二、影响实验动物免疫反应的因素
免疫反应是随着动物种的进化而复杂化、精密化和完善化的,不同品种和品系动物的免疫反应有很大差异,因此在免疫学研究中选择动物时要特别注意动物遗传因素的影响,还要注意动物的年龄因素、感染因素、营养因素、药物因素、母源因素、应激因素、免疫抑制剂等因素对动物免疫反应的影响。
(一)动物的遗传因素
根据研究表明小鼠、豚鼠、家兔等动物对特异性抗原的免疫反应受遗传控制。动物体内免疫反应的基因决定着动物对各种疾病的易感性,决定着自身免疫病和体液免疫反应。这种免疫反应的基因紧密连接在这些动物体内主要组织兼容系统上。如带等位基因H-2b的小鼠(如C57BL,C57L,129/J)比带有等位基因H-2K的小鼠(如C58,AKR,C3H)的抵抗力强,后者对小鼠白血病病毒和肿瘤病毒十分易感,又如SWR/J(H-2q)小鼠对淋巴细胞性脉络丛脑膜炎病毒(LCM)非常敏感,而C3H/J(H-2k)小鼠对该病毒有强大的抵抗力。这些例子说明由于遗传因素的影响,不同品系动物的免疫反应是有明显差异的。此外,不同种类动物的免疫反映也有差异,如研究第Ⅳ型变态反应(Arthus反应),家兔是一种好的实验动物,而豚鼠和大鼠不能采用。豚鼠通常产生少量的IgM。
脊椎动物免疫系统的发生与种系化密切有关(见图10-1、2和表10-1):原始脊椎动物的淋巴器官发育还不完善,如圆口类动物沿其消化道有散在的淋巴结和淋巴细胞,并出现了胸腺,随着进化有了原始的肾脏,在鱼类还出现了肝脏。这些器官和组织开始时也多分布在消化道附近,这是由于原始脊椎动物(圆口类)及鱼类摄食时吸进大量水,并通过鳃孔将水排出,因此咽头部最先遭受病原微生物的侵击,为此在消化道附近产生了相应的御体系。而到了高等脊椎动物,由于种系的进化,这些器官的分布就多样化了。但从高等动物胸腺个体发生来看,它也是从第三、第四咽囊腹侧上皮演化发育而来,说明这跟种系发生有关。
虽然圆口类动物就能产生IgM,但无控制B淋巴细胞分化发育的中枢器官,至两栖类开始出现较原始的类囊器官。而爬行类动物的类囊,位于消化道的末端。鸟类以外其他动物有类体液免疫完善的免疫系统。
因此,在免疫学研究中进行实验动物选择时,要特别注意遗传因素对免疫反应的影响,各种实验动物具有不同的免疫反应和免疫特点。下面再举个典型例子。实验动物补体系统各成分的缺陷因实验动物的种类不同而有明显差异。
补体缺陷(Complemenr Deficiencies)
图10-1 脊椎动物的免疫反应
图10-2 免疫应答反应的种系发育主要代表
C1 鸡
C2 豚鼠、大鼠
C3 狗(Brittary Spaniel)
C4 金黄地鼠
C5 小鼠(K/HeN.AKR/N、B10、DZ/DsnN)
C6 兔、地鼠
当C1g缺乏时可出现严重的联合性免疫缺乏病,反复发生威胁生命的感染;C1r缺乏时发生坏疽性红斑,反复的细菌感染,狼疮样综合症;C1s缺乏时,出现红斑狼疮,进行性肾小球肾炎,关节炎;C4缺乏时可发生狼疮,关节炎、类过敏性紫癜;C2缺乏时发生狼疮,致死性皮肌炎,类过敏性紫癜,狼疮样综症,进行性肾小球肾炎,反复感染;C3缺乏时对感染的易感性升高;C5缺乏时可发生狼疮,腹泻及消耗病:C6缺乏时,可发生反复G(-)感染,淋菌性多关节炎,反复发生脑膜炎。
表10-1 脊椎动物免疫系统种系发生的比较
动 物 | 细 胞 | 淋 巴 器 官 | 免 疫 反 应 | ||||||||||
分类 | 动物 名称 | 淋巴细胞 | 浆细胞 | 胸腺 | 脾脏 | 淋巴结 | 法氏囊 | 细胞免疫 | 体 液 免 疫 | ||||
IgM | IgG | IgA | IgE | IgD | |||||||||
圆口类 | 鳗 | + | - | + | - | - | - | + | + | - | - | - | - |
鱼类 | 油鲛 | + | - | + | + | - | - | + | + | - | - | - | - |
鲤鱼 | + | + | + | + | - | - | + | + | - | - | - | - | |
两栖类 | 蝾螈 | + | + | + | + | - | + | + | - | - | - | - | |
青蛙 | + | + | + | + | (+) | +* | + | + | + | - | - | ||
爬行类 | 龟蛇 | + | + | + | + | (+) | ? | + | + | + | - | - | - |
鸟类 | 鸡 | + | + | + | + | + | + | + | + | + | +? | - | - |
哺乳类 | 鼠、人 | + | + | + | + | + | +* | + | + | + | + | + | + |
(+)可能存在,+*有功能相似的类囊器官。
图10-3 各种动物胸导管淋巴细胞数目的变化(细胞数/公斤体重)
(二)动物的年龄因素
免疫学研究中选择适宜年龄的实验动物是非常重要的,年龄影响着实验动物的免疫机能。如幼龄动物的免疫系统机能发育不完善或机能很弱。一般来说,动物的免疫机能在青年期达到高峰,以后随着年龄增大逐渐减弱,主要表现有血清中免疫球蛋白含量低,细胞免疫功能下降,恶性肿瘤和自身免疫性疾病的发病率增高等。据研究,小鼠、大鼠和豚鼠随年龄增加免疫反应的活性也减弱,老龄鼠产生IgG和IgM的能力仅为年青成年鼠的10%左右,细胞免疫同样也减弱。因此,老龄鼠对诱发肿瘤极敏感。
实验证明给胚胎期或新生期的动物注射异基因型细胞时很容易造成对该细胞的免疫无反应性(Immunolgical Unresponsivenss),而对成年动物注射异基因型细胞时通常可引起免疫反应。据认为这种免疫耐受性与免疫系统(包括中枢淋巴样器官即骨髓、胸腺和外周淋巴样器官即脾脏、淋巴结、肠管相关淋巴样组织以及循环的淋巴样细胞)的发育未臻成熟有关。
Heidrick和Makindan氏认为老龄鼠细胞免疫中免疫细胞的缺乏,可能是由于T细胞和B细胞没有能力增殖的缘故。通常以为动物越是趋于老年,免疫反应的自隐机制被破坏的机会就越多,因而发自身免疫疫病的机会就越多。这种自稳对动物的正常生命活动乃至生存具有重要意义。在正常情况下,健康机体对自己的细胞、非细胞成分如蛋白质、多糖等是不发生“明显的”免疫反应的(自身免疫耐受状态,Selftolerance),而对非自己的抗原则发生免疫反应,也就是说机体通过免疫系统能识别“自己”和“非自己”。这种自我识别能力称之为自稳机制。
(三)动物的母源因素
各种哺乳类动物的胎儿和出生仔畜免疫的获得不同。在初乳中主要为IgA,初生动物血清中的母源抗体大部分为IgG,对仔畜预防病毒和细菌感染起着一定的保护性免疫作用。大部分IgA对粘膜表面起着局部保护作用,而IgG起着总的保护作用。但是母源抗体还有有害作用,它能诱发新生动物溶血病(如驹)和抑制出生动物的主动免疫。
雌性动物将母源抗体转移给胎儿或仔畜的途径和特异性不同,这与动物胎盘的结构和类型有关(见下页表10-2),一般来说,有三种主要的转移途径,随动物种类不同,有的经绒毛膜尿囊胎盘转移;有的经卵黄囊上皮和卵黄循环转移;还有是初乳经肠道吸收。前两者被认为是胎儿期获得抗体的途径,后者为出生后转移抗体的途径。
免疫球蛋白的转送是有选择性的,有些种类的抗体易转移,同种(系)抗体转移比异种抗体快。胎盘对各种母源抗体也有选择性,如:灵长目中Igg 易通过胎盘屏障,IgM、IgA和IgE则不能。家兔的IgG和IgM易通过胎盘到达胎儿。关于母源抗体选择性的转移机制还不清楚,一般认为,这种选择性的转移是由于组织能选择性地识别抗体的F。端造成的,母源抗体转移中具有选择作用的组织见表10-3。动物常乳和初乳中检出抗体的类型见表10-4。
表10-2 动物的胎盘屏障和母源抗体的转移
动 物 | 胎盘类型 | 结构(层数) | 转移途径 | 选择性 | 抗体转移 | 持续时间 | |
出生前 | 出生后 | ||||||
小鼠 | 血性绒毛膜 | 4 | 肠(主要)卵黄囊 | + | +(卵黄囊) | 艹 | 出生到17天 |
大鼠 | 血性绒毛膜 | 4 | 肠(主要)、卵黄囊 | + | +(卵黄囊) | 廿 | 出生到20天 |
豚鼠 | 血性绒毛膜 | 2 | 卵黄囊(主要)、肠 | ? | 卅 | + | 整个妊娠期间和出生后2天内 |
家兔 | 血性绒毛膜 | 2 | 卵黄囊 | + | 卅 | - | 从妊娠开始15天起 |
灵长类 | 血性绒毛膜 | 2 | 胎盘 | + | 卅 | 卅 | 妊娠开始3个月 |
猬 | 肠 | + | - | 艹 | 出生到35天 | ||
狗 | 内皮绒毛膜 | 4 | 肠 | ? | - | 卅 | 出生到8天 |
猫 | 肠 | ? | - | 卅 | 不定 | ||
水貂 | 肠 | ? | - | 卅 | 出生到8天 | ||
雪貂 | 肠 | ? | - | 卅 | 出生到34天 | ||
猪 | 上皮绒毛膜 | 6 | 肠 | - | - | 卅 | 出生后36小时 |
马 | 上皮绒毛膜 | 6 | 肠 | - | - | 卅 | 出生后36小时 |
牛 | 结缔组织绒毛膜或上皮绒毛膜 | 6 | 肠 | - | - | 卅 | 出生后36小时 |
绵羊 | 结缔组织绒毛膜或上皮绒毛膜 | 6 | 肠 | - | - | 卅 | 出生后36小时 |
表10-3 母源抗体转移中呈现选择作用的组织
动 物 种 类 | 组 织 |
灵 长 目 | 胎 盘 |
大鼠与小鼠 | 肠 |
家 兔 | 卵 黄 囊 |
偶 蹄 兽 | 乳 腺 |
鸟 | 卵黄囊膜 |
表10-4 动物常乳和初期中免疫球蛋白类型
动 物 | 常乳和初乳中免疫球蛋白类型 | |
家 兔 | 初乳 | IgA |
灵长目 | 初乳 | IgA |
大 鼠 | 初乳 常乳 | IgA(多量)IgGa,IgGb,r1,IgM(很少) |
IgG(多量) | ||
小 鼠 | 初乳 | IgA,快和慢的IgG |
狗 | 初乳 常乳 | IgG(多量),IgA,IgM |
IgA(多量),IgG,IgM | ||
猪 | 初乳 常乳 | IgG(多量),IgA,IgM |
IgA(多量) | ||
牛 | 初乳 | 快IgG(r1)IgM(β2) |
绵 羊 | 初乳 | 快IgG(r1),IgA |
(四)动物的感染因素
病毒、细菌、真菌或寄生虫的感染都能多方面地改变动物机体的生理功能,这种改变无疑将影响到动物的免疫系统。动物感染可引起继发性营养不良,从而影响到免疫反应。一般实验动物常发生病毒的隐性感染,在以下几方面影响免疫功能:抗体产生的方式,免疫球蛋白的数量,免疫耐受性的产生,植皮排斥,植皮对宿主的反映,迟发型变态反应,淋巴细胞转化和吞噬作用等。
动物病毒感染引起的免疫抑制表现:干扰正常免疫系统的功能;改变抗原的吸收和处理;破坏抗体形成细胞和浆细胞(如白血病病毒)。病毒感染后也可引起免疫增强的表现,如乳酸脱氨酶病毒LDH,委内瑞拉马脑脊髓炎病毒VEE等病毒,能增加产生抗体细胞数量:感染病毒的细胞能产生微量核苷酸,起着佐剂的作用;病毒还能促进免疫细胞对抗原的处理。
动物感染呼吸道病毒、腺病毒、流行性脊髓灰质炎病毒、仙台病毒、痘苗病毒、单纯疮疹病毒、新城疫病毒等病毒时,能够抑制淋巴细胞的转化。肝炎、肢骨发育不全(Ectromelia)、淋巴细胞性脉络丛脑膜炎(LCM)、乳酸脱氨酶病毒(LDH)能抑制网内皮系统的机能。而Friend白血病、Moloney白血病和委内瑞拉马脑脊髓炎(VEE)能增强吞噬细胞的吞噬作用。

- 影响实验动物免疫反应的因素《实验动物科学》
- 影响生物转化的因素《生物化学与分子生物学》
- 影响微溶电解质溶解度的因素《医用化学》
- 影响肾小球滤过的因素《生理学》
- 影响消化吸收的药物《减肥新法与技巧》
- 影响能量代谢的因素《生理学》
- 影响心脏及大血管外形的生理因素《放射诊断学》
- 影响免疫耐受形成的因素《医学免疫学》
- 影响血管紧张素Ⅱ形成的抗高血压药——血管紧张素Ⅰ转化酶抑制剂《药理学》
- 影响免疫耐受持续时间的因素《医学免疫学》
- 影响血液凝固的药物《默克家庭诊疗手册》
- 影响免疫功能的药物《药理学》
- 影响氧离曲线的因素《生理学》
- 影响弥散性血管内凝血《病理生理学》
- 影响药物效应的因素及合理用药原则《药理学》
- 影响弥散功能的因素《急诊医学》
- 影响药物心理效应的因素《医学心理学》
- 影响流行过程的因素《传染病》
- 影响药物作用的因素《默克家庭诊疗手册》
- 影响流行过程的因素《流行病学》
- 影响因素《生物化学与分子生物学》
- 影响抗原抗体反应的因素《免疫学和免疫学检验》
- 影响营养的代谢因素《临床营养学》
- 影响胶体金颗粒大小的因素《实用免疫细胞与核酸》
- 影响再生修复的因素《病理学》
- 影响寄生虫病流行因素《人体寄生虫学》
- 影响肿瘤发生、发展的内在因素及其作用机制《病理学》
- 影响疾病传变的因素《中医基础理论》
- 影响组织液生成的因素《生理学》
- 影响机体缺氧耐受性的因素《病理生理学》
- 瘿《中医名词词典》
《实验动物科学》
- 第一章 实验动物科学绪论
- 第一节 研究范围和发展意义
- 第一节 国内外实验动物科学发展情况
- 第二节 实验动物科学在生物医学发展中的作用
- 第三节 动物的类群和生物学分类上的位置
- 第四节 实验动物的分类方法
- 第二章 常用实验动物的特点及应用
- 第一节 小鼠(Mouse;Musculus)
- 第二节 大鼠(Rat;Rattus norregicus)
- 第三节 豚鼠(Guine-pig;Cavia porcellus)
- 第四节 地鼠(Hamster)
- 第五节 家兔(Rabbit,Oryctolagus curiculus)
- 第六节 狗(Dog;Canis familiaris)
- 第七节 猴(Monkeys)
- 第八节 猫(Cat;Felis Catus)
- 第九节 猪(Swine;Sus scrofa)和小型猪
- 第十节 其他实验动物
- 第三章 近交系动物的特点及应用
- 第一节 近交和近交系
- 第二节 近交系的特征和应用意义
- 第三节 近交系的培育技术
- 第四节 近交品系的命名法
- 第五节 近交系的新进展
- 第六节 常用近交系动物品系特征
- 第四章 突变系动物的特点及应用
- 第一节 突变系动物的基本概念
- 第二节 突变品系的模型性状
- 第三节 带病理模型性状的突变株
- 第四节 突变基因的特点
- 第五节 无胸腺裸鼠特点及应用
- 第五章 杂交群和封闭群动物的特点及应用
- 第一节 杂交群动物(F1)的特点及应用
- 第二节 封闭群动物的特点及应用
- 第六章 无菌动物、悉生动物和无特定病原体动物的特点及应用
- 第一节 无菌动物
- 一、无菌动物的基本概念
- 二、无菌动物的发展
- 三、无菌动物的特征
- 四、无菌动物技术
- 五、无菌动物的饲料和饲育装置
- 六、无菌动物的检查
- 七、无菌动物在生物医学研究中的应用
- 第二节 悉生动物
- 第三节 无特定病原体动物
- 第七章 野生动物在生物医学研究中的应用
- 第一节 开发野生动物的意义
- 第二节 黑线仓鼠
- 第三节 长爪沙鼠
- 第四节 树鼩
- 第五节 鼠兔
- 第六节 棉鼠
- 第七节 九带犰狳
- 第八节 黑线姬鼠、大仓鼠
- 第九节 有开发价值的其他野生动物
- 第八章 生物医学研究中实验动物的选择
- 第一节 选择原则和方法
- 一、选用与人的机能、代谢、结构及疾病特点相似的实验动物
- 二、选用遗传背景明确,具有已知菌丛和模型性状显着且隐定的动物
- 三、选用解剖、生理特点符合实验目的的要求的动物
- 四、选择不同种系实验动物存在的某些特殊反应
- 第二节 各类实验动物选择索引
- 第九章 生物医学研究中的动物模型
- 第一节 动物模型的意义和优越性
- 第二节 动物模型的分类
- 第三节 动物模型的设计原则和注意事项
- 第四节 动物模型的复制方法
- 第十章 生物医学重点研究课题中的实验动物选择与应用
- 第一节 免疫学研究中实验动物的选择与应用
- 第二节 单克隆抗体研究中实验动物的选择与应用
- 第三节 肿瘤学研究中实验动物的选择和应用
- 第四节 放射生物学研究中实验动物的选择和应用
- 第五节 药理学研究中实验动物的选择与应用
- 一、中枢神经系统药理学研究中的选择与应用
- 二、传出神经药理学实验中的选择与应用
- 三、心血管系统药理实验中的选择与应用
- 四、消化系统药理实验中的选择与应用
- 五、呼吸系统药理实验中的选择与应用
- 六、泌尿系统药理实验中的选择与应用
- 第六节 口腔医学研究中实验动物的选择与应用
- 第七节 计划生育研究中实验动物的选择和应用
- 第八节 微循环研究中实验动物的选择和应用
- 第九节 皮肤病学研究中实验动物的选择与应用
- 第十节 病毒学研究中实验动物的选择与应用
- 第十一节 老年病研究中实验动物的选择与应用
- 第十二节 中医中药研究中实验动物的选择与应用
- 第十一章 生物医学研究的基本途径、方法和影响因素
- 第一节 生物医学研究的基本途径
- 第二节 动物实验基本方法
- 一、动物实验的常用方法
- 二、实验动物的抓取固定方法
- 三、实验动物编号标记方法
- 四、实验动物的随机分组方法
- 五、实验动物被毛的去除方法
- 六、实验动物给药途径和方法
- 七、实验动物用药量的确定及计算方法
- 八、实验动物的麻醉
- 九、实验动物采血方法
- 十、急性动物实验中常用的手术方法
- 十一、实验动物的急救措施
- 十二、实验动物的处死方法
- 第三节 影响动物实验效果的动物因素
- 第四节 影响动物实验效果的动物饲养环境和营养因素
- 第五节 影响动物实验效果的动物实验技术环节因素
- 第十二章 实验动物常用的各种生物学数据
- 第一节 一般生物学数据
- 一、实验动物染色体数目
- 二、实验动物繁殖生理数据
- 三、实验动物组织生长和细胞更新数据
- 四、哺乳动物和人的细胞更新速度
- 五、实验动物和人各类正常组织细胞分裂间期各进相的时间
- 六、哺乳动物和人全身照射的半致死量
- 七、哺乳动物平均寿命和最长寿命
- 八、哺乳动物和人的水代谢期与寿命的关系
- 九、狗与人的年龄对应
- 十、实验动物正常新陈代谢率
- 十一、哺乳动物和人产热量和水半代谢期
- 第二节 生理学数据
- 一、实验动物红细胞总数、压积、体积、大小和血红蛋白浓度
- 二、实验动物白细胞总数、分类计数及血小板数
- 三、实验动物正常骨髓象数值
- 四、实验动物血容量、心率、心输出量
- 五、实验动物全血、血浆、红细胞的容量和静脉血比容
- 六、实验动物血液温度、酸碱度、粘稠度、比重和体温数据
- 七、实验动物血细胞脆性、沉降速度和凝血时间
- 八、实验动物正常血压数值
- 九、实验动物的循环时间
- 十、实验动物心电图正常参考数值(间期)
- 十一、实验动物心电图正常参考数值(波辐电压)
- 十二、实验动物正常心率时心脏周期情况
- 十三、实验动物血液动力学指标数值
- 十四、通气量、耗气量
- 十五、实验动物呼吸器官相对形态特点及外在气体代谢
- 十六、实验动物饲料、饮水要求量和排便排尿量
- 十七、哺乳动物肾的结构与浓缩能力
- 十八、各种动物尿比重
- 第三节 生物化学数据
- 一、实验动物血液中葡萄糖、果糖含量
- 二、实验动物血液中蛋白结合糖总量及分布
- 三、实验动物血中糖代谢产物含量
- 四、实验动物血清脂蛋白及其成分
- 五、实验动物血中脂肪、脂肪酸、甘油酯、胆固醇、胆固醇酯含量
- 六表12-41实验动物血液中磷脂总量及其分类值[SB][60][/SB]
- 七、实验动物血中磷脂总量及其分类值
- 八、实验动物血中氧和二氧化碳含量、二氧化碳压力、钠、氯离子浓度、水及蛋白质含量
- 九、实验动物血浆总蛋白、白蛋白、球蛋白、纤维蛋白原含量
- 十、实验动物血浆蛋白分类值
- 十一、实验动物血中游离氨基酸含量
- 十二、实验动物血中非蛋白氮、尿素、尿酸含量
- 十三、实验动物血中蛋白质代谢产物含量
- 十四、实验动物血及器官中5-羟色胺含量
- 十五、实验动物器官和血浆中儿茶酚胺含量
- 十六、实验动物血及器官中乙酰胆碱含量
- 十七、实验动物器官中RNA和DNA含量
- 十八、实验动物血及器官中腺苷酸含量
- 十九、实验动物血中吡啶核苷酸、辅羧酶、磷酸吡哆醛、碱性磷酸酶含量
- 二十、实验动物组织与器官中细胞色素氧化酶活性
- 二十一、实验动物器官与组织中琥珀酸脱氢酶含量
- 二十二、实验动物器官与组织中乳酸脱氢酶的活性
- 二十三、实验动物血清与器官中乳酸脱氢酶同功酶的活性
- 二十四、实验动物器官中脱氢酶活性
- 二十五、实验动物血液中氧化还原酶活性
- 二十六、大白鼠器官及血中转氨酶活性
- 二十七 兔、豚鼠器官与血中转氨酶活性
- 二十八、实验动物血及器官中转换酶活性
- 二十九、实验动物血及器官中碱性和酸性磷酸酶活性
- 三十、实验动物器官及血中水解酶活性
- 三十一、实验动物血液中胆碱酯酶活性
- 三十二、实验动物器官与组织中胆碱酯酶活性
- 三十三、实验动物器官与血中醛缩酶及碳酸酐酶活性
- 三十四、实验动物血中维生素A、胡萝卜素、维生素C与D、胆碱、肌醇含量
- 三十五、实验动物血中维生素B1、B2、B6、B12及烟酸、泛酸、叶酸含量
- 三十六、实验动物血液中无机磷、有机磷、铁的含量
- 三十七、实验动物血液中钾、钠、钙、氯、镁含量
- 三十八、实验动物血液中硫、碘、铜、锌、钴、溴、氟含量
- 三十九、实验动物生化指标综合参考值
- 第四节 脏器重量、长度和其他数据
- 附1 实验动物管理条例
- 附2 医学实验动物合格证暂行条例(北京)
- 《北京医学实验动物检定暂行标准》
- 参考文献