免疫器官

1,第二章 免疫器官The organs of immune system指实现免疫功能的器官和组织,1 免疫器官的主要成员及其主要功能2 中枢免疫器官和外周免疫器官的区别3 主要的中枢免疫器官4 主要的外周免疫器官,2009.9.14,2,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、扁桃体、阑尾和粘膜相关淋巴组织等二、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、浆细胞、NK细胞等三、免疫分子 免疫球蛋白、抗原、补体、细胞因子等四、免疫基因,3,第一节 免疫器官的主要成员及其主要功能,中枢免疫器官 （Central lymphoid organ） 免疫细胞发生、分化和成熟的场所 胸腺、法氏囊（鸟类，骨髓的同功器官）、骨髓 外周免疫器官 （Peripheral lymphoid organ） 免疫应答的发生部位 脾脏、淋巴结、扁桃体、阑尾和粘膜相关淋巴组织,一、免疫器官的成员,4,5,二、免疫器官的主要功能：,产生淋巴细胞滤过淋巴液和血液参与免疫反应,6,第二节 中枢免疫器官和外周免疫器官的区别,比外周免疫器官发生早，是产生T、B淋巴细胞的场所 若造血干细胞到达胸腺，在胸腺发育成淋巴细胞，称T淋巴细胞；若造血干细胞到达鸟类的法氏囊或人类的骨髓发育，称B淋巴细胞。在正常情况下，中枢免疫器官不存在抗原和异物，因而不发生免疫反应，其发育不受抗原刺激和影响。中枢免疫器官把T、B淋巴细胞输送到外周免疫器官决定了外周免疫器官的发育, 左右了全身的免疫功能,中枢免疫器官,7,发育比中枢免疫器官晚，是免疫反应的场所。 正常情况下存在抗原，并受抗原刺激影响产生淋巴细胞，但必须有抗原物质的刺激。其发育受中枢免疫器官及受抗原刺激的影响。 若早期割掉中枢免疫器官，则外周免疫器官发育不好； 初生动物一组放在无菌场所，一组放在有菌场所，中枢免疫器官发育相同，外周免疫器官发育不一样，放在无菌场所的动物外周免疫器官发育不好，因无抗原刺激。 “不干不净，吃了没病”从免疫学角度来看，有一定道理。,外周免疫器官,8,第三节 中枢免疫器官 （Central lymphoid organ）,一、胸腺（Thymus）,1. 发生、发育： 胚胎期（第六周）第三、四对咽囊腹侧上皮发育来的，位置在胸腔前纵隔上方。 是所有免疫器官发育最早的器官。羊生下后就发育好了，人次之，再次小鼠。,9,10,胸腺和年龄关系密切，是免疫器官中变化最大的。 新生儿：20g 青春期：30-40g 老年：至10-20g 初生老鼠：2-4 mg 14天：40 mg 25天：80 mg 50天：120 mg 老年老鼠：25-30 mg 是胸腺退化引起人老，还是人老后胸腺退化？ 人的疾病、电力辐射都可引起胸腺萎缩；另外，情绪、长期饥饿也可使胸腺萎缩。,11,结构： 胸腺分为左右两叶，外包结缔组织被膜；被膜伸入胸腺实质内形成隔膜，将胸腺分成许多小叶；小叶的外周部分称为皮质，中央部分称为髓质；相邻的小叶髓质彼此相连,12, 皮质：皮质上皮细胞（星状网状细胞）、大量的发育不同阶段的淋巴细胞（胸腺细胞）、巨噬细胞外侧：淋巴母细胞，核大，质有嗜酸性，有大量的核糖核酸中层：稍小，越往里越成熟从外到里，淋巴细胞由大到小，由不成熟到成熟，是T细胞的分化成熟过程 髓质：少量的成熟的淋巴细胞、大量的髓质上皮细胞（星状网状细胞）、巨噬细胞、树突状细胞、胸腺小体 髓质上皮细胞中含胸腺素,13,14,血液胸腺屏障： 胸腺皮质的毛细血管，在内皮细胞外面有一层排列紧密的网状细胞，内皮细胞和网状细胞间有大量的巨噬细胞，这三层共同形成血液胸腺屏障。使血液循环中的细菌和抗原物质不能进入胸腺组织，以保证胸腺的功能。血液胸腺屏障是体内为数不多的几个生理屏障之一 。 胸腺髓质的毛细血管内皮细胞之间有间隙，抗原性物质可进入髓质，在髓质内还可见多层扁平上皮细胞呈同心圆状排列成的Hassall小体，或称胸腺小体。直径约2550m，其功能尚不清楚。 正常情况下，胸腺内无生发中心。如向胸腺内注射抗原物质，可引起生发中心的出现。,15,胸腺的功能是T淋巴细胞分化成熟的场所。是最重要的中枢淋巴器官 ，决定了免疫功能。分泌胸腺素：由胸腺上皮细胞产生，是一组低分子量具胸腺活性的多肽，如胸腺生成素、胸腺体液因子和抑素等。这些激素可以诱导活化未成熟胸腺细胞，促进T细胞的分化成熟；不同的激素作用于不同的细胞发育阶段，有选择地发挥免疫调节功能。胸腺激素的作用没有种属特异性，所以目前临床应用的胸腺素都是从动物胸腺中提取出来的。其他：胸腺还可促进肥大细胞发育，调节机体的免疫平衡，维持自身的免疫稳定性。新生动物摘除胸腺，可引起严重的细胞免疫缺陷和总体免疫功能降低。,16,4. T细胞的发育 （1）胸腺为T淋巴细胞分化提供微环境 - 影响胸腺内T细胞的分化、增殖和选择性发 育。 微环境构成： 胸腺上皮细胞、巨噬细胞、树突状细胞； 细胞外基质成分。,17,18,（2）T细胞在胸腺内的发育 T细胞的前体细胞是造血干细胞。在骨髓初步发育的淋巴细胞经由血液循环迁移至胸腺，定位于胸腺的皮质外层；这些形体较大的细胞为双阴性（CD4/CD8）细胞，约占胸腺细胞总数的10。外层细胞在胸腺微环境中迅速增殖，并推动细胞不断向内层迁移，个体形态逐渐变小；内层细胞为双阳性（CD4+/CD8+）细胞，约占胸腺细胞总数的75。双阳性细胞为过渡态细胞，其中90以上在皮质内凋亡或被巨噬细胞吞噬；据认为，死亡细胞可能是针对自身抗原进行应答的细胞。少数胸腺细胞继续发育并迁移至髓质，成为单阳性（CD4+或CD8+）细胞，约占胸腺细胞总数的15。只有这些单阳性细胞才是成熟的T细胞，通过髓质小静脉进入血循环。,19,发育过程： 胸腺细胞（来自骨髓的淋巴样干细胞） 被膜下区 皮质区 髓质的移行成熟过程。 细胞表面分子的变化 “双阴性”(CD4- CD8-）胸腺细胞 - 胸腺被膜下区和皮质边缘区； “双阳性”（CD4+ CD8+）胸腺细胞 - 主要存在于皮质深区； “单阳性”(CD4+或CD8+ )TCR T细胞 - 皮质和髓质交界处及髓质区。,20,发育部位 表面标志 细胞类型 被膜下区 CD4- CD8- “双阴性” 皮质区 CD4+ CD8+ “双阳性” 皮质、髓质 CD4+或CD8+ “单阳性” 交界处 髓质区 成熟T细胞,T细胞在胸腺内的发育,细胞主要表面 标志的变化,阳性选择阴性选择,21,TCR 基因状态阳性选择（）和阴性选择（）阳性选择从初级TCR池中筛选出可识别自身MHC分子的TCR阴性选择从这个临时的TCR池中清除那些与自身MHC有高亲和力的TCR,22,说明，在T细胞发育过程中，TCR的基因状态和细胞表面标志可以作为判定T细胞发育不同阶段的标志。,23,二、骨髓（Bone Marrow)（一）成分： A.造血干细胞（hematopietic stem cells）： 骨髓中的原始细胞，具有多种分化潜能，可 分化成为各种血细胞。 B.骨髓基质细胞（stromal cell）： 分泌多种细胞因子(如: IL-3、IL-4、IL-6、 IL-7、GM-CSF等)，促进造血干细胞的分化发育 (骨髓微环境)。,24,（二）功能： (1)是造血干细胞生成、分化发育的场所; (2)提供各种免疫细胞的前体细胞 (3)是B细胞分化成熟的场所 骨髓既是造血器官，又是免疫器官。骨髓是成年人和动物所有血细胞的唯一来源，各种免疫细胞也是从骨髓的多能干细胞发育而来。骨髓的主要功能是产生血细胞，后来又证明骨髓还是腔上囊同功器官。在骨髓异常时，累及的不单是体液免疫，其他免疫功能也发生障碍。,25,1.免疫细胞来源于骨髓 造血干细胞 （1）髓样前体细胞(myeloid progenitor) 粒细胞（多形核白细胞）、巨噬细胞、 树突状细胞、肥大细胞、红细胞、血小板; （2）淋巴样前体细胞(lymphoid progenitor) 淋巴细胞：T淋巴细胞（T细胞）、 B淋巴细胞（B细胞）、NK细胞。,26,27,28,29,2.B细胞在骨髓内的发育 发育过程:（从邻近骨内表面的骨髓膜下区 向骨髓腔中心移行并逐渐发育）。 淋巴样前体细胞 祖B细胞（pro-B ） 前B细胞(pre-B) 未成熟B细胞 成熟B 细胞(在外周免疫器官)。,30,三、法氏囊（Bursa of Fabricius）,31,腔上囊又称法氏囊（Bursa of Fabricius），是鸟类动物特有的淋巴器官，位于胃肠道末端泄殖腔的后上方。在个体发育过程中有特殊变化，一般在孵化数月后开始退化，最后被脂肪及平滑肌组织取代。 与胸腺不同，腔上囊训化B细胞成熟，主导机体的体液免疫功能。将孵出的雏鸡去掉腔上囊，会使血中球蛋白缺乏，且没有浆细胞，注射疫苗亦不能产生抗体。 人类和哺乳动物没有腔上囊，其功能由相似的组织器官代替，称为类囊器官；曾一度认为类囊器官是阑尾、扁桃体和肠集结淋巴结，现在已证明是骨髓。,32,第四节 外周免疫器官（Peripheral immune organ）,淋巴结（lymphnodes）脾脏（spleen）粘膜相关淋巴系统 （mucosa-associated lymphoid system）扁桃体（tonsil）,外周免疫器官在异物进入的周围，是最重要的免疫反应的场所，在异物和抗原刺激下可以产生淋巴细胞。,33,一、淋巴结 是全身分布最多、最广的淋巴器官，沿淋巴管分布全身，尤其分布在重要关口部位如腹股沟、腋下、颈部及腹腔等。,1. 结构和细胞组成,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（过滤淋巴液）,浅皮质：,深皮质：T细胞、巨噬细胞、并指状细胞 （胸腺依赖区）,淋巴滤泡：B细胞、树突状细胞、CD4T细胞 生发中心,（胸腺非依赖区）,被膜,（副皮质区）,生发中心：在抗原刺激下，若B淋巴细胞母细胞化，转变成淋巴母细胞，并进而增殖、分化成许多幼浆细胞，继续增殖发育成浆细胞，产生抗体。,34,淋 巴 结 的 基 本 结 构,淋巴结 淋巴结被膜外侧有数条输入淋巴管，门处有动、静脉神经和输出淋巴管。实质分为皮质和髓质。靠近被膜的浅层皮质区有生发中心（左）。右图显示生发中心的显微结构。,35,淋巴结 淋巴结内T细胞约占75%，B细胞占25%。,36,Lymph nodes are encapsulated structures that are strategically placed throughout the body to receive and filter antigens and cells from peripheral interstitial fluid and lymph. All lymph nodes eventually drain into the thoracic duct and back to the peripheral blood.,37,2. 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 毛细血管后高内皮小静脉（High endothelial venule, HEV） 淋巴结,外周组织,38,3. 淋巴细胞再循环,淋巴细胞经淋巴循环及血液循环，运行并再分布于全身各处淋巴器官及淋巴组织中。淋巴细胞在各淋巴组织和淋巴器官中的定位有一定特异分布性。取决于淋巴细胞表面黏附分子种类及高内皮细胞小静脉（HEV）表达的相应黏附分子受体。淋巴细胞再循环的作用: 使淋巴细胞能在体内各淋巴组织及器官处合理分布，能动员淋巴细胞至病原体入侵处，并将抗原活化的淋巴细胞引流入局部淋巴组织及器官，在此产生免疫应答效应。,39,淋巴细胞再循环 初始T、B淋巴细胞(未接触抗原，骨髓和胸腺) 血液循环经毛细血管 外周淋巴组织 淋巴管 血液。,40,41,二、 脾脏,1. 结构和细胞组成 被膜 脾实质： 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，有T细胞、B细胞、巨噬细胞, 是淋巴细胞和抗原物质进行交换的通道。,T细胞（胸腺依赖区）,B细胞、巨噬细胞和树突状细胞,42,脾脏 T：35%、B：55%、M：10