《食品免疫学》PPT课件

1 食品免疫学主讲教师 付莉 2 免疫学是一门古老又年轻的学科 古老 在公元16世纪前就已观察到某些传染病在康复后不再患同种病 终身免疫 如天花 年轻 现已超出抗感染的范畴 近几十年来发展迅速 是与众多领域密切相关的主要学科 3 第1章绪论1 1免疫学发展简史根据所用的技术和方法 免疫学的发展历史可分为四个时期 1 1 1免疫学的经验时期A 用人痘苗接种预防天花 16 17世纪B 接种牛痘苗预防天花 Jenner 1798年 4 5 英国乡村医生 琴纳1798年成功地发明了牛痘苗 预防天花 EdwardJenner 6 7 1 1 2 经典免疫学时期 18世纪末 20世纪中叶 LouisPasteur 1880年研制鸡霍乱疫苗RobertKoch 结核杆菌引起迟发型超敏反应科学实验时期ElieMetchnikoff 1884年发现了白细胞吞噬作用并提出细胞学说Behring 1890年发现抗白喉毒素血清Bordet 1895年发现了补体 8 1 1 3 近代免疫学时期 20世纪中叶 60年代 A 抗体生成的克隆选择学说 免疫细胞在分化成熟过程中 能随机地形成多样性的细胞克隆 clone 即细胞系 每一克隆只表达同一特异性的抗原受体 抗原进入机体后选择相应的细胞系与之结合 活化 使之克隆扩增 并产生大量具有相同特异性的抗体 9 10 禁忌克隆 某种抗原 胚胎期间接触 相应细胞系 细胞系被排除或失去活性 致使机体失去针对这种抗原的反应性 形成免疫耐受性 11 FrankMacfarlinBurnet 伯内特 FrankMacfarlinBurnet 1899 1985 FMBurnet澳大利亚免疫学家1958年提出抗体生成克隆选择学说 12 1 1 4 现代免疫学时期 20世纪60年代后 1 1 4 1 免疫系统的研究A 外周淋巴细胞不是终末细胞 可以再循环 可以母细胞化 可以成为记忆细胞 B 胸腺是中枢免疫器官 T细胞的成熟与其有关 C T B细胞协作才能诱导B细胞产生抗体 D 胚胎期T细胞迅速增殖后又迅速凋亡 这也许与自身免疫耐受有关 13 1 1 4 2 先天性免疫与获得性免疫的相关性Toll样受体不仅是非特异免疫的一类重要分子 也是连接非特异免疫和特异性免疫的桥梁 1 1 4 3 消化道免疫功能1 1 4 4 食品免疫学的发展食品免疫学 是免疫学的应用学科 主要研究与食品有关的免疫学知识 理论与技术 14 食品免疫学研究内容 食品成分的免疫学功能肠道微生态系统的结构与功能食源性疾病的免疫学预防食品成份对人体神经内分泌免疫网络系统功能的影响 15 1 1 4 5 免疫学技术的发展单克隆抗体技术分子杂交技术免疫印迹技术免疫检测方法的特点 特异性强 灵敏度高 操作方便 使用安全 经济快捷 16 1 2 免疫学理论与技术1 2 1 免疫学基本概念1 2 1 1 免疫与免疫学免疫 原意 免税 引伸为免除疾病免疫的传统概念 针对外来病原微生物产生的抗感染防御能力 现代免疫的概念 是机体识别和排除抗原性异物 维持自身稳定和平衡的一种生理功能 在正常条件下 它对机体有利 在异常条件下 也可损害机体 17 免疫学 Immunology 是研究机体免疫系统的组织结构和生理功能的一门学科 1 2 1 2 天然免疫和获得性免疫天然免疫 是生物体在长期的种系发育和进化过程中逐步形成的一系列防卫功能 特点 范围广 无特异性 出生时就具备 同种系个体人人都有 代代遗传 再次接触相同抗原 其作用不会增减 18 获得性免疫 是生物个体出生后 在生活过程中与抗原物质接触后产生的一系列防卫功能 特点 具有特异性 不能遗传 再次接触相同抗原 免疫强度增强 19 1 2 1 3 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 免疫应答过程 抗原识别阶段 淋巴细胞活化阶段 抗原清除阶段 20 1 2 2 免疫系统的组成免疫器官 免疫细胞 免疫分子 1 2 3 免疫系统的功能 免疫防御 识别排除病原体的能力 免疫稳定 识别排除体内自身衰老 死亡 损伤细胞的功能 免疫监视 识别排除体内突变细胞的功能 21 免疫的功能 22 1 2 4 免疫应答的特点 特异性 多样性 记忆性1 2 5 免疫学基本理论 略 1 2 6 免疫学基本技术1 2 6 1 免疫学检测技术利用抗原抗体特异性结合理论 用已知抗原查未知抗体用已知抗体查未知抗原 23 1 2 6 2 免疫学治疗技术免疫细胞治疗 免疫分子治疗 干扰素 白细胞介素 单克隆抗体 转移因子肿瘤的治疗方法 手术疗法放射疗法化学疗法免疫疗法 24 1 2 6 3 免疫预防技术 人工自动免疫和人工被动免疫1 3 食品免疫学基础免疫学食品免疫学营养与健康疾病与保健免疫学检测 25 1 3 1 基础免疫学 抗原 免疫器官 组织 抗体 补体系统 细胞因子 CD抗原 免疫应答 1 3 2 营养与健康1 3 2 1 营养与系统发育营养是保证人体正常生长发育 身心健康的物质基础 儿童智力取决于 遗传 环境 智力训练 营养 26 1 3 2 2 营养的免疫功能营养是维持机体免疫力的物质基础 1 3 2 3 营养与免疫调节营养平衡有助于提高抗氧化能力和免疫力防止基因突变防止脂质过氧化防止细胞损伤预防疾病 27 1 3 3 疾病与保健饮食是生命基础 也是健康的基础 更是病症的基础 与膳食有关的疾病 摄入某种或某些营养素过多缺乏某种营养饮食不洁食物导致过敏 有个体差异 28 1 3 4 免疫学检测食品中的生物活性物质含量食品中的转基因成分食品中的益生菌 病原体及代谢产物食品中的过敏原检测 29 1 4 食品免疫学知识的基本结构介绍免疫学发展历史介绍免疫系统的结构与功能介绍免疫系统的应答和功能调节介绍食品营养和机体免疫功能介绍免疫技术及其应用 30 第2章抗原2 1 抗原的概念抗原 是指能诱导机体产生抗体和致敏淋巴细胞 并能与所产生的抗体和致敏淋巴细胞在体内外发生特异性反应的物质 2 1 1抗原特性 1 免疫原性 抗原性 抗原能刺激机体产生免疫应答 诱生机体产生抗体或致敏淋巴细胞的能力 2 免疫反应性 抗原与其诱生的抗体或致敏淋巴细胞发生特异性结合的能力 31 免疫反应性 免疫原性 抗体和致敏淋巴细胞 机体 32 半抗原 只有免疫反应性 而无免疫原性的小分子物质 如药物 多糖 类脂等 完全抗原 既有免疫反应性 又有免疫原性的复杂大分子物质 载体 赋予半抗原具有免疫原性的蛋白质分子 即为载体 半抗原结合载体完全抗原 33 载体 Carrier C 大分子 Pro 等半抗原 Hapten H H1 H2 H3 完全抗原 Ag C nH 34 Ag所属物种与宿主之间的亲缘关系越远越强 小鼠 抗原 小鼠自身其它小鼠狗植物 微生物 弱 强 2 1 2影响抗原分子免疫原性的因素2 1 2 1异已性 35 2 1 2 2 理化性质 1 化学性质天然抗原多为大分子有机物 一般蛋白质是良好的抗原 多糖及多肽也具有一定的免疫原性 36 2 分子量大小要求分子量一般在104U以上 3 化学结构的复杂性必须有较复杂的化学组成和特殊的化学基团 要含有大量的芳香族氨基酸 4 物理状态聚合状态的蛋白质较其单体免疫原性强 颗粒性抗原强于可溶性抗原 37 2 1 2 3 佐剂 定义 与抗原一起或预先注射能增强机体免疫应答或改变应答类型的物质 弗氏佐剂 完全不完全 石腊油 羊毛脂 石腊油 羊毛脂 卡介苗 结核菌素 佐剂作用机制 改变抗原物理性状 促进巨噬细胞加工递呈抗原的能力 刺激淋巴细胞增殖和分化 38 2 2 抗原决定簇 表位 抗原决定簇 antigenicdeterminant 是指存在于抗原分子中决定抗原特异性的特殊化学基团 抗原效价 与抗体分子相结合的抗原决定簇的总数 39 决定簇 H1 H2 H3 抗原效价数 8 40 抗原决定簇结合 相应淋巴细胞表面受体 相应抗体 抗原决定簇是免疫细胞识别的标志及免疫反应具有特异性的物质基础 41 2 3 抗原的种类一 根据抗原与机体的亲缘关系分类1 异种抗原 与宿主不是同一种属的抗原物质称为异种抗原 2 同种异型抗原 同种间不同个体的特异性抗原 3 自身抗原 能诱导宿主发生自身应答的物质称为自身抗原 眼晶体蛋白 精原细胞中的蛋白 42 43 二 根据抗原刺激机体发生免疫应答过程中是否需要T细胞的协助分类1 胸腺依赖性抗原 thymusdependentantigen TD Ag 需要T细胞参与才能诱导免疫应答的抗原称为胸腺依赖性抗原 2 胸腺非依赖性抗原 thymusindependentantigen TI Ag 可直接激活B细胞的抗原称为胸腺非依赖性抗原 44 TD Ag与TI Ag的主要特性比较TD抗原TI抗原Th细胞辅助需要不需要免疫应答体液和细胞免疫体液免疫抗体类型多种 IgG为主 IgMAPC加工处理需要不需要MHC限制性有无再次应答反应有无免疫记忆有无激活T细胞能力有无 45 三 依据抗原是否在抗原提呈细胞内合成1 内源性抗原 指在抗原提呈细胞内新合成的抗原 如 病毒蛋白 肿瘤抗原 2 外源性抗原 非抗原提呈细胞自身所产生的抗原 如 细菌 移植的细胞 46 三 其他分类方法1 根据抗原组成不同分蛋白质抗原 脂蛋白抗原等2 根据抗原性质分完全抗原 半抗原3 根据抗原获得方式分天然抗原 人工抗原和合成抗原等 47 2 4 医学上重要的抗原物质 一 病原微生物及其代谢产物各种病原微生物的化学组成复杂 是含有多种抗原决定簇的复合物 细菌的代谢产物有些也是良好的抗原 如细菌外毒素 外毒素 机体 产生抗毒素 注入 甲醛脱毒 类毒素 失去毒性 保留免疫原性 48 二 动物免疫血清 动物免疫血清对人体具有两重性 提供了特异性抗体 中和细菌的外毒素 防治疾病 是异种蛋白质 可引起超敏反应 类毒素 免疫动物 动物免疫血清 注入 人体 动物血清中含大量抗毒素 特异性治疗和紧急预防用 49 三 同种异型抗原红细胞抗原 ABO血型系统 RH血型系统 白细胞抗原四 自身抗原能引起自体发生免疫应答的自身成分称为自身抗原 五 肿瘤抗原细胞在癌变过程中出现的新抗原及过度表达的抗原物质的总称 可分为肿瘤特异性抗原和肿瘤相关抗原 甲胎蛋白与肝癌 50 六 超抗原 superantigen SAg 1 概念一类可直接结合抗原受体 只需极低浓度即可激活2 20 T细胞或B细胞克隆 并诱导强烈免疫应答的物质 即超抗原 51 生物学意义 1 毒性作用与诱导炎症反应 2 自身免疫病 3 免疫抑制 52 2 5 共同抗原和交叉反应共同抗原 两种不同的物质间有相同或相似的表位 抗原决定簇 称为共同抗原 交叉反应 抗体与具有相同或相似表位的其他抗原之间的反应 称交叉反应 53 特异性反应 54 第3章免疫器官和免疫细胞免疫系统的组成 一 免疫器官中枢 胸腺 法氏囊 鸟类 骨髓周围 脾脏 淋巴结 粘膜相关淋巴组织二 免疫细胞造血干细胞 淋巴细胞 单核吞噬细胞 粒细胞 肥大细胞 树突状细胞等三 免疫分子抗体 补体 细胞因子等 55 3 1免疫器官 3 1 1 中枢免疫器官 是各类免疫细胞发生 分化和成熟的场所 3 1 1 1 胸腺 T细胞分化发育成熟的场所 1 胸腺的结构胸腺被膜实质胸腺小叶皮质 基本结构单位 髓质 56 实质 胸腺细胞 基质细胞 树突状细胞 上皮细胞 巨噬细胞 57 胸腺实质胸腺细胞基质细胞胸腺细胞 未成熟及成熟的T细胞 处在不同发育阶段 基质细胞 胸腺上皮细胞巨噬细胞树突状细胞等 58 2 胸腺的功能1 培育和输出成熟的T细胞 淋巴干细胞 进入胸腺 大部分凋亡 趋化因子 髓质 5 外周免疫器官特定的胸腺依赖区 T细胞亚群 具不同功能 1 皮质 95 59 60 2 产生胸腺激素包括胸腺血清因子 胸腺素 胸腺生成素和胸腺体液因子等 作用 前T细胞分化为成熟的T细胞增强或调节外周成熟T细胞的功能 61 3 1 1 2 法氏囊 BursaofFabricius 鸟类泄殖腔背侧的囊状组织 结构与胸腺相似 是鸟类B细胞发育成熟的中枢免疫器官 62 3 1 1 3 骨髓多能干细胞骨髓BC3 1 2外周免疫器官淋巴细胞和其他免疫细胞定居 增殖以及产生免疫应答的场所 63 实质 皮质 髓质 髓窦和髓索 B细胞 浆细胞 网状细胞和巨噬细胞 浅皮质 深皮质 T细胞 巨噬细胞 淋巴滤泡 B细胞 树突状细胞 CD4 T细胞 生发中心 胸腺非依赖区 被膜 副皮质区 胸腺依赖区 3 1 2 1淋巴结 1 淋巴结的结构由被膜和实质组成 实质分皮质和髓质 64 65 2淋巴结的主要功能 1过滤淋巴液 杀伤病原微生物 清除异物 从而起到净化淋巴液 防止病原体扩散2体液和细胞免疫应答的场所3淋巴细胞再循环的主要场所 淋巴结的淋巴细胞输出淋巴管胸导管血液高内皮毛细血管后静脉 Highendothelialvenule HEV 淋巴结淋巴细胞再循环的功能 增加淋巴细胞与抗原的接触 更有效地激发免疫应答 不断更新和补充循环池的淋巴细胞 66 3 1 2 2脾脏 1结构和细胞组成被膜实质 白髓动脉周围淋巴鞘淋巴小结生发中心B细胞 胸腺非依赖区 红髓脾索脾窦巨噬细胞和血细胞边缘区 移行区 红髓和白髓交界处 T细胞 B细胞 巨噬细胞 T细胞 胸腺依赖区 B细胞 巨噬细胞和树突状细胞 67 68 2脾脏的功能 胚胎期具有造血功能血液的滤过器 清除体内衰老细胞和病原微生物产生免疫应答的场所储存血液的器官 脾窦充满大量血液 可根据机体需要调节血量 69 3 1 2 3 粘膜相关的淋巴组织 1组成 扁桃体 肠系膜淋巴结 肠集合淋巴结 阑尾 胃肠相关淋巴组织 呼吸道相关淋巴组织2功能 局部免疫功能主要抗体是分泌型sIgA和IgE3 2免疫细胞3 2 1造血干细胞 70 71 3 2 2淋巴细胞系 TC BC 第三群淋巴细胞 未活化淋巴细胞直径6 7微米 浆 核比例很小 左 普通光镜 投射电镜显示未活化淋巴细胞胞核致密 胞浆中细胞器很少 右 72 3 2 2 3 第三群淋巴细胞1 NK naturalkiller 细胞表面缺少T细胞和B细胞的特异性标志如TCR和SmIg 曾称为裸细胞 这类细胞不依赖于抗原刺激 能自发地溶解多种肿瘤细胞和被病毒感染细胞 称为自然杀伤细胞 73 1 NK细胞的特性来源 骨髓抗原受体 无特异性 无MHC限制 无杀伤靶细胞 肿瘤细胞 含病毒的宿主细胞 74 T细胞 APC 75 2 NK细胞的表面标志 有CD2分子 有IgGFc受体 FcR CD16 3 NK细胞的杀伤作用 可通过ADCC作用杀伤靶细胞 NK细胞具有IgGFc受体 通过与IgG结合致靶细胞溶解 即ADCC作用 抗体依赖性细胞介导的细胞毒性作用 可合成THF 胸腺体液因子 提高免疫力 释放细胞因子 IFN 通过活化巨噬细胞杀伤感染的病原微生物 76 2 淋巴因子活化的杀伤细胞 LAK 加入IL2淋巴细胞LAK杀伤肿瘤细胞 广谱 3 肿瘤浸润淋巴细胞 TIL 加入IL2肿瘤组织中的淋巴细胞肿瘤浸润淋巴细胞杀伤肿瘤细胞 特异性 77 3 2 3 单核吞噬细胞系统 MPS 1 系统细胞的来源分化发育 P42表3 3 2 系统细胞的解剖学特征 1 形态结构单核细胞 圆形 d 10 20 m巨噬细胞 多形性 d 10 30 m 78 2 系统细胞的表面分子表面受体 IgGFc 补体C3b 细胞因子 激素 神经肽等 表面抗原 MHC 类Ag 黏附分子 LFA 3 ICAM 1 分化抗原 CD 79 80 3 系统细胞生理特点 1 一般特性 个体大 具有趋化性 吞噬异物后 细胞内发生一系列代谢变化 具有黏附性 玻璃 塑料制品 2 系统细胞的激活 静止的M 应答性M IFN r致敏的M LPS等活化的M P43表3 4 3 系统细胞的分泌活性 P44表3 5 81 4 系统细胞的功能 1 免疫防御 有IgGFc 补体C3b的受体 2 免疫自稳功能 3 免疫监视功能 吞噬 ADCC 产生TNF等 4 抗原递呈功能 5 免疫调节功能 6 其它功能 参与炎症 止血 组织修复和再生 82 T细胞 APC 83 第4章抗体4 1抗体概述抗体 antibody Ab B细胞在抗原的刺激下分化为浆细胞 产生具有与相应抗原发生特异性结合反应的免疫球蛋白 称为抗体 84 4 1 1 抗体 免疫球蛋白 球蛋白免疫球蛋白 immunoglobulin Ig 具有抗体活性或无抗体活性 但化学结构与抗体分子相似的球蛋白 Ig Ab 化学结构与Ab类似物Ab IgIg Ab电泳区带 大部分在 区带 故曾有 球蛋白 或丙种球蛋白 之称 85 86 4 1 2 抗体在体内存在的形式 抗体存在部位 血清 淋巴液 组织液或外分泌液中 细胞膜上 SmIg 4 1 3 理化性多链糖蛋白 对理化因素敏感 可被蛋白酶降解 在乙醇 三氯醋酸 中性盐溶液中沉淀 4 1 4 克隆选择学说 87 88 4 2抗体结构单体 IgG IgD IgE 血清型IgA双体 分泌型IgA五聚体 IgM 由四条多肽链组成Y字型结构 其中两条相同的重 H 链 两条相同的轻 L 链 近对称轴的一对较长的肽链为H链 外侧一对较短的肽链为L链 H链与L链间 H链与H链间靠二硫键相连 4 2 1抗体的基本结构 IgG 89 90 4 2 1 1重链 1 可变区 variableregion V区 近N端1 4H链 氨基酸的组成及序列变化较大 而得名 高 超 变区 hypervariableregion HVR V区内剧烈变化的特定部位 H链有3个 因其在空间结构上可与抗原决定簇形成精确的互补 故又称互补决定区 complementaritydetermingregion CDR 骨架区 Ig分子V区高变区之外的部位 其氨基酸组成及排列相对保守 91 2 恒定区 constantregion C区 近C端的及3 4H链 氨基酸组成在同一物种的同一类Ig中相对稳定 IgG CH1 CH2 CH3 3 绞链区 hingeregion 位于CH1 CH2之间 富含脯氨酸 对蛋白酶敏感 易伸展弯曲 作用 1 弯曲利于V区与不同距离的抗原表位结合 2 使Ig分子发生 T Y 的构型改变 暴露补体结合位点 92 4 2 1 2 轻链超变区可变区骨架区轻链恒定区 93 94 4 2 2 功能区1 VL VH 特异性识别和结合抗原2 CH1 CL 具有同种异型遗传标记3 IgG的CH2和IgM的CH3具有补体C1q的结合点 4 IgG的CH2与IgG通过胎盘有关 5 IgG的CH3具有与吞噬细胞 粒细胞 NKC的Fc受体结合的功能 6 IgE的CH4具有与肥大细胞 嗜碱性粒细胞Fc受体结合的功能 95 96 4 2 3水解片段 4 2 3 1 木瓜蛋白酶的水解作用 二个相同的单价抗原结合片段 fragmentofantigen binding Fab段 一个可结晶片段 crystalizablefragment Fc段 木瓜蛋白酶 水解 IgG Fab段保留了特异性结合抗原的功能 Fc段保留了重链的抗原性和Ig相应功能区的生物学活性 97 98 意义1 有利于阐明Ig的结构及生物活性2 有利于生物制品的生产和纯化 避免超敏反应的发生 4 2 3 2胃蛋白酶的水解作用 胃蛋白酶 水解 一个与抗原双价结合的F ab 2段 小分子多肽碎片 pFc 无生物学活性 IgG 99 4 2 4其他结构1 J链 jioningchain J链 由浆细胞合成 主要作用 在H链的羧基端将Ig单体连接成双体或多聚体 起稳定多聚体结构及参与体内运转的作用 100 101 2 分泌片 secretorypiece SP 由粘膜上皮细胞合成 是分泌型IgA SIgA 的结构成分 作用 保护SIgA抵抗外分泌液中蛋白酶的降解作用 介导SIgA向粘膜上皮外主动输送的作用 102 103 4 3免疫球蛋白的类型与免疫原性4 3 1免疫球蛋白的类型1 类和亚类 根据重链C区的抗原性不同 IgG gamma IgA alpha IgM mu IgD delta IgE epsilon 1 类 2 亚类 IgG IgG1 IgG2 IgG3 IgG4IgA IgA1 IgA2 104 2 型和亚型 根据轻链C区抗原特异性不同分型 1 型 kappa 型 lambda 型 2 亚型 链 OZ 或 1 第190位 亮氨酸 OZ 或 2 第190位 精氨酸 Kern 或 3 第154位 甘氨酸 Kern 或 4 第154位 丝氨酸 105 4 3 2免疫球蛋白的分类4 3 2 1在体内的分布分泌性免疫球蛋白 血清 体液 分泌液中膜型免疫球蛋白 SmIgMSmIgD B细胞膜上 4 3 2 2对应的抗原异种抗体同种抗体自身抗体异嗜性抗体 106 4 3 2 3有无抗原刺激天然抗体免疫抗体4 3 2 4与抗原反应的性质完全抗体 二价或多价抗体不完全抗体 单价抗体 107 4 3 3 抗体的免疫原性4 3 3 1 同种型 isotype 同一种属所有个体的Ig共有的抗原特异性标志 为种属型标志 存在于Ig的C区 4 3 3 2 同种异型 alltype 同一种属内不同个体间的Ig所具有的不同抗原特异性标志 为个体性标志 存在于Ig的C区 108 4 3 3 3 独特型 idiotype 同一个体体内不同B细胞克隆产生的IgV区的抗原特异性各不相同 其VH VL超变区各自具备的独特型抗原决定簇结构 称为抗体的独特型 Ig的独特型表位可在异种 同种异体及自身体内诱导产生相应的抗体称为抗独特型抗体 109 4 4 免疫球蛋白的特性与功能 4 4 1 IgG1 单体 血清中含量最高 可分为四个亚类 IgG1 IgG2 IgG3 IgG4 各亚类的生物学活性有差异 2 主要的抗感染抗体 具有抗菌 抗病毒 中和毒素 免疫调理及ADCC 抗体依赖细胞介导的细胞毒作用 作用 3 唯一通过胎盘的抗体 有自然被动免疫作用 110 4 半衰期约16 24天 故临床应用以2 3周重复为宜 治疗用的丙球的主要成分为IgG 有人工被动免疫作用 5 可结合SPA 葡萄球菌蛋白A 以纯化抗体 用于免疫诊断 6 某些自身抗体和引起 型超敏反应的抗体属此类 111 4 4 2 IgM1 为五聚体 又称巨球蛋白 激活补体和免疫调理作用较IgG强 2 个体发育中合成最早的Ig 3 半衰期较短 有助于感染性疾病的早期诊断 4 天然的血型抗体 5 单体的IgM是细胞膜表面免疫球蛋白 112 4 4 3 IgA1 有血清型和分泌型 血清型有两个亚类 IgA1 IgA2 2 分泌型IgA SIgA 存在于外分泌液中 初乳中含量较高 3 SIgA的分子结构中有J链和SP 4 SIgA是皮肤和粘膜表面局部抗感染的重要因素 如免疫屏障 中和病毒及抑制病毒复制的作用 113 4 4 4 IgD1 血清含量极低 2 对蛋白酶敏感 极易降解 4 4 5 IgE1 血清中含量极低 2 对肥大细胞及嗜碱性粒细胞有高度的亲和力 与 型超敏反应的发生有关 3 可能与机体抗寄生虫免疫有关 114 4 5 抗体的生物学活性 4 5 1 IgV区的功能 特异性结合抗原IgV区可特异性识别 结合抗原 V区的CDR在识别和结合特异性抗原中起决定性作用 Ig的V区与抗原结合后 可通过其C区发挥作用 V区本身也可中和毒素或阻断病原入侵 115 4 5 2 IgC区的功能 一 激活补体IgM IgG1 IgG2和IgG3可通过经典途径激活补体 凝聚的IgA IgG4和IgE可通过替代途径激活补体 二 结合Fc受体1 调理作用促进吞噬细胞的吞噬作用 2 发挥抗体依赖的细胞介导的的细胞毒作用 ADCC 116 3 介导 型超敏反应4 人IgG的Fc段与SPA结合阻断IgG对吞噬细胞的调理作用 在体外已用于IgG的纯化及临床检测 4 5 3 选择性传递人IgG穿过胎盘 IgA经粘膜上皮细胞进入消化道及呼吸道 117 4 6人工制备的抗体4 6 1 多克隆抗体克隆 由一个始祖细胞分化 增殖所产生的遗传性状完全相同的细胞群称为克隆 clone 多克隆抗体 由多个克隆细胞产生的多种抗体的混合物 也称第一代人工抗体 产生多种针对不同表位的相应抗体 多克隆抗体 诱发多个B细胞克隆活化 机体 天然抗原 多个抗原表位 118 119 4 6 2 单克隆抗体 monoclonalantibody McAb 单克隆抗体 由一个克隆B细胞产生的 只作用于单一抗原表位的高度特异性抗体称为单克隆抗体 又称第二代人工抗体 120 优点 结构均一 特异性强 效价高 单克隆抗体是用杂交瘤技术制备的 原理 免疫小鼠的脾细胞 含大量浆细胞 与同系小鼠骨髓瘤细胞融合 形成具有亲本细胞共同特点的杂交瘤细胞 杂交瘤细胞既有脾细胞产生特异性抗体的功能 又有瘤细胞可长期在体外传代培养的特点 121 122 第5章补体系统5 1补体系统的组成5 1 1补体的发现及概念5 1 1 1 补体的发现补体 对抗体起补充作用的物质 5 1 1 2 补体的现代概念 补体 complement C 是存在于人或脊椎动物正常体液或细胞膜上的一组不耐热 具有酶活性 参与非特异免疫的球状糖蛋白 123 5 1 2 补体系统的组成5 1 2 1 固有成分 是指存在于血浆及体液中 构成补体基本组成的蛋白质 经典激活途径的固有成分 如C1 C2 C4 替代激活途径的固有成分 如B因子 D因子 P因子等 MBL途径 甘露聚糖结合凝集素激活途径 的固有成分 C2 C4 MBL 丝氨酸蛋白酶 MASP 补体活化的共同组分 C3 C5 C6 C7 C8 C9 124 5 1 2 2 补体调节蛋白 指存在于血浆中和细胞膜表面 通过调节补体激活途径中关健酶而控制补体活化强度和范围的蛋白质分子 根据其功能命名 如C1q抑制物 C4结合蛋白等 125 5 1 2 3 补体的受体分子 指存在于不同细胞膜表面 能与补体激活过程所形成的活性片段相结合 介导多种生物效应的受体分子 则以其结合对象来命名 如CR1 CR5 C3aR C2aR 126 5 1 3 命名1 按其发现的顺序 C1 C9 2 用英文字母 B因子 D因子 P因子 H因子 3 以功能 C1抑制物 4 补体裂解片段 C3C3a C3b 5 具有酶活性的成分在其符号上加一横线表示 如C1 C3bBb 6 补体受体 CR 127 5 1 4 补体成分的理化特性1 化学组成均为糖蛋白 多数为 球蛋白 少数几种为 或 球蛋白 2 补体各成分中以C3含量最高 D因子含量最低 128 3 补体系统各固有成分均分别由肝细胞 90 巨噬细胞 小肠上皮细胞及脾细胞等产生 4 某些补体成分性质极不稳定 许多理化因素等均可使补体失活 129 5 2 补体活化 补体系统的激活是在某些激活物质的作用下 各补体成分按一定顺序 以连锁的酶促反应方式依次活化 并表现出各种生物学活性的过程 故亦称为补体级联 complementcascade 反应 130 5 2 1 经典激活途径 传统途径 第一途径 1 主要激活物质特异性抗体 IgG或IgM 与抗原结合形成的免疫复合物2 参与的固有成分C1 C1q C1r C1s C2 C4 131 132 AgAb复合物 C1q C1q C1rC1rC1sC1s 活化 激活过程5 2 1 1 识别阶段 133 5 2 1 2 活化阶段形成具有酶活性的C3转化酶 C4b2a 和C5转化酶 C4b2a3b C2b C2a C2a C4b2a3b C2b C2a 134 C1sC4C4bC4aC1sC4b2a C3转化酶 C2C2aC2b C5转化酶 C3C4b2a3bC3a 135 5 2 1 3 攻膜阶段 形成攻膜复合物 MAC 上述途径产生C5转化酶 启动补体系统的终末成分 C5 C6 C7 C8 C9 的活化 并形成具有溶细胞效应的膜攻击复合物 membraneattackcomplex MAC 导致靶细胞的溶解 C4b2a3b C5 C6 C7 C8 12 15个 C9 C5b C5b6 C5b67 C5b6789 MAC C5a 136 137 5 2 2 替代途径 C3旁路激活 第二途径 该途径越过了C1 C4 C2 直接激活C3 5 2 2 1 主要激活物质细菌细胞壁成分即脂多糖 肽聚糖 磷壁酸 酵母多糖等 凝聚的IgA和IgG4 IgE等 5 2 2 2 参与的固有成分 B D P因子5 2 2 3 激活过程 138 脂多糖 139 5 2 3 凝集素途径 MBL途径 甘露聚糖结合凝集素mannose bindinglectin MBL 该激活途径与经典途径的激活过程相似 但不依赖抗体 抗原抗体复合物 免疫复合物 和C1的参加 1 主要激活物细菌等微生物2 参与的固有成分C4 C2 MBL MASP 丝氨酸蛋白酶 3 激活过程 140 2a 2a 激活 b a 141 七 C4b2a C4b2a3b 激活 细菌 病毒 真菌等 142 5 2 4 补体三条激活途径的特点 143 5 3 补体活化的调节 一 自身衰变的调节C3转化酶和C5转化酶均易衰变失活 游离的C4b C3b C5b也易失活 二 调节因子的作用1 经典途径的调节 C1抑制分子 C1INH 可与活化的C1r和C1s结合 使其失去酶解正常底物的能力 并能有效地解聚与IC结合的C1大分子 144 抑制经典途径C3转化酶形成 C4结合蛋白 C4bp 与补体受体1 CR1 I因子可裂解C4b 膜辅助蛋白 MCP 促进I因子介导的C4b裂解 衰变加速因子 DAF 可同C2竞争与C4b的结合 145 2 旁路途径的调节 抑制旁路途径C3转化酶的组装 抑制旁路途径C3转化酶形成 促进已形成的C3转化酶解离 对旁路途径的正性调节 146 3 MAC形成的调节同源限制因子 HRF 也称C8结合蛋白 可干扰C9与C8结合 膜反应性溶解抑制物 MIRL 即CD59 可阻碍C7 C8与C5b6复合物结合 从而抑制MAC形成 147 5 4 补体的生物学功能5 4 1 溶菌 溶细胞作用补体系统激活后 通过级联反应可在靶细胞表面形成许多MAC 导致靶细胞溶解 在感染早期 主要通过旁路途径和MBL途径 待特异性抗体产生后 主要靠经典途径来完成 148 5 4 2 调理作用C3b C4b可促进吞噬细胞的吞噬作用靶细胞C3b吞噬细胞 C3b受体 5 4 3 免疫粘附作用抗原抗体复合物C3b C4b红细胞 血小板等 形成较大的聚合物 易被吞噬细胞吞噬 149 5 4 4 免疫自稳作用1 清除免疫复合物补体的存在 可减少IC的产生 并能使已生成的IC溶解 发挥自身稳定作用 2 清除凋亡细胞多种补体成分可识别和结合凋亡细胞 促进吞噬 150 5 4 5 炎症介质作用1 激肽样作用 C2a 能增加血管通透性 引起炎症性充血 2 过敏毒素作用 C3a C4a C5a 以C5a的作用最强 1 使平滑肌收缩 2 使血管通透性增强 3 使嗜碱性粒细胞或肥大细胞脱颗粒 释放组织胺等活性物质 产生过敏效应 3 趋化作用 C3a C5a C567 151 5 4 6 病毒中和作用1 C3b使病毒形成大的凝聚物 降低病毒的感染性 2 抗体或补体结合到病毒表面 阻止病毒吸附和穿入 3 抗体或补体结合到病毒表面 通过免疫调理作用吞噬病毒 4 MAC可介导多数囊膜病毒溶解 152 第六章细胞因子 cytokines CK 6 1 细胞因子的概述细胞因子 一类主要由免疫细胞和相关细胞产生的高活性 多功能小分子蛋白质 免疫细胞是细胞因子的主要来源 功能 在免疫细胞分化发育 免疫调节 炎症反应 造血功能中发挥重要作用 细胞因子一般以可溶性蛋白形式存在于体液中 153 细胞因子研究历史 1957年 发现干扰素 IFN 1969年 提出淋巴因子 lymphokine 的概念 1974年 定名细胞因子 cytokine 近十余年 细胞因子发展迅猛 现已发现数百种细胞因子 154 6 1 1 细胞因子的分类及功能 依据功能 6 1 1 1 白介素 白细胞介素interleukins IL 最初是指由白细胞产生又在白细胞间起调节作用的细胞因子 现在的概念 能够介导白细胞间及其他细胞间相互作用的细胞因子 种类 IL 1 IL 35 155 白介素的功能 1 免疫调节 IL 1 单核吞噬细胞产生 刺激APC和T细胞活化 促进B细胞增殖和分泌抗体 IL 2 T细胞产生 1 活化T细胞 促进细胞因子产生 2 刺激NK细胞增殖 增强NK杀伤活性及产生细胞因子 诱导LAK细胞产生 3 促进B细胞增殖和分泌抗体 4 激活巨噬细胞 156 2 造血功能 157 3 参与炎症反应 158 6 1 1 2 干扰素 interferon IFN 1 概念病毒等干扰素诱生剂作用于细胞后产生的一种具有干扰病毒复制 抗肿瘤和参与免疫调节等功能的糖蛋白 159 2 种类 1 IFN 2 IFN 5 IFN 白细胞 成纤维细胞 T细胞 型 型 3 IFN 表皮角质细胞 4 IFN IFN 子宫基蜕膜 160 3 生物学功能 1 抑制病毒的复制 2 抗肿瘤 3 免疫调节 活化巨噬细胞 促进APC表达MHC 类分子 提高抗原递呈能力 增强NK细胞的杀伤活性 促进B细胞分化 增殖 161 IFN a的抗病毒作用 病毒 病毒复制 抑制病毒复制 信号转导 IFN a IFN 诱导蛋白 诱导刺激 胞核 胞核 162 163 6 1 1 3肿瘤坏死因子 tumornecrosisfactor TNF 1 概念因能使肿瘤组织发生出血性坏死 而得名 细胞来源单核巨噬细胞 主要 T细胞 NK细胞和肥大细胞 164 TNF a157aa 活化的T细胞 TNF b LTa171aa 活化的巨噬细胞 同源性28 相同的受体相同的生物学效应 165 2 肿瘤坏死因子 TNF 的功能 1 参与免疫应答调节 TNF促进靶细胞MHC 类抗原表达 增强T细胞增殖能力 促进IL 2和IFN 等细胞因子产生 增强外来抗原刺激B细胞的增殖和Ig分泌 2 抗肿瘤 3 介导炎症 促进中性粒细胞粘附到内皮细胞上 从而刺激机体局部炎症反应 166 167 6 1 1 4 集落刺激因子 colonystimulatingfactor CSF 1 概念是一类能刺激骨髓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细胞集落的细胞因子 称集落刺激因子 168 集落形成实验 半固体琼脂糖 0 3 培养系统 169 2 分类及功能 粒细胞 巨噬细胞集落刺激因子 GM CSF 刺激骨髓前体细胞向粒细胞和单核细胞分化 巨噬细胞集落刺激因子 M CSF 刺激骨髓前体细胞向巨噬细胞分化成熟 粒细胞集落刺激因子 G CSF 刺激骨髓前体细胞向粒细胞分化成熟 干细胞因子 stemcellfactor SCF 刺激多能造血干细胞发育 多重集落刺激因子 Multi CSF即IL 3 刺激骨髓前体细胞向多种细胞分化成熟红细胞生成素 EPO 促骨髓红细胞前体分化为成熟红细胞 血小板生成素 TPO 刺激骨髓巨核细胞分化成熟为血小板 170 171 172 6 1 1 5 转化生长因子 transforminggrowthfactorTGF 1 概念 是一类主要具有抑制细胞生长功能的细胞因子 来源 几乎所有细胞 包括活化的T细胞和单核巨噬细胞 均可分泌TGF 2 生物学功能 有强免疫抑制作用 下调免疫应答 1 抑制T细胞增殖和细胞因子产生 2 抑制B细胞增殖和T细胞依赖性多克隆抗体的产生 3 抑制NK细胞活化和IL 2的LAK细胞诱导作用 4 抑制M 活化 5 抑制多种细胞增殖 如内皮细胞 上皮细胞和平滑肌细胞 但促进成纤维细胞增殖 加速伤口愈合 6 某些肿瘤细胞分泌TGF 可逃避免疫应答 173 6 1 1 6 趋化性细胞因子 chemokine 1 概念 吸引白细胞向一定方向移行 也可刺激白细胞活化的小分子蛋白 主要功能 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 174 按照结构特征和功能分亚族 1 CC亚族 2 CXC亚族 3 C亚族 4 CX3C亚族 175 细胞因子的分类 白细胞介素interleukinsIL干扰素interferonIFN肿瘤坏死因子tumornecrosisfactorsTNF集落刺激因子colonystimulatingfactorCSF转化生长因子transforminggrowthfactorTGF趋化因子chemokineCHK 176 6 1 2 细胞因子的共性6 1 2 1 理化特性多为糖蛋白 分子量为10 25KU 属于分泌蛋白 多数为单体 177 178 6 1 2 2 分泌特性1 分泌的同源性与多源性 一种细胞可产生多种细胞因子 一种细胞因子可由多种细胞产生 2 分泌的短暂性和自限性3 旁分泌 自分泌和内分泌效应 179 IL 2IFN TNF 细胞因子的同源性与多源性 IFN T细胞 T细胞 NK细胞 180 自分泌autocrine 内分泌endocrine 细胞因子在离其合成部位较远的地方发挥作用 旁分泌paracrine 细胞因子作用于分泌细胞自身 细胞因子作用于比邻细胞 181 6 1 2 3 生物学作用特点1 通过与细胞因子受体结合发挥作用2 高效能作用 与靶细胞受体高亲和力结合3 生物学效应的复杂性 1 多向性 一种细胞因子可对多种类型的细胞发挥多效作用 2 多源性 同属细胞因子家族成员发挥相似作用 3 拮抗性 一种细胞因子抑制另外一种细胞因子的功能 4 协同性 一种细胞因子可强化另一种细胞因子的功能 5 双向性 适量调节生理作用 过量扰乱 损伤机体 182 WS XWS 183 IL 4 肥大细胞 Tc细胞 细胞因子的多向性 184 细胞因子的多源性 IL 2IL 4IL 5 185 186 细胞因子的协同性 IL 4IL 5 187 细胞因子调节网络 NK1 T IL 4 骨髓基质细胞 IL 1IL 6IL 7SCF 造血干细胞 IL 1IL 6IL 11TNF aGM CSFG CMFM CSF 单核细胞 中性粒细胞 嗜酸性粒细胞 IL 1IL 8TNF a IL 1TNF a IL 10IL 4 IL 4IL 6 IL 10IL 13IL 4TGF b IL 4IL 5IL 6IL 13IL 10TGF b IL 4 IL 4 内皮细胞 IL 4 IL 4 IL 2IFN g IL 10IL 13IL 4 NK细胞 IFN g IL 2 IL 2IFN g IL 2 IL 2IL 12 G CMFIFN gGM CSF IL 12 IL 1TNF aTGF bPDGFFGF M CSFGM CSF 内皮细胞 纤维母细胞 下丘脑 IL 1TNF a M CSFGM CSF IL 1IL 6TNF a IL 4 IL 6 IL 4 6 1 2 4 细胞因子的网络性 多CK互相平衡 188 6 3 1 细胞因子的主要生物学作用6 3 1 1 参与免疫应答和免疫调节识别阶段 IFN 诱导APC表达MHC 分子 促进抗原递呈 IL 10减少APC表达MHC 分子和B7等协同刺激分子 抑制抗原呈递及第二信息的传递 189 190 活化阶段 IL 2 IL 4 IL 5 IL 6 促进T B细胞活化 分化及增殖 TGF 抑制T B细胞分化 增殖 效应阶段 趋化因子 吸引免疫细胞 利于排除抗原 巨噬细胞活化因子 TNF IL 1 IFN GM CSF 活化吞噬细胞 增强吞噬能力 LT TNF TNF 发挥细胞毒作用 杀伤靶细胞 191 6 3 1 2 刺激造血功能 IL 3 可刺激多能造血干细胞和造血祖细胞增殖与分化 各种CSF 可促进粒细胞和巨噬细胞增殖与分化 红细胞生成素 EPO 可促进红细胞生成 血小板生成素 TPO 刺激骨髓巨核细胞分化成熟为血小板 192 细胞因子造血功能 193 6 3 1 3 细胞因子与神经 内分泌 免疫网络1 细胞因子对神经元和内分泌的影响 IL 1 IL 6 TNF 促进星形胶质细胞进行有丝分裂 成纤维细胞生长因子 bFGF 参与神经元分化 存活和再生 刺激神经胶质细胞的移行 IL 1 TNF IFN PAE 血小板活化因子 诱导下丘脑合成和释放促皮质素释放因子 促进释放皮质素 194 2 神经 内分泌系统对细胞因子的影响 应激时交感神经兴奋 使儿茶酚胺和糖皮质固醇分泌增多 进而抑制IL 1 TNF等合成 分泌 195 6 3 1 3 参与细胞凋亡1 细胞因子直接诱导细胞凋亡 TNF 诱导肿瘤细胞 树突状细胞等凋亡 IL 2 诱导抗原刺激后TC CD4 CD8 凋亡 2 细胞因子间接参与细胞凋亡 Fas抗原与Fas抗原配体或抗体结合介导细胞凋亡IL 2 TNF IFN 促进Fas表达 间接导致细胞凋亡 196 治疗方式 A 细胞因子补充疗法B 细胞因子阻断疗法 197 198 细胞因子临床应用存在下列问题 体内效果远不如在体外理想 细胞因子的半衰期过短 体内应用毒性反应相当严重 199 第7章白细胞分化抗原和粘附分子 200 免疫细胞表面有着各种各样的膜分子 不同的细胞常有不同的细胞膜分子 对同一类细胞而言 膜分子往往伴随着细胞的发育 分化和活化而出现或消失 白细胞分化抗原和粘附分子都属于细胞膜分子 201 TCR MHC分子 CD4 CD28 CD80 B7 细胞因子受体 细胞因子 活化信号2 活化信号2 活化信号1 CD40 CD40L 抗原 APC TC 202 T细胞的分化发育过程与膜表面分子的表达 203 第一节白细胞分化抗原 一 白细胞分化抗原的概念白细胞分化抗原是指白细胞 包括血小板 血管内皮细胞等 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 分布 白细胞 血小板 血管内皮细胞 红细胞 成纤维细胞 上皮细胞 神经内分泌细胞 204 CD分子 CD抗原 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白细胞分化抗原归为同一分化群 clusterofdifferentiation CD 称为CD分子或CD抗原 人的CD分子目前发现的有大约363种 205 CD分子结构 多属跨膜糖蛋白 分为膜外区 跨膜区及胞浆区三部分 CD分子功能 参与抗原摄取与递呈 IgFc受体 CD16 补体受体 CD1 参与T B细胞对抗原的识别和活化 206 CD的结构 207 二 重要的CD分子 一 T细胞表面的CD分子CD3 CD4和CD8 CD2 CD28和CD40 208 CD8 209 二 B细胞表面的CD分子CD79a CD79b CD19和CD21 CD81 CD40 210 CD79a CD79b 211 212 三 其它CD分子1 CD16是IgGFc段的低亲和力受体 主要结合IgG1 IgG3 2 CD56是NK的特异性标志 213 3 CD178即Fas CD95 配体 Fasligand FasL 主要分布于活化的T细胞表面 Fas结合Fas抗体或FasL细胞凋亡是免疫杀伤细胞的效应机理之一 与多种免疫现象有关 214 第二节黏附分子 adhesionmoleculesAM 是一类介导细胞间 细胞与胞外基质间相互接触和结合的膜表面糖蛋白 以配体 受体结合的形式发挥作用