免疫学教案 (一)

绪论

一、教学内容与学时分配：绪论2学时

二、授课对象：生物技术、生物科学专业本科生

三、单元教学目标：

掌握：免疫的概念、免疫系统的功能、免疫应答的基本特点。

熟悉：免疫的类型、免疫系统基本组成、重要免疫学家的贡献。

了解：免疫学发展简史；现代免疫学的发展。

四、授课重点：免疫的概念、免疫系统的基本功能。

五、授课难点：教学过程中着重讲解如何理解免疫功能的双重性，并使学生熟

悉免疫学涉及的专业名词。

六、授课形式：多媒体辅助授课。

七、授课方法与课前准备：认真查阅相关的书籍、文献资料，查找最新的免

疫学相关进展。

八、思考题：1.如何理解现代免疫概念的三个层次？

2、现代免疫学的理论与技术向其它学科的渗透体现在哪些方面？

授课内容：

一、Whywestudyimmunology

人类生存在一个充满危险的环境中。在人类生存的环境中存在有大量的致病

原，其中包括细菌、真菌、病毒、病原虫等。这些病原生物的存在严重地威

胁着人类的健康和生命。自古以来，传染性疾病（黑死病、天花和流感）对

人类的健康造成了极大的威胁。由于传染病死亡的人数远远超过了任何一场

战争。于1918年流感的全球性大暴发，夺走了2000多万人的生命，这一数字远

远超过了在刚刚结束的第一次世界大战中的死亡人数。

100年前，世界疾病死亡率前三位的均为传染性疾病，但是目前已被各种心脑

血管病和癌症所取代。这些得益于免疫学理论和实验技术的快速发展。

二、现代免疫学的重要地位：1901年首次医学和生理学奖的获得者就是在免疫

学有突出贡献的vonBehring。截至1996年止，该奖共颁发87次，而免疫学以及

与免疫学密切相关的科学成果就占16项，为获奖次数的18.4%。这是任何生物

医学学科所属的单一学科所不比拟的。这一事实说明免疫学及其成就的重要

性，同时也反映了免疫学是生物医学领域中的一块肥沃的原野，具有极为广

阔的发展前景。

三、免疫的概念：immunislmmune/lmmunity；中文"免疫"一词免是免除的

意思，而疫则是指能够传染的疾病。二者合起来就是免除疾病的意思。

现代免疫的概念：机体对自我物质和非我物质的识别；机体通过发动一系列

（特异性或非特异性）的生理学过程，排除非我成分保护自我成分，从而使机

体达到稳定、平衡的状态；在保护机体的同时，也可能对机体产生一定的损

伤。

四、免疫学的发展简史

（一）经验免疫学时期的重要事件

11世纪的中国，人们就发现天花病人愈后的痂皮可以对天花起到预防作用,

并将种人痘的方法用于天花的预防。这种方法沿丝绸之路传入土尔其，后经

土尔其的大使夫人将此方法传入英国。

Jenner和牛痘的发明：1798年Jenner发表了关于牛痘疫苗的文章，为当时人们

抵御天花做出了贡献。

1979年，世界卫生组织（WHO）宣布人类已消灭天花，从而使得天花成为人

类第一个彻底战胜的疾病。

（二）实验免疫学时期的重要事件

1.Pasteur和减毒疫苗:Pasteur提出了病原的概念，指出病原就是致病菌；通过

人为处理的方法降低病原菌的致病性，从而获得多种人工减毒疫苗；Pasruer

被称作是现代免疫学之父。

2.Koch和病原菌致病的提出：Koch发明了固体培养基，分离培养结核杆菌成

功；建立了微生物分离培养的技术，并在短期内发现了多种病原菌。提出病

原菌致病的概念。将各种病原菌制成减毒疫苗，最主耍的是制备成功了结核

杆菌的疫苗，并因此获得了1905年的诺贝尔奖。

3.Behring和血清疗法：1890年Behring发现利用白喉外毒素免疫马，可使马体

内产生某种能够中和外毒素的物质，并将其称为抗毒素，实际上就是抗体。

1891年他利用动物免疫血清成功治愈了首例白喉患者，开创了被动免疫临床

应用的先河，并因此获得了1901年首届诺贝尔医学及生理学奖。

4.PaulEhrlich与体液免疫学：Bordet在体外实验中发现抗原和抗血清可以发

生凝集反应，提出在血清中存在凝集病原菌的物质，称为抗体;Ehrlich在前人

工作的基础上提出了抗体形成的侧链学说，并以此为中心的体液免疫学说,

其主要内容是免疫力依赖于体液中具抗体活性的物质。

5、Metchnikoff与细胞免疫学：Metchnikoff发现体内吞噬细胞吞噬外来异物

反应过分强烈可引发超敏反应，反应过低(或缺如)则表现为易受感染或免

疫缺陷病。

免疫自稳(immunologichomeostasis):是机体免疫系统维持内环境稳定的一

种生理功能。正常情况下，免疫系统能及时清除体内损伤、衰老或变性的细

胞或抗原抗体复合物，而对自身成分不发生免疫应答，处于免疫耐受状态；若

免疫耐受功能失调，则可导致自身免疫性疾病。

免疫监视(immunologicsurveillance)：是机体免疫系统及时识别、清除体内

出现的突变细胞和病毒感染细胞的一种生理保护作用。若免疫监视功能失调,

则可发生肿瘤或病毒持续性感染。

免疫系统概述

一、教学内容与学时

免疫系统概述2学时

分配

二、授课对象生物技术、生物科学专业本科生

掌握：固有性免疫和获得性免疫的概念及其主要过程。

熟悉：在免疫系统中重要的免疫过程和重要概念，为今后

三、单元教学目标教学内容的展开打下基础。

了解：固有性免疫和获得性免疫之间的相互作用与联系。

了解：固有性免疫和获得性免疫之间的相互作用与联系。

四、授课重点固有性免疫和获得性免疫的概念及主要过程。

教学过程中着重讲解获得性免疫的主要组成成分及其过

五、授课难点

程。

六、授课形式多媒体辅助授课。

七、授课方法

认真查阅相关的书籍、文献资料，丰富图片和动画过程。

与课前准备

1.如何理解固有性免疫和获得性免疫的关系？

2、细胞免疫与体液免疫之间存在何种联系？

九、思考题

2.细胞免疫与体液免疫之间存在何种联系？

2、细胞免疫与体液免疫之间存在何种联系？

十、教研室意见

授课内容：

一、Innate(Nonspecific)immunity:

任何生命有机体都具有抵御外来微

生物侵袭的与生俱有的本领，称之为固

有性免疫。是机体在接触外来的侵染物

机械阻挡和排除作用

之前就已经存在的免疫性，所以天然免

疫性是机体先天就有的，而且始终存在

的防御机制。

解剖屏障：皮肤、粘膜、血脑和血胎

屏障

解剖屏障：皮肤、粘膜、血脑和血

胎屏障

生理屏障：温度、低pH、生物活性

阻止细菌生长或杀伤细菌

物质

通过吞噬细胞的吞噬作用清除病原

吞噬作用屏障

体

组织损伤和感染引起的血管物质外

炎症反应屏障

渗，引起感染部位和体温升高。

二、Adaptive(Specific)immunity:

是指免疫系统与外界微生物或其它抗原性异物接触后其本身形态发生了

变化，从而获得了针对该种微生物或抗原的免疫力。

(一)Humoralandcell-mediatedimmuneresponse

体内由T淋巴细胞介导的免疫称为细胞免疫。Therecognitionofan

anligen-MHCuumplexbyaspecificmalureTlymphouyleinducesclonal

proliferationintovariousTcellswitheffectorfunctions(THcellsandCTLs)and

intomemoryTcells.

体内由B淋巴细胞介导的免疫称为体液免疫。antigeninducestheclonal

proliferationofBlymphocytesintoantibody-secretingplasmacellsandmemory

Bcells.

(二)Cellsoftheimmunesystem

TheAdaptiveImmuneSystemRequiresCooperationBetweenLymphocytes

andAntigen-PresentingCellSo

l.Tlymphocytes:Tlymphocytesalsoariseinthebonemarrow.ThenTcells

migratetothethymusglandtomature.

A.TcellsbearingCD4(CD4+cells)recognizeonlyantigenboundtoclassII

MHCmolecules.

B.TcellsbearingCD8(CD8+cells)recognizeonlyantigenassociatedwith

classIMHCmolecules.

Ingeneral,CD4+cellsactashelpercellsandCD8+cellsactascytotoxic

cells.BothtypesofTcellsexpressabout105identicalmoleculesoftheantigen

bindingT-cellreceptor(TCR)percell,allwiththesameantigenicspecificity.

2.Blymphocytes:Blymphocytesmaturewithinthebonemarroworbrusa.

Bcellshaveabout105moleculesofmembrane-boundantibodypercell.AH

theantibodymoleculesonagivenBcellhavethesameantigenicspecificityand

caninteractdirectlywithantigen.

3.Antigenpresentingcells(APC,抗原递呈细胞):Thesespecializedcells,

whichincludemacrophages,Blymphocytes,anddendriticcells.

(三)RecognitionofantigenbyBandTcells

BothBandTlymphocytesrecognizediscretesitesontheantigencalled

epitopes(表位).

Fourrelatedbutdistinctcell-membranemoleculesareresponsiblefor

antigenrecognitionbytheimmunesystem:Membrane-boundantibodieson

Bcells(smIg)NT-cellreceptors>ClassIMHCmoleculesNClassIIMHC

moleculeso

(四)Roleofmajorhistocompatibilitycomplex(MHC)

TcellscanrecognizeanepitopeonlywhenitisassociatedwithanMHC

moleculeonthesurfaceofaself-celL

(五)Processingandpresentationofantigens

ComplexAntigensAreDegraded(Processed)andDisplayed(Presented)

withMHCMoleculesontheCellSurface

Exogenousantigenisproducedoutsideofthehostcellandentersthecell

byendocytosisorphagocytosis.Exogenousantigenisingestedbyendocytosis

orphagocytosisandthenenterstheendocyticprocessingpathway.Here,

withinanacidicenvironment,theantigenisdegradedintosmallpeptides,

whichthenarepresentedwithclassIIMHCmoleculesonthemembraneof

theantigen-presentingcell.Endogenousantigenisproducedwithinthehost

cellitself.Twocommonexamplesareviralproteinssynthesizedwithin

virus-infectedhostcellsanduniqueproteinssynthesizedbycancerous

cells.endogenousantigen,whichisproducedwithinthecellitself(e.g.,ina

virusinfectedcell),isdegradedwithinthecytoplasmintopeptides,which

moveintotheendoplasmicreticulum,wheretheybindtoclassIMHC

molecules.Thepeptide-classIMHCcomplexesthenmovethroughtheGolgi

complextothecellsurface.

(六)Cellularinteractionsrequiredforgenerationofimmuneresponses

三、Collaborationbetweeninnateandadaptiveimmunity

四、ImmuneDysfunctionandItsConsequences

Sometimestheimmunesystemfailstoprotectthehostadequatelyor

misdirectsitsactivitiestocausediscomfort,debilitatingdisease,oreven

death.Thereareseveralcommonmanifestationsofimmunedysfunction:

Allergyandasthma；Graftrejectionandgraft-versus-hostdisease；

Autoimmunedisease；Immunodeficiency

免疫系统中的器官、组织和细胞

一、教学内容与学时

免疫系统中的器官、组织和细胞4学时

分配

二、授课对象生物技术、生物科学专业本科生

掌握：免疫器官的组成及其功能,T、B细胞的重要表面分

三、单元教学目标子亚群及功能。抗原递呈细胞的概念、种类及特性。

熟悉：T细胞在胸腺内发育过程,B细胞在骨髓内的发育

过程。熟悉免疫细胞间的相互作用。

了解：粘膜相关淋巴组织的组成、分布、功能，了解淋巴

细胞再循环。

了解：粘膜相关淋巴组织的组成、分布、功能，了解淋巴

细胞再循环。

了解：粘膜相关淋巴组织的组成、分布、功能，了解淋

巴细胞再循环。

四、授课重点免疫器官和主要免疫细胞类型的生理学作用。

教学难点是T、B淋巴细胞的发育过程及免疫细胞之间的

五、授课难点

相互作用。

六、授课形式多媒体辅助授课。

七、授课方法

认真查阅相关的书籍、文献资料，丰富图片和动画过程。

与课前准备

1.如何理解T细胞成熟过程中阴性选择和阳性选择的作

用？

九、思考题2、抗原递呈细胞在整个免疫系统中的作用如何？

2.抗原递呈细胞在整个免疫系统中的作用如何？

2、抗原递呈细胞在整个免疫系统中的作用如何？

十、教研室意见

授课内容:

Cellsandorgansoftheimmunesystem

immunesystem:由执行机体免疫功能的器官、组织、细胞和分子组成的系统

称为免疫系统。

一、OrgansoftheImmuneSystem

Anumberofmorphologicallyandfunctionallydiverseorgansandtissueshave

variousfunctionsinthedevelopmentofimmuneresponses.Thesecanbe

distinguishedbyfunctionastheprimaryandsecondarylymphoidorgans0

Primarylymphoidorgans:免疫细胞发育成熟的部位：胸腺腔上囊及类器官

骨髓

secondarylymphoidorgans:免疫细胞和外来抗原作用的部位：淋巴结脾脏

粘膜相关淋巴组织

(——)胸腺:ThethymusisthesiteofT-celldevelopmentandmaturation.

胸腺位于胸腔纵隔上方，胸骨后方，分左右两叶。胸腺在出生后两年内为活动

的高峰期，至青春期长至最大，青春期后逐渐退化，这种现象称为生理性胸

腺萎缩。

胸腺结构：胸腺可分为皮质和髓质两个部分其中位于皮质的细胞是未成熟的

T细胞；髓质中含有网状上皮细胞、巨噬细胞和少量的T细胞，随着细胞从皮

质层向髓质的迁移，细胞也会逐渐变为成熟的T细胞。

胸腺的功能：胸腺是T细胞分化成熟的场所，在这个过程中，只有大约1%的

细胞能最终发育成熟；髓质内的网状上皮细胞可分泌胸腺激素，这些物质是

构成胸腺微环境的重要因素，对于T细胞的分化和调节起到重要的作用；形

成对自身抗原的耐受性一一维持自身的稳定。在T细胞成熟的过程中能与自

身抗原物质发生反应的克隆都被清除掉了。

（二）Bursa（腔上囊及类器官）

腔上囊是鸟类特有的器官，它是鸟类B淋巴细胞成熟的部位；

（三）Bone

骨髓是人和哺乳类动物的造血器官，同时也是各种免疫细胞的发源地，其中

含有具强大分化潜能的多能干细胞，能分化为髓样干细胞和淋巴干细胞；骨

髓功能缺陷时可导致机体免疫功能的缺陷；骨髓被认为是高等哺乳动物B细

胞成熟的部位。

（四）淋巴结

淋巴结外具被膜，实质分为皮质和髓质两部分，皮质浅区为B细胞居留地，皮

质深区为T细胞居留地；淋巴结不仅是特异的免疫应答的发生地，同时还具

有过滤病原的作用

（五）Spleen

滤过作用：体内约90%的循环血液要流经脾脏，脾脏中的Mf可吞噬和清除血

液中的病原体，以及衰老死亡的自身红细胞、白细胞、某些蜕变细胞及免疫

复合物等，从而使血液得到净化。脾脏是T细胞和B细胞细胞定居的场所；

是免疫应答发生的场所：血液中的病原体等抗原性异物竟血液循环进入脾脏,

除被Mf摄取并降解为抗原肽，导致T、B细胞活化、增殖，产生效应T细胞

和浆细胞。脾脏是针对来自血液中抗原异物的免疫应答场所，也是体内产生

抗体的主要器官；还是合成某些生物活性物质，如补体、干扰素等。

（六）粘膜相关淋巴组织（mucosa-associatedlymphoidtissue,MALT）

粘膜相关淋巴组织，乃无被膜的淋巴组织，主要指呼吸道、肠道及泌尿生殖道

粘膜固有层和上皮细胞下散在的淋巴组织，以及某些带有生发中心的器官化

的淋巴组织,MALT主要包括鼻相关淋巴组织、肠相关淋巴组织和支气管相关

淋巴组织。如扁桃体、小肠的派氏集合淋巴结（Peyer'spatch）、阑尾等。

二、免疫细胞

（一）免疫细胞的概念：免疫细胞泛指所有参加免疫应答或与免疫应答有关

的细胞及其前身，主要包括造血干细胞、淋巴细胞、单核/巨噬细胞及其，’也抗

原递呈细胞、粒细胞、肥大细胞和红细胞。Allbloodcellsarisefromatypeofcell

calledthehematopoieticstemcello造血干细胞是存在于造血组织中的一群原始

造血细胞。在人胚胎第2周时可出现于卵黄囊，第四周开始转移至胚肝，妊娠5

个月后，骨髓开始造血，出生后骨髓成为造血干细胞的主要来源。

（二）、免疫细胞的主要类型

1.淋巴细胞

Lymphocytesarethecentralcellsoftheimmunesystem,responsibleforadaptive

immunityandtheimmunologicattributesofdiversity,specificity,memory,and

self/nonselfrecognition.淋巴细胞在体内是极为复杂的不均一的细胞群体。各种

淋巴细胞在免疫应答过程中相互协作，相互制约，共同完成机体对抗原性物

质的识别、应答和清除，维持内环境的稳定。体内的淋巴细胞主要包括T细

胞和B细胞两类。

1）thymusdependentcell

A.T细胞的主要类群

a、辅助性T细胞(helpTcells,Th):T细胞具有辅助B细胞产生抗体的能力。

它还可以辅助其它免疫细胞发挥作用。我们将这类T细胞称为辅助性T细胞

(helperTcellsTH)O它占所有T细胞总数的40〜60%。TH是AIDS的受体细

胞。Th细胞可根据它分泌的细胞因子的类型不同分成两个亚群:Thl和Th2o

b、抑制性T细胞：在T细胞类群中有一类T细胞，它可以抑制其它免疫细胞

(TH、B)的活性，防止机体产生过高的免疫应答。这一类T细胞我们称为

抑制性T细胞(suppressorTcellsTS)。抑制性T细胞不是独立的亚群，只是

功能含义上的命名。具有抑制功能的T细胞既可表达CD4+也可表达CD8+

标志。它约占T细胞总量的5〜10%。

cytotoxicTlymphocyteCTLs:细胞毒性T细胞是T细胞的主要效应形式。

作用方式：通过与靶细胞细胞后释放成孔蛋白使靶细胞膜受损，从而导致靶

细胞的破裂；向靶细胞内释放物质，诱导靶细胞发生细胞凋亡。所以我们将

此类细胞称为细胞毒性T细胞。

d、反抑制性T细胞：这类细胞的主耍作用是防止Ts细胞的活性过高，抑制

Ts细胞的活性，从而使机体的细胞免疫处于一种合适的程度。

B.T细胞的表面标志

细胞表面存在多种分子，根据这些分子我们可以将T细胞区分为不同的类型。

在这些分子中最重要的是CD(clusterofdifferentation)抗原。

常用CD4和CD8分子来区别T细胞的不同亚群：CD4+T主要为TH细胞；

CD8+T主要为TC细胞

CD3:表达于成熟的T细胞上，至少有5种肽链组成的细胞表面大分子。它与

TCR一起形成有功能的TCR复合体，在信号传导方面起着重要作用。

CD40L:表达于Th上，是B细胞表面分子CD40有配体。CD40L与CD40结

合能刺激B细胞活化。

C、T细胞表面受体:T细胞表面受体(TccHreceptorTCR)也是存在于T细

胞表面的一类分子。它的作用是结合外来抗原的抗原决定簇。TCR由a、B

两条异二聚体组成的TCRaPo两条肽链都是由膜外区、穿膜区及胞浆区组

成。TCR属于坨超家庭，膜外区包括可变区和恒定区。

绵羊红细胞表面分子受体：它可以与绵羊红细胞发生结合，在显微镜下观察

类似玫瑰花环。

有丝分裂原受体：这些受体可与PHA和ConA,这些物质与T细胞结合后能

促进细胞分裂。

D.T细胞个体发育

胸腺细胞在胸腺内经历了严格的选择过程，即发生在胸腺皮质的阳性选择

(positiveselection)和发生在皮-髓交界处的阴性选择(negativeselection)o

进入胸腺的前T细胞，约95%在皮质发生凋亡，仅不足5%的胸腺细胞继续向

髓质迁移，分化为成熟T细胞，最后(大约仅1%)进入外周免疫器官。

Thymocytesundergotwoselectionprocessesinthethymus.Positiveselectionfor

thymocytesbearingreceptorscapableofbindingself-MHCmolecules,which

resultsinMHCrestriction.Cellsthatfailpositiveselectionareeliminatedwithin

thethymusbyapoptosis.Negativeselectionthateliminatesthymocytesbearing

high-affinityreceptorsforself-MIICmoleculesaloneorself-antigenpresentedby

self-MHC,whichresultsinself-tolerance.

经过选择，胸腺细胞获得了MHC限制性和自身耐受性。阳性选择的过程是检

测所有T细胞是否能与自身细胞表面的MHC分子相互作用，只有能与自身

MHC分子相识别的T细胞才能存活。阴性选择的过程是清除与机体自身抗原

反应的T细胞克隆,这样可以保证成熟的T细胞对自身成分的无反应性"

2)Bursa/Bonedependentcells

A.B细胞表面受体

BCR(Bcellreceptor)这类分子实际上是存在于B细胞膜表面的免疫球蛋白

(surfacemembranceIg,Smlg),Smlg既是B细胞识别抗原的受体,能与相

应的抗原特异性结合，又是表面抗原，能与抗免疫球蛋白的抗体特异性结合。

Smlg类别随B细胞发育阶段而不同。

B.B细胞的表面标志

a、B细胞分化抗原：这些抗原是仅存在于B细胞表面的特有的抗原分子，而

不存在于其它免疫细胞上，它们表达于B细胞发育的不同阶段，所以称做分

化抗原。

CD40：表达于B细胞、巨噬细胞、树突细胞等。CD40是B细胞协同刺激信

号的受体，能促进细胞的生长与分化。

Fc段受体：Fc是免疫球蛋白的结晶段。B细胞表面存在Fc的受体，它与Fc

段的结合状况对B细胞的活化或产生抗体起到促进或抑制作用。

补体受体：存在于B细胞表面的补体受体主要是C3受体。

丝裂原受体：此类受体与B细胞分裂原结合后可以促进B细胞的分裂。

C.B细胞的发育：

IgD作为一种类型的免疫球蛋白只在B细胞的发育过程中出现。它对B细胞

在不同的发育阶段起到稳定的作用。在发育过程中，B细胞未表达IgD时，遇

到抗原就会发生凋亡；一旦细胞开始表达IgD,B细胞就会进入一种稳定状态,

遇到抗原就会分泌Ig。

3)抗原递呈细胞(antigenpresentingcellAPC)

APC是具有抗原递呈作用的几类细胞的总称：树突状细胞、单核吞噬细胞系

统、B细胞、某些内皮细胞

抗原进入体内后不能直接激活T、B细胞，必需要通过APC的处理，将处理后

的抗原递呈给T、B细胞，引进机体的免疫应答。

A、树突状细胞：在所有能起到抗原递呈作用的细胞当中，树突状细胞起了最

主要的作用。

树突状细胞的特点：

①能高水平表达MHC-II类分子；②可表达参与抗原摄取和转运的特殊膜受

体；③有效摄取和处理抗原，然后迁移至T细胞区；④能活化未致敏T细胞;

⑤抗原提呈效率高。

B、单核吞噬细胞系统：吞噬细胞是一大类细胞，它存在于体腔和各种组织中

的巨噬细胞(肝脏中的枯否氏细胞、肺中的尘细胞、神经中的胶质细胞、血

液中的单核细胞等)。它们都来源于骨髓干细胞，具有很强的吞噬能力。

2.在机体固有性免疫中起作用的细胞

1)NK细胞(naturalkillercell)：NK细胞对抗原无识别作用,可以杀伤外来

的细胞类抗原。另外它可以清除突变的自体细胞，从而达到防止癌症发生；

NK细胞在免疫监督中起重要作用。

2)K细胞(killercell):K细胞以在抗体的介导下对细胞性抗原进行特异性

的杀伤作用

3)淋巴因子活化的杀伤细胞(lymphokineactivekillercell,LAK)：此类杀伤

细胞需要淋巴因子(IL-2)的刺激才能激活。最突出的特征是具有广谱的抗

肿瘤作用。

3.其它免疫相关细胞

A.嗜中性粒细胞

在外周血中占白细胞总数的40%---75%；细胞具有高度的运动性，对趋化物质

的刺激能做出迅速的反应；

具有较强的吞噬活性，主耍在急性炎症过程中起作用；嗜中性粒细胞可以从

血管中渗出进行吞噬活动，完成功能后死去，是脓液中的主要细胞。

B.嗜酸性粒细胞

占正常白细胞总数的2%--5%；颗粒中含有组织胺酶，酸性磷酸酶，碱性蛋白。

在消灭寄生虫，吞噬抗原抗体复合物起重要的作用。其表面表达IgE的Fc段

的受体，可以介导IgE对寄生虫的杀伤作用。

C.嗜碱性粒细胞

占正常血液白细胞总数的不到0.2%；它是能循环的组织肥大细胞，它与肥大

细胞一样，表面具有IgE的受体，与IgE具有高亲合力，与IgE结合后可发生

脱颗粒并诱发超敏反应。

D.红细胞在免疫反应中的作用

增强吞噬作用：通过细菌等病原微生物与RBC的粘附，可以增强吞噬细胞对

它们的吞噬作用，使抗原易于被捕获；清除存在于血液中的免疫复合物:RBC

可以结合、固定、聚集免疫复合物，当粘附有免疫复合物的RBC经过肝脏和

脾脏时,RBC可将结合的免疫复合物递呈给吞噬细胞,RBC可再次进入循环；

识别和携带抗原：在移植反应中，抗原可以吸附在RBC上，并在脾脏中大量

聚集，将抗原信息传递给脾脏中的免疫细胞。

抗原

一、教学内容与学时

抗原4学时

分配

二、授课对象生物技术、生物科学专业本科生

掌握：抗原、半抗原、抗原决定簇的概念，掌握血型抗原

和异嗜性抗原的概念和应用。

熟悉:决定抗原的抗原性的条件，T细胞表位和B细胞表

三、单元教学目标

位的特点。

了解:抗原的分类，超抗原和免疫佐剂的含义。

了解:抗原的分类，超抗原和免疫佐剂的含义。

抗原、半抗原、抗原决定簇的概念，决定其抗原性的主要

四、授课重点

因素。

T细胞表位和B细胞表位在抗原识别过程中的作用及二

五、授课难点

者之间的差别。

六、授课形式多媒体辅助授课。

七、授课方法

认真查阅相关的书籍、文献资料，丰富图片和动画过程。

与课前准备

1.半抗原的特点是什么，它在体内以何种方式引起免疫

九、思考题应答？

2、T细胞表位和B细胞表位的结构特点如何？

2.T细胞表位和B细胞表位的结构特点如何？

2、T细胞表位和B细胞表位的结构特点如何？

十、教研室意见

授课内容：

第一节抗原的概念与特性

抗原是可以诱导机体免疫系统产生特异的免疫应答，并能与相应的抗体或致

敏淋巴细胞发生特异性结合的物质从抗原的概念中我们可以看出，作为抗原

需具有两方面的特性：免疫原性和反应原性。免疫原性(immunogenicity)指抗

原刺激机体免疫系统产生免疫应答、抗体和/或致敏(效应)淋巴细胞的性能。

反应原性(reactivity)或免疫反应性(immunoreactivity)指抗原分子能与免疫应答

产物［即相应抗体和/或致敏(效应)淋巴细胞］在体内外特异性结合、发生免

疫反应的性能。

和抗原相关的其它概念

免疫原immunogen:免疫原是指能诱导免疫应答(体液免疫或细胞免疫)

的物质，它的性质与我们所说的完全抗原是相等的。

变应原allergen:变应原是能够诱发机体产生变态反应的抗原c

耐受原耐受原是一个功能性的定义，某种抗原在一定条件的诱导下可转变为

耐受原，这类抗原进入机体后不能诱发机体的免疫反应，而是引起机体对这

种物质的不反应性，或称免疫耐受。

决定物质免疫原性的因素

一种物质进入机体后能否引起机体的免疫系统产生特异性反应，是由多种因

素决定的。

异物性物质本身的理化性质进入途径机体自身的生理状况

抗原进入机体后的反应外来抗原进入体内可能产生四种不同的结果

无应答:抗原浓度太低或者宿主已经处于耐受状态

抗原特异性的体液和细胞免疫应答（正性应答）宿主此后一段时间里对该抗

原处于免疫状态

超敏反应:抗原特异性免疫应答伴有较强的炎症反应或损伤

诱导免疫耐受（负性应答）：宿主在此后的一段时间里对该抗原处于无反应状

态

半抗原hapten（不完全抗原）

这类抗原只具有抗原两个特性中的一个：反应原性。它虽然不能诱导机体

产生特异性的抗体，但是它与一定的载体结合后，就可以与相应的抗体发生

特异性的结合。

由于半抗原所引起的免疫反应中，我们最熟悉的是青霉素过敏症。

异物性异种物质这类物质是指来源于其它物种。种族亲缘关系越远，它们

的组织成分结构差异就越大，其抗原性也就越强。

同种异体物质此类物质最典型的例子就是人类的ABO血型抗原。

自身的隔离成分角膜蛋白、男子精液等发育过程中的隔离成分。自身突变物

质

物质本身的理化性质

必需是有机物，无机物不具备抗原性；需在具有足够大的

分子量，分子量越大，结构就越稳定，不易被破坏和清除；

物质本身的理化性质必需是有机物，无机物不具备抗原性；需在具有足够大

的分子量，分子量越大，结构就越稳定，不易被破坏和清除；分子结构具有一

定的复杂程度；

抗原性的强弱还与分子构象的易接近性有关，这可以通过人工合成的抗原来

证实；

抗原分子的物理性质与其抗原性也有一定关系，一般聚合状态的抗原性物质

较其单体的免疫原性强，颗粒性抗原的免疫原性比可溶性抗原强。分子结构

具有一定的复杂程度;抗原性的强弱还与分子构象的易接近性有关，这可以通

过人工合成的抗原来证实；

抗原分子的物理性质与其抗原性也有一定关系，一般聚合状态的抗原性物质

较其单体的免疫原性强，颗粒性抗原的免疫原性比可溶性抗原强。

复杂的化学结构明胶分子量〉分子（lOOkD）

抗原进入途径口服、喷雾吸入、皮内注射、皮下注射、腹腔注射、静脉注射

这几种形式是抗原进行的最为常见的途径，在剂量适中，次数合适的情况下,

各种抗原进入方式进入机体后的抗原性强弱顺序如下：皮内〉皮下＞腹腔注射

和静脉注射〉口服（耐受）机体自身的生理状况动物中不同种类对同一免疫原

的应答有很大差异；同一动物不同品系，甚至不同个体对同一种免疫原的应

答也有很大不同，这与免疫反应基因（immuno-responsegene）及其表达有密

切的关系。机体的健康和营养状况与抗原进入机体后能否引起免疫反应及免

疫反应的强弱具有相关性。

第二节抗原的种类

抗原物质的种类非常多，据不同的研究角度，对抗原有着不同的分类方法,

主要的分类体系有如下几种

按抗原的外源性分

1.异种物质2.同种异型物质3.自身抗原4.异嗜性抗原：这类抗原是指不同物

种细胞表面所具有的相同抗原，由于这类抗原是Forssman发现的，所以又称

Forssman抗原。这种类型的抗原在临床上可能会引起某些疾病。在某些病原

菌的表面具有同人类细胞表面相同的抗原。例如：溶血性链球菌的细胞壁成

分同人肾小球基底膜细胞和心肌细胞具有相同的抗原分子。

按自然来源分

内源性抗endogenousantigen指由细胞自身合成的抗原，主要包括病毒抗原、

肿瘤抗原及自身突变原。

外源性抗exogenousantigen指细胞外抗原。

按抗原的性能分

按抗原是否依赖T细胞分

依赖于T细胞的抗TD抗原这类抗原刺激机体产生的体液免疫必需要TH细胞

的参与所以称为胸腺依赖性抗原

多为蛋白质类抗原，它可以刺激机体产生IgG；

它可以诱导细胞免疫和免疫记忆。

T-celldependentantigen,TD

不依赖于T细胞的抗原TI抗原这类抗原刺激机体产生体液免疫不需要TH细

胞的协助，所以称为非胸腺依赖性抗原；此类抗原种类较少，它刺激B细胞产

生IgM；它不能引起细胞免疫和免疫记忆。

T-cellindependentantigen.TI

TD抗原和TI抗原的比较

超抗原超抗原的概念是针对于我们所说的普通抗原来说的。

1989年White提出超抗原的概念。他发现某些细菌或病毒的产物可以使夕艮高

比例的T细胞激活，他将这类抗原称为超抗原。

一般的抗原只能激活外周血中0.0001〜0.001%的T细胞，而超抗原可使2~25%

的T细胞激活。

超抗原的作用机理：

正常的抗原进入体内后首先被APC所处理，使抗原决定簇暴露并与MHC分

子以复合物的形式递呈于细胞表面,APC在将抗原递呈给T细胞时,TCR会与

MHC-抗原复合物结合，其特异性识别涉及TCR的5个可变成分(Va、VB、

Ja、JB、DB)；

超抗原在被T细胞识别以前不需APC的处理，它直接与MHC分子结合，以

完整蛋白的形式被递呈给T细胞，同时它与TCR的结合仅通过VP

第三节抗原决定簇antigendeterminant

又称表位(epitope),是指抗原物质表面决定抗原特异性的特殊的化学基团，对

于蛋白类抗原来说，它一般由4〜6个氨基酸组成。

构象决定簇(conformationaldeterminant)序列上不连续的多肽，有空间构象

形成的决定就，常见于BCR或抗体识别的决定簇，一般位于分子的表面。

顺序决定簇(sequentialdeterminant)一段序列相连续的氨基酸片段，乂叫线

性决定簇(lineardeterminant),多位于抗原分子的内部，主要是T细胞;决定

簇。

抗原表位与抗体分子的抗原结合部位在形状上互补才能保证抗原与抗体的紧

密结合。

在免疫应答中,TCR和BCR所识别的抗原表位不同，分别称为T细胞表位和

B细胞表位。

T细胞表位：

蛋白质分子中被MHC分子递呈并被TCR识别的肽段称为T细胞表位(Tcell

epitope),能够与MHC并被TCR识别的肽段与蛋白质分子构象无关，与肽段

在蛋白质分子中的位置无关，主要决定于肽段的氨基酸序列与宿主表达的

MHC分子有关。

B细胞表位：

抗原中被BCR和抗体分子所识别的部位称为B细胞表位(Bcellepitope)0抗

原表面能够与抗体结合的最小单位cB细胞表位是天然的，位于分子的表面或

转折处，具有构象依赖性。为构象决定簇或顺序决定簇基，是抗原分子的三级

结构。

抗原结合价

指能与抗体分子结合的抗原决定簇的总数。

最简单的抗原就是单,介；复杂的抗原就是多价，例如甲状腺球蛋白的抗原结

合价为40价。

抗原结合价越高，抗原的抗原性也就越强。

抗原决定簇和抗原特异性抗原的特异性由抗原决定簇决定的。抗原抗体反应

的高度特异性可以用于区别物质间的极其细微的差别，抗原决定簇的化学组

成、抗原分子化学基团的空间排列、立体构象、旋光度等因素的差异，都可

能

在抗原抗体反应的特异性上体现出来。

第四节交叉反应crossreaction

抗原除与其相应的抗血清发生特异性反应以外，还能与其它抗血清发生的反

应称为交叉反应。

抗原异质性：抗原物质（如细菌）中含有多种抗原分子，若其它物质中也含

有一种或几种与上述物质相同的抗原分子，那么它必将与它的抗血清发生交

叉反应。

利用交叉反应原理进行的吸收反应

吸收反应：将某一特异性的抗血清与其共同抗原反应，然后去除抗原抗体复

合物，得到单一特异性的抗血清，这种反应称为吸收反应。

吸收反应将某一特异性的抗血清与其共同抗原反应，然后去除抗原抗体复合

物，得到单一特异性的抗血清，这种反应称为吸收反应。

第五节佐剂adjuvent

是一类能够增强机体免疫应答的物质，但是它在作用过程中不改变抗原特异

性。它在机体免疫反应中所起到的作用类似于化学反应过程中的催化剂。

佐剂的作用原理：吸附作用：吸附抗原，使抗原便于被吞噬细胞吞噬；改变

抗原的理化性质：起到增强抗原的免疫原性的作用；延长抗原在体内的滞留

时间：使抗原形成抗原储存库，使抗原缓慢释放；增强吞噬细胞的吞噬活性,

并可以诱导T、B细胞增殖。

佐剂的种类

无机佐剂：氢氧化铝、明机等有机佐剂：微生物及其产物（卡介苗、LPS）

合成佐剂：人工合成的双链双聚核甘酸混合佐剂：弗氏佐剂（Freund's

adjuvant)

弗氏不完全佐剂：石蜡油+羊毛脂+抗原弗氏完全佐剂：石蜡油+羊毛脂+抗

原+灭活卡介苗

第六节医学上重要的抗原

病原微生物

细菌外毒素、类毒素和抗毒素

外毒素(extoxin):是某些细菌在生长代谢过程中分泌到菌体外的毒性物质。外

毒素的毒性极强。对组织的细胞毒性作用有高度选择性。可引起各自不同的

特殊病变和临床表现。外毒素为蛋白质，有很强的抗原性。

类毒素(toxoid):外毒素经0.3%—0.4%甲醛溶液处理后，丧失毒性作用而保

留有抗原性，即成为类毒素。

抗毒素(antitoxin):由外毒素刺激机体产生的抗体通常称为抗毒素。

异嗜性抗原(heterophileantigen)是指某些不同种属动、植物或微生物之间存

在的共同抗原。由Forssman首先发现，故又称为Forssman抗原。

血型抗原:ABO血型抗原Rh血型抗原与新生儿溶血症

主要组织相容性抗原MHCI类抗原：表达于所有的有核细胞的表面；

MHCII类抗原：仅表达于部分细胞表面，如抗原递呈细胞、B细胞、活化的

T细胞及部分内皮细胞。

抗体

一、教学内容与学时

抗体4学时

分配

二、授课对象生物技术、生物科学专业本科生

掌握：抗体和免疫球蛋白的概念、结构、类型和功能。各

类免疫球蛋白的特性和功能。

熟悉：免疫球蛋白的基因结构、基因重排和重链类型转

三、单元教学目标

换。熟悉单克隆抗体和基因工程抗体。

了解：新型的抗体制备技术。

了解：新型的抗体制备技术。

免疫球蛋白的分子结构，免疫球蛋白的基因结构、基

四、授课重点

因重排和重链类型转换的过程。

免疫球蛋白的基因结构、基因重排过程和重链的类

五、授课难点

型转换是本章的难点，应重点讲解。

六、授课形式多媒体辅助授课。

七、授课方法

认真查阅相关的书籍、文献资料，丰富图片和动画过程。

与课前准备

1.免疫球蛋白的结构特点包括哪些方面？

2、免疫球蛋白的基因重排过程是如何发现的，为什么会

九、思考题存在这种现象？

2、免疫球蛋白的基因重排过程是如何发现的，为什么会

存在这种现象？

2.免疫球蛋白的基因重排过程是如何发现的，为什么会存

在这种现象？

2、免疫球蛋白的基因重排过程是如何发现的，为什么会

存在这种现象？

十、教研室意见

授课内容：

抗体是免疫应答过程中产生的重要的免疫效应分子，它是由活化的B细胞分

泌，主要存在于体液当中，所以我们将抗体介导的免疫称做体液免疫

(humornalimmunity\

免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig)是指具有抗体活性的或化学结构与抗体相

似的球蛋白。

免疫球蛋白可以看作是化学结构上的概念，而抗体是生物学功能上的概念。

免疫球蛋白的结构

最初人们将血清中可以与抗原发生凝集反应的成分称做抗体，后来通过电

泳的方法，确定抗体的本质是gamma球蛋白，因此抗体又补称为免疫球蛋白。

免疫球蛋白结构的发现得益于患有免疫增生病一一多发性骨髓瘤的病人。

在患多发性骨髓瘤的病人的血液和尿液中存在大量的无功能的免疫球蛋白,

为人们抗体结构提供了实验材料。

免疫球蛋白结构的发现过程

Edleman利用筑基已醇处理免疫球蛋白，可将免疫球蛋白分成两种分子量

的多肽链，并根据它们的分子量的差异称为重链和轻链。1963年，Porter进行

了著名的酶切实验：用木瓜蛋白酶处理后，得到2个具有单价抗原结合活性的

片段和1个易结晶片段；用胃蛋白酶处理后，得到1个具双价抗原结合活性片

段和一些破碎的多肽链。

免疫球蛋白结构特点：

免疫球蛋白分子呈Y型结构；免疫球蛋白由2条重链

(450~550个AA)和2条轻链(413个AA)组成；

重链和轻链都可以分为恒定区和可变区。

重链的类型决定Ig的类型，重链分为五种类型，分别为U丫a6£；与这五

种重链相对应的Ig种类分别为IgMIgGIgAIgDIgE；

轻链分为两种类型，分别为K、X；不同物种这两种类型的轻链所占的比例

是不同的，人类K占66%,小鼠占95%,兔占70〜98%。

重链和轻链的可变区了Ig的Fab段，也就是Ig的抗原结合部位。由于V区中

氨基酸的种类和排列次序千变万化，所以形成许多具有不同结合抗原特异性

的抗体。

恒定区位于轻链靠近C端1/2和重链靠近C端3/4的区域。这个区域的氨基酸

组成和排列在同一种属动物Ig同一型重链和轻链中比较恒定。

免疫球蛋白分子的功能区

抗原结合位点:VL和VH是抗原结合的部位；

补体结合位点:CH2具有补体Clq的结合位点；

Fc段受体结合位点：IgGCH3具有结合单核细胞、粒细胞、B细胞等Fc段受体

的功能；绞链区

膜免疫球蛋白（BCR）的跨膜区：是一段特异的跨膜序列，将免疫球蛋白锚

定的细胞膜上。

钱链区：它不是一个独立的功能区，但是它与其它的功能区相关。它位于

CH1和CH2之间。较链区可以发生一定程度上的转动或伸展，使抗体分子上

的两个抗原结合位点更好地与两个抗原决定簇发生互补。同时由于CH2和

CH3构型变化，使Ig显示出活化补体、结合组织细胞等生物学活性。

依据免疫球蛋白重链恒定区肽链抗原特异性的不同可将人免疫球蛋白分为

五类。

IgG:一般以单体形式存在。

IgA:一般有单体和双体两种形式。

IgM:一般以五倍体形式存在，由于其分子

量特别大，因此称其为巨球蛋白。

IgE:一般以单体形式存在。

IgD:一般以单体形式存在。

IgM:它是从进化上来看出现得最早的坨。在人体中为五聚体，分子量90万,

因此又称做巨球蛋白。是机体初次反应产生的抗体。由于IgM是五聚体。IgM

的效价较高，如果体内缺乏，机体易患败血症。

IgG:对人体来说,IgG是最重耍的Ig,它占所有Ig的75〜80%。它以单体形式

存在，分子量150kDa。它是机体二次反应中产生的主要的Ig,不具备IgG的

动物不具有二次反应;IgG是机体中分布最广的Ig,是唯一能够通过胎盘的Ig,

它在新生儿的抗感染中起到重要的作用。

IgA:分为血清型和分泌型两种。血清型以单体形式存在，占血清1g的

10-20%；分泌型IgA是由消化道、呼吸道、泌尿生殖道等处的粘膜固有层中

的浆细胞产生；在机体外分泌的1g中，IgA占绝对优势，是机体抵抗感染的

一道重要屏障。

IgE：分子量190kDa,在血清中含量最少，约为0.01〜0.9%；是引起机体I型超

敏反应的主要Ig;在肥大细胞、嗜碱性粒细胞等细胞表面存在IgEFc段的受

体，IgE与抗原形成的复合物与其Fc受体结合后，导致肥大细胞脱颗粒，从

而引发I型超敏反应。

IgD：分子量为170~200kDa；它是B细胞表面重要的表面标志，只存在于B

细胞分化过程中的细胞表面；当B细胞的细胞膜上只表达IgM时，受到抗原

刺激后易导致对抗原的耐受性，如果IgM与IgD同时存在的话,B细胞受到抗

原刺激就会被激活。

抗体的生物学功能

1.与抗原发生特异性的结合

2.激活补体:免疫球蛋白分子具有补体结合位点。在没有抗原分子结合的时侯,

由于分子构形上的关系，补体结合位点不能与补体发生结合。当抗体分子与

抗原结合后，补体结合位点暴露，激活补体，从而使特异性的免疫反应得了

非特异性的放大。

3、Ig与相应的Fc受体结合，产生一系列生物学效应：体内多种细胞表面存

在IgFc段的受体,Ig与相应的Fc受体结合，产生一系列生物学效应。

参与免疫调节抗独特型抗体是机体调节免疫反应的一个很重要的方式。由于

抗原结构的多样性，所以抗体的可变区就会产生相应的变化。这种新结构的

抗体对机体来说也是一种抗原，会诱导机体产生相针对的抗体，称为抗独特

型抗体。这类抗体在免疫调节中具有重要作用，它可以防止机体产生过强的

免疫反应。

抗体多样性的产生机制

根据抗原抗体反应的特异性，针对于某一种特定抗原，就会有某一种特异

的抗体与之相对应。也就是说，外界存在有多少种类的抗原，在体内就会产生

相应种类的抗体。据估计，在人体内具有产生超过1亿种抗体的潜在能力。如

此多的抗体类型是如何产生的呢？

抗体基因表达的特点

等位基因排斥和同种型排斥

等位排斥(allelicexclusion)是指B细胞中位于一对染色体上的轻链或重链基

因，其中只有一条染色体上的基因得到表达，这样对遗传上是杂合子的个体

来说，也同样保证了一个B细胞只表达一种轻链和一种重链，也即只表达一

种特异抗原受体。

同种型排斥(isotypeexclusion)是指两种轻链之间的排斥，轻链有K链和人链,

但一个BCR和Ig分子只能表达其中的一种，或是K链，或是入链。

如何解释抗体多样性

细胞水平上：

细胞克隆选择假说

一个动物个体在胚胎期产生多种B细胞克隆，每个克隆的细胞表面只有一利

抗原受体。当抗原进入体内，就会和相应受体垢

合，使得该细胞克隆活化，分泌抗原特异性的抗体。一种抗原对应一个B细胞

克隆；一个B细胞克隆对应一种特异性抗体。

Wigzell两种蛋白的免疫试验及分析

Wigzell的实验分析：取被卵白蛋白、牛血清蛋白免疫的兔的淋巴细胞，通过

玻璃珠滤去牛血清蛋白。只余下卵白蛋白。试验结果分析：试验的关键在于

过玻璃珠这一步。由于玻璃珠是附有牛血清白蛋白，这些牛血清白蛋白同产

生抗牛血清白蛋白的B细胞克隆发生结合；再次收集淋巴细胞时收集到的只

是产生抗卵白蛋白的淋巴细胞；

用X射线处理兔子的目的是杀死兔子体内原有的淋巴细胞，使其体内只有注

入的淋巴细胞，所以在两种抗原免疫兔子时，只产生抗卵白蛋白的抗体。

放射自杀实验。

试验结果分析：前后两个试验相比较，差异就在加在抗原上的放射性标记；

因为放射性分子不仅可可以做标记，同时它对生物体还有损伤作用；放射性

标记的抗原同产生相应抗体的B细胞克隆发生结合后，将B细胞克隆杀死,

所以不会产生相应的抗体。

分子水平上：

人类B细胞有三个基因库；

三大基因库：编码H、K、入链的基因位于三条染色体上；人体编码H、K、

入分别位于第14222号染色体上；在小鼠位于第12.6.16号染色体上。

两个基因编码一条多肽链；免疫球蛋白重链和轻链都可以分