第五章免疫系统的组织器官与细胞组织

1、一、免疫系统的组织、器官免疫系统免疫系统- -机体的机体的“安全部门安全部门”- -担负免疫功能的主体担负免疫功能的主体免疫分子免疫分子- -免疫细胞发挥功能的物质基础免疫细胞发挥功能的物质基础免疫器官免疫器官- -免疫细胞成熟和工作的场所免疫细胞成熟和工作的场所免疫细胞免疫细胞 中枢免疫器官中枢免疫器官 外周免疫器官外周免疫器官中枢免疫器官中枢免疫器官免疫系统的免疫系统的“黄埔军校黄埔军校” 胸腺胸腺-T细胞分化成熟的场所细胞分化成熟的场所 解剖结构解剖结构 细胞组成细胞组成 胸腺微环境胸腺微环境 胸腺的功能胸腺的功能 骨髓骨髓 法氏囊（鸟类）法氏囊（鸟类）中枢免疫器官中枢免疫器官 胸腺胸腺

2、 法氏囊（鸟类）法氏囊（鸟类） 骨髓骨髓 各类免疫细胞发生的场所各类免疫细胞发生的场所 B细胞分化成熟的场所细胞分化成熟的场所 发生发生B细胞应答的场所细胞应答的场所外周免疫器官外周免疫器官 淋巴结淋巴结 脾脏脾脏 黏膜免疫系统黏膜免疫系统 免疫细胞定居的场所免疫细胞定居的场所 产生免疫应答的场所产生免疫应答的场所淋巴结的功能淋巴结的功能 T 细胞及细胞及 B细胞定居的场所细胞定居的场所 T：75% B：25% 免疫应答发生的场所免疫应答发生的场所 参与淋巴细胞再循环（参与淋巴细胞再循环（HEV） 过滤作用过滤作用 免疫应答发生的场所免疫应答发生的场所淋巴结淋巴结免疫应答发生的场所免疫应答发生

3、的场所淋巴结淋巴结外周免疫器官外周免疫器官 淋巴结淋巴结 脾脏脾脏 黏膜免疫系统黏膜免疫系统 脾脏的结构脾脏的结构脾脏的功能脾脏的功能 免疫细胞定居的场所免疫细胞定居的场所 T：40% B：60% 免疫应答的场所（血源性抗原）免疫应答的场所（血源性抗原） 合成生物活性物质合成生物活性物质 滤过作用滤过作用 贮存红细胞贮存红细胞 外周免疫器官外周免疫器官 淋巴结淋巴结 脾脏脾脏 黏膜免疫系统黏膜免疫系统 黏膜免疫系统黏膜免疫系统 组成组成 鼻相关淋巴组织（鼻相关淋巴组织（nasal- associated lymphoid tissue , NALT） 肠相关淋巴组织（肠相关淋巴组织（gut-a

4、ssociated lymphoid tissue, GALT） 支气管相关淋巴组织（支气管相关淋巴组织（bronchial-associated tissue，BALT） 黏膜相关淋巴组织（黏膜相关淋巴组织（mucosa-associated lymphoid tissue , MALT）呼吸道、肠道及泌尿生殖道黏膜固有层和上皮细胞下呼吸道、肠道及泌尿生殖道黏膜固有层和上皮细胞下散在的无被膜淋巴组织，以及某些带有生发中心的器散在的无被膜淋巴组织，以及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官化的淋巴组织，如扁桃体、小肠的派氏集合淋巴结（Peyers patche）、

5、）、阑尾等阑尾等 MALT的功能及其特点的功能及其特点 参与局部免疫应答参与局部免疫应答 分泌分泌型分泌分泌型IgA(secretory IgA,SIgA) 参与口服抗原介导的免疫耐受参与口服抗原介导的免疫耐受 淋巴细胞再循环淋巴细胞再循环 （lymphocyte recirculation） 淋巴细胞在血液、淋巴液、淋巴器官和组织间淋巴细胞在血液、淋巴液、淋巴器官和组织间周而复始循环的过程周而复始循环的过程 ； 物质基础物质基础 淋巴细胞（归巢受体，淋巴细胞（归巢受体，homing receptor） HEV表面的地址素（表面的地址素（addressin） 过程及机制过程及机制 意义意义淋巴

6、细胞结合于淋巴细胞结合于HEVLymphocyte recirculationCells enter blood, are seeded to the peripheral lymphoid organsand recirculateCells & antigens from a site of infectionare trapped in draining lymph node.Cells proliferate and re-enter the RECIRCULATING LYMPHOCYTE POOLto re-seed the peripheral lymphoid orga

7、nsNAVE CELLSMEMORY CELLS二、免 疫 系 统 的 细 胞基基 本本 概概 念念 免疫细胞：免疫细胞： 指所有参与免疫应答或与免指所有参与免疫应答或与免疫应答有关的细胞及其前体。疫应答有关的细胞及其前体。 淋巴细胞（淋巴细胞（lymphocytelymphocyte）: :是一群异质性是一群异质性的构成免疫系统的主要细胞，如的构成免疫系统的主要细胞，如T T细胞、细胞、B B细胞和细胞和NKNK细胞等。细胞等。The types and subsets of lymphocytes 55%25%10%10%5%一）一）T T淋巴细胞淋巴细胞 来源于骨髓来源于骨髓在胸腺（在胸

8、腺（thymusthymus）内发育成）内发育成熟熟移行至外周淋巴组织移行至外周淋巴组织执行特异性细胞执行特异性细胞免疫应答，参与对免疫应答，参与对TDTD抗原的体液免疫应答。抗原的体液免疫应答。 1 1、T T细胞的分化发育细胞的分化发育 2 2、T T细胞的表面标志细胞的表面标志 3 3、T T细胞分类及其功能细胞分类及其功能T Cell Development in ThymusT Cell Development in ThymusT T细胞在胸腺分化发育细胞在胸腺分化发育T T细胞表面标志及其功能细胞表面标志及其功能T细胞表面受体： TCR-CD3复合物 CKR 病毒受体（HIV受体

9、CD4） 丝裂原受体(PHA受体、Con A受体)T细胞表面抗原： MHC CD分子：共受体（CD4和CD8） 协同刺激分子(CD28、CD40L)TcR-CD3 complex TcR ITAMs& TKs CD3CD3The intracytoplasmic regionof the TcR chain is too shortto transduce a signalSignalling initiated by aggregation of TcR by MHC-peptide complexes on APCSignalling is essential for clonal

10、 proliferation and differentiation to effector T cells, but alone is insufficient for full T cell development.The CD3or (zeta)chains arerequired for cell surfaceexpression of the TcR-CD3complex and signallingthrough the TcRT cell co-receptor moleculesCD8MHC Class IMHC Class II32TcRTcRCD4Lck PTKLck P

11、TKCD4 and CD8 can increase the sensitivity of T cells to peptide antigen MHC complexes by 100 foldT T细胞表面的协同信号分子细胞表面的协同信号分子CD28/CTLA-4：B7-1/B7-2CD2（LFA-2，SRBC）：CD58（LFA-3）LFA-1：ICAM-1，2，3CD40L：CD40T T 细细 胞胞 的的 分分 类类按TCR二肽链组成分类按CD4和CD8表达分类按T细胞功能分类按对抗原的应答不同分类按T细胞分泌的细胞因子谱分类TCRTCRT T细胞和细胞和TCRTCRT T细胞特性的

12、比较细胞特性的比较 T TC CR R T T 细细胞胞T TC CR R T T 细细胞胞T TC CR R 多多样样性性分分布布 外外周周血血 组组织织表表型型 C CD D3 3+ + C CD D2 2+ + C CD D4 4+ + C CD D8 8- - C CD D4 4- - C CD D8 8+ + C CD D4 4- - C CD D8 8- -识识别别抗抗原原M MH HC C 限限制制性性辅辅助助细细胞胞杀杀伤伤细细胞胞极极高高6 60 0- -7 70 0% %外外周周淋淋巴巴组组织织1 10 00 0% %6 60 0- -6 65 5% %3 30 0- -3

13、 35 5% % 5 5% %8 8- -1 17 7 个个氨氨基基酸酸经经典典M MH HC CT Th hT Tc c低低5 5- -1 15 5% %粘粘膜膜上上皮皮1 10 00 0% % 5 50 0% %简简单单多多肽肽、H HS SP P、脂脂类类、多多糖糖M MH HC C 类类似似分分子子T Tc c T TC CR R T T CD4+TCD4+T与与CD8+TCD8+T细胞的比较细胞的比较 CD4+T细胞 CD8+T细胞表型 CD3+CD4+CD8- CD3+CD8+CD4-识别抗原肽 13-17AA 8-10AAMHC限制性 MHC-II类分子 MHC-I类分子Th +

14、 -Tc + +按按T T细胞的功能分类细胞的功能分类辅助性T细胞（ help T cell，Th）细胞毒性T细胞（Cytotoxic T cell，Tc）抑制性T细胞迟发型超敏反应T细胞按对抗原的应答不同分类按对抗原的应答不同分类v 初始T细胞（CD45RA+）v 效应T细胞v 记忆T细胞（CD45RO+）按分泌的细胞因子谱分类按分泌的细胞因子谱分类l Th0，Th1，Th2l Tc1，Tc2 T T细胞的生物学功能细胞的生物学功能（一）CD4+辅助性T细胞 按分泌细胞因子谱的差异分为:v Th0细胞v Th1细胞v Th2细胞 Cytokine profile of inflammator

15、yT cell subsetsTh1Th2Th0IL-3GM-CSFIL-4IL-5IL-6IL-10TGF-IL-3GM-CSFIL-2IFN-TNFTNF-High IL-2Low IL-4IFN-Effector functions of Th1 cellspCTLCTLLysis of targetInduction of CTL differentiationIFN-Inflammatory Th1T cellTh1MacrophageActivated macrophageKilling of intracellular bacteriaIL-12IFN-IL-2Th2Th0V D

16、 J C CIg isotype switch factorIgGV D J CIgECD40- CD40L + IL-4BEffector functions of Th2 cellsIL-4 also enhances IgM, huIgG4 and muIgG1Counter regulation of Th cell subsetsBalanced responseTh2IFN-IL-10-Th1Th2 DominantTh1IL-10Th2-Th1 DominantTh2Th1IFN-特异性介导靶细胞裂解或凋亡的机制为v 释放穿孔素，致靶细胞裂解、死亡v 高表达FasL，通过Fas/

17、FasL途径导致 靶细胞凋亡v 释放颗粒酶，借助穿孔素的穿孔作用 进入靶细胞，导致细胞凋亡CD4+CTL 部分部分CD4+Th1CD4+Th1也具有细胞毒作用也具有细胞毒作用 生物学特点：生物学特点： 仅在活化阶段受仅在活化阶段受MHC-MHC-类分子限制，而效应阶段类分子限制，而效应阶段无限制；无限制； 无抗原特异性，主要是旁观者杀伤效应；无抗原特异性，主要是旁观者杀伤效应； FasFasFasLFasL途径诱导细胞凋亡；途径诱导细胞凋亡； 主要清除活化的主要清除活化的APCAPC和和T T细胞细胞 负调节负调节二）二）B B淋巴细胞淋巴细胞vB细胞的分化发育及表面标志vB细胞亚群： B-1

18、细胞和B-2细胞vB细胞的功能 1）产生抗体：中和、调理作用； 2）提呈抗原； 3）分泌细胞因子：免疫调节作用。B B细胞的表面标志细胞的表面标志 B细胞表面受体 BCR-Ig/Ig复合物 CKR、CR、FcR B细胞表面抗原 MHC CD抗原（CD19、CD21、CD40、CD80）Co-stimulatory molecules on B cells Two B cell lineagesMature B cellCD5BB cell precursorBB2 cellsPlasma cellYYYYYYYYYPCIgGBYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYIgM - no other

19、 isotypesBDistinct B cellprecursor?B1 cellsPrimitive B cells found in pleura（胸膜） and peritoneum（腹膜）Comparison of B-1 and B-2 cell propertiesPropertyB-1 cellsB-2 cellsV region repertoireRestrictedDiverseSpontaneous Ig productionHighLowIsotypesIgMIgM/G/A/D/ECarbohydrate specifity Yes RarelyProtein spe

20、cificityRarelyYesNeed T cell helpNoYesSomatic hypermutation of IgNoHighMemory developmentNoYesSpecificity & requirement for T cell help suggests strikingly different typesof antigens are seen by B-1 and B-2 cellsHow do NK cells know when a cell is and is not infected with a virus?IN AN UNINFECTE

21、D CELL, NKR-P1 bind host cell carbohydrate+ve signal to kill targetLy49 binds MHC class I -ve signal overrules NKR-P1 signalKilling is inhibitedMouse NK cellsKiller activating receptor (KAR)reconize carbohydrate ligands LIGATION TRIGGERS KILLINGKiller inhibitory receptor (KIR)recognize self MHCI mol

22、eculeLIGATION PREVENTS KILLING +-+-Ly49NKR-P1 NK cells do not kill normal cellsThe ligation of KIR can deliver an inhibitory signal to NK cells which block the activating signal from the ligation of KAR. NK cells can kill abnormal cellsThe ligation of KAR can deliver an activating signal to NK cell,

23、 but lack of an inhibitory signal from KIR. So the NK cell is activated to kill target cell.NKNK杀伤靶细胞的机制杀伤靶细胞的机制 释放穿孔素和颗粒酶 靶细胞溶解； 通过FasFasL途径 靶细胞凋亡； 释放细胞毒性物质（TNF、LT等）； ADCCYYYYNK cellsLarge granular “lymphocytes”Non-T, non-B cellsNo clonotypic antigen receptorsRecognize and kill abnormal cells such

24、as tumour cellsInvolved in antibody-dependent cellular cytotoxicity (ADCC)YYYNKFcRIII(CD16)NK cells also directly kill virus infected cells 自然抑制细胞自然抑制细胞(nature suppressor ells，NS)是一类大颗粒低密度的淋巴细胞。细胞的表面标记为CD3+CD4-CD8-。虽有T细胞受体，但至今仍未完全确定它是否是一个均一的细胞群。 NSNS细胞细胞能抑制多种免疫反应，但无抗原特异性，也无MHC限制。它是通过分泌抑制因子来介导抑制作用的。这

25、些抑制因子有淋巴细胞抑制诱导因子(SIF)、自然抑制细胞因子(NSF)及抑制因子(SF)等。 骨骨 髓髓 血血 液液 组组 织织多能干细胞多能干细胞髓样干细胞髓样干细胞单核母细胞单核母细胞前单核细胞前单核细胞单核细胞单核细胞 单核细胞单核细胞巨噬细胞巨噬细胞 结缔组织：组织细胞结缔组织：组织细胞 肺：肺泡巨噬细胞肺：肺泡巨噬细胞 肝：枯否细胞肝：枯否细胞 脾与淋巴结：游走与固定巨噬细胞脾与淋巴结：游走与固定巨噬细胞 浆膜腔：胸、腹腔巨噬细胞浆膜腔：胸、腹腔巨噬细胞 神经组织：小胶质细胞神经组织：小胶质细胞 骨：破骨细胞骨：破骨细胞 关节：滑膜关节：滑膜A型细胞型细胞单核吞噬细胞系统细胞的分化和

26、分布单核吞噬细胞系统细胞的分化和分布 1. 表面标志 MHC-I/II类抗原、粘附分子（LFA-1,ICAM-1)、共刺激分子(B7,CD40)、FcR、补体受体(CR1/3/4)、LPS受体(CD14)、CKR等2. 分泌功能 -产生溶酶体酶、髓过氧化物酶、活性氧等 -分泌细胞因子、补体、凝血因子等 -产生前列腺素、白三烯、ACTH、内啡肽等单核吞噬细胞系统生物学特征单核吞噬细胞系统生物学特征(mononuclear phagocyte system, MPS)MPS的主要生物学功能的主要生物学功能l吞噬作用：吞噬作用：吞噬颗粒抗原、受体（吞噬颗粒抗原、受体（FcRFcR和和C3bR)C3b

27、R)介导的内介导的内吞、吞饮；吞、吞饮；l杀伤：杀伤：氧依赖和非依赖机制杀伤和消化病原体；氧依赖和非依赖机制杀伤和消化病原体；l抗肿瘤：抗肿瘤：直接杀伤、直接杀伤、ADCCADCC、激发抗瘤免疫；、激发抗瘤免疫；l参与免疫应答：参与免疫应答： - -加工和递呈抗原，提供第二活化信号；加工和递呈抗原，提供第二活化信号； - -参与参与Th1Th1细胞介导的细胞免疫的效应阶段。细胞介导的细胞免疫的效应阶段。l参与免疫调节参与免疫调节: : - -正调：产生正调：产生IL-1/12，TNF- 负调：前列腺素、负调：前列腺素、TGFl介导炎症反应介导炎症反应: :吞噬杀伤；分泌各种炎症介质。吞噬杀伤；

28、分泌各种炎症介质。吞吞 噬噬 作作 用用 粒细胞粒细胞是白细胞的一个类群，因为细胞中有分节状的细胞核，又称为多形核白细胞(polymorpho-nuclear leukocytes)， 细胞中有丰富的胞质颗粒，这些颗粒溶酶体，其中充满水解酶。另外它们还能产生过氧化物和超氧化物而杀伤细菌等侵染物。 粒细胞粒细胞在体内的寿命很短，要不断由骨髓干细胞分化产生新的粒细胞加以更新补充。根据粒细胞对染色剂的不同反应，可以分为嗜中性、嗜酸性与嗜碱性3种类型。不同类型的粒细胞功能虽有所不同，但在免疫方面都是重要的效应细胞。 嗜中性粒细胞(neutrophil):胞质中充满嗜苯胺蓝颗粒，不能吸收酸性和碱性染料。

29、细胞具有高度运动性，对趋化物质的刺激能作出迅速的应答。有较强的吞噬活性及破坏外来抗原颗粒(如人侵的微生物)的作用。 在急性发病的炎症部位，嗜中性粒细胞是集中到该部位的主要细胞群。嗜中性粒细胞还能从血管中渗出，发挥其吞噬作用。嗜中性粒细胞带有FcYR受体及补体受体。所以也可以在补体的活化点聚集，吞噬调理外来的颗粒。 嗜酸性粒细胞(eosinophil):细胞中充满大的嗜酸性颗粒，有吞噬活性，能吞噬抗原与抗体复合物，同时释放酶类，如组胺酶、芳基硫酸醋酶B和磷醋酶D等，分别作用于组胺、白三烯和血小板活化因子。嗜酸性粒细胞表面还表达lgE的Fc受体(FCER)，可以结合被IgE抗体覆盖的颗粒。 当寄生

30、虫感染和I型超敏反应发生时，常伴有嗜酸性粒细胞的增加。它对于诱发IgE抗体的寄生虫如蠕虫的杀伤性尤强，可能是它含有嗜酸性蛋白颗粒的原因。在I型超敏反应中发挥负反馈作用。 嗜碱性粒细胞(bophil):胞质中有不同大小的嗜碱性颗。颗粒中含有肝素、组胺、白三烯，能释放到炎症组织中或者介导I超敏反应。 嗜碱性粒细胞是能循环的组织肥大细胞。它与肥大细胞一样，带有与IgE有高亲和力的受体，即FcR。IgE与受体结合或受体与游离的IgE结合后再与IgE特异抗原结合都能刺激嗜碱性粒细胞及肥大细胞，发生脱粒作用并释放介质引起超敏反应。 肥大细胞(mast cells):类似于嗜碱性粒细胞，但大小略小于前者，是一种组织细胞，带有很强