透明質(zhì)酸酶，可使病原菌在組織中擴(kuò)散，造成全身性感染。此外，產(chǎn)氣莢膜桿菌可產(chǎn)生膠原酶，使膠原蛋白分解，有利于病原菌在組織中擴(kuò)散。許多細(xì)菌有神經(jīng)氨酸酶，是一種粘液酶，能分解細(xì)胞表面的粘蛋白，使之易于感染。A族鏈球菌產(chǎn)生的脫氧核糖核酸酶，能分解膿液中的DNA，因此，該菌感染的膿液，稀薄而不粘稠。②莢膜與表面其他結(jié)構(gòu)物質(zhì)細(xì)菌的莢膜具有抵抗吞噬及體液中殺菌物質(zhì)的作用。肺炎球菌、A族和C族乙型鏈球菌、炭疽桿菌、鼠疫桿菌、肺炎桿菌及流行性感冒桿菌的莢膜是很重要的毒力因素。將無(wú)莢膜細(xì)菌注射到易感的動(dòng)物體內(nèi)，細(xì)菌易被吞噬而消除，有莢膜則引起病變，甚至死亡。某些細(xì)菌表面的其他結(jié)構(gòu)物質(zhì)如鏈球菌的微莢膜（透明質(zhì)酸莢膜）、M蛋白質(zhì)；某些革蘭氏陰性桿菌細(xì)胞壁外的酸性糖包膜如沙門氏桿菌的Vi抗原和數(shù)種大腸桿菌的K抗原等。不僅能阻止吞噬，并有抵抗體和補(bǔ)體的作用。此外粘附因子，如革蘭氏陰性菌的菌毛，革蘭氏陽(yáng)性菌的膜磷壁酸在細(xì)菌感染中起重要作用。，傷寒沙門氏菌引起傷寒癥須攝入幾億至十億個(gè)細(xì)菌；霍亂弧菌引起霍亂癥還要比它多許多倍；毒力完全的痢疾志賀氏菌只要7個(gè)菌即可致痢疾。，要完成對(duì)宿主的傳染并引起疾病，還必須有一個(gè)合適的侵入途徑。(1)呼吸道結(jié)核分枝桿菌、肺炎球菌、白喉棒桿菌、百日咳博德特氏菌以及若干呼吸道病毒等對(duì)呼吸道有特異親和力。(2）消化道傷寒沙門氏菌、痢疾志賀氏菌、霍亂弧菌、空腸彎曲菌以及若干引起食物中毒的病原菌和肝炎病毒等易侵入消化道。(3)皮膚傷口通過(guò)皮膚傷口侵入的病原菌有多種。經(jīng)淺部皮膚傷口侵入的有金黃色葡萄球菌；經(jīng)深部損傷而侵入的有破傷風(fēng)梭菌；立氏立克次氏體是通過(guò)蜱類叮咬而由皮膚侵入的；狂犬病毒則是瘋狗或其他動(dòng)物咬傷時(shí)從傷口帶入體內(nèi)的。(4)泌尿生殖道淋病奈瑟氏球菌和蒼白密螺旋體即“梅毒密螺旋體”等引起性病的病原菌通常是通過(guò)泌尿生殖道侵害人體的。近年來(lái)性病病原體的范圍有所擴(kuò)大，侵入途徑也相應(yīng)擴(kuò)大，故已把原來(lái)的“性病”改為“性傳播疾病”，尤其是70年代起出現(xiàn)的愛滋病(AIDS，其病原體應(yīng)稱作“人類免疫缺損病毒”即HIV)、生殖器念珠菌病、陰道棒桿菌病和嗜血桿菌性陰道炎等多種“第二代性病”，其危害甚大，應(yīng)注意防治。(5)多種途徑有些病原菌可通過(guò)多種途徑侵害其宿主，結(jié)核分枝桿菌和炭疽芽孢桿菌等可通過(guò)呼吸道、消化道和皮膚等多種途徑侵害宿主，并引起相應(yīng)部位或全身性的疾病。(二)宿主的免疫力同種生物的不同個(gè)體，當(dāng)它們與病原菌接觸后，有的患病，而有的卻安然無(wú)恙其原因是不同個(gè)體間免疫力的不同。所謂免疫是指機(jī)體識(shí)別和排除抗原性異物的一種保護(hù)性功能，也稱免疫力。在正常條件下，它對(duì)機(jī)體有利，在異常條件下，也可損害機(jī)體。(三)環(huán)境因素傳染的發(fā)生與發(fā)展除取決于上述病原體的毒力、數(shù)量、侵入途徑和宿主的免疫力外，還取決于對(duì)以上因素都有影響的環(huán)境因素。良好的環(huán)境因素有助于提高機(jī)體的免疫力，也有助于限制、消滅自然疫源和控制病原體的傳播，因而可防止傳染病的發(fā)生或流行。第二節(jié)非特異性免疫上世紀(jì)末，微生物學(xué)家就已認(rèn)識(shí)到人和動(dòng)物，在自然或人為條件下，被病原微生物或其毒素感染而引起疾病并獲得痊愈以后，如果下次又遇到同種的微生物或其毒素的侵襲，就可以免于再得同樣的病或得病的程度比過(guò)去或一般人要輕得多，這種對(duì)傳染病的抵抗力，就叫做免疫力或抗傳染免疫。有了這種能力就有了免疫功能，具體地說(shuō)免疫功能包括：①免疫防御；②免疫穩(wěn)定；③免疫監(jiān)視。機(jī)體的抗傳染能力，除了取決于年齡、營(yíng)養(yǎng)及狀態(tài)外，最重要的因素是機(jī)體的免疫力。免疫力分為兩大類，即非特異性免疫和特異性免疫（又稱獲得性免疫）。凡在生物進(jìn)化過(guò)程中形成的天生即有、相對(duì)穩(wěn)定、無(wú)特殊針對(duì)性的對(duì)病原微生物的天然抵抗力稱為非特異性免疫或先天免疫。非特異性免疫是機(jī)體在長(zhǎng)期的種系發(fā)育和進(jìn)化過(guò)程中逐漸建立起來(lái)的一系列天然防御功能。它的特點(diǎn)是：同一種的所有個(gè)體都具有,大多是機(jī)體的“常備”因素，因而能迅速發(fā)生防御作用；沒有專一性，對(duì)所有入侵的病原微生物均發(fā)生作用。對(duì)人和高等動(dòng)物來(lái)說(shuō)，非特異性免疫主要由宿主的生理屏障、細(xì)胞因素、體液因素以及炎癥反應(yīng)等組成。一、生理屏障（一）表面屏障皮膚與粘膜是宿主對(duì)付病原菌的“第一道防線”。它們對(duì)于病原微生物具有以下作用：機(jī)械的阻擋和排除作用、有局部抗菌作用和正常菌群的拮抗作用。（二）血腦屏障主要由軟腦膜、脈絡(luò)叢、腦血管及星狀膠質(zhì)細(xì)胞等組成。其組織學(xué)部位主要是腦毛細(xì)血管的內(nèi)皮細(xì)胞層，它具有細(xì)胞間連接緊密、胞飲作用微弱的特點(diǎn)，可阻擋病原體及其有毒產(chǎn)物從血流透入腦組織或腦脊液，從而保護(hù)了中樞神經(jīng)系統(tǒng)。嬰幼兒因其血腦屏障還未發(fā)育完善．故易患腦膜炎或流行性乙型腦炎等傳染病。（三）血胎屏障是由母體子宮內(nèi)膜的底蛻膜和胎兒的絨毛膜共同組成。當(dāng)它發(fā)育成熟(一般在妊娠3個(gè)月后)后，它不妨礙母子間的物質(zhì)交換，但具有防止母體內(nèi)的病原體進(jìn)入胎兒的功能。（四）共生菌群生物的體表及與外界相通的腔道中，都存在著不同種類和數(shù)量的微生物。這些微生物通過(guò)在表面部位與病原菌競(jìng)爭(zhēng)必要的營(yíng)養(yǎng)物或產(chǎn)生抑制物，從而抑制具有疾病潛能的微生物的生長(zhǎng)。二、細(xì)胞因素當(dāng)病原體一旦突破了上述“第一道防線”即屏障結(jié)構(gòu)后，就遇到了宿主的非特異性免疫系統(tǒng)即“第二道防線”?！暗诙婪谰€”主要指具有吞噬功能的吞噬細(xì)胞，其中白細(xì)胞的種類最多，擔(dān)任著各種免疫功能，因此被稱為機(jī)體的“白色衛(wèi)士”?，F(xiàn)把各類白細(xì)胞形態(tài)，各種白細(xì)胞的特點(diǎn)總結(jié)出來(lái)(見圖71，表74)。圖71各種白細(xì)胞的形態(tài)(周德慶,2000年)(a)嗜中性粒細(xì)胞(b)單核細(xì)胞(c)漿細(xì)胞(d)淋巴細(xì)胞表74白細(xì)胞的種類及其特點(diǎn)(周德慶,2000年)名稱形態(tài)存在部位功能來(lái)源含量(個(gè)/ml)多形核白細(xì)胞類嗜中性粒細(xì)胞嗜堿性粒細(xì)胞嗜酸性(伊紅)粒細(xì)胞裂片狀核裂片狀核，細(xì)胞質(zhì)中顆粒多裂片狀核，有橙色染色顆粒循環(huán)系統(tǒng)，少數(shù)在組織中循環(huán)系統(tǒng)循環(huán)系統(tǒng)吞噬釋放組胺與5一羥色胺控制炎癥反應(yīng)骨髓干細(xì)胞骨髓千細(xì)胞骨髓干細(xì)胞3000～675040～50100～300單核細(xì)胞類單核細(xì)胞巨噬細(xì)胞(游離態(tài)）組織細(xì)胞(固定在組織中)單核，富含細(xì)胞質(zhì)，顆粒少單核，富含細(xì)胞質(zhì)單核，富含細(xì)胞質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)全身各組織全身各組織吞噬，形成巨噬細(xì)胞吞噬，去除細(xì)胞殘片吞噬，去除細(xì)胞殘片骨髓干細(xì)胞單核細(xì)胞單核細(xì)胞150～l70淋巴細(xì)胞類淋巴細(xì)胞（B、T細(xì)胞)漿細(xì)胞單核，細(xì)胞質(zhì)少單核，卵形淋巴樣組織、脾、胸腺和循環(huán)系統(tǒng)淋巴樣組織參與免疫應(yīng)答合成抗體臺(tái)成抗體淋巴樣器官，骨髓干細(xì)胞B淋巴細(xì)胞B淋巴細(xì)胞1000～2700人類吞噬細(xì)胞包括小吞噬細(xì)胞和大吞噬細(xì)胞。前者主要指中性粒細(xì)胞，后者指單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞。當(dāng)微生物侵