1 第一章_免疫学绪论.ppt

1、第一章 免疫学绪论,1,免疫学导论,主讲:高 璐,第一章 免疫学绪论,2,推动现代生命科学前进的三架马车,分子生物学（Molecular Biology） 免疫学（Immunology） 细胞生物学（Cell Biology）,第一章 免疫学绪论,3,食物过敏发病率的增加 （型变态反应）,转基因农作物 商品化,食品免疫学,世界变态反应组织（WAO）和中华医学会变态反应分会共同宣布： 2005年7月8日式世界第一个过敏性疾病日,重新评价食物过敏的问题， 食物过敏对大众进口的影响才开始受到重视 成为全球关注的公共卫生问题,第一章 免疫学绪论,4,目的与要求： 理解并掌握现代免疫学的基本概念 理解免

2、疫的基本功能、特点及类型 了解免疫学的发展概况以及免疫检验在食品检验中的应用,第一章 绪 论,第一章 免疫学绪论,5,免除税赋，免除差役 immunitas,免于疫患，免除瘟疫 immunity,免疫的最初概念：免除瘟疫 免疫的传统概念：抗感染免疫 现代免疫的概念：是机体识别“自身”与“非己”抗原，对“非己”抗原产生排斥作用，对自身抗原形成天然耐受的一种生理功能。,第一节 免疫学的基本概念,一、免疫的本质与功能,第一章 免疫学绪论,6,免疫（immunity）：是机体识别并清除“自己”和“非己”抗原性异物的功能，借以维持机体的生理平衡与稳定。其结果通常对机体有利，但在某些条件下可对机体造成病理

3、损害。 免疫学（immunology）：是研究免疫系统的结构与功能，理解其对机体有益的防卫功能和有害的病理作用及其机制，以发展有效的免疫学措施，实现防病治病的目的。,第一章 免疫学绪论,7,免疫防御（immunological defence） 指机体排斥外源性异物的能力。 免疫自稳（immunological homeostasis） 指机体识别和清除自身衰变残损的组织细胞的能力，以维持正常内环境稳定。 免疫监视（immunological surveillance） 指机体杀伤和清除异常突变细胞的能力，以监视和抑制恶性肿瘤在体内生长。,免疫的基本功能,第一章 免疫学绪论,8,免疫功能的生理

4、和病理表现,第一章 免疫学绪论,9,二、免疫的类型,（适应性免疫）,（固有性免疫）,第一章 免疫学绪论,10,1. 自然免疫性(natural immunity) 自然免疫性又称先天免疫性(innate immunity)，是机体在接触外来的侵染物之前就已经存在的免疫性，所以自然免疫性是机体先天就有的，而且始终存在的防御机制。 固有免疫应答（inanate immune response） 皮肤黏膜、局部分泌物质、吞噬细胞、NK细胞和补体 巨噬细胞、NK细胞非特异性杀伤 细胞因子（Cytokines）导致炎症细胞渗出引起炎症,第一章 免疫学绪论,11,2. 获得免疫性(acquired imm

5、unity) 获得免疫性是当机体与外来侵害物接触(称为免疫作用)之后才获得的免疫特性。 这种获得的免疫性对诱发的抗原有特异性，所以获得免疫又称为特异免疫性(specific immunity)或者适应免疫性(adaptive immunity)。,第一章 免疫学绪论,12,图1 获得(特异)免疫示意图,第一章 免疫学绪论,13,依赖抗原活化的应答,不依赖抗原活化的应答,立刻产生应答反应,在接触病原和产生应答之间有一个延长时间,抗原处理提呈，TB细胞增殖和分化,第一章 免疫学绪论,14,特异性免疫与非特异性免疫的关系,物理性屏障：皮肤、粘膜,化学性屏障：pH、脂类、酶等,第一章 免疫学绪论,15

6、,三、免疫应答及其特点,免疫应答是机体对侵染的自身防御反应。 这里讲的“侵染”应当是广义的，不仅有病原生物及其产物，还有非生物的物质；不仅有外来的，还有体内的能被免疫系统识别的细胞和抗原物质。 防御反应的结果可能是杀伤，排除“侵染”物质，恢复和保持机体的免疫平衡，也可能使机体受到不同程度的损伤。 免疫应答（immune response)是指免疫活性细胞对抗原分子的识别、自身活化（或失去活化潜能）、增值、分化及产生效应的过程。,第一章 免疫学绪论,16,免疫应答的特点 (1)特异性 免疫系统的应答不是随机发生的，是针对不同的分子结构而发生的，是一个细胞克隆的受体只能与一种相应的抗原决定簇(an

7、tigenic determinant)结合而诱发免疫应答。 结构已经确定了的抗原决定簇称抗原表位(epitope)。,第一章 免疫学绪论,17,(2)适应性 机体的免疫系统能对所有各种各样分子做出特异性免疫应答，甚至对以前地球上从未出现过的新分子而作出免疫应答，因为机体中有多种多样的细胞克隆分别与这些分子结合，这些特异性细胞克隆多达10的10次方以上，也就是说能与l0的l0次方以上各种不同的抗原决定簇结合。,第一章 免疫学绪论,18,(3)区别“自身”与“非自身” 一般说“非自身”是指外来的抗原物质，而自己体内的分子是“自身”。免疫系统对“非自身”抗原能识别、清除，而对自身的成分表现耐受，不

8、引起免疫应答反应。 但因某些原因会使“自身成分”也能成为机体识别的抗原，机体则会发生自身免疫应答(见第十一章)。,第一章 免疫学绪论,19,(4)记忆性 识别“自身”与“非自身”是通过淋巴细胞表面表达的分子进行的。第一次接触过的外来分子能被淋巴细胞记忆，当再次遇到相同抗原分子会作出更快和更强的应答。这些记忆的淋巴细胞多为长命的细胞。,第一章 免疫学绪论,20,(5)自我调节性 免疫应答有自我调节的能力，一方面受抗原刺激淋巴细胞活化，另一方面也有一些细胞对免疫有抑制作用，如抑制性T细胞(Ts)对Th细胞有抑制作用。同样抗体的产生达到一定浓度也会出现抑制抗体的产生的负调节。 这种自我调节性是机体维

9、持正常的免疫应答平衡的重要机制，一旦自我调节失灵，机体免疫系统也会失去平衡，而导致某些疾病发生(见第九章)。,第一章 免疫学绪论,21,四、免疫系统,机体的免疫系统的组成:,第一章 免疫学绪论,22,图2.人体免疫组织器官,第一章 免疫学绪论,23,骨髓,是最重要的造血器官，也是所有淋巴细胞及免疫细胞的发生地. B细胞 骨髓依赖性淋巴细胞(bone marrow dependent lymphocyte) T细胞 胸腺依赖性淋巴细胞(thymus dependent lymphocyte) 单核细胞、巨噬细胞和粒细胞等,第一章 免疫学绪论,24,B细胞,鸟类，造血干细胞(骨髓细胞)移行至腔上囊

10、，分化成腔上囊淋巴细胞，后者再移行至末梢淋巴组织，成为B细胞。 哺乳动物，缺少腔上囊，造血干细胞在造血组织中发育成淋巴细胞，再移行至末梢淋巴组织，成为B细胞。 B细胞在体液免疫反应中发挥功能，是由于血液中的循环抗体以及分泌至黏膜表面的抗体的作用。,第一章 免疫学绪论,25,T细胞,T cell 是 胸腺衍生的淋巴细胞。 在哺乳动物和鸟类中，造血干细胞(骨髓细胞)经血液移行至胸腺，在此分化成胸腺淋巴细胞。然后再移行到末梢淋巴组织而成为T细胞。 T细胞对入侵的微生物包括真菌、寄生虫、细胞内病毒、肿瘤细胞和外来组织的细胞免疫反应起重要作用。,第一章 免疫学绪论,26,B细胞是在骨髓中发生和成熟的，但

11、T细胞要运往胸腺器官中去分化发育成熟。当然在成熟前有90的T细胞发生程序性死亡。 骨髓和胸腺这两种免疫器官称中枢淋巴器官，也称为初级淋巴器官。 淋巴细胞由初级淋巴器官转到淋巴结、脾脏以及全身各部的淋巴组织中去，这些淋巴组织都称为外周淋巴器官或者次级淋巴器官。 淋巴细胞通过血淋巴循环能遍布全身，成为机体免疫应答的组织和细胞学基础(见第五章)。,第一章 免疫学绪论,27,免疫细胞分化过程,第一章 免疫学绪论,28,五、免疫应答,体液免疫 细胞免疫,第一章 免疫学绪论,29,第一章 免疫学绪论,30,第一章 免疫学绪论,31,根据所用的技术和方法，免疫学的发展历史可分为三个时期： 一、免疫学的经验时

12、期（17世纪-19世纪） 1.用人痘苗接种预防天花。（中国民间） 2.接种牛痘苗预防天花。 Jenner,第二节 免疫学发展简史,第一章 免疫学绪论,32,第一章 免疫学绪论,33,第一章 免疫学绪论,34,English 爱德华琴纳,1979年世界卫生组织（WHO）宣布天花在全世界完全消灭,第一章 免疫学绪论,35,二、经典免疫学时期（19世纪中叶-20世纪中叶） 免疫学与微生物学互相促进、共同发展 * 多种病原菌被发现； * “病原菌致病”概念的提出； * 疫苗的发明； * 细胞吞噬作用的发现（细胞免疫）； * 免疫血清具有抵御病原菌的作用（体液免疫）； * 免疫化学研究取得重大进展； *

13、 初步认识多种免疫学现象的本质。,第一章 免疫学绪论,36,Emil von Behring 1854 - 1917, Germany Nobel Prize in 1901 冯.贝林,Louis Pasteur 1822-1895, France 路易斯.巴斯德,法国人路易斯.巴斯德（Louis Pasteur）首先通过提高培养温度成功制备了炭疽杆菌减毒疫苗；通过绵羊脑多次传代制备成功人工减毒狂犬病疫苗，开创传染性疾病人工自动免疫时代。,德国人冯.贝林（Emil von Behring ） 发现抗白喉毒素血清，并研制白喉及破伤风类毒素，利用类毒素制备抗白喉及破伤风毒素血清，发明了人工被动免疫

14、，也同时开创了人工被动免疫时代。,因研究了白喉的血清疗法而获得1901年首届诺贝尔生理学或医学奖。,第一章 免疫学绪论,37,Eli Metchnikoff (1845-1916),Emil von Behring (1845-1917),Robert Koch (1843-1910),Paul Ehrilich (1854-1915),提出体液免疫理论和抗体生成的侧链学说,发现细胞吞噬作用 提出细胞免疫理论,发现结核杆菌 提出病原菌致病的概念,发现抗毒素 治愈一名白喉患者,第一章 免疫学绪论,38,实际上，与此同时，人们也发现除了微生物之外的其它物质也能引起免疫现象，过敏现象有了进一步认识，

15、如血型不符的输血、器官移植排斥反应、血清病等； Koch在发现了结核杆菌之后，试图用注射的方法使动物产生免疫，但注射局部却出现了组织损伤和坏死。,以上事实揭示出两个问题： 第一, 免疫不一定仅仅由微生物引起; 第二, 免疫对机体不一定总是有利的， 也可以是有害的； 至此，经典的免疫概念被动摇了，那么，免疫究竟是机体防御微生物侵袭的特有成分？还是机体识别“自己”和“非己”的普遍生物学现象？这个问题必须有一个明确的答案。,第一章 免疫学绪论,39,三.近代免疫学和现代免疫学时期（ 20 世纪中叶现在）,特异性细胞的免疫功能、天然和获得性免疫耐受现象、抗体生成克隆学说、细胞克隆选择学说（clonal

16、 selection）* Burnet（1957年）提出克隆选择学说； * 从器官、细胞和分子水平探讨免疫系统结构与功能。,MacFarlane Burnet（1899-1985）,第一章 免疫学绪论,40,克隆选择学说(clonal selection hypothesis)的基本观点：,1.机体内存在有能识别多种抗原的细胞系（clone），其细胞表面有识别抗原的特异性受体（recepter)。 2.抗原进入机体后，选择具有相应受体的免疫细胞与之结合，使该细胞系活化、增殖，并成为抗体产生细胞和记忆细胞。 3.若在胚胎期，某抗原选择相应克隆接触后，该细胞系就被排除或失去活性，处于抑制状态，称此

17、为禁忌克隆（forbidden clone），使机体失去针对该抗原的反应性，形成免疫耐受。解释了天然免疫耐受现象。 4.某些克隆可发生突变，而与自身组织发生反应，形成自身免疫应答。 1960年，Burnet和Medawar获诺贝尔奖。,第一章 免疫学绪论,41,Frank Burnet 1900-1990 Nobel Prize 1960,第一章 免疫学绪论,42,鸡法氏囊及哺乳动物胸腺的免疫功能的认识 淋巴细胞免疫功能的确认 巨噬细胞抗原提呈作用的揭示 细胞因子的研究 免疫网络学说 单克隆抗体制备技术的问世 免疫学技术的发展（单克隆抗体标记技术、免疫转印技术、分子杂交技术、转基因技术、细胞融

18、合技术等）。,第一章 免疫学绪论,43,20世纪获得诺贝尔医学生理学奖的免疫学家 年代 学者姓名 国家 获奖成就 1901Behring德国发现抗毒素，开创免疫血清疗法 1905Koch德国发现结核杆菌，发明诊断结核病的结核菌素 1908Ehrlich德国提出抗体生成侧链学说和体液免疫学说 Metchnikoff 俄国发现细胞吞噬作用，提出细胞免疫学说 1912Carrel法国器官移植 1913Richet法国发现过敏现象 1919Bordet比利时发现补体, 建立补体结合试验 1930Landsteiner奥地利发现人红细胞血型 1951Theler 南非发明黄热病疫苗 1957Bovet意

19、大利抗组胺药治疗超敏反应 1960Burnet 澳大利亚提出抗体生成的克隆选择学说 Medawar英国发现获得性移植免疫耐受性 1972Edelman美国阐明抗体的化学结构 Porter英国阐明抗体的化学结构 1977Yalow美国创立放射免疫测定法 1980Dausset法国发现人白细胞抗原 Snell 美国发现小鼠H-2系统 Benacerraf 美国发现免疫应答的遗传控制 Jerne丹麦提出天然抗体选择学说和免疫网络学说 Kohler德国杂交瘤技术制备单克隆抗体 Milstein阿根廷 单克隆抗体技术及Ig基因表达的遗传控制 Tonegawa日本抗体多样性的遗传基础 Murray美国第一

20、例肾移植成功 Thomas美国第一例骨髓移植成功 1996Doherty澳大利亚 提出MHC限制性，即T细胞的双识别模式 Zinkernagel瑞士提出MHC限制性，即T细胞的双识别模式,第一章 免疫学绪论,44,第一章 免疫学绪论,45,一、现代免疫学的研究特点 近年来，现代免疫学研究的一个明显趋势，是与免疫基础研究相结合的生物高技术产业的兴起。基础免疫学研究的成果，从实验室直接转向生物技术产品的开发，这种转化正以惊人的速度进行着。免疫学的发展正以一种崭新的“基础研究应用研究高技术开发”模式，将科学研究成果迅速转化为生产力，这是现代免疫学发展的一个重要特点。,第三节 免疫学的应用,第一章 免

21、疫学绪论,46,（一）免疫学与生物学 免疫学技术的发展及其独特高效的检测方法，为生命科学的研究提供了有力的手段。单克隆抗体的应用，给生物学的发展带来了突破性的变革，免疫组化技术与分子杂交技术的结合，使基因及其表达的研究可达到定量、定性、定位的程度。检测的灵敏度可达纳克（ng,10-9g）、皮克（pg,10-12g）、飞克（fg,10-15g）。 免疫学技术很快地被应用于解剖学、组织学、细胞学、生物化学、遗传学、分子生物学、微生物学等各方面的研究中，在生物学的发展中起着举足轻重的作用。 （二）免疫学与生物技术 从免疫学的发展史中可以看出，免疫学的每一步进展都推动着生物技术的发展。用细胞工程产生的单克隆抗体，用基因工程产生的细胞因子等，为临床医学提供了一系列具有免疫调节作用的新型药物。目前，以细胞因子和单克隆抗体为主要产品的生物高技术产业，已成为具有巨大市场潜力的新兴产业。,二、免疫学在生命科学中的地位,第一章 免疫学绪论,47,抗感染免疫、肿瘤免疫、生殖免疫等，免疫预