【医学ppt课件】免疫学基础 (全篇)

第八章免疫学基础 主讲人 陈丽颖 本章内容 概述第一节免疫系统第二节抗原抗体第三节抗原抗体反应第四节免疫应答第五节变态反应第六节免疫学的实际应用 Contents Introduction1TheImmunesystem2Antigen Ag Antibody Ab 3Antigen Antibodyreaction4Immuneresponse5Allergy6ApplicationofImmunotechnology 主要参考书 InstantNoteinImmunology及中译本P M Lydyard等编著 科学出版社 2001兽医微生物学 第三版 陆承平主编 中国农业出版社 2001 推荐链接 概述 免疫 Immunity 是人和动物机体识别自身 self 和非自身 nonself 并清除非自身的大分子物质 从而保持机体内 外环境平衡的一种生理学反应 Immunity physiologicalabilityofhumansandanimalstorecognizeselfanddiminishnon self 概述 免疫的基本特性 1识别自身和非自身 recognitionofselfandnonself这是免疫应答的基础免疫细胞膜表面的抗原受体 外来抗原的表位 epitope 识别很精细 包括异种之间 同种不同个体之间2特异性 specificity即免疫具有很强的针对性3免疫记忆 immunologicalmemory对相同抗原物质的再次进入具有记忆 会产生更快 更强的免疫应答 概述 免疫的基本功能 1 抵抗感染 defense指动物机体抵御病原微生物感染和侵袭的能力 免疫功能亢进变态反应 allergy 免疫功能低下或缺陷机会感染 opportunisticinfection 2 自身稳定 homeostasis清除机体产生的大量衰老死亡细胞功能异常自身免疫病 autoimmunedisease 3 免疫监视 Immunolgicalsurveillance肿瘤细胞的发现和清除功能低下或失调肿瘤 tumor 发生 免疫系统功能的生理和病理表现 功能名称生理功能病理表现 免疫防御清除病原微生物及超敏反应 强 其它抗原性异物免疫缺陷病 弱 免疫自稳清除损伤或衰老细胞自身免疫性疾病免疫监视清除突变或畸变细胞 肿瘤或病毒持续防止肿瘤发生 杀伤性感染病毒感染细胞 第一节免疫系统Theimmunesystem ImmuneSystem 是机体执行免疫功能的组织机构 是产生免疫应答的物质基础 3个组成部分 免疫器官 Immuneorgan免疫细胞 Immunocyte免疫分子 Immunemolecule 第一节免疫系统 一 免疫器官 Immuneorgan 淋巴细胞和其它免疫细胞发生 分化 成熟 定居和增殖以及产生免疫应答的场所初级 一级 免疫器官 Primaryimmuneorgan 淋巴细胞等免疫细胞发生 分化和成熟的场所 中枢免疫器官 centralimmuneorgan 次级 二级 免疫器官 Secondaryimmuneorgan 成熟的T细胞和B细胞定居 增殖和对抗原刺激产生免疫应答的场所 外周免疫器官 Peripheralimmuneorgan 第一节免疫系统 一 免疫器官 Immuneorgan 一 中枢免疫器官 Centralimmuneorgan包括骨髓 bonemarrow 胸腺 thymus 腔上囊 bursa 及其类同结构 胸腺和腔上囊起源于胚胎早期 为淋巴上皮结构 是诱导淋巴细胞增殖分化为免疫活性细胞的器官 新生动物时切除 则造成淋巴细胞缺乏 影响免疫功能 第一节免疫系统 一 免疫器官 Immuneorgan 二 外周免疫器官 Secondary Peripheral immuneorgan包括脾脏 spleen 淋巴结 lymphnode 和消化道 呼吸道和泌尿生殖道的淋巴小结等 起源于胚胎晚期的中胚层 并持续存在于整个成年期 切除后一般不明显影响免疫功能 第一节免疫系统 黏膜相关淋巴组织 Mucosa associatedlymphoidtissues MALT 微生物进入机体的主要部位是含有黏膜上皮细胞的上皮表面 大约50 的淋巴组织位于黏膜表面 这些被统称为黏膜相关淋巴组织 MALT 包括 鼻相关的淋巴组织 NALT nasal 肠道相关的淋巴组织 GALT gut 比如 Peyer spatches支气管相关的淋巴组织 BALT bronchus 泌尿生殖系统相关的淋巴组织 骨髓bonemarrow 是体内重要的造血器官 同时也是各种免疫细胞发生和分化以及产生抗体的场所 髓样干细胞红细胞系 单核巨噬细胞系 粒细胞系 淋巴干细胞T B前体细胞T B细胞既是一级免疫器官 也是重要的二级免疫器官 血细胞生成与干细胞发育分化 胸腺thymus 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 成为胸腺细胞 然后发育 分化成为成熟的T细胞 释放到外周免疫器官 由第三咽囊的内胚层分化而来 位于胸腔前部纵隔内 胸骨后心脏上前方 主要免疫功能 1 T细胞成熟的场所 2 产生胸腺激素 腔上囊或类同结构 BursaorBursaAnalogue 腔上囊 法氏囊 位于泄殖腔上方 盲囊状 鸟类特有 哺乳动物的肠道淋巴结 扁桃体及骨髓有类似功能 其主要作用为控制体液免疫 胚胎期用睾丸酮或可的松抑制腔上囊发育 或孵化时切除可影响体液免疫 脾spleen 外包被膜 实质分为2部分 中央为白髓 红髓量多 位于白髓周围 红髓 贮存红细胞 捕获抗原和生成红细胞 脾索中含有大量B细胞和浆细胞以及巨噬细胞 树突状细胞等 白髓 发生免疫应答 淋巴鞘主要由T细胞组成 胸腺依赖区 淋巴小结和生发中心含有大量B细胞 非胸腺依赖区 脾的免疫功能 1 血液滤过作用 2 滞留淋巴细胞作用 3 产生免疫应答的重要场所 4 产生吞噬细胞增强激素 淋巴结lymphnode 沿淋巴循环径路分布 圆形或豆状 外包被膜 其次是被膜下淋巴窦 皮质 副皮质和髓区 皮质区主要由B细胞聚集而成 为非胸腺依赖区 接受抗原刺激后 B细胞分裂增殖形成生发中心 germinalcenter 内含不同分化阶段的B细胞 浆细胞和少量T细胞 副皮质区为T细胞集中区 为胸腺依赖区 髓质由髓索和髓窦组成 髓索中含有B细胞 浆细胞和巨噬细胞等 髓窦内有大量巨噬细胞 鸡无淋巴结 但有弥散的淋巴组织 鸭 鹅等水禽有2对淋巴结 颈胸淋巴结和腰淋巴结 淋巴结的免疫功能 过滤和清除异物作用产生免疫应答的场所 Tonsil扁桃体Adenoid腺的Thymus胸腺LymphnodeSpleenPeryer spatches淋巴集结Appendix阑尾BonemarrowLymphaticvessel淋巴管 淋巴结的结构被膜capsule皮质cortex副皮质paracortex生发中心germinalcenter髓质medulla 第一节免疫系统 二 免疫细胞 Immunocyte 凡参与免疫应答或与免疫应答有关的细胞 免疫活性细胞 Immunocompetentcell ICC mainlyT Bcells Kcell NKcell辅佐细胞 Accessorycell AC 单核巨噬细胞 mononuclearphagocyte M 树突状细胞 dendriticcell DC 其它细胞粒细胞 Granulocyte neutrophil PMN eosinophil basophil mastcell红细胞 Erythrocyte redbloodcell 第一节免疫系统 二 免疫细胞 Immunocyte免疫活性细胞 ICC 接受Ag刺激后能分化增殖 产生特异性免疫应答的细胞辅佐细胞 即抗原递呈细胞 antigenpresentingcell APC 能捕捉和处理Ag 把Ag递呈给ICC的细胞 在免疫应答中起辅助作用 polymorphonuclearcell PMN 多形态核细胞 CellsoftheImmuneSystem AllderivefromthebonemarrowTwomainlineages derivefromthebonemarrowhematopoieticstemcells Lymphoidlineage Tcells Bcells NaturalKiller NK cellsMyeloidlineage Monocytes Macrophages Dendriticcells Megakaryocytes Granulocytes 淋巴细胞 淋巴细胞类型 T淋巴细胞 B淋巴细胞 NK细胞T淋巴细胞 主要分为T辅助细胞 HelperTcell Th 和细胞毒性T细胞 cytotoxicTcell Tc B淋巴细胞 可分为B1和B2细胞 淋巴细胞的作用特点 淋巴细胞决定了适应性免疫应答的特异性 specificity 和记忆性 memory 淋巴细胞在一级免疫器官中产生并成熟 在二级淋巴器官 组织中发挥作用 能迁移到组织中和经淋巴管返回血流 再循环 T淋巴细胞 T细胞是胸腺依赖性淋巴细胞 thymusdependentlymphocyte 的简称 T细胞的发育 T细胞前体从骨髓进入胸腺 thymus 皮质 然后向髓质移动 最后到达髓质而成为成熟的T淋巴细胞 随后迁移到二级淋巴器官和组织 T辅助细胞 HelperTcell Th 主要功能是协助其他细胞 B细胞 发挥免疫功能 细胞毒性T细胞 cytotoxicTcell Tc 介导杀伤受感染的细胞 主要是病毒感染细胞 B淋巴细胞和浆细胞 B淋巴细胞 Bonemarrowdependentlymphocyte or bursadependentlymphocyte 是由哺乳动物骨髓或鸟类法氏囊中淋巴样前体细胞分化成熟而来 浆细胞 plasmacell 由活化的B细胞而来 能分泌针对特异性抗原 antigen Ag 的抗体 antibody Ab B细胞在骨髓中产生 并迁移到二级淋巴器官中 在此与外源性抗原作用 发生免疫应答 在抗原激活时和有Th辅助时 B细胞增殖并成熟为记忆细胞 memorycell 或浆细胞 plasmacell B细胞有B1和B2两种 其中B2是常规B细胞 担负体液免疫功能 产生抗体 Lymphocyte L Neutrophil lymphocyte Tlymphocyte erythrocyteandplatelet 三 免疫分子 Immunemolecules补体 Complements 系统细胞因子 Cytokines 包括干扰素 Interferon 白细胞介素 Interleukin 等急性期蛋白 Acutephaseprotein 防御素 defensin 抗体 Antibodies受体 Receptors TCR BCR FcR MHC分子 等 第一节免疫系统 第二节抗原与抗体AntigernandAntibody 一 抗原二 抗体 第二节抗原与抗体 一 抗原 一 抗原的概念 二 抗原决定簇 三 构成免疫原的条件 四 抗原的分类 五 超抗原 一 抗原的概念 抗原 Antigen Ag 是指进入动物机体后 能刺激机体产生特异性免疫球蛋白或致敏淋巴细胞 并能与其发生特异性反应的物质 也就是说具有抗原性的物质称抗原 Substancesthatprovokeaspecificimmuneresponsewhichinvolvestheproductionofproteinscalledantibodiesandspecializedlymphocytesthatspecificallytargetontheantigensthatcausetheirformation 多系异体的大分子蛋白质 Mostlyheterogenousproteins 抗原 抗原性 antigenicity 包括两个方面 1 免疫原性 能刺激机体产生抗体或致敏淋巴细胞的特性 Immunogenicity abilitytostimulatethegenerationofantibodiesandactivatedspeciallymphocytes 2 反应原性 能与由其所诱导产生的抗体或致敏淋巴细胞发生反应的特性 Reactinogenicity immunoreactivity abilitytorecognizeandbindtotheproducedantibodiesandactivatedlymphocytes 免疫原 Immunogen 既具有免疫原性又具有反应原性的抗原 即完全抗原 半抗原 Hapten 半抗原 不完全抗原 只具有反应原性但缺乏免疫原性的物质 有简单半抗原和复合半抗原两种 简单半抗原复合半抗原 半抗原 载体现象 小分子的半抗原不具有免疫原性 不能诱导机体产生免疫应答 但当与大分子物质 载体 结合后 就能诱导机体产生免疫应答 并能与相应抗体结合 这种现象称之为半抗原 载体现象 hapten carrierphenomenon 大多数天然抗原都可以看作是半抗原和载体的复合物 二 抗原决定簇 抗原决定簇 Antigenicdeterminant 抗原分子表面具有特殊立体构型和免疫活性的化学基团 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 由于抗原决定簇通常位于细胞表面 因此又称为抗原表位 epitope 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 抗原决定簇大小 一个多肽决定簇含5 6个氨基酸残基 一个多糖决定簇含5 7个单糖 一个核酸半抗原决定簇含6 8个核苷酸 构象决定簇 空间构象 不连续顺序决定簇 序列 一级结构 连续 三 构成免疫原的条件 即 影响免疫原性的因素1 免疫原方面 异物性 Foreigness分子大小 Size化学组成 ChemicalComposition物理性状 PhysicalForm可降解性 Degradability2 机体方面 遗传特性 Genetics 物种 Species 个体 Individual年龄 Age3 免疫方法剂量 Dose途经 Route佐剂 Adjuvant FactorsInfluencingImmunogenicity免疫原方面 异物性 Foreignness分子大小 Size大多数抗原 10000D 半抗原 可溶性变性的 天然的可降解性 Degradability抗原只有被降解后才能被抗原递呈细胞 APC 递呈 遗传因素 Genetics物种差异 Species个体差异 Individual年龄 Age FactorsInfluencingImmunogenicity生物体方面 FactorsInfluencingImmunogenicity免疫方法 剂量 Dose接种途径 Route皮下 静脉内 胃内佐剂 Adjuvant能够增强机体对抗原的免疫应答的物质 四 抗原的分类 1 按抗原性质分2 按化学组成分3 按来源分4 按存在部位分5 按对胸腺的依赖性分 天然抗原 天然具有抗原性的生物物质 如血浆 酶 激素 含多种抗原成分 具有种的特异性如血浆中的血浆蛋白质具有多种抗原性 人工抗原 用人工方法将没有免疫原性的小分子化合物联指于蛋白质载体上所制成的复合抗原 完全抗原 既具有免疫原性又具有反应按抗原性质原性的物质 不完全抗原 只有反应原性而没有免疫原性的物质 不完全抗原简单半抗原 半抗原 复合半抗原 按抗原性质分 按化学组成分 蛋白质抗原 蛋白质破坏 改变丧失 蔗糖可抑制其变性多糖抗原 与蛋白质结合后 刺激动物产生抗体 福尔马林处理后对热稳定类脂抗原 类脂多糖 蛋白多糖复合物 特异性多糖抗体 细菌细胞壁多糖蛋白复合物 异种抗原 与免疫动物不同种属的抗原 heteroantigen 同种抗原 与免疫动物同种属的抗原 能刺激同 Alloantigen 种而基因型不同的个体产生免疫应答 血型Ag 同种移植物Ag 自身抗原 动物的自身组织细胞 蛋白质在特定 Autoantifen 条件下形成的抗原 对自身免疫系统具有抗原性 异嗜性抗原 是指与种属特异性污垢 存在于 Heterophil人 动物 植物及微生物之间性质相antigen 同的抗原 交叉抗原 也叫Fossman抗原 Fossman 瑞典病理学家 按来源分 内源性抗原 endogenousantigen 在自身细胞内合成 并存在于细胞内的抗原 如 胞内菌和病毒感染细胞所合成的细菌抗原 病毒抗原肿瘤细胞合成的肿瘤抗原外源性抗原 exogenousantigen 被单核巨噬细胞吞噬 捕获 或与B细胞特异性结合 而后进入细胞内的抗原 均称为外源性抗原 所有来自体外的微生物 疫苗 异种蛋白等 自身细胞合成而释放于细胞外的非自身物质 如肿瘤相关抗原 FMDV的VIA抗原等 按存在部位分 菌体抗原 O存在于细胞壁 主要成分为脂多糖 为数种成分所组成 按O抗原分类表面抗原鞭毛抗原 H 指存在于鞭毛 主要成分为蛋白质 H抗原细菌抗原也有不同菌群特异性荚膜抗原 主要成分为多肽深部抗原指细菌的内部结构所形成的抗原物质 免疫中不起作用 病毒抗原 V抗原 不耐热S抗原 可溶性 胸腺依赖性抗原 T dependentAgProteinsExamplesMicrobialproteinsNon selforAltered selfproteins 按对胸腺的依赖性分 胸腺非依赖性抗原 T independentAgPolysaccharidesExamples肺炎球菌多糖Pneumo coccalpolysaccharide脂多糖 LPS Lipopolysaccharide 鞭毛 Flagella 五 超抗原 Superantigen 超抗原 superantigen SAg 某些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 Superantigens SAg Monoclonal OligoclonalTcellresponse1 104 1 106 第二节抗原与抗体 二 抗体 一 抗体的基本结构 二 抗体的类型 三 抗体的抗原性 四 抗体的功能 五 单克隆抗体 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 抗体 antibody Ab 当动物机体受到抗原物质刺激后 由B淋巴细胞转化为浆细胞产生的能与相应抗原发生特异性结合反应的免疫球蛋白 一 Ig基本结构 所有Ig的基本单位都是四条肽链的对称结构 两条重链 H 和两条轻链 L 每条重链和轻链分为氨基端和羧基端 二 抗体 重链 Heavychain H链 由420 440个氨基酸组成 根据重链恒定区抗原性的不同 将重链分为 由它们组成的Ig分别为 IgG IgA IgM IgD IgE 轻链 lightchain L链 由213 214个氨基酸 根据其结构和恒定区抗原性可分为两型 型根据氨基酸变异程度不同 H链和L链又可分别分为恒定区 constantregion C区 和可变区 variableregion V区 Ig单体基本结构 二 抗体 恒定区其氨基酸数量 种类 排列顺序及含糖量都比较稳定 故称为恒定区 可变区这个区的氨基酸排列顺序随抗体特异性不同而有所变化 故称为可变区 高变区在V区内 某些区域氨基酸残基的组成和排列顺序比V区内其他区域更易变化 这些区域称为高变区 Hypervariableregion HVR 三个高变区共同组成Ig的抗原结合部位 也称为互补性决定区 Complimentaritydeterminingregions CDR 免疫球蛋白的功能区 免疫球蛋白的功能区 domain Ig的多肽链分子折叠形成几个由链内二硫键连接成的环状结构 称之为domain 重链 IgG IgA和IgD有4个功能区 VH CH1 CH2 CH3 IgM IgE有5个 VH CH1 CH2 CH3 CH4 轻链 2个 VL CL Ig的水解片段与生物学活性 木瓜蛋白酶 papain 水解IgG 2个抗原结合片段 fragmentantigenbinding Fab片 1个Fc片段 fragmentcrystalizable 胃蛋白酶 pepsin 水解IgG 1个F ab 2片段 有双价抗体活性1个pFc 片段 无活性Fab片段的活性 结合抗原 决定抗体分子的特异性Fc片段的活性 不结合抗原 但与抗体分子的生物学活性密切相关 如通过胎盘 结合并活化补体 决定亲细胞性 通过黏膜屏障等 而且 是决定Ig抗原性的部位 1根据H链和L链的结构和抗原性不同 Ig可分为类 亚类 型及亚型等 类 class 根据重链恒定区抗原性的不同 将重链分为 由它们组成的Ig分别为5类 IgG IgA IgM IgD IgE 亚类 subclass 同一类Ig 又根据重链C区的细微结构 二硫键的位置和数目以及抗原性不同 分为若干亚类 如人的IgG有IgG1 IgG2 IgG3 IgG4 IgA有IgA1和IgA2 IgM有IgM1和IgM2 IgD和IgE无亚类 二 抗体的类型 二 抗体 1根据H链和L链的结构和抗原性不同 Ig可分为类 亚类 型及亚型等 类 class 亚类 subclass 型 type 根据轻链C区抗原性不同 分为2个型 型亚型 subtype 根据 轻链的差异而分 二 抗体的类型 二 抗体 IgG于出生后3个月开始合成IgG多为单体 半衰期约为23天 占血清免疫球蛋白总量的75 80 IgG1 IgG2和IgG3的CH2能通过经典途径激活补体IgG是唯一能通过胎盘的抗体通过Fc段与吞噬细胞表面FcR结合 发挥调理作用 与K细胞结合 发挥ADCC作用 与葡萄球菌A蛋白结合 具有抗菌 抗毒和抗病毒作用参与II III型超敏反应 一 IgG 为五聚体 是分子量最大的Ig 称巨球蛋白 IgM激活补体能力比IgG强天然血型抗体是IgMIgM是个体发育过程最早能产生的抗体 胚胎晚期已能合成 新生儿脐带血中若IgM水平升高 表示该儿曾有宫内感染IgM是抗原刺激后出现最早的抗体 故检测IgM水平可用于传染病的早期诊断 IgM是B细胞抗原受体的主要成分也可参与II III型超敏反应 二 IgM 分为血清型和分泌型两种 血清型IgA主要由肠系膜淋巴组织中的浆细胞产生 而分泌型IgA SIgA 是由呼吸道 消化道 泌尿生殖道等处的固有层中浆细胞产生 主要存在于初乳 唾液 泪液 以及呼吸道消化道和泌尿生殖道黏膜表面的分泌液中 分泌型IgA的合成和主要作用部位在黏膜 三 IgA IgD是B细胞的重要表面标志B细胞的分化过程中首先出现SmIgM 后来出现SmIgD 它的出现标志着B细胞成熟了 四 IgD 又称亲细胞抗体CH2和CH3功能区可与肥大细胞 嗜碱性粒细胞上的高亲和力Fc 受体结合 引起I型超敏反应 五 IgE 2根据抗原的来源异种抗体 heteroantibody同种抗体 alloantibody自身抗体 autoantibody异嗜性抗体 heterophilantibody3根据有无抗原刺激天然抗体 naturalantibody免疫抗体 immuneantibody4根据是否与抗原发生可见反应完全抗体 completeAb不完全抗体 incompleteAb 二 抗体的类型 异种抗体 heteroantibody 异种抗原刺激产生的同种抗体 alloantibody 同种属动物之间抗原物质刺激产生的 如血型抗体自身抗体 autoantibody 针对自身抗原产生的异嗜性抗体 heterophilantibody 由异嗜性抗原刺激产生的天然抗体 naturalantibody 无需抗原刺激而天然存在的 如血型抗体 免疫抗体 immuneantibody 由抗原免疫刺激产生完全抗体 completeAb 二价或多价不完全抗体 incompleteAb 只有1个抗原结合部位可与抗原结合 反应不可见 二 抗体 AntigenicityofIgIg既然是蛋白质 那么它们也同样可以成为抗原 即具有抗原性 具体表现在 同种型 isotype 同种异型 allotype 独特型 idiotype 三 抗体的抗原性 同种型 isotype 是指在同一种动物不同个体之间同时存在不同类型的Ig 不表现出抗原性 只是在异种动物之间才表现出抗原性 主要由C区决定如Ig的类 亚类 型 亚型同种异型 allotype 指Ig在同种动物不同个体之间呈现出的抗原性 由C区决定是Ig的稳定遗传标志 可用于亲子鉴定 独特型 idiotype 又称个体基因型 是指由抗体分子的可变区 V区 呈现的抗原性 抗体的抗原性Determinant决定子 簇 Idiotope独特位 二 抗体 1中和作用 单独作用 中和病毒和毒素2免疫调理作用 激活补体 经典途径 细菌3免疫溶解作用 激活补体 经典途径 G 细菌和原虫4局部黏膜免疫作用 sIgA5ADCC作用 一些效应性淋巴细胞 K NK细胞 表面具有Ig的Fc段受体 当Ab与相应靶细胞结合后 效应细胞通过Fc受体与Ab结合 发挥细胞毒作用 杀伤靶细胞 四 抗体的功能 二 抗体 单克隆抗体 McAb mAb 由一个B细胞分化增值的子代细胞 浆细胞 产生的针对单一抗原决定簇 表位 的抗体 多克隆抗体 polyclonalantibody PcAb 采用传统的免疫方法 将抗原物质经过不同途径注入动物体内 经数次免疫后采血所获得的抗血清即为多克隆抗体 五 单克隆抗体Monoclonalantibody 单克隆抗体的优点和应用 1高度均质性 同一种杂交瘤分泌产生的抗体结构 亲和力都相同 2高度特异性 针对Ag上单一的抗原表位 一般不发生交叉反应 3高效价 经过长程免疫后 可获得高效价的mAb 4来源稳定 可大量生产 杂交瘤可长期保存于液氮中 用时复苏 可注射于小鼠腹腔产生腹水 或用培养罐规模化生产 容易标准化 用杂交瘤细胞产生的mAb生物学特性稳定 因此在各种免疫学检测方法中易标准化 单克隆抗体的制备 第三节抗原抗体反应Antigen antibodyreaction 一 抗原抗体反应的一般规律二 常见的抗原抗体反应 第三节抗原抗体反应 抗原与抗体特异性结合 形成抗原抗体复合物 由于体外的抗原抗体反应中往往要使用血清 抗体 因此称之为血清学反应 SerologicalReactions 血清学反应也称为血清学技术 它是应用最为广泛的一种免疫学技术 为疾病的诊断 抗原和抗体的鉴定及定量提供了良好的方法 第三节抗原抗体反应 一 抗原抗体反应的一般规律 1特异性与交叉反应性2可逆性 表面的结合 有可逆性3适比性 比例合适 反应才可见 带现象4阶段性 不可见 可见反应5条件依赖性 pH 温度 电解质 第三节抗原抗体反应 二 常见的抗原抗体反应 1 经典的免疫学反应1 1凝集反应1 2沉淀反应1 3补体结合反应1 4中和反应2 免疫电泳技术3 免疫标记技术3 1免疫荧光3 2免疫酶技术3 3放射免疫测定 1 经典的免疫学反应 1 1凝集反应 agglutination 颗粒性抗原与相应抗体结合所发生的凝集反应细菌和红细胞等颗粒性抗原 当与相应抗体特异结合后 在适量电解质存在的条件下 可逐渐聚集 出现肉眼可见的凝集现象称为凝集反应 反应中的抗原称为凝集原 agglutinogen 抗体称为凝集素 agglutinin 根据凝集反应的原理 以后又发展建立了各种间接凝集试验 间接凝集抑制试验以及固相免疫吸附血凝试验等新方法 凝集反应原理 1 经典的免疫学反应 1 1凝集反应 agglutination 1 2沉淀反应 precipitation 可溶性抗原与相应抗体结合所发生的沉淀反应沉淀反应是指可溶性抗原 细菌培养滤液 细胞或组织的浸出液 血清蛋白等 与相应抗体在液相中特异结合后 形成的免疫复合物受电解质影响出现的沉淀现象 反应中的抗原称为沉淀原 precipitinogen 可以是类脂 多糖或蛋白质等 抗体称为沉淀素 precipitin 免疫扩散 immunodiffusion 一种抗原或抗体混合物成分的定性与定量的分析方法 通常采用凝胶作为支持介质 让抗原与抗体混合物在介质中互相扩散 相互反应形成沉淀弧线或沉淀弧带 1 经典的免疫学反应 1 1凝集反应 agglutination 1 2沉淀反应 precipitation 1 3补体结合反应 抗原抗体结合后激活补体所致的补体结合反应 complementfixationreaction 原理 补体的作用无特异性 能与任何一种Ag Ab复合物结合 但当Ag与Ab不相对应时 补体则不被结合而游离存在 此时如在上述反应系统中加入绵羊红细胞 Ag 和溶血素 Ab 系统 即可与游离的补体结合而出现溶血现象 因此 根据溶血现象是否产生 即可得知检测系统中有无相应的抗原或抗体存在 三 补体结合试验 CFT 1 CF的成分 抗原 抗体 补体 红血球悬液 溶血素 溶菌系统 溶血系统 抗原红血球 补体 抗体溶血素反应系统 无可见反应 指示系统 可见反应 1 经典的免疫学反应 1 1凝集反应 agglutination 1 2沉淀反应 precipitation 1 3补体结合反应 complementfixationreaction 1 4 中和反应 neutralization 细菌外毒素或病毒与相应抗体结合所致的中和反应中和试验是免疫学和病毒学中常用的一种抗原抗体反应试验方法 用以测定抗体 中和病毒感染性或细菌毒素的生物学效应 凡能与病毒结合 使其失去感染力的抗体又称中和抗体 能与细菌外毒素结合 中和其毒性作用的抗体称为抗毒素 中和试验可以在敏感动物体内 包括鸡胚 体外组织 细胞 培养或试管内进行 观察特异性抗体能否保护易感的试验动物死亡 能否抑制病毒的细胞病变效应或中和毒素对细胞的毒性作用 以及测定抗体的其他生物学效应 2 免疫电泳技术 免疫电泳技术 immunoelectrophoresis IEP 是将琼脂电泳与免疫扩散相结合的一种常用的免疫学实验方法 由Crabar与Williams于1953年创立 此项技术由于具有抗原抗体反应的高度特异性 电泳分离技术的快速 灵敏和高分辨力 以及实验设备和操作简便等优点 至今仍作为免疫学的一种基本技术 广泛用于科学研究和临床实验诊断 数十年来 根据不同的实验目的和要求 在经典的免疫电泳技术基础上 又衍生出对流免疫电泳 火箭电泳 交叉免疫电泳及免疫固定电极等许多新技术和新方法 免疫电泳 对流免疫电泳 counterimmunoelectrophoresis CIEP 是将双向免疫扩散与电泳相结合的一种技术 在pH8 6的缓冲液中 蛋白质抗原带负电荷向正极泳动 而抗体大部分属于Ig 由于分子量大 暴露的极性基团较少 在离子琼脂中泳动缓慢 同时受电渗作用的影响向负极泳动 在抗原抗体相遇的最适比例处形成乳白色沉淀线 此法操作简便 仅需30 60分钟 灵敏度比双向扩散高10 15倍 但缺点是特异性不如双向琼脂扩散高 3 免疫标记技术 免疫标记技术 标记抗体技术 是将一些既易测定又具有高度敏感性的物质标记到特异性抗原或抗体分子上 通过这些标记物的增强放大效应来显示反应系统中抗原或抗体的性质与含量 常用标记物包括荧光素 酶和放射性核素3大免疫标记技术 免疫荧光免疫酶技术放射免疫测定此外 免疫标记物还有化学发光物质 凝集素 铁蛋白和胶体金等 3 免疫标记技术 免疫标记技术一般分为两类 一类用于组织切片或其他标本中抗原或抗体的定位免疫组化技术 immuno histochemicaltelchnique 如酶免疫组化技术 荧光免疫组化技术 另一类用于液体标本中抗原或抗体的测定免疫测定 immunoassay 如酶联免疫吸附试验 ELISA 放射免疫测定 RIA 免疫组化 3 免疫标记技术 3 1免疫荧光 Immunofluorescence 是根据抗原抗体反应的原理 先将已知的抗原或抗体标记上荧光素制成荧光标记物 再用这种荧光抗体 或抗原 作为分子探针检查细胞或组织内的相应抗原 或抗体 在细胞或组织中形成的抗原抗体复合物上含有荧光素 利用荧光显微镜观察标本 荧光素受激发光的照射而发出明亮的荧光 黄绿色或桔红色 可以看见荧光所在的细胞或组织 从而确定抗原或抗体的性质 定位 以及利用定量技术测定含量 分直接法 夹心法 间接法和补体法 常用的荧光素主要有 异硫氰酸荧光素 FITC 最大吸收光谱为490 495nm 最大发射光谱为520 530nm 呈黄绿色荧光 四乙基罗丹明 RB200 最大吸收光谱为570nm 最大发射光谱为595 600nm 呈明亮橙色荧光 四甲基异硫氰酸罗丹明 TRITC 最大吸收光谱为550nm 最大发射光谱为620nm 呈橙红色荧光 免疫荧光 3 免疫标记技术 3 2免疫酶技术就是将抗原和抗体的免疫反应和酶的催化反应相结合而建立的一种新技术 酶与抗体或抗原结合后 既不改变抗体抗原反应的特异性 也不影响酶活性 即在相应而合适的作用底物参与下 表现为呈色反应 呈色反应显示了酶的存在 从而证明发生了相应的抗体抗原反应 这是一种特异而敏感的技术 可以在细胞或亚细胞水平上示踪抗原或抗体的所在部位 或在微克 甚至纳克水平上对其进行定量 3 免疫标记技术 3 2免疫酶技术分为两类1 免疫酶组织化学法或免疫酶染色法2 免疫酶测定法 固相免疫酶测定法酶联免疫吸附试验 ELISA 应用最广泛 均相免疫酶测定法 酶联免疫吸附试验 enzymelinkedimmunosorbantassay ELISA 原理 是一种固相免疫测定技术 其先将抗体或抗原包被到某种固相载体表面 并保持其免疫活性 测定时 将待检样本和酶标抗原或抗体按不同步骤与固相载体表面吸附的抗体或抗原发生反应 后加入酶标抗体与免疫复合物结合 用洗涤的方法分离抗原抗体复合物和游离的未结合成分 最后加入酶反应底物 根据底物被酶催化产生的颜色及其吸光度 A 值的大小进行定性或定量分析的方法 ELISA类型 间接法 双抗体夹心法 竞争法三种 ELISA 间接法 双抗体夹心法 InELISAs antibodies keyproteinsintheimmunesystem areusedtoselectivelyrecognizeandtightlybindtoaspecifictargetmolecule andarecombinedwithenzymes molecularcatalyststhatproduceacoloredorfluorescentproductfromacolorlesssubstratemolecule toamplifythesignalfromabindingeventtoenablespecifictargetmeasurementdowntoalevelofpicograms ELISA间接法此法是测定抗体最常用的方法 将已知抗原吸附于固相载体 加入待检标本 含相应抗体 与之结合 洗涤后 加入酶标抗球蛋白抗体 酶标抗抗体 和底物进行测定 操作步骤 包被固相载体 用已知抗原包被固相载体 加待检标本 经过温育 37 2h 使相应抗体与固相抗原结合 洗涤 除去无关的物质 加酶标抗抗体 再次温育 37 2h 与固相载体上抗原抗体复合物结合 洗涤 除去未结合的酶标抗抗体 加底物显色 终止反应后 目测定性或用酶标仪测光密度值定量测定 此法常用于测定抗原 将已知抗体吸附于固相载体 加入待检标本 含相应抗原 与之结合 温育后洗涤 加入酶标抗体和底物进行测定 此法适用于多价大分子抗原的检测 而不能用于测定半抗原等小分子物质 ELISA 双抗体夹心法 此法可用于抗原和半抗原的定量测定 也可用于测定抗体 以测定抗原为例 将特异性抗体吸附于固相载体 加入待测抗原和一定量的酶标已知抗原 使二者竞争与固相抗体结合 经过洗涤分离 最后结合于固相的酶标抗原与待测抗原含量呈负相关 ELISA 竟争法 3 免疫标记技术 3 3放射免疫测定 radioimmunoassay RIA 是将同位分析的高灵敏度与抗原抗体反应的特异性相结合 以放射性同位素作为示踪物的标记免疫测定方法 由于此项技术具有灵敏度高 可检测出ng至pg级的微量物质 特异性强 可分辨结构类似的抗原 重复性好 样品及试剂用量少 测定方法易规范化和自动化等优点 因此广泛应用于各种微量蛋白质 激素 小分子药物及肿瘤标志物等的分析与定量测定 RIA常用的放射性同位素有125I 135I 3H 14C等 第五节变态反应第六节免疫学的实际应用 第四节免疫应答Immuneresponse 一 概念二 先天免疫 InnateImmunity三 适应性免疫 AdaptiveImmunity四 抗传染免疫 Anti infectionImmunity 第四节免疫应答 免疫应答 ImmuneResponse 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 免疫的两种类型 先天免疫 Innateimmunity notantigen specific 非特异性免疫适应性免疫 Adaptiveimmunity antigen specific 特异性免疫 一 概述1Introduction 先天免疫 innateimmunity Immunitythatoccursnaturallyasaresultofaperson sgeneticconstitutionorphysiologyanddoesnotarisefromapreviousinfectionorvaccination Alsocalledgeneticimmunity inherentimmunity nativeimmunity naturalimmunity nonspecificimmunity 适应性免疫 Adaptiveimmunity 包括抗原特异性的体液免疫和细胞免疫 第四节免疫应答 先天免疫系统是防御感染的第一道防线 它迅速起作用引起急性炎症反应 在出生时即具有 有一定特异性 无记忆 适应性免疫系统是第二道防线 它是动物机体后天获得的 acquiredimmunity 起动缓慢 但有高度的特异性和免疫记忆 先天免疫系统和适应性免疫系统之间通过直接的细胞接触以及细胞因子 化学介质等的相互作用 共同发挥作用 二者的参与细胞有很多是相同的 1Introduction 先天免疫和适应性免疫 特征效应细胞分子天然免疫 naturalimmunity 迅速反应吞噬细胞 嗜中性粒细胞因子 有若干特异性细胞 巨噬细胞 补体 无记忆自然杀伤细胞 肥大急性期蛋白 细胞 树突状细胞防御素获得性免疫 acquiredimmunity 缓慢启动T细胞和B细胞抗体 高特异性细胞因子有记忆 第四节免疫应答 InnateImmunity 生来就具有的对某种疾病的抵抗能力 包括 1 解剖学屏障 Anatomicalbarriers2 分泌性分子 Secretorymolecules3 细胞成分 Cellularcomponents 二 先天免疫2InnateImmunity 先天免疫的解剖学屏障 Anatomicalbarriers皮肤 粘膜及淋巴结的屏障作用血管及血脑屏障作用肠蠕动 Intestinalmovement支气管肺纤毛的振荡 Oscillationofbroncho pulmonarycilia 先天免疫的分泌性分子 Secretorymolecules皮肤分泌液 有机酸 唾液 硫氰酸 肠道 低分子脂肪酸 下消化道 胆酸和低分子脂肪酸 血清中 运铁蛋白 乳铁蛋白 溶菌酶 干扰素 纤连蛋白 补体 急性期蛋白 transferrin lactoferrin lysozyme interferons fibronectin complement acutephaseproteins etc 炎症部位 IFN和TNF 先天免疫的细胞成分 Cellularcomponents吞噬细胞 Phagocyticcells嗜中性粒细胞 Neutrophils PMN 巨噬细胞 macrophages单核细胞 monocytes其它细胞自然杀伤细胞 naturalkiller NK cells杀伤细胞 killer K cellsLAK细胞 lymphokineactivatedkiller LAK cells嗜酸性粒细胞 eosinophils 上皮屏障 EpithelialBarriers 先天免疫的特点 天然的 与生俱来的抗感染能力出生后即有 无抗原特异性 无记忆性 再次接触抗原 应答不加强 细胞和体液成分参与 没有适应性免疫则效果很差 参与适应性免疫的激发和扩大 Innateimmuneresponse Inbuiltimmunitytoresistinfection Native naturalimmunity Presentfrombirth Notantigen specific Notenhancedbysecondexposure Hasnomemory Usescellularandhumoralcomponents Ispoorlyeffectivewithoutadaptiveimmunity Alsoinvolvedinthetriggeringandamplificationofadaptiveimmuneresponses 第四节免疫应答 一 补体系统 thecomplementsystem1概念 是由存在于人和脊椎动物血清及组织液中的一组经活化后具有酶样活性的蛋白质 以及其调节蛋白和相关膜蛋白 受体 共同组成的系统 2组成按功能分三组 1 固有成分 C1 C1q C1r C1s C9 B D P因子 MBL 丝氨酸蛋白酶 2 调节分子 3 受体成分 C1qR CR1 CR2 CR3 C3aR C5aR 等 2InnateImmunity 第四节免疫应答 一 补体系统 thecomplementsystem3补体的一般性质 A 主要产生细胞为肝细胞和巨噬细胞 B 多数组分为糖蛋白 C 血清中各成分含量不等 C3含量最多 D因子最少 D 正常生理情况下 以非活化形式存在 E 性质不稳定 加热56 30min失活 2InnateImmunity 第四节免疫应答 一 补体系统 thecomplementsystem4补体的激活途径 经典 传统 激活途径 Classicalpathway激活剂 Ag Ab复合物 IgG IgM 参与成分 C1 C9旁路 替代 激活途径 Alternativepathway激活剂 酵母 细菌的多糖成分 LPS 凝聚的IgA IgE等 参与成分 B D P因子 C3 C5 C9MBL 甘露糖结合凝集素 激活途径 MBLpathway激活剂 MBL mannose bindinglectin 参与成分 C2 C9 2InnateImmunity 第四节免疫应答 一 补体系统 thecomplementsystem5补体的激活过程 经典途径 2InnateImmunity 1 识别阶段 RecognitionAg Ab复合物 C1q C1r活化 C1s活化 2 活化阶段 ActivationC3转化酶和C5转