中山大学生科院免疫学期末考试复习资料、试题以及答案(2009).doc

2009 2009 题型：名词解释45分，简答5题25分，简述2题30分 1、 免疫系统的基本概念，包括免疫的不同人为分类及其范畴，如天然、适应性、细胞、体液免疫等 2、 适应性免疫系统的组成、主要特点、功能及其概念，如抗体BCRTCR、多样性、体细胞重排、MHC分子，抗原递呈、选择性克隆表达、适应性免疫反应的阶段划分等 3、 各类主要免疫细胞的概念、功能和区别，如T cell B cell NK cell 粒细胞、巨噬细胞等 4、 免疫系统的发育相关，如血细胞的发育分化、胸腺的作用、T-cell B-cell的正负选择，生发泡、脾脏 5、 免疫系统的一些辅助、调解组分，如白介素、干扰素、chemokine、调理素、集落刺激因子等的概念 6、 天然免疫的一些主要组分及其与适应性免疫的关系 7、 果蝇的免疫系统的一些基本概念，主要针对PPT上的内容 8、 免疫系统的演化，主要针对PPT上的内容 9、 常见的免疫应用、疾病和免疫疗法的举例和简单介绍，如HIV、疫苗、过敏、红斑狼疮等 10、 免疫学发展史，包括一些重要成就，人物等的举例和简单介绍 一、基本概念 1、 Innate immunity and Adaptive immunity Innate immunity Physical barriers are the first line of defense against infection. Physiological factors: pH temperature and oxygen tension limit Protein secretions: lysozyme溶解菌素 Phagocytic cells: Macrophages PMN Adaptive immunity：体液免疫 细胞免疫 The difference between innate immunity and adaptive immunity is that adaptive immune system carries memory and 免疫增强效应。 先天免疫与适应性免疫的区别 特征 细胞 分子 自然免疫 迅速反应，有若干特异性，无记忆 吞噬细胞（多型核白细胞PMN和巨噬细胞）、NK细胞、肥大细胞、树突状细胞 细胞因子、补体、急性期蛋白 适应性免疫 缓慢起动，高特异性，记忆 T细胞和B细胞 抗体、细胞因子 体液免疫：由B细胞介导抗体应答的免疫过程。 细胞免疫：由T细胞介导的细胞应答释放各种淋巴因子的免疫过程。 2、 Immune cells Lymphocytes: B lymphocytes T lymphocytes Natural killer cellsNK cells Mononuclear phagocytes单核吞噬细胞: macrophages巨噬细胞 Dendritic cells树突状细胞 Granulocytes粒细胞: neutrophils（中） eosinophils（酸） basophils（碱） Natural killer cellsNK cells：在无抗原刺激下能杀伤多种有核细胞的淋巴细胞，有大颗粒淋巴细胞之称。NK细胞附着于经过调理的靶细胞之上杀死一些肿瘤细胞，称为依赖抗体的细胞介导细胞毒作用（ADCC）。 Mononuclear phagocytes单核吞噬细胞: macrophages巨噬细胞：体内吞噬功能最强的细胞，活化后可以表达MHC2类分子和辅助刺激分子，有效提呈抗原从而刺激记忆性和活化的T细胞的增殖。 Dendritic cells树突状细胞：细胞呈树突状并在膜表面大量高度表达MHC2类分子，能够移行至淋巴器官刺激并初始T细胞活化增值，有相对特异的性表面标志的一类细胞，是体内功能最强的专职性抗原提呈细胞。 Granulocytes粒细胞 neutrophils（中）：能够表达免疫球蛋白和补体的受体，参与急性炎症反应 eosinophils（酸）：具有IgE的受体，参与消灭被IgE覆盖表面的寄生虫的，也参与过敏反应 basophils（碱）：与肥大细胞结合起作用，受抗原诱导后能够持续表达和积累有高亲和力的IgE受体和分泌能够引起的快速超敏反应的化学物质 3、 lymphoid tissue Central organs: the bone marrow thymus Peripheral organs: lymph nodes 外周血，spleen 4、 造血过程 二、Antibody异源二聚体糖蛋白heterodimers and glycoproteins 1、Basic structure of an Antibody Light chain / heavy chain V region: the antigen binding activity。有两种不同的轻链，每一种抗体只能选择一种。 C region: the complement fixing and Ig receptor binding activity。有五种不同的重链（，）分别决定抗体种类（IgM、IgD、IgG、IgE、IgA） 可变区，保守区在轻链重链中均有分布 2、Chemical and Enzymatic methods revealed basic antibody structure Papain木瓜蛋白酶 ：Fab and Fc Mercaptoethanol巯基乙醇 ：L chains and H chains Pepsin胃蛋白酶 ：Fab2 and Fc 3、CDRs V region（VL and VH） 由两部分组成：一部分是CDRs（complementarity determining regions） 另一部分为FRsframework regions。 Both L chains and H chains have CDRs 一些研究证明H chains上的CDRs的作用比L chains 大。 CDR 是抗原与抗体直接结合的部位，也叫互补决定区。同时，CDRs也是氨基酸在抗体内高度突变的地方。同时也与VDJ join相关的区域。（图中一个峰代表一个基因节段） 4、Antibody classes IgG IgA IgM IgD IgE 广泛存在 血清中 B cell 表面和血液 B cell 表面受体 血液中很少量 血清中，量非常低 亚类：IgG 14 两条重两条轻 亚类IgA1 、IgA2 五聚体 有J链 有分泌成分和J链 二聚体 血液中最丰富的一种，对雪英中的传染性介质有强免疫性，对新生婴儿提供被动体液免疫 浆细胞合成，粘膜表面第一道防线 免疫应答产生的第一个抗体，对去除微生物最有效 B cell上的抗原受体加工和呈递抗原，启动体液免疫应答的发展 保护避免蠕虫感染和变态反应。 与肥大细胞结合作用识别抗原，释放活性介质起作用 5、 （VDJ joining） 有三组不连接的编码免疫球蛋白基因一组编码链，一组编码链，另一组编码重链，每一组都在不同的染色体上。在成熟的B细胞中，编码一个特异抗体重链V区DNA由连续的、不间断的核苷酸序列组成。相反，在胚系细胞中，此v区是由非编码的DNA区间隔开的。 编码重链的区域分为：V、D、J节段。 编码轻链的区域分为：V、J节段。 基因重排发生在B细胞成熟的过程中。单个B细胞随机选择一个V，一个D和一个J（重链）以及一个V，一个J（轻链）用于重排。编码V区的一个基因节段被移到紧邻编码V区其他部分的基因节段初，随着其间非编码DNA的剪切，产生一个编码完整的V区的基因节段。 轻链重排： 重链重排：（包括差别剪接的图示） 等位基因排斥：成功重排Ig DNA节段后，该B细胞表达其重链和轻链的一个特殊V区，并排斥其他重链和轻链V区的重排。这一过程称为等位基因排斥。因此，经过等位基因排斥后，每个B细胞制造其均含有由同样VJ区序列的编码的V区的轻链和其均含有相同VDJ序列编码的V区的重链。每个B细胞将因此在其表面表达全部同样特异性的抗体。此细胞及其子细胞均表达相同的抗体。 差别剪接和类别转换 不同的Ig type 具有同样的V区，而C区不同。这就是差别剪接的结果。（如上图示） 抗体多样性产生的原因： 不依赖抗原的事件 （1） 在DNA水平上，有多胚系的V、D与J；V与J基因。 （2） 在DNA水平上，V、D与J节段；V与J节段随机组合。 （3） 在DNA水平上，V、D与J节段不精确的连接。 （4） 蛋白质水平上，不同B细胞中轻链和重链V区不同组合的随机选择与配对。（差别剪接） 依赖抗原的事件 在DNA水平上，V区中体细胞突变，可以造成更高亲和力抗体结合部位。 三、TCR 与抗体相似，也是通过VDJ joining 形成多样性，无Ig type swith。 TCR 、和链的基因由三个不连续的基因群编码，而链的基因位于链内。每个基因由编码V、D、J基因片段（和）或V和J基因片段（和）的多个基因片段以及恒定区的基因组成。胚系中V和J片段（）和V、D、J（）被非编码的DNA分开，T细胞分化期间，这些V、D、J节段重排形成完整的V基因。与免疫球蛋白重排一样，T细胞VC基因产物的表达排斥进一步的重排（等位基因的排斥），这样T细胞形成表达单一VC链的组合和单V一C链的组合，一起构成抗原结合部位并且决定T细胞特异性。 功能：TCR与CD3形成T细胞受体复合物，另外与CD4/CD8一起识别MHC（2/1）呈递的抗原多肽。 四、T cell selected 阳性选择（positively selected）：表达能与自身MHC较弱结合的TCR的T细胞被赦免死亡。 阴性选择（negatively selected）：表达与自身MHC牢固结合的TCR的T细胞被诱导死亡。 五、MHC major histocompatibility complex 概念：最初是产生移植排斥中的作用的分子，后发展成为向T细胞呈递外源抗原的一类分子。 基因定位：MHC基因位于人类第6号染色体，编码抗原呈递关键分子的是人白细胞抗原（HLA）。 多样性的决定： MHC两类分子高度多态现象是由于物种间存在MHC许多替代形式或等位基因。这些不同的等位基因由于在不同的人的种群中，决定簇的分布是可以改变的，所以不是完全随机遗传。而且这些等位基因在种群中是遗传的。因而MHC多样性是种群多样性而不是个体多样性。 Class I：HLA-A HLA-B HLA-C 这些基因仅编码重链MHC多态性，轻链2微球蛋白（15号染色体编码）不表现多态性，因而这类MHC的肽结合槽区域仅由重链构成。并且这类MHC广泛分布于各类细胞表面。 Class II：HLA-D人类 这些基因编码B细胞，巨噬细胞，树突状细胞的MHC。HLA-D可在分成几套不同编码HLA-DP、 HLA-DR、 HLA-DQ等II类分子的基因。II类MHC分子由、两条链构成，两条链均参与抗原结合槽的形成。 意义：在自然选择压力下产生，维护群体的多样性。虽然对一个个体来说MHC是Limit多样性，但是同时它能识别广谱的抗原。 两类MHC抗原提呈过程： 内源性抗原主要指细胞内产生的非己蛋白质抗原，如细胞病毒感染后出现的病毒蛋白，基因突变后产生的肿瘤抗原。上述抗原产生于胞浆中，它们经蛋白酶体作用后，可迅速酶解成小分子肽段，这些小分子肽段在胞浆内热休克蛋白介导下，被内质网上的抗原加工相关转运体（TAP）转运内质腔，在内质网内抗原肽与MHC-类分子结合形成抗原肽-MHC-类分子复合物，后者经高尔基体转运至细胞表面，供CD8T细胞识别。 1.外源性抗原通常是指经胞吞作用被抗原提呈细胞摄取的抗原，此类抗原在内体在内体溶酶体、MHC2类器室/早期内体等内吞系统中被蛋白酶水解为小分子肽段（抗原肽） 2.内质网中新合成MHC-类分子与恒定链结合形成九聚体，在恒定链Ii胞浆端信号肽引导下，九聚体经高尔基体进入上述内吞系统 3.在内吞系统酸性环境及蛋白酶作用下，部分恒定链（Ii）降解，但类相关恒定短肽链（CLIP）仍结合在MHC-类分子肽结合槽内；在HLA-DM分子协助下，将CLIP降解，是抗原肽与MHC-类分子结合形成抗原肽-MHC-类分子复合物；后者转运至细胞表面，供CD4T细胞识别。 APC（antigen presenting cell）：抗原提呈细胞，是指能够摄取、加工处理抗原，并将获得的抗原肽提呈给抗原特异性淋巴细胞的一种免疫细胞。如macrophages巨噬细胞、 Dendritic cells树突状细胞、B cell。抗原呈递细胞（细胞膜表面含有MHC的细胞）。 六、补体系统（The complement system） The complement system is a complex system of serum proteins which interact in a cascade many of the early components are serine proteases which activate each other sequentially. classical pathway经典途径 alternative pathway（旁路途径） 补体系统的功能主要是： （1）促炎症反应：由肥大细胞的直接活化引发（急性）炎症。 （2）趋化作用：吸引中性粒细胞到微生物攻击的部位。 （3）调理作用：增强微生物对吞噬细胞的附着。 （4）溶解作用：活化的膜攻击复合体（MAC）杀伤微生物。 七、细胞因子 细胞因子是在细胞间发送信号，诱导生长，分化，趋化作用，活化作用，增强细胞毒性或调节免疫的小分子物质。 免疫学G2细胞因子家族P87-92 八、自身免疫性（Autoimmunity） 自身免疫是一种对自身抗原产生的获得性免疫应答，当自身免疫应答导致组织损伤时，就发生自身免疫性疾病。 免疫知识的应用： 无能：HIV 过度：过敏反应 自身免疫性疾病举例： 1.风湿性心脏病 由于心肌和链球菌A共一个表位，以往无反应的抗自身B细胞通过接受来自微生物特异的T细胞的协同刺激信号成为反应性的，从而攻击自身细胞（适应性免疫应答不断监控微生物感染并相应地应答。针对一种在微生物和宿主组织中完全相同的几乎完全相同的表位可产生应答，通过与被激活已清除病原体相同的效应机制，引起对宿主组织的侵蚀。） 2.重症肌无力 II型超敏反应，自身免疫耐受被破坏，产生对乙酰胆碱受体的抗体引起受体丢失，导致肌肉收缩不发生或减少（肌肉收缩的正常刺激：神经冲动引发神经末梢释放乙酰胆碱Ach，然后Ach与肌细胞上的Ach受体结合，引发收缩，当受体被抗体结合，就导致当神经冲动发生时，只有很少ach与受体结合） 3.枯草热 I型超敏反应（变态反应），由IgE介导，正常时IgE在循环中只有非常少的量，并可能逐渐形成保护人体免受蠕虫侵害机制。正常是无害的抗原和微生物抗原可以发生变态反应，可能是由于个体遗传、环境污染、Th1细胞应答的调节有缺陷 4.系统性红斑狼疮 IV型超敏反应，一般在与抗原接触后24小时出现，由于接触一些小分子或者慢性分支杆菌感染，导致抗原持续存在导致慢性刺激cd4t细胞和不断产生细胞因子，产生超敏反应 5.新生儿溶血病 II型超敏，RhD抗原阴性的怀孕母亲能对由父亲遗传来的RhD抗原应答。它可以通过以前输过带有阳性RhD红细胞的血或者分娩时当胎儿的阳性RhD红细胞进入母体循环时，母体从而产生RhD特异性抗体。在随后的妊娠期间少的胎儿红细胞刺激记忆应答，结果抗RhD的抗原的IgG抗体经由胎盘破坏胎儿红细胞，造成溶血 九、免疫学发展历史 在世界历史上，我国采用人痘接种最先创立了预防天花的方法。1796年英国医生Edward Jenner则进一步创造了用接种牛痘预防天花的方法。免疫学就是从那时起诞生的。经过150年的发展，渐渐形成了一门新的学科，到本世纪5060年代时，开始进入飞跃发展时期，取得了一系列意义深远的重大成果，有力地推动了整个生物医学的发展。所以说免疫学是一门既古老又年轻的学科。而免疫学现在仍处在飞跃发展的时期，已被公认为21世纪生物医学领域中起支撑和领头作用的前沿学科之一。 1 1. 先天免疫和后天免疫的概念、各自的组成、两者的区别。 先天免疫：若干细胞类型和防御分子存在于侵入部位或迁移到该部位，构成“第一道防线”，此防线出生时就存在整个个体生命中，改变很小它由吞噬细胞，自然杀伤细胞，肥大细胞，树突状细胞以及一些细胞因子，补体，急性期蛋白组成。 后天免疫：即获得性免疫，它需要较长时间才得以发展，对抗原包括那些微生物有关的抗原都是高度特异的，并且能记住以前曾遇到过的微生物。 它由T细胞和B细胞，抗体，细胞因子等组成。 两者的区别：关键区别是后天系统显示出更多的特异性和记得以前曾侵入机体的特殊的微生物，两者相比较，先天免疫速度更快，但特异性不高，无记忆性。 2. 免疫系统中包括的大多数细胞类型是由共同的造血干细胞（HSC）产生的，通过分化成所有不同谱系的，功能成熟的血细胞。从HSC分化的细胞谱系由HSC的微环境决定，并且需要与基质细胞接触以及与特定的细胞因子相互作用。这些相互作用负责接通编码不同细胞类型的功能所需分子的特异基因。 基质细胞包括上皮细胞和巨噬细胞，是干细胞分化成特定谱系得细胞所必需的，并且涉及基质细胞与干细胞的直接接触。在种种基质细胞（包括巨噬细胞，内皮细胞，上皮细胞，成纤维细胞和脂肪细胞）每种都产生发育成不同细胞类型的分离的转化灶。因而不同的转化灶含有发育中的粒细胞、单核细胞或B细胞。细胞因子在其过程中必不可少，黏附分子也肯能起重要?饔谩?不同细胞因子对HSC的更新和他们分化成功能上不同的成熟的血细胞类型有着重要的重要的。HSC的更新过程依赖于SCF、IL-1和IL-3，不同的血细胞有不同的刺激因子（粒细胞与单核细胞产生的细胞集落刺激因子M-CSF，粒细胞集落刺激因子G-CSF等）。图P51。 3. 免疫器官的分类和各自的功能：一级，二级。 Lymphoid tissue is conveniently divided into the central or primary and peripheral or secondary organs. Central organs include the bone marrow and thymus. Lymphocytes monocytes and granulocytes derive from precursor stem cells in the bone marrow. B lymphocytes migrate directly from marrow to the peripheral lymphoid tissue whereas T lymphocytes undergo further maturation in the thymus. The bone marrow and thymus are involved in generating precursor lymphocytes rather than immune responses. 一级淋巴器官是胸腺和骨髓。T细胞和B细胞在迁移到二级淋巴器官如脾，淋巴结和粘膜相关的淋巴组织之前，都必须在这些组织中成熟。 The lymph nodes and spleen are designed to optimise interaction between APC and T and B lymphocytes. Lymph nodes spleen and MALT 粘膜相关的淋巴组织is called secondary organs. 各自功能： 骨髓marrow是血细胞生成的主要部位。所有造血细胞都起源于多功能干细胞，多功能干细胞不仅产生淋巴组织中见到的全部细胞，而且也产生血液中见到的全部细胞。T细胞在骨髓产生，并转移到胸腺成熟，B细胞群全部产生于骨髓，B细胞在骨髓中成熟。 胸腺thymus是淋巴细胞丰富，有两叶被囊的器官，位于胸骨后心脏上前方。它对T细胞的成熟以及细胞介导的免疫的发展必不可少。在迁入的T细胞前体分化以及和他们其迁入到二级淋巴组织之前的“训育”（阳性和阴性选择）起到重要作用。Thymus能够与内分泌系统相互作用，维持多种激素的正常分泌。 脾spleen一个大型，有被囊，有海绵组织内部的豆型器官，位于膈膜下身体左侧。脾的免疫学功能是通过截留血液中的微生物，并与之产生免疫应答反应来过滤血液。它也除去损伤的红细胞和免疫复合物。脾被切除的个体对有荚膜的细菌感染有更大的易感性，并处于增加严重疟疾感染的危险。皮还起着红细胞储蓄器的作用。 淋巴结lymph nodes时沿着淋巴系统得不同点上见到的小的实体结构，大小介于210mm之间，有一个包着的被膜。淋巴结的主要作用是过滤淋巴和产生对它们截留的任何微生物的免疫应答。 2 1. 5 In mice and humans the different types of antibody are known as IgM IgG IgA IgD and IgE. The respective heavy chain alone is described by greek letters mugammaalphadelta amp epsilon. Antibodies of each isotype have different properties in terms of complement fixation and binding to immunoglobulin Ig receptors. There are two light chain isotypes kappa and lambda one B cell will only ever express one light chain isotype see below. IgG:150kDa，血液中最丰富的免疫球蛋白，对血液带有的大多数传人性介质具有较强的免疫性，并且是唯一一种通过胎盘对发育中的胎儿提供被动体液免疫的抗体。IgG有两条重链和两条轻链或两条轻链。此外有4种不同的IgG亚类（IgG1，IgG2，IgG3，IgG4），各亚类的重链顺序上略有不同，功能活性上有相应差异。 IgA：170kDa存在于血清中，四条多肽链（两轻两重）的蛋白质，它是在外分泌物如初乳，乳汁和唾液中存在的主要的免疫球蛋白，分泌物中以420kDa的双体存在。IgA重链为链，分泌性IgA还含有两个其他的多肽链，分泌成分（S