食品免疫学第一章 绪论
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31
琴纳发明牛痘苗（一种与天花病毒有交叉抗原的疫苗） 1796年5月17日接种获得成功
2. 科学免疫学时代
• 病原菌的发现推动了疫苗的研制。 • 抗体的发现推动体液免疫学的研究。 • 免疫耐受的发现，认识到经免疫应
答及免疫耐受的两种不同效应，免 疫系统执行协调统一的生理功能。 • Burnet的克隆选择学说及细胞免疫 学的发展。 • 单克隆抗体（monoclonal Ab)技术 的建立，使制备抗体的技术从机体 水平跨越到细胞水平。
10
免疫学 （Immunology）是研究机体 （植物和动物）免疫系统的组成和结构， 并在免疫应答时所发生的过程、效应机 制和生物学功能，及其诊断、治疗和预 防的一门科学。
食品免疫学是指利用免疫学的基本原 理，使人们能够更好地利用食品中天然存 在或人工加入的有益成分，增强机体免疫 力，防止或检测食品中的有害成分，保护 机体不发生感染、中毒和过敏反应的一门 综合性新兴交叉学科
Behring于1891年应用来自动物 的血清成功治疗了一名白喉患者，是 第一个被动免疫治疗的病例。
为此，他于1902年获得诺贝尔医学 奖。
被动免 疫时代
免疫耐受的发现
1960年，梅达瓦获得了诺贝 尔奖。
免疫应答机制的研究
克隆选择学说
3. 现代免疫学时期的重要进展：
B细胞及T细胞抗原识别受体多样性产生的 机制；
思考题
1．什么是免疫?什么是免疫学? 2．怎样通过感染和免疫现象认知免疫的主要
特点和功能? 3．什么是免疫应答? 特异性免疫应答有什么
特点？ 4．食品质量安全专业学生学习免疫学的意义
是什么?
免疫系统功能的生理和病理表现
功能名称
免疫防御
生理功能
清除病原微生物及 其它抗原性异物
免疫自稳 清除损伤或衰老细胞
病理表现
超敏反应（强） 免疫缺陷病（弱）
自身免疫性疾病
免疫监视
清除突变或畸变细胞， 防止肿瘤发生，杀伤 病毒感染细胞
肿瘤或病毒持续 性感染
免疫系统如何 识别与排斥异己？
三、 免疫应答（Immune response）的类型和特点
Effector T cells or B cells --Ab
固有免疫应答和适应性免疫应答之间的相互关系
四、免疫学发展简史
1. 经验免疫学时期 2. 科学免疫学时期 3. 现代免疫学时期
1.经验免疫学时期
•天花及其预防
Day 3
Day 7
29
中国人发明减毒天花疫苗
1796年，英国乡村医生Edward Jenner创造了 接种牛痘技术，可以预防天花，
主要内容
二、Basic Functions of Immune System
免 疫 系 统 的 组 成
免疫器官与组织的主要功能
中枢
骨髓 产生多能造血干细胞 B细胞分化成熟 胸腺 T细胞分化成熟
免疫细胞发生、分化、发育、成熟的场所
外周
淋巴结 脾
过滤淋巴液、浓缩抗原 过滤血液、浓缩抗原
粘膜伴随淋巴组织 散在 集结 扁桃体、阑尾
时相
固有免疫
固有性（先天性） 无需抗原激发
针对范围广泛， 无抗原特异性. 早期，快速 数分钟—4天
适应性免疫
获得性免疫 需抗原激发
针对某种异物， 有抗原特异性.
缓慢 4—5天后
识别受体 免疫记忆 组成
模式识别受体
特异性抗原识别受体
无
屏障结构，补体， 炎症因子，固有免疫细胞
有
T细胞 B细胞
23
特异性免疫应答的基本过程
免疫分支学科
免疫生理学、免疫药理学、免疫病理 学、免疫遗传学、分子免疫学、免疫生物 学技术、分子免疫学、行为免疫学、环境 免疫学、预防免疫学、食品免疫学等
第一章 绪 论
一、免疫的基本概念 二、免疫的基本功能 三、免疫应答的类型和特点 四、免疫学发展简史 五、免疫学在食品科学中的地位和作用
wk.baidu.com
一、Basic Concept of Immunity
组成
识别方式 效应能力
固有免疫
innate immunity
屏障 吞噬细胞、NK 体液抗菌分子
受体 配体
非特异性、先天具有、无免疫记忆
适应性免疫
adaptive immunity
T 淋巴细胞 B 淋巴细胞
抗原受体 抗原受体
固有
克隆增殖 后形成
特异、获得、记忆
两种类型免疫的比较
获得方式
针对异物 作用发挥
活化信号转导通路； 细胞程序性死亡途径； 认识了造血干细胞与免疫细胞的发育过程。
1.抗原识别受体多样性的产生
2.信号转导途径的发现
3.细胞程序性死亡途径的发现
4.造血与免疫细胞的发育
五、免疫学在食品科学中的地位和作用
食品免疫学主要研究： 机体免疫系统对抗原的应答（食品过
敏原）， 食品营养与免疫（食源保健品）， 免疫检测（营养要素、代谢产物、污
检测的灵敏度(最小检出值)可达纳克(ng，10-9g) 至皮克(pg，10-l2g)，由于单克隆抗体的应用，其 灵敏度已向着飞克(fg，10-15g)级发展。
• ELISA----间接法
1. 免疫学在保健食品中的应用
目前我国经审批的保健食品约有2000种左右， 分属于调节血脂、调节血压、免疫调节、抗氧化 等22项，其中免疫调节的保健食品有400余种， 约占整个保健食品的1／4，可见其比例之高。
推动现代生命科学前进的三架马车
• 细胞生物学（Cell Biology） • 分子生物学（Molecular Biology） • 免疫学（Immunology）
从诺贝尔获奖情况看
从1901年首次颁发医学和生理学奖至2008 年为止，该奖共颁发100次，而免疫学、与 免疫学密切相关及微生物学的成果就占了 28项为获奖次数的28%，为其他任何单一 学科所不能比拟的——说明了免疫学、微 生物学及其成就的重要性。
法国人路易斯.巴斯德 （Louis Pasteur）首先通 过提高培养温度成功制备 了炭疽杆菌减毒疫苗；通 过绵羊脑多次传代制备成 功人工减毒狂犬病疫苗， 开创传染性疾病人工自动 免疫时代。
Louis Pasteur 1822-1895, France
路易斯.巴斯德
抗体的发现
德国学者Behring和日本学者北 里于1890年在Koch研究所应用白喉外 毒素给动物免疫，发现在其血清中有 一种能中和外毒素的物质，称为抗毒 素。将这种免疫血清转移给正常动物 也有中和外毒素的作用。
在感染性疾病诊断方面，既可用以直接检出 病料中的抗原，也可用以检测相应的抗体。
对食品安全中一些非微生物性的有害因子(如 农药残留、兽药残留、抗生素残留、重金属残留、 有毒化学物质)也可通过检测技术
它们是半抗原类物质，需要与载体偶联成完全 抗原，再行抗原—抗体检测。
这种检测除了特异敏感外，不需要高精度仪器 设备，容易在一般实验室推广应用。
是成熟T、B细胞定居以及免疫应答发生的部位
免疫的基本功能
1.免疫防御（Immunologic defence)： 是机体针对外来病原体的抗感染功能。 正常时可防御病原体的感染； 防御功能过强可产生超敏反应，过弱则表现为
免疫缺陷。
2.免疫自稳(immunologic homeostasis)
是免疫系统维持机体内环境相对稳定的生理功能。 正常：可及时清除体内损伤、衰老、变性的血细胞
但保健食品的免疫调节机理少有突破性进展， 因此在研究和发展保健食品时对功能因子增强免 疫机理的研究是提升保健食品的有效手段，与保 健食品产业化密不可分。
2. 免疫学在食品安全上的应用
食品安全涉及到人类的切身利益。而免疫学 是一门实用性很强的科学，在食品安全上主要应 用于各类感染性疾病和食物中毒的诊断，预防和 治疗。
• 免疫： immune 来自拉丁语 immunitas（免税，免病） 免患瘟疫，免患疫病 “疫”:民皆病之谓疫 = 流行性传染病 immunity：免疫性，免疫力
•传统“免疫”概 念
机体对病原体（细菌，病毒）及其有害产物（毒 素）的侵入所引起的发病，具有抵抗力。
8
Antigen
Immune System
染物） 等方面内容
我国食品安全快速检测技术的发展方向:
• 对食品安全的关键技术攻关，研究开发当前 急需的食源性危害快速检测、监测、控制及 评价技术。
• 食品中有害化学物质快速检测方法 • 农药残留物和化肥污染物快速检测方法
免疫学检测技术迅猛发展，放射免疫分析、生物 素—亲和素系统标记技术、酶联免疫吸附测定等 技术相继问世，它们具有特异性强、灵敏度高等 优点，且操作简便，便于标准化和商品化。
Results
Measles Virus 辨认、清除
pollen
辨认、清除
免病（免疫生理） 致病（免疫病理）
现代“免疫”概念
• 机体免疫系统识别（区分）自身成分（自我， self）和异己物质（非我，non-self），产生一系列 特定的应答过程，最后排除异物，对自身组织形成 耐受，以维持内环境稳定的一种生理功能。
和抗原－抗体复合物，而对自身成份保持免 疫耐受； 异常：可发生生理功能紊乱、自身免疫病等。
例如：系统性红斑狼疮、口眼干燥综合征、类风湿性关节炎
3.免疫监视(immunologic surveillance)：
是机体免疫系统识别、清除体内突变、畸变 细胞以及被病毒感染细胞的生理性保护作用。 丧失：机体突变细胞失控，可能导致肿瘤发生或 出现病毒的持续感染。
俄国 德国 法国 比利时 美国 南非 瑞士 澳大利亚 英国 美国 美国 英国 丹麦 日本 美国 澳大利亚 瑞士
研究成 就
开创了应用白喉抗毒素治疗白喉患者 对结核病的研究具有诸多发现，结核杆菌，结核菌素及 其反应，Koch现象等 吞噬作用的理论研究 抗体产生的侧链学说 发现过敏反应 揭示了补体溶菌现象的原理 昭示人类红细胞血型 发现黄热病病毒并创建黄热病疫苗 发明了抗组织胺药物 发现获得性免疫耐受 阐明抗体的化学结构 开创多肽激素放射免疫分析技术 发现主要组织相容性复合体(MHC) 创建单克隆抗体生产技术 独特型－抗独特型的级联网络 对Ig基因研究并阐明抗体多样性 提出移植免疫学 提出细胞介导免疫应答的特异性 MHC限制性
食品免疫学
主要参考书
• 宋宏新 主编 食品免疫学 北京: 中国轻工业出版社, 2013.
• 胥传来主编 食品免疫学 北京: 化学工业出版社， 2007.
• 范元景主编 食品免疫学 合肥: 合肥工业大学出版 社, 2007.
• 葛海良, 张冬青 主编 免疫学技术 北京: 科学出版 社, 2009.
• 张伟, 袁耀武 主编 现代食品微生物检测技术 北京： 化学工业出版社 2007.
Charles Richet Jules Border Karl Landsteiner Max Theiler Daniel Bovet F. Macfarlane Burnet Rodney R. Porter Rosalyn R. Yalow Gorge Snell Cesar Milstein Niels K. Jerne Susumu Tonegava E. Donnall Thomas Peter C. Doherty Rolf M. Zinkernagel
抗原（决定簇）刺激机体 被抗原递呈细胞 特异性识别 淋巴细胞活化 分化为效应 细胞 发挥细胞免疫或体液免疫效应
视频演示
Site of infection
Infection
Innate immune response
Lymph node Adaptive immune response
proliferation differentiation
表1-1 20世纪获得诺贝尔奖的免疫学家
年代
1901 1905
学者姓名
Emil von Behring Robert Koch
国家
德国 德国
1908
1913 1919 1930 1951 1957 1960 1972 1977 1980 1984
1987 1991 1996
Elie Metchnikoff Paul Ehrlich
琴纳发明牛痘苗（一种与天花病毒有交叉抗原的疫苗） 1796年5月17日接种获得成功
2. 科学免疫学时代
• 病原菌的发现推动了疫苗的研制。 • 抗体的发现推动体液免疫学的研究。 • 免疫耐受的发现，认识到经免疫应
答及免疫耐受的两种不同效应，免 疫系统执行协调统一的生理功能。 • Burnet的克隆选择学说及细胞免疫 学的发展。 • 单克隆抗体（monoclonal Ab)技术 的建立，使制备抗体的技术从机体 水平跨越到细胞水平。
10
免疫学 （Immunology）是研究机体 （植物和动物）免疫系统的组成和结构， 并在免疫应答时所发生的过程、效应机 制和生物学功能，及其诊断、治疗和预 防的一门科学。
食品免疫学是指利用免疫学的基本原 理，使人们能够更好地利用食品中天然存 在或人工加入的有益成分，增强机体免疫 力，防止或检测食品中的有害成分，保护 机体不发生感染、中毒和过敏反应的一门 综合性新兴交叉学科
Behring于1891年应用来自动物 的血清成功治疗了一名白喉患者，是 第一个被动免疫治疗的病例。
为此，他于1902年获得诺贝尔医学 奖。
被动免 疫时代
免疫耐受的发现
1960年，梅达瓦获得了诺贝 尔奖。
免疫应答机制的研究
克隆选择学说
3. 现代免疫学时期的重要进展：
B细胞及T细胞抗原识别受体多样性产生的 机制；
思考题
1．什么是免疫?什么是免疫学? 2．怎样通过感染和免疫现象认知免疫的主要
特点和功能? 3．什么是免疫应答? 特异性免疫应答有什么
特点？ 4．食品质量安全专业学生学习免疫学的意义
是什么?
免疫系统功能的生理和病理表现
功能名称
免疫防御
生理功能
清除病原微生物及 其它抗原性异物
免疫自稳 清除损伤或衰老细胞
病理表现
超敏反应（强） 免疫缺陷病（弱）
自身免疫性疾病
免疫监视
清除突变或畸变细胞， 防止肿瘤发生，杀伤 病毒感染细胞
肿瘤或病毒持续 性感染
免疫系统如何 识别与排斥异己？
三、 免疫应答（Immune response）的类型和特点
Effector T cells or B cells --Ab
固有免疫应答和适应性免疫应答之间的相互关系
四、免疫学发展简史
1. 经验免疫学时期 2. 科学免疫学时期 3. 现代免疫学时期
1.经验免疫学时期
•天花及其预防
Day 3
Day 7
29
中国人发明减毒天花疫苗
1796年，英国乡村医生Edward Jenner创造了 接种牛痘技术，可以预防天花，
主要内容
二、Basic Functions of Immune System
免 疫 系 统 的 组 成
免疫器官与组织的主要功能
中枢
骨髓 产生多能造血干细胞 B细胞分化成熟 胸腺 T细胞分化成熟
免疫细胞发生、分化、发育、成熟的场所
外周
淋巴结 脾
过滤淋巴液、浓缩抗原 过滤血液、浓缩抗原
粘膜伴随淋巴组织 散在 集结 扁桃体、阑尾
时相
固有免疫
固有性（先天性） 无需抗原激发
针对范围广泛， 无抗原特异性. 早期，快速 数分钟—4天
适应性免疫
获得性免疫 需抗原激发
针对某种异物， 有抗原特异性.
缓慢 4—5天后
识别受体 免疫记忆 组成
模式识别受体
特异性抗原识别受体
无
屏障结构，补体， 炎症因子，固有免疫细胞
有
T细胞 B细胞
23
特异性免疫应答的基本过程
免疫分支学科
免疫生理学、免疫药理学、免疫病理 学、免疫遗传学、分子免疫学、免疫生物 学技术、分子免疫学、行为免疫学、环境 免疫学、预防免疫学、食品免疫学等
第一章 绪 论
一、免疫的基本概念 二、免疫的基本功能 三、免疫应答的类型和特点 四、免疫学发展简史 五、免疫学在食品科学中的地位和作用
wk.baidu.com
一、Basic Concept of Immunity
组成
识别方式 效应能力
固有免疫
innate immunity
屏障 吞噬细胞、NK 体液抗菌分子
受体 配体
非特异性、先天具有、无免疫记忆
适应性免疫
adaptive immunity
T 淋巴细胞 B 淋巴细胞
抗原受体 抗原受体
固有
克隆增殖 后形成
特异、获得、记忆
两种类型免疫的比较
获得方式
针对异物 作用发挥
活化信号转导通路； 细胞程序性死亡途径； 认识了造血干细胞与免疫细胞的发育过程。
1.抗原识别受体多样性的产生
2.信号转导途径的发现
3.细胞程序性死亡途径的发现
4.造血与免疫细胞的发育
五、免疫学在食品科学中的地位和作用
食品免疫学主要研究： 机体免疫系统对抗原的应答（食品过
敏原）， 食品营养与免疫（食源保健品）， 免疫检测（营养要素、代谢产物、污
检测的灵敏度(最小检出值)可达纳克(ng，10-9g) 至皮克(pg，10-l2g)，由于单克隆抗体的应用，其 灵敏度已向着飞克(fg，10-15g)级发展。
• ELISA----间接法
1. 免疫学在保健食品中的应用
目前我国经审批的保健食品约有2000种左右， 分属于调节血脂、调节血压、免疫调节、抗氧化 等22项，其中免疫调节的保健食品有400余种， 约占整个保健食品的1／4，可见其比例之高。
推动现代生命科学前进的三架马车
• 细胞生物学（Cell Biology） • 分子生物学（Molecular Biology） • 免疫学（Immunology）
从诺贝尔获奖情况看
从1901年首次颁发医学和生理学奖至2008 年为止，该奖共颁发100次，而免疫学、与 免疫学密切相关及微生物学的成果就占了 28项为获奖次数的28%，为其他任何单一 学科所不能比拟的——说明了免疫学、微 生物学及其成就的重要性。
法国人路易斯.巴斯德 （Louis Pasteur）首先通 过提高培养温度成功制备 了炭疽杆菌减毒疫苗；通 过绵羊脑多次传代制备成 功人工减毒狂犬病疫苗， 开创传染性疾病人工自动 免疫时代。
Louis Pasteur 1822-1895, France
路易斯.巴斯德
抗体的发现
德国学者Behring和日本学者北 里于1890年在Koch研究所应用白喉外 毒素给动物免疫，发现在其血清中有 一种能中和外毒素的物质，称为抗毒 素。将这种免疫血清转移给正常动物 也有中和外毒素的作用。
在感染性疾病诊断方面，既可用以直接检出 病料中的抗原，也可用以检测相应的抗体。
对食品安全中一些非微生物性的有害因子(如 农药残留、兽药残留、抗生素残留、重金属残留、 有毒化学物质)也可通过检测技术
它们是半抗原类物质，需要与载体偶联成完全 抗原，再行抗原—抗体检测。
这种检测除了特异敏感外，不需要高精度仪器 设备，容易在一般实验室推广应用。
是成熟T、B细胞定居以及免疫应答发生的部位
免疫的基本功能
1.免疫防御（Immunologic defence)： 是机体针对外来病原体的抗感染功能。 正常时可防御病原体的感染； 防御功能过强可产生超敏反应，过弱则表现为
免疫缺陷。
2.免疫自稳(immunologic homeostasis)
是免疫系统维持机体内环境相对稳定的生理功能。 正常：可及时清除体内损伤、衰老、变性的血细胞
但保健食品的免疫调节机理少有突破性进展， 因此在研究和发展保健食品时对功能因子增强免 疫机理的研究是提升保健食品的有效手段，与保 健食品产业化密不可分。
2. 免疫学在食品安全上的应用
食品安全涉及到人类的切身利益。而免疫学 是一门实用性很强的科学，在食品安全上主要应 用于各类感染性疾病和食物中毒的诊断，预防和 治疗。
• 免疫： immune 来自拉丁语 immunitas（免税，免病） 免患瘟疫，免患疫病 “疫”:民皆病之谓疫 = 流行性传染病 immunity：免疫性，免疫力
•传统“免疫”概 念
机体对病原体（细菌，病毒）及其有害产物（毒 素）的侵入所引起的发病，具有抵抗力。
8
Antigen
Immune System
染物） 等方面内容
我国食品安全快速检测技术的发展方向:
• 对食品安全的关键技术攻关，研究开发当前 急需的食源性危害快速检测、监测、控制及 评价技术。
• 食品中有害化学物质快速检测方法 • 农药残留物和化肥污染物快速检测方法
免疫学检测技术迅猛发展，放射免疫分析、生物 素—亲和素系统标记技术、酶联免疫吸附测定等 技术相继问世，它们具有特异性强、灵敏度高等 优点，且操作简便，便于标准化和商品化。
Results
Measles Virus 辨认、清除
pollen
辨认、清除
免病（免疫生理） 致病（免疫病理）
现代“免疫”概念
• 机体免疫系统识别（区分）自身成分（自我， self）和异己物质（非我，non-self），产生一系列 特定的应答过程，最后排除异物，对自身组织形成 耐受，以维持内环境稳定的一种生理功能。
和抗原－抗体复合物，而对自身成份保持免 疫耐受； 异常：可发生生理功能紊乱、自身免疫病等。
例如：系统性红斑狼疮、口眼干燥综合征、类风湿性关节炎
3.免疫监视(immunologic surveillance)：
是机体免疫系统识别、清除体内突变、畸变 细胞以及被病毒感染细胞的生理性保护作用。 丧失：机体突变细胞失控，可能导致肿瘤发生或 出现病毒的持续感染。
俄国 德国 法国 比利时 美国 南非 瑞士 澳大利亚 英国 美国 美国 英国 丹麦 日本 美国 澳大利亚 瑞士
研究成 就
开创了应用白喉抗毒素治疗白喉患者 对结核病的研究具有诸多发现，结核杆菌，结核菌素及 其反应，Koch现象等 吞噬作用的理论研究 抗体产生的侧链学说 发现过敏反应 揭示了补体溶菌现象的原理 昭示人类红细胞血型 发现黄热病病毒并创建黄热病疫苗 发明了抗组织胺药物 发现获得性免疫耐受 阐明抗体的化学结构 开创多肽激素放射免疫分析技术 发现主要组织相容性复合体(MHC) 创建单克隆抗体生产技术 独特型－抗独特型的级联网络 对Ig基因研究并阐明抗体多样性 提出移植免疫学 提出细胞介导免疫应答的特异性 MHC限制性
食品免疫学
主要参考书
• 宋宏新 主编 食品免疫学 北京: 中国轻工业出版社, 2013.
• 胥传来主编 食品免疫学 北京: 化学工业出版社， 2007.
• 范元景主编 食品免疫学 合肥: 合肥工业大学出版 社, 2007.
• 葛海良, 张冬青 主编 免疫学技术 北京: 科学出版 社, 2009.
• 张伟, 袁耀武 主编 现代食品微生物检测技术 北京： 化学工业出版社 2007.
Charles Richet Jules Border Karl Landsteiner Max Theiler Daniel Bovet F. Macfarlane Burnet Rodney R. Porter Rosalyn R. Yalow Gorge Snell Cesar Milstein Niels K. Jerne Susumu Tonegava E. Donnall Thomas Peter C. Doherty Rolf M. Zinkernagel
抗原（决定簇）刺激机体 被抗原递呈细胞 特异性识别 淋巴细胞活化 分化为效应 细胞 发挥细胞免疫或体液免疫效应
视频演示
Site of infection
Infection
Innate immune response
Lymph node Adaptive immune response
proliferation differentiation
表1-1 20世纪获得诺贝尔奖的免疫学家
年代
1901 1905
学者姓名
Emil von Behring Robert Koch
国家
德国 德国
1908
1913 1919 1930 1951 1957 1960 1972 1977 1980 1984
1987 1991 1996
Elie Metchnikoff Paul Ehrlich