分子免疫学PPT课件

1、分子免疫学分子免疫学 Molecular Immunology 一、概念一、概念 免疫的基本概念 传统概念抗感染免疫 （机体的保护性生理反应） 免疫的新概念：免疫是机体识别和排除抗原性异物的功能。 -识别“我与”或“非我” (自我稳定) - 排除非己的抗原性异物 - 对自身物质形成免疫耐受 -有时也能造成病理损伤 1.免疫与免疫系统免疫与免疫系统 免疫免疫（immune)：机体对外源异物（微生物、蛋白质、多糖等大分子物质）的反：机体对外源异物（微生物、蛋白质、多糖等大分子物质）的反 应，其结果无论是生理的或病理的。应，其结果无论是生理的或病理的。 免疫器官免疫器官：（由两部分组成）：（由两部分

2、组成） 胸腺（胸腺（thymus) 和骨髓和骨髓(bone marrow)及腔上囊及腔上囊(又称法氏囊又称法氏囊，bursa of fabricius)称一级器官（称一级器官（中枢免疫器官）；外周淋巴组织称二级器官）；外周淋巴组织称二级器官（外周免疫器官） ， 如各淋巴结、脾脏等。如各淋巴结、脾脏等。 免疫细胞免疫细胞：淋巴细胞和协同免疫反应的其他细胞，如巨噬细胞等。：淋巴细胞和协同免疫反应的其他细胞，如巨噬细胞等。 免疫分子免疫分子：抗体、细胞因子、补体。：抗体、细胞因子、补体。 免疫系统免疫系统：由参与免疫反应的：由参与免疫反应的器官、组织、细胞、分子器官、组织、细胞、分子组成。组成。 中

3、枢免疫器官中枢免疫器官外周免疫器官外周免疫器官 免疫系统免疫系统 免疫器官免疫器官免疫细胞免疫细胞免疫分子免疫分子 细胞因子细胞因子 补体补体 抗体抗体 骨髓骨髓 胸腺胸腺 腔上囊腔上囊 淋巴结淋巴结 脾脏脾脏 骨髓骨髓 哈德氏腺哈德氏腺 黏膜相关淋巴组织黏膜相关淋巴组织 T、B淋巴细胞淋巴细胞 杀伤性细胞杀伤性细胞 辅佐细胞辅佐细胞 粒细胞和肥大细胞粒细胞和肥大细胞 A.胸腺切面皮质与髓质，胸腺切面皮质与髓质， 皮质区内深染色的为未成皮质区内深染色的为未成 熟的熟的T细胞；细胞； B.胸腺结构模式图：结缔胸腺结构模式图：结缔 组织构成小梁，将胸腺分组织构成小梁，将胸腺分 隔为多个小叶。隔为多

4、个小叶。 胸腺结构图胸腺结构图 法氏囊（Bursa of Fabricius） 淋 巴 结 的 基 本 结 构 HEV 髓质淋巴窦髓质淋巴窦 皮质淋巴窦皮质淋巴窦 毛细血管毛细血管 小梁小梁 输入淋巴管输入淋巴管 输出淋巴管输出淋巴管 静脉静脉 动脉动脉 髓索髓索 生发中心生发中心 髓质髓质 被膜被膜 淋巴结淋巴结 淋巴结被膜外侧有数条输入淋巴管，门处有动、静脉神经和输出淋巴管。实质分为皮质和淋巴结被膜外侧有数条输入淋巴管，门处有动、静脉神经和输出淋巴管。实质分为皮质和 髓质。靠近被膜的浅层皮质区有生发中心（左）。右图显示生发中心的显微结构。髓质。靠近被膜的浅层皮质区有生发中心（左）。右图显示

5、生发中心的显微结构。 免疫系统的生理功能 免疫防御（immunological defence）: 机体排斥外源性抗原异物的能力。 免疫自稳（immunological homeostasis）: 机体识别和清除自身衰老残损组织、细胞的能力，是机体籍以维持正常内环境稳定的重要机制。 免疫监视（immunological surveillance）: 机体杀伤和清除异常突变细胞的能力，机体籍以监视和抑制恶性肿瘤在体内生长。 免疫系统三大功能及其表现免疫系统三大功能及其表现 功能功能 正常表现正常表现 免疫防御免疫防御(immunologic (immunologic 抗感染抗感染 defense

6、)defense) 免疫稳定免疫稳定(immunologic (immunologic 消除炎症或衰老细胞消除炎症或衰老细胞 homeostasis)homeostasis) 免疫监视免疫监视(immunologic (immunologic 控制癌变细胞控制癌变细胞 surveilance)surveilance) 机体免疫功能机体免疫功能 免疫防御免疫防御 自我稳定自我稳定 免疫监视免疫监视 正常免疫：防御病原微生物的侵害和中和其毒素正常免疫：防御病原微生物的侵害和中和其毒素 异常免疫：反应过高引起变态反应，过低引起免疫缺陷病异常免疫：反应过高引起变态反应，过低引起免疫缺陷病 正常免疫：清

7、除体内自然衰老或损伤的细胞正常免疫：清除体内自然衰老或损伤的细胞 异常免疫：识别紊乱造成自身免疫疾病异常免疫：识别紊乱造成自身免疫疾病 正常免疫：清除复制错误或突变细胞正常免疫：清除复制错误或突变细胞 异常免疫：功能失调时导致细胞癌变或持续性感染异常免疫：功能失调时导致细胞癌变或持续性感染 2. 免疫力的构成免疫力的构成 先天性免疫（先天性免疫（innate immunity）（天然免疫）（天然免疫） 机体在进化过程中形成的、与生具来的防御能力。机体在进化过程中形成的、与生具来的防御能力。 获得性免疫（获得性免疫（adaptive immunity）（特异性免疫）（特异性免疫） 机体在与环境斗

8、争过程中获得的、习得性的免疫能力。机体在与环境斗争过程中获得的、习得性的免疫能力。 天然免疫是在机体接触微生物或异物前机体内就存在的。在接触外来异物后既不增强其功能，也不具 有特异性，这种蜜意称天然免疫，是一种机体的防御机能，如设置物理性障碍、血和组织中的吞噬细胞及天 然杀伤细胞的作用。 特异性免疫，又称获得性免疫。是当机体接触外来异物后诱导或刺激而产生的。具有高度的特异性，在再 次接触该有关外来异物后可明显增加其反应强度。 能引起特异性免疫的外来异物称免疫原或抗原。而将机体接触外界抗原被刺激后产生的特异免疫的反应过 程叫免疫作用。 天然免疫和特异(获得)免疫的特点 天然免疫特异(获得)免疫

9、物理化学障碍皮肤黏膜皮肤及黏膜的免疫系统黏膜分泌 的抗体 细胞吞噬细胞(巨噬细胞、嗜中性 细胞），天然杀伤细胞 淋巴细胞 分子补体、-干扰素、肿 瘤坏死因子等 抗体、淋巴细胞产生的多种因子 如-干扰素、白细胞介素-2等 天然天然免疫与获得性免疫的比较免疫与获得性免疫的比较 天然免疫 获得性免疫 存在情况 所有动物 仅脊椎动物 特异针对性 无 有 习得记忆性 无 有 区别选择性应答 无 有 基本功能性组成 屏障、清除作用 体液免疫抗体 吞噬作用、 细胞免疫T细胞 非特异性抗感染作用 自稳 皮脂分泌 泪液 唾液 皮肤屏障 腊质分泌 汗液 胃酸、消化酶 肠道菌群 粘膜屏障 溶菌酶 排泄物 （冲洗作用

10、） 天天 然然 免免 疫疫 体液免疫 细胞免疫 T细胞 T细胞 T细胞 获获 得得 性性 免免 疫疫 3、两类特异免疫及两类淋巴细胞 （1）体液免疫 通过B细胞产生的抗体来识别和清除抗原，主要是对付细胞外病源体及其分泌毒素的防御机制。由于 抗体存在于液体中故称为体液免疫。 （2）细胞免疫 通过T细胞来识别和清除被病毒感染的宿主细胞或变异的细胞。 由此可见机体的特异免疫主要由两类形态相似而功能不同的淋巴细胞（B 细胞和T细胞）来执行。 4、特异免疫反应的主要特性 特异性 多样性 辨别自己与异己 记忆 自身调控作用 5.抗体产生的学说和免疫系统的研究 1900年Ehrilich的抗体生成的侧链学说

11、：抗毒素分子是细胞表面 的一种受体，外毒素进入机体后与之结合，刺激细胞产生更多的抗 毒素分子，这些分子自细胞表面脱落进入血液，即是抗体。 1955年Jerne的天然抗体选择学说：在机体循环内存在着很低浓 度的针对各种抗原的抗体，当机体接触某一抗原是，此抗原即与相 应的特异抗体反应，形成的抗原抗体复合物可刺激更多细胞产生针 对该抗原的特异性抗体。 1959年Burnet综合上述两个学说的关键：细胞抗原受体和抗原抗体选择性结合，提出了抗体形成的克隆选择学 说：外来抗原选择具有互补结构的受体淋巴细胞，使之激活、增殖和产生特异性抗体，而在发育过程中针对自身 抗原的克隆则被抑制和消除。 抗体独特型网络学

12、说：机体免疫系统是一个建立在识别自身抗原基础上来识别外来抗原的系统，抗体分子的可变 区（v）结构域具有双重特性，它通过抗原结合部位与抗原结合，又借助于独特型决定簇引发免疫应答。 Burnet克隆选择学说 体内存在无数抗原特异性淋巴细胞克隆体内存在无数抗原特异性淋巴细胞克隆 胚胎期与自身成分反应的淋巴细胞被胚胎期与自身成分反应的淋巴细胞被“禁忌禁忌”形成耐受形成耐受 出生后淋巴细胞遇到相应抗原发生特异应答，并形成记忆出生后淋巴细胞遇到相应抗原发生特异应答，并形成记忆 禁忌细胞突变可导致自身免疫禁忌细胞突变可导致自身免疫 通过以上众多的研究：建立了中枢免疫器官（胸腺、法式囊）、外周免疫器官（脾、淋

13、巴结）、免疫活性细胞 （T、B细胞）和免疫活性介质（抗体、淋巴因子、补体）等组成的免疫系统概念。 认识到免疫系统具有抗感染、免疫稳定和免疫监视等一系列生理功能，了解到无保护反应、免疫耐受性和自 身免疫等异常免疫现象，获得了对免疫系统的免疫机能的全面认识。 6.免疫反应的三个阶段与免疫反应的主要分子 1）识别阶段 指骨髓或胸腺发育而成的具有特异细胞表面受体的B细胞或T细胞与外源抗原的特异识别和结合。执 行体液免疫的B细胞在其表面具有各特异性不同的Ig分子，能与体液中游离形式的抗原进行特异性结合。 执行细胞免疫的T细胞，则通过其表面TCR（ T细胞抗原受体）与提呈在细胞表面的抗原片段结合。 T细胞

14、不能与游离的抗原结合，该抗原必须先由一类抗原提呈细胞（APC）作用，主要是巨噬细胞、 B细胞及树突状细胞，加工成抗原片段，并由抗原提呈细胞的MHC（主要组织相容性复合体）类或 类分子提呈，T细胞才能与之结合。 在此阶段，关键是识别自己与异己， Ig、TCR、MHC是三类主要分子。 2）活化阶段 淋巴细胞在识别抗原后发生两种主要变化，首先是增殖，使对抗原特异的细胞克隆扩大，其 次是从识别功能的淋巴细胞分化成具有消除抗原功能的淋巴细胞。 如：B细胞识别某一抗原后能增殖分化成能分泌同种抗体的浆细胞群；T细胞则根据抗原的不 同可分化成杀伤这些病毒感染细胞和突变或肿瘤细胞的细胞毒或杀伤性T细胞（Tc）。

15、 淋巴细胞的活化至少需要两种信号：信号1为识别抗原；信号2是APC或其他辅助细胞表面抗 原作为配体与淋巴细胞表面某些分化抗原（CD）结合产生共刺激；在活化阶段还需多种细胞因子 的作用。 3）效应阶段 体液免疫通过抗体而发挥效应，能消除再次入侵的抗原，补体系统参与并促进抗原的 消除。 T细胞中的Tc能杀伤靶细胞，TH (辅助性T细胞)则分泌一系列的细胞因子，促进B细胞增 殖和分泌，并增强吞噬细胞的功能及刺激炎症反应。 其中Ig、TCR、MHC是免疫识别及免疫反应的特异分子，补体系统及细胞因子虽然不 是免疫特异性的，但它们也参与免疫反应。 二、免疫球蛋白（二、免疫球蛋白（immunoglobuli

16、n,Ig） 免疫球蛋白是指具有抗体活性或化学结构上与抗体相似的免疫球蛋白是指具有抗体活性或化学结构上与抗体相似的 球蛋白。免疫球蛋白可分为球蛋白。免疫球蛋白可分为分泌型分泌型和和膜型膜型两类。前者主要存在两类。前者主要存在 于体液中，具有抗体（主要是于体液中，具有抗体（主要是-球蛋白）的各种功能；后者是球蛋白）的各种功能；后者是B 细胞膜上的抗原受体。细胞膜上的抗原受体。 免疫球蛋白具有蛋白质的通性，不耐热、在免疫球蛋白具有蛋白质的通性，不耐热、在60-70即变性；即变性； 能被多种蛋白水解酶水解；免疫球蛋白可被中性盐沉淀，常用能被多种蛋白水解酶水解；免疫球蛋白可被中性盐沉淀，常用 50%饱和

17、硫酸铵或硫酸钠就可以从血清中提取出来。饱和硫酸铵或硫酸钠就可以从血清中提取出来。 （一）免疫球蛋白的结构（一）免疫球蛋白的结构 1免疫球蛋白的基本结构免疫球蛋白的基本结构 2. 免疫球蛋白的其他成分免疫球蛋白的其他成分 3免疫球蛋白的类型免疫球蛋白的类型 四肽链结构：四肽链结构： 各类各类IgIg的基本单位都是四条肽链的的基本单位都是四条肽链的 对称结构，包括两条相同的重链（对称结构，包括两条相同的重链（H H链链） 和两条相同的轻链和两条相同的轻链( (L L链链）。两条重链间、）。两条重链间、 两条轻链间及重链和轻链间都是由二硫两条轻链间及重链和轻链间都是由二硫 键相连，即键相连，即“Y”

18、Y”字形单体的基本结构。字形单体的基本结构。 1 1免疫球蛋白的基本结构免疫球蛋白的基本结构 在研究Ig的结构与功能时，常用酶解法降解，用木瓜蛋白酶将IgG初步水解 时，可断裂成3个片段，即两个Fab片段和一个Fc片段。 1 1）重链）重链 由由450-550450-550个氨基酸组成。在重链上结合有不同个氨基酸组成。在重链上结合有不同 量的糖，所以量的糖，所以IgIg属于糖蛋白。根据重链抗原性不同属于糖蛋白。根据重链抗原性不同 可将其分为五类：可将其分为五类： 链、链、 链、链、 链、链、 链和链和 链，由它链，由它 们所组成的们所组成的IgIg分别称为分别称为IgMIgM（ 链）、IgGI

19、gG（ 链）、 IgAIgA（ 链）、IgEIgE（ 链）、IgDIgD（ 链）。 2 2）轻链）轻链 各含各含214214个氨基酸组成，根据轻链的化学结构个氨基酸组成，根据轻链的化学结构 和抗原性的差异分为和抗原性的差异分为 和和 两型，但一个两型，但一个IgIg分子中两分子中两 条轻链必须是相同的。条轻链必须是相同的。 VL VH VL VH CH1 CH1 CH2 CH3CH3 CLCL CH2 可变区与恒定区可变区与恒定区 1) 1)可变区可变区 在多肽链的在多肽链的N N端，约端，约110110个氨基酸组成，个氨基酸组成， 占轻链的占轻链的1/21/2，占重链的，占重链的1/41/4

20、，这个区的氨基，这个区的氨基 酸排列顺序随抗原特异性的不同而有所变化，酸排列顺序随抗原特异性的不同而有所变化， 所以称可变区（所以称可变区（V V区）。区）。 在在V V区某些区域氨基酸组成及排列顺序区某些区域氨基酸组成及排列顺序 比比V V区其他部位更易变化区其他部位更易变化, ,如轻链的第如轻链的第24-3424-34、 50-5650-56、89-9789-97位；重链的第位；重链的第31-3731-37、50-6550-65、95-95- 102102位，这些区域称为高变区（位，这些区域称为高变区（HVRHVR），高变），高变 区实际上就是特异性抗原与区实际上就是特异性抗原与IgIg结

21、合的位置，结合的位置， 由于这些高变区与抗原表位互补，故又称互由于这些高变区与抗原表位互补，故又称互 补决定区。补决定区。V V区的其他部位变化较少，与维区的其他部位变化较少，与维 持持V V区空间结构有关。区空间结构有关。 2 2）恒定区）恒定区 在多肽链的在多肽链的C C端，即轻链的另端，即轻链的另 1/21/2，重链的另，重链的另3 /43 /4区该区氨基酸数区该区氨基酸数 目、种类、顺序量都比较稳定，故目、种类、顺序量都比较稳定，故 称恒定区（称恒定区（C C区）。区）。 同一类型的同一类型的IgIg的恒定区氨基酸组的恒定区氨基酸组 成较稳定，但不同类别的成较稳定，但不同类别的IgIg

22、恒定区恒定区 差异还是很大的。恒定区不仅是差异还是很大的。恒定区不仅是IgIg 的骨架，且参与免疫应答的启动与的骨架，且参与免疫应答的启动与 效应，也有许多重要的生物学活性。效应，也有许多重要的生物学活性。 功能区功能区 IgIg多肽链分子可以折叠成几个由链内二硫键多肽链分子可以折叠成几个由链内二硫键 连接的球形结构。连接的球形结构。IgGIgG、IgAIgA、IgD IgD 的重链上有的重链上有4 4个个 球形结构，分别为球形结构，分别为V VH H、C CH H1 1、C CH H2 2、C CH H3 3。IgMIgM和和 IgEIgE有有5 5个球形结构，即多一个个球形结构，即多一个C

23、 CH H4 4。 轻链上可见有轻链上可见有V VL L和和C CL L两个球形结构，每一个两个球形结构，每一个 球形结构由约球形结构由约110110个氨基酸残基组成。个氨基酸残基组成。 以以IgGIgG为例：为例：V VH H和和V VL L是抗原结合部位，是抗原结合部位，C CH H1 1为为 遗传标记所在，遗传标记所在，C CH H2 2是补体结合点所在，并参与是补体结合点所在，并参与 补体活化，补体活化，C CH H3 3与细胞表面的与细胞表面的FcFc受体结合。受体结合。 在各类的在各类的IgIg相应的功能区中，约有相应的功能区中，约有1/31/3的氨基的氨基 酸序列是相同的，这种结

24、构的相似性指出这些功酸序列是相同的，这种结构的相似性指出这些功 能区最初可能是由同一基因编码。能区最初可能是由同一基因编码。 补体结合部位补体结合部位 Fc受体结合部位受体结合部位 铰链区铰链区 在在C CH H1 1和和C CH H2 2之间，有一个可转动的铰之间，有一个可转动的铰 链区，由链区，由2 2到到5 5个链间二硫键和个链间二硫键和C CH H1 1尾和尾和C CH H2 2 头小段肽链组成，约头小段肽链组成，约3030个氨基酸残基。当个氨基酸残基。当 IgIg与抗原结合时，该区可转动，以使可变与抗原结合时，该区可转动，以使可变 区的抗原结合部位尽量与不同距离的区的抗原结合部位尽量

25、与不同距离的2 2个个 抗原表位配合，起弹性和调节作用，另一抗原表位配合，起弹性和调节作用，另一 方面有利于方面有利于IgIg分子变构，暴露分子变构，暴露IgIg的补体结的补体结 合位点，该区的柔性与该区含较多的脯氨合位点，该区的柔性与该区含较多的脯氨 酸残基有关，加之次区多二硫键，酸残基有关，加之次区多二硫键， 螺旋螺旋 结构难以形成，而成伸展状态，此区也易结构难以形成，而成伸展状态，此区也易 与各种蛋白酶接近，易水解。与各种蛋白酶接近，易水解。 结合链(J链) J J链的分子量约链的分子量约20Kd20Kd，内含，内含10%10%的糖，富含半胱氨酸，由浆细胞合成。的糖，富含半胱氨酸，由浆细

26、胞合成。J J链可链可 连接连接IgIg单体形成多聚体。单体形成多聚体。5 5个单体个单体IgMIgM由一条由一条J J链连接成五聚体；链连接成五聚体；2 2个单体个单体IgAIgA由一条由一条J J 链连接成二聚体，故链连接成二聚体，故J J链是起稳定多聚体的作用，链是起稳定多聚体的作用，IgGIgG、IgEIgE、IgDIgD为单体，无为单体，无J J链。链。 J J链的成分相同，即只有一种链的成分相同，即只有一种J J链。它以二硫键形式共价结合在链。它以二硫键形式共价结合在IgIg的重链上。的重链上。 分泌片（secretory piece,SP） SPSP为分子量约为分子量约60-70

27、Kd60-70Kd的多肽链，含的多肽链，含6%6%的糖，是分泌型的糖，是分泌型IgAIgA分子上的一个辅助分子上的一个辅助 成分。在分泌型成分。在分泌型IgAIgA二聚体上的分泌片是由上皮细胞合成分泌。二聚体上的分泌片是由上皮细胞合成分泌。IgAIgA与与J J链在浆细胞链在浆细胞 内连接，在通过黏膜上皮细胞时，分泌片以非共价键形式结合到二聚体上，一起内连接，在通过黏膜上皮细胞时，分泌片以非共价键形式结合到二聚体上，一起 被分泌到黏膜表面。分泌片的功能是保护被分泌到黏膜表面。分泌片的功能是保护IgAIgA不受环境中酶的影响，并介导不受环境中酶的影响，并介导IgAIgA的的 转运。转运。 2.免

28、疫球蛋白的其他成分 3免疫球蛋白的类型 免疫球蛋白可分为类、亚类、型、亚型等 类：免疫球蛋白类的区分是根据其重链C区的理化性质及抗原性的差异，在同种系所有的个体内的免疫球蛋 白可分为IgM（ 链）、IgG（ 链）、IgA（ 链）、IgE（ 链）、IgD（ 链）五大类，因此重链决定免疫 球蛋白的种类。 亚类：同一种类免疫球蛋白，又根据其重链恒定区的微细结构、二硫键位置及数目、抗原特性的不同，可分 为亚类。人的IgG有4个亚类， IgA有2个亚类， IgM有2个亚类， IgE和IgD未发现亚类。 型：根据轻链恒定区的抗原性不同，可分为和两型。任何种类的免疫球蛋白均有两型轻链分子。如IgG的 分子式

29、为（ ）2或（ ）2 。 亚型：依据型轻链N端恒定区上氨基酸排列顺序的差异，可分为若干亚型， 型轻链无亚型。 五种类型的五种类型的IgIg中，中，IgGIgG、IgEIgE、IgDIgD为单体形式存在。为单体形式存在。 IgMIgM以五聚体存在，单体通过以五聚体存在，单体通过J J链相连，主要存在于血液中，是在对入侵抗链相连，主要存在于血液中，是在对入侵抗 原作最初次免疫反应的早期产生的，主要抑制、凝集入侵的细菌。原作最初次免疫反应的早期产生的，主要抑制、凝集入侵的细菌。 IgAIgA有单体和二聚体等形式，血清中主要是单体，分泌型有单体和二聚体等形式，血清中主要是单体，分泌型IgAIgA为二聚

30、体，主为二聚体，主 要存在于唾液、眼泪、初乳和鼻、支气管、胃肠道的分泌液中。要存在于唾液、眼泪、初乳和鼻、支气管、胃肠道的分泌液中。分泌型分泌型IgAIgA的两的两 个单体与一条个单体与一条J J链和一个分泌片组成。分泌型链和一个分泌片组成。分泌型IgAIgA具有抗病毒和细菌作用，并具有具有抗病毒和细菌作用，并具有 抗蛋白酶的水解作用。抗蛋白酶的水解作用。 IgDIgD存在于存在于B B细胞表面，抗原结合部位类似细胞表面，抗原结合部位类似IgMIgM，其功能尚不清楚。，其功能尚不清楚。 IgGIgG是血液中最丰富的免疫球蛋白，也是是血液中最丰富的免疫球蛋白，也是B B细胞细胞“记忆记忆”引发再

31、次免疫反应引发再次免疫反应 中的主要抗体，中的主要抗体，IgGIgG也是唯一能通过胎盘而进入胎儿的抗体。也是唯一能通过胎盘而进入胎儿的抗体。 IgEIgE与过敏反应有关。与过敏反应有关。 IgGIgG多为单体，是唯一能通过胎盘的抗体多为单体，是唯一能通过胎盘的抗体 据重链（据重链（ 链）免疫原性，链）免疫原性，IgGIgG分分4 4个亚类个亚类 1）IgG IgG1IgG1、IgG2IgG2和和IgG3IgG3能通过经典途径激活补体能通过经典途径激活补体 血清含量最高血清含量最高(75%(75%85%),85%),也是丙种球蛋白的主要成分也是丙种球蛋白的主要成分 半衰期较长（半衰期较长（161

32、624d24d） 主要的抗感染抗体主要的抗感染抗体( (具有抗菌、抗病毒、中和毒素和免具有抗菌、抗病毒、中和毒素和免 疫调理作用疫调理作用) ) 参与参与IIII、IIIIII型超敏反应型超敏反应 IgGIgG的特点的特点 为五聚体，是分子量最大的为五聚体，是分子量最大的IgIg，称巨球蛋白。，称巨球蛋白。 IgMIgM激活补体、结合抗原、免疫调理作用比激活补体、结合抗原、免疫调理作用比IgGIgG强强 天然血型抗体是天然血型抗体是IgMIgM 2 2）IgMIgM IgMIgM是个体发育中最早产生的抗体，胚胎晚期已能合成，新生儿脐带血中若是个体发育中最早产生的抗体，胚胎晚期已能合成，新生儿脐

33、带血中若IgMIgM水平升高，提示胎儿曾有宫内感水平升高，提示胎儿曾有宫内感 染染 IgMIgM是抗原刺激后出现最早的抗体，半衰期短，故检测是抗原刺激后出现最早的抗体，半衰期短，故检测IgMIgM水平可用于传染病的早期诊断。水平可用于传染病的早期诊断。 mIgMmIgM是是B B细胞抗原受体（细胞抗原受体（BCRBCR）的主要成分）的主要成分 也可参与也可参与IIII、IIIIII型超敏反应型超敏反应 IgM的特点的特点 分为血清型和分泌型两种。分为血清型和分泌型两种。 血清型血清型IgAIgA主要由肠系膜淋巴组织中的浆细胞产生，为单体。而分泌型主要由肠系膜淋巴组织中的浆细胞产生，为单体。而分

34、泌型IgAIgA （sIgAsIgA）是由呼吸道、消化道、泌尿生殖道等处的固有层中浆细胞产生，）是由呼吸道、消化道、泌尿生殖道等处的固有层中浆细胞产生， 为双体、三体或多体。为双体、三体或多体。 sIgAsIgA主要存在于唾液、泪液、以及呼吸道、消化道和泌尿生殖道黏膜表面主要存在于唾液、泪液、以及呼吸道、消化道和泌尿生殖道黏膜表面 的分泌液中。的分泌液中。 3)IgA3)IgA IgA的特点 参与皮肤粘膜的局部抗感染作用 初乳中含有高浓度的sIgA-母乳喂养 通过替代途径激活补体 参与型超敏反应 sIgAsIgA的合成和主要的合成和主要 作用部位在黏膜作用部位在黏膜 IgDIgD是是B B细胞

35、的重要表面标志细胞的重要表面标志 B B细胞的分化过程中首先出现细胞的分化过程中首先出现mIgMmIgM，mIgDmIgD的出现标志着的出现标志着B B细胞成熟细胞成熟 对防止免疫耐受有一定作用对防止免疫耐受有一定作用 4)IgD4)IgD 血清中含量最低血清中含量最低 可与肥大细胞、嗜碱性粒细胞上的高亲和力可与肥大细胞、嗜碱性粒细胞上的高亲和力FcFc受体（受体（FcRFcR）结合，引起）结合，引起型超敏反应型超敏反应 FcRFcR分布于巨噬细胞、分布于巨噬细胞、B B细胞、嗜酸粒细胞细胞、嗜酸粒细胞 5)IgE5)IgE （二）（二）免疫球蛋白的生物学活性免疫球蛋白的生物学活性 vV V区

36、的功能区的功能: : 识别和结合特异性抗原，中和外毒素识别和结合特异性抗原，中和外毒素 vC C区的功能：区的功能： 1 1）激活补体）激活补体: :IgM,IgG1-3IgM,IgG1-3（经典途径）（经典途径）; ; IgA IgA（旁路途径）（旁路途径） 2 2）结合细胞表面的）结合细胞表面的FcFc受体发挥受体发挥调理作用调理作用、ADCCADCC作用作用、介导介导I I型超型超 敏反应敏反应 3 3）穿过胎盘和黏膜）穿过胎盘和黏膜选择性传递选择性传递 （三）免疫球蛋白的免疫原性（三）免疫球蛋白的免疫原性 免疫球蛋白的不同结构区其免疫原性不同：免疫球蛋白的不同结构区其免疫原性不同： 同

37、种型（同种型（isotype）：种属特异性标志：种属特异性标志 同种异型（同种异型（allotype）：个体特异性标志：个体特异性标志 独特型（独特型（idiotope）：免疫调节网络：免疫调节网络 同种型同种型(isotype):(isotype):同一物种内所有个体共同同一物种内所有个体共同 具有的具有的IgIg抗原特异性结构抗原特异性结构 同种型同种型IgIg的抗原决定簇存在于的抗原决定簇存在于C CH H、C CL L 据据C CH H的不同，的不同，IgIg分类、亚类分类、亚类; ; 据据C CL L的不同，的不同，IgIg分型、亚型分型、亚型 同种异型（同种异型（allotype)

38、allotype)：同一物种内不同个体同一物种内不同个体 间的间的IgIg免疫原性的差别免疫原性的差别 独特型（独特型（idotype)idotype)：同一个体内不同同一个体内不同B B细胞克隆细胞克隆 产生的产生的IgIg其超变区各自具备独特的抗原决定簇其超变区各自具备独特的抗原决定簇 结构结构 （四）免疫球蛋白的生物合成 免疫球蛋白的合成步骤： 须有抗原的刺激和抗原提呈细胞、T细胞、B细胞等多种免疫细胞的相互 作用，抗原选择相应的B细胞克隆，使之激活、增殖，最后分化为浆细胞， 合成分泌型Ig。 1）在DNA转录及mRNA剪接后，携带遗传信息的mRNA移至粗面内质网上 的核糖体，重、轻链分

39、别其上合成。 2)重链与轻链汇集于粗面内质网中，装配成四链结构。 3)形成的免疫球蛋白分子向细胞膜移动，在移动中加糖，形成完整的免疫球 蛋白，分泌到细胞外。 （五）免疫球蛋白基因的遗传控制 现已知人类的B细胞有三个Ig基因库：重链（H）基因库，轻链（L） 、基因库，基因分别 存在14号、2号、22号染色体上；小鼠是12、6、16染色体上。 编码Ig的基因十分独特，它不是一个基因决定一条肽链，而是多个基因决定一条肽链。这些 基因在胚胎期是多片段远离的，需经过重组。 重链的基因主要是V/D/J片段重组形成重链的V区编码序列；轻链是V/J重组形成轻链的V区 编码序列。然后再与C基因片段连接形成完整的

40、Ig的mRNA序列。所以Ig的多样性是表现在V区， V区又是由不同片段组合而成。 造成抗体多样性的原因有外因和内因。外因是自然界中千变万化的抗原分子及其抗原决定簇； 但内因更重要，胚系Ig基因库有数以百计的V基因，以及众多的D基因、J基因和C基因，在重排 过程中，这些基因就会存在极端多样性的组合。 三、补体系统 （Complement, C） 补体：是存在于正常人和动物血清中的一组与免疫相关并具有酶活性的蛋白质。 补体系统：参与补体激活的各成分、调节补体的各种因子及补体受体所组成。 补体系统的组成补体系统的组成 补体的固有成分：补体的固有成分：参与经典激活途径的成分（参与经典激活途径的成分（C

41、1-C4C1-C4），），C1C1又分又分 C1qC1q、C1rC1r、C1sC1s三个亚单位三个亚单位 ；参与旁路激活途径的成分（参与旁路激活途径的成分（D D、B B 因子等）；因子等）；参与参与MBLMBL途径的成分（途径的成分（MBLMBL，丝氨酸蛋白酶）；，丝氨酸蛋白酶）；末端末端 通路成分（通路成分（C5-C9C5-C9）。）。 参与调节的成分（参与调节的成分（C1C1抑制物、抑制物、I I因子、因子、P P因子、因子、H H因子、因子、C4C4结合蛋结合蛋 白、白、MCPMCP、DAFDAF等）。等）。 补体受体：补体受体：CRCR1-5-5、C3aRC3aR、C2aRC2aR、

42、C4aRC4aR。 MBL:甘露糖聚合凝集素（mannan-binding lectin） 补体的激活补体的激活 在生理情况下，大多数血清补体成分以酶前体的形式存在。在生理情况下，大多数血清补体成分以酶前体的形式存在。 补体的激活过程是一系列扩大的连锁反应。补体的激活过程是一系列扩大的连锁反应。 经典途径经典途径: :由抗原抗体复合物结合由抗原抗体复合物结合C1qC1q启动。启动。 旁路途径旁路途径: :由病原微生物等提供接触表面，而从由病原微生物等提供接触表面，而从C3C3开始激活。开始激活。 MBLMBL途径途径: :由由MBLMBL结合至细菌启动。结合至细菌启动。 （一）（一） 经典途径

43、经典途径 启动阶段-C1活化 活化阶段-C3 、C5转化酶的形成 效应阶段-共同末端通路 C1q分子的C端球形结 构是与Ig上的补体结合位点 相结合的部位，它的启动可 使C1r构型改变，成为具有 活性的C1r并诱导C1s的活 化，成为具有酯酶活性的 C1s,在 Ca+存在下可启动 补体活化的经典途径。 1. 启动阶段启动阶段-C1活化（活化（C1s） 1 1 识别阶段 识别阶段 C1C1活化为活化为C1C1酯酶酯酶: : 2. 活化阶段活化阶段-C3和和C5转化酶的形成转化酶的形成 C1进一步活化进一步活化C4、C2 C3转化酶的形成：转化酶的形成： C3C3转化酶转化酶 aC4b2a C4b

44、2a C5转化酶的形成：转化酶的形成： C3 - C4b2a C3a + C3b C3b + C4b2a C4b2a3b C4b2a3b = C5转化酶转化酶 攻膜复合体（攻膜复合体（MAC）的形成：）的形成： 12-15个个C9插入靶细胞膜，溶解靶细胞插入靶细胞膜，溶解靶细胞 激活位置不同，形成产物不同激活位置不同，形成产物不同 3. 效应阶段效应阶段-MAC （二）替代途径 启动阶段-C3转化酶 激活阶段-C5转化酶 效应阶段-共同末端通路 经典和旁路途径的主要区别经典和旁路途径的主要区别 比较项目比较项目经典途径经典途径旁路途径旁路途径 激活物 补体固有成份 所需离子 C3转化酶 C5转

45、化酶 生物学作用 IgM/IgG13与抗原形成的与抗原形成的 免疫复合物免疫复合物 细菌脂多糖、肽聚糖、酵母多细菌脂多糖、肽聚糖、酵母多 糖和凝聚的糖和凝聚的IgG4/IgA等等 C1C9C3、B、D、P因子和因子和 C5C9 Ca+、Mg+Mg+ C4b2a C3bBb(P) C4b2a3bC3bnBb(P) 在特异性体液免疫的效应阶在特异性体液免疫的效应阶 段起作用段起作用 参与非特异性免疫，在感染参与非特异性免疫，在感染 早期起作用早期起作用 （三）补体活化的（三）补体活化的MBLMBL途径途径 MBL + 病原体甘露糖残基 +丝氨酸蛋白酶 C4 C2 MASP2 C4a + C4b C

46、2a + C2b + C4b2b C3转化酶 MBL:甘露糖聚合凝集素（甘露糖聚合凝集素（mannan-binding lectin） 感染最早期肝细胞合成的急性反应蛋白感染最早期肝细胞合成的急性反应蛋白 MASP:MBL结合的丝氨酸蛋白酶结合的丝氨酸蛋白酶 补体激活的MBL途径 C4 MBL C4b C4a C4b C2 C2b C2a C2a C4b2a is C3 convertase; it will lead to the generation of C5 convertase MASP MASP2 补体活化的调节补体活化的调节 补体激活过程中的一些中间产物极不稳定，成为补体激活过程

47、中的一些中间产物极不稳定，成为 级联反应的重要自限因素级联反应的重要自限因素。 C3 转化酶和C5转化酶不稳定 C3b,C4b,C5b不稳定 （一）补体的自身调控（一）补体的自身调控 （二）调节因子的作用（二）调节因子的作用 按其作用特点可分为三类：按其作用特点可分为三类： 防止或限制补体在液相中自发激活的抑制剂防止或限制补体在液相中自发激活的抑制剂 抑制或增强补体对底物正常作用的调节剂抑制或增强补体对底物正常作用的调节剂 保护机体组织细胞免遭补体破坏作用的抑制剂保护机体组织细胞免遭补体破坏作用的抑制剂 三个环节：三个环节：C1活化、活化、C3转化酶形成、转化酶形成、MAC组装组装 (C1IN

48、HC1INH、 H、I I、DAFDAF、C4bpC4bp、HRFHRF、CD59CD59等）等） 补体受体 补体受体（补体受体（CRCR）：表达与细胞表面能与某些补体成分或补体片段特异：表达与细胞表面能与某些补体成分或补体片段特异 性结合的糖蛋白分子性结合的糖蛋白分子 各种各种C C片段的受体：片段的受体：CR1-CR5CR1-CR5，C3aRC3aR，C5aRC5aR vCR1（CD35）：C3b、C4b的受体，分布于血细胞调理作用调理作用 vCR2（CD21）：C3d、C3dg、EB病毒的受体，主要分布于B细胞-鼻 咽癌 补体的生物学作用： 溶菌、溶细胞作用 免疫调理作用 清除免疫复合物

49、 介导炎症反应 参与免疫调节 四、细胞因子 指由免疫细胞和某些非免疫细胞经刺激而合成、分泌的一类生物活性物质，多为多肽或糖蛋白来作为细胞 间信号传递分子，主要介导和调节免疫应答及炎症反应、刺激造血功能、并参与组织修复等。 细胞因子分类： 1.介导天然免疫的细胞因子（来源单核吞噬细胞） 型干扰素（干扰素-、干扰素、干扰素- -）；肿瘤坏死因子（）；肿瘤坏死因子（TNFTNF）；）； 白细胞介素（白细胞介素（IL-1IL-1、IL-6IL-6、IL-8)IL-8) 2.2.介导特异免疫效应功能的因子（主要由活化后的介导特异免疫效应功能的因子（主要由活化后的T T细胞产生）细胞产生） IL-2、IL

50、-4、转化生长因子、 -干扰素 3.刺激造血的因子（激落刺激因子） IL-3和一些刺激因子 五、黏附分子 黏附分子(AM)：由细胞产生的、介导细胞与细胞间或细胞与细胞外基质间相互接触、识别、结合、激活和 移行等分子的统称。 特点：位于细胞表面或细胞基质中的糖蛋白；以配体-受体结合的形式发挥作用；参与细胞的识别、活化和 信号转导等 黏附分子的分类 整合素家族（integrin family） 选择素家族（selectin family) 免疫球蛋白超家族( Ig superfamily) 钙黏蛋白家族(cadherin family) 未归类的黏附分子 整合素家族 由两条链经非共价键连接组成的异

51、二聚体，是一组位于细胞表面的糖蛋白受体 至少16 种亚单位和8种亚单位，以亚单位可将整合素家族分为8个组。 一种整合素可分布于多种细胞，同一种细胞也往往有多种整合素的表达。表达水平可随细胞分化和生长状 态发生改变。 选择素家族 家族各成员胞膜外结构域相似，均由C型凝集素（CL）结构域、EGF结构域和补体调控蛋白结构域组成。其 中CL结构域是选择素结合配体部位。 包括L、P和E选择素三个成员。 L-选择素是淋巴细胞归巢受体 P、E-选择素介导中性粒细胞的移动 趋化与粘附趋化与粘附 免疫球蛋白超家族 具有与Ig相似的结构特征，即具有1个或多个IgV样或C样结构域。 包括抗原特异性受体、MHC分子、

52、CD2、CD3、CD4、CD28、CD80、CD86、ICAM、VCAM等 许多参与抗原识别或细胞间相互作用的分子 钙黏蛋白家族 是一类钙离子依赖的黏附分子家族。在维持实体组织形成以及在生长发育过程中细胞选择性相互聚集、重 排有重要作用。 与免疫应答无关 其他黏附分子 外周淋巴结地址素（PNAd） 皮肤淋巴细胞相关抗原（CLA） CD44 黏附分子的功能 参与免疫细胞的发育和分化 参与淋巴细胞识别抗原和活化 参与炎症过程 参与淋巴细胞归巢 六、T细胞抗原受体（TCR） T细胞通过其表面抗原受体识别抗原，并发起特异细胞免疫反应，TCR与B 细胞表面的抗原受体（Ig）有相似之处，但TCR只能识别提

53、呈在细胞表面 MHC分子上的加工抗原片段，所以T细胞发起的免疫反应受MHC分子的限制。 T细胞按功能分：TC(细胞毒T细胞）;TH（辅助和诱导T细胞）;TS（抑制T 细胞）。这些T细胞的受体均与另外细胞表面抗原CD3形成复合体发挥作用。 TCR有四类： TCR 、TCR 、TCR 、TCR T细胞受体复合体 MHC：是脊椎动物某一染色体上编码主要组织相容性抗原、控制免疫细 胞间相互识别、调节免疫应答的一组紧密连锁的基因群 小鼠的MHC：H-2 人的MHC：HLA 概念区分： MHC、H-2复合体、HLA复合体-基因 MHC分子、H-2分子、HLA分子-抗原 七、主要组织相容性复合体 （major histocompatibility complex, MHC) 基本概念： MHC作用：抗原提呈细胞（APC）摄取抗原并将其处理成肽分子，以MHC- 肽复合物形式表达与APC表面，供T细胞的TCR识别。同时APC表达共刺激