免疫与免疫细胞2

武汉大学基础医学院免疫系 熊 洁 免疫与免疫细胞 免疫 免疫（ immunity） 机体的免疫系统识别 “自己（ self） ”和 “非己（ nonself） ”物质，排除抗原性异物，以维持机体自身平 衡和稳定的一种生理性防御机制。在多数情况下为有 利的保护性反应，对机体有利；但在一定条件下引起 免疫病理损伤，对机体造成损害。正常机体对自身组 织抗原成分则不产生免疫应答，即免疫耐受。 免除税赋，免除差役 Immunitas 免于疫患，免除瘟疫 Immunity 抗原（ Antigen） 刺激机体免疫系统发生特异性免疫应答，并能与相应的 免疫应答产物（包括抗体或效应 T淋巴细胞）在体内或 体外发生特异性反应的物质。 免疫原性（ immunogenicity） 刺激特定的免疫细胞活化、增殖、分化，最终产生 免疫效应物质（抗体或效应细胞）的特性。 抗原性（ antigenicity） 能与相应的免疫效应物质（抗体或效应细胞）， 在 体内或体外发生特异性反应的特性，又称为反应原性。 免疫的类型 固有免疫（ innate immunity） 先天性免疫 天然免疫 非特异性免疫（ non-specific immunity） 适应性免疫（ adaptive immunity） 后天免疫 获得性免疫（ acquired immunity） 特异性免疫（ specific immunity） 固有免疫 概念： 生物在长期进化发育过程中，与外界环境接触， 逐步建立起来的一种无针对性的防御机制。 特点： 先天具有、无针对性（无特异性）、能稳定遗传 、无记忆性、同种间个体差别不明显。 构成： 1. 屏障结构：外部屏障、内部屏障。 2. 细胞：中性粒细胞、单核 /巨噬细胞、 NK细胞、 皮肤粘膜上皮细胞、 NK1.1+T细胞、 T细胞等。 3. 体液中的抗微生物物质：补体、溶菌酶、干扰 素、细胞因子等。 适应性免疫 概念： 机体在生命活动中与抗原物质接触后，获得的 一种具有明显针对性的抵抗力。 与固有免疫区别： 一般后天获得、有高度特异性、不能稳定遗传 、有记忆性、个体差别明显。 构成： T细胞 抗原 致敏淋巴细胞 B细胞 抗原 抗体 细胞因子 适应性免疫应答的特点 （）特异性 特定的免疫细胞克隆仅能识别特定抗原；而应答 中产生的效应细胞和抗体仅能与诱导其产生的特定抗 原发生反应。 （）记忆性 参与特异性免疫的 T、 B淋巴细胞在初次接触特定 抗原产生应答后，形成特异性记忆细胞，以后再次接 触相同抗原刺激时，可迅速被激活并大量扩增，产生 强烈的再次应答。 （）耐受性 抗原刺激机体后，免疫细胞既可产生针对特定抗 原的特异性应答，也可表现为特异性不应答，后者即 为免疫耐受 （如机体对自身组织成分的不应答） 。 适应性免疫 固有免疫与适应性免疫 免疫系统 免疫系统是机体负责执行免疫功能的组织系统，由中 枢免疫器官（骨髓、胸腺）和外周免疫器官（脾脏、 淋巴结和黏膜免疫系统）组成。 免疫器官中具体执行免疫功能的主要是各类免疫细 胞，包括淋巴细胞（ T、 B淋巴细胞、自然杀伤细胞 等）、抗原提呈细胞（如树突状细胞、单核 /巨噬细 胞等）、粒细胞（包括中性粒细胞、嗜酸粒细胞和 嗜碱粒细胞）及其他参与免疫应答和效应的细胞（ 如肥大细胞、红细胞、血小板等）。 其中， T/B淋巴细胞是参与特异性免疫应答的关键细 胞，分别发挥细胞免疫和体液免疫效应。 抗原提呈细胞则具有摄取、加工、处理抗原的能力 ，将经过处理的抗原肽提呈给特异性 T细胞。 各类粒细胞主要发挥非特异性免疫效应。 所有免疫细胞均来源于骨髓造血干细胞，故后者也 属于免疫细胞。 除免疫器官和免疫细胞外，多种免疫分子也被视为免 疫系统的组份，例如由活化的免疫细胞所产生的多种 效应分子（如免疫球蛋白、细胞因子）、表达于免疫 细胞表面的各类膜分子（如特异性抗原受体、 CD分 子、黏附分子、主要组织相容性分子、各类受体）等 。 免疫细胞（ Immune cells） 泛指所有参与免疫反应的细胞及其前身，包括造血 干细胞、淋巴细胞、单核巨噬细胞、树突状细胞和 粒细胞等。 免疫活性细胞（ Immune competent cell， ICC） 能够接受抗原刺激、产生特异性的活化、增殖、分 化并形成效应产物的淋巴细胞。 免疫细胞 造血干细胞 (HSC， hemetopoietic stem cell) 造血干细胞是具有高度自我更新和多能分化潜能的造 血前体细胞，存在于组织中的一群原始造血细胞，它 们不是固定的组织细胞，可存在于造血组织及血液中 ，是机体各种血细胞的共同来源。 起源 胚胎两周，卵黄囊 4周，胎肝 5个月，骨髓开始造血，出生后成为主要来源 生物学特征 （ 1）自我更新能力 （ 2）多向分化能力 （ 3）静止性 （ 4）异质性 造血干细胞的表面分子标志 CD34 人 HSC的一种重要独特标志 高度糖基化跨膜蛋白 CD34单抗可分离 HSC CD117 干细胞因子的受体（ SCFR） 多能造血干细胞的重要标志 原癌基因 c-Kit的编码产物 kit 淋巴细胞 (Lymphocyte) 淋巴细胞来源于淋巴样干细胞，是一个复杂不均一 的细胞群体，分为许多形态相似而功能不同的亚群 。 包括 T、 B淋巴细胞和 NK细胞 3种。 淋巴细胞在机体免疫应答中起核心作用。 T淋巴细胞 T淋巴细胞是血液和再循环中主要淋巴细胞。 T淋巴细胞是来自胚肝或骨髓的始祖 T细胞，在胸腺 内微环境作用下分化发育成熟的淋巴细胞，又称胸 腺依赖的淋巴细胞（ thymus dependent lymphocyte ），简称 T细胞。 阳性选择 指只有表达与自身 MHC分子有中等亲合力的 TCR的 胸腺细胞才能进一步发育。 通过阳性选择使 T细胞获得抗原识别的 MHC限制性 。 阴性选择 指清除胸腺内自身抗原应答性胸腺细胞，使之发生 凋亡的过程。 其生物学意义在于使 T细胞获得自身免疫耐受。 T细胞在胸腺中的分化发育 T细胞的表面标志 淋巴细胞在光学显微镜下观察形态相似，是不能进 行区分的，只能借助相应的特异性抗体或配体分子 ，通过鉴别细胞表面的分子来区分。主要包括表面 受体和表面抗原。 T细胞的表面受体 T细胞抗原识别受体（ TCR） 细胞因子受体（ CKR ） 病毒受体 丝裂原受体 其他表面受体 T细胞的表面抗原 HLA-I类抗原 分化抗原（ CD抗原） T细胞亚群 CD4 +亚群与 CD8 +亚群，又称为辅助性 T细 胞（ Th）与细胞毒性 T细胞（ Tc） 型 T细胞与 型 T细胞 CD4 +亚群 细胞表面表达 CD4分子，识别抗原受 MHC-II类分子 限制。 Th1细胞：抗原激活后，可以释放 IL-2、 IFN-和 TNF-等因子，引起炎症反应，促进细胞免疫应答。 Th2细胞：抗原激活后，释放 IL-4、 5、 6、 10等细胞 因子，诱导 B细胞增殖分化成能合成抗体的浆细胞， 引起体液免疫反应。 CD8+亚群 细胞表面表达 CD8分子，识别的抗原受 MHC-I类分 子限制，即 Tc细胞。 Tc细胞：抗原致敏后增殖分化形成的一类免疫效应 细胞，可特异性的杀死带有致敏抗原的肿瘤或病毒 感染的细胞。 TCRT细胞 在末稍血中， TCRT细胞占成熟 T细胞的 90%- 95% ，主要分布于皮肤、肠道、呼吸道及泌尿生殖 道的黏膜和皮下组织。主要为 CD4+ 或 CD8+ 的单阳 性细胞，是体内特异性免疫应答的主体细胞。 TCRT细胞 TCRT细胞为 CD4 CD8双阴性细胞，仅占成熟 T细胞的 5%-10% ，主要发挥非特异性杀伤功能，参 与机体针对某些病原体的免疫防御。 B淋巴细胞 B淋巴细胞即骨髓依赖性淋巴细胞，又简称 B细胞。 B细胞来源于哺乳动物胎肝和成年骨髓中的淋巴样 干细胞，在骨髓造血微环境参与下，发育成熟后定 居于外周淋巴器官和组织中。在外周血中， B细胞 约占淋巴细胞总数的 10% 15% 。 干细胞 早原 B 晚原 B 前 B 未成熟 B 成熟 B 重链 胚系基因 D-J重排 V-DJ重排 重排完成 轻链 胚系基因 胚系基因 胚系基因 V-J重排 重排完成 SmIg 缺如 缺如 缺如 链 IgM IgM/IgD 各个阶段的变化为 Ig基因的重排和膜表面标志的变化 B细胞的发育 B细胞的表面受体 B细胞抗原识别受体（ BCR） 细胞因子受体（ CKR ） 补体受体 丝裂原受体 B细胞的表面抗原 HLA-I、 II类抗原 分化抗原（ CD抗原） B细胞的亚群 B1亚群 胚胎发育早期出现，主要由早期的前体细胞从 胚肝分化而来，随后为 B2细胞所取代。主要分布于 胸腔和腹腔，对多种细菌的早期抗感染免疫发挥重 要作用。 B2亚群 通常所说的 B细胞，介导体液免疫的主要细胞 类别，并能参与抗原的提呈。 NK细胞 来源：骨髓 分布：外周血和淋巴组织 特征：胞浆中含丰富的嗜天青颗粒，又称大颗粒细 胞 标志： CD16、 CD56 功能：非特异性杀伤某些肿瘤细胞和病毒感染细胞 ，在早期抗病毒感染、清除突变细胞的免疫监视和 免疫调节过程中发挥作用。其杀伤作用无需抗原致 敏，不受 MHC限制。 NKT细胞 近年来发现的一类 T细胞可表达 NK细胞表面分子 NK1.1和 TCR-CD3复合物，称为 NKT细胞。该细胞 可在胸腺外发育成熟， IL-7是诱导其分化发育的关 键因子。主要有细胞毒作用并能调节免疫应答。 调节性 T细胞 Treg细胞是 T细胞中一类重要的免疫抑制亚类， Foxp3是调控其发育和功能的关键因子。具有抑制 自身反应性 T细胞，维持自身耐受的功能。 单核吞噬细胞 包括骨髓中的前单核细胞、外周血中的单核细胞和 组织内的巨噬细胞，具有重要的抗感染、抗肿瘤和 免疫调节的作用。 表面抗原：高表达 MHC-I/II类分子 表面受体： 1)IgG Fc受体， 参与调理和 ADCC。 2)补体受体（ CR），为 C3b受体，与吞噬和免 疫黏附作用有关。 单核细胞 巨噬细胞 扫描电镜显示，在感染早期， M伸出长长的伪足去捕获细菌 主要生物学功能 吞噬杀伤 抗原提呈 即外来的抗原性异物通过巨噬细胞的捕获、加 工和处理后，与胞内合成的 MHC-1/II类分子形成抗 原肽 MHC分子复合物，并被提呈到细胞膜表面 ，被 TCR识别的作用。具有此作用的细胞叫抗原提 呈细胞（ antigen presenting cell, APC)。 抗肿瘤作用 分泌生物活性介质，产生免疫应答和其它免疫效应 中性粒细胞 分布于外周血，寿命短，更新快，数量多，占外周血白 细胞的 50-70% 感染时最早到达感染部位 能吞噬杀伤病原体 免疫系统的功能 免疫学发展史概述 免疫学是在人类与传染病斗争的过程中发展起来的 ，从中国人接种 “人痘 ” 预防天花至今已经经历了 三个半世纪。 经验免疫学时期 实验免疫学时期 现代免疫学时期 经验免疫学时期（ 17世纪 70年代 19世纪中叶） 我国 16世纪明朝隆庆年间开始接种人痘，预防天花。 18世纪后半叶， Jenner用牛痘预防天花。 实验免疫学时期（ 19世纪中叶 20世纪 60年代） Pasteur和 Koch用减毒活疫苗进行预防接种。 1879年鸡霍乱疫苗、炭疽疫苗 1885年狂犬疫苗 Behring发现血清抗体并建立血清学反应。 1890 Landsteiner发现抗原的结构及特异性。 1910 Pirquet提出变态反应的概念。 1906 Owen 和 Medawar 发现免疫耐受现象。 1945 现代免疫学时期（ 20世纪 60年代至今） 免疫系统的提出 Burnet克隆选择学说（ cl