免疫学PPT课件1.ppt

免疫学Immunology,医学现象,疫苗：对病原微生物再感染的抵抗力-免疫动物的血型-输血反应器官移植排斥反应过敏反应：花粉、鱼虾、花生、青霉素自身免疫病：甲状腺功能亢进、1型糖尿病、系统性红斑狼疮肿瘤免疫,免疫的概念,传统的免疫：机体对病原微生物再感染的抵抗力；现代的免疫：机体免疫系统能够识别“自己(self)”和“非己(nonself)”，并发生特异性的免疫应答排除抗原性异物；或被诱导而处于对这种抗原物质呈不活化状态（免疫耐受），借此维持机体内环境的稳定。免疫学：研究免疫系统组织结构和生理功能的科学。,免疫的基本功能,免疫学研究内容,抗原免疫系统免疫器官和免疫细胞免疫分子免疫球蛋白补体系统细胞因子免疫细胞膜分子免疫应答超敏反应免疫学实际应用,抗原（antigen，Ag）,抗原能刺激机体免疫系统发生免疫应答，并能与其产生的抗体和（或）致敏淋巴细胞在体内外发生特异性结合的物质。,抗原的基本特性免疫原性（immunogenicity）：刺激机体产生适应性免疫应答产物的能力。免疫反应性(immunoreactivity)：可在体内外与免疫应答产物发生特异性结合的能力。,完全抗原或免疫原（immunogen）：具有免疫原性和免疫反应性的抗原。不完全抗原或半抗原（hapten）：单独不能刺激机体免疫系统，只在特殊情况下具有抗原性的物质。即只有免疫反应性而无免疫原性的抗原。,抗原的免疫原性抗原的特异性与交叉反应抗原的种类和医学上重要的抗原非特异性免疫刺激剂,一、异物性指与自身成分相异或未与宿主胚胎期免疫细胞接触过的物质。异种物质：不同物种之间同种异型（体）物质：血型抗原，组织相容性抗原自身物质：胚胎期与淋巴细胞隔绝的自身组织抗原；自身物质结构改变,决定抗原免疫原性的条件,二、理化性质,（一）分子量大小一般MW10.0kD，分子大小不是抗原物质免疫原性的决定因素，但一般说来，分子量愈大，免疫原性也愈强。,（二）化学组成蛋白质强抗原，特别是富含芳香族AA、酪氨酸的大分子蛋白质。多糖弱抗原，eg.荚膜多糖、LPS。核酸、脂类抗原性差，与蛋白质结合时免疫原性增强。,（三）分子结构和易接近性,三、宿主因素,机体反应性（遗传背景、年龄、生理状况等）抗原进入机体的途径、剂量、次数、间隔时间、有无佐剂等皮下静脉口服,抗原的免疫原性抗原的特异性与交叉反应抗原的分类和医学上重要的抗原非特异性免疫刺激剂,抗原的特异性与交叉反应,变性的BSA+抗BSA抗体：不发生结合反应,决定抗原特异性的物质基础抗原决定簇（antigenicdeterminant）或表位（epitope）,概念：抗原物质上能够诱导机体产生应答并与应答产物特异反应的化学基团，一般由515个氨基酸、单糖或核苷酸组成。抗原所携抗原决定簇的数目称为抗原结合价，一般抗原是多价的。,抗原决定簇的化学组成、空间排列、立体构型均可影响抗原的特异性。,意义：抗原决定簇的多样性、复杂性决定了抗原分子所激发的免疫应答的多样性、复杂性，决定了抗原分子刺激机体产生抗体的多样性和复杂性。,天然抗原：抗原多种T细胞表位和多种B细胞表位的复合体,抗原决定簇的类型线性表位和构象性表位,T细胞表位与B细胞表位主要特点,二、共同抗原和交叉反应,共同抗原和交叉抗原的存在，作血清学诊断时应予注意，以免误诊。,带有共同抗原决定簇的不同抗原称为共同抗原(commonantigen),也称交叉抗原（crossantigen）。抗体或致敏淋巴细胞与具有相同或相似表位的不同抗原发生反应，称为交叉反应(crossreaction)。,抗原的免疫原性抗原的特异性与交叉反应抗原的种类和医学上重要的抗原非特异性免疫刺激剂,胸腺依赖抗原（thymusdependentantigen,TD-Ag）,胸腺非依赖抗原（thymusindependentantigen,TI-Ag）,在T细胞协助下才能刺激B细胞产生抗体,可产生各类抗体，可引起细胞免疫，并有免疫记忆。绝大多数蛋白质抗原属TD-Ag。,刺激机体产生抗体无需T细胞协助，产生IgM类抗体，不引起细胞免疫，也无免疫记忆。eg.细菌脂多糖、荚膜多糖、鞭毛等。,抗原种类,医学上重要的抗原,异种抗原（xenogenicantigen）微生物来源抗原细菌的外毒素和类毒素免疫血清植物蛋白异嗜性抗原(heterophilicantigen),同种异型抗原(allogenicantigen)自身抗原(autoantigen)肿瘤抗原其他抗原,一）微生物来源抗原,细菌：菌体、鞭毛、菌毛、荚膜、细菌毒素（产生抗毒素）病毒：包膜、衣壳、刺突疫苗一种流行的卫生学假说是，对环境微生物等刺激原接触的减少，会增加儿童患自身免疫性疾病的风险（比如哮喘、1型糖尿病）。环境微生物在健全机体免疫系统中的重要性证实了以上假说。,细菌的外毒素和类毒素0.3%-0.4%formaldehydevaccinateanimalExotoxintoxoidantitoxin抗毒素：细菌毒素（通常指外毒素)的对应抗体或含有这种抗体的免疫血清。它能中和相对应的外毒素的毒性作用。通常可治疗由细菌外毒素所致疾病。免疫血清二重性：（1）中和细菌外毒素（2）刺激机体产生抗动物血清的抗体植物蛋白花粉、花生、坚果等植物蛋白易引起机体过敏。,异嗜性抗原(heterophilicantigen),与种属无关，存在于人、动物和微生物间，彼此间抗原性接近，任一抗原所诱发的抗体能与其它类抗原发生交叉反应。Forssman实验：以豚鼠组织免疫家兔，所得的血清在补体参与下，能溶解绵羊红细胞，表明豚鼠组织中含有与绵羊红细胞相同的抗原成分，称为Forssman抗原。溶血性链球菌表面多糖抗原，与人肾小球基底膜及心肌组织具有共同抗原，链球菌感染刺激机体产生的抗体，可与心、肾组织发生交叉反应，导致肾小球肾炎或心肌炎。大肠杆菌O14型脂多糖与人结肠黏膜有共同抗原，会导致溃疡性结肠炎。,二）同种异型抗原(allogenicantigen),人类红细胞的血型抗原（ABO/Rh型）人类白细胞抗原（humanleukocyteantigen,HLA）,三）自身抗原Autoantigen,修饰的自身抗原各种理化和生物学因素(感染、药物、物理损伤)使体内某些成分结构发生改变成为自身抗原如甲基多巴与红细胞相结合，导致溶血性贫血。隐蔽的自身抗原释放体内有些物质从胚胎发生时即处于隐蔽状态，未曾与免疫细胞接触如晶状体、甲状腺球蛋白、精子。免疫系统功能异常导致禁忌细胞的激活。,四）肿瘤抗原,肿瘤抗原是细胞在癌变过程中出现的新抗原及过度表达的抗原物质。分为肿瘤特异性抗原（tumorspecificantigen，TSA）和肿瘤相关抗原（tumorassociatedantigen，TAA）两类。TSA是肿瘤细胞特有的，用单抗技术可在黑色素瘤、结肠癌、乳腺癌等细胞表面测到相应TSA。TAA是非肿瘤细胞特有的，在正常细胞也存在，但在细胞癌变时其含量明显增加。例：鼻咽癌EBV抗原；肝癌甲胎蛋白（AFP）；结肠癌癌胚抗原（CEA）,五）其他抗原,超抗原：能在极低浓度（110ng/ml）下即可非特异地刺激多数T细胞克隆活化增殖，产生极强免疫应答的物质。如细菌外毒素（金黄色葡萄球菌肠毒素等）。,Monoclonal/Oligoclonalresponse1:104-1:106,有丝分裂原（mitogen）：淋巴细胞多克隆激活剂。如：刀豆蛋白-A（Con-A）、植物血凝素(PHA)、脂多糖（LPS）、还有葡萄球菌蛋白A（SPA）、美洲商陆（PWM）等。,抗原的免疫原性抗原的特异性与交叉反应抗原的分类和医学上重要的抗原非特异性免疫刺激剂,非特异性免疫刺激剂,佐剂（adjuvant）：凡能增强机体对抗原的免疫应答或改变免疫应答类型的物质。种类：（1）弗氏不完全佐剂：液体石蜡+羊毛脂。弗氏完全佐剂（freundsadjuvant）：不完全佐剂+结核分枝杆菌（死卡介苗）（2）其他：氢氧化铝；明矾；微生物；LPS；PolyI:C；细胞因子；热休克蛋白等佐剂的作用机制：延缓抗原在体内存留时间，增强免疫细胞提呈能力，增强扩大免疫应答的效应。,免疫学研究内容,抗原免疫系统免疫器官和免疫细胞免疫球蛋白补体系统细胞因子免疫细胞膜分子主要组织相容性抗原免疫应答超敏反应免疫学实际应用,一、MHC的发现二十世纪40年代，Medawar等用纯系小鼠进行皮肤移植试验发现：,主要组织相容性复合体(majorhistocompatibilitycomplex，MHC),组织相容性抗原（histocompatibilityantigen）：分布于机体各组织的有核细胞表面的同种异型抗原,与移植排斥反应密切相关。主要组织相容性抗原(majorhistocompatibilityantigen)：能引起迅速而强烈的排斥反应的组织相容性抗原。主要组织相容性复合体（majorhistocompatibilitycomplex，MHC）：脊椎动物某条染色体上的一组紧密连锁的高度多态性的基因群，编码主要组织相容性抗原。人：6号染色体，HLA复合体，编码人白细胞抗原系统（humanleucocyteantigen,HLA）；小鼠：17号染色体，H-2复合体。,MHC及其相关名词,人和各种动物的主要组织相容性复合体,人猩猩恒河猴狗猪兔豚鼠小鼠大鼠鸡HLAChLARhLADLASLARLAGpLAH-2AgBH-1B,二、HLA复合体1、HLA复合体的组成与定位,（一）经典MHC基因经典MHCI类相关基因HLA-A、B、C经典MHCII类相关基因HLA-DP、DQ、DR（二）免疫功能相关基因编码补体成分的基因C2、C4A、C4B、Bf（III类区），抗原加工递呈相关基因LMP、TAP、HLA-DM、HLA-DO（II类区），非经典I类基因HLA-E、F、G（I类区），炎症相关基因TNF、HSP70（III类区）,2、HLA复合体的遗传特征,1）单倍型遗传在遗传过程，HLA单倍型以完整的遗传单位由亲代传给子代。HLA单倍型：连锁在一条染色体上的HLA基因组合。,2、HLA复合体的遗传特征,2）高度多态性基因的多态性指在随机婚配的群体中，同一基因座位可能存在两个以上等位基因的现象，可编码两种以上的基因产物，是一个群体概念。复等位基因/共显性表达3）连锁不平衡,三、HLA抗原及其功能,（一）分布：HLA-I分子分布于所有有核细胞表面，以淋巴细胞含量最多；HLA-II分子分布在B细胞、巨噬细胞等抗原提呈细胞、活化的T细胞、胸腺上皮细胞等。,（二）HLA抗原的分子结构,HLA-I分子和HLA-II分子及其编码基因,HLA-I分子,HLA-II分子,HLA-类分子链/重链，链/轻链两条肽链非共价结合:分4个区:肽结合区：1、2为内源性抗原肽结合部位；Ig样区：3为T细胞CD8结合部位，2m与3相连，有助于类分子的表达和稳定性；跨膜区：将类分子锚定在细胞膜上胞浆区：参与细胞内外信息传递。HLA-类分子、两条肽链非共价连接，分4个区:肽结合区：1、1为外源性抗原肽结合区；Ig样区：ThCD4分子与2结合跨膜区：锚定在细胞膜上胞浆区：细胞内外信息传递,（三）HLA分子的生物学功能1、参与加工和递呈抗原,（三）HLA分子的生物学功能2、MHC限制性：T细胞不能识别天然的抗原分子，只能识别经过加工处理并与MHC分子相结合的抗原肽-MHC复合物。CTL与靶细胞、APC与Th、Th与B、T与T之间,（三）HLA分子的生物学功能,3、参与对机体免疫应答的调控对特定抗原的提呈能力、机体的应答强度、免疫负调节作用等。4、参与T细胞的分化成熟,1、HLA与疾病的关联,四、HLA与医学,四、HLA与医学,2、HLA与器官移植*骨髓库、造血干细胞库等3、HLA与法医