免疫学导论第一章202

1、免疫学导论 于善谦 王洪海 朱乃硕 叶荣 高等教育出版社本章的主要内容本章的主要内容n1.1 免疫学的由来和发展免疫学的由来和发展 疾病的传染与免疫疾病的传染与免疫 免疫科学的诞生和发展免疫科学的诞生和发展 免疫学的近代发展免疫学的近代发展n1.2 免疫学概念要览免疫学概念要览 自然免疫和获得免疫自然免疫和获得免疫 免疫应答免疫应答 免疫学与应用实践免疫学与应用实践 免疫学的分支学科及其发展免疫学的分支学科及其发展 任何任何医学或生命科学研究医学或生命科学研究的目的都是为了延长人类的的目的都是为了延长人类的寿命，寿命，提高人类的生存质量提高人类的生存质量。 人类生存在一个人类生存在一个充满危险

2、充满危险的环境中的环境中 在人类生存的环境中存在有大量的致病原，其中包在人类生存的环境中存在有大量的致病原，其中包括细菌、真菌、病毒、寄生虫等。这些病原生物的存括细菌、真菌、病毒、寄生虫等。这些病原生物的存在严重地威胁着人类的健康和生命。在严重地威胁着人类的健康和生命。l 侵害各组侵害各组织器官细织器官细胞的病原胞的病原示意图。示意图。 自古以来，传染性疾病（自古以来，传染性疾病（黑死病黑死病、天花和流感天花和流感）对人类）对人类的健康造成了极大的危胁。由于传染病死亡的人数远远的健康造成了极大的危胁。由于传染病死亡的人数远远超过了任何一场战争。超过了任何一场战争。 1918年流感年流感的全球性

3、大暴发，夺走了的全球性大暴发，夺走了2000多万人的生命，多万人的生命，这一数字远远超过了在刚刚结束的第一次世界大战中的这一数字远远超过了在刚刚结束的第一次世界大战中的死亡人数。死亡人数。 100年前，世界疾病死亡率前三位的均为传染性疾病，但年前，世界疾病死亡率前三位的均为传染性疾病，但是目前已被各种心脑血管病和癌症所取代。这些得益于是目前已被各种心脑血管病和癌症所取代。这些得益于免疫学理论和实验技术的快速发展。免疫学理论和实验技术的快速发展。流感病毒1918年，堪萨斯的急救医院 1918年大流感死者的墓地 u中文中文“免疫免疫”一词免是免除的意思，而疫则是指一词免是免除的意思，而疫则是指能够

4、传染的疾病。二者合起来就是免除疾病的意能够传染的疾病。二者合起来就是免除疾病的意思。思。u现代免疫的概念现代免疫的概念 免疫：机体识别免疫：机体识别“自己自己”与与“非己非己”，并排除，并排除抗原性异物的生理或病理性反应。抗原性异物的生理或病理性反应。 免疫学免疫学-immunology p whats immunityuimmunis immune/immunity 免疫系统及其组成免疫系统及其组成骨髓骨髓胸腺胸腺中枢免疫器官中枢免疫器官 外周免疫器官外周免疫器官 脾脏脾脏淋巴结淋巴结皮肤相关的淋巴组织皮肤相关的淋巴组织粘膜相关的淋巴组织粘膜相关的淋巴组织免疫细胞：免疫细胞：t、b和和nk细

5、胞，细胞，m、dc等等免疫分子：免疫分子：免疫球蛋白、补体、细胞因子、免疫球蛋白、补体、细胞因子、 黏附分子黏附分子免疫系统免疫系统n 免疫的功能免疫的功能免疫防御（免疫防御（immunologic defence） 是机体防御病原微生物和外来抗原性异物侵袭的一种免疫保护功是机体防御病原微生物和外来抗原性异物侵袭的一种免疫保护功能，即通常指的能，即通常指的抗感染免疫抗感染免疫。在异常情况下，如果防御反应。在异常情况下，如果防御反应过分强烈过分强烈可引发可引发超敏反应超敏反应，反应，反应过低过低（或缺如）则表现为易受感染或（或缺如）则表现为易受感染或免疫缺陷免疫缺陷病。病。免疫自稳（免疫自稳（i

6、mmunologic homeostasis） 是机体免疫系统维持是机体免疫系统维持内环境稳定内环境稳定的一种生理功能。正常情况下，的一种生理功能。正常情况下，免疫系统能及时清除体内损伤、衰老或变性的细胞或抗原抗体复合物，免疫系统能及时清除体内损伤、衰老或变性的细胞或抗原抗体复合物，而对自身成分不发生免疫应答，处于免疫耐受状态；若免疫耐受功能而对自身成分不发生免疫应答，处于免疫耐受状态；若免疫耐受功能失调，则可导致自身免疫性疾病。失调，则可导致自身免疫性疾病。免疫监视免疫监视 （immunologic surveillance） 是机体免疫系统及时是机体免疫系统及时识别、清除体内出现的突变细胞

7、和病毒感染识别、清除体内出现的突变细胞和病毒感染细胞细胞的一种的一种生理保护作用生理保护作用。若免疫监视功能失调，则可发生肿瘤或病。若免疫监视功能失调，则可发生肿瘤或病毒持续性感染。毒持续性感染。historical perspective of immunology发发 展展 简简 史史 经验经验免疫学时期 实验实验免疫学时期 近近现代现代免疫学时期经验免疫学时期的重要事件经验免疫学时期的重要事件 11世纪的中国，人们就发现天花病人愈后的痂皮可以对天花起到预防作用，并将种人痘的方法用于天花的预防。这种方法广泛传入邻国和中东，后经montagu夫人将此方法传入英国。 jenner和牛痘的发明

8、乡村医师-剑桥大学博士 jenner和牛痘的发明the last known person in the world to have smallpox of any kind. variola minor in 23-year-old ali maow maalin, merka, somalia，oct. 1977 pasteur和减毒疫苗和减毒疫苗 koch和病原菌致病的提出和病原菌致病的提出 behring和血清疗法和血清疗法 paul ehrlich与体液免疫学与体液免疫学 metchnikoff与细胞免疫学与细胞免疫学 超敏反应的发现超敏反应的发现 edleman、porter和抗体

9、和抗体的结构的结构 免疫耐受的发现免疫耐受的发现 burnet和克隆选择学说和克隆选择学说pasteur和减毒疫苗 pasteur提出了病原的概念，提出了病原的概念，指出病原就是致病菌；指出病原就是致病菌； 通过人为处理的方法降低病通过人为处理的方法降低病原菌的致病性，从而原菌的致病性，从而获得多获得多种人工减毒疫苗种人工减毒疫苗； pasruer被称作是现代免疫学被称作是现代免疫学之父。之父。wood engraving of louis pasteur watching joseph meister receive the rabies vaccine.koch与病原菌致病的提出 koch

10、发明了固体培养基，分发明了固体培养基，分离培养结核杆菌成功；建立了离培养结核杆菌成功；建立了微生物分离培养的技术，并在微生物分离培养的技术，并在短期内发现了多种病原菌。短期内发现了多种病原菌。 提出病原菌致病的概念。提出病原菌致病的概念。 将各种病原菌制成减毒疫苗，将各种病原菌制成减毒疫苗，最主要的是制备成功了结核杆最主要的是制备成功了结核杆菌的疫苗，并因此获得了菌的疫苗，并因此获得了1905年的诺贝尔奖。年的诺贝尔奖。 behring和血清疗法 emile ronx和和a.yersin 1888,研究白喉研究白喉发病机理时发现外毒素。发病机理时发现外毒素。 1890年年behring发现利用

11、白喉外毒素免发现利用白喉外毒素免疫马，可使马体内产生某种能够中和外疫马，可使马体内产生某种能够中和外毒素的物质，并将其称为抗毒素，实际毒素的物质，并将其称为抗毒素，实际上就是抗体。上就是抗体。 1891年他利用动物免疫血清成功治愈了年他利用动物免疫血清成功治愈了首例白喉患者，开创了被动免疫临床应首例白喉患者，开创了被动免疫临床应用的先河，并因此获得了用的先河，并因此获得了1901年首届诺年首届诺贝尔医学及生理学奖。贝尔医学及生理学奖。paul ehrlich与体液免疫学 bordet在体外实验中发现抗原在体外实验中发现抗原和抗血清可以发生凝集反应，和抗血清可以发生凝集反应，提出在血清中存在凝集

12、病原菌提出在血清中存在凝集病原菌的物质，称为抗体；的物质，称为抗体； ehrlich在前人工作的基础上提在前人工作的基础上提出了抗体形成的出了抗体形成的侧链学说侧链学说，并，并以此为中心的体液免疫学说，以此为中心的体液免疫学说，其主要内容是免疫力依赖于体其主要内容是免疫力依赖于体液中具抗体活性的物质。液中具抗体活性的物质。侧链学说的合理性侧链学说的不合理性metchnikoff与细胞免疫学elie metchnikoff1883 - phagocytosis超敏反应的发现海葵毒素 （初次注射） 再次注射后狗死亡 海葵毒素 （再次注射） 初次反应后无异常法国生理学家里谢（charles rich

13、et）发现超敏反应 1911年，在他的书过敏性反应（anaphylaxis） 中解释了他的发现 edleman、porter和抗体的结构 抗体是免疫化学研究的中心。抗体是免疫化学研究的中心。 1938年用年用电泳电泳的方法证明的方法证明ig属于属于- -球蛋白；球蛋白； 1959年，年，edleman 和和porter利用巯基乙醇和酶解的方法证利用巯基乙醇和酶解的方法证明了抗体是由两条重链和两条明了抗体是由两条重链和两条轻链组成的轻链组成的y y型结构型结构。木瓜蛋白酶水解胃蛋白酶水解免疫耐受的发现 1945年，owen在异卵双生小牛中发现血型不同的小牛的血细胞可以互混，从而提出免疫耐受的概念

14、。 1953年burnet和medawar进行了小鼠胚胎免疫移植实验，并因此获得了1960年诺贝尔奖。 a系小鼠胚胎 成体 不产生排斥 b系小鼠的组织成分 1900年ehrilich的抗体生成的侧链学说：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。抗体产生的学说和免疫系统的研究抗体产生的学说和免疫系统的研究

15、1957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抗体形成的克隆选择学说隆选择学说：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。 1974年，n.k.jerne抗体独特型网络学说：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。抗体产生的学说和免疫系统的研究抗体产生的学说和免疫系统的研究burnet和克隆选择学说 1957年年burnet提出了克隆提出

16、了克隆选择学说；选择学说； 利用这个学说可以较好的利用这个学说可以较好的解释抗体多样性在细胞水解释抗体多样性在细胞水平上的产生机制，自身耐平上的产生机制，自身耐受如何产生等重要的免疫受如何产生等重要的免疫学问题。学问题。克隆选择学说近现代免疫学时期近现代免疫学时期 随着分子生物学概念和实验技术的引入，抗体的遗传机制、mhc多样性产生的分子机制、免疫过程中的信号传递等重要问题都得到了解决，免疫学的发展可谓一日千里。 免疫学的研究成果在临床上得以了广泛的应用，各种细胞因子、单克隆抗体、各种传染病疫苗等免疫学相关手段都得到了广泛的应用，并在乙肝、癌症等众多疾病的治疗过程中发挥了重要的作用。对免疫系统

17、的认识对免疫系统的认识 glick1957发现早期摘除鸡的法式囊组织可影响抗体的产生 miller和tood1962发现在哺乳动物体内早期摘除胸腺严重影响机体的免疫功能。 gowan1965证明淋巴细胞是具有免疫功能的分化细胞。 科学家在淋巴细胞中区分了t和b淋巴细胞两大亚群，并证明了二者在产生抗体时的协同作用。 cooper证明了淋巴细胞在周围淋巴组织的分布。 dumonde1969发现了淋巴因子。1952年，dausset发现hla；主要组织相容性复合体(mhc)与免疫关系被明确(斯奈勒snell,1948；道塞特dausset,1958-62；伯纳瑟拉夫benacrraf,1963);

18、利根川进(tonegawa,1978)进一步阐明免疫球蛋白基因重排机制及mhc基因结构(1980)；其后在t细胞受体分离成功基础上明确其基因结构并克隆(1983-86);多尔梯和津克耐格尔(doherty & zinkernagel, 1974)发现有关免疫识别细胞机制（免疫限制性）;免疫细胞个体发育阶段性(阳性选择和阴性选择)被明确;免疫活性(t、b)细胞协作(claman et al,1966)明确，其后树突状细胞、巨噬细胞等抗原提呈作用等被发现，第二信号系统作用得到了明确；免疫细胞活化、凋亡及失（无）能机制(1990)基本阐明等;耶鲁(yalow,1960)等建立放射免疫技术，科

19、隆和米尔斯坦(kohler & milstein, 1975)建立单克隆抗体杂交瘤技术等;马雷(murray,1954)和汤玛斯(thomas, 1956)成功地进行了器官/细胞移植，近年高效免疫抑制剂的发现与应用等;免疫细胞因子及其受体基因陆续被克隆等，使现代免疫治疗基本完善。其他重要进展其他重要进展免疫学概念要览免疫学概念要览自然免疫（自然免疫（natural immunity） 出生时即有的天然免疫，经遗传获得，非特异性，也称非特异性/先天性免疫。 组成：屏障结构、吞噬细胞、某些体液因子。获得性免疫（获得性免疫（acquired immunity） 出生后接触特定抗原获得的针对该

20、物质的免疫，也称适应性/特异性免疫。 包括 体液免疫、细胞免疫。 先天性免疫在低等无脊椎动物上就存在；获得性免疫在脊椎动物中才有自然免疫与获得性免疫的区别和特点自然免疫与获得性免疫的区别和特点 体内由体内由b淋巴细胞介导的免疫应答称为体液免疫淋巴细胞介导的免疫应答称为体液免疫。 体液免疫体液免疫（humoral inmunity），即以），即以b cells产生产生抗抗体体来达到保护目的的免疫机制。负责体液免疫的来达到保护目的的免疫机制。负责体液免疫的细胞细胞是是b细胞细胞。体液免疫的。体液免疫的抗原抗原多为相对分子质量在多为相对分子质量在10,000以以上的上的蛋白质蛋白质和多糖大分子，和多糖大分子，病毒病毒颗粒和细菌表面都带有颗粒和细菌表面都带有不同的抗原，所以都能引起体液免疫。不同的抗原，所以都能引起体液免疫。 体液免疫是体液免疫是b细胞识别结合抗原，通过信号传递，细胞