固有免疫PPT课件

1、.,1,固有免疫应答 免疫屏障 免疫细胞 免疫分子,适应性免疫应答 B细胞 (BCR)：活化,增殖,分化成浆细胞-抗体(介导体液免疫) T细胞 (TCR)：活化,增殖,分化成致敏淋巴细胞 (介导细胞免疫,协助抗体产生),抗原 （Ag）,抗原提呈细胞,Ag,.,2,固有免疫系统及其应答,3,.,概念,固有免疫系统: (innate immune system) 生物体在长期种系进化过程中逐渐形成的天然免疫体系，主要由组织屏障、固有免疫细胞和固有免疫分子组成。,4,.,固有免疫应答： (innate immune response) 固有免疫细胞和分子在识别病原体及其产物或体内衰老损伤、畸变细胞等

2、抗原性异物后迅速活化有效吞噬杀伤、清除病原体的过程，又称非特异性免疫应答。,5,.,本章的主要简述内容,固有免疫系统组成 组织屏障 固有免疫细胞 固有免疫分子,固有免疫应答 固有免疫应答的作用时相。 固有免疫应答的特点。 固有免疫应答与适应性免疫应答的关系。,6,.,第一节 固有免疫系统的组成,一、组织屏障及其作用 (一) 皮肤黏膜屏障 1、物理屏障：皮肤、黏膜上皮组 织，纤毛，粘液 等。 2、化学屏障：皮肤黏膜分泌物中所含的杀菌、抑菌 物质。 3、微生物屏障：皮肤黏膜 表面的正常菌群，竞争性 结合上皮细胞及营养物质，分泌杀菌抑菌物质.,7,.,（二）体内屏障 1.血脑屏障(blood bra

3、in barrier):软脑膜，脉络层毛细血管壁，包在壁外的胶质膜组成，防止血液中的病原体及大分子进入脑内。 2.血胎盘屏障(placental barrier)：母体的基蜕膜和胎儿的绒毛膜滋养层细胞共同组成，防止母体内的病原体及有害物质进入胎儿。,8,.,二、 固有免疫细胞,吞噬细胞（phagocyte) 树突状细胞（Dendritic cell） 自然杀伤细胞（Natural killer) NK T 细胞（Natural killer T cell） T 细胞 B-1细胞 肥大细胞（mast cell),嗜碱性粒细胞(basophil),嗜酸性粒细胞(eosinophil).,9,.,（

4、一）模式识别受体和 病原体相关模式分子,10,.,（1）模式识别受体(Pattern-Recognition Receptor, PRR),存在于免疫细胞表面或胞内器室膜上、血清中的一类能够识别病原体及其产物或宿主凋亡细胞和衰老损伤细胞表面某些共有特定分子结构的受体。,11,.,（2）病原相关模式分子Pathogen-Associated Molecular Pattern, PAMP,某些病原体或其产物所共有的高度保守可被模式识别受体识别结合的特定分子。 (脂多糖,磷壁酸,细菌DNA,等), PAMP通常不表达于正常组织细胞表面,存在凋亡细胞。,12,.,种类少，但在病原微生物中分布广泛。通

5、常不存在于宿主细胞表面,存在凋亡细胞。 G- ：脂多糖LPS G+：肽聚糖，脂磷壁酸 分枝杆菌和螺旋体：脂蛋白，脂肽 细菌和真菌：甘露糖， 细菌或病毒：非甲基化CpGDNA 病毒：dsRNA, ssRNA,13,.,1）甘露糖受体（mannose receptor,MR） 与细菌、真菌细胞壁糖蛋白和糖脂分子末 端的甘露糖和岩藻糖残基结合。 2）清道夫受体（scavenger receptor, SR） 识别乙酰化低密度脂蛋白及G- 菌LPS和G+ 菌磷壁酸等阴离子聚合体、磷脂酰丝氨酸（凋亡细胞重要表面标志）。,模式识别受体种类,14,.,G- 细胞壁结构图,肽聚糖,15,.,G+菌细胞壁结构图

6、,肽聚糖,磷壁酸,16,.,3）Toll样受体（Toll-like receptor,TLR） 已确定11个家族成员（TLR111），根据分布不同分为两种： 细胞膜表达：TLR 1,2,4,5,6,识别微生物表面的PAMP。 细胞器膜表达：TLR3,7,8,9,识别胞质中PAMP,病毒DNA，细菌非甲级化的 CpGDNA等。,17,.,常见的PRR与PAMP,18,.,（二）吞噬细胞(phagocytes),单核细胞/巨噬细胞和中性粒细胞 1. 巨噬细胞: 单核细胞(monocyte),巨噬细胞(macrophage) 单核细胞由骨髓单核系干细胞发育分化而成，在血液称单核细胞,在血液中停留12

7、-24小时。 进入组织或器官，发育成熟为巨噬细胞。,19,.,分为定居的和游走的巨噬细胞 定居的巨噬细胞广泛分布宿主全身，可因所处的部位不同有不同的形态和名称：肝脏库普夫细胞，脑部小胶质细胞，破骨细胞，肺泡巨噬细胞。 游走的巨噬细胞存在结缔组织中存活数月。,20,.,（1）巨噬细胞表面受体,模式识别受体(PRR)： 调理受体（opsonization receptor)： FcR(IgG Fc受体),补体受体: C3bR/C4bR. 细胞因子受体（cytokine receptor): MCP-1,MIP-1/, IFN- , M-CSF等,21,.,22,.,23,.,（2） 巨噬细胞的生物

8、学功能,1）杀伤清除病原体 2）杀伤胞内寄生菌和肿瘤靶细胞 3）参与和促进炎症反应 4）加工提呈抗原 5）免疫调节,24,.,1)杀伤清除病原体,25,.,清除杀伤吞噬的病原体,氧依赖性途径 氧非依赖性途径,26,., 氧依赖性杀菌系统及其作用 （i）反应性氧中间物 吞噬作用活化膜还原型辅酶I, II活化氧分子产生活性氧物质(有杀菌作用):（O2-）、OH-、H2O2、1O2（单态氧）。 （ii）反应性氮中间物 活化的巨噬细胞产生诱导型NO合成酶(iNOS)-催化精氨酸与氧反应- 生成NO，对细菌和肿瘤细胞具有杀伤和细胞毒性作用。,27,., 氧非依赖性杀菌系统及其作用 酸性环境、溶菌酶(破坏

9、菌壁）、抑菌肽裂解病原体，溶酶体内水解酶水解(蛋白酶,核酸酶,脂酶等) 消化产物大部分通过胞吐作用排出胞外. 有些被加工处理为具有免疫原性的小分子肽段，提呈启动特异性免疫应答。,28,.,对肿瘤和病毒感染等细胞的杀伤作用 巨噬细胞被Th, LPS或细胞因子(IFN-, GM-CSF) 活化后，可将胞内活性氧、活性氮、酶类物质释放至胞外，杀伤肿瘤细胞、病毒感染的细胞。 ADCC作用等抗肿瘤、抗病毒。 此外还可通过TNF-引起细胞凋亡。,2）杀伤胞内寄生菌和肿瘤靶细胞,29,.,巨噬细胞表面具有MCP-1、IFN-等受体与相应的细胞因子作用，被招募到感染部位并活化，活化巨噬细胞可参与和促进炎症反应

10、 ： 分泌多种促炎细胞因子(TNF-、IL-1、IL-6等)和其他炎性介质(前列腺素E、白三烯，血小板活化因子等）参与和促进炎症反应。 分泌MIP-1/、MCP-1和 IL-8等趋化性细胞因子，招募、活化更多巨噬细胞、中性粒细胞等,3）参与炎症反应,30,.,巨噬细胞为专职抗原提呈细胞(APC),提呈抗原. 内源性Ag-MHC I 类分子-T细胞（CD8+） 外源性Ag-MHC II类分子-T细胞（CD4+） 巨噬细胞B7CD28（T细胞）第二信号 启动特异性免疫应答。,4) 加工提呈抗原启动适应性免疫应答,31,.,巨噬细胞分泌多种细胞因子参与免疫调节： INF-：上调MHC表达，促进抗原提

11、呈。 IL-12、IL-18：促进T增殖分化Th1，激活NK细胞。 IL-10：抑制免疫反应。,5）免疫调节作用,32,.,来源于骨髓，1-107/分钟,外周血60-70%，存活2-3天. 初级颗粒:溶酶体颗粒, 髓过氧化物酶,酸性磷酸酶,溶菌酶.次级颗粒:碱性磷酸酶,溶菌酶,防御素杀菌渗透增强蛋白. 具有很强的趋化作用和吞噬功能， 表面具有IgG FcR、补体C3bR,2. 中性粒细胞（Neutrophil),33,.,（三）树突状细胞(Dendritic cell),组织分布：广泛分布于脑以外的全身各脏器，数量极少，外周血单个核细胞的1%以下。 表面有免疫识别受体,能摄取病原微生物,参与固

12、有免疫应答, 主要任务加工处理和提呈抗原,启动适应性免疫应答.是功能最强的抗原提呈细胞.,34,.,树突状细胞类型与特点,1.来源分类: 髓系DC（myeloid DC) 淋巴系DC (lymphoid DC),35,.,并指状DC (interdigitating,IDC):外周淋巴组织的T细胞区,胸腺.成熟的DC，启动或激发适应性免疫应答。 滤泡状DC(follicular, FDC),外周淋巴组织的B细胞区, 高表达FcR和补体受体。将Ag-Ab复合物或Ag-Ab-C复合物浓缩于表面供BCR识别，及维持免疫记忆。 朗格汉斯细胞（LC）:皮肤和胃肠道组织 非成熟性DC. 间质性DC:器官结

13、体组织,非成熟性DC.,组织分布不同,命名不同,36,.,不同分化状态特点,未成熟DC： 具有极强的抗原摄取、加工和处理功能。 表面高表达受体（IgG Fc受体，C3b受体，甘露糖受体， TLR)。 低水平表达MHC I/II类分子，共刺激分子及黏附分子， 提呈抗原及激发免疫应答的能力较弱.,37,.,成熟DC： 提呈抗原及激发免疫应答的能力增强。 表面高水平表达MHCI/II类分子，共刺激分子及黏附分子， 表面受体表达减少， 抗原摄取、加工和处理能力降低。,38,.,DC功能,1.摄取,加工处理抗原和提呈抗原 唯一能够诱导初始T细胞活化的抗原提呈细胞.是适应性免疫应答的始动者. 2.免疫调节

14、作用 通过分泌的细胞因子发挥调节作用. 3.免疫耐受的维持与诱导 诱导中枢耐受:胸腺内的阴性选择. 诱导外周耐受:未成熟的DC引起外周耐受.,39,.,myeloid DC: 经典的DC. 参与免疫应答的诱导和启动。表达TLR2，4，5，分泌IL-12，IL-2，诱导和促进Th0分化成Th1. lymphoid DC: (浆细胞样DC),表达TLR7，8，9,在病毒刺激下，产生I型干扰素(IFN-)，发挥抗病毒作用。在IL-3和CD40L联合刺激下，分泌IL-4，IL-5，诱导和促进Th0分化成Th2，发挥体液免疫应答。,40,.,（四） 自然杀伤细胞(Natural Killer, NK),

15、NK细胞来源于骨髓淋巴样干细胞，主要分布于骨髓、外周血、肝、脾、肺和淋巴结。 无特异性抗原识别受体，目前将TCR-、mIg-、CD56+、CD16+淋巴样细胞鉴定为NK细胞。,41,.,42,.,1. NK细胞的受体,43,.,1) 杀伤细胞免疫球蛋白样受体（KIR） 为跨膜糖蛋白，属IgSF，有与经典/非经典HLA-I类 分子（HLA-G分子）结合的结构域。 根据结构与数量不同：KIR2D，KIR3D。 抑制性受体（ KIR2DL和KIR3DL ）KIR2D和KIR3D两个亚类中，其中胞浆区氨基酸序列较长，含ITIM基序 活化性受体（ KIR2DS和KIR3DS ）KIR2D和KIR3D两个

16、亚类中，其中胞浆区氨基酸序列较短，与DAP-12结合（含ITAM基序）,（1） 识别MHCI类分子的受体,44,.,45,.,46,.,47,.,ITIM: Immune receptor Tyrosine Inhibition Motif.免疫受体酪氨酸抑制模式 ITAM:Immune receptor Tyrosine activation Motif.免疫受体酪氨酸兴奋模式 ITIM：基本结构为 YxxL/V，其中的酪氨酸（Y）磷酸化后，传导抑制信号。 ITAM：基本结构为 I/VxYxxL，其中的酪氨酸（Y）磷酸化后，传导兴奋信号。,48,.,2）杀伤细胞凝集素样受体（KLR） KLR

17、是CD94与NKG2家族不同成员组成的异二聚 体。CD94与NKG2为C型凝集素超家族成员， 胞外区均有能与MHC I类分子（HLA-E分子 ）结 合的结构域。分为 抑制性受体CD94/NKG2A（含ITIM基序） 活化性受体CD94/NKG2C，其中胞浆区氨基 酸序列较短，与DAP-12结合（含ITAM基序）,49,.,KLR,50,.,1) NKG2D NKG2D与DAP10结合（含ITAM基序）转导活化信号。 NKG2D的配体是MHC I类链相关的A/B分子（MIC A和MIC B分子)，该分子正常细胞缺失，表达在上皮肿瘤细胞表面（乳腺癌，卵巢癌，胃癌，肺癌等）。,（2）识别非MHC I

18、类分子的受体,51,.,52,.,53,.,2) 自然细胞毒性受体（NCR） NCR包括NKp46、NKp30和NKp44， NCR只表达于NK细胞，是NK细胞的特有标志 是NK主要的活化性受体，配体尚不清楚。 i）NKp46和NKp30 表达所有NK细胞表面，与CD3结合，转导 活化信号。 ii）NKp44 表达活化NK细胞表面，是活化NK细胞的特 异性标志，与DAP12结合，转导活化信号。,54,.,ITAM,ITAM,55,.,活化性KIR/KLR和抑制性KIR/KLR共同表达于NK细胞表面，均可识别表达于正常自身细胞表面的MHC I类分子，但生理条件下，抑制性受体（ KIR2DL和KI

19、R3DL 和CD94/NKG2A ）占主导地位，NK细胞对自身细胞不杀伤。 肿瘤,病毒感染细胞, MHCI类分子表达减少,抑制性受体的抑制作用消失, 同时靶细胞表面高表达非MHCI类分子，激活杀伤活化受体发挥杀伤作用。,抑制性活化性受体的意义,56,.,1、穿孔素/颗粒酶作用途径 穿孔素导致靶细胞崩解破坏。 颗粒酶激活凋亡相关的酶系统导致靶细胞凋亡. 2、Fas与FasL作用途径 活化的NK细胞表达FasL与靶细胞表面的Fas结合后， 形成Fas三聚体，使胞浆内的DD成簇，DD与FADD， 募集并激活胱天蛋白酶(caspase 8)，发生级联反应， 导致靶细胞凋亡. 3、TNF-与TNFR-I

20、作用途径 TNF-与I型TNF受体（TNFR-I）结合，形成TNF-R 三聚体，随后的过程同Fas与FasL作用途径.,NK细胞杀伤靶细胞的作用机制,57,.,58,.,功能,直接杀伤肿瘤细胞和病毒感染的靶细胞或寄生菌感染的细胞。 有IgG受体( FcRIII),借助ADCC杀伤靶细胞。 能够被IFN-、IL-12活化，活化的NK分泌IFN-、IL-2、TNF-增强抗感染,调节免疫。,59,.,（五）固有样淋巴细胞,1. NKT 能够组成性表达CD56（小鼠NK1.1分子）和TCR-CD3复合受体分子的T细胞。 主要分布在骨髓,肝脏胸腺,脾脏,淋巴结. TCR表达密度低(1/3)，大多数TCR

21、型，少数为TCR型，且缺乏多样性，抗原识别谱窄，可识别CD1分子提呈的磷脂类和糖脂类抗原，不受MHC限制。 可被IFN-，IL-12,直接激活。,60,.,主要生物学功能： 通过穿孔素和FasL破坏靶细胞。 分泌 IL-4诱导CD4+Th2，B细胞类别转 换IgE。 IFN-使CD4+ Th1增强细胞免疫应答，激活 巨噬细胞，NK细胞增强抗感染抗肿瘤作用。,61,.,2.T 细胞,TCR由组成，位于肠道，呼吸道，泌尿道黏膜及皮下组织。占CD3+T的0.5-1%. TCR -CD3复合受体, TCR多样性少. 识别抗原类型： MICA/MICB (NKG2D) 病毒蛋白 感染细胞表达的热休克蛋白

22、. CD1分子提呈的脂类抗原。,62,.,作用,参与皮肤黏膜局部早期抗感染免疫。 非特异性杀瘤。 - 杀伤机制：同NK及CD8+CTL。 分泌多种细胞因子增强非特异性免疫功能及免疫调节(IL-17, TNF-, IFN-)。,63,.,3. B-1 cell,胚胎期出现，分布在胸腔，腹腔和肠壁固有层。 B1细胞表面表达CD5、mIgM，即使成熟时也几乎不表达mIgD, CD5+IgM+B 细胞。 BCR缺乏多样性。 识别抗原（TI抗原）： 细菌表面多糖抗原 变性的自身抗原如Ig，单股DNA,64,.,B-1细胞抗体应答的特点: 抗原刺激后48小时产生,以IgM为主的低亲和力抗体,早期抗感染作用

23、. 增殖分化过程中,不发生Ig类别转换. 无免疫记忆,再次应答免疫效价与初次应答无明显差别. 天然抗体。,65,.,66,.,三 固有免疫分子及其主要作用,(一) 补体系统 旁路途径，MBL途径 激活产生MAC，溶菌，溶病毒。 C5a：趋化激活中性粒细胞， C3a,C5a:使肥大细胞，嗜碱性粒细胞脱颗粒。 C3b,C4b: 调理吞噬，免疫粘附作用。,67,.,旁路途径 激活物质: 细菌、G-菌内毒素、酵母多糖、葡聚糖、凝聚的IgA和IgG4等 上述成分实际上是提供了使补体激活级联反应得以进行的接触表面。 MBL途径: 细菌表面的甘露糖等,68,.,免疫细胞和感染的组织释放细胞因子, 引起炎症,

24、 抗病毒, 抗肿瘤, 免疫调节的作用. 1、诱导产生抗病毒作用的细胞因子：IFN 2、激活吞噬细胞，NK细胞，杀伤 肿 瘤细胞和病毒感染的细胞的细胞因子 IFN-、IL-12, GM-CSF2、 3、诱导和促进炎症反应的细胞因子 IL-1、IL-6、TNF-。 4、 IL-10, TGF- 抑制免疫。 4、趋化因子：IL-8, MCP-1，MIP-1/。 5、L-12, IFN-促进Th1分化，IL-4促进Th2分化和体液免疫应答。,(二) 细胞因子,69,.,1. 抗菌肽 一组耐受蛋白酶,富含精氨酸的小分子多肽. 由中性粒细胞和小肠潘尼（Paneth)细胞产生。 杀伤某些细菌和有囊膜病毒.

25、机制: 1）与病原体壁脂质结合,增加病原体的通透性 , 起到直接杀伤作用。 2）诱导病原体产生自溶酶 ,干扰DNA,蛋白质合成. 3）致炎和趋化作用，,(三 ) 抗菌肽及酶类,70,.,2.溶菌酶 不耐热的碱性蛋白质，广泛存在于各种体液、外分泌液和吞噬细胞溶酶体中。破坏G+细胞壁的结构。 3.乙型溶素 血浆凝固时由血小板释放的血清中对热较稳定的碱性多肽。破坏G+菌细胞膜。,71,.,第二节 固有免疫应答,一、固有免疫应答的作用时相 1. 即刻固有免疫应答阶段 2.早期诱导的固有免疫应答阶段 3. 适应性免疫应答启动阶段,72,.,1. 即刻固有免疫应答阶段 发生于感染04小时内， （1）皮肤粘

26、膜的屏障作用，阻挡外界病原微生物的入侵。 （2）少量病原体突破机体屏障结构，进入皮肤或粘膜 下组织后，激活补体旁路和MBL途径，裂解病原体。 （3）局部存在的M吞噬病原微生物活化，释放细胞因子募集中性粒细胞到感染部位。 多数病原体感染终止于此时期。,73,.,2. 早期固有免疫应答阶段: 感染后496小时. 局部趋化因子募集周围组织的M。活化的M加强吞噬并产生大量促炎CK和其他低分子量介质（白三烯,前列腺素），使血管扩张进，吞噬细胞进入感染部位，一步增强扩大机体固有免疫应答能力. 促炎因子(IL-1,TNF-, IL-6)促进骨髓生成并大量释放中性粒细胞入血，及肝脏合成急性期蛋白 (CRP，MBL) 激活补体.,74,.,（3）B1细胞识别细菌共有多糖抗原，在48小时内产生IgM为主抗体，在补体协同下，对病原菌产生杀伤溶解作用. （4）N