免疫学基础—最终版

免疫学基础 最终版 1 免疫学 免疫学 Immunology 是研究机体免疫系统的组成和结构 并在免疫应答时 所发生的过程 效应机制和生物学功能 及其诊断 治疗和预防的一门科学 2 免疫应答免疫应答 是免疫细胞识别抗原后活化 增殖 分化 产生的免疫应答产物 如抗体和致敏淋巴细胞 参与生理性和病理性效应的过程 3 抗原 抗原 Ag 是指能刺激机体产生免疫应答 且能与其免疫应答产物结合 并 发生一系列生物效应的物质 4 抗原表位抗原表位 抗原决定簇抗原决定簇 antigenic cpitope 抗原分子存在的能与 TCR BCR 或抗 体 Fab 片段特异性结合的特殊化学基团 是免疫应答特异性的物质基础 5 异嗜性抗原 异嗜性抗原 heterophile antigen 是指一类与种属特异性无关 存在于人 动物 植物及微生物组织之间的共同抗原 6 超抗原 超抗原 superantigen SAg 可激活多种 T 细胞克隆的某些细菌或病毒抗 原称作超抗原 7 佐剂 佐剂 adjuvant 是先于抗原或同时与抗原混合注射机体可增强抗原的免疫 原性的物质 8 ADCC 抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用 抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用 antibody dependent cell mediated cytotoxity NK 细胞表面表达 IgG1 和 IgG3 的低亲和力受体 Fc RIII CD16 可与抗体 Fc 段结合 介导 NK 细胞识别被抗体包被的靶细胞 此种以 IgG 抗体 作为中间桥梁 定向介导 NK 细胞对靶细胞的杀伤作用 称为 ADCC 从而杀伤 与 IgG 抗体特异性结合的肿瘤或病毒感染细胞 9 病原相关分子模式病原相关分子模式 PAMP 某些病原体或其产物共有在进化上高度保守的特 定分子结构 这种高度保守的分子结构称为病原相关分子模式 10 抗原提呈抗原提呈 指抗原提呈细胞将抗原加工处理 降解为多肽片段 以抗原肽 MHC 分子复合物的形式提呈给 T 细胞识别的过程 11 抗原提呈细胞抗原提呈细胞 antigen presenting cell APC 是指能摄取 加工处理抗原 并将抗原信息提呈给淋巴细胞的一类免疫细胞 在机体免疫应答过程中发挥重 要作用 12 抗体同种型 抗体同种型 antibody isotype 同一种属每个个体都具有的免疫球蛋白的抗 原特异性 其抗原决定簇主要存在于 Ig 的 C 区 13 抗体同种异型 抗体同种异型 antibody allotype 同一种属不同个体间免疫球蛋白也具有 的差异性 主要反映在分子的 CH 和 CL 上的一个或数个氨基酸的差异 14 抗体独特型 抗体独特型 antibody idiotype 在同一个体内 不同 B 细胞克隆的所产 生的免疫蛋白分子 V 区以及 B 细胞表面抗原受体 V 区所具有的抗原特异性不 同 Ig 的独特性由其超变区特有的氨基酸序列和构型决定 15 免疫球蛋白的类转换 免疫球蛋白的类转换 class switch 是指 B 细胞在受抗原刺激后 首先合 成 IgM 然后转为合成具有相同抗原特异性的 IgG 等其他类别 16 多克隆抗体 多克隆抗体 polyclonal antibody PcAb 抗原分子通常具有多个抗原决 定簇 免疫动物后可刺激多种具有相应抗原受体的 B 细胞发生免疫应答 因而 可产生多种针对不同抗原决定簇的抗体 这些由不同 B 细胞克隆产生的抗体称 为多克隆抗体 17 单克隆抗体 单克隆抗体 monoclonal antibody McAb 由单一克隆 B 细胞杂交瘤产生 的 只识别抗原分子某一特定抗原决定簇的 具有高度特异性的抗体 每种单 克隆抗体其类 亚类 型及亲和力完全相同 具有高度均一性 18 基因工程抗体基因工程抗体 基因工程抗体是通过 PCR 技术获得抗体基因或抗体基因片段 与适当载体重组后引入不同表达系统所产生的抗体 被广泛应用于疾病的临床 诊断 预防和治疗及基础理论研究等领域 19 补体系统补体系统 是由存在与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 20 细胞因子 细胞因子 CK 一类由细胞产生的 具有多种生物学功能的小分子多肽 或糖蛋白 21 主要组织相容性复合体主要组织相容性复合体 MHC 位于脊椎动物某对染色体上紧密连锁的基 因群 其编码的蛋白是主要组织相容抗原 是移植排斥反应的主要抗原 22 人类白细胞抗原人类白细胞抗原 HLA 是人类的 MHC 是人类移植排斥反应的主要抗 原 1 固有免疫系统特点 固有免疫系统特点 1 先天具备 多经遗传获得 2 无特异性 作用广泛 3 作用迅速 初次与抗原接触即可发挥效应 4 无免疫记忆性 免疫应答的快慢与抗原的接触时间无关 5 同一物种的正常个体间无明显差异 2 适应性免疫系统特点 适应性免疫系统特点 1 非经遗传获得 机体出生后受抗原刺激而产生 2 具有严格的针对性 体现在 T B 淋巴细胞对抗原的识别和清除有特异 性 3 具有免疫记忆性 再次遇到相同抗原雌激素出现迅速而增强的应答 4 作用发挥较慢 初次与抗原接触需经数天后方可发挥免疫效应 5 有自限性 可通过免疫调节使免疫应答在适度水平和自限终止 3 胸腺依赖性抗原 胸腺依赖性抗原 TD Ag 和胸腺非依赖性抗原 和胸腺非依赖性抗原 TI Ag 的特点 的特点 TI AgTD Ag 化学特性脂多糖 多糖 鞭毛素蛋白质 结构特点 结构简单 具有相同的抗原决定簇 重复重复出项同一决定簇 结构复杂 具有多种不 同抗原决定簇 诱导免疫应答的条件 不需要巨噬细胞参与 不需要 T 细胞辅助 需要 需要 应答类型体液免疫体液免疫或细胞免疫 活化 B 细胞的类 型 活化 B1 细胞活化 B2 细胞 诱导免疫球蛋白 Ig 类型 诱生的 Ig 为 IgM以 IgG 为主的各种 Ig 再次应答不产生免疫记忆产生免疫记忆 诱导免疫耐受性易难 免疫应答特点 常见抗原种类细菌荚膜多糖 脂多糖 聚合鞭毛素 细菌 病毒的多糖蛋白 质 4 TCR 识别抗原的特点识别抗原的特点 1 TCR 不能直接识别和结合游离的可溶性抗原 只能识别 APC 上 MHC 结 合的抗原 2 只识别氨基酸一级序列的多肽线性决定簇 3 TCR 识别抗原受到 MHC 的限制 CD4 Th 只识别与 MHC II 分子结合的肽段 CD8 Tc 只识别与 MHC I 分子结合的肽段 5 CD4 T 细胞和细胞和 CD8 T 细胞的比较细胞的比较 CD4 T 细胞CD8 T 细胞 表型CD3 CD4 CD8 CD3 CD8 CD4 识别抗原肽13 17 个氨基酸的多肽8 10 个氨基酸的多肽 MHC 限制性CD4 T 细胞是 MHC 分 子限制性 抗原肽结合 槽相对开放 CD8 T 细胞是 MHC 类 分子限制性 抗原肽结 合槽封闭 是否是辅助 TC绝大多数 CD4 TC 都是 辅助性 TC 不是辅助 TC 是否是细胞毒性 TC部分有细胞毒作用都是细胞毒性 T 细胞 6 B1 细胞与细胞与 B2 细胞的比较细胞的比较 B1 细胞B2 细胞 分化标志CD5 IgM IgD CD5 IgM IgD 分化来源骨髓外骨髓内 更新方式自我更新由骨髓产生 分布肠腔 腹腔 胸腔 腹壁脾脏 淋巴结 特异性多反应性 特异性差 单特异性 尤其在抗原 刺激后 分泌 Ig 类型IgM IgG 为主的各类免疫球蛋 白 体细胞高频突变低或无高 对多糖和抗原的应答是否 对蛋白质抗原的应答可能是 功能 产生低亲和力免疫球蛋白 参与粘膜抗感染 参与自身 免疫应答 不需 T 细胞辅助 无记忆性 产生高亲和力免疫球蛋 白 执行体液免疫应答 抗原提呈 免疫应答需 要 T 细胞辅助 有记忆 性分化 7 内源性抗原和外源性抗原提呈过程 内源性抗原和外源性抗原提呈过程 外源性抗原提呈外源性抗原提呈 指外源性抗原被 APC 摄取 加工 处理为抗原肽 与 MHC 类分子形成抗原肽 MHC 类分子复合物 表达于 APC 细胞表面 供 CD4 T 细胞识别的过程 APC 摄取外源性抗原 外源性抗原的处理和加工 外源性抗原通过摄入和内 化形成包被小体 再运输到内体 然后在溶酶体和酸性环境中形成外源性多肽 再形成肽 MHC 复合物 APC 表面提供 TCR 识别 内源性抗原提呈内源性抗原提呈 胞浆内的抗原 经酶解成小的肽片段 与 MHC 类分子 结合成复合物 然后转送到细胞膜表面 供 CD8 T 细胞识别的过程 8 抗体的主要功能 抗体的主要功能 特异性结合抗原 作用 中和毒素 IgG IgA 中和病毒 阻止细菌吸附易感细胞 SIgA B 细胞膜表面的 IgM 和 IgD 构成 BCR 特异性识别并结合抗原分子 介导体液免疫 应答 激活补体系统 Ab IgM IgG Ag C1q 补体经典途径 IgG4 IgA 和 IgE 的凝聚物 补体旁路途径 结合 Fc 受体 介导超敏反应 型超敏反应 调理作用 opsonization IgG 抗原 颗粒性 Fc R 单核 巨噬细胞及中 性粒细胞 促吞噬细胞吞噬 ADCC IgG 抗原 靶细胞 Fc R NK 细胞 杀伤靶细胞 通过胎盘和粘膜 9 补体系统的概念 补体系统的概念 是由存在与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 补体系统的组成 补体系统的组成 固有成分 C1 C1q C1r C1s C9 B D P 因子 MBL 丝氨酸蛋白酶 补体激活的调节蛋白 可溶性调节因子 膜结合性调节因子 补体受体 C1qR CR1 CR2 CR3 C3aR C5aR 等 10 补体的三个激活途径 补体的三个激活途径 经典途径经典途径 classical pathway 由 IgM 和 Ig G 与抗原形成的复合物结合 C1q 启动激活的途径 依次活化 C1q C1r C1s C4 C2 C3 形成 C3 与 C5 转化酶 称为经典途径 它是抗体介导的体液免疫应答的主要效应方式之一 旁路途径 旁路途径 alternative pathway 由病原微生物等提供接触表面 直接由 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 补体活化的补体活化的 MBL 途径途径 MBL 与病原微生物的甘露糖残基结合 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 1 MASP 2 两种 MASP 具有与活化的 C1s 类似的生物学活性 其中 MASP 2 可水解 C4 和 C2 分子 MASP 1 则可直接切割 C3 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 4 补体激活途径全过程示意图如下 补体激活途径全过程示意图如下 11 细胞因子的概念 分类及作用方式 细胞因子的概念 分类及作用方式 细胞因子 细胞因子 CK 一类由细胞产生的 具有多种生物学功能的小分子多肽或 糖蛋白 细胞因子分类细胞因子分类 白细胞介素 IL 干扰素 IFN 肿瘤坏死因子 TNF 集落刺激因 子 CSF 趋化因子 chemokines 生长因子 GF 细胞因子的作用方式 细胞因子的作用方式 自分泌 autocrine 作用的靶细胞是其产生细胞 如 T 细胞产生的 IL 2 刺激 T 细胞 本身生长 旁分泌 paracrine 细胞因子的产生细胞和靶细胞非同一细胞 但是二者临近 如 T 细 胞产生的 IL 2 支持 B 细胞的增殖和分化 内分泌 endocrine 某些细胞因子 如 TGF TNF 等 通过血液循环对远距 离的细胞发挥作用 12 HLA 遗传特点遗传特点 复等位基因 共显性遗传 单元型遗传 HLA 遗传连锁的不平衡 13 T 细胞识别抗原的方式及活化信号细胞识别抗原的方式及活化信号 识别方式 初始 T 细胞 TCR 与 APC 表面提呈的 MHC 肽复合物结合 活化信号 T 细胞的活化包括接受信号刺激 信号转导 细胞内酶的活化 基因转录表 达等在内的连续的复杂过程 T 细胞活化的双信号刺激 信号第一信号第二信号 T 细胞TCR 和 CD4 CD8CD28 APCMHC 肽复合物B7 B7 1 B7 2 14 CD4 T 细胞介导细胞免疫应答的机制细胞介导细胞免疫应答的机制 诱导巨噬细胞活化 介导迟发型超敏反应 1 巨噬细胞活化的两个信号 1 CD4 Th1 细胞分泌的巨噬细胞活化因子 IFN 对巨噬细胞的作用 2 CD4 Th1 细胞表面的 CD40L 与巨噬细胞表面的 CD40 分子结合 2 Th1 细胞募集巨噬细胞到感染部位 1 分泌 IL 3 和 GM CSF 刺激骨髓内新单核细胞的产生 2 分泌 TNF 和 TNF 扩张血管和改变血管内皮细胞粘附分子 如 ICAM 1 的表达 分泌 MCP 1 吸引聚集巨噬细胞 二 辅助 CTL 活化增殖 分泌 IL 2 刺激 CD8 T 细胞活化和增殖 IL 2 还可提高 CD8 CTL 的杀伤活性 CD8 CTL 前体的分化尚需要 Th2 细胞分泌的 IL 6 才能分化为效应 CD8 CTL 三 辅助 B 细胞产生调理抗体 CD4 Th1 细胞 IFN 和 IL 2 B 细胞 调理性抗体 IgG1 和 IgG3 亚类 靶细胞 结合 CR 或 Fc R 吞噬细胞和 NK 细胞 破坏 清除靶抗原 15 TI 1 TI 2 和和 TD 抗原诱导免疫应答的区别抗原诱导免疫应答的区别 TI 1 抗原TI 2 抗原TD 抗原 抗原LPS多糖等蛋白质 APC 提呈不需要不需要需要 抗原识别受体MitogenBCRBCR 活化 B 细胞B1B1B2 类别转换无少数有有 记忆 B 细胞无个别有有 T 细胞辅助 16 抗体产生