医学免疫学教学课件医学免疫学概述

1、医学免疫学 Medical Immunology第1页，共60页。 第一章 医学免疫学概述第2页，共60页。什么是免疫？有什么用？大卫.菲特尔的故事：约瑟夫和安夫妇有三个孩子，大儿子遗传性先天胸腺缺陷引起的先天性免疫缺陷，出生后几周离开人世，老二女儿正常。1971年大卫.菲特尔出生。和他的哥哥同一种疾病。医生建议把孩子养在无菌隔离环境中，直到进行骨髓移植。3但骨髓移植配型未成功。第3页，共60页。4第4页，共60页。5第5页，共60页。6大卫6岁时收到了美国宇航局给他定制礼物。大卫12岁时进行了骨髓移植，走出气泡，但身体非常虚弱，经常细菌感染。不久，又患上淋巴瘤，仅仅活到12岁。第6页，共60

2、页。 免疫学（immunology) 是研究机体免疫系统的组织结构和生理功能的一门科学MEDICAL IMMUNOLOGY结构功能第7页，共60页。一、免疫系统的组成第8页，共60页。分子 细胞组织 器官系统人体消化系统 呼吸系统泌尿系统 循环系统神经系统 运动系统内分泌系统 生殖系统免疫系统免疫器官和组织免疫细胞和分子第9页，共60页。循环系统第10页，共60页。11第11页，共60页。 中枢（初级）免疫器官Primary or central lymphoid organs ： 是免疫细胞发生、分化、成熟的场所。Bone marrow Thymus 12外周（次级）免疫器官Secondar

3、y or peripheral lymphoid organs ：是免疫细胞定居、增殖、发生免疫应答的场所。spleenLymph nodeMucosal immune system，MIS or粘膜相关淋巴组织 mucosal-associated lymphoid tissue,MALT免疫器官Immune organs第12页，共60页。13第13页，共60页。骨 髓 ( bone marrow ) 是所有免疫细胞的发源地是人类 B 细胞发育、分化和成熟的场所分泌细胞因子，诱导造血干细胞定向分化 是再次体液免疫应答发生的场所ORGANS AND TISSUESE OF THE IMMUN

4、E SYSTEM第14页，共60页。ORGANS AND TISSUESE OF THE IMMUNE SYSTEM第15页，共60页。16胸腺的功能是T淋巴细胞分化、发育和成熟的场所，建立自身耐受维持自身稳定第16页，共60页。17第17页，共60页。18第18页，共60页。默默无闻的胸腺是如何成为免疫明星的？一度被认为像阑尾一样，是进化的残余物，是无用的器官。直到20世纪的60年代，才认识到胸腺是重要的免疫器官。美国免疫学家古德，还有动物学家洛立克1951年，一位54岁老人被送进美国明尼苏达大学医学院附属医院，患者年青时健康，近几年不断发生严重细菌感染。古德发现，病人体内缺少一种重要的抗体

5、，造成严重的免疫功能缺损。X-光片显示患者胸腺有一个巨大的良性肿瘤！奇特的病史引起了该院著名儿科学和免疫学教授古德的兴趣。巨大的胸腺瘤和缺乏一种重要的抗体，这二种都是极为罕见的疾病，同时出现在一个病人身上，是偶然的吗？他知道胸腺在正常状态下，没有任何证据显示它有什么功能，但是世界上有许多事情都是在“非正常”的情况下才表现出它的真正面目的。现在胸腺上长了一个肿瘤，病人的免疫功能就严重缺陷了。那么胸腺是否实际上就是一个免疫器官呢？古德被头脑中闪过的这一灵感的火花激动了，他十分兴奋，决定要用实验来证明这一设想。第19页，共60页。他想，如果患者的免疫功能缺损是由胸腺的病变引起的，那么切除正常动物的胸

6、腺一定会造成这个动物免疫功能的缺损。古德决心通过动物实验弄个究竟。胸腺瘤导致免疫缺陷病例的陆续报道越来越多，说明胸腺决不只是一个简单的退化器官。美国密西西比州立大学动物学系教授格立克进行的有关鸟类法氏囊与生殖器官发育之间关系的研究。1954年，洛立克分别对9只小鸡在出生后的2天、12天、19天和21天时，切除其法氏囊，以观察它们对小鸡生殖系统发育的影响。小鸡长大后，除观察到法氏囊切除的越早，鸡的睾丸和卵巢也都略大一些外，并无任何新的发现。这样，这几只新生期切除了法氏囊的鸡就被置之一旁。切除胸腺观察抗体产生实验进入了僵局？科学的发现有时带有偶然性，然而机遇却永远青睐有准备之人！结果不如人意第20

7、页，共60页。他的同事拿这几只切除了法氏囊的小鸡做另一项实验，进行分类研究抗原测抗体产生惊奇！切除法氏囊的鸡没有任何抗体产！ 结论：这些鸡对抗原不发生免疫反应必定与其法氏囊切除有关他们进一步的研究肯定了这个结论，并发现只有在鸟类生长发育的早期切除法氏囊，才会严重地损害抗体产生能力，而在成年后切除则几乎没有影响。1956年他们题为法氏囊与抗体产生的论文发表。古德看到这篇论文血清中抗体产生的情况出生后1-5天内切除胸腺长到7-8周龄，牛血清白蛋白实验结果令古德激动不已：新生期切除了胸腺的7只家兔几乎都不能产生抗体，而对照组正常家兔的抗体反应都完全正常。第21页，共60页。1961年4月，在美国免疫

8、学协会的年会上，古德他们宣布了这一结果，确认胸腺是一个重要的免疫器官。胸腺功能之谜终于被彻底解开。以后，人们对胸腺的研究不断深入，并很快派上大用场。1965年，他们从胸腺中分离出了胸腺素以及其他一激素，用于治疗那些有免疫缺陷的儿童，取得了良好的效果。目前对胸腺的研究已成为一个专门的“胸腺学”，并衍生出了许多与它相关的新领域。譬如它与衰老的关系就是一个正在深入研究的领域。Severe combined immunodeficiency syndrome （SCID）第22页，共60页。231）T细胞（占75%）和B细胞（25%）定居的场所2）免疫应答发生的场所3）参与淋巴细胞再循环4）过滤作用淋

9、巴结的功能第23页，共60页。Germinal Centers in L NSlide 28Slide 28Slide 28第24页，共60页。251）T细胞（占40%）和B细胞（60%）定居的场所2）免疫应答发生的场所3）合成某些生物活性物质，如补体4）过滤作用脾脏的功能第25页，共60页。 Splenic Structure andGerminal Centers第26页，共60页。27macosal-associated lymphoid tissue，MALT 1）参与黏膜局部免疫应答2）产生分泌型IgA Intestine M cells and IgA inductive site

10、s第27页，共60页。28淋巴细胞归巢（lymphocyte homing）:淋巴细胞亚群选择性迁移并定居 淋巴细胞与血管内皮细胞黏附分子的相互作用。 淋巴细胞表面的淋巴细胞归巢受体（LHR)与血管内皮细胞表面的血管地址素（vascular addressin）第28页，共60页。第29页，共60页。 主动脉 心 脏 小动脉小动脉小动脉胸导管淋巴结外周淋巴组织小静脉小静脉小静脉静脉淋巴结ORGANS AND TISSUESE OF THE IMMUNE SYSTEM淋巴细胞再循环的意义（80%为T细胞）：1）使淋巴细胞在外周免疫组织的分布更合理2）淋巴细胞不断补充至免疫组织3）有利于T、B细胞

11、接触抗原和抗原递呈细胞，诱发免疫应答4）有利于免疫信息的全身传递，动员各种免疫细胞向病灶聚集第30页，共60页。Cells of the immune systemThymusAdaptiveInnateNave, restinglymphocytes in lymph nodes, spleenBone marrow/fetal liver免疫细胞第31页，共60页。免 疫 分 子Immunoglobulin（Ig）Cytokines（CK）Complement（C）Cluster of differentiation（CD）T cell receptor（TCR）B cell recept

12、or（BCR）Human leucocyte antigen（HLA）第32页，共60页。Figure 1-3 part 1 of 4第33页，共60页。Figure 1-3 part 3 of 4第34页，共60页。Figure 1-3 part 4 of 4第35页，共60页。36二、免疫的功能第36页，共60页。人为什么会生病？答案丰富多彩现代医学认为：细菌、病毒及其它一些致病微生物是引起许多疾病的罪魁祸首环保学认为：人类生存环境不良化加剧，导致疾病多发心理学认为：现代社会人们身心压力增大是致病诱因按照辩证法的观点：外因通过内因而起作用，内因是决定性因素内因免疫.第37页，共60页。人体

13、的防御部队免疫系统正气存内，邪不可干但过于敏感，导致自身伤害很多疾病都是由于免疫系统出了问题引起的fight diseasedestroy self第38页，共60页。免疫系统的基本功能三大功能： 1、免疫防御(immune defense) 2、免疫监视(immune surveillance) 3、免疫自稳(immune homeostasis)功能生理性功能病理性功能免疫防御防御病原微生物入侵，清除毒素等有害物质超敏反应免疫监视清除复制错误的细胞和突变细胞细胞癌变，持续感染免疫自稳清除损伤或衰老细胞自身免疫疾病第39页，共60页。免疫系统是如何赶走入侵者的？皮肤黏膜是我们身体的最前线吞噬

14、细胞是“常规部队”，快速反应部队T细胞和B细胞是特种反应部队T细胞负责搜索和摧毁敌人，吞噬细胞和粒细胞负责吞噬清理敌人一旦感染受到控制，抑制性T细胞会调节抗体产生，发出战斗结束信号第40页，共60页。第41页，共60页。第42页，共60页。抗体是B细胞最强大的效应分子，是我们体内搜索敌人的导弹补体分子是职业杀手共信号分子是重要的人民军细胞因子是免疫部队的军事语言调节性T细胞是纪律检查部队第43页，共60页。44三、免疫应答的类型和特点1）Innate Immunity 2）adaptive immunity第44页，共60页。45固有免疫应答是宿主抵御病原微生物入侵的第一道防线，并启动和参与适

15、应性免疫应答第45页，共60页。46固有免疫系统由物理、生物、化学屏障，固有免疫细胞和固有免疫分子组成第46页，共60页。47天然免疫（natural immunity）非特异性免疫（nonspecific immunity） 通过固有免疫细胞表面的模式识别受体（PRR)识别病原微生物表面的PAMP固有免疫应答具有先天性、非特异性、即时性、非记忆性等特点第47页，共60页。48病原微生物表面存在人类没有、多数微生物共有、结构恒定、进化保守的分子结构，称为病原体相关分子模式（pathogen-associated molecular patterns，PAMP）。PAMP包括：G(-)菌表面脂多

16、糖（LPS） G(+)菌表面的肽聚糖 病毒的双股RNA . 第48页，共60页。49模式识别受体（pattern recognition receptor，PRR）是由基因控制产生的表达于某一细胞类型的所有细胞表面（如M）。第49页，共60页。50固有免疫细胞（Mo、M、DC等）捕获抗原，将抗原信息传递给T细胞的过程，称为抗原提呈（antigen presentation）。可摄取、处理加工抗原并把抗原信息传递给T细胞的细胞称为抗原提呈细胞（antigen presenting cell，APC）第50页，共60页。Progression of ImmunityAt least three c

17、ell types reside within or beneath the epithelium and induce inflammation in response to trauma or microbial products: Macrophages, Mast Cells, and Langerhans cells (a skin dendritic cell)第51页，共60页。52获得性免疫（acquired immunity）特异性免疫（specific immunity）能诱导适应性免疫应答，并称为其靶分子的外源性物质称为抗原（antigen，Ag）。T淋巴细胞和B淋巴细胞

18、能特异性识别抗原分子，是参与适应性免疫应答的主要细胞。适应性免疫具有获得性、特异性、记忆性、高效性、多样性、特化作用、自我限制和自我耐受等特点第52页，共60页。Clonal Selection第53页，共60页。54适应性免疫包括体液免疫（humoral immunity）和细胞免疫（cellular immunity）两种类型第54页，共60页。固有免疫与适应性免疫特性的区别固有免疫适应性免疫病原体由胚系基因编码的受体识别病原体由基因重排的受体识别受体有广泛特异性，即识别PAMP受体具有非常精细的特异性，即识别表位PAMP为多糖和多核苷酸，结构保守，同类病原体几乎无差别多数表位为多肽，反应病原体的个性特点受体为PRR识别受体