第十一章-免疫应答-PPT幻灯片

*免疫应答(immuneresponse)

机体受抗原刺激后,体内抗原特异性淋巴细胞识别抗原分子，发生活化、增殖、分化或失能、凋亡，进而表现出一定生物学效应的过程。

*免疫应答的基本阶段

识别（感应）阶段活化（增殖分化）阶段效应阶段第一节免疫应答概述抗原刺激机体免疫应答的过程一、免疫应答的类型（一）天然免疫应答：屏障结构、吞噬细胞、正常体液因素（二）特异性免疫应答：体液免疫、细胞免疫二、免疫应答的基本过程

识别（感应）阶段活化（增殖分化）阶段效应阶段（二）抗原提呈细胞(antigenpresentingcell,APC)*APC能摄取、加工、处理抗原并将抗原信息提呈给T细胞的细胞，又称为辅佐细胞。*专职APC(professionAPC)：能组成性表达MHC-II类分子、具有较强的抗原提呈作用，包括巨噬细胞(Mφ)、树突状细胞(dendriticcell,DC)、B细胞等。*非专职性APC非组成性地表达MHC-II类分子，抗原提呈能力弱，包括内皮细胞、纤维母细胞、上皮及间皮细胞等。肿瘤细胞、病毒感染细胞等也可通过MHC-I类分子途径提呈抗原，属广义APC。*APC表面标志：MHC-I和/或MHC-II类分子；粘附分子。*（一）外源性抗原(exogenousantigen)：

来源于APC外的抗原。*（二）内源性抗原(endogenousantigen)：

APC内合成的抗原。二、抗原提呈过程外源性抗原和内源性抗原的产生*指外源性抗原被APC摄取、加工、处理为抗原肽，与MHC-II类分子形成抗原肽/MHC-II类分子复合物，表达于APC细胞表面，供CD4+T细胞识别的过程1.APC摄取外源性抗原①巨噬细胞：吞噬、胞饮和受体介导的胞吞作用。②树突状细胞：以胞饮和受体介导的胞吞作用为主，吞噬作用较弱。③B细胞：以BCR特异性摄取抗原为主；非特异性胞饮为辅；无吞噬作用。（一）外源性抗原提呈(溶酶体或MHC-II类途径)外源性抗原的摄取mIg介导的内吞补体受体介导的内吞Fc受体介导的内吞吞饮吞噬被动吸附2.外源性抗原的处理和加工（1）抗原在APC中的降解（2）APC内MHC-II类分子的合成、组装及其作用外源性抗原吞噬小体吞噬溶酶体蛋白酶作用形成10-17AA的抗原肽（内质网）新合成MHC-II类分子恒定链（Ii）抗原结合槽为Ii所占据Ii被降解并暴露MHC-II类分子抗原结合凹槽抗原肽/MHC-II类分子复合物表达与APC表面，供CD4+T细胞识别与吞噬溶酶体融合APC处理与抗原提呈

*指内源性抗原被胞质溶胶中蛋白酶体降解为小分子抗原肽后，与MHC-I类分子结合，形成抗原肽/MHC-I类分子复合物，供CD8+T细胞识别的过程。*APC细胞内合成的抗原（如病毒抗原、肿瘤抗原，组织抗原等）主要经此途径提呈。（二）内源性抗原提呈(胞质溶胶或MHC-I类途径)内源性抗原提呈途径

内源性抗原（如病毒抗原、肿瘤抗原)↓被胞质溶胶中LMP酶解抗原肽（含8-13个AA）

↓经TAP转运至内质网形成抗原肽/MHC-I分子复合物↓转运至APC表面提呈给CD8+T细胞识别第三节T细胞介导的细胞免疫应答T细胞识别抗原及活化的条件T细胞应答的效应及其机制细胞免疫参与的主要免疫学效应一、T细胞识别抗原及活化的条件（一）T细胞对抗原的识别

*MHC限制性识别T细胞在识别APC提呈的抗原时，不仅识别抗原肽,还须识别与抗原肽结合成复合物的MHC分子。

TCRαβ链同时识别APC表面的抗原肽(T细胞表位)APC表面的MHC分子(MHC限制性)TCR-CD3复合物与T细胞识别相关的分子

*识别发生的部位免疫应答发生在外周淋巴器官或组织病原体进入血流或淋巴液→转运至外周淋巴器官（脾脏或淋巴结）→被APC捕获、处理→携带至外周淋巴器官的T细胞区（淋巴结副皮质区或脾小动脉周围淋巴鞘等）→将抗原提呈给T细胞→免疫应答（二）Th细胞活化的信号要求

1、Th细胞活化需双信号刺激

（1）活化信号1(抗原特异性信号) *Th细胞表面TCR特异性识别抗原肽/MHC复合物产生的信号(由CD3分子传导)。

（2）活化信号2(协同刺激信号) *APC表面粘附分子与T细胞表面相应配体(如B7-CD28分子等)结合，促进APC与T细胞直接接触，产生T细胞活化的协同刺激信号。

（3）细胞因子(IL-1等)也是T细胞充分活化并增殖的重要条件。第一信号特异性双识别（抗原特异性信号）第二信号协同刺激信号第二信号由APC与T细胞间协同刺激分子对的相互作用提供2、T细胞活化的表现*表达多种细胞因子及受体→T细胞克隆增殖→分化为效应T细胞*表达CD40L→提供B细胞活化第二信号，并活化Mφ*表达FasL→杀伤靶细胞；也可抑制T细胞过度活化*表达CTLA-4→抑制T细胞过度活化二、T细胞应答的效应及其机制（一）CD4+Th1细胞介导迟发型超敏反应(delayedtypehypersensitivity,DTH)(二)CD8+CTL介导的细胞毒效应T细胞活化后产生的免疫效应(一)CD4+Th1细胞介导DTH(二)CD8+CTL介导的细胞毒效应(三)CD4+Th2细胞辅助B细胞产生抗体

（一）CD4+Th1细胞介导DTH迟发型超敏反应(delayedtypehypersensitivity,DTH)：由特异性细胞免疫应答所引起、以淋巴细胞(主要是Th1细胞)和单核吞噬细胞浸润为主的慢性渗出性炎症。由于免疫细胞激活、增殖、分化及炎症细胞的聚集需较长时间,炎症反应发生较迟,持续时间较长,故称为DTH。1．活化Th1细胞的效应（1）活化CD4+Th1释放多种淋巴因子，此乃导致DTH性炎症反应的主要分子基础。*IL-2：T细胞增殖，产生多种细胞因子*IFN-γ：促进表达MHC-II，活化Mφ；*TNF、LT：促进内皮细胞表达AM，产生IL-8等； *MCF：Mφ趋化因子(chemoxaxis) *MAF：Mφ活化因子(activating) *MIF：Mφ移动抑制因子(migrationinhibitor)（2）活化Th1表达CD40L→活化Mφ；FasL→胞毒效应；抑制T细胞过度激活(二)CD8+CTL介导的细胞免疫1、CTL的产生

(1)CTLp的MHC限制性识别 *TCR识别靶细胞表面抗原肽/MHC-I复合物; (2)CTLp激活的双信号 *TCR识别特异性抗原产生活化信号1; *CTLp表面协同刺激分子(CD2、LFA-1、CD8等)与靶细胞表面相应配体(LFA-3、ICAM-1、MHC-I等)结合，提供活化信号2

(3)细胞因子APC→Th1细胞激活→多种细胞因子（IL-2，IL-6等）CTL识别靶细胞及激活信号的产生A：缺乏活化信号1，CTL自未感染的靶细胞上解离B：CTL可识别感染的靶细胞，在活化信号1、2的作用下，CTL被激活并增殖，杀伤靶细胞后解离ABCTL激活的双信号A：病毒感染的DC细胞持续性高表达B7分子，从而提供活化信号1、2，激活CTL并使其分泌IL-2直接激活机制B：IL-2与IL-2R相互作用使CTL克隆扩增AB间接激活机制（一）A：经活化信号1激活的Th细胞促使APC表达协同刺激分子ABB：表达协同刺激分子的APC提供活化信号1、2激活CTL分泌IL-2IL-2与IL-2R相互作用使CTL克隆扩增间接激活机制（二）A：经活化信号1、2激活的Th细胞分泌IL-2ABB：经活化信号1激活的CTL细胞B表达IL-2RIL-2与IL-2R相互作用使CTL克隆扩增间接激活机制（三）

2.CTL的杀伤机制（1）活化CTL脱颗粒释放穿孔素(perforin)→靶细胞坏死释放颗粒酶→靶细胞凋亡(apoptosis)（2）Fas-FasL途径引起靶细胞凋亡（3）其它效应机制（IFN-γ，TNFα/β）CTL释放穿孔素和颗粒酶诱导靶细胞坏死/凋亡CTL释放穿孔素在靶细胞膜上形成孔道

（G=T细胞颗粒，Go=高尔基体，M=线粒体，N=核）CTL表达FasL诱导靶细胞凋亡活化的CTL表达FasLAAAAAAFas-FasL相互作用诱导靶细胞凋亡FasL病毒感染的靶细胞其它效应机制TNFα/β：协同IFN-γ的作用；直接胞毒作用；介导炎症IFN-γ：诱导MHC-I，II类分子和TAP1/2的表达；抑制病毒复制；激活巨噬细胞CTL杀伤靶细胞的特点（一）CTL杀伤靶细胞具有抗原特异性，且受MHC-I类分子限制CTL能够连续杀伤表达相同抗原肽/MHC-I复合物的靶细胞CTL杀伤靶细胞的特点（二）CD8+TC细胞介导的细胞免疫应答

T/靶接触

TCR识别靶细胞表面抗原肽-MHC-I类分子复合物粘附分子作用TD抗原APC处理提呈细胞CD4+Th细胞活化分泌细胞因子

静止的Tc细胞转化为活化Tc细胞脱颗粒释放穿孔素、颗粒酶Fas、FasL靶细胞死亡活化信号活化信号21细胞免疫应答的过程三、细胞免疫参与的主要免疫学效应

(一)迟发型超敏反应;(二)杀伤胞内寄生微生物→抗感染免疫;(三)杀伤瘤细胞→抗瘤免疫效应;(四)杀伤移植物细胞→移植排斥反应;(五)杀伤自身组织细胞→自身免疫病。第四节B细胞介导的体液免疫应答

B细胞对TD抗原的免疫应答

B细胞对TD抗原的初次应答

B细胞对TD抗原的再次应答体液免疫应答的一般规律

B细胞对TI抗原的免疫应答一、B细胞对TD抗原的初次应答（一）B细胞对TD抗原的识别(单识别)*BCR直接识别抗原的B细胞决定基，由Igα和Igβ传递特异性识别信号(活化信号1)*CD19/CD21/CD81/Leu13辅助受体使B细胞对抗原刺激的敏感性提高

BCR复合体CD19/CD21/CD81/Leu13复合物（二）Th细胞对B细胞应答的辅助作用T、B细胞分别识别TD-Ag的T细胞表位和B细胞表位，使T细胞对抗原特异性B细胞予以辅助 *活化Th2与B细胞间协同刺激分子作用(如CD40L/CD40)→提供B细胞活化信号2 *活化Th2细胞分泌细胞因子(IL-4、IL-5、IL-6等)→参与B细胞的分化和激活 *发生部位：外周淋巴组织的T细胞区初次应答中T、B细胞的相互作用Th细胞对B细胞辅助作用的发生机制────────────────────────TD-Ag↓被APC捕获（抗原被加工处理，部分抗原保留在APC表面）↓迁至T细胞区↓↓特异性B细胞BCR识别特异性T细胞TCR识别抗原构象决定基APC表面的肽/MHC-II↓↓T细胞与B细胞直接接触并辅助B细胞激活────────────────────────(三)BCR的信号传导途径*BCR交联→Igα/Igβ胞浆区的酪氨酸激酶激活→Igα/Igβ胞浆区ITAM磷酸化→激活PLCγ→磷脂酰肌醇系统B细胞活化信号的始动B细胞的信号传导过程（四）B细胞在生发中心的分化、成熟1、抗原受体的编辑(receptorediting)*周围淋巴器官的B细胞Ig基因二次重排→BCR被修正→清除自身反应性B细胞2、体细胞高频突变(somatichypermutation)*生发中心母细胞每次分裂中，其BCR的V区基因发生1/1000碱基对突变(高频突变)，形成高亲和力BCR3、Ig类别转换(classswitch)*B细胞IgV区基因重排完成后，其子代细胞的Ig均具有相同V区，在增殖分化的过程中，其IgC区基因可发生类别转换。B细胞的产生及生发中心的成熟（五）B细胞增殖、分化及转归B细胞增殖分化→浆细胞→分泌IgM(初次反应)

B记忆细胞浆细胞分泌IgA、G、E（六）B细胞应答的效应1、中和作用2、激活补体3、调理、粘附作用4、ADCC效应5、穿过胎盘和粘膜再次抗原刺激TD抗原APC摄取、处理、提呈抗原BCR识别抗原B细胞表位B/Th间协同刺激分子作用

Th细胞活化分泌IL-2、IL-4、IL-5、IL-6B细胞活化、增殖、分化记忆Bcell浆细胞IgM、G类抗体活化信号1活化信号2B细胞对TD抗原的初次应答初次应答的基本过程二、B细胞对TD抗原的再次应答再次应答过程中记忆性B细胞作为抗原提呈细胞激活抗原特异性的Th细胞Th细胞激活后辅助记忆性B细胞增殖和分化Th细胞与记忆性B细胞的相互作用B细胞对TD抗原的再次应答TD抗原记忆BcellBcell充当APCTCR-抗原肽：MHC-IIB7/CD28细胞因子活化信号1活化信号2活化信号1活化信号2Th2细胞活化CD40L/CD40BCR-抗原肽复合物细胞因子记忆Bcell浆细胞IgG、A、E类抗体记忆B细胞活化、增殖、分化抗体产生的一般规律（针对TD抗原）个体发育中免疫球蛋白的产生规律胚胎晚期：IgM出生3个月：IgG出生4-6个月：IgA初次应答和再次应答的规律抗体产生的四个阶段潜伏期对数生长期平台期下降期三、初次免疫应答和再次免疫应答

(一)初次免疫应答 *特定抗原首次刺激机体,须经一定的潜伏期才能在血液中出现抗体,且产量低,维持时间短,很快下降，产生抗体以IgM类为主，亲和力低，特异性低。 (二)再次免疫应答(回忆应答) *初次应答后，再次给予相同抗原刺激,则抗体出现的潜伏期明显缩短,抗体产量高,维持时间长，产生抗体以IgG类为主，亲和力高，特异性高。再次应答需用相同抗原再次刺激初次应答和再次应答抗体浓度时间（天）103总抗体量潜伏期IgGIgM初次抗原刺激再次抗原刺激潜伏期非B细胞初次特性再次B细胞抗原呈递抗原浓度抗体生成潜伏期高峰浓度维持时间Ig类别亲和力无关抗体

高低

5-10天

较低

短

主要为IgM

低

多

2-5天

较高

长

IgG、A

高

少

初次应答和再次应答的异同初次应答和再次应答示意图四、B细胞对TI抗原的免疫应答

无须Th辅助，无再次应答，发生时间早

1．TI-1抗原激活B细胞（1）高浓度TI-1多克隆激活B细胞（2）低浓度TI-1特异性激活B细胞*TI-Ag部分决定基直接与BCR结合；*TI-Ag丝裂原结构与相应受体结合； 2．TI-2抗原直接激活B细胞*其重复决定基与多个BCR结合→BCR交联胸腺非依赖性抗原激活B细胞的机制（A）：TI-1抗原（B）：TI-2抗原TI-1抗原诱导B细胞的激活TD抗原和TI抗原的异同

TD抗原

TI-2抗原诱导婴幼儿免疫耐受刺激无胸腺小鼠产生抗体无T细胞的免疫应答激活T细胞多克隆B细胞激活对重复序列的需要抗原举例

+

+-

TI-1抗原

-

++

-

++

+

--

-

+-

-

-+白喉毒素、病毒血凝素、PPD等细菌多糖、多聚蛋白、百日咳杆菌、LPS等肺炎球菌脂多糖、沙门氏多聚鞭毛聚糖等Immunetolerance第五节免疫耐受一、免疫耐受概述

二、免疫耐受形成的条件

三、免疫耐受的机制

四、免疫耐受的维持与破坏

五、人工诱导免疫耐受

六、研究免疫耐受的意义◆免疫耐受(immunetolerance)乃机体对抗原刺激表现为特异性“免疫不应答”的现象。◆与免疫应答的相同点：需抗原刺激，有潜伏期、抗原特异性、免疫记忆；◆与免疫抑制不同点：无抗原特异性，对各种抗原均无应答或低应答。（一）基本概念免疫原耐受原免疫原免疫原免疫反应+++

4-6周4-6周7-14天7-14天免疫正应答免疫负应答（二）胚胎期及新生期免疫耐受现象Owen于1945年发现异卵双胎小牛胎盘血管互相融合，出生后体内均存在两种不同血型的红细胞，即形成红细胞嵌合体（chimeras），并互不排斥。Medawar设计并建立了同种移植耐受试验天然BSA耐受可溶性BSADresser证明成年鼠也可诱导免疫耐受胚胎鼠成年鼠耐受耐受是抗原特异性的未成熟的淋巴细胞容易诱导耐受耐受性的维持需要耐受原的持续存在成熟的淋巴细胞在一定条件下也可诱导耐受（三）免疫耐受的一般特点二、免疫耐受形成的条件（一）抗原方面1.抗原的性状：耐受原：小分子、可溶性、单体、表位密度高免疫原：大分子、颗粒性、聚合体2.抗原剂量：TI抗原：高剂量B细胞耐受TD抗原：高剂量T、B细胞耐受（高带耐受）低剂量T细胞耐受（低带耐受）天然BSAAb离心单体Ab抗原类型：单体蛋白易诱导耐受低带与高带耐受的主要特征低带耐受高带耐受参与细胞TT、B产生速度快慢持续时间长短抗原种类TD抗原TD、TI抗原3.抗原注射途径：静脉注射/口服>腹腔注射>皮下/肌肉注射4.抗原持续时间：抗原性质：有生命、无生命抗原（是否容易降解）多次反复注射耐受原抗原免疫途径：口服抗原易致局部粘膜免疫，但导致全身耐受机体免疫系统的成熟度（年龄）

胚胎期〉新生期〉成年期动物的种属和品系（遗传）

大鼠、小鼠〉兔、有蹄类、灵长类免疫抑制措施的影响

免疫抑制状态有利于诱耐（二）机体因素三、免疫耐受的机制中枢耐受：胚胎期免疫系统未成熟的T、B细胞在中枢性免疫器官接触抗原所形成的免疫耐受；外周耐受：成熟的T、B细胞在外周遇到抗原，不产生免疫应答。（一）中枢耐受机制（阴性选择）自身反应性T、B细胞在胸腺与骨髓发育过程中，其TCR及BCR分别与微环境基质细胞表面表达的自身抗原肽-MHC分子呈高亲合力结合，从而启动细胞程序性死亡，致克隆消除。胚胎期免疫系统接触特定抗原后，针对该抗原的特异性细胞克隆即被清除或被“禁闭”，机体将该抗原视为自身成份，出生后将不对此抗原产生应答。Burnet的克隆丢失学说（clonaldeletiontheory）T细胞在胸腺的发育过程

“时间、地点、人物”事件的发生过程

阳性选择

阴性选择意义

T、B细胞的阴性选择使正常机体得以建立针对自身抗原的中枢免疫耐受。若阴性选择发生障碍，可致自身免疫病。（二）外周耐受外周自身反应性T及B细胞的产生胸腺及骨髓基质细胞并不表达某些外周器官的组织特异性抗原或低亲和力的自身反应性T细胞→针对自身组织特异性抗原的T/B细胞克隆未被消除(输至外周）。外周性免疫耐受机制1.自身反应性淋巴细胞克隆清除2.自身反应性淋巴细胞克隆不应答3.自身反应性淋巴细胞克隆抑制*现象：在转基因小鼠模型中发现，外周成熟T细胞接触自身抗原后，能通过凋亡机制导致自身反应性细胞的清除。*机制：Fas/FasL途径介导的AICD（活化诱导的细胞死亡）是维持外周T细胞耐受的主要机制。1.自身反应性淋巴细胞克隆清除活化诱导的细胞死亡(AICD)*免疫忽视(immunologicalignorance)：缺乏第一活化信号,如隔绝抗原；*克隆无能（clonalanergy）：缺乏第二活化信号,如非专职APC及组织细胞缺乏协同刺激分子；*缺乏Th细胞的辅助：缺乏由之产生的促进淋巴细胞活化增殖分化的细胞因子。2.自身反应性淋巴细胞克隆不应答缺乏Th细胞的辅助

*Ts细胞的作用

→释放抑制性细胞因子

→关闭相关细胞的信号转导通路

*Th1与Th2细胞的相互抑制作用

*独特型与抗独特型

3.自身反应性淋巴细胞克隆受到抑制免疫抑制细胞的作用耐受小鼠正常同系小鼠LC

LC清除T细胞耐受转移耐受不能转移四、免疫耐受的维持与破坏（一）免疫耐受的维持耐受原的持续存在是最重要的因素免疫系统的成熟程度免疫抑制剂的应用（二）免疫耐受的破坏中枢耐受的破坏外周耐受的破坏隐蔽抗原的释放交叉抗原的侵入细胞因子产生异常免疫调节功能紊乱多克隆淋巴细胞的激活五、人工诱导免疫耐受

骨髓嵌合体的建立应用针对T细胞共受体的抗体诱导移植免疫耐受可溶性抗原诱导耐受阻断协同刺激信号诱导耐受阻断粘附分子诱导耐受口服抗原诱导耐受未致敏B细胞提呈抗原诱导T细胞耐受克隆增生过度导致淋巴细胞衰竭和耐受拮抗性抗原错误的信号传递诱导耐受产生代谢缓慢的TI抗原能诱导B细胞耐受通过否决和抑制性细胞诱导耐受通过免疫偏离选择合适的免疫应答使用自身抗原肽拮抗剂→封闭TCR和BCR六、研究免疫耐受的意义免疫耐受的生物学意义

免疫耐受是机体免疫系统识别自己与非己的基础，即免疫系统在建立对自身抗原耐受的基础上，才能识别并排斥异己抗原，从而维持自身环境的稳定。免疫耐受超敏反应自身免疫病移植排斥反应某些感染免疫耐受的临床意义肿瘤第六节免疫调节*免疫调节(immuneregulation)免疫应答过程中,各种免疫细胞与免疫分子相互促进和抑制,形成正负作用的网络结构,并在遗传基因的控制下,完成免疫系统对抗原的识别和应答。主要内容一、基因水平的调节二、分子水平的调节三、细胞水平的调节四、独特型网络的调节五、神经-内分泌-免疫调节网络六、群体水平的调节一、基因水平的调节1.MHC对T细胞的免疫调节*调节T细胞发育*调节T细胞识别抗原*调节T细胞效应2.MHC对B细胞的免疫调节*调节B细胞活化3.非MHC基因的免疫调节TCR的MHC限制性识别示意图Th细胞激活并辅助记忆性B细胞增殖、分化二、分子水平的调节1.抗原的调节作用2.抗体和免疫复合物的调节作用3.补体的调节作用4.免疫细胞表面激活或抑制性受体的调节作用*抗原的性质*应用结构类似的人工合成肽段可发挥免疫调节作用。。1．抗原的调节作用

—是调节免疫应答的最关键因素2.抗体和抗原-抗体复合物调节

（1）抗体以发挥负调节作用为主*抗体→加速抗原清除*抗原封闭或抗原竞争*受体交联（2）抗体的正调节作用*应答早期产生的IgM（3）免疫复合物的调节作用机制

3．补体调节

*FDC表面C3bR捕获C3b-Ag-Ab复合物

持续激活B细胞。4.免疫细胞表面激活或抑制性受体的调节作用5.细胞因子的免疫调节作用*正调节（IL-1）*负调节（TGF-β）6.黏附分子的调节作用*淋巴细胞再循环*协同刺激信号（CD28/CTLA-4）7.MHC分子8.Fas/FasL

三、细胞水平的免疫调节（一）T细胞亚群的调节作用*不同