医学免疫学课件：1.概论与免疫器官

1、免疫学概论免疫学概论 我们生活在一个危机四伏的环境中我们生活在一个危机四伏的环境中 泡泡男孩泡泡男孩 Immunitas Latin：exempt Immunity 免疫（免疫（免免除除疫疫病）病） Immunology - 研究机体免疫系统结构与功能的科学研究机体免疫系统结构与功能的科学 Medical Immunology - 重点研究人体免疫、免疫重点研究人体免疫、免疫 性疾病及免疫学临床应用的学科性疾病及免疫学临床应用的学科 何为免疫学（何为免疫学（Immunology） 免疫系统基本功能免疫系统基本功能 防御：防御：清除入侵病原体等外来物质清除入侵病原体等外来物质 如果将机体比做一如

2、果将机体比做一 个国家，免疫系统个国家，免疫系统 就是这个国家的军就是这个国家的军 队，其任务是抵御队，其任务是抵御 病毒、细菌及寄生病毒、细菌及寄生 虫对机体的侵袭。虫对机体的侵袭。 免疫系统基本功能免疫系统基本功能 自稳：自稳：清除衰老和病变细胞清除衰老和病变细胞 免疫系统基本功能免疫系统基本功能 监视：监视：清除肿瘤细胞等突变的自体细胞清除肿瘤细胞等突变的自体细胞 免疫系统组成免疫系统组成 免疫系统组成免疫系统组成 中枢免疫器官中枢免疫器官 胸腺、骨髓胸腺、骨髓 免疫系统的军校免疫系统的军校 T细胞细胞/NKT细胞细胞 B细胞和多种固有免疫细胞细胞和多种固有免疫细胞 免疫系统组成免疫系统

3、组成 外周淋巴器官外周淋巴器官 脾脏，淋巴结，粘膜相关淋巴组织脾脏，淋巴结，粘膜相关淋巴组织 军营与哨所军营与哨所 免疫系统组成免疫系统组成 免疫细胞免疫细胞 免疫系统的作战部队免疫系统的作战部队 固有免疫细胞固有免疫细胞（野战部队）（野战部队） 单核单核/ /巨噬细胞，树突状细胞，巨噬细胞，树突状细胞， 自然杀伤细胞，粒细胞，肥大细胞自然杀伤细胞，粒细胞，肥大细胞 淋巴细胞淋巴细胞（高技术兵种）（高技术兵种） T T细胞细胞 B B细胞细胞 单核单核/ /巨噬细胞巨噬细胞 树突状细胞树突状细胞 自然杀伤细胞自然杀伤细胞 粒细胞粒细胞 淋巴细胞淋巴细胞 T细胞：细胞免疫细胞：细胞免疫 B细胞：

4、体液免疫细胞：体液免疫 免疫系统组成免疫系统组成 免疫分子免疫分子 武器装备武器装备 抗体抗体 细胞因子细胞因子 补体补体 细胞表面分子细胞表面分子 抗体（免疫球蛋白）抗体（免疫球蛋白） 细胞因子细胞因子 补体补体 细胞表面分子细胞表面分子 免疫生理：免疫应答免疫生理：免疫应答 识别外来识别外来 物质物质 免疫细胞免疫细胞 活化活化 效应功能效应功能 免疫记忆免疫记忆 免疫系统与神经系统有相似之处免疫系统与神经系统有相似之处 记忆性、记忆性、 反应性、特异性反应性、特异性 固有免疫（固有免疫（innate Immunity） 固有免疫固有免疫 体液体液 细胞细胞 补体补体 急性期蛋白急性期蛋白

5、 黏膜分泌液黏膜分泌液 肥大细胞肥大细胞 NK细胞细胞 吞噬细胞吞噬细胞 裂解裂解 裂解，裂解， 阻止进入阻止进入 启动应答启动应答 杀伤被感杀伤被感 染细胞染细胞 吞噬、消吞噬、消 化异物化异物 特点特点 及时反应及时反应 缺少特异性缺少特异性 不产生记忆不产生记忆 机体先天存在的免疫力，直接抵抗外来侵袭的免疫系统，又称天然免疫机体先天存在的免疫力，直接抵抗外来侵袭的免疫系统，又称天然免疫 适应性免疫适应性免疫 体液体液 细胞细胞 抗体抗体 Th2 CTL Th1 裂解裂解 中和感染力，中和感染力， 阻止进入阻止进入 调节应答调节应答 杀伤被感杀伤被感 染细胞染细胞 吞噬、消吞噬、消 化异物

6、化异物 补体补体 吞噬细胞吞噬细胞 适应性免疫（适应性免疫（adaptive immunity) 特点特点 初次反应启动较慢初次反应启动较慢 高度特异性高度特异性 具有免疫记忆具有免疫记忆 机体后天获得的免疫力，能特异性识别和清除抗原的免疫系统机体后天获得的免疫力，能特异性识别和清除抗原的免疫系统, ,又称获得性免疫又称获得性免疫 免疫记忆免疫记忆 初次免疫应答过程中，部分淋巴细胞分化为记忆初次免疫应答过程中，部分淋巴细胞分化为记忆 细胞，再次受到相同抗原刺激后，这部分细胞快细胞，再次受到相同抗原刺激后，这部分细胞快 速扩增，产生更快、更强、更持久的免疫应答。速扩增，产生更快、更强、更持久的免

7、疫应答。 1o Ag2o Ag D a y s A f t e r I m m u n i z a t i o n A b T i t e r 疫苗的基础疫苗的基础 免疫生理：免疫耐受免疫生理：免疫耐受 免疫系统对自身的无反应性免疫系统对自身的无反应性 自我与非我自我与非我（self versus non-self) 免疫的关键是能区分免疫的关键是能区分“自我自我”和和“非我非我” INDUCTION OF AN IMMUNE RESPONSE Foreign invaders - viruses, bacteria, allergens, toxins and parasites- cons

8、tantly bom bard our body. 固有免疫细胞：病原体相关的分子模式固有免疫细胞：病原体相关的分子模式 （PAMP）识别受体）识别受体 淋巴细胞：抗原受体淋巴细胞：抗原受体 免疫生理：免疫调节免疫生理：免疫调节 适当的反应性适当的反应性 免疫平衡免疫平衡 活化活化 抑制抑制 两项基本原则两项基本原则 凡是外来的就攻击，凡是宿主的就耐受凡是外来的就攻击，凡是宿主的就耐受 四项基本要求四项基本要求 全面布防全面布防 快速反应快速反应 精确打击精确打击 有理有节有理有节 免疫病理免疫病理 过强应答：超敏反应过强应答：超敏反应 免疫平衡免疫平衡 对外来抗原的对外来抗原的 过强应答过强

9、应答 哮喘哮喘 青霉素过敏青霉素过敏 枯草热枯草热 接触性皮炎接触性皮炎 战争殃及平民战争殃及平民 死亡之吻（哮喘）死亡之吻（哮喘） I 型过 敏 反 应 的 基 本 原 理 肥大细肥大细 胞胞 Fce e R Th2 APC IL-4 BCR IgE 肥大细胞肥大细胞 释释 放放 介介 质质 神经末梢神经末梢 小血管小血管 平滑肌细胞平滑肌细胞 血小板血小板 粘膜下腺粘膜下腺 变应原变应原 脱颗粒 致敏肥大细胞产生IgE临床症状 免疫病理免疫病理 Immune homeostasis 活化不充分活化不充分 过度抑制过度抑制 慢性感染慢性感染 肿瘤肿瘤 无能的军队无能的军队 免疫病理免疫病理

10、弱应答：慢性感染、肿瘤弱应答：慢性感染、肿瘤 遗传性遗传性 后天性后天性 A. A. 附附 着着 B. B. 内内 吞吞 C. C. 潜潜 入入 免疫病理免疫病理 免疫缺陷免疫缺陷 不设防的国家不设防的国家 HIV病毒感染细胞病毒感染细胞 丧失免疫耐受：自身免疫丧失免疫耐受：自身免疫 类风湿性关节炎类风湿性关节炎红斑狼疮红斑狼疮 免疫病理免疫病理 叛军作乱叛军作乱 免疫病理免疫病理 免疫病理免疫病理 移植排斥移植排斥 秀才遇见兵秀才遇见兵 免疫学应用免疫学应用 疫苗与传染病预防疫苗与传染病预防 最后一个天花病例最后一个天花病例1977年见于索马里年见于索马里 免疫学应用免疫学应用 免疫诊断免疫

11、诊断 利用的主要是抗原利用的主要是抗原- -抗体反应的高度特异性抗体反应的高度特异性 免疫学应用免疫学应用 免疫治疗免疫治疗 细胞因子（细胞因子（IFN-a a: :病毒性肝炎病毒性肝炎） 抗体药物（抗体药物（HerceptinHerceptin: :乳腺癌；乳腺癌；infliximabinfliximab: :风湿性关节炎风湿性关节炎) 免疫细胞过继输注免疫细胞过继输注( (肿瘤）肿瘤） 治疗性疫苗（肿瘤、慢性感染）治疗性疫苗（肿瘤、慢性感染） 免疫学发展简史免疫学发展简史 免疫学起源免疫学起源（16-19世纪）世纪） 人痘：始于中国明代，人痘：始于中国明代，18世纪初由世纪初由Mary M

12、ontagu传入欧洲传入欧洲 牛痘：牛痘：18世纪末由英国医生世纪末由英国医生Edward Jenner发明发明 Louis Pasteur 免疫学之父免疫学之父 减毒及灭活疫苗减毒及灭活疫苗 免疫学创立免疫学创立 （19世纪后期世纪后期-20世纪中期）世纪中期） Robert Koch 病原微生物的发现病原微生物的发现 Elie Metchnikoff 细胞免疫学派创始人 Emil von Behring 体液免疫学派创始人 免疫学创立免疫学创立 （19世纪后期世纪后期-20世纪中期）世纪中期） Jules Bodet 发现补体系统发现补体系统 Charles Richet 发现超敏反应发现

13、超敏反应 免疫学创立免疫学创立 （19世纪后期世纪后期-20世纪中期）世纪中期） “如果一位王子向你建议研究什么，那么你就应该慎重地采纳他的建议。” Rodney PorterGerald Edelman Fab段段 Fc段段 抗原结合部位抗原结合部位 免疫学创立免疫学创立 （19世纪后期世纪后期-20世纪中期）世纪中期） MacFarlane Burnet 克隆选择学说克隆选择学说 Paul Ehrlich 侧链学说侧链学说 免疫学创立免疫学创立 （19世纪后期世纪后期-20世纪中期）世纪中期） 现代免疫学理论奠基人现代免疫学理论奠基人 Cesar Milstein Georges Kohl

14、er 现代免疫学发展现代免疫学发展 单克隆抗体技术单克隆抗体技术 MHC-IMHC- II a2 a3 a1b1 b2 b2m a1 a2 肽结合单位 Ig样单位 跨膜单位 Jean Dauset George Snell Baruj Benacerrat 现代免疫学发展现代免疫学发展 Susumu Tonegama 现代免疫学发展现代免疫学发展 抗体多样性产生机制抗体多样性产生机制 E Donnall Thomas Joseph Murray 现代免疫学发展现代免疫学发展 肾脏、骨髓移植肾脏、骨髓移植 2011诺贝尔奖诺贝尔奖 Toll样受体和树突状细胞样受体和树突状细胞 Jules Hof

15、fman 法国法国 Ralph Steinman 加拿大加拿大 Brue Beutler 美国美国 现代免疫学发展现代免疫学发展 2121世纪的免疫学世纪的免疫学 新的手段：基因组学、转录组学、蛋白组学、免疫组学新的手段：基因组学、转录组学、蛋白组学、免疫组学 新的挑战：新的挑战：AIDS, SARS, AIDS, SARS, 禽流感禽流感 自身免疫病，超敏反应，移植排斥自身免疫病，超敏反应，移植排斥 热点问题：新的细胞亚群、分子的功能热点问题：新的细胞亚群、分子的功能 对固有免疫的重新认识对固有免疫的重新认识 免疫系统异常在多种疾病发病中的作用与免疫干预免疫系统异常在多种疾病发病中的作用与免

16、疫干预 十年后，你会发现你所学免疫学知识或十年后，你会发现你所学免疫学知识或 许有一半是错的，更让人郁闷的是现在许有一半是错的，更让人郁闷的是现在 我不知道那一半是错的！我不知道那一半是错的！ 免疫器官免疫器官 北京大学医学部免疫学系北京大学医学部免疫学系 张毓张毓 免疫器官免疫器官 Primary lymphoid organs Thymus Bone marrow Secondary lymphoid organs and tissues Spleen Lymph nodes Mucosal-associated lymphoid tissues (MALT) Gut-associated

17、 (GALT) Bronchus-associated (BALT) Genitourinary track-associated 胸腺结构胸腺结构 胸腺内主要细胞群体胸腺内主要细胞群体 胸腺细胞：胸腺细胞： 95% 胸腺上皮细胞（胸腺上皮细胞（TEC）：）：5% CLPDN Pre-TCR DP TCR CD4 CD8 CD4 SP TCR CD4 阳性选择阳性选择 阴性选择阴性选择 TCR CD8 CD8 SP 最终形成一个能够识别不同外来抗原、同时对自身抗原耐受的最终形成一个能够识别不同外来抗原、同时对自身抗原耐受的T T细胞库细胞库 胸腺是胸腺是T淋巴细胞发育的场所淋巴细胞发育的场所

18、胸腺退化胸腺退化（Thymic Involution） 造血干细胞造血干细胞 髓样祖细胞髓样祖细胞淋巴样祖细胞淋巴样祖细胞 3.7x1011/天天 骨髓与造血骨髓与造血 骨髓功能骨髓功能 造血造血 B B细胞分化、发育和成熟细胞分化、发育和成熟 再次体液免疫应答再次体液免疫应答 CLP Pre- pro-B Pro-BPre-B Immature B Mature B Lin- c-kit+IL-7R+ B220+ CD19+CD43+ CD43- Pre-BCR+ IgM+IgD-B220+CD19- IgMloIgDhi CD21intCD23+ DH to JH VH to DHJH V

19、L to JL 淋巴结（淋巴结（lymph node）和淋巴系统）和淋巴系统 淋巴结结构淋巴结结构 Cortex: B cell area Paracortex: T cell area Medulla: cellular cords containing T cell, B cell, plasma cell and macrophages 淋巴滤泡（淋巴滤泡（lymphoid follicle） Lymphoid follicles Aggregates of lymphoid and nonlymphoid cells surrounded by a network of drainin

20、g lymphatic capillaries Primary follicles 初级滤泡初级滤泡 Resting B cells and FDC Secondary follicles 生发中心生发中心 （Germinal center） (Proliferating B cells) Mantle zone (Virgin B cells) High endothelial venules (HEV) 血循环中的淋巴细胞经高内皮微静脉进入淋巴结血循环中的淋巴细胞经高内皮微静脉进入淋巴结 淋巴结功能淋巴结功能 1. T、B细胞定居场所（细胞定居场所（75% T细胞，细胞，25% B细胞）细

21、胞） 2. 免疫应答发生场所（组织间液或淋巴液抗原）免疫应答发生场所（组织间液或淋巴液抗原） 3. 参与淋巴细胞再循环参与淋巴细胞再循环 4. 过滤作用过滤作用 脾脏结构脾脏结构 脾脏白髓脾脏白髓 White pulp surrounds the branches of the splenic artery, forming periarteriolar lymphoid sheath (PALS) populated by T cells. Marginal zone, located peripheral to the PALS, is populated by lymphocytes and macrophages. Lymphoid follicles are attached t