免疫学基础PPT课件.ppt

第三章免疫学基础,人体的盾牌-免疫功能,1,第一节概述,免疫：机体识别和排除抗原性异物，维持自身生理平衡和稳定的功能。根据抗原性异物不同将免疫功能分为：,2,第二节抗原,什么是抗原？日常生活中我们接触的一些物质：细菌、病毒、花粉一些食物：牛奶、鱼、虾某些药物：青霉素、链霉素等,3,一、抗原的概念和特性,（一）抗原的概念抗原（Ag）：能与免疫活性细胞上的抗原受体结合，促进其增殖、分化，产生抗体或者效应T细胞，并与之结合，进而发挥免疫效应的物质。,4,（二）抗原的特性免疫原性：能刺激机体发生免疫应答、产生抗体或效应T细胞抗原性：在体内外与相应抗体或效应T细胞发生特异性结合,机体,抗原,抗体,抗体,抗原,抗原抗体复合物,5,完全抗原：同时具有免疫原性和抗原性的物质。如：多数蛋白质、微生物、外毒素半抗原：不具有免疫原性，只具有抗原性的物质。如：多糖、脂质、某些药物半抗原与载体蛋白结合后，即有了免疫原性，成为完全抗原。,6,（三）特异性,什么叫抗原的特异性？即：专一性，抗原只能刺激机体产生针对该抗原的免疫效应物质，且只能与相应的免疫效应物质特异性结合。,抗体,特异性是免疫应答最基本的特点,7,抗原为什么会具有这种特异性？因为抗原分子表面有抗原决定基（也称：表位或抗原决定族）是抗原分子中决定抗原特异性的特殊化学基团，是与抗体、免疫活性细胞抗原受体特异性结合的部位。一般由几个或几十个氨基酸构成。,8,天然抗原都含有多个抗原决定基，可刺激机体产生多种抗体。如两种抗原含有一种相同或相似的表位，能与同一抗体发生反应，则将这两种抗原称为共同抗原。抗体或者效应T细胞对具有相同或相似决定基的不同抗原反应，称这种反应为交叉反应。,9,二、决定抗原免疫原性的条件,（一）异物性异物：非己物质具有异物性的物质有：异种物质同种异体物质自身物质（二）理化特性分子大小与化学组成分子构象和易接近性,10,三、医学上重要的抗原,（一）微生物及其代谢物细菌、外毒素（二）动物免疫血清马血清、兔血清（三）异嗜性抗原：不同种属间共同抗原（四）同种异型抗原：来源于同一种属不同个体的特异性抗原1、红细胞血型抗原ABO血型抗原Rh血型抗原,11,O型红细胞无凝集原，不会被凝集，可输给任何其他血型的人。AB型的人，血清中无凝集素，可接受任何型的红细胞。,ABO血型抗原,12,Rh血型抗原,凡是人体血液红细胞上有Rh凝集原者，为Rh阳性。反之为阴性。和ABO血型系统的抗体不同，Rh血型系统的抗体比较小，可以透过胎盘屏障。当一名Rh-的母亲怀有一个Rh+的婴儿，然后再怀有第二个Rh+的婴儿，就可能出现Rh症（溶血病）。母亲于第一次怀孕时产生对抗Rh+红细胞的抗体。以后若该妇女再次怀孕Rh阳性胎儿时，母体的抗体就可能通过胎盘进入胎儿血液，导致新生儿产生溶血性贫血而死亡，就称新生婴儿溶血症。,13,2、人类白细胞抗原（HLA）HLA，即：人类主要组织相容性抗原，广泛存在于人体细胞表面并代表个体特异性的抗体，具有高度多态性，在无关个体间几乎不可能出现HLA表型完全相同的两个个体。故，一体组织器官移植科发生排斥反应。（五）自身抗原包括：隐蔽的自身抗原和修饰的自身抗原（六）肿瘤抗原包括:肿瘤特异性抗原和肿瘤相关抗原,14,四、佐剂,什么叫佐剂？即：先于抗原或同时注射入机体，能明显增强免疫应答或改变免疫应答类型的物质。佐剂包括：微生物及其产物短小棒状杆菌、卡介苗无机化合物明矾、氢氧化铝油剂弗氏佐剂作用：佐剂可以延长抗原在体内的刺激时间，刺激抗原提呈细胞的功能，促进淋巴细胞增殖分化，从而发挥作用。,15,第三节免疫球蛋白,一、概念什么是抗体？B淋巴细胞受抗原刺激后增殖分化为浆细胞，由浆细胞产生的并能与抗原特异性结合的球蛋白称为抗体。什么是免疫球蛋白？具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白统称为免疫球蛋白。注意！抗体是免疫球蛋白，但免疫球蛋白不一定都是抗体。,16,二、免疫球蛋白的结构与功能,（一）免疫球蛋白的功能1、基本结构2条H链2条L链由二硫键链接,17,可变区（V区）能与抗原特异性的结合恒定区（C区）稳定不变铰链区含有大量的脯氨酸富有弹性,18,免疫球蛋白分区（1）可变区：Ig分子肽链的N端，L链的12和H链的14，氨基酸的种类和排列顺序随机体特异性的不同变化较大，称为可变区（V区）；,19,（2）恒定区：重链和轻链的C区分别称为CH和CL，不同类Ig的重链CH长度不一，有的包括CH1、CH2和CH3；有的更长，包括CH1、CH2、CH3和CH4。同一种属动物中，同一类别Ig分子C区氨基酸的组成和排列顺序比较恒定，称为恒定区。,20,（3）、铰链区位于CH1与CH2之间，含有丰富的脯氨酸，因此易伸展弯曲，而且易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解。IgM和IgE缺乏铰链区。,21,可变区（variableregion，V区）恒定区（constantregion，C区）,1/2,1/4,3/4,CL,CH1,CH1,CH2,CH3,CH2,CH3,CL,富含脯氨酸铰链区,链间二硫键,易伸展弯曲，有利于捕获抗原。,22,23,2.水解片段Fab段可与抗原结合Fc段具有激活补体、结合细胞、通过胎盘和黏膜的功能,24,（二）生物学功能,1.Fab段结合抗原，结合部位：V区中合作用（中和外毒素、病毒）抑制细菌吸附（sIgA与细菌结合）2.Fc段（1）激活补体（2）结合细胞,抗体调理作用参与ADCC（抗体依赖的细胞介导的细胞毒性作用）介导型超敏反应,25,（3）穿过胎盘和粘膜母体IgG通过Fc段与胎盘滋养层细胞表面的相应受体结合而转到滋养层，然后进入血液，使新生儿出生后就有了同母体基本相同的抗体水平，能赋予新生儿约6个月的抗感染免疫力。,26,27,28,免疫球蛋白的生物学活性,1、Fab段的生物学作用：特异性结合抗原识别和特异性的结合抗原的部位在可变区V区(1)中和作用：外毒素或病毒与抗体结合后，结合位点被抗体封闭阻止其进入细胞内。（2）抑制细菌吸附：黏膜表面的sIgA与细菌特异性结合，阻止细菌定居黏膜细胞。,29,2、Fc段的生物学作用激活补体：抗体与抗原结合后，可激活补体，发挥补体的生物学效应。结合细胞表面的Fc受体：调理作用：ADCC作用：介导I型超敏反应：穿过胎盘和粘膜：,30,（1）激活补体当抗体（IgG、IgM）与相应抗原特异性结合后，使抗体发生变构，IgG的CH2功能区补体结合点暴露，从而导致补体通过经典途径激活，而IgM的补体结合点位于CH3功能区。,31,（2）结合FC受体1、调理作用，促进吞噬作用：2、协助NK细胞发挥细胞毒作用：3、结合肥大细胞诱发I型超敏反应：,32,33,ADCC效应,表达受体的细胞通过识别抗体的Fc段直接杀伤被抗体包被的靶细胞,34,35,（3）、穿过胎盘和粘膜IgG是唯一能从母体胎盘转移到胎儿体内的Ig。该作用属于自然被动免疫，对于新生儿的抗感染具有重要作用。IgA通过消化道和呼吸道粘膜形成分泌型IgA，是机体粘膜局部免疫的重要因素。,36,分泌型IgA穿过粘膜,37,38,三、五类免疫球蛋白,IgG于出生后3个月开始合成是人体五类免疫球蛋白中含量最多的，占75%是唯一能够通过胎盘的免疫球蛋白，是抗感染的主要抗体。IgM有五个单体构成是五类免疫球蛋白中分子量最大的是机体受到抗原刺激时最先产生的抗体是胎儿时期接收抗原刺激后唯一能够合成的抗体天然的ABO血型抗体为IgM,39,IgA出生后46个月开始合成，12岁是达到成人水平分为血清型和分泌型血清型存在于血清中，占血清免疫球蛋白总量的10%20%分泌型由粘膜中的浆细胞产生，广泛分布于黏膜和外分泌液中。儿童局部黏膜分泌型IgA合成不足容易患呼吸道和肠道感染，初乳中含有sIgA，所以提倡母乳喂养。IgD血清中含量少，0.2%0.25%IgE血清中含量极低，0.001%，能与肥大细胞和嗜碱粒细胞表面的Fc受体结合引发型超敏反应,40,第四节免疫系统,免疫系统是集体执行免疫功能的机构，由以下组成：免疫器官免疫细胞免疫分子,41,一、免疫器官,中枢免疫器官,外周免疫器官,免疫器官,骨髓胸腺,淋巴结脾脏黏膜相关淋巴组织,42,骨髓：是造血器官，是各种免疫细胞的发源地，骨髓中的多能干细胞分化为髓样干细胞和淋巴干细胞,胸腺:是T细胞成熟和发育的主要器官。未成熟的T细胞前体从骨髓迁移到胸腺，95%的细胞凋亡，5%的细胞发育、分化成为成熟的T细胞，释放到外周免疫器官。,43,淋巴结人体约有500600个淋巴结，清除各个组织器官中的抗原物质淋巴结内有T淋巴细胞、B淋巴细胞、巨嗜细胞,抗原,T淋巴细胞B淋巴细胞,血液,组织,淋巴结,44,脾脏是人体最大的外周免疫器官主要清除血液内的抗原物质以及自身衰老死亡的细胞B淋巴细胞约占60%，T淋巴细胞约占40%,黏膜相关淋巴组织包括扁桃体、阑尾和消化道、呼吸道和泌尿生殖道黏膜下分散的淋巴组织等,45,免疫细胞,（一）T淋巴细胞也称：胸腺依赖性淋巴细胞介导细胞免疫应答T淋巴细胞表面标志T淋巴细胞抗原受体（TCR）CD4CD8CD2（绵羊红细胞受体）,46,（二）B淋巴细胞介导体液免疫表面有抗原受体（BCR），可与抗原物质特异性结合，激活B细胞，启动免疫应答。（三）NK细胞即：自然杀伤细胞表面无抗原受体，无需刺激活化就能杀伤靶细胞发挥抗病毒作用。表面有IgG的Fc受体，IgG可通过Fc段结合到NK细胞上，杀伤靶细胞。,47,（四）抗原提呈细胞（APC）抗原提呈细胞（APC）指一些能捕获、加工处理抗原并将处理后的抗原肽传递给T淋巴细胞的细胞。主要包括：单核巨噬细胞、树突状细胞、B淋巴细胞,48,三、免疫分子参加免疫应答的生物活性物质,49,第五节免疫应答,50,一、免疫应答的概念和基本过程（一）、概念免疫应答是指机体受抗原刺激后，免疫活性细胞对抗原的识别，自身的活化、增殖、分化以及产生特异性免疫效应的过程。包括：抗原提呈细胞对抗原的摄取、处理及提呈，免疫活性细胞对抗原的识别及自身活化、增殖、分化，以及产生的特异性免疫效应。,51,免疫应答的类型,体液免疫细胞免疫,初次应答再次应答,正免疫应答负免疫应答,按参与细胞分类,按抗原刺激顺序分类,按应答效果分类,52,（二）、免疫应答的基本过程免疫应答的基本过程可分为三个阶段：1、感应阶段：抗原递呈和识别阶段。2、反应阶段：为T细胞和B细胞在识别抗原后的活化、增殖和分化阶段。在这一阶段中，小部分T细胞和B细胞停止分化，分别转变成为T记忆细胞和B记忆细胞。3、效应阶段：为产生免疫效应的阶段。,53,免疫应答的发生场所,淋巴结、脾和粘膜等外周免疫器官是发生免疫应答的主要场所。,54,抗原的呈递,细胞在其表面以能被T细胞受体(TCR)特异性识别的方式表达抗原的过程称为抗原提呈，也称为抗原呈递。APC的抗原呈递作用是一个涉及抗原摄取、处理与呈递的复杂过程。,55,二、B细胞介导的体液免疫应答（一）抗原提呈和识别阶段1、APC提呈抗原：外源性Ag进入机体后，由APC摄取加工，转变为抗原肽。抗原肽与APC的MHC-类分子结合，形成稳定的抗原肽-MHC-II类分子复合物，然后转运至细胞表面，供Th细胞识别。,56,2、Th细胞对抗原的识别：Th细胞为CD4+T细胞，其通过TCR识别APC表面的抗原肽-MHC类分子复合物中的抗原肽，而CD4分子识别MHC-类分子，即T细胞的双识别。Th细胞对抗原的识别受MHC-类分子的限制。3、B细胞对抗原的识别：B细胞表面的BCR是膜表面免疫球蛋白，其通过可变区识别并结合特异性抗原，这种结合不受MHC分子的限制。,57,（二）活化、增殖和分化阶段1、Th细胞活化及其对B细胞的辅助：T淋巴细胞接受抗原刺激后活化、增殖和分化，最终形成大量的效应T细胞。（包括CD4和CD8).,58,2、B细胞活化、增殖和分化：在细胞因子参与下，B细胞活化、增殖、分化为浆细胞。一部分T,B细胞可成为记忆细胞。记忆细胞不产生抗体，但再次与相同抗原接触时，可迅速活化为浆细胞，产生大量特异性的抗体。,59,T细胞,B细胞,细胞免疫效应,细菌、病毒等抗原刺激,体液免疫效应,效应T细胞,浆细胞,免疫应答过程,产生细胞因子,直接杀伤,60,（三）效应阶段效应T细胞和抗体等发挥免疫效应的阶段。（1）浆细胞分泌抗体发挥体液免疫效应（2）和效应T细胞及其释放的细胞因子发挥细胞免疫效应阶段。,61,抗原,B细胞,致敏阶段,反应阶段,效应阶段,体液免疫应答过程,62,（一）、抗体产生的一般规律1、初次应答特点：抗体产生慢，血中浓度低，亲和力低，在体内维持时间短。多数抗原引起的免疫应答，开始产生的是IgM型，当IgM高峰下降时，IgG才出现。2、再次应答特点：潜伏期短，血中抗体浓度升高快，亲和力强，维持时间长。抗体类型主要是IgG.,63,潜伏期(诱导期)长(约710天)抗体的种类以IgM为主总抗体水平低,维持时间短,潜伏期短（约23天）抗体的种类以IgG为主总抗体水平高,维持时间长,初次应答：初次接触抗原,再次应答：再次接触相同的抗原,取决于体内记忆性T细胞和B细胞的存在,64,抗体产生的一般规律（图）,65,抗体产生的一般规律的医学实践中意义是：（1）检测特异性IgM可用于感染的早期诊断。（2）检测患者疾病早期和恢复期特异性抗体的效价有助于诊断疾病及评估疾病的转归。（3）制定最佳免疫方案，可使免疫机体产生高效价、高亲和力抗体。,66,（二）体液免疫的生物学效应（1）中和作用：抗体与外毒素或病毒结合，封闭与细胞受体结合位点（2）抑制细菌吸附：sIgA与细菌结合阻止细菌与粘膜细胞结合,67,（3）调理作用：细菌与抗体结合后，抗体Fc段结合吞噬细胞的Fc受体，促进吞噬（4）细胞毒作用：细胞型抗原与IgG结合后，不能杀死抗原，发生ADCC作用（5）激活补体作用：形成膜攻击复合体，溶解抗原细胞,68,三、T细胞介导的细胞免疫应答T细胞介导的免疫应答即细胞免疫，是指T细胞接受抗原刺激后转化为效应T细胞进而发挥免疫效应。一、抗原提呈和识别阶段（一）APC提呈抗原内源性抗原被胞浆内的蛋白酶降解成肽断，经加工修饰成为具有免疫原性的抗原肽。抗原肽与MHC-类分子结合形成抗原肽-MHC-类分子复合物后，被运送到细胞表面，供Tc细胞识别。,69,（二）T细胞对抗原的识别Tc细胞为CD8+T细胞，其通过TCR识别靶细胞表面的抗原肽-MHC-类分子复合物中的抗原肽，而CD8分子识别MHC-类分子，即T细胞的双识别。因此，Tc细胞对抗原的识别受MHC-类分子的限制。同时，CD8分子识别MHC类分子的非肽结合区，辅助TCR识别抗原和参与T细胞活化信号的传导。,70,（三）CD8+Tc细胞的作用CD8+Tc细胞主要通过以下两种机制杀伤表达抗原的靶细胞。1、使靶细胞裂解：其过程为：Tc细胞通过TCR特异性识别结合靶细胞表面的抗原肽-MHC类分子复合物，同时两者表面的黏附分子相互结合，此过程只需几分钟；,71,Tc细胞和靶细胞紧密接触，通过颗粒胞吐释放穿孔素和颗粒酶，穿孔素可在细胞膜上构筑小孔；靶细胞膜上出现大量小孔，使水分子通过小孔进入细胞内，致靶细胞裂解死亡。此外，Tc细胞释放的颗粒酶也可通过穿孔素形成的孔道进入靶细胞，使之溶解破坏。,72,73,2、效应Th1细胞介导的炎症反应主要通过释放细胞因子发挥作用。释放的主要因子有：1、IFN-：（1）增强巨噬细胞等MHC-/I类分子的表达，提高抗原提呈能力。（2）活化单核-巨噬细胞，增强其吞噬杀菌能力。（3）活化NK细胞，增强其杀瘤和抗病毒作用，提高机体免疫监视功能。2、IL-2：（1）刺激CD8+T细胞增殖分化为效应Tc细胞。（2）刺激CD4+Th细胞增殖分化，分泌IL-2、TNF-和IFN-。（3）增强NK细胞、巨噬细胞杀伤活性。（4）诱导LAK细胞的抗肿瘤活性。3、TNF-（1）产生炎症作用和杀伤靶细胞。（2）抗病毒作用。（3）激活中性粒细胞、巨噬细胞，释放IL-1、IL-6、IL-8等细胞因子。,74,抗原,细胞免疫过程,致敏阶段,反应阶段,效应阶段,75,细胞免疫的生物学效应主要有：（1）抗胞内感染作用：（2）抗肿瘤作用：包括Tc的特异性杀伤作用，单核-巨噬细胞和NK细胞的ADCC作用及细胞因子的直接和间接杀瘤作用：（3）免疫损伤作用：介导型超敏反应引起免疫损伤。,76,四、免疫耐受免疫耐受：是机体免疫系统在某种抗原诱导下形成的特异性无应答状态。（一）免疫耐受现象1、天然免疫耐受现象2、获得性免疫耐受现象,77,（二）诱导免疫耐受的条件1、抗原方面（1）抗原的性质：（2）抗原的剂量：（3）注射的途径：2、机体方面,78,作用机制：（1）缺乏免疫细胞活化信号（2）抑制细胞的作用（3）解剖位置上与免疫细胞隔绝（四）研究免疫耐受的意义诱导机体产生免疫耐受，有助于防止自身免疫病、超敏反应和器官移植排斥反应。,79,五、免疫调节免疫调节：是指机体在遗传基因调控下，免疫细胞、免疫分子、神经内分泌系统共同参与，使免疫应答强度适宜，维持集体内环境稳定的过程。1、抗原、抗体的调节2、免疫细胞的调节3、神经-内分泌系统的调节,80,抗感染免疫,抗感染免疫是机体抵抗病原微生物及其有害产物，维持生理稳定的功能。,81,非特异性免疫（天然免疫）,特异性免疫（获得性免疫）,82,非特异性免疫/天然免疫机体在种系发育过程中逐渐形成的一系列防御功能。特点：（1）生来就有，受遗传基因控制，并能传代。（2）正常人都有，并具有相对稳定性。（3）无特异性，对各种病原微生物均有一定的防御能力。（4）无记忆性，再次遇到相同病原微生物后，免疫功能并不增强。,一、非特异性免疫机制,83,84,皮肤与黏膜屏障机械阻挡、纤毛运动等分泌杀菌物质菌群拮抗作用血脑屏障软脑膜+脉络膜+脑毛细血管+星状胶质细胞（保护中枢神经系统。小儿欠缺）胎盘屏障：母体子宫内膜的基蜕膜+胎儿绒毛膜滋养层细胞,85,86,87,88,1、吞噬细胞种类及部位：大吞噬细胞-大单核细胞（血液）巨噬细胞（组织）小吞噬细胞-中性粒细胞（血液）2、吞噬过程趋化接触吞