第一章免疫学概论1

1、,医学免疫学,第一章 免疫学概论,一、免疫的基本概念与功能 二、免疫学发展简史 三、展望,第一节 免疫的基本概念 一、免疫的含义(immunity) 原意：免税(immunis)，引伸为免除疾病 传统概念：针对外来病原微生物产生的抗感染防御能力。 现代免疫的概念：免疫是机体识别和排除抗原性异物，维持自身稳定和平衡的一种生理功能，通常对机体有利，某些条件下也可对机体造成损害。 免疫学是研究机体免疫系统组织结构和生理功能的一门基础科学，内容包括免疫系统的组成与结构特点、免疫系统的生理功能。 （Immunology）,二、免疫的功能,青霉素过敏、 支气管哮喘、 荨麻疹 系统性红斑狼疮 心脏风湿,三、

2、免疫的类型 (一)固有性免疫（先天性免疫） innate immunity 1. 特征 （1）出生时已具备，遗传获得（早） （2）可稳定性遗传给后代 （3）反应迅速，作用广泛：无特异性- 非特异性免疫。 （4）个体差异不大,2. 组成 （1）屏障结构 皮肤和粘膜屏障，血脑屏障，胎盘屏障 （2）吞噬细胞 （图） 吞噬、分解生物大分子，杀灭病原体。 （3）正常组织和体液中的杀菌物质 干扰素 、补体、溶菌酶等,吞噬细胞,皮脂分泌,泪液,唾液,皮肤屏障,腊质分泌,汗液,胃酸、消化酶,肠道菌群,粘膜屏障,溶菌酶,排泄物 （冲洗作用）,固 有 性 免 疫,（二）获得性免疫（适应性免疫） acquired

3、immunity,特点 （1）出生后受抗原刺激产生 （2）具有特异性（针对性） （3）一般不能遗传 （4）个体差异大-多样性 （5）具有记忆性、耐受性和自限性。,记忆性，当异物抗原再次入侵时，可产生快而强的再次免疫应答效应； 耐受性，正常情况下，免疫系统对自身成分有保护性的免疫耐受； 自限性，异物抗原激发免疫应答的程度和水平可以自我调控在一定的范围内，以免扩大和累及正常组织。,（二）适应性免疫（获得性免疫）,组成与功能： 体液免疫：B细胞 浆细胞 Ab 细胞免疫： APC T细胞 致敏T细胞、淋巴因子,Ag,Ag,先天性免疫与获得性免疫的比较,固有免疫 获得性免疫 存在情况 所有动物 仅脊椎动

4、物 特异针对性 无 有 习得记忆性 无 可遗传 有 区别选择性应答 无 有 基本功能性组成 屏障、清除作用 体液免疫抗体 吞噬作用、非特异 细胞免疫T细胞 性抗感染作用 自稳,四、医学免疫学分类 1. 基础免疫学 主要研究抗原物质、机体的免疫系统、免疫应答过程及免疫耐受、免疫调节、免疫效应、免疫遗传等生理现象。 2. 临床免疫学 主要研究人体健康和临床疾病密切相关的各种免疫现象，如超敏反应、免疫缺陷病、自身免疫病、肿瘤免疫和移植免疫等。,五、免疫学的应用,传染病预防：接种菌苗、疫苗，使机体主动产生免疫力。严重急性呼吸道综合征（SARS）及艾滋病，终将有赖于疫苗的发明。 疾病治疗：包括肿瘤、慢性

5、传染病及超敏性疾病，可用抗体、细胞因子、体外扩增的免疫细胞及治疗性抗原疫苗治疗。 免疫诊断：按抗原与抗体及T细胞受体特异结合的原理；按抗原能活化特异的适应性免疫应答,发展起多种特异敏感的免疫学诊断方法，已广泛用于ABO血型定型，传染病诊断，妊娠确诊等等。,第二节 免疫学发展简史 根据所用技术和方法，免疫学的发展史可分为四个时期： 一、免疫学的经验时期（公元11世纪起18世纪） 1.用人痘苗接种预防天花。 11世纪,中国宋真宗 2.接种牛痘苗预防天花。 1798年，英国E Jenner-vaccination 天花由病毒引起，表现为高烧、浑身乏力、恶心呕吐和严重皮疹。 总之，在十九世纪以前，人们

6、从经验得知接种人痘或牛痘，可获得免疫力，预防天花，但对病原体及获得免疫的道理却全然不知。,Progression of Smallpox,Day 7,Day 3,Day 5,天花病毒 (Pox virus),二、经典免疫学时期（18世纪末20世纪中叶）-免疫学的兴盛时期 1. 人工主动免疫和被动免疫的研究 鸡霍乱杆菌 1880年 Pasteur减毒疫苗 室温长期放置 免疫学的诞生标志 炭疽杆菌 1881年 高温培养法42-43度 狂犬病毒 1885年中国的狂犬病治疗：公元4世纪中国科学家葛洪(283-363年，我国东晋)在论及狂犬病时就提出了可与现代免疫方法内核吻合的疗法（“杀所咬犬取脑,敷之

7、, 后不复发”） 在兔体内经连续传代制备了狂犬病疫苗,二、经典免疫学时期（18世纪末20世纪中叶）-免疫学的兴盛时期 1. 人工主动免疫和被动免疫的研究 抗毒素血清（白喉杆菌外毒素、破伤风杆菌外毒素） 1890年德国 Behring和日本学者北里，将免疫血清注入正常动物，该动物能免疫白喉。并成功救治了一名患有白喉的MM. 首次人工被动免疫病例。1901年诺贝尔奖。 1895年,比利时的Bordet发现补体 将霍乱弧菌注射到已被该菌免疫的豚鼠腹腔内，发现新注入的霍乱弧菌迅速溶解。此外，取细菌免疫血清与相应细菌注入正常豚鼠腹腔也可得到同样结果。,2、免疫应答机制的研究 细胞免疫cellular i

8、mmunity：吞噬细胞发挥吞噬作用，认为是机体免疫功能的关键所在，1908年。 俄国科学家Elie Metchnikoff 体液免疫humoral immunity Ehrlich等 体液中产生了针对各种病原微生物的相应抗体，并发现在试管中这些抗体能与相应的病原微生物发生凝集、沉淀等现象。 1903年，Wright及Douglas把细胞学说与体液学说统一起来.,3. 免疫病理概念的形成,海葵触角的甘油提取液,狗,死亡,存活（少数）,（34周后注射1/20量）,立即死亡 （反常现象）,这种反常现象被称为“过敏反应”。 在此阶段，以科学实验方法发现并证实了感染与免疫的关系，即接种一种灭活或减毒病

9、原体，可使机体获得对该病原体的保护性免疫，故免疫有特异性。但对免疫如何产生却不知晓。,三、 近代免疫学时期 （20世纪中叶）,1. 1942 年，英国 Chase 揭示特异性细胞的免疫功能经结核菌免疫的豚鼠，可以其血液白细胞将免疫力转输给未经结核菌免疫的豚鼠 2. 1945 年，英国的 Owen 发现免疫耐受现象； 异卵胎盘融合双生小牛， 1953 年，英国的 Medawar 发现获得性免疫耐受； 3. 1956 年，丹麦学者 Jerne 提出天然抗体选择学说 4. 1957 年，澳大利亚免疫学家 Burnet 提出抗体生成的克隆选择学说。克隆选择学说,三、 近代免疫学时期 抗体生成的克隆选择

10、学说：免疫细胞在分化成熟过程中，能随机地形成多样性的细胞克隆（clone）。 每一克隆只表达同一特异性的抗原受体。 胚胎期与自身成分反应的淋巴细胞被“禁忌”形成耐受，禁忌细胞突变可导致自身免疫 抗原进入机体后选择相应的细胞系与之结合、活化，使之克隆扩增，并产生大量具有相同特异性的抗体。 出生后淋巴细胞遇到相应抗原发生特异应答，并形成记忆,（一）免疫系统的研究 （二）抗体的研究 （三）免疫遗传学的研究 （四）免疫应用技术的发展 （五）抗原与抗原表位 历一个世纪的发展，形成了独立的免疫学科。,四.现代免疫学时期(60年代后),开始发展成为一门独立于微生物学之外的重要学科。 许多新的生物学技术应用于

11、免疫学研究-转基因动物和基因敲除模型的应用，杂交瘤技术制备单克隆抗体Kohler & Milstein, 1975建立 免疫学检测技术具有高度的特异性和灵敏度，已成为生物学研究中超微量分析的重要手段和临床医学中快速、准确、简便的检测方法。,第三节 免疫学发展近况及展望 近年医学免疫学发展的内容很多，结合临床较为感兴趣的主要有 1.淋巴细胞信号转导途径的发现 2.免疫突触的研究 3.免疫耐受的研究 4.危险信号假说：细胞一旦因感染和其他病理性原因发生非正常死亡,可以通过释放内源性危险信号,对机体发出警示。这些信号激活DC 一类APC ,后者迁移至淋巴组织并向T 细胞提呈抗原,再启动适应性应答 5

12、.细胞凋亡的研究,6.蛋白工程新技术 7.转基因动物和基因敲除动物模型的应用,一、现代免疫学的研究特点 传统的免疫学基础课题的研究，仍然是免疫学今后研究的主要内容。基础理论的研究蕴藏着巨大潜力，其成果可以推动科学的发展和人类社会的进步。 运用免疫学理论和方法，对免疫功能紊乱所致疾病的防治，也是现代免疫学研究的重要领域。 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。,二、免疫学在生命科学中的作用: （一）免疫学与生物学 （二）免疫学与生物技术的发展 （三）免疫学与医学,（一）免疫学与生物学,免疫系统对自己与非己的

13、识别，都涉及到细胞间的信息传递，细胞内信息的传导，能量转换等生命过程的基本特征。 免疫系统的功能受遗传因子控制。 免疫细胞在发育成熟过程中伴随有膜表面标志的变化 免疫细胞及其分子的结构与功能，免疫球蛋白基因表达与调控的研究丰富了分子生物学研究内容，基因及其表达产物的定量、定性、定位的研究中免疫学发挥重要作用。 免疫学技术为生命科学的研究提供了有力的手段,（二）免疫学与生物技术的发展,免疫学在抗感染方面的巨大成功，促进了生物制品产业的发展。 主动和被动免疫的应用，控制了多种传染病的传播。 细胞工程产生的单克隆抗体，基因工程产生的细胞因子为临床医学提供了一类新型免疫调节药物。,（三）免疫学与医学,

14、免疫学的发展及其向医学各学科的渗透，产生了许多相关学科和交叉学科，如免疫病理学，神经免疫学，临床免疫学，免疫遗传学，肿瘤免疫学，免疫药理学，移植免疫学，免疫毒理学，生殖免疫学等。 免疫学的发展必将在恶性肿瘤的防治、器官移植、传染病的预防、免疫性疾病的防治、生殖的控制，以及延缓衰老等方面推动医学的进步。,要求 掌握免疫的概念、免疫的三大功能（包括异常情况）。 掌握免疫应答的类型、固有免疫和适应免疫的比较（特征、组成）。 熟悉对免疫学作出巨大贡献的伟人及了解免疫学发展史,推荐书目,吴毓yu敏、刘恭植 医学免疫学（第三版） 中国科技大学出版社 安云庆 免疫学基础 北京科学技术出版社 余传霖等现代医学

15、免疫学上海医科大学出版社 生命的卫士免疫系统 科技文献出版社 Instant Notes in Immunology（影印版） 科学出版社 Essential Immunology（第九版）,中国的人痘,制作方法：人工将人痘（生苗）传代7次，得到熟苗，抗原性得以保留而毒性尽除，使用无危险而有效。 传播：最早是俄罗斯，而后传入朝鲜、日本，后经俄罗斯传入土耳其。1721年，经英国驻土耳其大使夫人Montagu（马大姑）将其传入英国。,欧洲的牛痘,18世纪欧洲天花流行，牛羊不能幸免。 挤奶工人感染牛痘，但不会全身感染发病，愈后再不会得天花。 英国乡村医生Jenner的发现：牛痘脓液注射预防天花。,现

16、代免疫学技术的热点,（一) 细胞融合技术（杂交瘤技术） （二）T细胞克隆技术 （三）基因工程抗体技术 （四）转基因动物技术,（一）细胞融合技术（杂交瘤技术） 1975年，Kohler和Milstein应用小鼠骨髓瘤细胞和绵羊细胞致敏的小鼠脾细胞融合，得到的一部分融合杂交细胞既能继续生长，又能分泌抗羊红细胞抗体，将这种杂交细胞系统称为杂交瘤，应用这种方法可制备单一抗原决定簇的单克隆抗体。,（二）T细胞克隆技术 1976年，Morgan证明T细胞生长因子在体外培养条件下可以刺激T细胞克隆长期生长，应用该技术建立了一系列抗原特异T细胞克隆用以研究T细胞受体，淋巴因子的分泌以及细胞间协同作用。,（三）基因工程抗体技术,应用基因工程技术改造现有优良的鼠单抗的基因，着眼点在于尽量减少抗体中的鼠源成分，保留原有的抗体特异性。 嵌合抗体（Chimeric antibodies） 1984年，Morrion，从杂交瘤细胞从分离出功能性可变区基因，与人Ig恒定区的基因连接，插入适当质粒，构建质粒载体转宿主细胞表达鼠人嵌合抗体。 改形抗体（reshaped antibody，Rab） Rab是指利用基因工程技术，将人抗体可变区（V）中互补决定簇（Complementa