免疫学基础- 20140805

第一章 免疫学基础 免疫学（immunology）是研究免疫系统的结构与功能的学科，涉及免疫识 别、免疫应答与免疫耐受或免疫调节等的免疫学基本科学规律与机制研究，以 及免疫机制在相关疾病发生发展中的作用和免疫学技术在疾病诊断、治疗与预 防中的应用。 1、免疫的概念 免疫（immunity）又称免疫性、免疫力或抵抗力。古典免疫的概念是指人 或动物机体对病原微生物的抵抗力和对同种微生物再感染的特异性的防御能力。 然而随着免疫学的发展和研究的深入，发现很多现象如过敏反应，动物的血型， 移植排斥反应，自身免疫病等均与病原微生物的感染无关。因此，对免疫这个 概念应赋予新的内涵，从而形成了现代免疫的概念。现代免疫的概念已不再局 限于抵抗微生物感染这个范围，它是指人或动物机体对“自身”和“非自身” 的识别，产生免疫应答，并清除异己抗原，维持自身内环境完整，平衡及稳定 的复杂生物学反应。 2、免疫的基本特性 （一）识别自身和非自身 即能识别自身与非自身的大物质，这是机体产生免疫应答的基础。动物机 体识别的物质基础是存在于免疫细胞膜表面的抗原受体，它们能与一切大分子 抗原物质的表位，即抗原决定簇结合。高等动物机体的这种识别功能是相当精 细的，不仅能识别存在于异种动物之间的一切抗原物质，而且对同种动物不同 个体之间的组织和细胞，即使这些细胞和蛋白成分存在微细的差别也能加以识 别。同种动物不同个体之间的组织移植排斥反应正是基于这种识别能力。 机体免疫系统的识别功能对保证机体的健康是极其重要的，一旦识别功能 降低就会对“敌人”宽容，从而降低或丧失对病原微生物或肿瘤的防御能力， 造成识别能力的紊乱，导致严重的功能失调，如把自身的组织或细胞当作“敌 人”，从而引起自身免疫疾病。 （二）特异性 机体的免疫应答和由此产生的免疫力具有高度的特异性，即具有很强的针 对性，如接种天花疫苗可使人体产生对天花病毒的抵抗力，而对其它病毒如流 感病毒无抵抗力。 （三）免疫记忆 免疫具有记忆功能。机体对某一抗原物质或疫苗产生免疫应答，体内产生 体液免疫（抗体）和细胞免疫（致敏淋巴细胞及淋巴因子）而经过一定时间， 这种抗体消失，但免疫系统仍然保留对该抗原的免疫记忆，若用同样抗原物质 或疫苗加强免疫时，机体可迅速产生比初次接触抗原时更多的抗体，这就是免 疫记忆现象。 动物患某种传染病康复后或用疫苗接种后之所以可使动物产生长期的免疫 力即是归功于免疫记忆。这种免疫记忆功能是由于机体在初次接触抗原物质的 同时，除刺激机体形成产生抗体的细胞外，与此同时也形成了免疫记忆细胞， 可对再次接触的抗原物质产生更快的免疫应答。 3、免疫的基本功能 （一）抵抗感染，又称免疫防御 是指机体抵御病原微生物的感染和侵袭的能力。 人体的免疫功能正常时，就能充分发挥对由呼吸道、消化道、皮肤相粘膜等途 径进入人体内的各种病原微生物的抵抗力，通过机体的非特异性和特异性免疫， 将微生物消灭。若免疫功能异常亢进时，可引起过度免疫反应即：变态反应； 而免疫功能低下或免疫缺陷，可引起机体的反复感染或免疫耐受。 （二）自身稳定，又称免疫稳定 清除衰老和死亡的细胞。在人体的新陈代谢过 程中，每天都有大量的细胞衰老死亡，这些失去功能的细胞积累在体内，会影 响正常细胞的功能活动。免疫的第二个重要功能就是把这些细胞清除出体内， 以维护机体的生理平衡，若此功能失调，则可导致自身免疫性疾病。 （三）免疫监视 机体内的细胞常因物理、化学和病毒等致癌因素的作用而突变 为肿瘤细胞，这是体内最危险的敌人。人体免疫功能正常时即可对这些肿瘤细 胞加以识别，然后调动一切免疫因素将这些肿瘤细胞清除，这种功能即为机体 的免疫监视，若此功能低下或失调，则可导致肿瘤的持续发生或病毒的持续感 染。 图 1 免疫的功能 四、抗原 抗原（antigen, Ag）：又称免疫原，是一类刺激机体免疫系统使之产生的 特异性免疫应答，并能与相应免疫应答产物（如抗体或致敏淋巴细胞）在体内 外发生特异性结合的物质。某一物质能否成为抗原，首先是由它本身的某些性 质决定的。多为体外的蛋白、病菌等各类物质，也有机体本身的，如体内的衰 老细胞，自身抗体等。 抗原具有两个基本性质：1）免疫原性，即抗原刺激机体产生特异性免疫应 答的能力。2）反应原性，即抗原可在体内外与相应的免疫效应产物（抗体或致 敏淋巴细胞）发生特异性结合的特性。同时具有此两种性能的抗原物质称为免 疫原（immunogen），又称为完全抗原，即通常所指的抗原，如病毒微生物和 蛋白质等；具有反应原性而不具有免疫原性的物质称为不完全抗原，又称为半 抗原，如一些小分子化学物质和药物等。具有免疫原性的物质一般为完全抗原。 构成抗原的首要条件：异物性。异物性是指抗原与所刺激机体的自身物质 的差异，这是构成抗原免疫原性的首要条件。在正常情况下，机体的自身物质 不能刺激自身的免疫系统，诱发免疫应答。因此，抗原是指非己的异种物质或 异体物质，例如病原微生物及动物血清对人体都是良好的抗原。 免疫系统对异物的识别功能，是机体在个体发育中建立起来的。凡胚胎期 淋巴细胞与之接触过的物质，免疫系统视其为“自身”物质，反之则视为“异 己”。在正常情况下，机体自身成分无免疫原性，但在长期感染或理化因素的 作用下，其结构可能发生改变而成为自身抗原。此外，体内有些物质从胚胎发 生时即处于隐蔽状态，从未与免疫细胞接触，若因外伤，感染等原因误入血流 时，也可成为自身抗原，引起免疫应答而导致自身免疫性疾病。如引起男女不 育症的精子和卵子抗体就是典型的一例。由此可见，异物性不是指体外的物质 而言，而是以在胚胎期淋巴细胞是否与之接触而定。 决定抗原免疫原性的其他因素还包括抗原分子的理化特性；宿主因素；免 疫方法等。 五、 免疫应答 免疫应答是免疫系统识别和清除抗原的整个过程。根据免疫应答识别的特 点、获得形式以及效应机制，可分为固有免疫应答（innate immunity）和适应性 免疫应答（adaptive immunity）两大类。固有免疫亦称为 先天性免疫或非特异性 免疫，适应性免疫亦称获得性免疫或特异性免疫。 （一） 固有免疫 固有免疫是生物在长期进化中逐渐形成的，是机体抵御病原入侵的第一道 防线。主要由组织屏障、固有免疫细胞和固有免疫分子组成。 1组织屏障包括皮肤黏膜及其附属成分和体内屏障：皮肤黏膜及其附属成 分包括由致密皮肤和黏膜组成的物理屏障，皮肤和黏膜分泌的杀菌物质、体液 内溶菌酶和抗菌肽、胃酸等组成的化学屏障，寄居在皮肤和黏膜表面的正常菌 群组成的微生物屏障。体内屏障：包括血一脑屏障和血一胎屏障。血一脑屏障 组织结构致密，能阻挡血液中病原体等进入脑组织及脑室。血一胎屏障由母体 子宫内膜的基蜕膜和胎儿的绒毛膜滋养层细胞共同构成，可防止母体内病原体 进入胎儿。 2参与固有免疫的细胞如单核巨噬细胞、树突状细胞、粒细胞、自然杀 伤细胞（NK）和 NK T 细胞，其识别免疫原虽然不像 T 细胞和 B 细胞那样具有 高度的特异性，但可通过一类模式识别受体去识别病原微生物表达的称为病原 体相关模式分子的结构。 固有免疫的特征是：1）无特异性，作用广泛；2）先天具备；3）初次与抗 原接触即能发挥效应，但无记忆性；4）可稳定遗传；5）同一物种的正常个体 间差异不大。固有免疫是机体的第一道免疫防线，也是适应性免疫的基础。 （二）适应性免疫 适应性免疫是机体与抗原接触后获得的有针对性的防御功能。即免疫细胞 受抗原刺激后对抗原产生特异性识别而活化、增殖、分化，最终形成效应细胞， 并通过其所分泌的抗体或细胞因子来表现出一定生物学效应的过程。适应性免 疫应答具有两个特点，即特异性和记忆性。分为 T 细胞介导的免疫应答（细胞 免疫）和 B 细胞介导的免疫应答（体液免疫）两种。 细胞免疫应答又称细胞介导的免疫，是指 T 细胞特异性识别抗原后活化、 增殖、分化成效应 T 细胞，由效应 T 细胞发挥免疫效应的过程。此过程无 B 细 胞，抗原多为 T 细胞依赖的蛋白质抗原（TD-Ag），抗原呈递细胞多为树突状 细胞（dendritic cells）、巨噬细胞（macrophages）和辅助 T 细胞等。其主要效 应功能是清除细胞内感染的细菌和病毒、杀伤肿瘤细胞和变性的靶细胞、介导 迟发型变态反应、同种移植排斥反应、移植物抗宿主反应、某些药物过敏症及 某些自身免疫病。细胞免疫应答不仅是多细胞相互合作的过程，在一定条件下， 还需要抗体、补体等体液分子的参与。 体液免疫，是指 B 细胞特异性识别抗原后活化、增殖、分化成浆细胞，浆 细胞合并成并分泌相应抗体，最终由抗体发挥免疫效应的过程。主要表现为， 抗体与抗原结合中和毒素、病毒及抗化脓菌的作用，并激活补体发挥杀菌、溶 菌效应，通过 NK 细胞等发挥抗体依赖的细胞毒性作用（ADCC）杀伤靶细胞 及病原感染细胞。 适应性免疫应答可分为三个阶段： 1. 识别阶段：T 细胞和 B 细胞分别通过 TCR 和 BCR 精确识别抗原，其中 T 细胞识别的抗原必须由抗原提呈细胞来提呈； 2. 活化增殖阶段：识别抗原后的淋巴细胞在协同刺激分子的参与下，发生 细胞的活化、增殖、分化，产生效应细胞（如杀伤性 T 细胞）、效应分 子（如抗体、细胞因子）和记忆细胞； 3. 效应阶段：由效应细胞和效应分子清除抗原。 （三）非特异性免疫和特异性免疫不同点 图 2：非特异性免疫和特异性免疫的不同点 六、 免疫系统及组成 免疫系统（immune system）是人和高等动物中识别自我和危险信号，引发 免疫系统应答、执行免疫效应和最终维持自身稳定的物质基础。免疫系统是在 生物种发育、进化过程中逐步建立和完善的，是由淋巴器官和组织、免疫细胞 及免疫活性分子等组成，分布于全身各处，以完成适宜的免疫防御功能。 免疫器官根据功能不同可分为中枢免疫器官和外周免疫器官。 （一） 中枢免疫器官 中枢免疫器官又称一级免疫器官或初级淋巴器官，是免疫细胞发育、成熟 及分化为免疫活性细胞的场所，对外周免疫器官的发育起着主导作用。哺乳动 物的中枢免疫器官包括胸腺和骨髓。胸腺是 T 细胞分化、发育和成熟的场所。 骨髓是：1）各类血细胞和免疫细胞发生的场所：2）B 细胞分化成熟的场所： 3）再次免疫应答产生抗体的场所。 （二）外周免疫器官 外周免疫器官（peripheral immue organ）又称二级免疫器官或次级免疫器 官，是 T、B 免疫细胞定居的场所，也是它们识别外来抗原后发生免疫应答的 所在位置。外周免疫器官包括淋巴结、脾及粘膜相关淋巴组织。 1. 淋巴结是：1）T 细胞和 B 细胞定居的场所；2）免疫应答发生的场所； 3）参与淋巴细胞再循环；4）过滤作用。 2脾是：1）T 细胞和 B 细胞定居的场所；2）免疫应答发生的场所； 3） 合成某些生物活性物质；4）过滤作用。 3粘膜相关淋巴组织包括呼吸道、胃肠道及泌尿生殖道粘膜下分布的淋巴 组织；扁桃体；阑尾等，是构成机体抵抗病原体入侵的第一道免疫屏障。局部 黏膜的免疫状况是决定机体是否被感染的首要因素，主要功能是发生局部特异 性免疫应答的主要部位。 七、免疫细胞 免疫应答的发生需要免疫细胞的参与。免疫细胞是泛指所有参与免疫应答 或与免疫应答有关的细胞及其前身，包括造血干细胞、淋巴细胞、巨噬细胞及 白细胞、红细胞等。在免疫应答过程中起核心作用的是淋巴细胞。淋巴细胞包 括 T 细胞、B 细胞及 NK 细胞，其中 T 细胞、B 细胞表面具有抗原受体，能特 异性识别抗原而活化、增殖和分化，介导特异性免疫应答，被称为抗原特异性 淋巴细胞或免疫活性细胞。 （一）T 细胞 T 细胞来源于骨髓中的淋巴样细胞，在胸腺中发育成熟。胸腺中成熟的 T 细胞随血流迁移到外周免疫器官即为初始 T 细胞，初始 T 细胞经抗原刺激后活 化。T 细胞的活化需要接收两个信号的刺激：第一信号，来自 TCR 识别抗原呈 递细胞（APC）表面的 MHC 限制性的抗原肽；第二信号，由协同刺激分子相 互作用提供。活化的 T 细胞表面标志发生变化，并发生增殖和分化，产生效应 T 细胞，发挥相应的生物学功能并产生免疫应答。 1. T 细胞的表面分子 1）TCR-CD3 复合物：T 细胞特征性表面标志，是 T 细胞识别抗原和转导 信号的主要单位。 TCR：所有 T 细胞具有识别和结合特异性抗原的分子结构，称 T 细胞抗原 受体（T cell receptor, TCR）。在 T 细胞发育过程中，各个幼稚 T 细胞克隆的 TCR 基因经过不同的重排列后可形成几百万种以上不同序列的基因，因而可编 码相应数量的不同特异性的 TCR 分子。每个成熟的 T 细胞克隆内各个细胞具有 相同的 TCR，能识别同一种特异性抗原。在同一体内，可能有数百万种 T 细胞 克隆及其特异性的 TCR，故能识别许多多种抗原。 TCR 与细胞膜上的 CD3 抗 原通常紧密结合在一起形成复合体，称为 TCR-CD3 复合体。 CD3（CD ，cluster of differentiation，细胞分化簇。 CD3 代表细胞分化抗原 3）：主要的功能是稳定 TCR 的结构，传递 T 细胞活化信号。 2）CD4、CD8 分子：成熟的 T 细胞只能表达 CD4 或 CD8 分子其中的一种。 CD4 和 CD8 分子是 T 细胞的辅助受体，分别能与 MHC- 类和 MHC- 类分子 结合，增强 T 细胞与抗原呈递细胞（APC）或细胞毒性 T 细胞与靶细胞的相互 作用，并辅助 TCR 识别结合抗原肽。 3）协同刺激分子 CD28 分子，主要表达于成熟的 T 细胞表面，能够与 APC 上的 CD80/86 结合， 为 T 细胞活化提供第二信号。 CD2 分子，又称淋巴细胞功能相关抗原 2（LFA-2）。与 APC 上的 CD48、CD58 结合，可增强 T 细胞与 APC 或靶细胞间的结合强度，有助于 T 细胞对抗原的识别及参与辅助活化信号的传导。 4）细胞因子受体 细胞因子生物学活性的发挥在于细胞表面相应细胞因子受体的表达和受体与 配体的相互作用。T 细胞表面有许多细胞因子受体 (receptor)，如 IL-1R、IL- 2R、IL-4R、IL-6R 、IL-8R、IL-9R、IL-13R 等，它们是一些具有类似结构特征 的大分子物质，对于细胞生物活性起着调节作用。 5）丝裂原结合蛋白 丝裂原如植物血凝素（PHA），刀豆蛋白（ConA）能够与 T 细胞表面表达 的丝裂原结合蛋白相互结合，能够非特异性的激活 T 细胞的克隆增殖。 2. T 细胞亚群 成熟的 T 细胞无论在表型上还是在功能上都是一个相当复杂的异质性群体， 不同群体细胞具有不同的表面标志和功能。T 细胞根据不同的分类方法可分为 不同亚群。按所处的活化阶段分为：初始 T 细胞、效应 T 细胞、记忆性 T 细胞。 按表达 TCR 的类型分为：T 细胞、T 细胞。按表达 CD4 或 CD8 分为： CD4+T 细胞（代表 CD4 阳性的 T 细胞），CD8 +T 细胞。按免疫效应功能分为： 辅助性 T 细胞（T helper cells, Th）、细胞毒性 T 细胞（cytotoxic T cell , Tc/CTL）、调节性 T 细胞（ T regulatory cell, Tr）。 1）初始 T 细胞、效应 T 细胞、记忆性 T 细胞 指从未接受过抗原刺激的成熟 T 细胞。主要功能是识别抗原。在外周免疫 器官接受抗原呈递细胞如树突状细胞（DC）提呈的抗原刺激而活化，最终分化 为效应性 T 细胞核记忆性 T 细胞。效应 T 细胞主要向外周炎症部位或某些器官 组织迁移。记忆性 T 细胞可存活数年，介导再次免疫应答。 2）T 细胞、T 细胞 T 细胞是识别由 MHC 分子提呈的抗原肽，并且具有 MHC 限制性。T 细胞识别抗原无 MHC 限制性。 3）CD4 +T 细胞，CD8 +T 细胞 CD4+T 细胞识别外源性抗原肽，受 MHC- 类分子的限制。活化后，分化的 效应细胞主要为 Th 细胞。 CD8+T 细胞识别内源性抗原肽，受 MHC- 类分子的限制。活化后，分化的 效应细胞为 Tc（CTL）细胞。 4）辅助性 T 细胞（Th）、细胞毒性 T 细胞（Tc/CTL）、调节性 T 细胞（Tr） 这些细胞实际上是初始 CD4+T 细胞或初始 CD8+T 细胞活化后分化成的效应 T 细胞或调节性 T 细胞 A. Th 细胞：初始 CD4+T 细胞根据分泌细胞因子和所介导功能的差异分为 Th1、Th2 和 Th17 三类效应 Th 细胞.。Th1 细胞主要分泌 IL-2、IFN- 和肿瘤坏 死因子（tumor necrosis factor, TNF）-，介导迟发型变态反应和巨噬细胞活化 等细胞免疫应答。Th2 细胞分泌 IL-4、IL-5、IL-6 和 IL-10，介导体液免疫应答。 Th1 和 Th2 细胞是一对重要的调节细胞，同时又相互抑制，它们的失调与感染 性疾病和自身免疫疾病相关。Th17 细胞分泌 IL-17、IL-6 和 TNF-，参与胞外 病原菌感染引起的炎性反应、自身免疫性疾病、肿瘤和移植排斥等的发生和发 展。 B. CD8+CTL（Tc）细胞：CD8 +CTL 是细胞毒 T 淋巴细胞，能特异杀伤靶细 胞。CTL 杀伤靶细胞的机制：分泌穿孔素（perforin ）、颗粒酶（granzyme）和 颗粒溶解素（granulysin）杀伤靶细胞。穿孔素能在靶细胞膜上形成跨膜通道， 引起靶细胞因渗透压改变导致溶解性死亡，颗粒酶和 LT 则介导靶细胞凋亡； 活化的 CTL 能表达 FasL，介导 Fas+的靶细胞凋亡。 CD8+ CTL 是介导细胞免疫 的主要效应细胞。 C. CD4+CD25+调节性 T 细胞（Tr）：Tr 表达 IL-2R 的 链（CD25 ），主 要发挥免疫负调节作用；抑制抗原特异性 T 细胞增殖，抑制 APC 的功能，在免 疫耐受中发挥重要作用。 图 3 初始 CD4+ T 细胞的分化 （二）B 细胞 成熟的 B 细胞在由骨髓淋巴干细胞先分化为前 B 细胞，然后在骨髓微环境 中发育成熟为可识别抗原的成熟 B 细胞，最后经血液循环定居在外周淋巴器官。 B 细胞接受抗原刺激后活化、增殖和分化为浆细胞，由浆细胞产生特异性免疫 球蛋白，发挥体液免疫功能（一般只能存活 2 天），一部分 B 细胞成为免疫记 忆细胞，参加淋巴细胞再循环，它们是长寿细胞，可存活 100 天以上。B 细胞 是免疫系统重要的免疫细胞，主要功能是介导体液免疫。B 细胞也是重要的抗 原呈递细胞，能摄取、加工和呈递抗原，同时还能分泌细胞因子调节免疫应答。 1B 细胞的表面分子 1）BCR-CD79a/b 复合物 BCR（B 细胞抗原受体），即 mIg。能特异性识别和结合抗原，产生 B 细胞 活化的第一信号。与 B 细胞膜表面的另一对分子 CD79a（Ig）和 CD79b（Ig ）结合形成复合物，将抗原刺激信号传递至细胞质和细胞核内，使 B 细胞活化。 2）激活性辅助受体 CD19/CD21/CD81/CD225 是 BCR 复合物的激活性辅助受体，利于 B 细胞的 激活。 3）抑制性辅助受体 BCR 复合物的抑制性辅助受体有 CD32，CD22 和 CD72，对 BCR 复合物识 别抗原产生的信号起抑制作用，防止 B 细胞过度激活。 4）协同刺激分子 CD80，CD86 分子能够与 T 细胞表面的 CD28 相结合，提供 T 细胞活化的 第二信号。 CD40 分子，组成性表达于成熟的 B 细胞表面，起配体 CD40L 表达于活化 的 T 细胞表面。CD40 与 CD40L 结合，为 B 细胞活化提供第二信号。 2. B 细胞亚群 根据是否表达 CD，B 细胞可分为 CD5+B 细胞（B1 细胞）和 CD5-B 细胞 （B2 细胞）两个亚群。 B2 细胞即通常所指的 B 细胞。B2 细胞参与适应性免疫应答，产生高亲和力 的抗体，一种方式中和体内感染的病毒或细菌，另一方式是介导抗体依赖的细 胞介导的细胞毒作用（ADCC）。同时 B 细胞是一类专职的 APC，发挥呈递抗 原的作用。 （三）第三群淋巴细胞 有一类淋巴细胞既无 T 细胞的表面标志如 E 受体（CD2 ），又无 B 细胞的 表面标志如 SmIg，称为裸细胞。主要包括具有非特异性杀伤功能 K 细胞和 NK 细胞。 1杀伤细胞（killer cell, K 细胞）：主要特点是细胞表面具有抗体 IgG 的 Fc 受体，当靶细胞与相应的 IgG 结合，K 细胞可与结合在靶细胞上的 IgG 的 Fc 结 合，从而使自身活化，释放细胞毒因子，裂解靶细胞，这种作用称为抗体依赖 性细胞介导的细胞毒作用（ADCC）。 2自然杀伤细胞（natural killer cell, NK 细胞）：是一群既不依赖抗体参与， 也不需要抗原刺激和致敏就能杀伤靶细胞的淋巴细胞，因此称为自然杀伤性细 胞。人类自然杀伤细胞的主要表面标志有 CD56、 CD16、CD18 和一些与其活 化和抑制相关的受体。其中 CD56 是 NK 细胞最具有代表性的表面标志，目前 临床检测中将表型 CD3-CD56+CD16+的淋巴细定为 NK 细胞。NK 细胞表面存在 着识别靶细胞表面分子的受体结构，通过此受体与靶细胞结合而发挥杀伤作用。 NK 细胞表面也有 IgG 的 Fc 受体，凡被 IgG 结合的靶细胞均可被 NK 细胞通过 其 Fc 受体的结合而导致靶细胞溶解，即 NK 细胞也具有 ADCC 作用。 NK 细胞杀伤效应的机制主要是由穿孔素（perforin）介导，其杀伤的靶细 胞包括肿瘤细胞、病毒或细菌感染的细胞以及机体某些正常细胞。因此，NK 细胞具有抗肿瘤、抗感染和免疫调节功能。此外，NK 细胞亦参与移植排斥反 应、自身免疫病和超敏反应的发生。另外 NK 细胞可释放 IFN 及其他细胞因子 （如 IL-1、GM-CSF），调节免疫应答和造血过程。 （四）抗原呈递细胞 抗原呈递作用（antigen-presenting cells, APC）又称辅佐细胞。T 细胞和 B 细胞室免疫应答的主要承担者，但这一反应的完成，需要 APC 协助参加。这些 细胞，在免疫应答过程中，主要是对抗原进行捕捉、加工和处理呈递给 T、B 淋巴细胞的一类免疫细胞，因此称为抗原呈递细胞。APC 主要包括巨噬细胞、 树突状细胞、B 细胞以及内皮细胞、上皮细胞、成纤维细胞等。可分为专职 APC 和非专职 APC。专职 APC 是指一类特化的细胞，它们具有摄入、加工、 处理、提呈胞外抗原，激活 CD4+T 细胞，诱导免疫应答的能力。这类细胞必须 表达 MHC-类分子、协同刺激信号分子和各种粘附分子。专职 APC 包括单核 -巨噬细胞、树突状细胞、和 B 细胞。通常情况下不表达 MHC-类分子、协同 刺激信号分子和各种粘附分子的细胞，而受到刺激后能够表达这些分子，称为 非专职 APC，包括内皮细胞，上皮细胞和成纤维细胞。 1. 巨噬细胞 巨噬细胞（macrophages）是由来源于骨髓多功能造血干细胞的单核细胞分 化而来。巨噬细胞表达高水平的 CD14，被认为是较特异的表面标志，目前主 要用于细胞表型的鉴定。研究表明，巨噬细胞参与非特异性免疫和特异性免疫。 在非特异性免疫中，主要是通过吞噬作用杀灭和清除病原体和异物，并介导炎 症反应；在特异性免疫中，主要发挥免疫调节以及抗原呈递功能。其细胞表达 多种表面分子，如模式识别受体（甘露糖受体、清道夫受体和 Toll 受体）， IgG Fc 受体，补体受体和多种细胞因子受体等， 巨噬细胞至少有两个亚类，即 M1 型和 M2 型。M1 型巨噬细胞参与促炎反 应，且在宿主防御细菌和病毒感染中发挥核心作用。M2 巨噬细胞与抗炎反应， 寄生虫感染、组织重构、纤维化以及肿瘤疾病发展相关。 2树突状细胞 人树突状细胞（dendritic cell, DC）起源于骨髓造血干细胞（hemopoietic stem cell）。DC 的来源有两条途径： 髓样干细胞 在 GM-CSF 的刺激下分化为 DC，称为髓样 DC（myeloid dendritic cells, MDC），也称 DCl，与单核细胞和 粒细胞有共同的前体细胞；包括朗格汉斯细胞，间皮（或真皮）DCs 以及单核 细胞衍生的 DCs 等； 来源于淋巴样干细胞，称为淋巴样 DC（Lymophiod dendritic cells, LDC）或浆细胞样 DC（plasmacytoid dendritic cells, piX），即 DC2，与 T 细胞和 NK 细胞有共同的前体细胞。树突状细胞（DC）尽管数量不 足外周血单核细胞的 1%，但表面具有丰富的抗原递呈分子（MHC-和 MHC- ）、共刺激因子（CD80/B7-1、CD86/B7-2、CD40 、CD40L 等）和粘附因子 （ICAM-1、ICAM-2、ICAM-3、LFA-1、LFA-3 等），是功能强大的专职抗原 递呈细胞（APC）。DC 自身具有免疫刺激能力，是目前发现的惟一能激活未致 敏的初始型 T 细胞的 APC，而巨噬细胞和 B 细胞等仅能刺激已活化的 T 细胞或 记忆性 T 细胞。因此 DC 是特异性免疫应答的始动者。 成熟 DC 的细胞表型特征是高表达 MHC-类分子、 MHC-类分子、 CD80、 CD86、CD40 免疫刺激分子， CD1a、CD11c 及 CD83 也是成熟 DC 的 标志。 DC 的生物学功能：1）向 T 细胞呈递抗原；2）参与 T 细胞亚群的分化和免疫 调节；3） 参与诱导免疫耐受；4）向 B 细胞呈递抗原。 八、免疫分子 免疫分子，是机体免疫系统中免疫组织或细胞所分泌一类具有重要生物学 活性的分子，包括抗体、补体系统和各种细胞因子。其在免疫应答和免疫调节 过程中具有非常重要的作用。 （一）免疫球蛋白 -抗体 免疫球蛋白（immunoglobulin, Ig）是具有抗体活性或化学结构与抗体相似 的球蛋白的统称。抗体（antibody, Ab）：是机体免疫系统受到抗原刺激后由 B 细胞产生的一类能与相应抗原发生特异性结合的球状糖蛋白。抗体均为免疫球 蛋白，但免疫球蛋白不一定都是抗体。免疫球蛋白可以分泌型存在于体液中， 具备抗体的各种功能；也可存在于 B 细胞膜上，称为抗原受体。 1. 免疫球蛋白的功能 1）特异性识别结合抗原 抗体在体内与相应抗原特异结合，发挥免疫效应，清 除病原微生物或导致免疫病理损伤。在体外与抗原结合引起各种抗原抗体反应， 用于诊断疾病。 2）激活补体。 3）结合细胞表面的 Fc 受体 Ig 的 Fc 段可与具有 IgFc 受体的免疫细胞结合，产 生不同效应。免疫调理作用：IgG Fc 与中性粒细胞、巨噬细胞上 IgG Fc 受体结 合，增强这些细胞对抗原的吞噬作用。抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用 （ADCC）：表达 Fc 受体的 NK 细胞、巨噬细胞和中性粒细胞可通过与 IgG Fc 段的结合，直接杀伤 IgG 包被的靶细胞。介导 I 型变态反应。 4）选择性转运 Ig 可通过 Fc 段被转运到原先不能到达的部位。 25 类免疫球蛋白的特性与功能 所有的抗体按其结构的不同可分为五大类：IgG、IgM、IgA、IgD 和 IgE。 每种类型都有多种不同的抗体，它们在获得性免疫系统中担任着不同的角色。 IgG 和 IgM：这两类抗体是体液免疫中起主要作用的抗体。IgG 是血清中含量最 高的抗体，占血清 Ig 总量的 75%。IgG 不仅具有调理作用，还有抗体依赖的细 胞介导的细胞毒作用以及激活补体等众多效应，而且是唯一通过胎盘使婴儿被 动获得体液免疫的抗体，同时是机体抗感染的抗体。IgM 是 B 细胞上的抗原受 体，并且是免疫应答时产生的第一个抗体，也是初次应答最早出现的抗体，据 此可通过检查血液中 IgM，进行感染的早期诊断。 IgA：是防御通过粘膜表面（呼吸道、胃肠道和泌尿生殖道）进入的微生物的第 一道防线。此抗体防止病原体在黏膜表面定居并介导它们的吞噬作用。 IgD： mIgD 是 B 成熟的标志。 IgE： 是血清中含量最低的抗体，主要生物学功能是参与超敏反应和抗寄生虫 感染。 3人工抗体 目前人工制备的抗体由 3 种类型，即多克隆抗体、单克隆抗体和基因工程抗 体，它们被广泛地应用于临床诊断和治疗及实验室研究。 多克隆抗体：是由针对不同抗原表位（又称抗原决定簇，指抗原分子中决 定抗原特异性的特殊化学基团）的抗体组成的混合物。 单克隆抗体：针对单一抗原表位的一个 B 细胞克隆产生的抗体。 （二）补体系统 补体（Complement, C）：是存在于人和动物血清中的，与免疫有关并具有 酶活性的一组球蛋白。补体并非单一物质，而是由多种成分组成的一组蛋白质， 故称为补体系统。 补体主要由巨噬细胞、肠道上皮细胞和肝、脾细胞合成。正常情况下，补体 各成分以非活化状态存在于血清中，当受到病原微生物入侵而感染或收到抗原 刺激时，补体就被激活而发挥多种生物学功能，如趋化作用、调理作用和免疫 粘附作用等。从而增强吞噬活性和溶解靶细胞的能力。 （三）细胞因子 细胞因子（cytokines,CK）：是指由免疫细胞和某些非免疫细胞（如血管内 皮细胞和表皮细胞等）经刺激而合成并分泌的一类生物活性分子，它们介导细 胞之间的信息交换与相互调节，参与免疫应答、免疫调节和炎症反应过程。 细胞因子种类繁多，功能广泛。一种细胞可产生多种细胞因子，同一种细 胞因子对不同的靶细胞也可能具有不同的作用。其主要作用方式是通过与靶细 胞表面的细胞因子受体结合而发挥各种生物学功能。 按照其功能特点，细胞因子可被分为以下六大类： 1）白细胞介素（inerleukin, IL）是单核-巨噬细胞、淋巴细胞等其他细胞所 分泌的某些非特异性发挥免疫调节和在炎症反应中起作用的因子。免疫系统 的功能，在很大程度上依赖于白细胞介素。目前报道的白细胞介素已有 33 种， 即 IL-1-IL-33。白细胞介素在传递 信息，激活与调节 免疫细胞，介导 T、B 细胞 活化、增殖与分化及在炎症反应中起重要作用。 2）干扰素（interferon, IFN）是最早发现的细胞因子，因其具有干扰病毒感 染和复制，调节免疫应答的能力故称干扰素。目前已发现有三型干扰素，分别 为型 IFN（IFN-, IFN-），型 IFN（IFN-）， 型 IFN（IL-28A/B）。 型 IFN 和型 IFN 主要是由白细胞、成纤维细胞和病毒感染的组织细胞产生， 其发挥的作用一致，主要是抗病毒和抗肿瘤作用。同时也能够发挥免疫调节作 用，如促进 MHC 类分子的表达。型 IFN 主要是由活化的 T 细胞和 NK 细 胞产生，主要的功能是激活巨噬细胞，促进 MHC 分子表达和抗原提呈，抑制 Th2 细胞因子的分泌等。 3）肿瘤坏死因子（tumor necrosis facor, TNF）是具有诱导肿瘤凋亡效应的 细胞因子。根据来源和结构不同分为：TNF- 和 TNF-。TNF- 主要是单核 -巨 噬细胞分泌，另外 T 细胞、NK 细胞，肥大细胞也有分泌。TNF- 除具有强烈 的杀伤肿瘤细胞作用外，且参与免疫调节，与炎症、休克、发热、多器官功能 衰竭及恶病质等均有密切关系。TNF- 又称淋巴毒素与 TNF- 的氨基酸序列为 28%同源性，二者结合同一受体。是由激活的 T 细胞产生，生物学功能与 TNF- 相似，在局部发挥效应；与细胞表面 LT- 形成复合物发挥作用。 4）集落刺激因子（colony stimulating factor, CSF ）是指能够刺激多能造血 干细胞和不同发育分化阶段的造血干细胞进行增殖分化，并在半固体培养基中 形成相应细胞集落的细胞因子。 5）生长因子（growth factor, GF）具有刺激细胞生长作用的细胞因子，主 要参与组织修复过程。 6）趋化因子（chemokine） 吸引白细胞向一定方向移行，也可刺激白细胞 活化的小分子担保。根据其分子结构分为 4 种亚家族，包括 CXC、CC、C 和 CX3C。趋化因子除具有经典的白细胞趋化和趋化激活作用外，还在机体的多种 生理、病理过程中发挥作用。 九、免疫疾病 免疫疾病是指免疫系统对抗原不适当的应答，即过高或过低的应答，或对 自身组织抗原的应答，从而导致的免疫病理过程。按发病机制不同，免疫疾病 可分为三大类：超敏反应病、免疫缺陷病和自身免疫病。 (一) 超敏反应病 免疫系统正常时以很轻或不损伤宿主组织的方式应答种种入侵的微生物， 然而，在某些情况下，免疫应答可到导致严重的组织损伤反应，从而导致免疫 病理过程，这种由于免疫系统对抗原的“过度反应”而造成的生理功能紊乱或 组织细胞损伤就是超敏反应疾病的表现。 超敏反应是指机体对某些抗原初次应答后，再次接受相同抗原时，发生的一 种以机体生理功能紊乱或组织损伤为主的特异性免疫应答，俗称变态反应或过 敏反应。按超敏发作的时间及机制不同可将其分为：迟发型超敏反应和速发型 超敏反应。迟发型超敏反应：由细胞免疫介导，发作慢，主要见于结核病，接 触性皮炎等。速发型超敏反应：由抗体介导，发作快，如哮喘，过敏性休克及 输血反应等。 （二）免疫缺陷病 免疫系统的先天性遗传型缺陷及后天因素所致缺陷，均致免疫功能地下或 缺失，因此易发生严重感染及肿瘤。免疫缺陷病可分为原发性和继发性两种类 型。原发性免疫缺陷又称先天性/遗传性缺陷，是生来具有的，它可因缺陷发生 部位不同而导致不同程度的免疫功能低下，如发生在淋巴干细胞阶段可致 T、B 细胞严重缺失，形成重症联合免疫缺陷症（ SCID）。 继发性免疫缺陷又称后天性免疫缺陷，是由后天因素造成的，这种免疫缺陷 症常发生于慢性感染、放射线照射及免疫抑制药物的长期使用之后，最突出的 例子是艾滋病（AIDS）。 （三）自身免疫病 在正常情况下，自身抗原不能活化自身 T、B 细胞，因此 T、B 细胞不增殖， 不能对其产生免疫应答，所以不导致自身免疫疾病。但在长期感染，物理、化 学因素刺激下，这些自身 T、B 细胞就会被活化，从而对自身抗原产生应答而 导致自身免疫病。自身免疫病发病的主要机制：自身抗原的改变或隐蔽性自身 抗原的释放而导致自身耐受的破坏。自身免疫病在一般人群中很普遍，据估计 约有 3.5%的人患病。非常普遍的是型糖尿病、类风湿性关节炎、系统性红斑 狼疮和由隐蔽性抗原释放而致的男女不育及其他疾病等。 十、免疫治疗 免疫治疗是指利用免疫学原理，针对疾病的发生、发展机制，应用各种治 疗因子调整机体的免疫功能，以达到治疗目的所采取的措施。 （一）免疫治疗的分类 1根据对机体免疫应答影响分类 1.1 免疫增强疗法 指用免疫调节等手段调节机体的免疫功能，使患者免疫功 能低下的状态得以恢复或增强，主要用于肿瘤、免疫功能低下等疾病的治疗。 1.2 免疫抑制疗法 指用免疫调节等手段使机体亢进的免疫状态得以下调或恢 复正常，主要用于超敏反应、自身免疫病、移植排斥等疾病的治疗。 2. 根据治疗所用制剂的特点分类 2.1 主动免疫疗法 指给机体输入抗原物质，刺激机体产生免疫应答，达到抵 抗疾病的目的。特点：治疗