免疫学配套全册教学课件3

1、免疫学配套全册教学课件3,医学免疫学 Medical Immunology,3,第一章 免疫学概论,第一节 医学免疫学简介 第二节 免疫学发展史,要求,概念：掌握 免疫；熟悉 免疫防御、免疫监视、免疫自稳等。 掌握免疫系统的组成。 掌握免疫系统的三大基本功能。 了解免疫学发展经历的三大时期，举例各时期重要事件和人物,4,5,第一节 医学免疫学简介,一、概念 二、免疫系统的基本功能(function ) 三、免疫应答的类型与特点,6,免疫”的概念,免疫：(immunity) （来自拉丁语 immunitas） 免患瘟疫，免患疫病 “疫”： 民皆病之谓疫 = 流行性传染病 “瘟疫”：烈性/急性的流

2、行性传染病,肆虐欧洲大陆的黑死病（鼠疫,公元6世纪 （520-565） 公元14世纪（1346-1665） 公元19世纪（1894-1920,14世纪的100年中，2400万人丧生，相当于当时欧洲人口的1/4,The Triumph of Death - Pieter Brueghel the Elder ca,8,smallpox,传统的“免疫”概念： 对传染病的再感染或再发病有抵抗力,9,一、现代的“免疫”概念,机体免疫系统识别和排除抗原性异物，对自身成分形成免疫耐受，以维持机体生理平衡与稳定的功能。 识别“自己”和排除“非己” 通常对机体有利，但有时也可能损害机体,10,二、免疫的功能,

3、功 能 正常表现 异常表现 1.免疫防御 防止、清除病原体 超敏反应、 (抗感染免疫） 免疫缺陷病 2.免疫监视 清除突变c 、衰老c 肿瘤、 （抗肿瘤免疫） 持续病毒感染 3.免疫自稳 维持内环境稳定 自身免疫病、 （自身耐受，免疫调节) 过敏性疾病,11,免疫系统组成,12,三、免疫应答的类型及特点,固有免疫（innate immunity） 或：非特异性免疫(nonspecific immunity) 先天性免疫 (natural immunity) 适应性免疫（adaptive immunity） 或：特异性免疫（specific immunity ） 获得性免疫（acquired i

4、mmunity,免疫应答类型,特性 固有免疫 适应性免疫 获得形式 先天具备 后天特定抗原刺激下获得 特异性 无 有，针对特异性抗原表位 记忆性 无，初次接触抗原时 有，再次接触相同抗原，出现 即可发挥作用 迅速而增强的免疫应答 传递方式 可稳定遗传 不能遗传，但免疫应答产物 可输注给其他个体使之 获得特异性免疫力 免疫原识别受体 模式识别受体 特异性抗原识别受体 作用、时相 快速、早期抗感染 感染后期；预防再抗感染 举例： 吞噬细胞、NK、NKT T细胞(细胞免疫效应T细胞) 补体/炎症因子/杀菌物质 B细胞(体液免疫抗体,免疫军的常规部队） （精锐部队,固有免疫和适应性免疫的比较,适应性免

5、疫应答(adaptive immune response,主要参与细胞：T细胞细胞免疫应答 B细胞体液免疫应答 基本过程： 抗原刺激 T、B细胞 活化、增殖、分化,抗体 (体液免疫,清除抗原,效应T细胞 (细胞免疫,浆细胞,15,医学免疫学（medical immunology) 研究免疫系统的结构和功能 研究免疫应答的过程和机制 研究免疫系统对自身抗原耐受，防止自身免疫病发生 研究免疫系统功能异常与相应疾病发病机制及其防治措施 基础免疫学、临床免疫学,16,免疫学主要内容,免疫应答,免疫器官,免疫细胞,抗 原,免疫分子,一）基础免疫学,17,二）临床免疫学,超敏反应,免疫缺陷,移植免疫,免疫

6、学应用,肿瘤免疫,自身免疫病,18,第二节 免疫学发展简史,经验免疫学时期人痘与牛痘 科学免疫学时期免疫学科的形成及发展 现代免疫学时期现代免疫学的发展,19,一、经验免疫学时期,人痘苗（开始于中国的南宋时期，公元11世纪） 牛痘苗（开始于英国Jenner医生,公元18世纪,1880年，巴斯德研制减毒疫苗,预防鸡霍乱,炭疽杆菌,狂犬病等疾病。（-人工主动免疫方法,二、科学免疫学时期（19世纪中叶-20世纪中叶,多种病原菌被发现和疫苗的发明,Louis Pasteur (18221895,巴斯德研究所于1888年11月14日由路易巴斯德教授创办，最初的目的是研制狂犬病疫苗 。成立以来一个多世纪的

7、时间里，巴斯德研究所始终在微生物学、流行性传染病研究和生物尖端学科等领域处于世界顶尖水平,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,发现抗毒素并治愈一名白喉患者,22,1890年，贝林 (von Behring)和北里(Kitasato)，在Koch实验室制造白喉抗毒素治疗白喉-人工被动免疫方法,23,抗体是免疫球蛋白 20

8、世纪30年代，通过电泳证明，抗体是-球蛋白 抗体是四肽链结构 1959年，Porter 和Edelman对抗体结构进行研究证明 超敏反应 免疫耐受的发现 Burnet的克隆选择学说及其对免疫学发展的推动作用,24,25,26,抗原识别受体多样性和特异性的遗传基础 1978年发现抗体基因重排是B细胞抗原识别受体多样性的原因 T细胞抗原受体基因的克隆 免疫遗传学和MHC限制的发现 细胞因子及其受体发现 信号转导途径的发现,三、 现代免疫学时期,27,分子生物学（Molecular Biology） 免疫学（Immunology） 细胞生物学（Cell Biology,推动现代生命科学前进的三架马车

9、,免疫学是当今生命科学的前沿，已成为现代医学的支撑，几乎所有的医学相关学科均用到免疫学知识,28,免疫学发展特点,概念变迁 发展快速 应用广泛 成就巨大,29,应用广泛,检测方面： 传染病的诊断、肿瘤标志物、早孕、 微量激素、药物浓度、亲子鉴定 治疗方面： 癌症治疗、免疫性疾病的治疗。 单克隆抗体+生物毒素-导弹疗法 器官移植：肝、肾、皮肤、脾、心、肺、胰腺等 甚至报导整个头颅移植手术,30,成就巨大,1979年WHO宣布在全球范围内消灭了天花病毒。 诺贝尔奖获奖情况： 1901年，首次诺贝尔医学生理学奖获得者Behring 1999年止，生理学诺贝尔奖共约30项，其中免疫学成果占了18项，这

10、是任一单个学科所不能 比拟的成就,患天花的小儿 Infant with smallpox,31,20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 1951

11、Theler南非发明黄热病疫苗 1957Bovet意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 1984Kohler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 19

12、87Tonegawa日本抗体多样性的遗传基础 Murray美国第一例肾移植成功 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,33,学习要点,何谓“免疫”？ 免疫系统的功能有哪些？ 免疫应答的类型,34,思考题,1.免疫是指 A机体排除病原微生物的功能 B机体清除损伤和衰老细胞的功能 C机体抗感染的防御功能 D机体识别和排除抗原性异物的功能 E机体识别和清除自身突变细胞的功能,35,思考题,2.针对特定抗原的免疫应答过强易导致 A.肿瘤 B.超敏反应 C.移植排斥反应

13、 D.反复感染 E免疫缺陷病,3.免疫监视功能低下的结果是 A.易发生超敏反应 B.易发生肿瘤 C.易发生感染 D.易发生自身免疫病 E.易发生免疫耐受,36,荨麻疹（风团,接触性皮炎,37,AIDS,T、B 细胞联合免疫缺陷 Severe Combined Immunodeficiency，SCID,38,类风湿性关节炎,系统性红斑狼疮,39,免疫器官和组织 免疫细胞 免疫分子,免疫系统,第二章 免疫器官和组织,要求,掌握中枢和外周免疫器官组织的组成、熟悉其结构及其功能。 熟悉概念：淋巴细胞归巢、淋巴细胞再循环等,40,41,免疫系统,免疫器官,免疫细胞,免疫分子,中枢免疫器官（初级,外周免

14、疫器官（次级,胸 腺,骨髓/腔上囊,脾 脏,淋巴结,其它淋巴组织,淋巴细胞: T、B 吞噬细胞 树突状细胞 NK细胞 粒细胞 红细胞、血小板、肥大细胞,抗体、补体、细胞因子,抗原识别受体、MHC分子 CD分子/黏附分子,粘膜相关,皮肤相关,膜型分子,分泌型分子,42,免疫器官和组织的分布,免疫器官,中枢免疫器官免疫细胞发育、分化、成熟的场所,外周免疫器官 成熟的免疫细胞定居、执行免疫应答功能的场所,骨髓：B细胞发育成熟的场所 胸腺：T细胞发育成熟的场所,淋巴结 脾 ：最大的免疫器官 粘膜相关淋巴组织：粘膜固有层、扁桃体、 阑尾、小肠集合淋巴结,骨髓（bone marrow,结 构,功 能,2、

15、B 细胞分化发育的场所,1、是造血器官，为各类血细胞免疫细胞的发源地,3、也是发生再次免疫应答的主要部位,45,腔上囊/法氏囊（Bursa of Fabricius,Bruce Glick and Charlie Chang,胸腺结构,47,胸腺功能,T细胞分化、成熟的场所： 免疫调节：细胞因子、胸腺肽等 自身耐受的建立与维持：T细胞阴性选择,副皮质区 T (75%) 浅皮质区 B (25%) 髓 质 区 B细胞、浆细胞为主,49,淋 巴 结（lymph node,结 构,功 能,过滤和清除异物,免疫应答的场所,参与淋巴细胞再循环,T、B细胞定居场所,脾脏的结构,T：40% B：60,粘 膜

16、相 关 淋 巴 组 织 Mucosa associated lymphoid tissue MALT,功 能,产生黏膜局部 免疫应答 产生SIgA,淋巴细胞归巢,中枢免疫器官,外周免疫器官,血循环,成熟T、B,淋巴细胞表达归巢受体： 如L-选择素 内皮细胞表达血管地址素： 如CD34及GlyCAM-1,淋巴细胞再循环,54,55,淋巴细胞再循环,定居在外周免疫器官的淋巴细胞（T、B）经淋巴循环及血液循环，重新分布于全身淋巴组织。 意义： 使淋巴细胞在体内各淋巴组织及器官处合理分布； 动员淋巴细胞至病原体入侵处； 将抗原活化的淋巴细胞引流入局部淋巴组织及器官，在此产生免疫应答效应,56,思考题,

17、1.人体免疫细胞产生、发育、分化成熟的场所是 A胸腺和淋巴结 B骨髓和黏膜免疫系统 C淋巴结和脾脏 D胸腺和骨髓 E脾脏和胸腺,57,思考题,2.免疫系统的组成是 A中枢免疫器官、外周免疫器官 B免疫细胞、黏膜免疫组织、皮肤免疫组织 C免疫分子、黏膜免疫组织、皮肤免疫组织 D中枢免疫器官、免疫细胞、皮肤免疫组织 E免疫器官、免疫组织、免疫细胞、免疫分子,58,第三章 抗原 (Antigen ，Ag,微免教研室 陈韶 7A-213 Tel: 86689910,59,概述 抗原的异物性与特异性 影响抗原诱导免疫应答的因素 抗原的种类 非特异性免疫刺激剂,本章内容,要 求,概念：掌握抗原、抗原表位、

18、异嗜性抗原、超抗原；熟悉共同抗原、胸腺依赖性抗原（TD-Ag）与胸腺非依赖性抗原（TI-Ag）、佐剂、丝裂原等。 熟悉抗原表位的类型。 掌握影响影响抗原诱导免疫应答的因素。 熟悉抗原的不同分类。 了解非特异性免疫刺激剂的种类,60,61,1.抗原的概念,能刺激机体的免疫系统产生特异性免疫应答，并能与免疫应答的产物（抗体或致敏淋巴细胞）在体内外特异性结合的物质。 或：能与T、B细胞的TCR/BCR结合，使T/B细胞活化、增殖、分化，产生抗体或致敏淋巴细胞，并与之结合的物质,62,2. 特 性,1） 免疫原性（immunogenicity）： 能刺激机体产生免疫应答的能力（产 生抗体或致敏T细胞）

19、。 （2） 抗原性（antigenicity）： 能与抗体或致敏淋巴细胞发生特异性 结合的能力。 免疫反应性（immunoreactivity) 或 反应原性（reactogenicity,63,3. 完全抗原与半抗原,免疫原性 抗原性 完全抗原 + + (complete antigen) 半抗原 - + (hapten,64,载体(carrier,半抗原 + 载体 完全抗原 载体：使半抗原变成完全抗原的物质。 （青霉素 + 血清蛋白/细胞 完全抗原 过敏反应,65,耐受原（tolerogen ） 引起免疫耐受的抗原 变应原（ allergen ） 引起变态反应(超敏反应)的抗原,抗原的其他

20、名称,66,第一节抗原的异物性与特异性,67,一、 异物性,1. 非己物质 异种物质： 种系关系越远 免疫原性越强。 同种异体：输血，器官移植等。 2. 自身成分： 自身成分结构改变；隐蔽的自身成分释放,异物：通常指胚胎时期未与淋巴细胞接触过的物质,人 鸭血清 鸡,决定抗原免疫原性的核心,68,二、特异性,特异性：是指物质之间的相互吻合性或针对性、专一性。 -免疫应答及免疫反应的基础,抗原表位的概念 抗原表位的类型 抗原特异性的影响因素 表位载体作用 共同抗原表位和交叉反应,是什么决定抗原特异性,69,1.抗原表位（抗原决定簇） epitope / antigenic determinant,

21、概念： 抗原分子中决定抗原特异性的特殊化学基团。 一种抗原决定簇（表位）决定一种特异性，可刺激机体产生一种相应的抗体。 A抗原 -机体-抗体A ：抗a B抗原 -机体-抗体B :抗b,a,b,b,70,抗原结合价： 指能与抗体分子结合的抗原决定基的数目。 半抗原 - 一价 完全抗原（天然抗原）- 多价抗原,d,c,c,d,71,2、抗原表位的类型,顺序表位(线性表位) 构象表位(非线性表位) T细胞表位 B细胞表位,72,构象决定基（conformational determinant): 序列上不相连续的多肽或多糖在空间构象上形成的决定基。 顺序决定基(senquential determi

22、nant)： 一段序列上相连续的氨基酸片段，又称线性决定基（linear determinant,73,构象表位和线性表位,构象表位,线性表位 (顺序表位,74,T细胞决定基 T细胞决定簇位于抗原分子内部，必须由APC将抗原加工处理为小分子多肽并与MHC分子结合，然后才能被TCR所识别，为线性决定簇。 B细胞决定基 BCR能与未经APC加工的抗原发生反应，其识别的靶结构主要位于抗原分子表面的表位，为构象或线性表位,75,不识别天然抗原,识别天然抗原,天然的，未经降解处理,经降解处理过,76,77,影响因素：抗原表位的性质、数目、位置和空间构像,氨基苯磺酸,氨基苯砷酸,氨基苯甲酸,3、抗原表位的

23、影响因素,抗氨基苯磺酸,78,4、表位-载体作用,载体,半抗原,B细胞,T细胞,应答,抗原提呈细胞,T活化,活化，产生抗体,载体效应：半抗原只有结合在载体上，才能产生相应的抗体。 一个完全抗原必须有载体决定簇和半抗原决定簇。 T细胞识别载体决定簇，B细胞识别半抗原决定簇,79,5、共同抗原表位和交叉反应,1） 一种抗原表位决定一种特异性， 可刺激机体产生一种相应的抗体,80,2） 一个抗原分子可同时携带多种 不同的表位,抗原,3,1,机体 抗体,抗体1 抗体2 抗体3,81,3）存在两种不同抗原间的相同或相 似的抗原表位，称为：共同抗原表位,82,4）一种抗原刺激机体产生的抗体，除与相应的 抗

24、原发生反应外，还与其他相关的抗原发生 反应，称：交叉反应。 其本质两种抗原存在共同表位,A抗原,机体 抗体A,机体 抗体B,抗体a 抗体b 抗体c,抗体c 抗体f 抗体g,a,c,b,c,f,g,83,异物性 抗原分子的理化特性 宿主方面的因素 抗原进入机体方式的影响,第二节影响抗原免疫应答的因素,84,一、抗原分子的理化特性,1) 化学性质： 大分子有机物，无机物不能成为抗原。 蛋白质 多糖核酸脂类,85,2) 分子量,一般来说，分子量越大，化学结构越复杂，免疫原性越强； 100 KD 为强免疫原 10-100 KD 为免疫原 100 KD 免疫原性很弱， 原因为直链氨基酸，易降解,86,化

25、学结构越复杂，免疫原性越强。 尤其是含芳香族氨基酸的结构,3) 化学结构,87,分子构象：指抗原分子一些化学基团的三维结构，它决定抗原分子是否与淋巴细胞的抗原受体互相吻合,4)分子构像,88,5) 易接近性,化学基团暴露在外，与BCR易接近， 则免疫原性比较强,易接近性：指抗原分子的某些化学基团与淋巴 细胞抗原受体相互接触的难易程度,89,90,6)物理性状,聚合蛋白质 单体蛋白质 颗粒性抗原 可溶性抗原,91,二、宿主方面因素,1. 遗传因素 不同个体对同一抗原的免疫应答能力不同。 乙肝疫苗（HBsAg） 产生抗体， 但部分人则不产生抗体反应。 2. 年龄、性别、健康状态,机体,92,三、免

26、疫方法的影响,抗原的剂量、进入途径、免疫次数等 皮内皮下腹腔和静脉内 口服 佐剂,93,第三节抗原的种类,94,抗原分类,根据产生抗体时是否需Th细胞的参与分类 根据抗原与机体的亲源关系 抗原是否在抗原提呈细胞内合成 其他,95,1. 据诱生抗体时是否需Th细胞的参与,TD-Ag（Thymus dependent antigen） 胸腺依赖性抗原: （蛋白质抗原） -病原微生物，血细胞，血清蛋白等。 TI-Ag（Thymus independent antigen） 胸腺非依赖性抗原: -细菌脂多糖（TI-1 Ag）,荚膜多糖，聚合鞭毛素（TI-2 Ag）等,96,TD-Ag与TI-Ag特性的

27、比较,TD-Ag TI-Ag 组成 B、T细胞表位 重复B细胞表位 T细胞辅助 必需 无需 免疫应答 体液和细胞免疫应答 体液免疫应答 抗体类型 多种 IgM 免疫记忆 有 无,97,2. 与机体的亲源关系分,1）异种抗原（xenogenic antigen,微生物及其代谢产物： - 细菌、病毒、真菌、外毒素、类毒素 动物免疫血清：抗毒素,破伤风杆菌 破伤风外毒素 机体 破伤风抗毒素 破伤风类毒素 马,甲醛,产生,产生,分泌,98,2）同种异型抗原（allogenic antigen,同一种属不同个体之间存在的抗原。 HLA抗原-移植排斥反应 血型抗原（ABO系统，Rh系统）-输血反应,99,

28、3）自身抗原（autoantigen,正常情况下，机体对自身正常组织不产生免疫应答，处于免疫耐受状态。 自身成分： 隔离自身成分释放： 修饰的自身抗原,4）异嗜性抗原（heterophilic antigen,是一类与种属无关的存在于人、动物及微生物之间的共同抗原，又称Forssman抗原。 溶血性链球菌：M蛋白（与人肾小球基底膜，心肌 组织有共同抗原） 机体 心肌组织，心瓣膜组织 抗M蛋白抗体 -风湿性心脏病 肾小球基底膜-肾炎（5）独特型抗原（idiotypic antigen,101,3.根据是否在APC内合成分类： 内源性抗原（endogenous antigen） 外源性抗原 （ex

29、ogenous antigen） 4.其他分类： 产生方式：人工、合成 应答不同：肿瘤抗原、移植抗原等 特性: 完全抗原、半抗原,102,第四节 非特异性免疫刺激剂,1. 超抗原(Superantigen，SAg） 极低浓度即可激活较多的T细胞克隆，产生极强的免疫应答，这类抗原称为超抗原,单克隆T细胞应答 1:104 - 1:106,超抗原,103,作用机制,普通抗原,104,TCR,APC,超抗原,CD3(V,V,MHC II,抗原肽结合部位,TCR,APC,V,V,MHC II,抗原肽,超抗原 普通抗原,作用机制,105,超抗原的生物学意义,参与某些病理过程 自身免疫病 免疫抑制 抗肿瘤效

30、应,金黄色葡萄球菌肠毒素（外源性），小鼠乳腺肿瘤蛋白(内源性)， 热休克蛋白(TCR+T细胞)， 金黄色葡萄球菌蛋白A（B细胞）， HIVgp120 （B细胞）,106,2. 佐剂（adjuvant） 属非特异免疫增强剂，与抗原一起或预先注入机体后，可增强机体对抗原的免疫应答能力，或改变免疫应答类型，此物质称免疫佐剂,常见种类 有机佐剂 无机佐剂 人工合成佐剂 油剂：弗氏佐剂最常用,107,3、丝裂原 有丝分裂原，非特异性激活某一类淋巴细胞的全部克隆。 T细胞：PHA, ConA, PWM B细胞：PWM, SPA，LPS(小鼠,108,本章要点,主要概念：抗原、半抗原、抗原决定基、异嗜性抗原

31、、超抗原、佐剂 抗原的特性 特异性 影响抗原免疫应答的因素（决定抗原的免疫原性的因素） 抗原的分类,109,思考题,与抗原免疫原性有关的因素： A抗原的分子大小 B Ag化学组成 C Ag分子构象 D Ag异物性 E Ag进入机体途径,第四章抗体 Antibody， Ab,本章内容,一概念 二抗体的结构 三抗体的多样性和免疫原性 四抗体的功能 五各类抗体的特性与功能 六. 人工制备抗体,1、 1890年 Behring发现,白喉外毒素动物（发病） 提取血清 注射另外动物 血清+毒素 动物不发病 动物不发病 说明：血清中存在一种能中和毒素的部分： 抗毒素（抗体Antibody， Ab） 刺激机体

32、产生抗体的物质： 抗原（Antigen， Ag,白喉外毒素,2、40年代 采用电泳技术研究抗体 （Tiselius and Kabat,抗原动物 血清 （免疫血清,当时认为： 抗体就是球蛋白（丙球）， 丙球就是抗体,后来发现：抗体大部分局限在区 少部分延伸至其它区,3、1968年 WHO决定,免疫球蛋白 （Immunoglobulin，Ig）：具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白 分泌型：血清抗体 膜型：B细胞膜上的抗原受体 抗体（Antibody，Ab）：机体受抗原刺激后， B细胞增殖分化为浆细胞所产生的，主要存在于血清等体液中，能与相应抗原特异性结合的免疫球蛋白,抗体是Ig，而Ig并非

33、都是抗体,第一节 抗体的结构,抗体的基本结构 抗体的辅助成分 抗体的水解片段,一、 Ab的基本结构,轻链和重链 组成 Ig的类别与型别 分区 铰链区 结构域,1、组 成 (IgG,四条多肽链： （通过链间二硫键连接） 2条相同的重链（Heavy Chain， H链） 450-550 aa残基组成 ，分子量 50-75 KDa 2条相同的轻链（Light Chain， L链） 214 aa残基组成，分子量 24 KDa 单体Ig分子呈“Y”型,2、Ab的类别（class）和型别（type,据肽链aa组成和排列顺序不同 H链：分五类- 、 、 、 、 链 相应的Ig： IgD 、IgM、 IgG、

34、 IgE、 IgA L链：分两型 型和型 同一Ig分子的 两条H 链 / L链完全相同,亚类：IgG1-4、IgA1-2 亚型： 1-4,3、分区,可变区（Variable region， V区） V区= (N端) L链 + H链 恒定区（Constant region，C区） C区= (C端) L链+ H链,V区,N端,C区,C端,V区-特异结合Ag的部位,1） L链： VL 、 CL 2） H链： VH、CH1、CH2、CH3 、CH4（仅IgM、IgE,高变区(hypervariable region，HVR)： Ab可变区中某些区域的aa组成和排列高度可变。 又称为互补性决定区 （ c

35、omplementary determining region， CDR） VL 28-35 49-56 91-98 VH 29-31 49-58 95-102 HVR1 HVR2 HVR3 CDR1 CDR2 CDR3,HVR(CDR)-决定抗体的特异性,骨架区,骨架区（ framework region， FR） ：V区中除高变区外，其余的aa组成和序列较保守。FR1-4 HVR(CDR)的氨基酸组成和顺序，决定抗体的特异性,4、铰链区,位于CH1和CH2之间，富含脯aa，富有弹性， 可自由折叠 意义：能使V区与不同距离的抗原结合补体结合位点易于暴露，IgM和IgE无此区,铰链区,二、 抗

36、体的辅助成分,1、 J链（连接链） （Joining Chain） ： 富含半胱氨酸多肽链 作用：参与IgA、IgM多聚体的连接 产生：浆细胞,J链、分泌片,2、分泌片： SP（Secretory Piece） 产生：粘膜上皮细胞 本质：多聚免疫球蛋白受体（pIgR）胞外段 作用：抗酶解作用（稳定SIgA的作用）；转运IgA,三、抗体分子的水解片段,木瓜蛋白酶 IgG - 2 Fab段 + Fc段 （ 抗原结合片段）（可结晶片段,胃蛋白酶 IgG - F（ab）2 段 + pFc段 （ 抗原结合片段） 碎片,意义：F(ab) 2段保持了与抗原结合的生物学活性 又减少了 Fc段的生物学活性。 可

37、应用于生物制品研究-精制抗毒素等,第二节 抗体的多样性和免疫原性,异质性 （不均一性,不同抗原 抗体 特异性不同（可变区有差异） 同一抗原 抗体 特异性相同 （ 恒定区有差异） 重链类别和轻链型别不同（IgG、IgM等,一、Ab的多样性,一种抗原表位 一种特异性抗体 不同抗原表位 不同特异性的抗体 相同抗原表位 特异性相同，但 类别 / 型别不同的抗体,产生,产生,产生,三、Ab的免疫原性,Ig = 蛋白质,抗原,抗原表位,同种型(isotype) 同种异型(allotype) 独特型(idiotype,Id,同种共有,同种的不同个体不同,同一个体的不同Ig特有,同种型（Isotype） ：不

38、同种属来源的抗体分子具有不同的免疫原性。（种属特异性，位于C区,IgG1,IgM,同种型表位,羊IgG 人体 人抗羊IgG的抗体(二抗） 鼠IgG 人 人抗鼠IgG的抗体(二抗,注射,产生,注射,产生,同种异型（Allotype）： 同一种属不同个体间的抗体分子具有的不同免疫原性。 （个体特异性，位于C区,独特型（Idiotype，Id,同一个体中，不同特异性的抗体因其CDR(HVR ）序列不同，而具有不同的抗原表位。 （位于V区,独特型表位,异种动物 Ab（免疫原）- 同种异体 - 不同程度的免疫应答 自身体内,第三节 抗体的功能,V区的功能 C区的功能,1. 激活补体 2. 结合细胞的Fc

39、受体 3. 通过胎盘和粘膜 （IgG 和 IgA,1. 特异结合抗原,V区特异性结合抗原,免疫效应： 1. 中和毒素、中和病毒 2. 抑制细菌粘附宿主细胞 抗原结合价 单体Ig-双价 SIgA-4价 IgM-10价 （实际5价,C区功能,1.活化补体 IgM，IgG1，IgG2，IgG3-经典途径 凝聚的IgA、IgE、IgG4-旁路途径,2.结合Fc受体,介导I型超敏反应 调理作用 发挥ADCC作用,介导I型超敏反应,IgE由于其Fc段结构的特异性，可在游离情况下与相应的Fc受体结合 肥大细胞 IgEFcR- 嗜硷性粒细胞 IgE也称：亲细胞抗体,一旦Ag与IgE结合，触发细胞脱颗粒 产生I

40、型超敏反应,一旦Ag与IgE结合，触发细胞脱颗粒 产生I型超敏反应,Back,调理吞噬作用,发挥ADCC作用,靶细胞抗原 + IgG IgGFc段活化 + FcR细胞： 中性粒细胞、单核细胞、M、NK,杀伤靶细胞,antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity, ADCC 抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用,ADCC作用,IgG FcR,3 、通过胎盘,母体的IgG- CH2 滋养层细胞的新生Fc段受体（FcRn）内吞主动外排胎儿体内 参与的IgG: IgG1，IgG3，IgG4,IgG 唯一通过胎盘的免疫球蛋白,意义: ,Ig 通过黏膜,1.IgG,1

41、）分子结构与分布： 以单体的形式存在于血管内外； 根据抗原性不同分为IgG1IgG4,第四节 各类抗体的特性及功能,2）特点： 含量高（占Ig总量75%80%）； 产生迟，在体内持续时间长； 唯一能通过胎盘的Ig ； 免疫作用强、广； 某些自身抗体如抗核抗体等属于IgG,3）功能,中和作用（中和毒素和中和病毒）； 调理作用； 激活补体（IgG3 IgG1 IgG2, IgG4例外）； 参与ADCC,2.IgM,1）分子结构与分布： IgM单体有CH4，IgM 分子由5个IgM 单体和一个J链连接而成； 分布于血管内,2）特点,分子量最大的Ig； 产生早，在体内持续时间短； 构成天然（ABO）血

42、型抗体 免疫作用强、广 膜表面IgM属于BCR，是未成熟B细胞标志,IgM特点的临床意义,A、新生儿脐血中IgM含量高于正常值，提示有宫内感染。 B、测到某种病原微生物特异性的IgM抗体，提示有该种病原微生物的近期感染,中和作用： IgM的中和作用较弱。其原因是IgM只存在于血管内，即当病毒与外毒素不存在于血液内IgM就不能发挥其中和作用。因此，就中和作用而言，IgG的作用大,功能与IgG区别,调理作用,IgM调理作用比IgG强。 机制： IgM与 Ag结合后，激活补体产生C3b， IgM-Ag与C3b结合，形成复合物，该复合物通过C3b结合至吞噬细胞的C3b受体上,IgM Ag 免疫复合物

43、C3b IC-C3b,激活补体,IC,与吞噬细胞上C3b受体结合,IgM调理作用机制示意,激活补体,IgM具有极强的激活补体能力，因此，表现为极强的溶菌、杀菌作用和极强的溶细胞作用,3、IgA,血清型：多数以单体形式存在，血清中含量1015 血清型IgA具有中和毒素、调理吞噬的作用。 分泌型（SIgA): 组成：由两个单体、一个J链和一个分泌片组成， 分布：粘膜表面和唾液、泪液、初乳等分泌液中， 作用：参与机体的粘膜局部抗感染作用； 婴儿出生后46个月开始合成，但能从母乳中获得,4、IgD,以单体形式存在于血清中，含量低，仅占血清总Ig的0.2%； 不能通过胎盘，也不能激活补体； B细胞膜上的

44、 mIgD是成熟B细胞的重要标志，构成BCR，参与B细胞的活化、增殖和分化； 血清中的IgD功能不清,未成熟B细胞 成熟B细胞 活化及记忆B细胞,IgM IgM、IgD IgM,5、IgE,血清中含量最少 由粘膜固有层中的浆细胞合成分泌； 通过Fc段的CH2/CH3功能域与肥大和嗜碱性粒细胞表面的FcR结合，参与I 型超敏反应的发生； 参与抗寄生虫免疫,第五节 人工制备抗体,多克隆抗体 （Polyclonal antibody, PAb） 单克隆抗体 （Monoclonal antibody， McAb） 基因工程抗体 （Gentic engineering antibody,一、多克隆抗体,

45、1 2 B1 Ab1 机体 B2 Ab2 3 B3 Ab3 蛋白质抗原 多种抗体的混合物 存在于血清与体液中 由含多种抗原表位的抗原刺激机体多个B细胞克隆产生的 免疫血清，含多种抗体的混合物，称多克隆抗体,二、单克隆抗体（monoclonal antibody, mAb,应用杂交瘤技术制备的，由识别一个抗原表位的B细胞克隆所产生的均一的、针对该表位的特异性抗体。 两位科学家（Koehler和Milstein）在1975年首创杂交瘤技术制备mAb，并于1985年获诺贝尔奖,HAT筛选原理,细胞DNA合成一般有两条途径。主要途径是由糖和氨基酸合成核苷酸，进而合成DNA，叶酸作为重要的辅酶参与这一合

46、成过程。另一辅助途径是在次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在的情况下，经次黄嘌吟磷酸核糖转化酶（HGPRT）和胸腺嘧啶核苷激酶（TK）的催化作用合成DNA。 细胞融合的选择培养基中有3种关键成分：次黄嘌呤（hypoxanthine，H）、甲氨蝶呤（aminopterin，A）和胸腺嘧啶核苷（thymidine，T），所以取三者的字头称为HAT培养基。甲氨蝶呤是叶酸的拮抗剂，可阻断瘤细胞利用正常途径合成DNA，而融合所用的瘤细胞是经毒性培养基选出的HGPRT-细胞株，所以不能在该培养基中生长。只有融合细胞具有亲代双方的遗传性能，可在HAT培养基中长期存活与繁殖,特点：纯度高，特异性强。 应用：临床检测、抑

47、制器官移植排斥、治疗自身免疫疾病、生物导弹等 缺点：鼠源性McAb 对人来说是异种蛋白，具有免疫原性，从而限制了体内的应用，尤其是抗体导向治疗肿瘤的方法,三、基因工程抗体,根据研究者的意图，在基因水平对Ig分子进行切割，拼接或修饰，甚至是人工合成后导入受体细胞表达产生的新型抗体,VL,VH,CH1,CL,VH,VL,CH1,CL,CH2,CH3,CH3,CH2,鼠的CDR区,人的C区 及骨架区,改型抗体,什么是抗体、免疫球蛋白？单克隆抗体？ADCC、调理作用 免疫球蛋白的结构如何？ 免疫球蛋白有何生物学功能,思考,Ig结构中，与抗原特异性结合的部位： A. VH B. Fab C.VL+VH

48、D.HVR E. CDR 同一个体针对相同Ag表位产生的不同类别Ab，其结构中什么部位相同，什么不相同？ 同一个体针对不同Ag产生的同一类别Ab，其结构有何差异,1Ig分子的基本结构是： A.由2条重链和2条轻链组成的四肽链结构 B.由4条相同的肽链组成的四肽链结构 C.由1条重链和1条轻链组成的二肽链结构 D.由1条重链和2条轻链组成的三肽链结构 E.由2条相同的重链和2条相同的轻链组成的四肽链结构 2.关于抗体分子与抗原结合的部位，下列描述错误的是 A.互补决定区 B.仅重链的区 C.高变区 D.轻重链的区 E.Fab段 3抗原-抗体反应的特异性主要依赖于 A.抗体的电荷 B.Ig的类别

49、C.抗原的相对分子质量 D.抗原和抗体的构象 E.抗原和抗体的浓度,A.sIgA B.IgG C.IgE D.IgM E.IgD 4.唯一能通过血胎屏障的抗体是 5.血清中含量最高的是 6.天然的ABO血型抗体是 7.具有亲细胞作用的抗体是 8.寄生虫感染时,体内含量明显升高的抗体是 9.胎儿发育晚期能合成分泌的是 10.可用于诊断宫内感染或先天性感染指标的是,第五章 补体系统,补体概述 补体激活途径 补体激活的调控补体的生物学意义 补体与疾病,第一章 补体的概述,概念 补体系统的组成和命名 补体的生物合成,概念,1. 补体（Complement，C）: 一组存在于血清、组织液和细胞膜表面的，

50、经活化后具有酶活性的蛋白，参与免疫防御、免疫调节等作用，也称为补体系统,1898 Bordet 发现绵羊抗霍乱血清能够溶解 霍乱弧菌，加热阻止其活性；加入新鲜非 免疫血清可恢复其活性。 将其命名为补体（Complement,1898年Bordet首次报道补体的溶菌效应,补体的发现过程 霍乱弧菌免疫血清 细菌凝集，不溶解 (56 30) 细菌溶解 霍乱弧菌免疫血清 细菌凝集、溶解,非免疫血清,2. 补体系统的组成,补体的固有成分 补体调节蛋白 补体受体（CR,1）参与经典活化途径的成份： C1(C1q、C1r、C1s)、C2、C4 （2） MBL途径成份： 甘露聚糖结合凝集素 (mannan-b

51、inding lectin, MBL,相当C1q) MBL相关的丝氨酸蛋白酶 (MBL-associated serine protease, MASP) （MASP-1、MASP-2,相当C1r、C1s,补体系统的固有成分,3）参与旁路活化途径的成份： B因子（C3激活剂前体） D因子（C3激活剂前体转化酶原） P因子（备解素,4）末端成分： C3 、 C5C9,补体调节蛋白,以可溶性或膜结合形式存在，调节补体活化强度和范围 可溶性 C1INH:C1抑制物 I因子（C3b灭活因子）：对C3b具强大而迅速的灭活作用 H因子：C3b灭活因子促进因子 C4bp，C8bp 膜表面 衰变加速因子：De

52、cay acceleration factor, DAF,CD55 膜辅助蛋白：membrane cofactor protein, MCP, CD46,补体受体（CR,介导补体活性片段或 调节蛋白生物学效应 目前已发现: CR1、CR2、CR3、CR4、CR5 C3aR、C4aR，C5aR C1qR C3eR H因子受体（HR,以发现先后命名为C1、2-9； B因子,3. 补体系统的命名,C1 C1,活化,裂解,C3b,C4b,C4a,C4,iC3b,灭活,4.补体理化性质,均为糖蛋白，主要为球蛋白； C3含量最高； 以无活性的酶前体形式存在；激活后发挥作用； 化学性质不稳定，56C，30分

53、钟灭活,5.补体的代谢,来源：主要由肝细胞、单核-巨噬细胞等合成； 合成调节：不同合成细胞各自调节生物合成，多因素调节； 分解代谢：代谢快，每天50补体更新,第二节 补体的激活途径,特点 三条激活途径: 经典途径 旁路途径 MBL途径 三条激活途径的比较,特 点,补体的激活过程，相继依次激活的连锁反应 活化的成分以：C3b ，C1 ，B，D 表示， 灭活的成分则用： i表示， i C3b 表示。 激活过程是补体成分被消耗，裂解过程，产生 一大一小两片段, 分别以b，a来表示。 裂解 C3 C3b + C3a,激活可在液相或固相上进行，其片段复合物并非固定 在细胞膜上的某一点，而是向前滚动，越移

54、越大，类似滚雪球。 系统中调控因子起控制激活作用，使之维持在适当水平,经典途径（C1途径） 由抗原抗 体复合物结合C1q启动激活的途径 替代途径（旁路途径、C3途径） 由病原微生物等提供接触表面，而从C3开始激活的途径 凝集素途径（MBL途径） 由MBL结合至细菌启动激 活的途径,1.经典途径,激活物：抗原抗体复合物（IgM，IgG），CRP、LPS、髓鞘脂、HIV-gp120等,启动阶段,活化阶段,攻膜阶段,参与的补体成分：C1-C9,激活过程,指主要由C1q与激活物结合后，顺序活化C1r、C1s、C2、C4、C3，形成C3转化酶（C4b 2a）与C5转化酶（C4b2a3b）的级联酶促反应过

55、程,1）启动阶段：C1活化 C1q与2个以上Fc段结合，相继活化C1r和C1s，产生具丝氨酸蛋白酶活性的C1qrs,C1分子结构示意图,C1分子的结构与功能 C1由 一个C1q、两个C1r 和两个C1s分子的共同组成。一个C1q分子如果同时与两个以上的Fc段结合将造成其构象的变化，继之使C1r和C1s活化，启动补体活化的经典途径,IgG亚类激活补体能力： IgG3 IgG1 IgG2,Ag + Ab（IgG/IgM， IgG CH2，IgM CH3） C1q 与补体结合位点结合，构形改变 C1r裂解 C1s裂解 C1酯酶,C1的活化,2）活化阶段C3转化酶形成,C1s Mg+ （ 1） C4

56、Mg+（2） C4a C4b + C2 C4b2 C4b2a (C3转化酶） C2b,具有过敏毒素作用,C3分子结构,知识拓展,表达RBC及有核细胞，结合C3b,C4b,iC3b,2）活化阶段C5转化酶形成,C4、C2 C4a、C2b C1 C4b2a,C3,C3a,C3转化酶,C4b2a3b （C5转化酶,具有过敏毒素作用,补体活化的经典途径,3）攻膜阶段,C5 C5b,C4b2a3b,C5a,C567,C8、C9,C56789n,C6、C7,膜攻击复合物（MAC）形成,形成膜攻击复合物（membrane attack complex, MAC,具有过敏毒素、趋化作用,MAC形成,补体攻膜单

57、位 细胞膜表面的5b与C6、C7、C8依次结合形成C5b678复和物。该复和物诱发C9在细胞膜表面共聚，形成膜表面的通道结构MAC，造成胞膜的穿孔损伤,C5b+C6+C7+C8+C9 = MAC,小结： 1、抗原抗体特异结合活化 2、反应顺序为C1qrs-C4-C2- C3-C5-C6-C7-C8-C9 3、产生3个酶：C1酶, C3转化酶，C5转化酶,2.旁路途径（alternative pathway,激活物： 某些细菌，内毒素，酵母多糖，葡聚糖， 凝聚的IgA，IgG4 参与成分：C3，C5-C9，B因子，D因子，P因子 （无C1、C4、C2,旁路激活途径又称替代激活途径 指由B因子、D

58、因子和备解素参与，直接由微生物或外源异物激活C3，形成C3与C5转化酶，激活补体级联酶促反应的活化途径,旁路途径的激活过程,生理情况下（低水平活化） 体液中的蛋白水解酶，使C3，B，D，P因子缓慢发生裂解，形成C3转化酶，但很快被相应的抑制物灭活。 iC3b 灭活 蛋白水解酶 B因子 D因子 C3 -C3b -C3bB - C3bBb I因子 H、I 因子,旁路途径的激活过程,激活物存在情况下： C3-C3b B因子 激活物 C3bB D，P因子 C3bBb 或C3bBbP（C3 转化酶） C3bn Bb（C5转化酶） C5-C9 C5b6789(MAC) 细胞膜损伤,旁路途径是补体系统重要的

59、放大机制,旁路途径,旁路途径的C3b放大效应,3. MBL途径（MBL pathway,激活物：含N氨基半乳糖或甘露糖的病原微生物 参与成分： MBL 、纤维胶原素（FCN）、MASP-1、MASP-2、C4、C2、C3 ，C5-C9,病原微生物感染 甘露糖残基 M，中性粒细胞 细胞因子（TNF，IL-6等） 肝细胞 MBL/FCN（与C1q结构相似） MBL相关的丝氨酸蛋白酶 （MASP2） C4 C2,激活,C3,经典途径,旁路途径,MASP1,MBL,病原体甘 露糖残基,激活MASP,C4,C2,活化的MASP2,C4a + C4b,C2a + C2b,C4b2b,膜攻击阶段,急性期蛋白

60、,补体活化的MBL途径,C3,C3a + C3b,B,活化的MASP1,C3bBb,三条激活途径的比较,经典途径 旁路途径 MBL途径 激活物质 抗原-抗体复合物 病原体，凝集的 MBL-病原体 IgM，IgG IgA，IgG4 参与成分 C1-C9 C3，C5C9 C29、MBL,FCN B，D，P 丝氨酸蛋白酶 C3转化酶 C4b2a C3bBb C4b2a 、C3bBb C5转化酶 C4b2a3b C3bnBb C4b2a3b 、C3bnBb 作用 最晚 最早 其次 参与特异性体液 参与非特异性免疫 免疫的效应阶段 感染早期发挥作用,第三节补体激活的调节,控制补体活化的启动； 补体活性片