医学免疫学Introduction

Medical Immunology 医学免疫学,Reference books,Reviews,Trends in Immunology/science?Annual Review of Immunology /loi/immunolNature Review ImmunologyImmunological Reviews /links/toc/imrCurrent Opinion in Immunology/science?,医学免疫学简介免疫学发展简史21世纪免疫学发展趋势,第一章 免疫学概论,Chapter 1 Introduction of the Immunology,医学免疫学,（Medical Immunology）,研究人体免疫系统的结构和功能免疫应答的规律免疫功能异常与疾病,为诊断、预防和治疗免疫相关疾病奠定基础,*免疫学的地位：当今生命科学的前沿学科和现代医学的支撑学科之一,Immune system 免疫系统,Derives from the latin immunitas, meaning freedom from public service (i.e., the military draft).,概念,对某种病原体的再次感染具有抵抗力,Immune response 免疫应答,Immunity 免疫,免疫器官、免疫细胞、免疫分子,指免疫系统识别和清除抗原的整个过程,immune defense,immune homeostasis,immune surveillance,Resisting invasion of pathogens neutralizing toxins,Hypersensitivity reaction immunodeficiency diseases,immune tolerance to self-components,Autoimmune diseases,Killing transformed cells controlling persistent infection,Tumor or persistent viral infection,Immune function,Normal Manifestations,Abnormal Manifestations,免疫系统的基本组成,免疫器官（organs）,Basic Components of the Immune System,免疫分子（molecules）,中枢（胸腺、骨髓 ）外周（淋巴结、脾、黏膜免疫系统）,免疫细胞（cells）,固有免疫的组成细胞适应性免疫应答细胞（T、 B）,TCR BCR Ig CD分子 MHC分子 细胞因子 补体等,Immune organs,Immune cells,central,thymus,Bone marrow,Bursa of fabricius,peripheral,Lymph nodes,spleen,Mucosal and skin associated lymphoid tissue,Stem cells,lymphocytes,Mononuclear phagocytes,Dendritic cell,Granulocytes, mast cells erythrocytes, platelets,Membrane,Immune molecule,secretory,complement,cytokine,Immunoglobolin,干细胞,巨核细胞,巨噬细胞,自然杀伤细胞,抗原体呈细胞,浆细胞,T细胞,红细胞,单核细胞,B细胞,肥大细胞,成熟树突细胞,血小板细胞,并指状树突细胞,嗜碱性粒细胞,中性粒细胞,嗜酸性粒细胞,platelet,The cells of the immune system,Adaptive,免疫应答的种类和特点,固有免疫 Innate immunityNatural or native immunity Non-specific immunity Congenital immunity 适应性免疫 Adaptive immunity Acquired immunity Specific immunity,HOST DEFENSE= Innate + adaptive immunity,固有免疫细胞的识别特点,模式识别受体（pattern recognition receptor, PRR,病原相关分子模式（ pathogen associated molecular pattern ，PAMP ）,适应性免疫应答 adaptive immunity,识别阶段,活化增殖阶段,效应阶段,固有免疫和适应性免疫,吞噬细胞,自然杀伤细胞,B细胞和T细胞,固有免疫和适应性免疫的比较,固有免疫 适应性免疫,获得形式,固有性无需抗原激发,获得性需抗原激发,发挥作用时相,早期快速(min-4d),4-5d,抗原识别受体,模式识别受体,TCR BCR,免疫记忆,无,有,产生记忆细胞,适应性免疫的三个主要特点：特异性，耐受性，记忆性,免疫学应用,免疫学理论和技术,医学实践,诊断预防治疗,vaccine,Ag, Ab,Monoclone Antibody,cytokine,免疫学发展简史,A Brief History of Immunology,经验免疫学时期科学免疫学时期现代免疫学时期,1、1901年Behring由于在运用抗毒素血清预防和治疗白喉和破伤风等病症方面的功绩被授予诺贝尔生理学与医学奖，这是首届诺贝尔生理学与医学奖，（1890年发现抗毒素）；2、1905年，Robert Koch由于对结核病的研究做出巨大贡献，被授予诺贝尔生理学及医学奖；他是世界病原细菌学的奠基人和开拓者。3、1908年细胞免疫学派的创始人俄国学者Metchnicoff和体液免疫学说的代表德国医学家Paul Ehrlich因为在免疫学上研究中的贡献被授予诺贝尔生理学奖及医学奖。4、1913年，法国科学家Charles Robert Richet因为过继血清疗法和过敏反应研究的两大重要发现被授予诺贝尔生理学及医学奖；5、1919年Bordet发现抗原和抗体相互作用的结果是激活补体，导致携带抗原的靶细胞的裂解，还首次注意到自身免疫的现象，被授予诺贝尔生理学及医学奖；（首次发现补体存在是1899年）6、1930年Karl Landstein发现并鉴定了人类ABO血型，获得了诺贝尔生理学和医学奖；,总结免疫学发展史上的诺贝尔奖：,7、1951年Kheiler因研制出有效地黄热病疫苗被授予诺贝尔生理学及医学奖；8、1957年由于瑞典生理学家Daniel Bovet在治疗过敏症方面的重大发现，被授予诺贝尔生理学及医学奖；9、1960年由于Burnet和Medawar发现和证实了获得性免疫耐受性而获得诺贝尔医学及生理学奖；10、1972年美国生物化学家Gerald Maurice Edelman和英国生物化学家Rodney Robert Porter由于在抗体结构上的突出贡献被授予诺贝尔医学及生理学奖；11、1980年美国遗传学家George Davis Snell、美国免疫学家Baruj Benacerraf和法国免疫学家医学家Jean Dausset由于在器官和组织移植的相容性基因及免疫强化现象的研究富有成就被授予诺贝尔医学及生理学奖；12、1984年丹麦免疫学家Niels K.Jerne、德国免疫学家Kohler和美国著名生物化学价Cesar Milstein在确立有免疫抑制机理的理论和单克隆抗体研究中的杰出贡献被授予诺贝尔医学及生理学奖；13、1987年日本分子生物学家利根川进在探索免疫系统错综复杂的现象方面所取得的卓越成就，被授予诺贝尔医学及生理学奖；14、1996年Doherty和Zinkernagel因为阐明了细胞毒性T细胞识别感染细胞时具有MHC限制性获得诺贝尔医学及生理学奖；,vaccination,Edward Jenner 1749-1822,Vaccine,Nothing known of microorganisms,Discovered in 1796 that cowpox, or vaccinia（牛痘）, induced protection against human smallpox (天花),一、经验免疫学时期,Figure 1-2,Vaccination led to a world-wide eradication of smallpox by 1979,pathogen （病原体）,Robert Koch 1843-1910, Nobel Prize in 1905 for his work on tuberculosis （肺结核）, Anthrax （炭疽热）, Cholera （霍乱）,Late 1800s:Robert KochInfectious disease caused by microorganismsSpecific pathogens cause specific disease,二、科学免疫学时期,提出病原菌致病的概念,减毒活疫苗(Live attenuated vaccines)的产生,1676年荷兰Antonie van Leeuwenhoek发明了显微镜,德国细菌学家Robert Kock建立了能够分离细菌的固体培养技术,19世纪法国细菌学家及免疫学家Louis Pasteur 提出了传染病的微生物学说,从而产生了霍乱、炭疽、狂犬病等减毒活疫苗,*发现陈旧培养的鸡霍乱菌可有效地预防鸡霍乱的发生,*炭疽杆菌经4043培养后，可明显降低毒力，将其接种牲畜可预防炭疽病发生,*将狂犬病病原体经过兔脑连续传代获得减毒株,Elie Metchnikoff,phagocytes,Cellular Theory: certain white blood cells, which hetermed phagocytes, were able to ingest (phagocytose) microorganisms and other foreign material,1883,cell-mediated immunity,吞噬细胞,细胞免疫学派的形成,Antibody & antigen,Immunity to diphtheria(白喉) & tetanus(破伤风) due to Abs. v. toxins. Passive transfer of immune serum protection 1st immunotherapy,1890: von Behring and Kitasato,Humoral immunity,抗体和抗原,体液免疫学派的形成,白喉抗毒素,1901年von Behring 获得第一届诺贝尔生理学或医学奖,1899年比利时医生Jules Bordet 发现了补体（complement),法国生理学家Charles Richet建立了血清疗法，揭示了异常免疫应答可导致过敏性疾病,免疫学三大学说,1897年Paul Erhlich提出抗体产生的侧链学说（side chain theory),1957年MacFarlane Burnet提出克隆选择学说（colonal selection theory),该理论被1975年Georges Kohler和Cesar Milstein所创立的B淋巴细胞杂交瘤技术和产生的单克隆抗体所证实。,1974年Niels Jerne提出免疫网络学说（Immune network theory),1984年Niels Jerne 荣获诺贝尔生理获医学奖。,Ab1-Ab2-Ab3-Ab4-,Figure 1-14,Clonal selection theory,Upon activation by antigen lymphocytes give rise to clones of cells of identical antigen specificity that mediate adaptive immunity,克隆选择学说,现代免疫学时期,抗体多样性和特异性的遗传基础T细胞抗原受体的基因克隆免疫遗传学和MHC限制性的发现细胞因子及其受体信号转导的研究,21世纪免疫学发展趋势,基础免疫学,临床免疫学,免疫应答的机制将得到更深刻的阐明,免疫学与临床医学的交叉渗透,Summary,Immune Funtions,Normal Manifestations,Abnormal Manifestations,Immune defense,Immune homeostasis,Immune surveilance,resisting invasion of pathogensNeutralizing toxins,Immune tolerance to self components,Killing transformed cells,Controlling persistence infection,Hypersensitivity reaction,Immunodeficiency diseases,Autoimmune diseases,tumor,Persistent viral infection,Immune functions and Menifestations,Summary,Innate immunity,Adaptive immunity,Manner of acquiring,Phase of effect,Immune memory,Congenital,exist with born,PRR,No,Acquired by antigen stimmulation after birth,TCR BCR,Have immune memory cells produced,Comparison of innate immunity and adaptive immunity,No antigen specificity,Prompt,Develops slowly,Antigen specificity,Antigen recognition receptor,Bone marrow,spleen,BCR,Constitute of the immune system,MATL,CD,TCR,Immune organ,central,perpheral,Immunocytes,Immune molecule,membrance,secretory,thymus,Bursa of fibricius,Lymph node,SATL,innate,adaptive,MHC,CKR,CAM,Ig,complement,cytokine,T,B,monocytes,macrophage,DC,neutrophils,eosinophils,basophils,Mast cells,erythrocytes,platelets,中枢免疫器官（central immune organ）组成：胸腺、骨髓功能：免疫细胞发生、分化、发育和成熟的场所外周免疫器官（peripheral immune organ）组成：淋巴结、脾、粘膜免疫系统功能：成熟的细胞、细胞定居的地方，也是 产生免疫应答的部位,第二章 免疫器官和组织,Chapter 2 Immune organ and tissue,胸导管,扁桃腺,淋巴结,阑尾,淋巴管,骨髓,脾,胸腺,Yellow, primary lymphoid organs初级淋巴器官Blue, secondary lymphoid organs次级淋巴器官,各类血细胞和免疫细胞发生的场所B 细胞分化成熟的场所体液免疫应答的场所,骨髓（Bone marrow）,HSC: pluripotent hematopoietic stem cell,骨髓多能造血干细胞（HSC）,髓样祖细胞Myeloid progenitor,淋巴样祖细胞Lymphoid progenitor,A General Model of Hematopoiesis,Kenneth Kaushansky, M.D.,N Engl J Med 2006;354:2034-45.,Localization of MKs in BM of living mice.,SCIENCE 2007,Flow and fragmentation,In birds B cells mature in the bursa of Fabricius,胸 腺 （thymus）,胸腺的结构胸腺的微环境 胸腺基质细胞（TSC） 细胞外基质胸腺的功能,TSC: thymic stromal cell,皮质,髓质,胸腺的功能：T细胞分化发育和成熟的主要器官,Scanning electron micrographof thymus,Developing T cell,Thymic stroma,淋巴结（lymph node）,数量：500600个分布：广泛分布于全身非粘膜部位的淋巴通道上,皮质区：髓质区：,浅皮质区（非胸腺依赖区）： B细胞定居的场所副皮质区（胸腺依赖区） ：细胞定居的场所,髓索：主要为B细胞、浆细胞，少量T细胞及M髓窦：富含M,淋巴结的功能,成熟T、B细胞的主要定居部位发生免疫应答的主要场所之一参与淋巴细胞再循环过滤作用,Segregation of B cells and T cells in alymph node,Immunofluorescence,Lymphatic System淋巴系统,Elephantiasis caused by blockage of lymphatic vessels with Wuchereria bancrofti microfilariae,脾（spleen）- 人体最大的免疫器官,动脉周围淋巴鞘,红髓,白髓,初级滤泡,中央动脉,Spleen is organized as a tree of branching arterial vessels, in which the smaller arterioles end in a venous sinusoidal system.,脾的结构,脾的功能,T细胞和B细胞定居的场所免疫应答发生的场所脾是机体对血源性抗原产生免疫应答的主要场所合成某些生物活性物质过滤作用清除血液中的病原体，衰老的红细胞、白细胞，免疫复合物和异物,黏膜免疫系统（mucosal immune system, MIS）,又称黏膜相关淋巴组织（MALT）呼吸道、肠道及泌尿生殖道粘膜固有层和上皮细胞下散在的无被膜淋巴组织某些带有生发中心的器官化的淋巴组织，如扁桃体、小肠的派氏集合淋巴结及阑尾等,MALT的组成肠相关淋巴组织（gut-