医学免疫学4.doc

1.免疫球蛋白（Ig）具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白统一命名为免疫球蛋白。2.抗体（Ab）抗体（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，能在体内或体外与相应抗原特异性地结合的球蛋白。二、免疫球蛋白的结构1.免疫球蛋白的基本结构及其基因2.免疫球蛋白的功能区 免疫球蛋白多肽链内的二硫键连接形成的110个氨基酸残基组成的环状结构称为免疫球蛋白的结构域或功能区。重链和轻链靠近N端的约110个氨基酸的序列变化很大，称为可变区（V区），靠近C端氨基酸序列相对稳定的区域，称为恒定区（C区）。重链和轻链的V区分别称为VH和VL。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（HVR）或互补决定区（CDR），一般CDR3变化程度更高。3.免疫球蛋白的酶解片段在一定条件下，免疫球蛋白分子肽链的某些部分易被蛋白酶水解为不同片段。木瓜蛋白酶水解IgG的部位是在铰链区二硫键连接的2条重链的近N端，可将Ig裂解为两个完全相同的Fab段和一个Fc段.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段无抗原结合活性，是Ig与效应分子或细胞相互作用的部位。胃蛋白酶作用于铰链区二硫键所连接的两条重链的近C端，水解Ig后可获得一个F（ab）2片段和一些小片段pFc。 F（ab）2是可同时结合两个抗原表位，故与抗原结合可发生凝集反应和沉淀反应。pFc最终可被降解，无生物学作用。4.免疫球蛋白的其他成分Ig轻链和重链除上述基本结构外，某些类别的Ig还含有其他辅助成分，分别是J链和分泌片。J链的主要功能是将单体Ig分子连接为多聚体。2个IgA单体由J链相互连接形成二聚体，5个IgM单体由二硫键相互连接，并通过二硫键与J链连接形成五聚体。IgG、IgD和IgE常为单体，无J链。分泌片又称为分泌成分，以非共价形式结合于IgA二聚体上，使其成为分泌型IgA（SIgA）。分泌片具有保护分泌型IgA的铰链区免受蛋白水解酶降解的作用，并介导IgA二聚体从黏膜下通过黏膜等细胞到黏膜表面的转运。三、免疫球蛋白的类型1.免疫球蛋白的同种型：类、亚类、型和亚型同种型：存在于同种抗体分子中的抗原表位称为同种型。类：Ig重链C区所含抗原表位不同，据此可将重链分为、链5种，与此对应的Ig分为5类，即IgG、IgA、IgM、IgD和IgE。亚类：同一类免疫球蛋白其重链的抗原性及二硫键数目和位置不同，据此可将Ig又可分为亚类。IgG有IgG1IgG4四个亚类；IgA有IgA1和IgA2两个亚类；IgM有IgM1和IgM2两个亚类；IgD和IgE尚未发现亚类。型：根据Ig轻链C区所含抗原表位的不同，可将Ig轻链分为2种：和，与此对应的免疫球蛋白分为和两型。亚型：同一型免疫球蛋白中，根据其轻链C区N端氨基酸排列的差异，又可分为不同的亚型。2.免疫球蛋白的同种异型同一种属但不同个体来源的抗体分子也具有免疫原性的不同，也可刺激机体产生特异性免疫应答。这种存在于同种但不同个体中的免疫原性，称为同种异型。3.免疫球蛋白的独特型、抗独特型、独特型网络即使是同一种属、同一个体来源的抗体分子，主要由于其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。独特型表位在异种、同种异体甚至同一个体内均可刺激产生相应抗体，即抗独特型抗体。某些抗独特型抗体可作为一种负反馈因素，对独特型抗体的分泌起抑制作用，。然后，大量抗抗体的产生，又可以诱发出抗抗独特型抗体。如此反复，构成独特型网络，从而发挥免疫调节作用。四、免疫球蛋白的功能1.免疫球蛋白V区的功能：免疫球蛋白V区的功能是识别并特异性结合抗原，其中CDR部位在识别和结合特异性抗原中起决定性作用。2.免疫球蛋白C区的功能：免疫球蛋白C区的功能主要有：激活补体；结合Fc受体产生调理作用，抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用，介导型超敏反应；介导抗体穿过胎盘和粘膜，对免疫应答发挥调节作用。五、各类免疫球蛋白的特性和功能1.IgG的特性和功能：IgG在血清中含量最高，是再次免疫应答产生的主要抗体，其亲和力高，在体内分布广泛，具有重要的免疫效应，是机体抗感染的“主力军”。是惟一能够通过胎盘进入胎儿体内的Ig。2.IgM的特性和功能：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；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，具有很强的抗原结合和激活补体能力。3.IgA的特性和功能：IgA分为两型：血清型为单体，主要存在于血清中；分泌型为二聚体，经分泌性上皮细胞分泌至外分泌液中，参与黏膜局部免疫，通过与相应病原微生物（细菌、病毒等）结合，阻止病原体黏附到细胞表面，从而在局部抗感染中发挥重要作用，其在黏膜表面也有中和毒素的作用。婴儿可从母亲初乳中获得SIgA，为一重要的自然被动免疫现象。4.IgE的特性和功能：IgE是正常人血清中含量最少的Ig，为亲细胞抗体，可与肥大细胞、嗜碱性粒细胞上的高亲和力FcRI结合，引起I型超敏反应。5.IgD的特性和功能：IgD分为两型：血清IgD的生物学功能尚不清楚； 膜结合型IgD构成BCR，是B细胞分化发育成熟的标志。六、抗体的制备1.多克隆抗体：天然抗原分子中常含多种不同抗原特异性的抗原表位，以该抗原物质刺激机体免疫系统，体内多个B细胞克隆被激活，产生的抗体中实际上含有针对多种不同抗原表位的免疫球蛋白，称为多克隆抗体。2.单克隆抗体：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，建立可产生单克隆抗体的杂交瘤细胞，每个杂交瘤细胞由一个B细胞融合而成，而每个B细胞克隆仅识别一种抗原表位，故经筛选和克隆化的杂交瘤细胞仅能合成及分泌抗单一抗原表位的特异性抗体，称为单克隆抗体。 3.人源化抗体：通过基因工程的方法将部分或全部人源抗体的编码基因，在真核或原核表达系统中，体外表达人-鼠嵌合或人源化抗体；或转基因至自身抗体编码基因剔除的小鼠体内，主动免疫诱生人源抗体。从而，既保持单克隆抗体均一性、特异性强的优点，又能克服其为鼠源性的不足。补体一、基本概念1.补体系统的概念：补体是存在于血清、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，也称为补体系统。2.补体系统的组成：构成补体系统的成分包括补体固有成分、补体调节蛋白和补体受体三类。补体成分均为糖蛋白，多数补体成分（尤其是固有成分）对热不稳定，经56温育30分钟即灭活。二、补体系统的激活1.经典（传统）激活途径补体经典途径是抗体介导的体液免疫应答的主要效应方式。一个C1分子与免疫复合物中两个以上抗体分子（IgM和IgG1、IgG2、IgG3）的Fc段结合是经典途径的启动环节。游离或可溶性抗体不能激活补体，只有当抗体与抗原或细胞表面结合后，才能触发补体的激活。补体C1q与抗体Fc段结合并被激活，导致C1r被裂解，所形成的小片段即为激活的C1r，可裂解C1s，形成C1s小分子片段，也具有蛋白酶活性，并依次裂解C4与C2。被依次酶解C4、C2，可结合形成具有酶活性的C3转化酶（C4b2b），后者进一步酶解C3，并形成C5转化酶（C4b2b3b）。C5转化酶中裂解C5形成C5a和C5b。C5b结合于细胞表面，并可依次与C6、C7结合，所形成的C5b67复合物插入浆膜脂质双层中，进而与C8呈高亲和力结合，形成C5b678。附着于胞膜表面的C5b8复合物可与1215个C9分子联结成C59，即膜攻击单位（MAC）。C9插入靶细胞脂质双层膜，形成小孔，导致细胞溶解。2.旁路（替代）激活途径不经C1、C4、C2途径，而由C3、B因子、D因子参与的激活过程，称为补体活化的旁路途径。某些细菌、革兰阴性菌的内毒素、酵母多糖、葡聚糖、凝聚的IgA和IgG4以及其他哺乳动物细胞，可不通过C1q的活化，而直接“激活”旁路途径。C3是启动旁路途径并参与其后级联反应的关键分子。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。Ba释放入液相，Bb仍附着于C3b，所形成的C3bBb复合物即旁路途径C3转化酶，其中的Bb片段具有蛋白酶活性，可裂解C3。血清中备解素（P因子）可与C3bBb结合，并使之稳定。旁路途径C3的生成C3b沉积于颗粒表面并与C3bBb结合形成C3bBb3b（或称C3bnBb，即旁路途径C5转化酶），能够裂解C5，引起相同的末端效应。旁路途径是补体系统重要的放大机制：稳定的C3bBb复合物可催化产生更多C3b分子，后者再参与旁路激活途径，形成更多C3转化酶，从而构成了旁路途径的反馈性放大机制。3.甘露糖结合凝集素（MBL）激活途径补体活化的MBL途径与经典途径的过程基本类似，但其激活起始于炎症期产生的MBL等急性期蛋白与病原体的结合。MBL可识别和结合病原微生物表面的甘露糖、岩藻糖和N-乙酰葡糖胺等糖结构，发生构象改变，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C1s类似的生物学活性，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。三、补体激活的调节1.补体的自身调控补体激活过程中生成的某些中间产物（如C3转化酶、C4b、C3b及C5b等）极不稳定，成为级联反应的重要自限因素。2.补体调节因子的调控体内补体调节因子可与不同补体成分相互作用，使补体的激活与抑制处于精细的平衡状态。C1INH可与活化的C1r和C1s以共价键结合成稳定的复合物，使C1r和C1s失去酶解正常底物的能力。C4结合蛋白与补体受体l（CR1），均可与C4b结合，并抑制C4b与C2结合，从而防止经典途径C3转化酶（即C4b2b）的组装，并加速其分解。I因子具有丝氨酸蛋白酶活性，可将C4b和C3b裂解使其灭活。衰变加速因子（DAF，CD55）表达于所有细胞表面，可同C2竞争与C4b的结合，从而抑制C3转化酶形成并促进其分解。H因子可与B因子或Bb竞争结合C3b，进而使C3b被I因子酶解失活。此外，CR1和DAF也可竞争性抑制B因子与C3b结合。H因子、CR1和MCP均可作为辅助因子，促进I因子裂解C3b的作用。P因子与可使C3bBb半寿期延长10倍，从而加强C3转化酶裂解C3的作用。同源限制因子（HRF，C8结合蛋白，C8bp）可干扰C9与C8结合，从而抑制MAC形成。四、补体的生物学功能1.膜攻击复合物介导的生物学作用补体系统被激活后，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。2.补体活性片段介导的生物学作用（1）引起炎症反应补体活化过程可产生多种具有炎症介质作用的活性片段，如C3a、C4a和C5a等，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。过敏毒素也可与平滑肌结合并刺激其收缩。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。（2）调理作用血清调理素与细菌及其他颗粒物质结合，可促进吞噬细胞的吞噬作用。补体激活过程中产生的C3b、C4b和iC3b均是重要的调理素，可与中性粒细胞或巨噬细胞表面相应受体结合，促进吞噬细胞黏附、吞噬及杀伤微生物。（3）清除免疫复合物体内中等分子量的循环免疫复合物（IC）可沉积于血管壁，通过激活补体而造成周围组织损伤。补体成分通过与IgFc段结合，一方面可改变Ig的空间构象，抑制新的IC形成，并插入免疫复合物的网格结构，溶解已沉积的IC；C3b与IC中的抗体结合，再与表达CR1和CR3的血细胞（主要为红细胞）结合，并通过血流运送至肝而被清除。（4）清除凋亡细胞在生理条件下，机体经常产生大量凋亡细胞，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。（5）补体参与免疫应答的诱导C3等可参与固定抗原，使抗原易被APC处理与递呈。补体活化片段C3d可与BCR共受体复合物CR2（即CD21）/CD19/CD81中的CR2结合，同时通过抗原与BCR相连，促使BCR-共受体交联，促进B细胞活化；补体调节蛋白CD55、CD46和CD59能介导细胞活化信号，参与T细胞活化。（6）补体参与免疫应答的增殖分化补体成分可与多种免疫细胞相互作用，调节细胞增殖、分化。不同的C3活性片段可选择性作用于不同淋巴细胞亚群，在免疫调节中发挥重要作用。（7）补体参与免疫应答的效应阶段补体具有细胞毒作用、调理作用以及清除IC作用等，还参与调节多种免疫细胞效应功能，如杀伤细胞结合C3b后可增强对靶细胞的ADCC作用。（8）补体参与免疫记忆记忆细胞的存活需要抗原的持续刺激，免疫复合物可通过沉积于其表面的补体与滤泡树突状细胞（FDC）表面CR1和CR2相互作用而被滞留于生发中心，以免疫复合物形式存在的抗原得以持续刺激生发中心的记忆B细胞，从而维持后者的存活。 细胞因子一、基本概念细胞因子是由经抗原活化的免疫细胞和非免疫细胞（如某些基质细胞）合成分泌的低分子量可溶性蛋白质，具有调节固有免疫和适应性免疫应答，促进造血，介导炎症反应、刺激细胞活化、增殖和分化等功能。二、细胞因子的种类1.白细胞介素白细胞介素（IL）简称白介素，由白细胞（和其他细胞）产生，并在细胞间发挥广泛炎症、刺激活化作用的细胞因子。已报道的白细胞介素有30余种。Th1细胞因子主要是IL-2、IL-12、IFN；Th2细胞因子主要是IL-4、IL-5、IL-6、IL-10，分别促进Th1、Th2分化和功能，分别促进细胞免疫和体液免疫应答。IL-10和TGF是调节性T细胞的效应因子。表4-9白细胞介素（IL）及其主要生物学作用ILs主要产生细胞主要生物学作用IL-1单核-吞噬细胞血管内皮细胞 促进T、B淋巴细胞活化、增生；增强NK细胞和单核巨噬细胞活性；刺激下丘脑体温调节中枢，引起发热；介导炎症反应IL-2活化T细胞（Th1）NK细胞 促进T、B细胞增殖分化；增强Tc细胞、NK细胞和NK巨噬细胞杀伤活性；诱导LAK形成，产生抗瘤作用；作用具有沿种系谱向上的约束性IL-4活化T细胞（Th2）肥大细胞 促进T、B细胞增殖分化；诱导Ig类别转换，促进肥IgE或IgG类抗体生成；抑制Th1分泌IFN-、TNF-、IL-2、等细胞因子，下调细胞免疫应答；诱导活化CD4+T细胞分化为Th2细胞IL-5活化T细胞（Th2）肥大细胞 促进B细胞增殖分化，诱导Ig类别转换，产生IgA类抗体；促进嗜酸性粒细胞增殖分化IL-6单核-吞噬细胞活化T细胞 促进B细胞增殖分化，合成分泌Ig，促进T细胞增殖分泌，参与炎症反应，引起发热IL-8单核-吞噬细胞血内皮细胞活化T细胞（Th2） 吸引中性粒细胞，嗜碱性粒细胞和T细胞作定向趋势运管动；激活中性粒细胞、嗜碱性粒细胞，使之脱颗粒释放生物活性介质，增强炎症和过敏反应IL-10单核-吞噬细胞 抑制巨噬细胞功能，降低抗原递呈作用，减少单核因子生成；抑制Th1细胞分泌IL-2、IFN-、TNF-等细胞因子，下调细胞免疫应答；促进B细胞增殖和抗体生成，上调体液免疫应答IL-12单核-吞噬细胞 促进Tc、NK细胞增殖分化，增强其杀伤活性；诱导活化CD4+T细胞分化为CD4+Th1细胞，作用有种属特异性2.干扰素干扰素（IFN）是最早发现的细胞因子，因其具有干扰病毒感染和复制的能力故称干扰素。可分为I型和型干扰素：I型干扰素包括IFN-、IFN-，由APC和成纤维细胞产生，有较强抗病毒转录复制作用；II型干扰素即IFN-，主要由活化T细胞产生，通过激活APC功能和巨噬细胞、NK、CTL细胞功能发挥抗病毒作用。IFN-已被成功应用于慢性乙肝的治疗。3.肿瘤坏死因子肿瘤坏死因子（TNF）：使肿瘤发生出血、坏死的细胞因子。肿瘤坏死因子超家族（TNFSF）目前至少有19个成员，在调节适应性免疫、杀伤靶细胞和诱导细胞凋亡等过程中发挥重要作用。肿瘤坏死因子分为TNF-和淋巴毒素（LT，或TNF-）。4.集落刺激因子集落刺激因子（CSF）是指能够刺激多能造血干细胞和不同发育分化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有粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF）、粒细胞集落刺激因子（G-CSF）、红细胞生成素（EPO）、干细胞生长因子（SCF）、血小板生成素（TPO）和白细胞介素-11等。5.生长因子生长因子（GF）是具有刺激细胞生长作用的细胞因子，包括转化生长因子-（ TGF-）、表皮细胞生长因子（EGF）、血管内皮细胞生长因子（VEGF）、成纤维细胞生长因子（FGF）、神经生长因子（NGF）、血小板衍生的生长因子（PDGF）等。6.趋化因子趋化性细胞因子：是一个蛋白质家族，分子量多为8-10kDa的多肽组成。趋化性细胞因子的主要功能是招募血液中的单核细胞、中性粒细胞、淋巴细胞等进入感染发生的部位。分为4种亚家族：1.CC亚家族；2.CXC亚家族3.C亚家族4.CX3C亚家族。三、细胞因子的共同特性1.理化特性细胞因子具有多效性、重叠性、拮抗性和协同性。多效性：一种细胞因子作用于多种靶细胞，产生多种生物学效应的细胞因子表现多效性；重叠性：几种不同的细胞因子作用于同一种靶细胞，产生相同或相似的生物学效应的细胞因子表现重叠性；拮抗性：一种细胞因子抑制其他细胞因子的功能表现出拮抗性；协同性：一种细胞因子强化另一种细胞因子的功能，两者表现协同性。2.产生和分泌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，通过旁分泌、自分泌或内分泌的方式发挥作用。3.细胞因子受体的种类及特点细胞因子受体根据其结构和信号转导途径可分为I型细胞因子受体、型细胞因子受体、肿瘤坏死因子受体和趋化性细胞因子受体等不同的家族或超家族。I型细胞因子受体家族包括IL-2，IL-3，IL-4，IL-5，IL-7、IL-9、IL-13、IL-15、GM-CSF和促红细胞生成素等细胞因子的受体。II型细胞因子受体家族包括IFNa，IFNb，IFNg和IL-10的受体。肿瘤坏死因子受体超家族包括TNF受体、神经生长因子受体、CD40分子等。趋化性细胞因子受体家族是G-蛋白偶联受体，为7次跨膜的蛋白，和相应的配体结合后经偶联GTP结合蛋白而发挥生物学效应。4.细胞因子网络细胞因子间可通过合成分泌的相互调节、受体表达的相互控制、生物学效应的相互影响组成细胞因子网络。表现为相互诱生、功能叠加、协同或拮抗。四、细胞因子的生物学作用1.调节固有免疫应答病原体可刺激感染部位的巨噬细胞释放IL-1、TNFa、IL-6、IL-8和IL-12，这些细胞因子转而启动对病原体的攻击，促进免疫效应细胞进入感染部位并激活淋巴细胞，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，激活淋巴细胞，促进抗体的生成，激活自然杀伤细胞，诱导CD4细胞分化成Th1细胞，引起发热等保护性反应。2.调节适应性免疫应答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。在免疫应答识别和激活阶段，有多种细胞因子可刺激免疫活性细胞的增殖，调节B细胞产生的免疫球蛋白的类别使其介导不同的效应功能。在免疫应答的效应阶段，多种细胞因子刺激免疫细胞对抗原性物质进行清除。3.刺激造血细胞生成在免疫应答和炎症反应过程中，白细胞、红细胞和血小板不断被消耗，因此机体需不断从骨髓造血干细胞补充这些血细胞。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。4.细胞毒效应刺激病毒感染的细胞表达MHCI类分子，提高其抗原提呈能力，使其更容易被杀伤性T淋巴细胞（CTL）识别并杀伤；激活自然杀伤细胞，使其有效地杀伤病毒感染细胞。5.促进损伤修复包括IL-8在内的多种CXC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。五、细胞因子与疾病1.纤维化。组织修复是机体对抗损伤的一种正常保护机制。研究表明，组织损伤后的愈合过程可以分为急性炎症期、组织再生期和组织纤维化期三个阶段。组织损伤引起的炎症反应如果导致正常组织再生，受损组织愈合、功能恢复则称为炎症的消退。组织纤维增生期则主要是由于受损局部组织各种免疫炎症细胞以及它们分泌的细胞因子（如TGF1 和IL-4等）引起结缔组织过度增生的瘢痕化过程。2.传染性疾病。多种细胞因子在传染性疾病中，发挥了重要的病理生理学作用，干扰素具有抑制病毒复制的生物活性，白细胞介素和TNF等在促进机体发挥抗感染免疫作用的同时，还可以造成组织细胞的损伤，引起感染性休克等并发症。第八单元白细胞分化抗原和粘附分子一、白细胞分化抗原1.分化群（CD）概念应用以单克隆抗体鉴定为主的方法，将来自不同实验室的单克隆抗体所识别的同一分化抗原其编码基因及其分子表达的细胞种类均鉴定明确者，统称为分化群（CD）。2.参与T细胞粘附、活化的CD分子主要包括CD2、CD3、CD4、CD5、CD8、CD28、CD152（CTLA-4）、CD154（CD40L）等。3.参与B细胞粘附、活化的CD分子主要包括CD19、CD20、CD21、CD40、CD79a（Iga）、CD79b（Igb）、CD80（B7-1）、CD86（B7-2）等。4. CD分子的应用。CD分子主要应用于阐明发病机制、疾病诊断和白血病、淋巴瘤的免疫学分型以及在预防和治疗疾病（如移植排斥反应和淋巴瘤等）。二、粘附分子1.种类黏附分子是以黏附功能来归类，其配体有膜分子，细胞外基质，以及血清和体液中的可溶性因子和补体C3片段；可分为整合素家族、选择素家族、免疫球蛋白超家族、黏蛋白样血管地址素、钙黏素家族和尚未归类的黏附分子等。2.共性黏附分子以受体-配体结合的形式发挥作用，使细胞与细胞间，细胞与基质间，或细胞-基质-细胞间发生黏附。3.功能黏附分子参与细胞的识别，细胞的活化和信号转导，细胞的增殖与分化，细胞的伸展与移动，是淋巴细胞归巢、免疫应答、炎症发生、凝血、肿瘤转移以及创伤愈合等一系列重要生理和病理过程的分子基础。免疫细胞一、T淋巴细胞1.T淋巴细胞的表面标志T淋巴细胞的表面标志包括：TCR-CD3复合物；CD4分子和CD8分子；协同刺激分子受体；丝裂原结合分子；其他表面分子。2.TCR基因及TCR-CD3复合物TCR链和链的基因及链和链的基因分别位于人的第14号和第7号染色体。与Ig一样，TCR各条肽链的合成（TCR基因的表达）遵循“二个基因一条肽链”的规则，即每条肽链均由可变区（V区）基因和恒定区（C区）基因编码；V区基因须经历基因重排，才具有转录、表达功能。每个T细胞内均有TCR的链、链、链和链基因。在分化成熟过程，链和链的基因首先重排和表达：一旦链、链基因重排成功并开始表达，链、链基因重排就被抑制；如链、链基因不能成功重排、表达，链、链基因方能进行重排、表达。故对于每一特定的T细胞，或表达TCRl（链、链）或表达TCR2（链、链）。T细胞抗原受体（TCR）为所有T细胞表面的特征性标志，以非共价键与CD3分子结合，形成TCR-CD3复合物。TCR的作用是识别抗原。与B细胞抗原受体不同，TCR不能直接识别蛋白质抗原表面的表位，只能特异性识别抗原提呈细胞或靶细胞表面的抗原肽-MHC分子复合物。构成TCR的二条肽链的胞浆区很短，不具备传导活化信号的功能。TCR识别抗原所产生的活化信号由CD3分子传导至T细胞内。3.T淋巴细胞亚群及其功能有多种分类方法将T细胞分为不同的亚群。根据所处的活化阶段，T细胞可分为初始T细胞、效应T细胞和记忆性T细胞。根据表达TCR的类型，T细胞可分为TCR +T细胞和TCR+T细胞。根据是否表达CD4或CD8分子，T细胞可分为CD4+T细胞和CD8+T细胞。根据其免疫效应功能，T细胞可分为辅助性T细胞、细胞毒性T细胞（CTL）、调节性T细胞等。CD4+T细胞（辅助性T细胞，Th细胞）亚群的效应功能：Th1细胞的主要效应功能是增强吞噬细胞介导的抗感染机制，特别是抗细胞内寄生菌的感染。这些免疫效应功能与其分泌的细胞因子有关。Th2细胞分泌的细胞因子（IL-4、IL-5、IL-6、IL-9、IL-10及IL-13）可促进B细胞的增殖、分化和抗体的生成，故Th2细胞的主要作用是增强B细胞介导的体液免疫应答。Th2细胞在变态反应及抗寄生虫感染中也发挥重要作用。CD8+杀伤性T细胞的功能：CD8+杀伤性T细胞（CD8+CTL细胞）的主要功能是特异性直接杀伤靶细胞。主要通过两种机制发挥细胞毒作用：一是分泌穿孔素和颗粒酶等物质直接杀伤靶细胞；二是通过Fas/FasL途径诱导靶细胞凋亡。4.调节性T细胞近年来的研究表明，一些CD4T细胞还可高表达IL-2受体的链（CD25）分子。其中的Tr细胞在免疫应答的负调节及自身免疫耐受中发挥重要的作用，故命名为CD4+CD25+调节性T细胞。调节性T细胞的主要功能是通过抑制性调节CD4和CD8T细胞的活化与增殖，达到免疫的负调节作用。二、B淋巴细胞1.B淋巴细胞的表面标志B细胞表面标志包括：B细胞抗原受体（BCR）复合物，这也是B细胞最重要的表面分子。辅助受体CD19/ CD21/ CD81/ CD225/ CD72，协同刺激分子CD40/ CD27/ CD70/ CD80/CD86和其他黏附分子，丝裂原的膜结合分子LPS受体等，其它表面分子CD20/ CD22/ CD32。2.BCR复合物的组成BCR复合物由识别和结合抗原的胞膜免疫球蛋白（mIg）和传递抗原刺激信号的Iga（CD79a）/Igb（CD79b）异源二聚体组成。3.B淋巴细胞亚群及其功能周围淋巴器官中的B细胞具有异质性，可分成B-1细胞和B-2细胞两个亚群。B-1细胞表面表达CD5，由于发育在先，故称为B-1细胞。它主要存在于腹膜腔、胸膜腔和肠道固有层。B-2细胞即为通常所指的B细胞。B-1细胞参与固有免疫，可能功能主要为：经由产生抗细菌抗体而抗微生物感染；经由产生多反应性自身抗体而清除变性的自身抗原；经由产生致病性自身抗体而诱导自身免疫病。B-2细胞参与适应性免疫，具有产生抗体、提呈抗原及参与免疫调节三个主要功能。三、自然杀伤（NK）细胞1.NK细胞的表面标志目前临床将TCR-、mIg-、CD56+、CD16+ 淋巴样细胞鉴定为NK细胞。此外，NK细胞表面还具有多种与其杀伤活化或杀伤抑制有关的受体。2.NK细胞的受体NK细胞表面识别HLA-I类分子的受体由两种结构不同的家族分子构成。一种称之为杀伤细胞免疫球蛋白样受体（KIR）；另一种称之为杀伤细胞凝集素样受体（KLR）。此外，NK细胞还具有一些能够识别靶细胞表面非HLA-I类分子配体的具有自然细胞毒作用的受体，如NKp46、NKp30、NKp44和NKG2D等。3.NK细胞的主要生物学功能NK细胞是执行免疫监视作用的效应细胞，可表达能够识别结合HLA I类分子的KIR和KLR，以保证在生理条件下，对自身正常组织细胞不产生杀伤作用。当肿瘤和病毒感染等靶细胞表面HLA- I类分子表达异常时，组成性表达于NK细胞表面的NCR和NKG2D，与靶细胞表面相应配体结合，产生细胞毒作用。NK细胞亦可通过分泌IFN-和 LT-发挥免疫调节作用。四、抗原递呈细胞1.抗原递呈细胞的概念在机体的免疫应答过程中，能摄取、加工、处理抗原并将抗原信息提呈给T淋巴细胞的辅佐细胞，称为 抗原提呈细胞（APC）。2.抗原递呈细胞的种类抗原提呈细胞分专职性递呈细胞和非专职性递呈细胞两类。单核/巨噬细胞、树突状细胞（DC）和B淋巴细胞等能表达MHC 类分子的细胞,属专职性的抗原提呈细胞（APC）。其它细胞如内皮细胞、纤维母细胞、各种上皮及间皮细胞等也具有一定的抗原提呈功能，又称这类细胞为非专职性抗原提呈细胞。3.外源性抗原递呈过程外源性蛋白抗原进入体内后首先被抗原提呈细胞内吞，水解为多肽片段，与MHC II类分子结合。抗原肽-MHCII复合体的细胞与CD4+ T辅助细胞接触后，T细胞表面的TCR识别MHCII和结合于MHC分子沟槽里的抗原肽，同时接受抗原提呈细胞提供的协同刺激信号后活化和增殖。4.内源性抗原递呈过程完整的内源性抗原在胞浆中的蛋白酶体降解成多肽，转移至内质网腔内与新组装的MHC I 类分子结合，再经高尔基体转运到细胞膜上。抗原肽-MHC I复合体的细胞与CD8+ 细胞毒性T细胞接触后，T细胞表面的TCR识别MHC I和结合于MHC分子沟槽里的抗原肽，T细胞接受抗原信息和共刺激分子提供的协同刺激信号后活化和增殖。5.抗原的交叉递呈MHC分子对抗原的提呈存在交叉提呈现象，即MHC I类分子也能提呈外源性抗原，而内源性抗原也能通过MHC II类途径加以提呈，但这种交叉提呈并不是抗原提呈的主要方式。抗原提呈抗原（antigen，Ag）是一类能刺激机体免疫系统使之产生特异性免疫应答、并能与相应免疫应答产物（抗体和致敏淋巴细胞）在体内外发生特异性结合的物质。免疫原性（immunogenicity)抗原分子 机体免疫细胞（T细胞、B细胞）活化、增殖、分化（免疫应答） 产生：效应T细胞、抗体抗原性(antigenicity)抗原分子+免疫应答产物（效应T细胞、抗体） 特异性结合反应凡具有免疫原性和抗原性的物质称为完全抗原(complete antigen)；只有抗原性而无免疫原性的物质称为半抗原（hapten）在某种情况下，抗原也可诱导相应的淋巴细胞克隆对该抗原表现为特异性无应答状态，称为免疫耐受(immune tolerance)。有些抗原还可引起机体发生病理性免疫应答,如，超敏反应。一、抗原的性质抗原物质是否具有免疫原性，一方面取决于抗原本身的性质，另一方面取决于机体对抗原刺激的反应性。（一）异物性1、异物性(foreignness)指抗原与被刺激机体自身物质间的差异。 1）异种物质（各种病原微生物、动物血清） 2）同种异体物质（ABO血型抗原、HLA） 3）自身抗原（自身物质改变、隐蔽物质释放） 2、一定的理化性状 1）大分子胶体 分子量 1万 4000 无免疫原性2）一定的化学组成和结构，包括分子构象与易接近性、物理性状二、抗原特异性特异性(specificity) 是指物质之间的相互吻合性或针对性、专一性。抗原的特异性表现在两个方面，即免疫原性的特异性和抗原性的特异性。特异性是免疫应答最重要的特点，也是免疫学诊断与防治的理论依据。决定抗原特异性的物质基础是抗原分子中的抗原表位（抗原决定簇）。（一）抗原表位（epitope）1、概念 抗原表位（epitope)，又称抗原决定簇(antigenic determinant) ，指抗原分子中决定抗原特异性的特殊化学基团。是被免疫细胞识别的靶结构，也是免疫反应具有特异性的物质基础。一个多肽决定簇含56个氨基酸残基；一个多糖决定簇含57个单糖；一个核酸半抗原决定簇含68个核苷酸。抗原分子表面能与抗体结合的决定簇总数称为抗原结合价2、抗原表位的分类覆盖型表位和非覆盖型表位；功能性和隐蔽表位；T细胞表位和B细胞表位；载体表位和半抗原表位。v T细胞表位：T细胞表位一般位于抗原分子内部，必须由APC将抗原加工处理为小分子多肽并与MHC分子结合，然后才能被TCR所识别。又称线性表位。v B细胞表位：BCR能与未经APC加工的抗原发生反应，其识别的靶结构主要位于抗原分子表面的表位。又称构象表位（有三维结构）。完全抗原必须具有载体表位和半抗原表位一个天然的抗原物质可认为由蛋白质载体和 一种或多种抗原表位组成 一种抗原表位刺激机体产生一种相应抗体， 多种抗原表位（复合抗原）刺激机体产生多种相应抗体 抗原结合价：指一个抗原分子能与抗体分子结合的抗原表位的总和。复合抗原是多价抗原，半抗原是单价抗原结论：抗原抗体反应具有高度特异性特异性是由抗原表位所决定，而非由整个抗原分子决定抗原表位的空间位置很重要交叉反应实验：细菌（甲）家兔抗细菌（甲）抗体细菌（甲）+抗细菌（甲）抗体结合反应（+）细菌（乙）+抗细菌（甲）抗体结合反应（+）结论：细菌间可有相同的抗原成分存在若两种不同的微生物抗原具有相同或相似的抗原表位，则称为共同抗原或交叉抗原免疫佐剂 1、概念：某些物质若先于抗原或与抗原一起注入机体，可增强机体对该抗原的特异性免疫应答或改变免疫应答类型，此物质称免疫佐剂。2、主要种类：弗氏佐剂（油剂+乳化剂），氢氧化铝凝胶；BCG等。 3、佐剂的作用：增强抗原的免疫原性；增强机体对抗原刺激的反应性；改变抗体类型；引起或增强迟发性超敏反应。超抗原(superantigen , SAg) 1、概念： 某些微量的抗原物质具有强大的刺激T细胞活化的能力，称此物质为超抗原 。 常见于某些细菌外毒素、逆转录病毒（HIV）超抗原激活T细胞的特点：强大的刺激能力无须抗原处理与T细胞相互作用无MHC限制性选择性结合TCR链V区超抗原不仅可激活T细胞，而且可能诱导T细胞的耐受超抗原的免疫识别位点分为两类：MHC结合位和TCRV区结合的T细胞表位超抗原的生物学意义：参与某些病理过程 SAg刺激大量T细胞激活，产生多种细胞因子引起某些疾病。如金葡菌外毒素引起毒素休克综合征。SAg与自身免疫应答 SAg的强大刺激可能激活体内自身反应性T细胞，从而诱发自身免疫性疾病SAg与免疫抑制 T细胞因过度激活而被耗竭与抗肿瘤效应 CTL被大量激活而对肿瘤发挥杀伤作用抗原提呈抗原蛋白分子在酶的作用下降解成适合于MHC分子结合的肽的过程称为抗原加工，而MHC分子将抗原肽展示于细胞表面以供T细胞识别的过程称抗原递呈。抗原提呈细胞(antigen presenting cell,APC )（一）概念：是指能捕捉、加工、处理抗原，并将抗原提呈给抗原特异性淋巴细胞的一类免疫细胞。（二）分类 1、专职：树突状细胞、单核吞噬细胞系统、B细胞。 2、兼职：内皮细胞、上皮细胞和激活的T细胞DC的分布与分类1、淋巴样组织中的DC：1）滤泡DC:分布于淋巴结浅皮质区淋巴滤泡内2）并指状DC：分布于淋巴组织胸腺依赖区和次级淋巴组织中3）胸腺DC：胸腺皮质与髓质交界处2、非淋巴样组织DC：1）朗格汉斯细胞：分布于表皮和胃肠上皮2）间质细胞：内脏实质器官间质毛细管附近3）循环的DC：分布于全身淋巴管DC的生物学特性：1、形态上呈树突样；2、高水平表达MHC-II类分子和多种辅助分子（如：CD54、CD58、CD80、CD86）；3、能有效摄取和处理抗原,抗原提呈效率高；4、可有效诱导活化未致敏的T细胞。DC的生物学功能:1、抗原提呈 利用受体介导的内吞作用摄取可溶性抗原；具有强大的液相吞饮功能；通过吞噬作用摄取大颗粒或微生物。2、参与T、B细胞的发育、分化和激活 提供T细胞激活的协同刺激信号，释放可溶性因子等途径调节细胞的生长与分化3、免疫调节作用 DC可分泌多种细胞因子参与免疫功能的调节；分泌多种趋化因子，介导其他免疫细胞的趋化作用。4、免疫监视功能 某些前体DC对局部各种化学信号十分敏感，在体内发挥免疫监视作用。抗原提呈的途径（一）溶酶体提呈途径（外源性抗原），该过程受MHC-II分子限制，又称MHC-II类分子途径。外源性抗原是指从细胞外进入细胞内的抗原。1、APC对外源性抗原的吸取与加工抗原物质APC吞噬（胞饮） 形成吞噬体+溶酶体吞噬溶酶体（内体，含40余种酶） 蛋白抗原被水解肽段2、抗原肽-MHC-II类分子形成与转运内质网MHC-II类分子（与恒定链结合） MHC-II离开内质网恒定链被蛋白酶水解形成MHC-II+CLIP（II类相关的恒定链肽段） 在HLA-DM作用下CLIP解离空载MHC-II+抗原肽 MHC-II-抗原肽复合物转运到细胞表面提呈给CD4+TCR识别（二）胞质溶胶提呈途径（内源性抗原）该过程受MHC-I类分子限制，又称MHC-I类分子途径，内源性抗原是在胞内合成的抗原蛋白质分子。 1、内源性抗原在胞质溶胶中加工处理 2、抗原肽-MHC-I类分子形成与转运免疫应答一、基本概念1.免疫应答免疫应答是机体免疫系统对抗原刺激所产生的以排除抗原为目的的生理过程。这个过程是免疫系统各部分生理功能的综合体现，包括了抗原递呈、淋巴细胞活化、免疫分子形成及免疫效应发生等一系列的生理反应。通过有效的免疫应答，机体得以维护内环境的稳定。2.免疫应答的类型免疫应答一般可分为固有免疫应答和适应性免疫应答两大类。也可以根据抗原刺激、参与细胞或应答效果等各方面的差异，将免疫应答可以分成不同的类型。按参与细胞分类根据主导免疫应答的活性细胞类型，可分为细胞免疫和体液免疫；按抗原刺激顺序分类某抗原初次刺激机体与一定时期内再次或多次刺激机体可产生不同的应答效果，可分为初次应答和再次应答两类。一般地说，不论是细胞免疫还是体液免疫，初次应答比较缓慢柔和，再次应答则较快速激烈。按应答效果分类，可分为免疫保护、超敏反应和免疫耐受等。3.免疫应答的过程免疫应答的发生、发展和最终效应是一个相当复杂、但又规律有序的生理过程，这个过程可以分成识别、活化和效应三个阶段。二、固有免疫应答由固有免疫应答细胞能识别一种表达于多种病原体表面的分子而被活化，迅速执行免疫效应，吞噬杀伤病原体，并释放细胞因子，在病原体入侵早期，即发挥免疫防御作用，称固有免疫。固有免疫应答不经历克隆扩增，不产生免疫记忆。固有免疫识别：固有免疫细胞不表达特异性抗原识别受体，但固有免疫细胞亦是经其细胞表面受体，识别表达于多种病原体表面的模式分子而活化，经特殊的信号转导途径，在未经克隆扩增的情况下，产生效应分子，迅速产生免疫效应。组成：固有免疫系统主要由免疫屏障、固有免疫细胞（如巨噬细胞、肥大细胞、中性粒细胞和NK细胞等）和固有免疫分子（如HSP和补体等）所组成。三、适应性免疫应答1.概念：适应性免疫应答是指T或B细胞特异识别抗原信号，经过活化、增殖和分化为效应性细胞清除外来抗原的过程。2.分类：适应性免疫应答分为T淋巴细胞介导的免疫应答也称细胞免疫应答和B淋巴细胞介导的免疫应答也称体液免疫应答。3.特点：适应性免疫应答具有特异性和记忆性等特点，作用特异，强而有力，故能消除感染中的病原体，促进疾病恢复，并在防止再感染中发挥重要的作用。四、B细胞介导的体液免疫应答1.TD抗原诱导的体液免疫应答绝大多数蛋白质为胸腺依赖性（TD）抗原，抗这些蛋白质的抗体的产生必须有Th细胞参与。抗原与mIg（BCR）的可变区特异结合，产生第一活化信号；与其结合的抗原，被B细胞加工处理，产生的抗原肽与MHC II类分子结合，并被提呈给Th细胞。Th细胞向B细胞提供第二活化信号，即协同刺激信号。活化的Th细胞还能分泌细胞因子，作用于B细胞。部分激活的B细胞分化成浆细胞，产生抗体。部分激活的B细胞分化成记忆细胞。在生发中心中，部分B细胞在抗原刺激和T细胞辅助下，B细胞继续分化发育，并可发生抗原受体编辑、体细胞高频突变、抗原受体亲和力的成熟、Ig类别转换及记忆B细胞形成等变化。2.TI抗原诱导的体液免疫应答某些抗原，如某些细菌多糖、多聚蛋白质及脂多糖等，能刺激初始B细胞，而无需抗原特异性T细胞的辅助。这类抗原称为胸腺非依赖性抗原（thymus-independent antigen, TI-Ag），能在无胸腺动物诱导强的抗体应答。TI抗原可分成两类。TI-1抗原常被称为B细胞丝裂原，因TI-1抗原分子中有B细胞性丝裂原。在高浓度时，这类抗原经丝裂原受体与B细胞结合，多克隆地诱导B细胞增殖和分化；在低浓度时，只有其BCR能结合TI-1抗原的B细胞才能被激活。TI-2抗原为细菌胞壁与荚膜多糖，它们有高度重复的结构。TI-2抗原只能激活成熟B细胞。TI抗原单独不足以诱导Ig类别转换、抗体亲和力成熟、及记忆B细胞形成。3.体液免疫应答的一般规律当再次接受相同抗原刺激，机体可发生二次应答，又称再次免疫应答。与初次应答的不同，再次应答的潜伏期短，抗体浓度增加快，到达平台期快，平台高，持续时间长，下降期持久，较少量抗原刺激即可诱发二次应答，再次应答中产生的抗体主要为IgG，而初次应答中主要产生IgM；再次抗体的亲和力高，且较均一。五、T细胞介导的细胞免疫应答1.T细胞活化的双识别、双信号T细胞活化的第一信号来自其受体TCR与抗原的特异性结合，即T细胞对抗原识别；T细胞活化的第二信号来自协同刺激分子，即APC上的协同刺激分子与T细胞表面的相应受体的相互作用，这称为T细胞活化的双信号。T细胞识别抗原信号时，一方面通过TCR特异性识别结合在MHC分子槽中的抗原肽，同时也要识别该MHC是否是自身的MHC，只有自身MHC提呈的抗原肽才能被识别，即双识别。2.Th1细胞的效应Th1细胞在宿主