分子免疫学试卷 (2)

分子免疫学试卷 学院 年级 专业 姓名 学号 1、 免疫细胞的定义及分类 8 广义指经特异性细胞（如细胞毒 T 淋巴细胞）和非特异性细胞（如巨噬细胞、自然 杀伤细胞）活性增强的免疫反应；狭义指 T 细胞介导的免疫 免疫细胞的分类有： T 细胞 B 细胞 NK 细胞 巨噬细胞 树突状细胞 非造血细胞 2、 免疫类型分为哪几种 8 3、 体免疫有非特异性免疫(先天性免疫）和特异性免疫(后天性免疫）两种类 型。 4、 5、 非特异性免疫又称天然免疫或固有免疫，它是人类在漫长进化过程中获得 的一种遗传特性，是人一生下来就具有。 6、 7、 特异性免疫又称获得性免疫或适应性免疫，这种免疫只针对一种病原。是 获得免疫经后天感染(病愈或无症状的感染)或人工预防接种(菌苗、疫苗、 类毒素、免疫球蛋白等)而使机体获得抵抗感染能力。 8、 3、超抗原的生物学意义 6 一般的多肽抗原只能被少数特异性 T 细胞识别并使之活化,但某些抗原物质具有 强大的刺激作用,可使 225%的 T 细胞激活。这种能与多数 T 细胞结合并使之 激活的抗原称超抗原。其它意义有(1)毒性作用:金葡菌的外毒素能刺激大量 T 细胞激活产生各种细胞因子,后者的生物学效应是引起中毒性休克等。(2)自身 免疫病:超抗原的强大刺激作用可激活体内自身反应性 T 细胞从而诱发某些自身 免疫病。(3)T 细胞耐受:在胸腺内发育的 T 细胞如与超抗原结合,可诱发其程序 性死亡,导致克隆排除,有利于自身免疫稳定。 4、核酸疫苗的优点 6 与传统的灭活疫苗、亚单位疫苗和基因工程疫苗相比，核酸疫苗具有如下优点： 1 免疫保护力增强 接种后蛋白质在宿主细胞内表达，直接与组织相容性复合物 MHC DNA I 或 II 类分子结合，同时引起细胞和体液免疫，对慢性病毒感染性疾病等依赖 细胞免疫清除病原的疾病的预防更加有效。 2 制备简单，省时省力 核酸疫苗作为一种重组质粒，易在工程菌内大量扩增，提纯方法简单，且可将 编码不同抗原基因的多种重组质粒联合应用，制备多价核酸疫苗，这样可大大 减少人力、物力、财力以及多次接种带来的应激反应。 3 同种异株交叉保护 这是基因疫苗的最大优点之一。在制备基因疫苗时，可通过对基因表达载体所 携带的靶基因进行改造，从而选择抗原决定簇。 4 应用较安全 接种核酸疫苗后，蛋白质抗原在宿主细胞内表达，无因毒力返祖或残留毒力病 毒颗粒而引发疫病的危险，也不会引起对机体的不良反应。 5 产生持久免疫应答 免疫具有持久性，一次接种可获得长期免疫力，无需反复多次加强免疫。Wolff 等报道，在注射后 19 个月仍可检测到外源基因相当数量的表达。 6 贮存、运输方便 核酸疫苗的质粒 DNA 稳定性好，便于贮存和运输，无须冷藏。 7 可用于防治肿瘤 CTL 应答也是机体杀死癌变细胞的有效清除途径。若能找到在细胞恶性转化过 程中的关键蛋白，就能制备肿瘤的 CTL 疫 苗。该基因疫苗接种后，可诱发机体 产生 CTL 免疫应答，对细胞的恶变进行免疫监视，对癌变的细胞产生免疫应答， 从而为癌症的预防和免疫治疗提供强有力的新 式武器。 潜在危险 1 质粒 DNA 可能诱导自身免疫反应，但是人和动物的许多试验表明质粒 DNA 诱 发自身免疫性疾病的可能性较小。目前已有一项 DNA 疫苗的接种研究表明，免 疫动物血清中未检测到抗 DNA 抗体。但在 DNA 疫苗的临床试验中。应对接种者 进行抗 DNA 抗体检测。 2 持续表达外源抗原可能产生一些不良后果。质 核酸疫苗 粒 长期过高水平地表达外源抗原，可能导致机体对该抗原的免疫耐受或麻醉。 在成年动物，尚未见到因 DNA 疫苗接种而诱发免疫耐受的例子。但新生动物的 免疫系统 尚未成熟，可能将外源抗原认为自己成分而形成耐受。另外，持续低 水平表达的抗原可能会被血中的中和抗体清除，不能引起足够的免疫应答，从 而使疫苗的预防作 用得不到充分的体现。 3 肌肉注射质粒后，仅有很少部分被肌细胞所摄取，反复用 PCR 技术检查血中 质粒，结果为阴性，揭示肌注后逸入血流的疫苗质粒数量是微不足道的，质粒 去向如何尚待进一步阐明。 4 影响核酸疫苗诱发机体免疫应答的因素很多，目前已知的主要有载体设计、 核酸疫苗的导入方法、佐剂及辅助因子会对其免疫效果有影响。另外年龄和性 别因素、肌注剂量和体积、预先注射蔗糖溶液等都会对肌注质粒 DNA 表达有影 响。 5 外源 DNA 注入体内后，可能整合到宿主基因组上，使宿主细胞抑癌基因失活 或癌基因活化，使宿主细胞转化成癌细胞，这也许是核酸疫苗的诸多安全性问 题中最值得深入研究的地方。Whalen 等认为：通常用于实验核酸免疫的剂量 （100ug 质粒）相当于 1013 拷贝，当注入肌肉后，绝大部分被降解和清除，但 此问题仍待进一步研究证明。 编辑本段免疫机理 核酸疫苗的免疫机理主要可以归纳为以下几点： 1 核酸疫苗是近年发展的一种核酸介导的免疫接种疫苗，其本质是含有病原体 抗原基因的真核表达载体当它被导入机体后，可被机体细胞所摄取并表达病原 体的抗原蛋白，从而诱发机体对该蛋白的免疫反应。随着导入途径和部位的不 同可引发全身或局部的免疫反应。在全身性的免疫应答反应中，既可激活体液 免疫，也可诱发细胞免疫。 2 核酸疫苗可以引发全面的免疫应答 当带有高效表达调控序列的保护性抗原基因导入动物体细胞（任何 机理试验 有核细胞）后，只有少量被细胞摄取而进入细胞核，在载体上的启动子调控下， 转录出抗原基因 mRNA，后者进入胞浆而转译出相应的抗原蛋白。 抗原呈几种方式而呈递到免疫系统： 抗原在细胞内经加工后与 MHCI 分子结 合呈递到细胞表面，刺激细胞毒性 T 淋巴细胞（CTL）；蛋白质从细胞中释放 出来与 B 细胞受体结合，刺激 B 细胞； 部分释放出的蛋白质被抗原呈递细胞 所吸收、降解，然后与 MHCII 分子结合后刺激辅助性 T 细胞，最终引发了免疫 系统的响应。免疫系统的响应程度，它与不同 的免疫部位、细胞的表达程度和 是否增加免疫调节基因有关。 3 核酸疫苗还可诱发局部的免疫应答和免疫记忆 如果用基因枪将包裹有核酸疫苗的金颗粒导入粘膜下，即可能被粘膜下丰富的 粘膜相关淋巴组织中 的淋巴细胞或粘膜上皮细胞摄取并表达，产生的抗原蛋白 也很容易被局部丰富的抗原提呈细胞（APC）识别、摄取、加工并提呈给 TH 细 胞，进一步激活局部淋巴 滤泡中的 B 细胞分化为浆细胞和 Bm 细胞，后者产生 免疫记忆，前者可合成 IgA，且两个 IgA 单体有 J 链连接在一起，通过粘膜时， 由粘膜上皮细胞产生的分泌 片与双体 IgA 连接，组成稳定的分泌型 IgA 随粘膜 分泌液一起排出细胞，分布于粘膜表面，在粘膜局部防御感染中起十分重要的 作用。 4 近年来发现细菌 DNA 本身也是一种免疫佐剂，可有效地激活免疫效应细胞 介导这一作用是一类具有特征性的短核苷酸序列，被称为免疫刺激 DNA 序列。 ISS 的发现以及对其生物学功能研究的不断深入，扩展了人们对 DNA 生物学的 新认识。有学者认为，对 ISS 的研究有望提供一种高效、低毒、适用于人类及 动物的新型佐剂。 5 还有人认为 DNA 免疫时，肌细胞和抗原提呈细胞（APC）均被转染，引起 CD4+、CD8+T 细胞亚群的同时活化，产生了特异性免疫应答。肌肉细胞如何吸 收质粒 DNA，机制尚不明确。有人提示可能与骨骼肌纤维有丰富的含多处内折 的 T 小管系统有关，其独特的解剖结构有助于质粒 DNA 的吸收。 5、免疫球蛋白的定义及结构特点 10 免疫球蛋白（immunoglobulin ）指具有抗体活性的动物蛋白。主要存在于血浆中，也见于 其他体液、组织和一些分泌液中。人血浆内的免疫球蛋白大多数存在于丙种球蛋白（-球 蛋白）中。免疫球蛋白可以分为 IgG、IgA 、IgM、IgD 、IgE 五类。 Ig 分子的基本结构是由四肽链组成的，即由二条相同的分子量较小的轻链（L 链）和二条相同的分子量较大的重链（H 链）组成的。L 链与 H 链是由二硫键 连接形成一个四肽链分子，称为 Ig 分子的单体，是构成免疫球蛋白分子的基本 结构。现已知 5 种免疫球蛋白中 IgG、IgA 和 IgD 的 H 链各有一个可变区 （VH）和三个恒定区（CH1、CH2 和 CH3）共四个功能区。IgM 和 IgE 的 H 链各 有一个可变区（VH）和四个恒定区（CHl、CH2、CH3 和 CH4）共五个功能区。 VL 和 VH 是与抗原结合的部位，单体由一对 L 链和一对 H 链组成的基本结构， 只有 2 个与抗原结合的位点，如 IgG、IgD、IgE、血清型 IgA；双体由 J 链连 接的两个单体，有 4 个与抗原结合的位点，如 分泌型 IgA（SIgA），所以 SigA 结合抗原的亲合力要比血清型 IgA 高。五聚体由 J 链和二硫键连接五个单体， 如 IgM。五聚体 IgM 理论上应为 10 个与抗原结合的位点，但实际上由于立体 构型的空间位阻，般只有 5 个结合点可结合。 H 和 L 链上都有可变区，同类重链和同型轻链的近 N 端约 110 个氨基酸序列的 变化很大，其他部分的氨基酸序列相对恒定，据此可将轻链和重链区分为可变 区（V）和恒定区（C）。VH 和 VI。各有 3 个区域的氨基酸组成和排列顺序高度 变化，称为高变区(HVR）或互补决定区（CDR），分别为 CDRl、CDR2 和 CDR3。CDR 以外区域的氨基酸组成和排列顺序相对不易变化，称为骨架区 （FR）。VH 和 VI。各有 113 和 107 个氨基酸残基， 组成 4 个 FR（分别为 FRl、FR2、FR3 和 FR4）和 3 个 CDRs。VH 和 VI-中的各氨基酸可编号，一些保 守的氨基酸都有其固定的编号位置，将不同 序列和已编号的序列进行对比以后， 在某个位置上多出来氨基酸编号为 A、B、C 等，如 27A、27B、27C、106A 等。 VH 和 VL 的 3 个 CDR 共同组成 Ig 的抗原结合部位，识别及结合抗原，并决定抗 体识别的特异性。 免疫球蛋白轻、重链可变区氨基酸顺序的编号 重链和轻链的 C 区分别称为 CH 和 CL，不同型别(x 或入）CI。的长度基本一 致但不同类别 IgCH 的长度不一，有的包括 CHlCH3，有的为 CHlCH4。同 一种属生物体内针对不同抗原的同一类别 Ig 的 C 区氨基酸组成和排列顺序比较 恒定，其抗原性是相同的，但 V 区各有不同。C 区与抗体的效应功能相关，可 激活补体，介导穿过胎盘和黏膜屏障，结合细胞表面的 Fc 受体从而介导调理作 用、ADCC 作用和 I 型超敏反应。 在 Ig 分子伸出的两臂和主干之间（CHl 与 CH2 之间）还有个可弯曲的区域，称 为铰链区。该区含有丰富的脯氨酸，因此易伸展弯曲，能改变两个结合抗原的 Y 形臂之间的距离，两臂之间的角度可自 0 到 90 变化，这样有利于两臂同时结 合两个不同的抗原表位。虽然 IgD、IgG、IgA 有绞链区，而 IgM 和 IgE 没有， 但这并不说明它们完全不能弯曲，实际上还有相对的弯曲性。各类抗体的铰链 区的长度及氨基酸的顺序也有不同；人 IgD 的可伸展的距离最大，IgG4 和两种 IgA 的弯曲度则有限 6、基因工程抗体的概念及优点 10 这些基因工程抗体与传统抗体相比，优点很多。最重要的就是减少了体内治疗所诱导的免疫反 应，使得免疫毒素可能在临床上反复使用。另外，由于抗体重链不变区 所代表的免疫球蛋白种 类及其亚类的差异可影响抗体的体内功能，如产生补体依赖的毒素作用抗体依赖性细胞介导的 细胞毒作用及免疫调理作用等。构建抗体载体 时，可有目的改变抗体的类型或亚型，增强体内 治疗的效果。单链抗体由于不变区段缺失，不能与细胞(不变区段受体阳性 )结合，在体内治疗 能避免非特异性杀 伤，而且由于其免疫原性低，分子更小，具更好的渗透性，更易进入肿瘤内 部，因而治疗效果优于完整抗体。 7、补体的概念及补体的基本特性 10 补体(complement，C)是存在于正常人和动物血清与组织液中的一组经活化后具有酶活性的 蛋白质。早在 19 世纪末 Bordet 即证实，新鲜血液中 含有一种不耐热的成分，可辅助和补 充特异性抗体，介导免疫溶菌、溶血作用，故称为补体。补体是由 30 余种可溶性蛋白、膜 结合性蛋白和补体受体组成的多分子 系统，故称为补体系统（complementsystem） 。根据 补体系统各成分的生物学功能，可将其分为补体固有成分、补体调控成分和补体受体 （CR） 。 8、细胞因子的定义及分类 12 细胞因子（cytokine,CK）是一类能在细胞间传递信息、具有免疫调节和效应功能的蛋白质 或小分子多肽。 （一）根据产生细胞因子的细胞种类不同分类 细胞因子 1.淋巴因子（lymphokine) 于命名，主要由淋巴细胞产生，包括 T 淋巴细胞、 B 淋巴细胞和 NK 细胞等。重要的淋巴因子有 IL-2、IL-3、IL-4、IL-5、IL- 6、IL-9、IL-10、IL-12、IL-13、IL-14、IFN-、TNF-、GM-CSF 和神经白 细胞素等。 2.单核因子（monokine） 主要由单核细胞或巨噬细胞产生，如 IL-1、IL- 6、IL-8、TNF-、G-CSF 和 M-CSF 等。 3.非淋巴细胞、非单核-巨噬细胞产生的细胞因子 主要由骨髓和胸腺中的基质 细胞、血管内皮细胞、成纤维细胞等细胞产生，如 EPO、IL-7、IL-11、SCF、 内皮细胞源性 IL-8 和 IFN- 等。 （二）根据细胞因子主要的功能不同分类 1.白细胞介素（interleukin, IL) 1979 年开始命名。由淋巴细胞、单核细胞 或其它非单个核细胞产生的细胞因子，在细胞间相互作用、免疫调节、造血以 及炎症过程中起重要调节作用， 凡命名的白细胞介素的 cDNA 基因克隆和表达 均已成功，目前已报道有三十余种（IL-1IL-35）。 2.集落刺激因子（colony stimulating factor, CSF) 根据不同细胞因子刺激 造血干细胞或分化不同阶段的造血细胞在半固体培养基中形成不同的细胞集落， 分别命名为 G（粒细胞）-CSF、M（巨噬细胞）-CSF、GM（粒细胞、巨噬细胞） -CSF、Multi（多重）-CSF（IL-3）、SCF、EPO 等。不同 CSF 不仅可刺激不同 发育阶段的造血干细胞和祖细胞增殖的分化，还可促进成熟细胞的功能。 3.干扰素（interferon, IFN) 1957 年发现的细胞因子，最初发现某一种病毒 感染的细胞能产生一种物质可干扰另一种病毒的感染和复制，因此而得名。根 据干扰素产生的来源和结构不同，可分为 IFN-、IFN- 和 IFN-，他们分 别由白细胞、成纤维细胞和活化 T 细胞所产生。各种不同的 IFN 生物学活性基 本相同，具有抗病毒、抗肿瘤和免疫调节等作用。 细胞因子 4. 肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor, TNF) 最初发现这种物质能造成 肿瘤组织坏死而得名。根据其产生来源和结构不同，可分为 TNF- 和 TNF- 两类，前者由单核-巨噬细胞产生，后者由 活化 T 细胞产生，又名淋巴毒素 （lymphotoxin, LT)。两类 TNF 基本的生物学活性相似，除具有杀伤肿瘤细胞 外，还有免疫调节、参与发热和炎症的发生。大剂量 TNF- 可引起恶液质，因 而 TNF- 又 称恶液质素（cachectin)。 5.转化生长因子- 家族（transforming growth factor- family, TGF- family) 由多种细胞产生，主要包括 TGF-1、TGF-2、TGF- 3、TGF12 以及骨形成蛋白（BMP）等。 6.生长因子（growth factor,GF）如表皮生长因子（EGF）、血小板衍生的生长 因子（PDGF）、成纤维细胞生长因子（FGF）、肝细胞生长因子（HGF）、胰岛 素样生长因子-I（IGF-1）、IGF-、白血病抑制因子（LIF）、神经生长因子 （NGF）、抑瘤素 M（OSM）、血小板衍生的内皮细胞生长因子（PDECGF）、转 化生长因子-（TGF-）、血管内皮细胞生长因子（VEGF）等。 7.趋化因子家族（chemokinefamily) 包括两个亚族：（1）C-X-C/ 亚族， 主要趋化中性粒细胞，主要的成员有 IL-8、黑素瘤细胞生长刺激活性 (GRO/MGSA）、血小板因子-4（PF-4）、血小板碱性蛋白、蛋白水解来源的产物 CTAP-和 -thromboglobulin、炎症蛋白 10（IP-10）、EN