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1、第三章第三章 免疫学基础免疫学基础免疫学的发展历史免疫学的发展历史一、免疫学开创阶段一、免疫学开创阶段1、我国南宋时期,公元、我国南宋时期,公元11世纪时,我国创造性地发明了世纪时,我国创造性地发明了人痘苗,即用人工轻度感染的方法,达到预防天花的目人痘苗,即用人工轻度感染的方法,达到预防天花的目的。这实际上是免疫学的开端的。这实际上是免疫学的开端 2、17世纪时,不但在我国已普遍实行以人痘苗接种预防世纪时,不但在我国已普遍实行以人痘苗接种预防天花,而且也引起邻近国家的注意,人痘法已传入朝鲜、天花,而且也引起邻近国家的注意,人痘法已传入朝鲜、日本及俄国,并由俄国传入士耳其,后经中东再传入欧日本及
2、俄国,并由俄国传入士耳其,后经中东再传入欧洲。洲。3、1721年英国驻土耳其公使夫人年英国驻土耳其公使夫人Montagu将人痘法传入将人痘法传入英国,在英国曾进行了人体实验;把接种人痘者移居至英国,在英国曾进行了人体实验;把接种人痘者移居至天花流行区,结果发现接种者均获得免疫力。天花流行区,结果发现接种者均获得免疫力。二、免疫学兴建阶段1、免疫学上的一个重要的发展是、免疫学上的一个重要的发展是Jenner首创的牛痘苗首创的牛痘苗2、Pasteur受到人痘和牛痘苗的影响,通过系统研究,受到人痘和牛痘苗的影响,通过系统研究,找到用理化和生物学方法,使微生物的毒力减低,以减找到用理化和生物学方法,使
3、微生物的毒力减低,以减毒株制备菌苗或疫苗毒株制备菌苗或疫苗3、Behring和北里发现抗毒素。抗原和抗体因能发生特和北里发现抗毒素。抗原和抗体因能发生特异性结合,这样就为诊断传染病建立了血清学诊断方法。异性结合,这样就为诊断传染病建立了血清学诊断方法。4、19世纪末对于抗体免疫机理的认识,存在着两种不同世纪末对于抗体免疫机理的认识,存在着两种不同的学术观点。的学术观点。1) Ehrlich提出免疫反应必须具有其化学反应基础,血清中的抗提出免疫反应必须具有其化学反应基础,血清中的抗体是抗感染免疫的重要因素,即体液免疫学说。体是抗感染免疫的重要因素,即体液免疫学说。1904年年Arrheniius
4、在研究抗原一抗体反应时提出免疫化学概念。在研究抗原一抗体反应时提出免疫化学概念。2) Mitchnikoff所提出的细胞免疫学说认为免疫由所提出的细胞免疫学说认为免疫由体内的吞噬细胞所决定。体内的吞噬细胞所决定。 体液免疫和细胞免疫学说两种理论在当时曾有着不同程度的争论,体液免疫和细胞免疫学说两种理论在当时曾有着不同程度的争论,然而它们只是说明了复杂免疫机理的一面,然而它们只是说明了复杂免疫机理的一面,本身都存在着一定的片面性。本身都存在着一定的片面性。 三、现代免疫学三、现代免疫学1、20世纪的世纪的60年代,免疫学有了迅速进展,最大年代,免疫学有了迅速进展,最大的突破是对体内淋巴细胞的种类
5、和功能有了进一的突破是对体内淋巴细胞的种类和功能有了进一步的认识。步的认识。2、Claman,Miller,Mitchel1,Davies等提出了等提出了T淋巴细胞和淋巴细胞和B淋巴细胞的概念淋巴细胞的概念 。3、由于这些研究成果,使视机体免疫应答过程为、由于这些研究成果,使视机体免疫应答过程为单纯化学反应的片面看法得到了纠正,并转向以单纯化学反应的片面看法得到了纠正,并转向以生物学观点来看待免疫学。使人们逐渐考虑到免生物学观点来看待免疫学。使人们逐渐考虑到免疫应答是机体对疫应答是机体对“自身自身” 和和”异己异己”的识别与反的识别与反应的生物学现象。应的生物学现象。 第一节 概述 一、概念一
6、、概念 1、传统免疫概念:机体对病原微生物的防御、传统免疫概念:机体对病原微生物的防御 功能。功能。 2、现代免疫概念:是机体识别和排除抗原性、现代免疫概念:是机体识别和排除抗原性 异物,维持自身生理平衡异物,维持自身生理平衡 和稳定的功能。和稳定的功能。 二、免疫的双面性二、免疫的双面性a、过强:发生超敏反应、过强:发生超敏反应b、过弱:机体反复感染、过弱:机体反复感染三、免疫的功能三、免疫的功能1、免疫防御:指机体清除病原生物及其代谢产物、免疫防御:指机体清除病原生物及其代谢产物、保护机体免受病原生物的侵害的功能。保护机体免受病原生物的侵害的功能。2、免疫稳定:指机体清除体内损伤、衰老、死
7、亡、免疫稳定:指机体清除体内损伤、衰老、死亡细胞的功能。(异常:清除机体正常组织,引起细胞的功能。(异常:清除机体正常组织,引起自身免疫性疫病)自身免疫性疫病)3、免疫监视:指清除体内突变的肿瘤细胞的功能。、免疫监视:指清除体内突变的肿瘤细胞的功能。(异常:机体易发生肿瘤)(异常:机体易发生肿瘤) 免疫功能的正常和异常表现。免疫功能的正常和异常表现。 第二节第二节 抗原抗原一、抗原的概念和特性一、抗原的概念和特性(一)概念(一)概念抗原:指能与免疫活性细胞上的抗原受体结合,抗原:指能与免疫活性细胞上的抗原受体结合,促进其增殖、分化,产生抗体或效应的促进其增殖、分化,产生抗体或效应的T细胞,细胞
8、,并与之结合,进而发挥免疫效应的物质。并与之结合,进而发挥免疫效应的物质。(二)特性(二)特性1、基本特性:、基本特性:a、免疫原性:刺激机体发生免疫应答、产生抗体、免疫原性:刺激机体发生免疫应答、产生抗体 及效应及效应T细胞细胞b、抗原性:在体外与相应抗体或效应、抗原性:在体外与相应抗体或效应T细胞发生细胞发生 特异性结合的特性。特异性结合的特性。2、抗原分类、抗原分类1)完全抗原:同时具有免疫原性和抗原性的)完全抗原:同时具有免疫原性和抗原性的 物质。物质。 例如:蛋白质、微生物、外毒素等。例如:蛋白质、微生物、外毒素等。2) 半抗原:不具有免疫原性但有抗原性的物质。半抗原:不具有免疫原性
9、但有抗原性的物质。 例如:多糖、脂质等。例如:多糖、脂质等。 半抗原半抗原+载体蛋白载体蛋白=完全抗原完全抗原(三)特异性(三)特异性即专一性,指抗原只能刺激机体产生针对该抗原的免疫效即专一性,指抗原只能刺激机体产生针对该抗原的免疫效应物质,且只能与相应的免疫效应物质特异性结合。应物质,且只能与相应的免疫效应物质特异性结合。 特异性是免疫应答的最基本的特点是免疫学诊断特异性是免疫应答的最基本的特点是免疫学诊断与与防治的理论依据。防治的理论依据。抗原决定基:又称表位,是抗原分子中决定抗抗原决定基:又称表位,是抗原分子中决定抗原特异性的特殊化学基团,一般由几个到十几个原特异性的特殊化学基团,一般由
10、几个到十几个氨基酸构成。氨基酸构成。表位是决定抗原特异性的基础,是与抗体、免疫表位是决定抗原特异性的基础,是与抗体、免疫活活性细胞抗原受体特异性结合的部位。性细胞抗原受体特异性结合的部位。天然抗原含多种抗原决定基,可刺激机体产生多天然抗原含多种抗原决定基,可刺激机体产生多种种抗体。抗体。共同抗原:含有一种相同或相似的表位,能与同共同抗原:含有一种相同或相似的表位,能与同一抗体发生反应,则将这两种抗原称为共同抗原。一抗体发生反应,则将这两种抗原称为共同抗原。交叉反应:抗体或效应交叉反应:抗体或效应T细胞对具有相同或相似决细胞对具有相同或相似决定基的不同抗原的反应,称为交叉反应。定基的不同抗原的反
11、应,称为交叉反应。二、决定抗原免疫原性的条件二、决定抗原免疫原性的条件(一)异物性(一)异物性 即非己物质即非己物质克隆选择学说:凡胚胎时期未与免疫活性细胞充克隆选择学说:凡胚胎时期未与免疫活性细胞充分分接触过的物质,皆视为异物。接触过的物质,皆视为异物。异物性是构成抗原免疫原性的首要条件。异物性是构成抗原免疫原性的首要条件。具有异物性的物质主要有具有异物性的物质主要有1)异种物质:生物间种族亲缘关系越远,分子结)异种物质:生物间种族亲缘关系越远,分子结构差异越大,免疫原性越强。构差异越大,免疫原性越强。2)同种异体物质:由于遗传差异,同种不同个体)同种异体物质:由于遗传差异,同种不同个体间间
12、组织细胞的结构也存在差异,当这些物质进间间组织细胞的结构也存在差异,当这些物质进入另一个体,即可引起免疫反应。入另一个体,即可引起免疫反应。3)自身物质:自身成分结构发生改变或胚胎期处)自身物质:自身成分结构发生改变或胚胎期处于隐蔽位置的自身物质释放,可成为自身抗原。于隐蔽位置的自身物质释放,可成为自身抗原。(二)理化性状(二)理化性状1、分子大小与化学组成、分子大小与化学组成分子质量:分子质量:10kD以上以上分子量越大,结构越复杂,则抗原性就越强。分子量越大,结构越复杂,则抗原性就越强。2、分子构象和易接近性、分子构象和易接近性表位是决定抗原分子与淋巴细胞抗原受体结合的表位是决定抗原分子与
13、淋巴细胞抗原受体结合的关关键,其空间构型与受体之间越吻合,免疫原性越键,其空间构型与受体之间越吻合,免疫原性越强。强。若表位存在于分子表面,则易与淋巴细胞抗原受若表位存在于分子表面,则易与淋巴细胞抗原受体结合,抗原性强。若表位存在于大分子内部,体结合,抗原性强。若表位存在于大分子内部,则不表现出免疫原性。则不表现出免疫原性。此外,抗原的免疫原性与抗原的物理性状、种类以及机体此外,抗原的免疫原性与抗原的物理性状、种类以及机体的遗传因素,生理状况等有关。的遗传因素,生理状况等有关。三、医学上重要的抗原三、医学上重要的抗原(一)微生物及其代谢产物(一)微生物及其代谢产物微生物化学组成复杂,为多种抗原
14、聚合体,免疫原微生物化学组成复杂,为多种抗原聚合体,免疫原性较强性较强 可制备相应的疫苗来预防感染,也可可制备相应的疫苗来预防感染,也可根据相应的抗体来诊断疾病。根据相应的抗体来诊断疾病。细菌的外毒素是毒性极强的蛋白质,有良好的免疫细菌的外毒素是毒性极强的蛋白质,有良好的免疫原性。外毒素经甲醛处理后,失去毒性,保留免疫原性。外毒素经甲醛处理后,失去毒性,保留免疫原性,即为类毒素。注射类毒素,可使机体产生相应抗体原性,即为类毒素。注射类毒素,可使机体产生相应抗体能有效中和外毒素。能有效中和外毒素。(二)动物免疫血清(二)动物免疫血清抗毒素的制备:类毒素抗毒素的制备:类毒素 注射给马注射给马 马产
15、生抗毒素马产生抗毒素 再从马的血清中提取再从马的血清中提取将这种动物来源的抗毒素注入人体,可中和相应的外毒将这种动物来源的抗毒素注入人体,可中和相应的外毒素,起到防治疾病的作用。但这种抗毒素是异种动物蛋白素,起到防治疾病的作用。但这种抗毒素是异种动物蛋白质,因而对人体来说具有免疫原性,故注射前应做过敏试质,因而对人体来说具有免疫原性,故注射前应做过敏试验。验。(三)异嗜性抗原(三)异嗜性抗原存在于不同种属间的共同抗原称异嗜性抗原。存在于不同种属间的共同抗原称异嗜性抗原。如:如:A族溶血性链球菌与肾小球基底膜有共同抗原,感染族溶血性链球菌与肾小球基底膜有共同抗原,感染该菌后可引起急性肾小球肾炎;
16、立克次体与变形杆菌之间该菌后可引起急性肾小球肾炎;立克次体与变形杆菌之间有共同抗原,可以用变形杆菌代替立克次体来检测可疑患有共同抗原,可以用变形杆菌代替立克次体来检测可疑患者体内立克次体的抗体,辅助诊断立克次体病。者体内立克次体的抗体,辅助诊断立克次体病。(四)同种异型抗原四)同种异型抗原指来源于相同种属不同个体的特异性抗原。指来源于相同种属不同个体的特异性抗原。人类的同种异性抗原主要有:人类的同种异性抗原主要有:1、红细胞血型抗原、红细胞血型抗原1)ABO血型抗原:根据人类红细胞表面所含的血型抗原:根据人类红细胞表面所含的A、B抗原的不同,可将人类血型分为抗原的不同,可将人类血型分为A型、型
17、、B型型AB型型、O型四种。血型不合的个体间相互输血,可引起型四种。血型不合的个体间相互输血,可引起严重的输血反应。严重的输血反应。2)Rh血型抗原:人类红细胞表面具有血型抗原:人类红细胞表面具有D抗原者为抗原者为Rh+,缺乏,缺乏D抗原者为抗原者为Rh-。体内已经产生。体内已经产生D抗体抗体的的Rh-母体孕育母体孕育Rh+胎儿时,可引起新生儿溶血症。胎儿时,可引起新生儿溶血症。2、人类白细胞抗原(、人类白细胞抗原(HLA)HLA即为人类主要组织相容性抗原,是广泛存在即为人类主要组织相容性抗原,是广泛存在于人体细胞表面并代表个体特异性的抗原,具有于人体细胞表面并代表个体特异性的抗原,具有高度多
18、态性,在无关个体间几乎不可能出现高度多态性,在无关个体间几乎不可能出现HLA表型完全相同的两个个体,表型完全相同的两个个体,故异体组织器官移植可发生排斥反应。故异体组织器官移植可发生排斥反应。(五)自身抗原(五)自身抗原1、隐蔽的自身抗原、隐蔽的自身抗原定义:有些自身物质在正常情况下与免疫系统相定义:有些自身物质在正常情况下与免疫系统相隔隔绝,称为隐蔽抗原。绝,称为隐蔽抗原。例如:甲状腺球蛋白、眼葡萄膜色素、精子、脑例如:甲状腺球蛋白、眼葡萄膜色素、精子、脑组组织、和眼晶体蛋白等。织、和眼晶体蛋白等。由于外伤、感染或手术等原因,使隐蔽抗原进入由于外伤、感染或手术等原因,使隐蔽抗原进入血血流成为
19、自身抗原,则可引起自身免疫性疾病。流成为自身抗原,则可引起自身免疫性疾病。2、修饰的自身抗原、修饰的自身抗原在感染、电离辐射或化学药物等影响下,自身成在感染、电离辐射或化学药物等影响下,自身成分分的分子结构亦可发生改变,成为自身抗原,刺激的分子结构亦可发生改变,成为自身抗原,刺激机机体引起自身免疫性疾病。体引起自身免疫性疾病。(六)肿瘤抗原(六)肿瘤抗原1、肿瘤特异性抗原、肿瘤特异性抗原指只存在于某种特定肿瘤细胞的表面的抗原,如指只存在于某种特定肿瘤细胞的表面的抗原,如黑黑色素的抗原。色素的抗原。2、肿瘤相关抗原、肿瘤相关抗原指与某种肿瘤的发生有关,但不是该肿瘤细胞所指与某种肿瘤的发生有关,但
20、不是该肿瘤细胞所特特有的抗原物质。有的抗原物质。正常时机体内可少量存在,在某种肿瘤发生时,正常时机体内可少量存在,在某种肿瘤发生时,其含量明显增加。其含量明显增加。如:肝细胞癌变时,体内的甲胎蛋白(如:肝细胞癌变时,体内的甲胎蛋白(AFP)四、佐剂四、佐剂先于抗原或同时注入机体,能明显增强免疫应答或先于抗原或同时注入机体,能明显增强免疫应答或改变免疫应答的类型的物质,称为佐剂。改变免疫应答的类型的物质,称为佐剂。包括:包括:1)微生物及其产物:短小棒状杆菌、卡介苗)微生物及其产物:短小棒状杆菌、卡介苗2)无机化合物:明矾、氢氧化铝)无机化合物:明矾、氢氧化铝3)油剂:弗氏佐剂)油剂:弗氏佐剂佐
21、剂能延长抗原在体内的刺激时间,刺激抗原提成佐剂能延长抗原在体内的刺激时间,刺激抗原提成细胞的功能,促进淋巴细胞增殖分化,从而发挥佐细胞的功能,促进淋巴细胞增殖分化,从而发挥佐剂作用。剂作用。T细胞和B细胞的分化1、T细胞的分化与成熟继卵黄囊之后,干细胞在胎儿肝和脾内分裂与分化,此时淋巴细胞仍无表面标志,这些细胞能定向转化为前T细胞,前T细胞经血流转入胸腺后,便可进一步发育为成熟T胞。尚未成熟的T细胞,离开胸腺后,分布于淋巴结和脾.2、B细胞的分化与成熟继卵黄囊之后,干细胞在囊等同器官内发育,开始形成较大的嗜碱性淋巴细胞,即B细胞前体,B细胞前体制造免疫球蛋白的重链和轻链,重链和轻链相结合,最后
22、该细胞表面出现lgM(immunolobulin M)和lgD(immunolobulin D)。当特异抗原与表面抗体结合时,该细胞发生增殖,同时形成能合成大量特异抗体的成熟B细胞克隆,不久成熟B细胞从这里离开至周围免疫器官和淋巴组织中,继续发挥其免疫活性。在抗原刺激下,当B细胞进一步发展成为携带lgG时,则lgD即行消失。 第三节第三节 免疫球蛋白免疫球蛋白一、概念一、概念1、抗体抗体:B淋巴细胞受抗原刺激后增殖分化为浆淋巴细胞受抗原刺激后增殖分化为浆细胞,由浆细胞产生的并能与抗原特异性结合的细胞,由浆细胞产生的并能与抗原特异性结合的球球蛋白称为抗体。蛋白称为抗体。2、免疫球蛋白免疫球蛋白:
23、具有抗体活性或化学结构与抗体:具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白统称为免疫球蛋白。相似的球蛋白统称为免疫球蛋白。抗体是免疫球蛋白,而免疫球蛋白不一定是抗体。抗体是免疫球蛋白,而免疫球蛋白不一定是抗体。二、免疫球蛋白的结构和功能(一)免疫球蛋白的结构1、基本结构是由二硫键连接的四条肽链组成的对称结构,称为单体。两条相同的长链称为重链(H链),450550氨基酸残基。两条相同的短链称为轻链(L链),214氨基酸残基。肽链反复高度缠绕,形成具有特定功能的高度复杂的立体区域。(1)可变区(V区): 区域:氨基端轻链的1/2和重链的1/4的。 特性:区域内氨基酸的组和排列顺序高度可变。 作用:能与
24、抗原特异性结合。 (2) 恒定区(C区): 区域:羧基端轻链的1/2 和重链的3/4 特性:氨基酸数量、种类和排列顺序都相对稳定 功能:重链的3个恒定区从氨基端向羧基端排列为 CH1、CH2、CH3,分别具有不同的功能。 (3) 铰链区 区域:位于重链的CH1、CH2之间 特性:含有大量脯氨酸,富有弹性 功能:使免疫球蛋白分子由T型变为Y型,暴露 CH2,便于补体结合 2、 水解片段 工具:木瓜蛋白酶水解部位:铰链区二硫键的氨基侧水解片段:1、两个相同的抗原结合片段(Fab段),包 含了轻链和重链的可变区,是与抗原分子结合的片段 2、一个可结晶片段(Fc段),具有激活补体、结合细胞、通过胎盘和
25、粘膜的功能。(图3-4)3、分类根据重链区结构的差别分为五类:IgM、IgG、IgA、IgD、IgE 结构见图3-5 (二)免疫球蛋白的生物学功能1、Fab段的生物学功能特异性结合抗原,结合部位在可变区(V)。生物学效应与抗原的性质相关。(1)中和作用:入侵方式:抗原(外毒素、病毒)与易感细胞受体结合, 进入细胞发挥毒害,感染的作用。 中和:外毒素、病毒和易感细胞与抗体结合后,抗体 将结合位点封闭,不能进入细胞,丧失毒害和 感染的作用。(2)抑制细菌吸附粘附作用:细菌粘附到黏膜上皮后定居繁殖。 抑制: 分布于黏膜表面的sIgA与细菌特异性结合,阻 止细菌与黏膜细胞结合,阻断细菌定居,加快 排除
26、细菌2、Fc段得生物学功能 有些抗原在与相应的抗体结合后,需要Fc段结合补体 吞噬细胞和NK细胞等,才能将抗原破坏清除。(1)激活补体 抗体与细胞型抗原特异性结合后,抗体分子发生构型变化,由T型变为Y型,暴露补体结合点CH2区,结合补体并激活补体,溶解抗原细胞。(图3-6)(2)结合细胞 在单核吞噬细胞、NK细胞上有IgG的Fc受体,在肥大细胞或嗜碱性粒细胞上有IgE的Fc受体,抗体与其相应受体结合发挥不同的作用。1)抗体调理作用单核吞噬细胞上有IgG的Fc受体,当细菌与相应抗体IgG特异性结合后,IgG的Fc段即可与单核吞噬细胞上的Fc受体结合,激活细胞内的调控机制,增强吞噬细胞对细菌的吞噬
27、消化作用。(图3-7)2)参与ADCC 在NK细胞膜上IgG的Fc受体,当细胞型抗原与相应抗体IgG特异性结合后,IgG的Fc段即可与NK细胞的Fc受体结合,激活NK细胞,杀伤抗原靶细胞。(图3-8)3)介导I型超敏反应 在肥大细胞或嗜碱性粒细胞表面有IgE的Fc段受体,当IgE的Fc段与肥大细胞或嗜碱性粒细胞表面的IgE的Fc受体结合,引起I型超敏反应。(3)穿过胎盘和粘膜IgG是人类唯一能通过胎盘的免疫球蛋白,母体的IgG通过其Fc段与胎盘滋养层细胞表面的相应受体结合而转移到滋养层细胞内,然后进入血液,使得新生儿出生后就有了同母体基本相同的抗体水平,能够赋予新生儿约6个月的抗感染免疫力。粘
28、膜固有层中的浆细胞产生的双体IgA进入粘膜上皮细胞并连接分泌片形成完整的分泌性IgA并转运到黏膜表面的分泌液中,是呼吸道、消化道等黏膜局部免疫的主要因素。三、五类免疫球蛋白的特性1、IgG 合成: 人体出生后第三个月开始合成 含量:35岁接近成人水平,是人体内五类免疫 球蛋白含量最多的,占血清免疫球蛋白的 75%。 分布:全身各个组织和体液中。 特性:半衰期最长、唯一能够通过胎盘的免疫球蛋白、机体抗感染的主要抗体。抗病毒、细菌的抗体以及抗毒素主要为IgG。2、IgM构成:由五个单体构成,故分子量最大,激活补体、凝集 抗原作用均强大。分布:主要分布于血液,占血清免疫球蛋白总量的10%, 一周岁时
29、达到成人水平。特性:为机体受抗原刺激后最先产生的抗体;胎儿时期接 受抗原刺激后唯一能合成的抗体;成人或新生儿血 液中特异性IgM的含量高说明近期有感染或在胚胎 时期遭到该微生物的感染;天然的ABO血型抗体为 IgM。3、IgA合成:出生后46个月,12岁左右达到成人水平分类:血清型、分泌型分布:1)血清型:主要为单体,在于血清中,1020% 2)分泌型:黏膜和外分泌液中(由呼吸道、消化 道、泌尿生殖道等处黏膜中的浆细胞 产生) 儿童局部黏膜分泌型IgA合成不足容易患呼吸道和胃肠 道感染;初乳中含有sIgA,故提倡母乳喂养。4、IgD含量:血清中含量很少;0.2%0.25%,(B淋巴细胞的 重要
30、抗原受体)功能:尚不清楚5、IgE含量:血清中含量极低,0.001%功能:与肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面的IgE的Fc受体结 合,引发I型超敏反应;抗寄生虫感染的作用。 第四节 免疫系统免疫系统的组成:免疫器官、免疫细胞和免疫分子。一、免疫器官 分类:中枢免疫器官和外周免疫器官(一)中枢免疫器官作用:中枢免疫器官是免疫细胞发生、分化、成熟的场所包括:骨髓和胸腺1、骨髓功能:造血器官、各种免疫细胞的发源地2、胸腺 方位:胸腔纵膈上方,胸骨后面出生时:1015g青春期:3540g骨髓淋巴干细胞进入胸腺,95%的细胞凋亡,5%的细胞分化成熟为具有免疫活性的T细胞,离开胸腺后进入外周免疫器官定居。(二)
31、外周免疫器官 功能:外周免疫器官是免疫细胞定居、增殖和发生免疫应答的部位 包括:脾脏、淋巴结和黏膜相关淋巴结1、淋巴结:个数:500600个功能: 清除各个组织中的抗原物质(病原微生物、 肿瘤细胞等)包含: T淋巴细胞、B淋巴细胞、巨噬细胞免疫: 在淋巴结内T、B淋巴细胞接受抗原刺激 后,能活化、增殖、分化,发生免疫应答。循环: T、B淋巴细胞能随淋巴液进入血液,通过 毛细血管进入组织,然后随淋巴液再回到 淋巴结,进行淋巴细胞再循环。2、脾脏(人体最大的外周器官)功能:清除血液内的抗原物质、自身衰老死亡细胞。比重:B 60% T 40%免疫:血液中的抗原物质进入脾脏刺激T、B淋巴 细胞活化、增
32、殖、分化,发生免疫应答并 清除。3、黏膜相关淋巴组织包括:扁桃体、阑尾和消化道、呼吸道和泌尿生殖 道黏膜下分散的淋巴组织等。 全身免疫的重要组成部分。二、免疫细胞概念:免疫细胞:指与免疫有关的细胞,包括T淋巴 细胞、B淋巴细胞、NK细胞和抗原提 呈细胞。免疫活性细胞:T、B淋巴细胞在抗原刺激下能够 活化、增殖、分化、发生免疫应 答,产生效应T淋巴细胞和抗体。(一) T淋巴细胞 分化发育骨髓中的淋巴干细胞 胸腺 T淋巴细胞 ( 胸腺依赖性淋巴细胞) 介导细胞免疫应答 1、主要表面标志(1)T淋巴细胞抗原受体(TCR)TCR是T淋巴细胞膜上特异性识别抗原的结构,T淋巴细胞通过TCR与抗原物质特异性
33、结合,构成启动免疫应答的信号。(2)CD4 存在于部分T淋巴细胞表面,这些T淋巴细胞被称为CD4+T淋巴细胞,CD4与抗原提呈细胞表面的MHC-类分子结合,协助TCR接受抗原。(3)CD8表面有CD8的T淋巴细胞称为CD8+T淋巴细胞。CD8与抗原细胞膜上的MHC-类分子结合,参与CD8+T淋巴细胞的活化增殖。(4)CD2(绵羊红细胞受体)CD2能与绵羊红细胞结合。B淋巴细胞上无CD2,所以CD2是T 淋巴细胞区别于B淋巴细胞的重要标志。采用T淋巴细胞与绵阳红细胞混合形成的E花环试验可以检测血液中T淋巴细胞数量和比例。2、分类按T淋巴细胞表面CD分子的不同分类(1) CD4+T淋巴细胞 细胞表
34、面表达 CD4分子,又称为辅助T细胞(Th)分类:Th1和Th2功能:Th1主要分泌细胞因子和介导型超敏反应 Th2主要是促进淋巴细胞发生免疫应答。(2) CD8+T淋巴细胞 细胞表面表达CD8分子分类:细胞毒性T细胞(Tc)和抑制性T细胞(Ts)功能:Tc能对具有MHC-类分子的靶细胞抗原发生免疫 应答,并特异性的溶解杀伤靶细胞。 Ts能抑制免疫应答 图3-2(二)B淋巴细胞 骨髓微环境骨髓中淋巴干细胞 发育成熟(骨髓依赖型)功能:B淋巴细胞介导体液免疫B淋巴细胞表面有抗原受体(BCR),该受体是B淋巴细胞膜表面的免疫球蛋白(SmIg),它能与抗原物质特异性结合,激活B细胞,启动免疫应答。每
35、一个B淋巴细胞表面只含一种抗原受体,只能识别并结合相应的抗原决定基,从而产生针对该抗原的抗体。(三)NK细胞(自然杀伤细胞)比重:占外周血淋巴细胞的5%10%特点:a、表面无抗原受体,无需抗御刺激活化就 能直接杀伤抗原靶细胞 b、早期、直接、广泛免疫:a、在无特异性抗体和效应Tc细胞形成之 前,即可有效的杀伤带病毒的靶细胞, 发挥早期抗病毒作用。 b、NK细胞膜上 有IgG的Fc受体,与抗原靶 细胞结合的IgG还可以通过Fc段结合到 NK细胞上,激发NK细胞活化,杀伤靶 细胞。这种需要抗原辅助的杀细胞作用,称为抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用,简称ADCC(四)抗原提呈细胞概念:指一些能捕获、加
36、工处理抗原并将处理后的 抗原肽传递给T淋巴细胞的细胞。包括:单核吞噬细胞、树突状细胞、B淋巴细胞过程:抗原提呈细胞经吞噬、胞饮等方式摄取抗原,并对抗原进行加工处理,讲解为抗原肽,抗原肽与内体中心合成的MHC-类分子结合形成复合物转运至细胞表面,供CD4+Th细胞识别和结合,从而引发免疫应答。(图3-13)三、免疫分子免疫分子包括抗体、细胞因子和补体等多种参加免疫应答的生物活性物质,既是免疫应答的效应分子,又是调节和作用物质。 第五节 免疫应答一、免疫应答的概念和基本过程(一)免疫应答的概念免疫系统接受抗原物质刺激后,免疫细胞对抗原的识别、自身活化、增殖、分化及产生特异性免疫效应的全过程。1、T
37、淋巴细胞介导的免疫应答称为细胞免疫应答。2、B淋巴细胞介导的免疫应答称为体液免疫应答。通过免疫应答机体及时地清除抗原性异物,维持机体的生理平衡和稳定,如抗感染和抗肿瘤。但在某些情况下免疫应答也可对机体造成伤害,引起超敏反应或其他免疫性疾病。(二)免疫应答的基本过程过程复杂,可分为三个阶段1、感应阶段(抗原提呈,识别阶段)该阶段包括抗原提呈细胞(APC)提呈抗原和T、B淋巴细胞表面受体识别抗原两个步骤。(1)APC提呈抗原APC摄取抗原,在细胞内将抗原加工处理成抗原肽,抗原肽与细胞内的MHC分子结合为复合物,在APC细胞的表面表达,供Th淋巴细胞受体识别结合。(2)T、B淋巴细胞表面受体识别抗原
38、B淋巴细胞通过表面的抗原受体(BCR)特异性识并结合抗原。T淋巴细胞需要双识别,先是T淋巴细胞通过其表面的CD4或CD8识别抗原提呈细胞膜上的MHC-或类分子,然后T淋巴细胞的抗原受体才能识别MHC-或类分子上的抗原肽,即MHC限制性。图(3-14)2、反应阶段(淋巴细胞活化,增殖阶段)指T、B淋巴细胞接受抗原刺激后活化、增殖和分化的阶段。 Th1 抗原刺激 CD4+ Th2T淋巴细胞 CD8+ Tc 抗原刺激、细胞因子、白细胞介素共同作用B淋巴细胞 浆细胞此阶段,部分T、B淋巴细胞中途停止增殖分化,转化为记忆细胞,长期生存。当记忆细胞再次遇到相同抗原时,可迅速增殖分化为效应T细胞或浆细胞,发
39、挥免疫效应。3、效应阶段(效应T细胞和抗体发挥免疫作用的阶段)包括浆细胞分泌抗体发挥体液免疫效应和效应T细胞及其释放的细胞因子发挥细胞免疫效应阶段。(图3-15)二、体液免疫概念:指由B淋巴细胞介导的特异性免疫应答,主 要是通过B淋巴细胞接受抗原刺激后产生的 抗体来发挥免疫效应。基本过程: 与抗原结合的B淋巴细胞在Th2淋巴细 胞的辅助下活化、增殖、分化为浆细 胞和记忆细胞,浆细胞合成并分泌抗 体发挥免疫效应。记忆细胞寿命长,对相应的抗原保持识别功能,同类的抗原再次进入机体后,记忆细胞能够迅速发生免疫应答产生体液免疫效应。体液免疫主要针对体液中细胞外的抗原物质发挥免疫效应。(一)抗体产生的一般
40、规律1、初次应答概念:指抗原物质第一次进入机体引起的体液免疫 应答。特点:潜伏期长(12周);抗体含量少、效价 低;抗体在体内维持时间短;主要为IgM类 抗体,亲和力低。2、再次应答概念:机体再次接触相同抗原所产生的体液免疫应 答。特点:潜伏期短(12天);抗体含量多、效价 高;抗体在体内维持时间长;主要为IgG类 抗体,亲和力高。初次应答和再次应答均是先产生IgM,后产生IgG。IgM维持时间短,当IgM含量达到高峰开始下降时,才开始产生IgG。当IgG达到高峰时,IgM基本消失(图3-16)初次应答潜伏期长,不能及时产生抗体,对抗原的清楚能力弱,故病原微生物第一次侵入机体,引起疾病的可能性
41、较大。再次应答中,机体对抗体的免疫应答快,迅速产生抗体,对抗原的清楚能力强,故病原微生物再次侵入机体,引起疾病的可能性较小。()抗体产生规律的临床意义:1、指导预防接种,制定最佳计划免疫方案2、血液中IgM升高可作为传染病早期感染诊断的 依据之一。3、检测抗体含量变化,可了解病程并评估疾病转 归。(二)体液免疫的生物学效应抗体与相应抗原结合后,对抗原的影响因抗原的性质而不同,有些抗原可因与抗体结合直接失去生物学活性,如外毒素、病毒等,有些抗原与抗体结合后,其生物学性质不受影响,还需要联合其他免疫成分才能将其清除。1、中和毒素外毒素与相应抗体特异性结合后,抗体封闭了外毒素与细胞膜受体结合的位点,
42、外毒素失去了结合细胞的能力,难以进入细胞内,无法发挥毒性作用。2、中和病毒病毒是一种细胞内寄生的微生物,在细胞外无法繁殖,当病毒与相应抗体结合后,抗体可阻断病毒进入易感细胞,使病毒失去感染能力。3、抑制细菌吸附细菌吸附于粘膜上才能定居,继而繁殖,这是细菌感染的第一步。分布于黏膜表面的sIgA类与细菌特异性结合,可以阻止细菌与黏膜细胞的结合,阻断了细菌定居,发挥抗感染作用。4、调理作用细菌与相应抗体结合后,细菌并不能死亡,抗体的Fc段能够结合到吞噬细胞的Fc受体上,从而促进吞噬细胞对细菌的吞噬。5、介导ADCC作用细胞型抗原与相应抗体IgG特异性结合后,抗体并不能直接杀伤细胞型抗原,IgG的Fc
43、段可与NK细胞膜上的Fc受体结合,激活NK细胞,杀伤抗原靶细胞。6、激活补体细胞型抗原与相应抗体IgG特异性结合后,抗体构型由T变为Y型,暴露补体结合点CH2,结合补体,进而激活补体,形成膜攻击复合物,溶解抗原细胞。三、细胞免疫概念:指由T淋巴细胞介导的特异性免疫应答。过程:T淋巴细胞接受抗原刺激后活化增殖为效应T细 胞,通过效应Tc细胞的细胞毒作用及效应Th1细胞 分泌细胞因子发挥细胞免疫效应。细胞免疫主要针对细胞内的抗原物质发挥免疫作用(一)效应T细胞的生物学效应1、效应Tc细胞的细胞毒作用效应Tc细胞先以其表面的CD8分子与抗原细胞表面MHC-类分子结合,然后再以其抗原受体与抗原细胞表面
44、的抗原决定基特异性结合,引起效应Tc细胞分泌穿孔素击穿靶细胞膜,释放颗粒酶进入靶细胞内,水解蛋白质和DNA,致使靶细胞死亡。Tc细胞杀伤抗原靶细胞时,自身不被损伤,可反复杀伤多个靶细胞。 特点:特异性、MHC限制性、高效性2、效应Th细胞介导的炎症反应效应Th1细胞与相应抗原特异性结合后通过释放细胞因子发挥作用。(1)干扰素: 活化单核巨噬细胞,增强其吞噬能 力;活化NK细胞的活性。(2)白细胞介素2:促进Tc细胞增殖分化为效应Tc细 胞;刺激Th细胞增殖、分化,分泌 白细胞介素2、干扰素和肿瘤坏死因 子;增强NK细胞和巨噬细胞的杀伤 活性。(3)肿瘤坏死因子:产生炎症作用和杀伤靶细胞;抗病
45、毒作用;激活中性粒细胞在这些因子的作用下,局部组织形成了以淋巴细胞和单核吞噬细胞为主的慢性炎症反应,在清除抗原的同时也损伤了组织。(二)细胞免疫的作用1、抗感染由于某些病原微生物在集体细胞内寄生,存在于体液中的抗体不能进入细胞内对病原微生物发挥作用。所以对细胞内寄生的病原微生物,如结核分枝杆菌,麻风分枝杆菌,病毒及某些真菌等主要通过细胞免疫来清除。2、抗肿瘤效应Tc细胞可直接杀伤带有相应抗原的肿瘤细胞,Th细胞分泌的细胞因子可直接或间接杀伤肿瘤细胞,同是增强巨噬细胞和NK细胞的杀肿瘤效应,所以细胞免疫在抗肿瘤中起着极为重要的作用。3、免疫损伤细胞免疫应答在器官移植排斥反应中起主要作用。降低细胞
46、免疫应答作用可以减轻器官移植排斥反应,型超敏反应也是由病理性细胞免疫应答引起的。四、免疫耐受概念:指机体免疫系统接受某种抗原刺激后产生的特异性 无应答状态。耐受和抑制的区别 免疫耐受:特异性,只针对某种特定的抗原。 免疫抑制:非特异性,对各种抗原的刺激均无应答。免疫耐受的形成1、抗原方面:小分子非聚合物抗原容易形成免疫耐受。抗原经静脉注射最易引起免疫耐受,腹腔注射次之,皮下、肌肉注射最不易引起免疫耐受。2、机体方面:免疫耐受与机体免疫系统发育的成熟程度有关,免疫系统越成熟,越不容易产生免疫耐受。胚胎期由于免疫系统发育不成熟,所以最易产生免疫耐受,成年期则很难产生免疫耐受。长期使用免疫抑制剂容易
47、使机体产生免疫耐受。合理进行免疫耐受的人工诱导对自身免疫病、超敏反应和器官移植排斥反应的防治具有重要意义。五、免疫调节免疫调节是维持机体免疫功能处于正常状态的关键,机体主要通过以下几个方面来调节免疫应答。1、抗原、抗体的调节抗原时启动免疫应答的主要条件,抗原的性质、剂量、途径等对免疫应答的类型、强度、持续时间等具有重要的影响。抗体是免疫应答的产物,抗体通过协同清除抗原、抑制B淋巴细胞活性等方式来抑制免疫应答,即抗体的负反馈作用。2、免疫细胞的调节免疫应答的调节,主要是由各种免疫细胞间的相互作用来完成的,如抗原提呈细胞通过提呈抗原启动免疫应答,Th2淋巴细胞分泌多种细胞因子,激活各种免疫细胞,促
48、进免疫应答,Ts淋巴细胞则分泌多种细胞因子,抑制免疫应答。3、神经-内分泌系统的调节人体作为一个统一的有机体,免疫系统受到神经-内分泌系统的影响。神经-内分泌系统通过分泌释放各种激素影响免疫应答,如果人的神经-内分泌系统功能失调,会导致免疫功能下降或异常,发生感染、肿瘤、免疫性疾病。 第六节 抗感染免疫概念:抗感染免疫是机体抵抗病原生物感染的一系 列防御功能。包括:非特异性免疫、特异性免疫一、非特异性免疫概念:人类在长期的种系发育和进化过程中逐渐形成的抵 抗病原生物侵害的功能,又称先天性免疫或天然防 御功能。特点:与生俱来;可遗传;人人都有;广泛抵抗;无特异 性,故又称固有性免疫构成:屏障结构
49、、吞噬细胞、体液中的抗微生物物质。(一)屏障结构1、皮肤黏膜屏障完整健康的皮肤黏膜 抵抗病原生物入侵呼吸道黏膜的纤毛 排除病原体机体分泌杀菌物质 杀菌皮肤黏膜正常菌群 阻止微生物定居繁殖2、血脑脊液屏障构成:软脑膜、脑毛细血管壁和壁外胶质功能:阻止病原生物及其代谢产物从血液进入大脑或脑脊 液,保护中枢神经系统。 小儿血脑脊液屏障发育不完善,故易发生颅内感染。3、胎盘屏障构成:母体子宫内膜的基蜕膜和胎儿绒毛膜滋养层细胞功能:阻止病原生物及代谢物从母体进入胎儿,保护胎儿 免受感染。 妊娠前三个月胎盘屏障发育不完善,此阶段孕妇如感染某种病原生物,可经胎盘进入胎儿体内,导致胎儿畸形、流产、死胎等。(二
50、)吞噬细胞 病原生物突破皮肤黏膜屏障进入组织后,机体的吞噬细胞可发挥吞噬作用,杀伤进入体内的病原体。1、吞噬细胞的种类包括血液中的单核细胞、中性粒细胞和组织中的巨噬细胞2、吞噬过程(1)吞噬细胞与病原体接触:可偶然,也可是趋化作用(2)吞入病原体:方式:a、较大病原体颗粒,如细菌,吞噬细胞能伸出伪足将其 捕捉后摄入细胞内,形成吞噬体,此称吞噬。b、较小病原体颗粒,如病毒,吞噬细胞与其接触后细胞 膜内陷,将其吞入,此称吞饮。(3)杀死、破坏病原体:细胞内的吞噬体与溶酶体融合,形成吞噬溶酶体,溶酶体内的杀菌素、溶菌酶等将病原体杀死,然后消化降解,最后吞噬溶酶体与细胞膜融合排除残渣。3、吞噬结果(1)完全吞噬:吞噬病原体,病原体被完全消化、破坏(2)不完全吞噬:某些病原体(如结核分支杆菌)虽被吞噬或吞饮,却不被杀灭。这些病原体可在吞噬细胞内繁殖,引起吞噬细胞死亡;也可借用吞噬细胞作为保护体,避免了药物及血清中抗菌物质对它们的伤害;病原体还可随吞噬细胞游走,导致全身扩散或引
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