免疫学笔记(前五讲).doc

第一讲 绪论目的要求：目的要求：1、掌握免疫的现代概念和功能。免疫：是指机体接触抗原异物后所发生的一种在本质上属于生理性的反应。其作用是识别和排除抗原性异物，以维持机体的生理平衡和稳定，在正常情况下对机体是有利的，但在某些情况下，则对机体产生有害的反应。 免疫系统功能：（1）免疫防御（immunologic defence）功能：是机体排除外来抗原性异物的一种免疫保护功能。该功能正常时，可防止外界病原体的入侵及清除已入侵的病原体及有害的生物性分子；该功能异常时，反应过高会产生超敏反应，反应过低或缺如会产生免疫缺陷病（2）免疫监视（immunologic surveilance）功能，是机体及时识别、清除体内突变细胞及病毒细胞的一种生理功能，若该功能失调，可导致肿瘤的发生，或因病毒不能清除而出现病毒持续性感染；（3）免疫自稳（immunologic homeostasis）：是机体免疫系统维持内环境稳定的一种功能。在正常情况下，免疫系统对自身组织细胞表达的抗原不产生免疫应答，不导致自身免疫病，反之，对体内衰老、损伤或变性的细胞或外来病原体及有害生物分子表达的抗原，则产生免疫应答，予以清除，有“区分自我及非我”功能；若免疫功能失调，则可导致自身免疫病。（4）调节功能：构成神经-内分泌-免疫网络调节系统，不仅调节机体的整体功能，亦调节免疫系统本身的功能。2、熟悉免疫应答的类型。 根据种系和个体免疫系统的进化、发育和免疫效应机制和作用特征，通常把免疫分为固有免疫（innate immunity）和适应性免疫（adaptive immunity）两种类型。免疫应答一般指适应性免疫。 固有免疫（innate immunity）：固有免疫应答细胞，如单核-巨噬细胞，自然杀伤细胞，多形核中性粒细胞等细胞经其表面表达的受体，与多种病原体表面表达的一种分子结合，经受体-配基作用，固有免疫细胞被活化，迅速执行免疫效应，吞噬杀伤病原体，并释放细胞因子，发挥免疫防御作用，称固有免疫（innate immunity）。 适应性免疫：是指机体在长期与外源性病原微生物接触过程中，对特定病原微生物（抗原）产生识别和后续效应，最终将其清除体外的防御功能。依据其参与成分和功能，适应性免疫应答可分为两种类型:体液免疫（humoral immunity）和细胞免疫（cellular immunity）。具体特性见练习册。执行适应性免疫应答的细胞是T/B淋巴细胞。3、了解免疫学发展史。4、熟悉免疫系统的组成。免疫系统组成是由免疫器官（胸腺、骨髓、脾、淋巴结等）、免疫组织（黏膜相关淋巴组织）、免疫细胞（吞噬细胞、自然杀伤细胞、T 及B 淋巴细胞）及免疫分子（细胞表面分子、细胞因子、补体等等）组成。免疫器官可分为中枢免疫器官和外周免疫器官二者通过血液循环及淋巴循环互相联系。中枢免疫器官发生较早，由骨髓及胸腺组成，外周免疫器官发生较晚，由淋巴结、脾及黏膜相关淋巴组织等组成，成熟免疫细胞在这些部位定居，并在接受抗原刺激后产生免疫应答。5、掌握淋巴细胞再循环和归巢。淋巴细胞归巢（lymphocyte homing）：成熟淋巴细胞离开中枢免疫器官后，经血液循环趋向性迁移并定居于外周免疫器官或组织的特定区域，称为淋巴细胞归巢。淋巴细胞再循环（lymphocyte recirculation）：随血液来的T细胞和B细胞穿过高内皮小静脉或其间隙，分别进入深皮质区和浅皮质区，再迁移至随窦，经输出淋巴管返回血流，这一过程体现了淋巴细胞在不同部位间的移动，称为淋巴细胞再循环。6、简述免疫系统具有双重功能（防御、致病）的理论基础。见练习册。7、 骨髓是所有免疫细胞的发源地。骨髓基质细胞包括网状细胞、成纤维细胞、血窦内皮细胞、巨噬细胞和脂肪细胞。 T细胞分化成熟的场所是胸腺，B细胞分化成熟的场所是骨髓。B细胞主要定居于淋巴结的皮质潜层的淋巴小结及脾脏的红髓及白髓的淋巴小结内。 淋巴样干细胞最后分化为祖T细胞、成熟的B细胞以及NK细胞。前B细胞（pre-Bcell）：在B细胞发育过程中，淋巴样干细胞的增值、分化和历经了Ig的基因重排所形成，其细胞质内表达Ig链。一旦发育的B细胞可合成Ig轻链（(kappa)链和(lambda)链，），将定向发育为可表达膜IgM的B细胞，具有抗原结合的特异性。 祖T细胞经胸腺小叶皮质-髓质交界处进入胸腺，未成熟的T细胞主要分布于胸腺皮质区，而成熟的T细胞主要分布于髓质。髓质内成熟T细胞表达CD44 ，而未成熟的不表达。 IL-7是促进B、T磁暴增值的重要因子。 树突状细胞分别来自于髓样干细胞和淋巴样干细胞。粘膜相关淋巴组织（mucosal-associated lymphoid tissue，MALT），主要指呼吸道、肠道及泌尿生殖道黏膜固有层和上皮细胞下散在的无被膜淋巴组织，以及某些带有生发中心的器官化的淋巴组织，如扁桃体、小肠的派氏集合淋巴结（Peyers patches，PP）及阑尾等。短寿命的中性粒细胞吞噬和杀灭细菌，参与急性炎症反应。单核巨噬细胞吞噬病原微生物和内化抗原，发挥吞噬杀菌和抗原加工提成的双重作用。嗜酸性粒细胞可抗寄生虫感染和调节I型超敏反应。嗜碱性粒细胞和肥大细胞参与I型超敏反应。血小板参与免疫应答。T细胞和B细胞负责识别和应答特异性抗原，BCR可直接结合抗原表位，T细胞表达两类TCR自然杀伤细胞是抗感染和抗肿瘤免疫的第一道天然防线。抗原提呈细胞启动特异性T细胞免疫。补体介导吞噬、控制炎症和杀菌。抗原识别是所有特异性免疫应答的基础。第二讲 抗原主要内容：1、抗原的概念与特性。 抗原(antigen, Ag)是指能与T 细胞的TCR 及B 细胞的BCR 结合，促使其增殖、分化，产生抗体或致敏淋巴细胞，并与之结合，进而发挥免疫效应的物质。抗原一般具备两个重要特性：一是免疫原性,即抗原刺激机体产生免疫应答，诱生抗体或致敏淋巴细胞的能力；二是抗原性(antigenicity)，即抗原与其所诱生的抗体或致敏淋巴细胞有特异性结合的能力。完全抗原（免疫原）：同时具有免疫原性和抗原性的物质。不完全抗原（半抗原）：仅具有抗原性而不具有免疫原性的物质。2、抗原的异物性与抗原的特异性（抗原表位的含义及分类）。抗原的异物性：正常条件下，只有“非己”抗原才能引起免疫应答，抗原的来源于宿主亲缘关系越远，组织结构差异越大，异物性越强，其免疫原性越强。抗原的特异性：抗原刺激机体产生免疫应答及其与应答产物发生反应所显示的专一性。抗原表位(epitope):抗原分子中决定抗原特异性的特殊化学基团，称为抗原表位，又称抗原决定基（antigenic determinant）。它是与TCR/BCR 及抗体特异性结合的基本结构单位，通常由5-15 个氨基酸残基或5-7 个多糖残基或核苷酸组成。根据抗原表位的构成不同可将其分为线性表位（linear epitope）和构象表位（conformational epitope）。线性表位（linear epitope）：又称顺序表位，是由序列上相连接的一些氨基酸残基通过共价结构构成。线性表位主要是TCR识别表位，BCR亦可以识别。构象表位（conformational epitope）：亦称非线性表位，是由序列上不相连接的氨基酸残基通过折叠并置构成，一般位于抗原分子表面，由BCR识别。抗原表位的影响因素：化学基团的性质，数目，位置，空间构像。根据TCR和BCR对表位识别的不同，又可分为T细胞表位和B细胞表位。T细胞表位B细胞表位表位受体TCRBCRMHC分子必须无需表位性质主要是线性短肽天然多肽，多糖，脂蛋白，有机化合物表位大小8-12个氨基酸（CD8+T细胞）12-17个氨基酸（CD4+T细胞）5-15个氨基酸或5-7个单糖、核苷酸表位类型线性表位构象表位、线性表位表位位置抗原分子任意部位抗原分子表面3、共同抗原与交叉反应。共同抗原表位（common epitope）：某些抗原分子中常带有多种抗原表位，不同抗原之间含有的相同或相似的抗原表位，称为共同抗原表位。交叉反应（cross-reaction）：抗体或致敏淋巴细胞对具有相同和相似表位的不同抗原的反应，称为交叉反应。4、影响抗原免疫应答的因素。A、抗原分子的理化性质：1）化学性质：蛋白质、多糖等均具有免疫原性，而脂类和哺乳动物的细胞核成分难以诱导免疫应答。2）分子量大小：一般在10kDa以上，分子量越大，含有抗原表位越多，免疫原性越强。3）结构复杂性：含有大量芳香族氨基酸，结构复杂者，免疫原性越强。4）分子构象：空间构象很大程度上影响抗原的免疫原性。5)易接近性：抗原分子中氨基酸残基所处侧链位置的不同可影响抗原与淋巴细胞抗原受体的结合，从而影响抗原的免疫原性。6）物理状态：一般聚合状态的蛋白较其单体免疫原性更强，颗粒性抗原的免疫原性强于可溶性抗原。B宿主方面的因素 1）遗传因素：个体遗传基因不同，对同一抗原的免疫应答与否及免疫应答程度不同。而MHC在诸多遗传因素中，无疑是涉及免疫应答质和量的关键分子。 2）年龄、性别与健康状态：一般说青壮年动物对抗原的免疫应答最强，雌性比雄性动物抗体生成高，怀孕时免疫应答受到显著抑制，感染或免疫抑制剂都能干扰和抑制免疫系统对抗原的应答。5、抗原的种类：TD-Ag与TI-Ag，异种抗原，异嗜性抗原，自身抗原。根据产生抗体是是否需要Th细胞分为两类：1）胸腺依赖性抗原（thymus dependant antigen，TD-Ag）：是指在刺激机体B细胞产生抗体是需要Th细胞辅助的抗原。主要为蛋白质类抗原。2）胸腺非依赖性抗原（thymus independant antigen，TI-Ag）：是指在刺激机体B细胞产生抗体是不需要Th细胞辅助的抗原。主要为多糖类抗原。TD-AgTI-Ag组成B和T细胞表位重复B细胞表位T细胞辅助需要不需要免疫应答体液免疫和细胞免疫应答只能引起体液免疫抗体类型以IgG为主的多种类型的抗体只产生IgM类抗体免疫记忆可以产生无化学性质绝大多数蛋白质抗原多数为多糖类抗原根据抗原与机体的关系分为三类：1）异种抗原：（xenogenic antigen）是指来自于不同种属的抗原，如病原微生物及其代谢产物，动物器官、组织及血清，植物蛋白等。2）同种异性抗原（allogenic or allotypic antigen）：是指在同一种属不同个体间存在的特异性抗原。人类重要的同种异性抗原有组织相容性抗原、免疫球蛋白遗传标志抗原和血型抗原等。3）自身抗原（autoantigen） 在感染、外伤、服用某些药物等影响下，使免疫隔离部位的抗原释放，或改变和修饰了的自身组织细胞，可诱发对自身成分的免疫应答，这些可诱导特异性免疫应答的自身成分称为自身抗原。根据是否在抗原提成细胞内合成分为两类：1） 内源性抗原（endogenous antigen）：是指在抗原提呈细胞内合成的，存在于胞质内的蛋白质抗原。此类抗原在胞质内被酶降解成短肽后，通过MHC-I类分子提呈给CD8+T细胞识别。2） 外援性抗原：是指抗原抗原提呈细胞在细胞外摄取的，存在于细胞囊膜内系统的蛋白质抗原。此类抗原被溶酶体酶降解成短肽后，通过MHC-II类分子提呈给CD4+T细胞识别。异嗜性抗原：是指一种与种属无关的，存在于人、植物、动物和微生物之间的共同抗原。6、超抗原、佐剂的概念与种类。超抗原（superantigen,SAg）：某些抗原物质，只需要极低浓度（110ng/ml）即可激活220T 细胞克隆，产生极强的免疫应答，这类抗原称之为超抗原，SAg不受MHC 的限制。SAg 所诱导的T 细胞应答，其效应并非针对超抗原本身。佐剂（adjuvant）：预先或与抗原同时注入体内，可增强机体对该抗原的免疫应答或改变免疫应答类型的非特异性免疫增强性物质，称为佐剂。佐剂作用的主要机制有：改变抗原物理性状，延缓抗原降解和排除；刺激单核巨噬细胞系统，增强其对抗原的处理和提呈能力；刺激淋巴细胞的增殖分化，从而增强和扩大免疫应答的能力。佐剂的主要用途包括：增强特异性免疫应答，用于预防接种及制备动物抗血清；作为非特异性免疫增强剂，用于抗肿瘤与抗感染的辅助治疗。丝裂原（mitogen）：与淋巴细胞表面相应受体结合，刺激静止淋巴细胞转化为淋巴母细胞和有丝分裂，激活某一类淋巴细胞的全部克隆。第三讲 免疫球蛋白1、抗体与免疫球蛋白的概念。抗体(antibody，Ab)是介导体液免疫的重要效应分子，是B 细胞接受抗原刺激后增殖分化为浆细胞所产生的糖蛋白，主要存在于血清等体液中，能与相应抗原特异性地结合，显示免疫功能。免疫球蛋白（immunoglobulin，Ig）：是指具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白。主要存在于血清和某些外分泌液中，也可作为抗原识别受体存在于B细胞表面。免疫球蛋白可分为分泌型（secreted Ig， SIg）和膜型（membrane Ig, mIg）。抗体与免疫球蛋白分子的关系：抗体均是免疫球蛋白，但免疫球蛋白不一定是抗体，如膜表面免疫球蛋白（SmIg）。2、免疫球蛋白的结构与功能。(1)基本结构 轻链、重链、可变区（HVR、CDR、抗原结合部位）、恒定区及功能区。任何一类天然免疫球蛋白分子均含有四条多肽链，其中，分子量较大的称为重链(heavy chain, H)，而分子量较小的为轻链(light chain, L)。轻链与重链间有数量不等的二硫键。形成一”Y”字型结构，称为Ig 单体，是构成免疫球蛋白分子的基本单位。轻链(light chain, L)：大约由214个氨基酸残基组成，分子质量约为25KDz。共有两型：型和型，同一天然Ig分子上L链的型别总是相同的。不同种属中，两型L链的比列不同。重链(heavy chain, H)：由450-550个氨基酸残基组成，分子质量为55-75KDa。人类Ig根据其重链恒定区的分子结构和抗原特异性的不同，可分为5型，即IgM、IgD、IgG、IgA 和IgE，其相应的重链分别为链、（德尔塔）链、链、链和（伊普西龙）链。即使是同一类Ig 其铰链区氨基酸组成和重链二硫键的数目、位置也不同，据此又可将同类Ig 分为不同的亚类（subclass）。如人IgG 可分为IgG1IgG4；IgA 可分为IgA1 和IgA2。IgM、IgD 和IgE 尚未发现有亚类。轻链有两种，分别为(kappa)链和(lambda)链，据此可将Ig 分为两型 (type)，即型和型。可变区（variable region ，V区）：重链和轻链靠近N端的约有110个氨基酸序列变化很大，分别称为VH 和VL。高变区（hypervariable region, HVR）：VH 和VL 各有3 个区域的氨基酸组成和排列顺序高度可变，称为高变区或互补决定区（complementarity determining region, CDR），分别用HVR1(CDR1)、HVR2(CDR2)和HVR3(CDR3)表示，一般CDR3 变化程度更高。决定簇互补区（complementarity-determining region）：VH 和VL 的3 个CDR 共同组成Ig 的抗原结合部位（antigen-binding site），决定着抗体的特异性，负责识别及结合抗原，从而发挥免疫效应。骨架区（framework region,FR）：在V 区中，高变区之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。恒定区（constant region，C区）：位于轻、重链靠近C端的区域，分别称为CL和CH。同一种属动物中，同一类别Ig分子的C区比较恒定。铰链区（hinge region）：位于CH1和CH2之间，包括H链间二硫键。特点：1）连接抗体的Fab段和Fc段，由于富含脯氨酸，易伸展弯曲，从而使两个Fab段可与不同距离的抗原表位结合；2）易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶水解；3）IgM和IgE无铰链区。功能区（domain）：Ig 分子的两条重链和两条轻链都可折叠为数个球形结构域（domain），每个结构域一般具有其相应的功能。轻链有VL 和CL 两个结构域；IgG、IgA 和IgD 重链有VH、CH1、CH2 和CH3 四个结构域；IgM 和IgE 重链有五个结构域，比IgG 多一个CH4。 (2)免疫球蛋白的酶解片段（Fab、Fc）及功能。Fab 段即抗原结合片段（fragment antigen binding, Fab）,相当于抗体分子的两个臂，由一条完整的轻链和重链的VH 和CH1结构域组成。一个Fab 片段为单价，可与抗原结合但不形成凝集反应或沉淀反应； Fc 段即可结晶片段（fragment crystallizable,Fc），相当于IgG 的CH2 和CH3 结构域。Fc 无抗原结合活性，是Ig 与效应分子或细胞相互作用的部位。免疫球蛋白V区和C区的功能。功能区的作用1：1）VL和VH：抗原结合部位，其中的CDR尤为关键；2）CH1-3和CL：Ig遗传标志所在；3）CH2（IgG）、CH3(IgM):C1q结合部位，可启动补体活化经典途径；4）CH2-CH3(IgG)：结合并通过胎盘；5）CH3(IgG),FCR结合部位（单核细胞、巨噬细胞、中性粒细胞、B细胞、NK细胞）；6）CH4(IgE),FcR结合部位（肥大细胞和嗜碱性粒细胞）。Ig C 区的功能2：:（一）激活补体：人IgG13 和IgM 与相应抗原结合后，可因构象改变而使其CH2/CH3 结构域内的补体结合点暴露，从而通过经典途径激活补体系统，产生多种效应功能。（二）结合Fc受体 IgG 和IgE 可通过其Fc段与表面具有相应受体的细胞结合，产生不同的生物学作用。1. 调理作用 (opsonization) 指抗体如IgG（特别是IgG1 和IgG3）的Fc 段与中性粒细胞、巨噬细胞上的IgG Fc 受体结合，从而增强吞噬细胞的吞噬作用。2. 抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用(antibody-dependent cellmediated cytotoxicity，ADCC) 指具有杀伤活性的细胞如NK细胞通过其表面表达的Fc受体识别包被于靶抗原（如病毒感染细胞或肿瘤细胞）上的抗体Fc段，直接杀伤靶抗原。NK 细胞是介导ADCC 的主要细胞。3. 介导型超敏反应 IgE可通过其Fc段与肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面的高亲和力IgE Fc 受体（FcRI）结合，并使其致敏，若相同变应原再次进入机体与致敏靶细胞表面特异性IgE结合，即可促使这些细胞合成和释放生物活性物质，引起型超敏反应。（3） 穿过胎盘和粘膜 IgG 是人惟一能通过胎盘的免疫球蛋白。分泌型IgA 可通过呼吸道和消化道的黏膜，是黏膜局部免疫的最主要因素。3、各类免疫球蛋白的生物学特性及功能。IgG 于出生后3个月开始合成，35 岁接近成人水平;含量最高的Ig;人IgG 有4 个亚类，依其在血清中浓度高低，分别为IgG1、IgG2、IgG3、IgG4；IgG 半寿期约2023天;是机体抗感染的“主力军”；可穿过胎盘屏障，在新生儿抗感染免疫中起重要作用；能通过经典途径活化补体，并可与巨噬细胞、NK 细胞表面Fc 受体结合，发挥调理作用、ADCC作用等；某些自身抗体如抗甲状腺球蛋白抗体、抗核抗体，以及引起II、III 型超敏反应的抗体也属于IgG。单体IgM 以膜结合型(mIgM)表达于B 细胞表面，构成B 细胞抗原受体（BCR）只表达mIgM是未成熟B 细胞的标志；分泌型IgM为五聚体，是分子量最大的Ig，称为巨球蛋白，一般不能通过血管壁；具有很强的抗原结合能力，比IgG 更易激活补体；天然的血型抗体为IgM，血型不符的输血，可致严重溶血反应；IgM 是个体发育过程中最早合成和分泌的抗体；IgM也是初次体液免疫应答中最早出现的抗体，血清中检出IgM，提示新近发生感染，可用于感染的早期诊断。IgA 分为两型：血清型为单体，分泌型IgA(secretory IgA，SIgA)为二聚体。SIgA 主要存在于胃肠道和支气管分泌液、初乳、唾液和泪液中。SIgA 是外分泌液中的主要抗体类别，参与黏膜局部免疫。正常人血清IgD半寿期很短（仅3 天），故其浓度很低（约30g/ml）；分为两型：血清IgD 和膜结合型IgD。mIgD构成BCR，是B 细胞分化发育成熟的标志，成熟B 细胞称为初始B细胞（naiveB cell）。IgE 是正常人血清中含量最少的Ig，约为5*10-5 mg/ml;主要由黏膜下淋巴组织中的浆细胞分泌;IgE与肥大细胞、嗜碱性粒细胞结合，引起I 型超敏反应;IgE 可能与机体抗寄生虫免疫有关。4、多克隆抗体与单克隆抗体的概念及制备。基因工程抗体的概念和临床应用目前人类制备的抗体有三类：多克隆抗体、单克隆抗体和基因工程抗体。 多克隆抗体（polycolonal antibody，pAb）:1）将一种天然抗原经由各种途径免疫动物获得；2）由于抗原性物质具有多种抗原决定簇，故可刺激产生多种抗体形成细胞克隆，合成和分泌针对各种决定簇的抗体分泌到血清或体液中。3）其血清中实际上是含有多种抗体的混合物，称这种抗体为多克隆抗体，也称第一代抗体。4）多克隆抗体是针对不同抗原表位抗体的混合物，并非针对某一特定表位，其缺点是特异性不高，已发生交叉反应，也不容易大量制备，从而应用受限。 单克隆抗体（monoclonal antibody，moAb）：是由单一B细胞克隆产生的、只作用于单一抗原表位的高度均一（属同一类、亚类、型别）的特异性抗体。 1）1975年德国学者Kohler和英国学者Milstein将小鼠骨髓瘤细胞和经免疫的小鼠脾细胞在体外进行细胞融合，结果发现部分的杂交细胞既能继续在体外培养条件下生长繁殖，又能分泌抗SRBC抗体，称这种杂交细胞系为杂交瘤（hybridoma）。2）这种杂交瘤细胞既具有骨髓瘤细胞能大量无限生长繁殖的特性，又具有抗体形成细胞合成和分泌抗体的能力。它们是由识别一种抗原决定簇的浆细胞克隆所产生的均一性抗体，故称为单克隆抗体。3）应用杂交瘤技术可获得几乎所有抗原的单克隆抗体，只要这种抗原能英气小鼠的抗体应答，这种用杂交瘤技术制备的单克隆抗体可视为第二代抗体。4）单克隆抗体由于纯度高、特异性强，可以提高各种血清学方法检测抗原的敏感性及特异性，但单克隆抗体多为双价抗体，与抗原结合不易交联为大分子集团，故不易出现沉淀反应。单克隆抗体的应用极大的促进了对各种传染病和恶性肿瘤诊断的准确性。基因工程抗体（genetically engineering antibody）：借助DNA重组技术和蛋白质工程技术，按人们的意愿在基因水平上对Ig进行切割、拼接或修饰，重新组装成新型抗体分子。1） 目前绝大多数单克隆抗体是鼠源的，临床重复给药时体内产生抗鼠抗体，使临床疗效减弱或消失。2） 临床应用理想的单克隆抗体应是人源的，但人-人杂瘤技术目前尚未突破，即使研究成功，也还存在人-人杂交瘤体外传代不稳定，抗体亲和力低级产量不高等问题，目前较好的解决只能是研制基因工程抗体，以代替鼠源单克隆抗体用于临床。3） 基因工程抗体兴起于20世纪80年代早期，这一技术是将Ig基因结构与功能的了解与DNA重组技术相结合，根据研究者的意图在基因水平上对Igden子进行切割、拼接或修饰，甚至是人工合成后导入受体细胞表达，产生新型抗体，也称第三代抗体。4） 基因工程包括嵌合抗体、人源化抗体、完全人源抗体、单链抗体、双价抗体、双特异性抗体等。？将可产生特异性抗体但短寿的B 细胞与不应抗原特异性Ab 但长寿的骨髓瘤细胞融合，可产生杂交瘤细胞。每个杂交瘤细胞由一个B 细胞融合而成，仅识别一种抗原表位，故仅能合成及分泌抗单一抗原表位的特异性抗体，是为单克隆抗体。其优点是结构均一、纯度高、特异性强、效价高、血清交叉反应少或无、制备成本低；缺点是其鼠源性对人具有较强的免疫原性。知识扩展：1、虽然胚胎在12周是已经能够合成IgM,但因为缺乏抗原刺激，胎儿自身合成的IgM量极少，母体IgM不能通过胎盘，因而出生时脐血IgM水平很低，如果脐血发现IgM水平升高（大于0.2-0.3g/l，提示胎儿有宫内感染。婴儿期低IgM血症，是易患格兰阴性菌感染的重要原因。同种型：是同一种属所有个体Ig分子所共有的抗原特异性标志，其抗原决定基主要存在于Ig恒定区，根据重链恒定区抗原特异性不同，将Ig分为iIgG、IgA、IgM、IgD、IgE五类。同种异型（Allotype）：是指同一种属不同个体间的免疫球蛋白分子抗原性的不同，在同种异体间免疫可诱导免疫反应，存在于IgC区及V区。独特型：是指同一种属、同一个体来源的抗体分子，由于其CDR区的氨基酸序列的不同，可显示不同的免疫原性，称为独特型。独特型也表现在T、B细胞表面TCR、BCR的V区，是每个免疫球蛋白分子TCR、BCR所特有的抗原特异性标志。教学方法:讲授教学学时：3学时教学重点和难点:重点：免疫球蛋白的基本结构、酶解片段，各类免疫球蛋白的生物学特性与功能。单克隆抗体的概念。难点：免疫球蛋白的结构：轻链、重链、可变区（HVR、CDR、抗原结合部位）、恒定区及功能区，单克隆抗体的概念及制备。第四讲 补体系统目的要求：1、掌握补体的概念、补体系统的组成，补体的生物学作用。2、熟悉补体经典途径，旁路途径及MBL途径的激活过程，补体三条激活途径的比较。3、了解补体活化的调控。主要内容：1、补体的概念与组成。补体系统（complement system）：补体并非单一分子，而是存在于血清、组织液和细胞膜表面的一组经活化后具有酶活性的蛋白质，包括30 余种可溶性蛋白质和膜结合蛋白，故被称为补体系统。补体系统的组成1）补体固有成分：指存在于体液中，参与补体激活级联反应的补体成分， 包括：经典激活途径的C1q、C1r、C1s、C4、C2；甘露聚糖结合凝集素（mannan-binding lectin， MBL）激活途径的MBL、MASP（MBL- associated serine protease，MBL 相关的丝氨酸蛋白酶）；旁路激活途径的B 因子、D 因子；上述三条途径的共同末端通路的C3、C5、C6、C7、C8 和C9。2）以可溶性或膜结合形式存在的补体调节蛋白，包括C1 抑制物、C4 结合蛋白、衰变加速因子等。3）介导补体活性片段或调节补体蛋白生物学效应的受体 补体受体包括CR1-CR5、C3aR、C5aR、C1qR 等。 补体系统的命名参与补体经典激活途径的固有成分，按其被发现的先后分别命名为C1（q、r、s）、C2、C9；补体系统的其他成分以英文大写字母表示，如B 因子、D 因子、P 因子、H 因子、MBL 等；补体调节蛋白多以其功能命名，如C1 抑制物、C4 结合蛋白、衰变加速因子等；补体活化后的裂解片段，以该成分的符号后面附加小写英文字母表示，如C3a、C3b 等；具有酶活性的成分或复合物，在其符号上划一横线表示，如C1、C3bBb；灭活的补体片段，在其符号前加英文字母i 表示，如iC3b。2、补体的理化特性。（一般性质）1）要由肝细胞和巨噬细胞产生；2）大多数为糖蛋白；3）性质不稳定，容易被降解；4)正常血清中个组分含量相差较大，C3含量最多，D因子最少。3、补体系统的激活：经典途径，旁路途径及MBL途径的激活物质与激活过程；补体活化的经典途径1识别阶段（recognition phase） C1是由C1q六聚体、C1r和C1s分子组成的多聚体复合物。每一个C1q的业单位都有与Ig 结合的部位。当两个以上的C1q与IgM或IgG的Fc段结合固定后，C1q的六个亚单位的构象发生变化，导致C1q和C1s相继活化。2活化阶段 活化的C1s 依次酶解C4、C2，形成具有酶解活性的C3转化酶C4b2b，后者进一步酶解C3并形成C5转化酶C4b2b3b。3膜攻击阶段（menbrane attack phase）C5转化酶裂解C5后，继而作用于后续的其他补体 成分，形成膜攻击复合物（menbrane attack complex，MAC）C56789，C9多聚体呈管状镶嵌入细胞膜，形成跨膜孔道，裂解细胞。膜攻击复合物（menbrane attack complex，MAC）补体的三条激活途径最终的共同通路的形成C5转化酶即C4b2b3b和C3bBb3b，裂解C5生成C5b，固定在靶细胞膜上，进而结合C6、C7、C8、C9形成的C56789膜攻击复合物，打穿细胞膜结构，导致细胞溶解。补体活化的MBL 途径MBL的结构与C1q相似，在病原微生物感染早期，体内巨噬细胞和中性粒细胞可产生 TNF-、IL-1 和IL-6，从而导致机体发生急性期反应（acute phase response），并诱导肝细胞合成与分泌急性期蛋白，如甘露聚糖结合凝集素（MBL）和C 反应蛋白。正常血清中MBL水平极低，急性期反应时其水平明显升高。MBL首先与病原微生物的糖类配体结合，随后构象发生改变，激活与之相连的MBL相关的丝氨酸蛋白酶（MASP）。MASP具有与活化的C1q相同的生物学活性，可水解C4和C2分子，继而形成C3转化酶，其后的反应过程与经典途径相同。这种补体激活途径被称为MBL途径（MBL pathway）。补体活化的旁路途径(alternative pathway of complement activation)激活物：某些细菌、格兰阴性菌的内毒素、酵母多糖、葡萄糖、凝聚的IgA和IgG4以及其他哺乳动物细胞，他们为补体活化提供了接触表面，这种激活方式可不依赖于特异性抗体的形成，从而在感染早期为集体提供有效的防御机制。1） 在经典途径中产生或自发产生的C3b 可与B 因子结合；血清中D 因子继而将结合状态的B 因子裂解成小片段Ba 和大片段Bb。Bb 仍附着于C3b，所形成的C3bBb 复合物即旁路途径C3 转化酶。C3bBb 极不稳定,血清中备解素（properdin，P 因子）可与C3bBb 结合，并使之稳定。2） 旁路途径 C3 转化酶水解C3 生成C3a 和C3b，后者沉积于颗粒表面并与C3bBb 结合形成C3bBb3b（或称C3bnBb），该复合物即旁路途径C5 转化酶，能够裂解C5，引起相同的末端效应。旁路途径的活化与调节具有两个重要特点：可以识别自己与非己，反馈性放大。补体活化的共同末端效应3条 补体活化途径形成的 C5 转化酶，均可裂解C5，生成C5b并可依次与C6、C7、C8结合，形成C5b678。该复合物可牢固地附着于细胞表面，C5b8 复合物可与1215 个C9 分子联结成C569，即MAC。MAC 在胞膜上形成小孔，导致胞内渗透压降低，细胞溶解。此外，末端补体成分插入胞膜，可能使致死量钙离子被动向胞内弥散，并最终导致细胞死亡。三条补体活化途径的比较见练习册。项目经典途径MBL途径旁路途径激活物免疫复合物甘露糖结合凝集素(MBL)细菌的细胞壁成分参与的补体成分和活化顺序C1、C4、C2、C3、C5-9MBL、MASP、C4、C2、C3、C5-9C3、B因子、D因子、P因子、C5-9所需离子Ca2+、Mg2+（EGTA、EDTA抑制）Ca2+、Mg2+（EGTA、EDTA抑制）Mg2+（EDTA抑制）C3转化酶C4b2bC4b2bC3bBbC5转化酶C4b2b3bC4b2b3bC3bBb3b作用时相感染后期，特异性免疫效应阶段感染早期。非特异性免疫效应阶段感染早期。非特异性免疫效应阶段4、补体活化的调控，自身调控与调节因子。5、补体的生物学作用：溶细胞作用、调理作用、炎症反应，消除免疫复合物。补体的生物学作用 一、参与宿主早期抗感染免疫（一）溶解细胞、细菌和病毒补体系统被激活后，可在靶细胞表面形成攻膜复合体，从而导致靶细胞溶解，这种补体介导的细胞溶解是机体抵抗微生物感染的重要防御机制。在无抗体存在的情况下，某些微生物可“激活”补体旁路途径及MBL 途径而被溶解。某些病理情况下，补体系统可引起宿主细胞溶解。补体的溶细胞效应不仅可以抗细菌，也可以抗其他致病微生物及寄生虫感染。（二）调理作用补体激活过程中产生的C3b、C4b 和iC3b 均是重要的调理素，它们可结合中性粒细胞或巨噬细胞,促进微生物与吞噬细胞黏附，并被吞噬及杀伤，这可能是机体抵御全身性细菌或真菌感染的主要防御机制。（三）引起炎症反应补体活化过程可产生C3a、C4a 和C5a 又被称为过敏毒素，它们作为配体与细胞表面相应受体结合，激发细胞脱颗粒，释放组胺之类的血管活性介质，从而增强血管通透性并刺激内脏平滑肌收缩。三种过敏毒素中，以C5a 的作用最强。C5a 还是一种有效的趋化因子。某些情况下，也可能对自身组织成分造成损害而引起超敏反应。二、维护机体内环境稳定（一）清除免疫复合物其机制为：补体与IgFc 段结合，一方面可改变Ig 的空间构象，抑制其结合新的抗原表位，继而抑制新的IC 形成；另一方面，补体可藉此插入免疫复合物的网格结构，从而溶解已沉积的IC；循环IC 可激活补体，C3b 与IC 中的抗体结合，藉此，IC 借助C3b 与表达CR1 和CR3 的血细胞结合，并通过血流运送至肝而被清除。由于表达CR1 的红细胞数量巨大，因此是清除IC 的主要参与者。（二）清除凋亡细胞多种补体成分（如C1q、C3b 和iC3b 等）均可识别和结合凋亡细胞，并通过与吞噬细胞表面相应受体相互作用而参与对这些细胞的清除。三、参与适应性免疫：补体参与免疫应答的诱导、增殖分化、效应阶段，并参与免疫记忆。4、 补体与其他酶系统的相互作用：补体系统与凝血、纤溶、激肽系统间存在着十分密切的相互影响及相互调节关系。 第五讲 细胞因子、分化抗原、粘附分子目的要求:1、掌握细胞因子的概念、分类、共同特性。细胞因子(cytokine)是由机体多种细胞分泌的小分子蛋白质，通过结合细胞表面的相应受体发挥生物学作用。分类:根据结构和功能，细胞因子可被分为白细胞介素(interleukin,IL)、干扰素（interferon，IFN）、肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor，TNF）、集落刺激因子（colony -stimulating factor，CSF）、趋化性细胞因子（chemokine）和生长因子（growth factor, GF）六类。干扰素（interferon，IFN）:是最早发现的细胞因子，具有干扰病毒感染和复制的能力，根据其来源和理化性质，可将其分为、 、三种类型。INF-/主要由病毒感染的细胞产生，也称为I型干扰素。INF-主要由活化的T细胞和NK细胞产生，也称为II型干扰素。肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor，TNF）：是一种能使肿瘤发生出血坏死的细胞因子，分为TNF-、TNF-两种，前者主要由活化的单核-巨噬细胞产生，后者主要由激活的T细胞产生，又称淋巴毒素（lybphotoxin，LT）。集落刺激因子（colony -stimulating factor，CSF）：指能够刺激多能造血干细胞和不同发育阶段的造血祖细胞增殖分化，在半固体培养基中形成相应细胞集落的细胞因子。目前发现的集落刺激因子包括粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF）、单核-巨噬细胞集落刺激因子（M-CSF）、粒细胞集落刺激因子（G-CSF）。细胞因子的共同特性：1） 细胞因子是在固有免疫和特异性免疫的激活阶段和效应阶段产生的。2） 细胞因子的分泌是一个自限性的过程。一般来说，细胞因子并不是预先合成后储存于体内，而是在木妖的时候进行新的转录合成的，这种合成通常是一个暂时的自限性的过程，因为编码细胞因子的mRNA都不稳定，非常容易被降解。3） 一种细胞因子可以由多种细胞产生，同一个细胞也可以产生多种细胞因子，多为小分子多肽，在较低溶度下既有生物学活性。4） 细胞因子是通过作用于靶细胞表面的特异性受体而发挥生物学效应的。靶细胞可以是分泌细胞因子本身的细胞，邻近的细胞或远处的细胞，与受体亲和高，微量即可产生显著生物学效应，细胞因子对靶细胞的作用没有抗原特异性，也不瘦MHC的限制。5） 具有多效性、重叠性、拮抗性和协同性的特点。天然的细胞因子由抗原、丝裂原或其它刺激物活化的细胞分泌。多效性：一种细胞因子可对多种靶细胞发生作用，产生多种不同的生物学效应。重叠性：几种不同的细胞因子可以对同一种靶细胞发生作用，产生相同或相似的生物学效应。拮抗效应：一种细胞因子可以抑制另一种细胞因子的某种生物学作用。协同效应：一种细胞因子可以增强另一种细胞因子的某种生物学作用。6） 通过旁分泌、自分泌或内分泌的方式发挥作用。自分泌（autocrine）效应:若某种细胞因子作用的靶细胞（细胞因子作用的细胞）也是其产生细胞，则该细胞因子对靶细胞表现出的生物学作用称为自分泌效应，如T淋巴细胞产生的白细胞介素-2（IL-2）刺激T 淋巴细胞本身生长。旁分泌（paracrine）效应:若某种细胞因子的产生细胞和靶细胞非同一细胞，且二者邻近，则该细胞因子对靶细胞表现出的生物学作用称为旁分泌效应，如树突状细胞产生的IL-12 支持T 淋巴细胞增殖及分化。内分泌（endocrine）效应:少数细胞因子如TNF、IL-1 在高浓度时也作用于远处的靶细胞，表现内分泌效应。7）大多数细胞因子以单体形式存在，少数细胞因子以二聚体形式存在。如IL-10/12，TGF-B,PDGF等以二聚体存在，TNF以三聚体存在。细胞因子受体：1）、细胞因子受体均为跨膜分子，分为膜外区、跨膜区和胞质区。2）细胞的信号转导：细胞因子与其受体结合后启动复杂的细胞内分子间的相互作用，最终引起细胞基因转录的变化，这一过程称为细胞的信号转导。3）细胞因子受体根据其结构特征可分为：免疫球蛋白超家族受体、造血因子家族受体、趋化因子受体、干扰素家族受体、肿瘤坏死因子受体超家族等多种类型。2、了解各类细胞因子的生物学活性。（见协和笔记73页）细胞因子的临床应用。细胞因子的生物学活性1、抗细菌作用 细菌可刺激感染部位的巨噬细胞释放IL-1 激活血管内皮细胞，促进免疫系统的效应细胞进入感染部位并激活淋巴细胞。TNF 增加血管的通透性，促进IgG、补体和效应细胞进入感染部位和使淋巴液向淋巴结引流。IL-6激活淋巴细胞，促进抗体的生成。IL-8 趋化中性粒细胞和T 淋巴细胞进入感染部位。IL-12 激活自然杀伤细胞，诱导CD4 细胞分化成Th1 细胞。IL-1，TNF和IL-6 引起发热反应。2、抗病毒作用 病毒刺激机体的细胞产生IFN-和IFN-。IFN-和IFN-产生抗病毒蛋白酶而进入抗病毒状态。IFN-/刺激病毒感染的细胞表达MHC I 类分子，提高其抗原提呈能力，使其更容易被（CTL）识别并杀伤。IFN-和IFN-激活自然杀伤细胞。被病毒感染细胞激活的CTL 分泌高水平的IFN-，IFN-刺激病毒感染细胞表达MHC I 类分子，促进CTL 杀伤病毒感染细胞。IFN-也增强自然杀伤细胞活性。3、调节特异性的免疫反应 在细胞因子的网络中，参与特异性免疫应答的免疫细胞的激活、生长、分化和发挥效应都受到细胞因子的精细调节。4、刺激造血 由骨髓基质细胞和T 细胞等产生刺激造血的细胞因子调控着血细胞的生成和补充。IL-7 刺激未成熟T 细胞前体细胞的生长与分化。IL-6、IL-11 和血小板生成素（TPO）均具可刺激骨髓巨核细胞的分化、成熟和血小板的产生。5、促进血管的生成 包括IL-8 在内的多种趋化性细胞因子和成纤维细胞生长因子可促进血管的新生。这对组织的损伤修复用重要的病理生理意义。6、诱导凋亡。细胞因子的临床应用： 1）1986年，重组干扰素用于治疗人毛细血管白血病，之后被批准用于治疗艾滋病患者发生的尖锐湿疣、乙型肝炎等。2）1990年，重组INF-用于治疗慢性肉芽肿。3）1989年，EPO由于治疗慢性肾衰引起的严重贫血，后又被用于治疗艾滋病引起的严重贫血。4）1991年，G-CSF用于治疗某些实体肿瘤。5）1993年，IFN-被用于治疗多发性硬化，IL-11用于治疗化疗引起的血小板减少症。见8年制教科书100页。3、熟悉人白细胞分化抗原的概念。白细胞分化抗原（leukocyte differentiation antigen）是指血细胞在分化成熟为不同谱系、分化不同阶段及细胞活化过程中，出现或消失的细胞表面标记分子。白细胞分化抗原除表达在白细胞