免疫学在生命科学和医学发展中的重要作用PPT课件

免疫学在生命科学和医学发展中的重要作用 现代免疫学已成为生命科学和医学中的前沿科学免疫学发展水平是反映一个国家综合科学实力及发展水平的指标之一免疫学在20世纪取得的辉煌成就 在消灭传染病及人类感染及非感染性疾病方面获得的巨大成效在揭示生命活动基本规律 发展生物论和方法上的任何一次突破和进展 均会极大地促进生命科学和医学的发展 当前 免疫学正以一种极富生命力的 基础研究 应用研究 高科技开发 的模式飞速发展 如果把她看作是一幅正在描绘的巨幅画卷 站在她面前 我们能时刻感受到她不断展现的精彩纷呈的变化 我们也应该为她增辉添彩 21世纪生命科学发展的三原则 分析与综合的统一 生物多样性与生命本质一致性的统一 及基础研究与应用研究的统一免疫学必将在后基因组计划中 在揭示基因功能 解码生命活动机制 攻克传染病 心脑血管病 肿瘤 探讨和控制人类生育 提高人体生理功能 延缓衰老 改善人类生活质量 提高国防 防止生物恐怖袭击 一 免疫学为人类防治疾病作出了重要贡献 并有更加广阔的需求和应用 疫苗的预防接种使人类得以消灭及控制流行已久的严重传染病 从18世纪牛痘苗的发明应用 到1980年世界卫生组织 WHO 宣布 天花已在全世界被消灭 到鼠疫 霍乱 黄热病等等的有效控制 抗体的应用 也从20世纪初最早的马源抗体用作临床治疗 到用抗体进行ABO血型鉴定 使异体间输血成为可能 到如今基因工程技术利用小鼠生产出的完全人化抗体 应用于肿瘤及自身免疫病的治疗 免疫学家可以利用新型研发的疫苗去征服严重威胁人类生命的传染病 如艾滋病 肝炎 结核可以从免疫学角度深入认识并解决肿瘤 心脑血管疾病 自身免疫性疾病 老年痴呆等困扰人类已久的疾病以及新认识的疯牛病可以发展以干细胞的异体移植为主体的再生医学 新的医学研究发现心脑血管疾病的发病 与外来的病原体与血管壁的某种抗原成分借分子模拟 发生抗原的交叉递呈 引起自身免疫应答有密切关系老年痴呆 认为是由于正常蛋白发生病理性 片层折叠 变成异常蛋白引起发病 近来 科学家发现 在老年痴呆模型的小鼠体内应用免疫学方法 可使小鼠的痴呆症状减轻 甚至消失 包括 1 疫苗的研制 爱滋病的诊断 治疗 预防仍有赖于免疫学 许多新型疫苗 如重组疫苗 DNA疫苗 口服疫苗 正在研制当中 并取得了一定的进展 免疫学在医学中的应用研究 2 基于免疫应答及免疫耐受的特异性为基础的特异防治方案 而提高效率并降低副作用 为类风湿 哮喘 红斑狼疮等自身免疫性疾病 过敏性疾病 及防止移植排斥 提供治疗方法 3 抗体cDNA表达文库 噬菌体显示文库及蛋白组学的开发应用 可望进一步签定开发新的免疫原及免疫分子 获得新的高亲和力的抗体 而更广泛用于诊断 治疗 药物开发 4 免疫药物的开发 可找到具有抗感染及增强免疫的双重功能的药物 如抗体与生物毒素交联的新型药物 以特异杀死肿瘤细胞 此外 新型具有杀菌和增强免疫力的抗菌素的开发等等也在进行中 免疫系统的研究揭示了生命活动的基本规律研究生命科学的基本任务是解读生老病死的密码 保持健康 防治疾病 生 即指细胞的生理活动过程 免疫学研究中发现免疫细胞的 受体一配体 识别模式 即配体代表某种外部信号的刺激 通过与免疫细胞表面受体的特异性识别 并结合 而将信号传到细胞内部 通过一系列的胞内信号传递 分选 综合 放大过程 活力靶基因 产生免疫分子 表达免疫效应 发挥免疫功能 这种 受体一配体 模式 和 刺激 识别 活化 效应 的作用途径 可能是生命世界运转的普遍规律 因此 免疫学对免疫细胞的受体与配体的识别机制 信号传导的通路 免疫效应的作用机制的研究 必将深入阐明生命体正常运转的生理机制 死细胞的死亡有两种方式 坏死和凋亡 细胞的凋亡 是生命体中的普遍现象 凋亡对维持体内正常细胞数量 维持机体内部的自稳状态至关重要 凋亡的异常与多种疾病相关 一种普遍表达在多种细胞表面的受体分子 Fas 它不仅参与免疫杀伤性T细胞对靶细胞的杀伤 它介导的凋亡在特异性免疫调节中更起重要作用 在免疫学中开始的对Fas与TNF及其介导的凋亡的研究 以及其他死亡信号分子的研究 可使人们更好地理解细胞的死亡机制 老当免疫系统的功能低下 抵御外来病原和内在病变的能力降低 而易患疾病时 表现为衰老 关于衰老的学说有很多 从免疫学的角度去认识 理解衰老 并通过提高免疫系统的功能 以延缓衰老 将为人类寿命的延长提供新措施 病许多疾病的产生由于免疫系统的功能低下 缺陷 或者不适当的免疫应答引起 对免疫功能的类型 免疫应答的诱导 免疫效应的机制等方面的研究 将对疾病的发病 病变 免疫病理变化有全面认识 免疫学与多学科的交叉及相互发展 1 免疫系统对机体整体功能的调节免疫系统与神经系统 内分泌系统并称人体三大系统 在整体维持 调节人体自身的自稳平衡中发挥着重要作用免疫系统的复杂性不逊于神经系统 它虽无神经系统形态上的网络 但却存在功能网络免疫系统自身的结构 功能 调控规律 以及与另两大系统的相互交叉调节 是机体本身重要的基本生命现象 事关机体自身稳定和与外界的适应性联系 值得研究过去的研究经验证明 如果生命科学的研究作不结合免疫学 遇到的许多问题将仍不能明 免疫系统自身独有的特点 免疫细胞的受体 识别病原体及瘤细胞表达的分子 进行活化 克隆扩增 分化为效应细胞 免疫细胞双信号活化后 经信号转导途径 活化靶基因 表达相应功能的 活化一功能 模式 介导免疫细胞间相互作用的免疫分子 由此决定免疫应答的类型 免疫分子间的调节网络已研究得相当清楚 是其他器官系统所不能比拟的 特异性免疫应答过程中 产生记忆性免疫细胞 使免疫系统能快速 高效 持续发挥防卫功能 这些免疫系统独有的特点使免疫系统成为揭示生命活动的基本机制的一个良好的模型系统 而免疫系统的一些作用方式和作用机制已研究得相当清楚 免疫细胞的体外培养 大量免疫作用分子的发现及基因工程生产 转基因和基因敲除等动物模型的建立 为研究免疫细胞的生理功能与疾病机制 提供了坚实基础 这些手段使免疫学成为一个材料易得且便于研究的模型系统 免疫分子是多学科研究的共同抗体 细胞因子等免疫分子 以及一些基于免疫学原理的实验方法技术 为生命科学多个学科提供了研究其问题的普遍而有效的手段 应用抗体进行细胞鉴定 得以分析多细胞亚群及其功能 利用免疫标记物标记抗体或抗原 按抗原抗体反应具有特异的原理建立的一系列免疫学检测技术 已广泛应用于微物质的测定和分析 生命世界多样性和生命本质一致性的统一尽管生命世界具有多样性 但生物体基本物质组成的统一 生命信息传递的统一 生命活动本质的统一 说明生命世界中最本质的东西 在不同生物体中高度一致 基于此 免疫系统中发现的现象为生命科学提出了问题 在生命科学中 信号转导 细胞发育分化和凋亡等很多生命活动的基本问题 都是通过免疫学研究首先发现的 生命科学的发现也推动了免疫学的进步 如分子生物学对基因组的了解 使免疫学家揭示了抗体的基因重排 从而建立抗体文库 基因重排又解释了人类基因组及蛋白组学揭示的有限基因数目编码几乎无限蛋白种类的原因 蛋白分析技术 结构技术则进一步阐明免疫球蛋白分子的组成 结构 使免疫学家深入理解它们的功能和相互作用方式 人类基因组的研究 使免疫学发展产生了新的分支 即 反向免疫学 reverseimmunology 从基因入手 分析免疫原 进行实验性免疫应答 加速了免疫应答分析过程 亦揭示了免疫应答的复杂性 免疫学理论和技术对其他生命科学分支学科的发展具有辐射作用 也具有平台作用 人类基因组计划的成功 将生物学带入到基因组学时代 直至现在的后基因组学时代 即功能基因组学与蛋白质组学时代 一方面 基因组学促进了免疫学的发展 为免疫学提供了新思路 使多种免疫新分子相继发现 如病原体全基因组测序信息 对设计有效重组疫苗 研制基因工程抗体及细胞因子提供了有力支持 另一方面 作为基因表达产物与功能体现产物的蛋白 急需制备大量的相应抗体 对抗原分子进行纯化 分析 新蛋白的功能需要利用免疫系统 免疫细胞功能 免疫与疾病的关系作为研究对象 进行分析 总之 免疫学作为一个极好的研究手段与模型系统 与基因组学 蛋白组学 遗传学 分子生物学 细胞生物学 发育生物学 结构生物学 生物化学 生理学 新兴的生物信息学等多个前沿学科的结合 必将产生新的理论与应用上的突破 从而更好地理解命生老病死的基本现象 揭示疾病的发病机制 免疫学是生物高新技术产业化的重要基础 它的发展蕴涵巨大经济效益 免疫药物包括生物重组蛋白 多分子整合蛋白的研究 得以实现药物的既特异杀伤病原体 又增强机体自身免疫力的双重作用 其中 各种疫苗 基因工程细胞因子与抗体 细胞制剂 诊断制剂等是当今生物学技术产业的支柱产品 在销售额上占重要比例 至2000年底 经FDA批准 正处于临床研究阶段的369种生物技术药物中 79种为免疫制品 居生物制品之首 还有许多具有重大临床应用价值的免疫制品正在基础研究中研制开发 相信 随着免疫学研究的进展 会有更多 更先进 更有效的免疫制品问世 为人类疾病防治贡献更多力量 1 4免疫学将在生物安全及国防中发挥重要作用 不容忽视 免疫学将在生物安全及国防中发挥重要作用 不容忽视 一旦生物战争爆发 各种致命的病毒可能被用作生物武器 如 炭疽 霍乱 天花等 这时将急需大量疫苗加以预防 治疗目前 一些世界上新发现的病毒如埃博拉病毒等 也有向我国蔓延传入的趋势 需要制备疫苗以备不时之需 我国免疫学发展的方向 重点发展具体说 我们应从临床着眼 发现问题 解决问题 从重大疾病或者我国特有的疾病入手 以传染病及非传染病的发病机制及防治为主体 开展应用及理论研究 在此基础上深入探求疾病的诊断防治方法 发病机制 以及其中涉及的免疫学及生命科学的基本理论 研究要深入 不要简单重复 应用研究不要为利益驱使 急功近利 而要上升到理论研究 上升到回答免疫学的基本问题 才可能提高应用水平 与此同时 又要对现有的免疫学基础理论研究给予支持 推动 除了更好地为临床免疫学研究提供理论基石 还对推动中国免疫学向世界前沿水平前进 具有长远的意义 国外应用成果的背后是做了很多基础工作的 只有具备好的基础才能做出好的应用 总的说来 基础与临床两方面的免疫学研究必须相互结合 相辅相成 不能有所偏废 而各单位可根据自身的研究基础 多有偏重 合理高度 交叉发展强调多学科间的交叉融合 不同科学领域的专家要相互了解 合作 不同学的研究手段应互补借用 不仅呼呈 还要有措施责成这种多学科的共同合作发展 比如 基因 蛋白等大分子功能的研究有赖于与免疫学家 结构学家等等的紧密合作 找到功能与结构的聚合点 力争在后基因组时代的生命科学研究中找到新的生长点 特色与创新发展在目前科研资金投入有限的情况下 在大项目做好的同时 应鼓励科学家在自己感兴趣的领域内自由探索 提倡个人的创新能力 坚持自己已确立的方向 进行深入的研究 利用中国常见病 多发病中的免疫现象和问题 通过建立疾病的模型 用以解决免疫学基本科学问题及关键技术问题 而发现新的现象 探讨新的机制 提出原创观点 开辟新领域 创造新策略 在发展中找出问题 不要简单重复 一哄向上 一哄而散 对我国特色的理解 应是结合我国实际国情 以实际防治疾病为需求 确立研究重点 特色 的另一重要层面 则是对研究的深入 达到前沿创新 展示 独秀 的含义 持续发展在科学研究过程中 持续性的 不懈的工作是创新的基础 对于国内在多年研究中已积累的具备了坚实基础 良好传统 鲜明特色 有一定成就与地位的高质量基础免疫学研究工作 应予以重视和持续有力的支持 加强原有优势 做到跨越式发展 即在吸收先进的同时 不摒弃传统 重视基础理论研究 我国高质量的基础研究太少 故应对基础研究予以扶持扩大 一 现代免疫学的研究特点 传统的免疫学基础课题的研究 仍然是免疫学今后研究的主要内容 基础理论的研究蕴藏着巨大潜力 其成果可以推动科学的发展和人类社会的进步 运用免疫学理论和方法 对免疫功能紊乱所致疾病的防治 也是现代免疫学研究的重要领域 近年来 另一个研究的明显趋势 是与免疫基础研究相结合的生物高技术产业的兴起 基础免疫学研究的成果 从实验室直接转向生物技术产品的开发 这种转化正以惊人的速度进行着 免疫学的发展正以一种崭新的 基础研究 应用研究 高技术开发 模式 将科学研究成果迅速转化为生产力 这是现代免疫学发展的一个重要特点 二 免疫学在生命科学中的地位 一 免疫学与生物学免疫系统对 自己 与 非己 的识别 对 自己 成分的免疫耐受 对 非己 成分的免疫应答 都涉及细胞间的信息传递 细胞内信号传递和能量转换等生命过程的基本特性 对生命活动的研究有着重要意义 免疫遗传学的研究 第一次揭开了生理功能系统的遗传控制机制 这对于在基因水平上对生物体进行生理功能研究 具有重要意义 MHC基因复合体的结构和功能研究 免疫球蛋白基因表达的等位排斥现象的研究 免疫球蛋白及其他免疫分子基因的研究 DNA结合蛋白调节细胞因子表达的研究等 大大丰富了分子生物学的研究内容 促进了对真核细胞基因结构和表达调控的认识 免疫学技术的发展及其独特高效的检测方法 为生命科学的