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文档简介

1、一. 免疫学概论 免疫的概念免疫(immunity):机体免疫系统识别“自己”和“非己”,对自身成分产生天然免疫耐受,对非己异物产生排除作用的一种生理反应。 免疫系统的组成免疫器官免疫细胞白细胞免疫分子中枢外周膜型分子分泌型分子胸腺骨髓法氏囊(禽类)脾脏淋巴结黏膜相关淋巴组织皮肤相关淋巴组织 固有免疫组成细胞 吞噬细胞 树突状细胞 NK细胞 NKT细胞 其他(嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞等) 适应性免疫应答细胞T细胞B细胞TCRBCRCD分子黏附分子MHC分子细胞因子受体免疫球蛋白补体细胞因子 免疫的主要功能免疫防御:防止外界病原体的入侵及清除已入侵病原体及其他有害物质。免疫监视:随时发现和清除

2、体内出现的“非己”成分,如肿瘤细胞、衰老凋亡细胞免疫耐受:免疫调节: 免疫应答的种类及其特点固有免疫(先天性免疫/非特异性免疫)分类 适应性免疫(获得性免疫/特异性免疫)固有免疫(innate immunity):概念:固有免疫是生物在长期进化中逐渐形成的是机体抵御病原体入侵的第一道防线物质基础:组织屏障:皮肤粘膜屏障、血脑屏障、血胎屏障固有免疫细胞:吞噬细胞、DC、NK细胞、NKT细胞、B1细胞、 固有免疫效应分子:补体系统、细胞因子、溶菌酶、抗菌肽、乙型溶素作用特点: 先天性(无需抗原激发) 作用在先(096小时) 非特异性(模式识别受体) 无记忆性适应性免疫(acquired immun

3、ity):概念:适应性免疫应答是指体内T、B淋巴细胞接受“非己”的物质(主要指抗原)刺激后,自身活化、增殖、分化为效应细胞,产生一系列生物学效应(包括清除抗原等)的全过程。物质基础:T淋巴细胞、B淋巴细胞、抗原提呈细胞(APC)作用特点: 获得性(需抗原激发) 作用在后(96小时后启动) 特异性(TCR/BCR) 记忆性 耐受性二. 免疫器官和组织 免疫器官的组成和功能中枢免疫器官(初级淋巴器官) 免疫细胞发生、分化、发育和成熟的场所 包括骨髓和胸腺外周免疫器官(次级淋巴器官) 成熟淋巴细胞定居的场所,免疫应答的主要场所 包括淋巴结、脾脏和黏膜相关淋巴组织骨髓的功能: 各类血细胞和免疫细胞发生

4、的场所 B细胞和NK细胞分化成熟的场所 体液免疫应答发生的场所胸腺的功能: T细胞分化、成熟的场所 免疫调节 自身耐受的建立与维持淋巴结的功能: T细胞和B细胞定居的场所(T占75%,B占25%) 免疫应答发生的场所 参与淋巴细胞再循环 过滤作用脾的功能: T细胞和B细胞定居的场所(T占 40%,B 占60%) 免疫应答发生的场所 合成生物活性物质 过滤作用黏膜相关淋巴组织的功能: 行使黏膜局部免疫应答 产生分泌型IgA淋巴细胞再循环:指定居在外周免疫器官的淋巴细胞由输出淋巴管经淋巴干、胸导管或右淋巴导管进入血液循环,经血液循环到达外周免疫器官后,穿越HEV,重新分布于全身淋巴器官和组织的反复

5、循环过程。三. 抗原 免疫术语Ag(抗原,antigen):是指所有能激活和诱导免疫应答的物质,通常指能被T、B淋巴细胞表面特异性抗原受体(TCR或BCR)识别及结合,激活T、B细胞增殖、分化、产生免疫应答效应产物(特异性淋巴细胞或抗体),并与效应产物结合,进而发挥适应性免疫应答效应的物质抗原表位: 是抗原分子中决定免疫应答特异性的特殊化学基团,是抗原与T/B细胞抗原受体(TCR/BCR)或抗体特异性结合的最小结构与功能单位,又称抗原决定基(antigenic determinant)。B细胞表位 : 指抗原分子中能B细胞表面的抗原识别受体或抗体所识别的抗原表位类型,主要位于抗 原分子表面,既

6、可以是构想表位,也可以是顺序表位。T细胞表位 : 指抗原分子中能 被T细胞表面的抗原识别受体所识别的抗原表位类型,可位于抗原分子中任意部位,主要是顺序表位SAg(超抗原,superantigen):某些抗原物质只需极低浓度(110ng/ml)即可非特异性激活人体总T细胞库中2%20%的T细胞克隆,产生极强的免疫应答,称为超抗原。 抗原的特性 : 免疫原性 和 抗原性特性T细胞表位B细胞表位表位受体TCRBCRMHC分子必需无需表位性质蛋白多肽蛋白多肽、多糖、脂多糖、核酸等表位大小810个氨基酸(CD8+T细胞)1317个氨基酸(CD4+T细胞)515个氨基酸57个单糖或57个核苷酸表位类型线性

7、表位构象表位、线性表位表位位置抗原分子任意部位抗原分子表面 T细胞表位与B细胞表位特性的比较 抗原的分类根据诱生抗体是否需要Th细胞参与分类:TD-Ag(胸腺依赖性抗原,thymus dependent antigen):刺激B细胞产生抗体时依赖于T细胞的辅助,又称T细胞依赖性抗原。TI-Ag(非胸腺依赖性抗原,thymus independent antigen):刺激B细胞产生抗体时无需T细胞的辅助,又称非T细胞依赖性抗原。可分为TI-1和TI-2 Ag。四. 免疫球蛋白 免疫术语Ab(抗体,antibody):是免疫系统在抗原刺激下,由B淋巴细胞或记忆B细胞增殖分化成的浆细胞所产生的、可

8、与相应抗原发生特异性结合的免疫球蛋白,主要分布在血清中,也分布于组织液、外分泌液及某些细胞膜表面,是介导体液免疫的重要效应分子。Ig(免疫球蛋白,immunoglobulin):是指具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白。 抗体与免疫球蛋白的区别 Ig是化学结构上的概念;Ab是生物学功能上的概念;所有的Ab都属于Ig。 抗体的基本结构抗体的基本结构是由两条完全相同的重链和两条完全相同的轻链通过二硫键连接的呈“Y”形的单体,每条肽链含25个结构域(功能区,约110个氨基酸),二级结构为“桶状”结构。(一)重链和轻链 重链(heavy chain,H):分子量约为5075kD,由450-550个

9、氨基酸残基组成。按抗原性差异可分5类:a、g、m、d、e相应抗体也分为5类:IgA、IgG、IgM、IgD、IgE同一类抗体,据其铰链区的氨基酸组成及重链二硫键数目、位置不同可分为不同的亚类。IgA分IgA1和IgA2IgG分IgG1IgG4重链名mgade希腊读音MuGammaAlphaDeltaEpsilon对应抗体IgMIgGIgAIgDIgE 轻链(light chain,L):分子量约为25kD,约由214个氨基酸残基组成。分k链和l链两种,相应抗体分为k、l两型。l型有l1、l2、l3、l4四个亚型。(二)可变区和恒定区 可变区:抗体分子中轻链和重链靠近N端氨基酸序列变化较大的区域

10、。(V区)分别占轻链的1/2和重链的1/4或1/5,分别称为VL和VH。(variable region)高变区(HVR)或互补决定区(CDR)VH和VL各有3个区域的氨基酸组成和排列顺序高度可变,称为高变区或互补决定区,分别用HVR1(CDR1)、HVR2(CDR2)、HVR3(CDR3)表示,共同组成抗体的抗原结合部位,决定着抗体的特异性,负责识别及结合抗原,从而发挥免疫效应。 恒定区:抗体分子中轻链和重链靠近C端氨基酸序列相对恒定的区域。(C区)分别占轻链1/2和重链3/4或4/5,分别称为CL和CH。(constant region)(hinge region)(三)铰链区:位于CH1

11、与CH2之间,含有丰富的脯氨酸,因此易伸展弯曲,有利于抗体的两臂同时结合两个相同的抗原表位;而且易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解。 抗体分子的水解片段木瓜蛋白酶胃蛋白酶作用位点铰链区近N端铰链区近C端水解片段Fab×2+FcFab×2:VL和CL+VH和CH1单价与Ag结合Fc:一对CH2和CH3与细胞表面Fc受体结合F(ab)2+pFcF(ab)2:双价与Ag结合广泛用作生物制品pFc: 最终被降解,无生物学作用 抗体的功能(1) 识别抗原:识别并特异性结合抗原(V区功能)a) 在体内有中和毒素、中和病毒、阻止细菌黏附宿主细胞的作用b) 在体外用于免疫诊断c) 作为BCR(

12、mIgM/mIgD),可以特异性识别抗原(2) 激活补体a) IgM、IgG1、IgG3以及IgG2与相应抗原特异性结合后通过经典途径激活补体。(因构型改变而暴露出CH2(IgG)和CH3(IgM)结构域内的补体结合点)b) IgG4、IgA和IgE形成聚合物后可通过旁路途径激活补体。(3) 结合Fc受体a) 调理作用细菌特异性的IgG(特别是IgG1和IgG3)以其Fab段与相应细菌的抗原表位结合,以其Fc段与巨噬细胞或中性粒细胞表面的IgG Fc受体(FcR)结合,通过IgG的“桥联”作用,促进吞噬细胞对细菌的吞噬。b) 抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用(ADCC)抗体的Fab段结合病毒感染

13、的细胞或肿瘤细胞表面的抗原表位,其Fc段与杀伤细胞(NK细胞表面、巨噬细胞等)表面的FcR结合,介导杀伤细胞直接杀伤靶细胞。(4) 穿过胎盘和粘膜a) 穿过胎盘:IgG是唯一能通过胎盘的抗体,这种作用是一种重要的自然被动免疫机制,对于新生儿抗感染具有重要意义。b) 穿过粘膜:SIgA可通过呼吸道和消化道黏膜,是黏膜局部免疫的最主要因素。 各类抗体的特性和功能IgG:出生后3个月开始合成,3-5岁接近成人;是血清和胞外液中含量最高的Ig(75-80%);抗感染的“主力军”;再次应答产生的主要抗体;唯一可通过胎盘的抗体;可发挥调理作用、激活补体、ADCC作用等。IgM:分泌型:存在于血液中,五聚体

14、,是分子量最大的抗体;抗原结合能力及激活补体的能力强于IgG;个体发育过程中最早合成和分泌的抗体,脐带血IgM水平升高提示胎儿有宫内感染;初次体液免疫应答中最早出现的抗体,是抗感染的“先头部队” ,可用于感染的早期诊断;是天然的血型抗体。膜结合型:mIgM,BCR之一,单体,未成熟B细胞表达IgA:血清型:单体,含量低分泌型:SIgA,二聚体。(secretory IgA)存在于胃肠道、支气管分泌液、初乳、唾液和泪液等外分泌液中,参与局部粘膜免疫,是抗感染的“边防军”。婴儿可从母亲初乳中获得SIgA,是重要的自然被动免疫。IgD:分为血清型和膜结合型(mIgD)mIgD为BCR之一,是B细胞分

15、化发育成熟的标志 未成熟B细胞仅表达mIgM 成熟B细胞表达mIgM和mIgD 活化B细胞mIgD逐渐消失IgE:正常人血清中含量最少的抗体;亲细胞抗体,可引起型超敏反应;五. 补体系统 免疫术语补体(complement,C)系统:是广泛存在于血清、组织液和细胞膜表面的一个具有精密调控机制的蛋白质反应系统,包括30余种组分。 补体的三条激活途径补体的三条活化途径示意图经典途径(classical pathway):概念:激活物与C1q结合顺序活化C1r、C1s、C4、C2、C3,形成C3转化酶(C4b2a)与C5转化酶(C4b2a3b)的级联酶促反应过程。旁路途径(alternative p

16、athway):概念:又称替代激活途径,其不依赖于抗体,而由微生物或外源异物直接激活C3,在B因子、D因子和备解素(P)参与下,形成C3转化酶和C5转化酶,启动级联酶促反应的过程。凝集素反应/MBL途径(lectin pathway / Mannose-Binding Lectin:甘露糖结合凝集素):概念:指血浆中甘露糖结合凝集素(MBL)或纤维胶原素(ficosin,FCN)等直接识别病原体表面糖结构,依次活化MASP、C4、C2、C3,形成与经典途径中相同的C3转化酶和C5转化酶的级联酶促反应过程。三条补体激活途径的比较 经典激活途径旁路激活途径MBL激活途径激活物抗原-抗体(

17、IgM和IgG1-3)形成的免疫复合物某些细菌、G-菌内毒素、酵母多糖、葡聚糖,凝聚的IgA、IgG4病原微生物表面的N氨基半乳糖或甘露糖起始分子C1C3MBL或FCN参与的补体成分C1、C4、C2、C3、C5C9C3、B因子、D因子P因子、C5C9MBL(FCN)、MASP、C4、C2、C3、C5C9抗体参与需要无需无需C3转化酶C4b2aC3bBbC4b2aC5转化酶C4b2a3bC3bBb3bC4b2a3b生物学作用及特点协助抗体产生免疫效应,在感染的后期或恢复期发挥作用,并参与抵御相同病原体再次感染机体。参与非特异性免疫,在感染初期或初次感染发挥作用;存在正反馈放大环。参与非特异性免疫

18、,在感染早期或初次感染发挥作用;对经典途径和旁路途径具有交叉促进作用。 补体的生物功能(1) MAC介导细胞毒作用补体系统激活后,最终在靶细胞表面形成MAC,导致细胞溶解。 参与宿主抗细菌、抗病毒及抗寄生虫的防御机制; 参与机体抗肿瘤免疫效应机制; 病理情况下导致自身组织细胞损伤与疾病。(2) 活性片段的生物学效应a) 调理作用补体激活产生的C3b、C4b和iC3b等片段直接结合于细菌或其他颗粒物质表面,通过与吞噬细胞表面相应补体受体结合而促进吞噬细胞对其吞噬。b) 炎症介质作用过敏毒素作用:C5a、C3a和C4a可与肥大细胞或嗜碱性粒细胞表面相应受体结合,促使其脱颗粒,释放组胺等生物活性物质

19、,介导局部炎症反应。趋化和激活作用: C5a趋化和激活中性粒细胞c) 清除免疫复合物C3b与可溶性抗原-抗体复合物(IC)结合,同时黏附于CR1+的RBC和血小板表面,形成较大的复合物并随血液被运送到肝脏和脾脏,被巨噬细胞吞噬、清除,称为免疫黏附。六. 细胞因子 免疫术语细胞因子(cytokine):是由免疫细胞及组织细胞分泌的在细胞间发挥相互调节作用的一类小分子可溶性多肽蛋白,通过结合相应受体调节细胞生长分化和效应,调控免疫应答。IL(白细胞介素) :白细胞间相互作用的细胞因子 细胞因子的共同特点细胞因子的基本特征: 小分子蛋白质(830kD); 可溶性; 高效性,在较低浓度下即有生物学活性

20、; 通过结合细胞表面相应受体发挥生物学效应; 可诱导产生; 半衰期短; 效应范围小,绝大多数为近距离发挥作用。细胞因子的作用方式:自分泌方式:作用于分泌细胞自身。旁分泌方式:对邻近细胞发挥作用。内分泌方式:通过循环系统对远距离靶细胞发挥作用。细胞因子的功能特点: 多效性:一种细胞因子可对不同的细胞发挥不同作用。 重叠性:两种或两种以上的细胞因子具有同样或类似的生物学作用。 协同性:一种细胞因子可增强另一种细胞因子的功能 拮抗性:一种细胞因子可抑制另一种细胞因子的功能 网络性:免疫细胞通过具有不同生物学效应的细胞因子之间相互刺激、彼此约束,形成复杂而又有序的细胞因子网络,对免疫应答进行调节,维持

21、免疫系统的稳态平衡。 细胞因子的生物学活性(每条举一例说明) 一:介导天然免疫 细菌可刺激感染部位的巨噬细胞释放各种物质,促进炎症细胞的聚集,活化和炎症介质的释放 二: 参与和调节适应性免疫 参与调节免疫细胞的激活,生长,分化和效应发挥 传递免疫细胞之间的相关信号 三: 刺激造血功能 骨髓多能造血干细胞的分化和发育均需要细胞因子的参与 四: 抗肿瘤作用 TNF可直接抑制肿瘤细胞的生长,引起肿瘤组织的出血和坏死 五: 促进损伤修复 多种区划性细胞因子和成纤维细胞生长因子均可促进血管的新生。七. 白细胞分化抗原和黏附分子 免疫术语人白细胞分化抗原(human leukocyte differien

22、tation,HLDA):人白细胞分化抗原主要是指造血干细胞在分化成熟为不同谱系、各个细胞谱系分化不同阶段,以及成熟细胞活化过程中,表达的细胞表面分子。CD(分化群,cluster of differentiation):应用以单克隆抗体鉴定为主的方法,将来自不同实验室的单克隆抗体所识别的同一种分化抗原归为同一个分化群,简称CD。细胞黏附分子(cell adhesion molecule,CAM):是介导细胞间或细胞与细胞外基质间相互结合的分子。 黏附分子的功能 参与免疫细胞之间的相互作用和活化;(T细胞与APC之间通过黏附分子疏松结合) 参与炎症过程中白细胞与血管内皮细胞黏附; 淋巴细胞归巢

23、。(淋巴细胞归巢受体与内皮细胞的血管地址素配体相互结合)八. 主要组织相容性复合体 免疫术语MHC(主要组织相容性复合体,major histocompatibility complex):是一组决定移植组织是否相容、与免疫应答密切相关、紧密连锁的基因群。 MHC限制性(MHC restiction):指T细胞以其TCR实现对抗原肽和自身MHC分子进行双重识别,即T细胞只能识别自身MHC分子提呈的抗原肽。 经典的MHC I类和II类基因的结构HLA基因复合体位于人第6号染色体短臂。经典的HLA类基因集中在远离着丝点的一端,包括B、C、A三个座位,其产物是HLA类分子(链)。(轻链称为2微球蛋白

24、,由第15号上的染色体基因编码)经典的HLA类基因在复合体中位于近着丝点一端,由DP、DQ、DR三个亚区组成,每一亚区又包括A和B两种基因座位,分别编码HLA类分子的链和链。其产物是HLA类分子。 HLA类和类分子的结构、组织分布和功能特点。HLA I类分子的结构:重链(链):由第6号染色体经典HLA I类基因编码(B/C/A)胞外含1、2、3结构域。轻链(2m):由第15号染色体基因编码,胞外含一个结构域。抗原肽结合区:由1和2组成,结合内源性抗原肽。两端封闭,容纳810个氨基酸残基。决定HLA I类分子多态性免疫球蛋白样区:由3和2m组成,二级结构为Ig折叠。氨基酸组成和排列顺序高度稳定,

25、非多态区2m有助于HLA I类分子的结构稳定和表达3与T细胞表面CD8识别跨膜区:将HLA I类分子锚定在细胞膜上胞质区:参与信号传递HLA类分子的结构:链和链:由第6号染色体经典HLA类基因编码(DP/DQ/DR)抗原肽结合区:由1和1组成,结合外源性抗原肽。两端开放,容纳1317个氨基酸残基。决定HLA类分子多态性,主要表现在1免疫球蛋白样区:由2和2组成二级结构为Ig折叠氨基酸组成和排列顺序高度稳定,非多态区2与T细胞表面CD4识别跨膜区:将HLA类分子锚定在细胞膜上胞质区:参与信号传递组织分布:HLA 类分子分布于所有有核细胞表面;HLA 类分子主要表达于专职抗原提呈细胞(B细胞、巨噬

26、细胞、树突状细胞)、胸腺上皮细胞和活化的T细胞表面。HLA分子类别分子结构肽结合结构域表达特点组织分布功能类( B 、A 、C)、2m12(封闭型)共显性所有有核细胞表面识别和提呈内源性抗原肽,与辅助受体CD8结合,对CTL的识别起限制作用。类(DP、DQ、DR)、11(开放型)共显性APC、活化的T细胞识别和提呈外源性抗原肽,与辅助受体CD4结合,对Th的识别起限制作用。 HLA分子的功能(1) 作为抗原提呈分子参与适应性免疫应答 MHC限制性; 参与T细胞在胸腺中的选择和分化; 决定疾病易感性的个体差异; 参与构成种群基因结构的异质性。(2) 抗原提呈作用 CD8+T细胞识别MHC-I类分

27、子提呈的内源性抗原肽。 CD4+T细胞识别MHC-II类分子提呈的外源性抗原肽。(3) 作为调节分子参与固有免疫应答 经典的类基因编码补体成分,参与炎症反应和对病原体的杀伤; 非经典类基因和MICA基因产物可调节NK细胞和部分杀伤细胞的活性; 炎症相关基因参与启动和调控炎症反应,并在应激反应中发挥作用。九. B淋巴细胞 B细胞的表面分子及其作用BCR复合物:由识别和结合抗原的mIg和传递抗原刺激信号的Ig/Ig异二聚体组成。mIg (BCR,B cell recetptor):结构两条完全相同的H链和两条完全相同的L链组成。以单体形式存在。功能B细胞特征性表面标志,直接识别结合特异性抗原表位。

28、Iga/Igb:结构Iga/Igb异二聚体由CD79a和CD79b两条肽链组成,属IgSF。通过静电吸引与BCR形成稳定的BCR复合物。其胞浆区有ITAM。功能转导特异性抗原与BCR结合所产生的第一信号。B细胞共受体:CD19/CD21/CD81复合体 CD19胞质区可传递活化信号; CD21即CR2,可结合C3d,也是EB病毒受体。功能:增强BCR与抗原结合稳定性;提高B细胞对抗原刺激的敏感性;传递B细胞活化的第一信号。CD40:成熟B细胞表达,对B细胞分化成熟和抗体产生起重要作用。与活化T细胞表面CD40L(CD154)结合,提供B细胞活化的第二信号。 CD80/CD86:静息B细胞不表达

29、或低表达,活化B细胞表达增强。与T细胞表面CD28结合,提供T细胞活化的第二信号;与T细胞表面CTLA-4结合,提供抑制T细胞活化信号。 B细胞的功能 产生抗体介导体液免疫应答中和作用、激活补体、调理作用 、ADCC、介导型超敏反应、穿过胎盘和粘膜等。 提呈抗原由活化B细胞提呈抗原,对可溶性抗原提呈尤为重要。 免疫调节功能一. T淋巴细胞 免疫术语TCR-CD3复合物 : TCR 跨膜区的赖氨酸和精氨酸等氨基酸残基带有正电荷,与CD3分子的跨膜区域中带有负电荷的天冬氨酸等形成离子键,进而结合形成TCR-CD3复合物CD4 : 细胞表面的跨膜糖蛋白 与CD8分子一起被称为T细胞辅助受体CD8:

30、细胞表面的跨膜糖蛋白,主要表达与细胞毒性T细胞表面,也表达于NK细胞,树突状细胞和皮质部位的胸腺细胞表面。 CD28分子的功能是最重要的协同刺激分子,与专职性APC表面的CD80/CD86(B7-1/B7-2)分子结合,诱导产生T细胞 活化的第二信号。 T细胞亚群及其功能根据功能特征分亚群:辅助T细胞、细胞毒性T细胞、调节性T细胞辅助T细胞(Th,helper T cell):按分泌的细胞因子可分为Th1、Th2、Th3、Th17、Tfh(1) Th1细胞促进细胞免疫分泌Th1型细胞因子(IFN-、TNF、IL-2等),增强细胞介导的抗感染免疫,特别是抗胞内病原体的感染。 IFN-活化巨噬细胞

31、,增强杀伤能力,促进IgG的生成,通过调理作用和激活补体进一步促进吞噬; IL-2、IFN-和IL-12增强NK细胞的杀伤能力; IL-2、IFN-刺激CTL细胞的增殖和分化; TNF诱导靶细胞凋亡,促进炎症反应; 参与迟发型超敏反应和某些自身免疫性疾病。(2) Th2细胞分泌Th2型细胞因子(IL-4、IL-5、IL-6、IL-10及IL-13等)。 辅助体液免疫应答:分泌IL-4、IL-5、IL-6、IL-10等细胞因子促进B细胞的增殖、分化和抗体生成。 参与超敏反应性炎症:分泌IL-4、IL-5诱导IgE的生成和嗜酸性粒细胞的活化,在变态反应和抗寄生虫感染中发挥重要作用。(3) Th3细

32、胞:主要分泌大量TGF-,发挥免疫抑制作用,也属于调节性T细胞。(4) Th17细胞分泌IL-17、IL-21、IL-22、IL-26、TNF-等多种细胞因子。 参与固有免疫和某些炎症的发生; 在免疫病理损伤,特别是自身免疫病的发生和发展中起重要作用。(5) Tfh细胞(滤泡辅助T细胞,follicular helper T cell)存在于外周免疫器官淋巴滤泡,分泌IL-21。 通过表达的CD40L和ICOS,辅助B细胞在生发中心的存活、增殖、分化为浆细胞、产生抗体以及抗体类别转换和抗体亲和力成熟。细胞毒性T细胞(CTL,cytotoxic T lymphocyte):功能:特异性识别抗原肽

33、-MHC类分子复合物,直接杀伤胞内病原体(病毒和某些胞内寄生菌)感染细胞及肿瘤细胞等靶细胞;特点:有Ag特异性、有MHC限制性、可连续杀伤;杀伤机制: 分泌穿孔素、颗粒酶、颗粒溶素及淋巴毒素等物质直接杀伤靶细胞; 通过Fas/FasL途径诱导靶细胞凋亡。调节性T细胞(regulatory T cell, Treg):分类:自然调节性T细胞(nTreg) CD4+CD25+Foxp3+ nTreg诱导性(适应性)调节性T细胞(iTreg) CD4+CD25+Foxp3+iTreg CD4+CD25-Foxp3+Th3 CD4+CD25-Foxp3-Tr1其他调节性T细胞功能:在免疫应答的负调节及

34、自身免疫耐受中发挥重要的作用。一一. 抗原提呈细胞与抗原的加工及提呈 免疫术语APC(抗原提呈细胞,antigen-presenting cell):是能够加工抗原并以抗原肽-MHC分子复合物的形式将抗原肽提呈给T细胞的一类细胞,在机体的免疫识别、免疫应答与免疫调节中起重要作用。专职性APC(professional antigen-presenting cell):包括树突状细胞、单核/巨噬细胞和B淋巴细胞,能组成性表达MHC类分子、共刺激分子和黏附分子,具有直接摄取、加工和提呈抗原的功能。 专职性APC的种类和特点树突状细胞(dendritic cell,DC)DC是一类成熟时具有许多树突

35、样突起的、能够识别、摄取和加工外源性抗原并将抗原肽提呈给初始T细胞并诱导T细胞活化增殖、功能最强的抗原提呈细胞。DC是机体适应性免疫应答的始动者,是连接固有免疫和适应性免疫的“桥梁”。分类:根据来源分类:经典DC(cDC):髓系DC浆细胞样DC(pDC):淋巴系DC根据成熟状态分类:未成熟DC、(迁移期DC)、成熟DC未成熟DC特点:表达模式识别受体,能有效识别、摄取和加工外源性抗原;低水平表达MHC类分子、共刺激分子和黏附分子。成熟DC特点:高水平表达MHC类分子等,能有效提呈抗原和激活T细胞;低表达模式识别受体,识别、摄取和加工外源性抗原能力弱。功能: 识别、摄取和加工抗原,参与固有免疫。

36、 抗原提呈与免疫激活作用(MHC分子、共刺激分子、黏附分子、细胞因子) 免疫调节作用 免疫耐受的维持与诱导单核/巨噬细胞包括血液中的单核细胞(monocyte)和组织器官中的巨噬细胞(macrophage,M)。功能: 吞噬和清除病原微生物 发挥专职性APC功能,刺激已活化的效应T细胞或记忆T细胞 T细胞产生的细胞因子激活巨噬细胞,促进其杀伤病原体能力B细胞激活的Th辅助B细胞活化,对TD-Ag应答产生抗体,表达CD80/CD86等共刺激分子;作为专职性APC时,主要以BCR识别、浓集和内化抗原,刺激已活化的效应T细胞或记忆T细胞。MHC类途径MHC类途径抗原来源内源性抗原外源性抗原降解抗原的

37、胞内位置胞质蛋白酶体MC、吞噬溶酶体抗原与MHC结合部位内质网MC提呈抗原肽的MHCMHC类分子MHC类分子伴侣和抗原肽转运分子TAP、钙联蛋白Ii链、钙联蛋白处理和提呈抗原的细胞所有有核细胞主要为专职性APC识别和应答细胞CD8+T细胞(CTL)CD4+T细胞(Th) MHC类分子途径和MHC类分子途径的比较一二. T细胞介导的适应性免疫应答 免疫术语免疫突触: T细胞与APC表面粘附分子之间通过受体配体相互作用得以紧密接触,形成了一个瞬时性结构,该结构以TCR-MHC-抗原肽三元结构为簇状中心,周围环形分布着粘附分子,称之为免疫突触。记忆性T细胞 :记忆T细胞(TM),是人体免疫细胞。人体

38、免疫的第三道防线中分为两部分,一是体液免疫、二是细胞免疫。T细胞分裂和分化后,会分别形成记忆T细胞和效应T细胞,而记忆T细胞则会在下一次抗原入侵时再次将记忆中的杀毒方法再次调动出来,再次杀灭抗原 T细胞抗原识别中APC与T细胞的相互作用APC与T细胞的作用可分为两个阶段T细胞与APC的非特异性结合: 粘附分子间的相互作用。(T细胞的LFA-1、CD2和APC的ICAM-1、LFA-3) 可逆而短暂, 促进和增强T细胞表面TCR特异性识别和结合抗原肽能力。 能特异性识别pMHC的T细胞进入特异性结合阶段。T细胞与APC的特异性结合: TCR特异性识别抗原肽-MHC分子复合物。 CD3分子传递特异

39、性抗原刺激信号; CD4和CD8是TCR的共受体,促进第一信号产生及传递信号; 共刺激分子间相互作用有助于维持、加强T细胞和APC的直接接触,并诱导产生T细胞活化第二信号Th的免疫效应 THI ,TH2 , CTL, TH17细胞的效应Th1的效应:(1) Th1对巨噬细胞的作用激活巨噬细胞(抗胞内病原体感染) : 产生INF-,表达CD40L,激活巨噬细胞; 激活的巨噬细胞通过高表达B7和MHC II类分子以及分泌IL-12等,扩大Th1细胞应答的效应。诱生并募集巨噬细胞: 产生IL-3和GM-CSF,诱生巨噬细胞; 产生TNF-、LT和MCP-1,募集巨噬细胞。(2) Th1对淋巴细胞的作

40、用 产生IL-2等,促进Th1、Th2、CTL和NK细胞等活化和增殖,放大免疫效应; 分泌IFN-促使B细胞产生具有调理作用的抗体(IgG),进一步增强巨噬细胞的吞噬作用。(3) Th1细胞对中性粒细胞作用 产生淋巴毒素和TNF-,活化中性粒细胞,促进其杀伤病原体。Th2的效应:(1) 辅助体液免疫应答 产生IL-4、IL-5、IL-10、IL-13等促进B细胞增殖分化为浆细胞,产生抗体;(2) 参与超敏反应性炎症 分泌IL-4,诱导IgE的生成,激活肥大细胞和嗜碱性粒细胞,参与超敏反应; 分泌IL-5,激活嗜酸性粒细胞,参与抗寄生虫感染。Th17的效应:(1) 在固有免疫中发挥重要作用分泌I

41、L-17、IL-22、IL-21等,刺激上皮细胞、内皮细胞、成纤维细胞和M等分泌多种细胞因子 促进IL-8、MCP-1等分泌,趋化和募集中性粒细胞和单核细胞; 促进G-CSF、GM-CSF等分泌,活化中性粒细胞和单核细胞,并刺激骨髓造血; 促进IL-1、IL-6、TNF-等分泌诱导局部炎症反应。(2) 参与炎症反应、感染性疾病以及自身免疫病的发生Tfh的效应:分泌IL-21,并通过表达的CD40L和ICOS,辅助B细胞在生发中心的存活、增殖,促进B细胞向浆细胞分化、抗体类别转换和抗体亲和力成熟。 CTL的免疫效应(CTL杀伤靶细胞的过程和机制)靶细胞:胞内寄生病原体(病毒和某些胞内寄生菌等)感

42、染细胞、肿瘤细胞等CTL杀伤靶细胞过程:效-靶细胞结合、CTL的极化、致死性攻击CTL杀伤靶细胞的机制(途径):(1) 穿孔素/颗粒酶途径 穿孔素:是储存于胞质颗粒中的细胞毒素,单体可插入靶细胞膜,在钙离子存在的情况下,聚合成孔道,使水、电解质迅速进入细胞,导致靶细胞崩解; 颗粒酶:是一类丝氨酸蛋白酶,随CTL脱颗粒而分泌到细胞外,循穿孔素在靶细胞膜所形成的孔道进入靶细胞,通过激活凋亡相关的酶系统而介导靶细胞凋亡。(2) 死亡受体途径 效应CTL表达FasL,与靶细胞表面Fas结合,诱导靶细胞凋亡; 效应CTL分泌TNF-,与靶细胞表面TNF受体结合,诱导靶细胞凋亡。 一三. B淋巴细胞介导的

43、特异性免疫应答 免疫术语再次免疫应答 :免疫系统对感染病原的首次入侵产生记忆作用,在相同病原体再次入侵时,产生更快和更强的应答,称之为再次免疫应答 TD 抗原:指需要T细胞辅助和巨噬细胞参与才能激活B细胞产生抗体的抗原性物质。 TI抗原 : 诱导B细胞产生抗体时不依赖T细胞的辅助 B细胞活化需要的信号:与T细胞相似,B细胞的活化也需要双信号和细胞因子的作用。B细胞活化的第一信号:(抗原刺激信号) BCR特异性识别结合抗原表位,启动第一信号,并经由Ig/Ig传导入胞内; B细胞共受体(CD19-CD21-CD81复合物)提高B细胞对抗原刺激的敏感性,加强B细胞活化信号的传导。B细胞活化的第二信号

44、:(共刺激信号) B细胞与活化的Th 细胞表面共刺激分子相互作用向B细胞提供第二信号。 其中最重要的是CD40CD40L,还有ICAM-1LFA-1细胞因子促进B细胞形成生发中心和继续分化: 由活化的Th 细胞(主要是Th2, Tfh)分泌。 分泌多种细胞因子如IL-4、IL-5、IL-21等促进活化的B细胞增殖、分化。 免T,B细胞的相互作用 活化Th细胞辅助B细胞免疫应答,活化B细胞作为APC活化T细胞。体液免疫应答的一般规律1、初次应答(激活静息淋巴细胞):病原体初次侵入机体所引发的应答。初次体液免疫应答特征*须经一定的潜伏期才能在血液中出现抗体;*抗体总量较低;*产生抗体以IgM类为主

45、;*抗体亲和力较低。2、二次应答(激活记忆性淋巴细胞):同一抗原再次侵入机体,记忆性淋巴细胞可迅速、高效、特异地产生应答,此即再次免疫应答,也称免疫记忆。再次免疫应答的特征:*记忆性B细胞作为APC,与记忆T细胞相互作用;*潜伏期明显缩短;*激活免疫应答的抗原量明显减少;*抗体产量高,维持时间长;*抗体以IgG为主,亲和力高。 初次应答和再次应答抗体产生的特点比较区别点初次应答再次应答抗原提呈细胞M为主B细胞为主抗体产生潜伏期较长较短抗体高峰浓度较低较高抗体维持时间较短较长抗体类别IgM为主IgG为主抗体亲和力较低较高一四. 免疫调节 免疫术语ITAM : 是免疫受体酪氨酸激活基序的英文缩写,

46、活化受体与相应配体结合后,在细胞膜相连的一类蛋白酪氨酸激酶PTK的作用下,其酪氨酸被磷酸化,进一步招募胞内游离的其他蛋白激酶或衔接蛋白,向细胞内传导活化信号。 ITIM :ITIM即免疫受体酪氨酸抑制基序,主要存在于某些抑制性受体分子胞内部分,与ITAM不同,ITIM中的酪氨酸发生磷酸化后,可被PTP分子上的SH2结构域所结合,从而招募PTP并使之活化,起到抑制PTK参与的激活信号转导通路作用。 调节T细胞(regulatory T cell):是一群具有负调节机体免疫反应的淋巴细胞,通常起着维持自身 耐受和避免免疫反应过渡损伤机体的重要作用,但也参与肿瘤细胞逃避机体免疫监视和慢性感染 CTL

47、A-4对T细胞的反馈调节(书本143) 细胞因子对TH1和 TH2的调节作用 TH1和 TH2间的相互调节作用(书本141)一五. 免疫耐受 免疫术语免疫耐受(immunological tolerance):机体免疫系统对特定抗原的“免疫无应答”状态称为免疫耐受。中枢耐受(central tolerance):是指在胚胎期及出生后T、B细胞在中枢免疫器官中,遇自身抗原所形成的耐受。外周耐受(peripheral tolerance):是指成熟的T、B细胞,遇内源性或外源性抗原,不产生免疫应答,而显示免疫耐受。T细胞阳性选择: T细胞在胸腺内分化、发育的机制之一,即CD4、CD8双阳性T细胞在

48、胸腺深皮质区与胸腺上皮细胞所表达的自身HLAI类或II类分子结合,进而分化为CD4+或CD8+单阳性细胞;未能与上皮细胞表面HLAI类或II类分子结合的双阳性T细胞则发生凋亡;通过阳性选择而产生的单阳性细胞具有自身MHC限制性。T细胞阴性选择 :是经过阳性选择的SP细胞在皮质髓质交界处及髓质区,与胸腺树突状细胞、巨噬细胞等表面的自身抗原MHC类分子复合物或自身抗原肽MHC类分子复合物相互作用。高亲和力结合的SP细胞发生凋亡,少部分分化为调节性T细胞;而不能结合的SP细胞存活成为成熟T细胞并进入外周免疫器官。免疫忽视 :免疫系统对低水平抗原或低亲和力抗原不发生免疫应答的现象称为免疫忽视。一六.

49、超敏反应 免疫术语超敏反应(hypersensitivity):超敏反应是指机体受到某些抗原刺激时,出现生理功能紊乱或组织细胞损伤等异常的适应性免疫应答。 超敏反应的分型 型超敏反应(变态反应、速发型超敏反应) 型超敏反应(溶细胞型超敏反应、细胞毒型超敏反应)体液免疫介导 型超敏反应(免疫复合物型变态反应、血管炎型变态反应) 型超敏反应(迟发型超敏反应)细胞免疫介导 四种类型超敏反应的发生机制以及临床常见疾病。1. 型超敏反应定义: I型超敏反应是指机体受到某些抗原刺激时,引起的由特异性IgE抗体介导产生的一种发生快消退亦快的免疫应答,表现为局部或全身的生理功能紊乱。 机制:初次接触变应原机体

50、IgE靶细胞(肥大细胞和嗜碱性粒细胞)致敏靶细胞(致敏肥大细胞和致敏嗜碱性粒细胞)再次接触变应原变应原与致敏靶细胞表面的IgE交联脱颗粒和释放介质储备的介质(组胺、激肽酶原、激肽原、缓激肽),新形成的介质(白三烯、血小板活化因子、前列腺素)毛细血管扩张、通透性增强、平滑肌收缩、腺体分泌增加临床常见疾病:(1) 全身过敏性反应a) 药物过敏性休克:青霉素/头孢菌素/链霉素/普鲁卡因b) 血清过敏性休克:动物免疫血清(2) 全身过敏性反应a) 呼吸道过敏反应:过敏性鼻炎、过敏性哮喘b) 消化道过敏反应:过敏性胃肠炎c) 皮肤过敏反应:荨麻疹、特应性皮炎(湿疹)、血管神经性水肿2. 型超敏反应定义:

51、型超敏反应是由IgG或IgM类抗体与靶细胞表面相应抗原结合后,在补体、吞噬细胞和NK细胞参与下,引起的以细胞溶解或组织损伤为主的病理性免疫反应。发生机制:细胞表面固有抗原或吸附在细胞表面的抗原、半抗原与IgG或IgM结合后导致: 激活补体,溶解细胞; 通过调理、免疫黏附作用,促进吞噬细胞对靶细胞的作用 通过ADCC作用破坏靶细胞; 通过刺激或阻断作用导致靶细胞功能改变(书上无)临床常见疾病:(1) 输血反应:多见于ABO血型不符的输血。(2) 新生儿溶血反应:Rh-母亲生育Rh+胎儿(通常为二胎)或ABO血型不符。(3) 自身免疫性溶血性贫血:因感染或药物引起(4) 药物过敏性血细胞减少症:青霉素等(5) 肺出血-肾炎综合征(6) 其他(机制):甲状腺功能亢进症(Graves病),重症肌无力3. 型超敏反应定义:型超敏反应是由中等大小的可溶性免疫复合物(IC)沉积于局部或全身多处毛细血管基底膜后,通过激活补体,并在中性粒细胞、血小板、嗜碱性粒细胞等效应细胞参与下,引起的以充血水肿、局部坏死和中性粒细胞浸润为主要特征的炎症反应和组织损伤。发生机制:(见后) 可溶性免疫复合物的形成与沉积; 免疫复合物沉积引起的组织损伤。临床常见疾病:(1) 局部免疫复合物病a) Arthus反应:实验性局部型超敏反应b)

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