医学免疫学：1绪论、抗原

1、1,医学免疫学,Medical of Immunology,2,Question,什么是免疫？ 怎么学？ 学什么？,3,本课程的主要内容及体系,4,复习参考书,5,免疫学的考核方法,学科成绩由两部分组成 平时成绩和笔试成绩。 平时成绩(40分) 包括课堂提问、课外作业与讨论 笔试(60分) 课终闭卷,6,免疫（immunity）的概念：,免疫是机体免疫系统能够识别“自己”和“非己”的一种生理功能。,免疫的本质：区分“自我”和“非我”（self-nonself）。,对自身成分产生天然免疫耐受，对非已异物则通过免疫应答产生排除。,7,医学免疫学（Medical Immunology）,医学免疫学是

2、一门研究人体免疫系统的结构和功能，免疫相关疾病及其发病机理、免疫学诊断及防治的科学。,8,什么是免疫学？,免疫学与我们的日常生活息息相关 免疫学拥有辉煌的历史 免疫学是现代生命科学的前沿学科 免疫学是人类征服疾病的重要武器,9,大蒜精油胶囊强力杀菌提高免疫力,可提高免疫力的纳米多维溢源葆,三款凉菜提高免疫力,冬病夏治可提高免疫力,姬松茸菌丝体-增强免疫力,免疫学与我们的日常生活息息相关,10,免疫学拥有辉煌的历史,帮助人类第一次有组织、有目的地消灭了一种疾病。 改变了人类的疾病谱，传染病不再是人类的头号杀手。 人人受惠于免疫学的理论和技术,11,什么是免疫学？,免疫学与我们的日常生活息息相关

3、免疫学拥有辉煌的历史 免疫学是现代生命科学的前沿学科 免疫学是人类征服疾病的重要武器,12,The Nobel Prize in Physiology or Medicine,免疫学是现代生命科学的前沿学科,13,瑞典卡罗琳医学院10.3日宣布，将2011年诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家布鲁斯博伊特勒、法国科学家朱尔斯霍夫曼以及加拿大科学家拉尔夫斯坦曼，以表彰他们在免疫学领域取得的研究成果。,2011年诺贝尔生理学或医学奖,拉尔夫斯坦曼,14,与免疫相关的疾病：,感染性疾病 肿瘤 组织器官移植 自身免疫性疾病：糖尿病，哮喘，类风湿性关节炎，风湿性心脏病，心肌炎，系统性红斑狼疮，重症肌无力，

4、甲状腺炎，输血反应，过敏性休克，春季结膜炎，泡性眼炎，交感性眼炎，过敏性鼻炎，变应性皮炎，溶血性贫血，新生儿溶血，血小板减少性紫癜，肾小球肾炎，肺出血肾炎综合征，多发性硬化症，强直性脊柱炎,第一节 绪 论,16,一、免疫系统的组成,17,免疫器官,18,19,二、免疫系统的三大功能,20,三、免疫应答的类型,固有免疫 是机体在长期种系发育和进化中逐渐形成的一种天然防御功能，是机体防御病原体侵害的第一道防线。 适应性免疫 是机体接受病原体等抗原异物刺激后产生的，对某一特定病原体具有高度特异性的免疫反应，并将其清除体外的防御功能。,21,四、免疫学的应用,免疫预防 免疫诊断 免疫治疗,22,免疫预

5、防,疫苗(Vaccine)，疫苗接种，免疫接种 免疫接种被认为是目前最具成本效益的卫生投资之一 根据专家对上海市1992年至2001年10年间新生儿乙肝疫苗免疫费用及效益的分析，10年来因新生儿乙肝疫苗免疫投入的费用总计2400万元人民币，产生的效益为41.22亿元人民币，效益成本比为172 : 1。,23,免疫预防,感染性疾病的疫苗： 非感染性疾病的疫苗： 心血管疾病 免疫避孕 肿瘤,24,宫颈癌疫苗,据估计，在全世界范围内，宫颈癌为女性癌症死因的第二位杀手，每年有50万人确诊，约30万人因此死亡。仅以美国为例，2005年约有1万例新确诊的宫颈癌患者，约有3700例患者死亡。,25,免疫诊断

6、 (P9，P196),第一章 概论第二章 抗原抗体反应第三章 免疫原和抗血清的制备第四章 单克隆抗体与基因工程抗体的制备第五章 凝集反应第六章 沉淀反应第七章 放射免疫技术第八章 荧光免疫技术第九章 酶免疫技术第十章 化学发光免疫分析技术,26,免疫诊断 (P9 ，P196),第十一章 生物素亲和素放大技术第十二章 固相膜免疫测定第十三章 免疫组织化学技术第十四章 免疫细胞的分离及其表面标志检测技术第十五章 免疫细胞功能检测技术第十六章 细胞因子与细胞黏附因子的测定第十七章 流式细胞仪分析技术及应用第十八章 体液免疫球蛋白测定第十九章 补体检测及应用第二十章 免疫检验自动化仪器分析,27,免疫

7、诊断 (P9 ，P196),第二十一章 临床免疫检验的质量保证第二十二章 感染性疾病与感染免疫检测第二十三章 超敏反应性疾病及其免疫检测第二十四章 自身免疫性疾病及其免疫检测第二十五章 免疫增殖性疾病及其免疫检测第二十六章 免疫缺陷性疾病及其免疫检验第二十七章 肿瘤免疫与免疫学检验第二十八章 移植免疫及其免疫检测,28,免疫治疗,依据免疫学原理和疾病发生机制，通过增强或抑制机体的免疫功能，从而达到治疗疾病目的。（immunotherapy）,以抗原为基础的免疫治疗 以细胞因子为基础的免疫治疗 以细胞为基础的免疫治疗 免疫调节剂,以抗体为基础的免疫治疗 免疫血清 单克隆抗体 人源化抗体 基因工程

8、抗体,第二节 免疫学发展简史The History of Immunology,30,经验时期400Y,1890s,1980s,1500s,科学时期 90Y,现代时期 30Y,The History of Immunology,人痘接种,减毒疫苗,31,31,适应性免疫系统识别的对象 抗 原,Antigen,32,32,Table of Content,S1: 抗原的概念及特性* S2: 抗原特征性结构-表位* S3:抗原的分类及其医学意义* S4:其他非特异性免疫刺激剂 S5:抗原在医药实践中的应用,33,33,何谓 抗原？,指一类能与T细胞、B细胞的TCR或BCR 结合，促使其增殖、分化、

9、产生抗体或致敏淋巴细胞，并与之特异性结合，进而发挥免疫效应的物质。,34,34,免疫原性：抗原能被T、B淋巴细胞表面特异性抗原受体（TCR或BCR）识别及结合，刺激机体产生适应性免疫应答（抗体或活化T/B淋巴细胞）的能力。反应原性：抗原与免疫应答效应物质（抗体或活化T/B淋巴细胞）特异性结合的能力。,抗原基本特性,35,35,免疫原性,36,36,反应原性,37,37,有没有物质只有免疫原性而没有反应原性? 有没有物质只有反应原性而没有免疫原性?,38,38,半抗原(hapten) 仅有反应原性而无免疫原性的物质p17,DNP,二硝基苯酚,无抗DNP的抗体产生,DNP,有抗DNP的抗体产生,牛

10、血清白蛋白,载体(carrier) 载体: 能赋予半抗原免疫原性的物质,39,39,抗原(antigen),指所有能启动、激发和诱导适应性免疫应答的物质。其可被T、B淋巴细胞表面特异性抗原受体（TCR或BCR）识别及结合，激活T/B细胞产生应答产物（特异性抗体和效应淋巴细胞），并与之发生特异性反应。,40,（一）抗原方面的因素 1.异物性。 “非己” 异种或同种异体的物质。 亲缘关系越远，免疫原性越强 2.分子量。 一般是分子量越大，免疫原性越强。 10kD以上，一般低于4kD无免疫原性,决定抗原免疫原性的因素,41,3.化学组成和复杂性,氨基酸和单糖的类型和空间构型 （1）蛋白质 1）氨基酸

11、组成：含芳香族氨基酸多的免疫原性强。 2）结构：越复杂免疫原性越强 明胶蛋白分子量约100kD,直链结构，弱抗原,42,（2）多糖：具有免疫原性, 较蛋白质弱。 细菌荚膜、细胞壁，LPS，ABO血型抗原 （3）核酸：多无免疫原性，与蛋白质结合则具有免疫原性,4.易接近性,易接近性：抗原的特殊化学基团与相应淋巴细胞表面受体相互接触的难易程度。,43,44,（二）宿主方面因素 遗传、年龄、性别、生理状态等。 此外，抗原进入机体的途径： 皮内注射皮下注射肌肉注射腹腔注射静脉注射,45,45,表位：指抗原分子上能够被T、B淋巴细胞抗原受体（TCR、BCR）或抗体特异性识别的特殊化学基团。,抗原特异性,

12、指抗原诱导机体产生免疫应答及与其免疫应答产物相互作用的高度专一性。,指抗原诱导机体产生免疫应答及与其免疫应答产物相互作用的高度专一性。,表位：指抗原分子上能够被T、B淋巴细胞抗原受体（TCR、BCR）或抗体特异性识别的特殊化学基团。,46,抗体是与抗原分子表面的表位结合，而非由整个抗原分子,TCR、BCR,47,47,抗原特征性结构-表位(epitope),又称抗原决定基（antigenic determinant)指抗原分子上能够被T、B淋巴细胞抗原受体（TCR、BCR）或抗体特异性识别的特殊化学基团。是T/B淋巴细胞识别结合的最小单位。,一般由5-17个氨基酸残基、 5-7个多糖残基或核苷

13、酸残基组成。,48,48,COOH,SO3H,ASO3H,不同化学基团对抗原特异性的影响,49,49,关于表位的一些重要观点,1个淋巴细胞只能识别1种表位,T细胞和B细胞是如何看世界的？,50,50,T细胞和B细胞是如何看世界的？,B细胞和T细胞通过其膜上的抗原受体识别抗原,T细胞表面的抗原受体称为TCR(T cell antigen receptor),B细胞表面的抗原受体称为BCR(B cell antigen receptor),51,51,1个B细胞或T细胞只能识别1种表位 1个B细胞或T细胞表面存在上千个BCR或TCR 但它们具有相同的结构，只能识别1种表位,T细胞和B细胞是如何看世

14、界的？,52,52,1个淋巴细胞只能识别1种表位 T/B细胞通过其膜上的抗原受体识别抗原 1个B细胞或T细胞只能识别1种表位 抗原表位是T/B细胞的最小识别单位,关于表位的一些重要观点,53,53,Y,Y,1个淋巴细胞只能识别1种表位 T/B细胞通过其膜上的抗原受体识别抗原 1个B细胞或T细胞只能识别1种表位 抗原表位是T细胞或B细胞的最小识别单位 1个完全抗原通常具有多个表位,关于表位的一些重要观点,抗原分子所具有的表位数量。,抗原结合价,54,54,抗原结合价：抗原分子所具有的表位数量。,多价抗原：大多数天然蛋白质抗原，由几十或几百个氨基酸组成，可含多个表位。,单价抗原：1个半抗原相当于1

15、个表位，仅能与抗体分子的1个结合部位结合。,55,55,Question:,为清除1千种病原体表位，我们的体内需要有多少种淋巴细胞？,56,56,关于表位的一些重要观点,1个淋巴细胞只能识别1种表位 1个完全抗原通常具有多个表位 抗原与抗原之间的不同主要体现为表位的不同,57,57,关于表位的一些重要观点,1个淋巴细胞只能识别1种表位 1个完全抗原通常具有多个表位 抗原与抗原之间的不同主要体现为表位的不同 抗原与抗原的不同即抗原的特异性，由其表位的性质、数量不同,58,58,关于表位的一些重要观点,1个淋巴细胞只能识别1种表位 1个完全抗原通常具有多个表位 抗原与抗原之间的区别主要体现为表位的

16、不同 抗原的特异性由其表位的性质、数量决定 表位是决定抗原特异性的分子基础,抗原表位结合的对象？,59,59,抗原表位结合,相应淋巴细胞表面受体,相应抗体,表位是免疫细胞识别的标志及免疫反应具有特异性的物质基础。,60,60,Question:,临床上治疗糖尿病，最初使用猪或牛胰岛素，现在全部改用人胰岛素，为什么？,61,61,（1）根据抗原表位AA排列的空间结构特点： 顺序表位由数个连续的AA组成，又称线性表位。,多存在于分子内部， 不能引起免疫应答，故又称隐蔽性表位,表位的分类,62,62,构象表位(conformational epitope) 由不连续、甚至相隔很远的AA或多糖残基，经

17、肽链折叠而形成的具有特定空间构象的表位。,一般存在于分子表面， 易被相应淋巴细胞识别,63,63,T细胞和B细胞识别的抗原(表位)有何不同？,B,BCR,T,TCR不能直接与抗原相结合,TCR,BCR能直接与抗原相结合,64,64,T细胞只能结合经抗原呈递细胞加工,由MHC分子呈递的抗原肽,65,65,2、根据表位被识别的特点：,B细胞（BCR）可识别线性表位或构象表位,构象表位,线性表位,构象表位,线性表位,B细胞表位：B细胞识别的表位,66,66,T细胞表位：T细胞识别的表位,T细胞（TCR）只能识别：线性表位,T细胞表位,B细胞表位,酶解加工,T细胞表位,67,67,T细胞只能结合经抗原

18、呈递细胞加工,由MHC分子呈递的抗原肽,68,68,提问：不同的抗原是否有可能存在相同的表位?,Y,Y,交叉抗原: 两种抗原分子具有共同的或相似的抗原表位，称为交叉抗原p20 交叉反应： 交叉抗原与其它抗原所诱生抗体(或致敏淋巴细胞)结合或相互作用,69,69,特异性 反应,70,70,有时针对病原微生物的免疫应答可导致对自身组织细胞的损伤。 交叉抗原可能对临床诊断或鉴定产生干扰 可以应用交叉抗原制备针对难以直接制备的病原菌的疫苗。,交叉抗原与交叉反应的临床意义,71,71,交叉抗原与交叉反应的临床意义,免疫系统,免疫应答,牛痘,天花,效应物质,72,72,抗原的分类,（1）根据抗原诱生抗体过

19、程中是否需要T细胞的协助分类 胸腺依赖抗原（thymus dependent antigen, TD-Ag): 刺激细胞产生抗体需要Th细胞协助。 非胸腺依赖抗原(thymus independent antigen, TI-Ag): 刺激细胞产生抗体无需要Th细胞协助。,73,73,异种抗原 同种异型抗原：红细胞血型抗原和MHC 自身抗原 异嗜性抗原,（2）根据抗原与机体的亲缘关系,74,74,病原微生物,异种抗原：来自另一物种的抗原性物质。,各类微生物如细菌有表面抗原、 鞭毛抗原、菌毛抗原、菌体抗原等,75,75,某些细菌的代谢产物外毒素(exotoxin)是蛋白质，除具有毒性能致病外，还

20、具有很强的免疫原性，能刺激机体产生相应抗体即抗毒素(antitoxin)。 用0.3%-0.4%甲醛处理外毒素，使其失去毒性而保留免疫原性，便成为类毒素(toxoid)。类毒素也能刺激机体产生抗毒素。,外毒素、抗毒素、类毒素,76,76,动物免疫血清,类毒素免疫动物(马)后，动物血清中含有大量抗毒素，可用于治疗相应疾病。 来源于动物血清的抗毒素，对人体具有二重性：一是治疗制剂，可中和外毒素；二是具有免疫原性的异种蛋白质，可引发超敏反应。,77,77,同种异型抗原,同一种属不同个体之间所具有的不同的抗原。 如血型抗原、MHC抗原。,Rh血型,ABO血型,HLA,78,78,B,B,A,A,ABO血型抗原,Rh血型抗原,HLA抗原,79,79,自身抗原,能引起自体发生免疫应答的自身成分称为自身抗原。,隐蔽的自身抗原,修饰或变性的自身抗原,自身正常物质,80,80,隐蔽的自身抗原,81,81,异嗜性抗原(又称Forssman抗原),一类与种属无关、存在于不同种属之间的共同抗原称为异嗜性抗原。,溶血性链球菌,心肌炎,风湿病,肾小球肾炎,82,82,83,83,（3）根据抗原（TD）是否在抗原递呈细胞所合成,外源性抗原：指由抗原提呈细胞（APC）从外部所摄取的蛋白质抗原。 内源性抗原：指在APC内合成的抗原。,84,84,非特异性免疫刺激剂和免疫佐剂,超抗原（Superantigen