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1、绪 论 第一章抗原 第二章抗体与免疫球蛋白 第三章免疫系统 第四章细胞因子 第五章免疫应答 第六章补体系统 第七章抗感染免疫 第八章变态反应 第九章常用免疫学技术 计划主要讲授内容绪论免疫(immune)指动物机体对自身和非自身的识别,并清除非自身的大分子物质(抗原性物质),从而保持机体内外环境平衡的一种生理学反应。免疫学(immunology)是研究机体免疫系统的结构和功能,抗原性物质、免疫应答的规律以及免疫应答的各种产物和各种免疫现象的一门生物科学。 免疫应答的基本特性:识别自身与非自身、特异性、免疫记忆免疫系统的基本功能:免疫防御、免疫自稳、免疫监视第一章 抗原第一节 抗原与抗原性的概念
2、第二节 影响免疫原性的因素第三节 抗原表位第四节 抗原的分类第五节 重要抗原第六节 抗原的交叉性第七节 佐剂与免疫调节剂抗原 (antigen) 凡是能刺激机体产生抗体和效应性淋巴细胞或能与之结合引起特异性免疫反应的物质,称为 抗原。 广义概念的抗原又可以分别称为免疫原、变应原和耐受原。 抗原性: 既抗原的特性,是指抗原分子具有免疫原性与反应原性的特性。影响免疫原性的因素一、抗原分子的特性 异种物质 异源性 同种异体物质 自身抗原 分子大小 一定的理化性状 化学组成和分子结构 分子构象与易接近性 物理性状二、宿主生物系统 受体动物的基因型、年龄、性别与健康状态三、免疫方法的影响 皮内、皮下、肌
3、肉、静脉、腹腔表位的种类 (一)单特异性和多特异性表位 (二)功能性表位和隐性表位 (三)构象表位与顺序表位 (四)B细胞表位和T细胞表位 抗原的分类一、根据抗原的性质 完全抗原、半抗原 二、根据抗原加入和递呈的关系 外源性抗原、内源性抗原三、根据抗原来源 异种抗原 、同种异型抗原 、自身抗原、异嗜性抗原四、根据对胸腺(T细胞)的依赖性 胸腺依赖性抗原(TD)、非胸腺依赖性抗原(TI)五、根据化学性质 蛋白质抗原、多糖抗原、核酸抗原等六、其它天然抗原、人工抗原 根据抗原来源分类(一)异种抗原 (二)同种异型抗原 (三)自身抗原(四)异嗜性抗原 与种属特异性无关,广泛存在于人、动植物及微生物之间
4、的共同抗原,又称为Forssman抗原。它们之间有广泛的交叉反应性。根据对胸腺(T细胞)的依赖性分类(一)胸腺依赖性抗原(TD抗原) 绝大多数抗原在刺激B细胞分化和产生抗体的过程中需抗原提成细胞和辅助性T细胞的协助才能完成。称为胸腺依赖性抗原。如异种组织细胞、微生物等。(二)非胸腺依赖性抗原 不需要T细胞辅助或依赖程度较低的抗原,称之为非胸腺依赖性抗原(TI抗原) 一、细菌抗原 菌体抗原/O抗原、鞭毛抗原/H抗原、荚膜抗原/K抗原和菌毛抗原二、病毒抗原 病毒表面抗原/V抗原、病毒衣壳抗原/VC抗原、核蛋白抗原/NP抗原,三、毒素抗原四、真菌和寄生虫抗原五、保护性抗原六、超抗原(sAg)七、肿瘤
5、抗原重要抗原保护性抗原 微生物具有多种抗原成分,但其中只有一两种抗原成分刺激机体产生的抗体具有免疫保护作用,因此将这些抗原称为保护性抗原超抗原 某些细菌或病毒的产物只需极低浓度(1-10ng/ml)即可使很高的比例的T细胞激活,产生极强的T细胞免疫反应,这类抗原称之为超抗原共同抗原和交叉反应 在两种不同的抗原之间可以存在有相同或相似的抗原决定基,称为共同抗原(common antigen)。 抗体对具有相同或相似决定基的不同抗原的反应,称为交叉反应(cross-reaction)。佐剂的免疫生物学作用 1、增强抗原的免疫原性,如增加抗原表面积、辅助抗原暴露。 2、增强机体对抗原刺激的反应性。
6、3、改变免疫应答类型,如由产生IgM转变为产生IgG。 4、形成抗原储存库。 5、促进局部炎症反应,增强吞噬细胞的活性,形成局部肉芽肿 复习思考题 1、抗原、抗原性、完全抗原、半抗原及免疫原、耐受原和变应原的概念。 2、影响抗原免疫原性的因素有哪些? 3、表位及其类型,T细胞表位和B细胞表位有何不同? 1、何为载体现象和载体效应,怎样使半抗原具有免疫原性? 2、常见的抗原分类(型)有哪些?TI抗原和TD抗原有何不同? 3、佐剂及其作用机制。第二章 免疫球蛋白与抗体 抗体:动物机体受到抗原物质刺激后,由B淋巴细胞转化为浆细胞而产生的,能与相应抗原发生特异性反应的免疫球蛋白。主要存在于血液(血清)
7、、淋巴液、组织液及其他外分泌液中 1968年世界卫生组织决定,将具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白统称为免疫球蛋白(g)有IgG、IgM、IgA、IgE和IgD五类免疫球蛋白。 根据轻链恒定区的抗原性不同,各类免疫球蛋白的轻链分为和两个型,任何种类的免疫球蛋白均有两型轻链分子。 抗体的化学本质是免疫球蛋白,但免疫球蛋白并不都具有抗体的活性,功能区:免疫球蛋白的多肽链分子可折叠形成几个由链内二硫键连接成的环状球形结构,此即其功能区。功能区作用 V H和VL :是抗原结合的部位。 CH1和CL:为同种异型的遗传标记。 CH2: 为抗体分子的补体结合点。 CH3 :是同免疫活性细胞的Fc受体的
8、结合部位。抗体的生物学活性(一)抗体与抗原的特异性结合(二)抗体与补体的结合(三) 通过与细胞Fc受体结合发挥生物效应 调理作用,ADCC,介导I型超敏反应(四)选择性传递 IgG能穿过胎盘 BB二、免疫球蛋白的抗原决定簇(血清型)一种动物的免疫球蛋白对另一种属动物而言是良好的抗原。 (一)同种型决定簇 (二)同种异型决定簇 (三)独特型决定簇由抗体分子的可变区呈现出的抗原性就称为免疫球蛋白(抗体)的独特型,或称个体基因型,可变区内的抗原决定簇称为独特型决定簇,其中单个的抗原决定簇又称为独特位。 独特型在异种、同种异体乃至同一个体内均可刺激产生相应的抗体,这种抗体称为抗独特型抗体。 各类免疫球
9、蛋白的生物学活性 免疫球蛋白IgGIgAIgMIgDIgE重链名称重链功能区数目44545主要存在形式单体单体、双体五聚体单体单体分子量(KD)146-170160,400970175188碳水化合物(%)410121812血清浓度(mg/dl)1150300210501500.3-40.002血清总Ig (%)75105-1010.001外分泌液-+-经典途径活化补体+-+-代替途径活化补体+?+半衰期(天)20-235.85.12.82.5合成部位脾、淋巴结浆细胞粘膜相关淋巴样组织脾、淋巴结浆细胞扁桃体、脾浆细胞粘膜固有层浆细胞通过胎盘+-免疫作用抗菌、抗病毒、抗毒素、自身抗体粘膜局部免疫
10、作用,抗菌、抗病毒,免疫排除功能早期防御作用,溶菌,溶血,SmIgM,天然血型抗体,类风湿因子SmIgMSmIgD正应答抗寄生虫感染,I型超敏反应PcAb 采用传统的免疫方法,将抗原物质经不同途径注入动物体内后,经数次免疫后采取动物血液,分离出血清,由此获得的抗血清即为多克隆抗体。McAb 由一个B细胞分化增殖的子代细胞(浆细胞)克隆、产生的针对单一抗原决定簇的抗体,或者说是由一个识别一种抗原表位的B细胞克隆产生的同源抗体,称为单克隆抗体。具有纯度高、特异性强、效价高、少或无血清交叉反应等特点,第三章 免疫系统中枢免疫器官免疫细胞产生与成熟场所 中枢免疫器官又称初级免疫器官,是淋巴细胞等免疫细
11、胞发生、分化和成熟的场所,包括骨髓的功能:(1)体内重要的造血器官(2)是各种免疫细胞发生和分化的场所胸腺的免疫功能 (1)T细胞成熟的场所 (2)产生胸腺激素法氏囊 法氏囊为禽类所特有的淋巴器官 (1)B细胞分化和成熟的场所 (2)可作为外周淋巴器官,直接捕捉抗原和合成抗体。(3)在哺乳动物,法氏囊的功能由骨髓替代。 外周免疫器官 免疫细胞分布及进行免疫应答的场所 外周免疫器官(Peripheral immune organ)又称为次级或二级免疫器官(secondary immune organ),是成熟的T细胞和B细胞栖居、增殖和对抗原刺激产生免疫应答的场所,它们主要包括脾脏、淋巴结和存在
12、于消化道、呼吸道和泌尿生殖道的淋巴小结等。 淋巴结的免疫功能(1)T细胞及B细胞定居的场所(2)机体产生特异性免疫的基地:(3)过滤和清除异物的作用脾脏免疫学功能(1)免疫细胞定居的场所(2)滤过血液作用(3)滞留淋巴细胞作用(4)免疫应答的重要场所(5)产生吞噬细胞增强激素:(三)其它外周免疫器官 1、其它外周免疫器官还有盲肠扁桃体,分布于肠道、呼吸道和泌尿生殖道的粘膜相关淋巴组织等,这些些淋巴组织在形态学方面不具备完整的淋巴结结构,但却是机体重要的黏膜免疫系统,其主要功能包括特异性免疫和非特异性免疫两个方面 2、哈德尔氏腺是禽类眼窝内分泌腺体之一,位于眼球后部中央,是以B细胞为主的外周免疫
13、器官,故在鸡,尤其是雏鸡,常以疫苗点眼,它在眼和上呼吸道局部免疫方面有十分重要的意义。 3、骨髓是中枢免疫器官,但同时也是体内最大的二级淋巴器官,对某些抗原的应答,骨髓所产生的抗体可占抗体总量的70%。 4、在某些佐剂性疫苗形成的抗原贮存库中,这种异物性物质常可刺激肉芽组织形成,在这种肉芽组织中也可以产生抗体生成细胞并产生抗体。免疫细胞免疫细胞(immunocyte):所有直接或间接参与免疫应答的细胞统称为免疫细胞。包括: 1、免疫活性细胞:在淋巴细胞中,受抗原物质刺激后能分化增殖,产生特异性免疫应答的细胞。如:T、B淋巴细胞、K细胞、NK细胞 。 2、免疫辅助细胞:在特异性免疫应答过程中,必
14、须有单核吞噬细胞和树突状细胞的协助参与,对抗原进行捕捉、加工和处理,这些细胞称为免疫辅助细胞(accessory cell, A cell)。 3、其他免疫细胞:主要包括各种粒细胞和肥大细胞,他们往往参与免疫应答的某一特定环节。表面标志 淋巴细胞表面存在着大量 不同种类的蛋白质分子,这些表面分子不仅可用于鉴别T、B细胞及其亚群,而且在研究淋巴细胞的分化过程和功能及临床诊断方面具有重要的意义,统称为 表面标志(surface marker)。可分为 表面受体 表面抗原 (1)表面抗原 指在淋巴细胞或其亚群细胞表面上能被特异性抗体所识别的表面分子。由于表面抗原是在淋巴细胞分化过程中产生的,故又称为
15、分化抗原,应用以单克隆抗体鉴定为主的方法,将来自不同实验室的单克隆抗体所识别的同一分化抗原称CD(custer of differentiation), (2)表面受体 指在淋巴细胞表面能与相应配体(特异性抗原、绵羊细胞、补体等)产生特异性结合的分子结构。 淋巴干细胞(骨髓) 胸腺依赖性淋巴细胞(胸腺)成熟T细胞(淋巴结副皮质区和脾白髓小动脉周围)血液组织淋巴血液再循环全身各外周免疫器官和各相应部位静止细胞(正常) 效应性T细胞(抗原刺激) 发挥免疫调节和细胞免疫功能。 存活期46d 免疫记忆细胞 绝大多数 少数(存活数月-数年)T淋巴细胞T细胞的主要表面标志(1)T细胞抗原受体(TCR)(2
16、)红细胞受体(E受体,CD2) (3)CD3(4)CD4和CD8 (MHC和类分子受体) (5)有丝分裂原受体T细胞亚群及功能(1)CD4+T细胞 具有CD2+、CD3+、CD4+和CD8-的T细胞简称为CD4+T细胞,其TCR识别的抗原是由抗原递呈细胞的MHC类分子所结合和递呈的。 辅助性T细胞(TH) 能为协助其他免疫细胞发挥功能。诱导性T细胞(TI)能诱导TH和TS细胞的成熟。迟发型变态反应性T细胞(TDTH或TD) 导致炎症反应,发挥排除抗原的功能。2)CD8+T细胞 具有CD2+,CD3+,CD4-,CD8+的T细胞为CD8+T细胞,其TCR识别抗原是由抗原递呈细胞或靶细胞的MHCI
17、类分子所结合和递呈的。主要包括: 抑制性T细胞(Ts)抑制B细胞产生抗体和其他T细胞分化增殖 细胞毒性T细胞(Tc)又称为杀伤性T细胞,活化后称为细胞毒性T淋巴细胞(CTL)。CTL可特异性杀死被抗原致敏的靶细胞,对靶细胞发挥杀伤作用。 多能造血干细胞(骨髓) 前体B细胞(哺乳动物的骨髓或禽类的腔上囊)成熟B细胞(又称骨髓或囊依赖性淋巴细胞)血液组织淋巴血液再循环全身各外周免疫器官非胸腺依赖区静止细胞(正常) 浆细胞 (抗原刺激) 产生特异性抗体,形成体液免疫 存活2d 免疫记忆细胞 绝大多数 少数(存活100d以上)B细胞B细胞表面标志(1)B细胞抗原受体( BCR) (2)Fc受体(FCR
18、)(3)补体受体(CR)(4)有丝分裂原受体 (5)其他表面分子特性B细胞T细胞发育部位骨髓、法氏囊、PP胸腺分 布淋巴结皮质区、脾白髓淋巴小结和生发中心淋巴结副皮质区、脾淋巴鞘循 环有有抗原受体BCRTCR,需CD3、CD4和CD8协助重要表面抗原膜表面免疫球蛋白CD2、CD3、CD4或CD8抗原识别游离外来抗原经处理结合到MHC分子的抗原耐受诱导困难容易效应子代细胞浆细胞、记忆B细胞效应T细胞、记忆T细胞分泌产物免疫球蛋白细胞因子丝裂原美洲商陆、LPSPHA、ConA、美洲商陆K细胞和NK细胞 裸细胞(null cell):有一类淋巴细胞既无T细胞的表面标志(如CD3),又无B细胞的表面标
19、志(如mIg),称为裸细胞。1、杀伤细胞(k cell)2、自然杀伤细胞(NK cell)简称NK细胞,是一群既不需要抗体参与,也不需要抗原刺激和致敏就能杀伤靶细胞的淋巴细胞。主要生物学功能:(1)非特异性地杀伤肿瘤细胞;(2)抵抗多种微生物感染;(3)排斥骨髓细胞的移植;(4)免疫调节的作用: ADCC作用 K细胞膜表面具有IgG的Fc受体(FcR),当靶细胞与相应的IgG抗体结合,K细胞可与结合在靶细胞上的IgG的Fc片段结合,从而被活化,释放溶细胞因子,裂解靶细胞,这种作用称为抗体依赖性介导的细胞毒作用。 二、辅佐细胞 T、B细胞是免疫应答的主要承担者,但这一反应的完成必须有辅佐细胞(a
20、ccessory cell)参加,简称为A细胞,由于A细胞是一类在免疫应答中将抗原递呈给抗原特异性淋巴细胞的免疫细胞,故又称抗原递呈细胞(antigen presenting cell,APC)。 (一)单核巨噬细胞 (二)树突状细胞 (三)B细胞(一)单核巨噬细胞的免疫学功能(1)免疫防御功能 (2)免疫自稳功能 (3)免疫监视功能(4)抗原呈递功能(5)免疫调节功能(6)其他功能MPS细胞还广泛参与炎症、止血、组织修复、再生等过程。(二)树突状细胞(D cell)(1)细胞胞内无溶酶体及吞噬体,无吞噬消化能力。(2)树突状细胞可表达高水平的MHC类分子,比巨噬细胞和B细胞递呈抗原的能力强。
21、(三)B细胞 三、其他免疫细胞-粒细胞和肥大细胞 (一)嗜中性粒细胞 (neutrophil)嗜中性粒细胞是血液的主要吞噬细胞,具有高度的移动性和吞噬功能, (二)嗜酸性粒细胞 (eosinophil)常见于寄生虫感染及I型超敏反应,杀伤虫体,且能吞噬抗原抗体复合物,同时释放出一些酶类。 (三)嗜碱性粒细胞和肥大细胞 (basophil and mast cell)参与I型超敏反应,引起过敏反应。第四章 细胞因子 细胞因子 (cytokine, CK) 指由是由细胞(免疫细胞、非免疫细胞)合成与分泌的,具有多种生物功能的小分子蛋白质的统称。 细胞因子的种类 白介素(IL) 干扰素(IFN) 肿
22、瘤坏死因子(TNF) 集落刺激因子(CSF) 生长因子(GF) 趋化因子细胞因子的理化性和分泌特点 1.均为低分子量的分泌型蛋白; 2.在细胞受抗原或丝裂原刺激后的活化过程中合成和分泌,表现为旁分泌,自分泌或内分泌效应; 3.细胞因子产生具有多源性和多向性; 4.短暂的自限性分泌。细胞因子的作用特点 1.细胞因子通过细胞因子受体发挥作用; 2.高效性; 3.多样性; 4.生物学效应的复杂性 多效性 重叠性 两面性 协同性 拮抗性 网络性 一、刺激造血细胞增生分化 二、参与免疫应答和免疫调节 三、抗感染和抗肿瘤作用 四、炎症反应的促进剂 五、参与神经内分泌免疫网络间的调节细胞因子的生物学活性(一
23、)白细胞介素(interleukin, IL) 是一组由淋巴细胞、单核吞噬细胞和其它非免疫细胞产生的、介导白细胞和其他细胞间相互作用的细胞因子。主要作用: 1、促进T和B细胞增殖和分化 2、增强NK细胞以及单核细胞的杀伤活性 3、刺激造血,参与炎症反应 4、诱导抗体的产生 5、促进血小板的生成(二)干扰素(interferon,IFN) 1957年,Issacs等人发现病毒感染的细胞可产生一种因子,具有抵抗病毒感染,干扰病毒复制的功效,因而命名为干扰素,它是最早发现的细胞因子。主要生物学活性 1)抗病毒和抗肿瘤 2)免疫调节:三)肿瘤坏死因子(,TNF) Garwell等在1975年发现于免疫
24、动物血清中,因能引起肿瘤坏死而得名。 主要功能 低浓度诱导炎症反应,杀伤肿瘤细胞 高浓度- 内分泌效应(四)集落刺激因子(CSF) 是一组促进造血细胞,尤其是造血干细胞增殖、分化和成熟的因子。 可刺激造血干细胞和不同发育阶段的造血细胞增殖分化,在半固体培养基中形成细胞集落而得名。(五)生长因子(growth factor) 具有刺激细胞生长作用的细胞因子。(六)趋化性细胞因子(chemokine) 对中性粒细胞、单核细胞、淋巴细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞的趋化和激活活性。第五章 免疫应答主要组织相容性复合体 (major histocompatibility complex,MHC) 脊椎
25、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。MHC的主要功能 1.引起移植排斥反应 2.参与抗原的加工和递呈 3.参与T细胞的限制性识别 4.参与T细胞在胸腺中的发育 免疫应答免疫应答(immune response)是指动物机体免疫系统受到抗原物质刺激后,免疫细胞对抗原分子的识别并产生一系列复杂的免疫连锁反应和表现出一定的生物学效应的过程。 产生的部位:外周免疫器官和淋巴组织是免疫应答产生的部位,脾脏和淋巴结是免疫应答的主要场所。免疫应答的基本过程 免疫应答是一个十分复杂的生物学过程,可人为地划为3个阶段。 1、致敏阶段 免疫细胞对抗原
26、分子的识别过程,即抗原分子与免疫细胞间的相互作用的过程。 2、反应阶段 免疫细胞的活化和分化过程, 即免疫细胞间的相互作用的过程。 3、效应阶段 效应细胞和效应分子的共同发挥作用, 产生体液免疫和细胞免疫效应。致敏阶段 抗原物质进入体内,抗原递呈细胞对其识别、捕获、加工处理和递呈以及抗原特异性淋巴细胞(T,B)对抗原的识别阶段,又称感应阶段。 抗原递呈细胞(APC):是一类能摄取和处理抗原,并把抗原信息传递给淋巴细胞而使淋巴细胞活化的细胞。 外源性抗原(exogenous antigen):存在于细胞外的抗原,通过溶酶体途径由MHCII类分子递呈给CD4+T细胞,包括蛋白质、灭活的细菌、毒素和
27、病毒、细胞外的细菌和病毒等。 内源性抗原(endogenous antigen):细胞内合成的或存在于细胞内的抗原,通过胞质溶胶途径由MHCI类分子递呈给CD8+T细胞。如肿瘤抗原、病毒感染细胞表达的病毒抗原、胞内寄生菌(虫)表达的抗原等:对外源性抗原的加工和递呈(1)外源性抗原的内化(抗原递呈细胞通过吞噬、内噬作用使外源性抗原进入APC内部。(2)内体和抗原肽片断的形成 抗原物质经内化形成吞噬体;吞噬体与溶酶体融合后形成吞噬溶酶体;外源性抗原在内体的酸性环境中被多种水解酶水解成一般具有1318个氨基酸的抗原肽片段。(3)抗原肽片段与MHC类分子复合物的形成及递呈 在粗面内质网中新合成的MHC
28、类分子被转运到内体与产生的抗原肽在肽结合槽部位结合,形成抗原肽 MHC类分子复合物; 抗原肽 MHC类分子的复合物被运送至抗原递呈细胞的表面供TH细胞所识别。 (2)内体和抗原肽片断的形成 抗原物质经内化形成吞噬体(phagosome); 吞噬体与溶酶体融合后形成吞噬溶酶体(Phagolysosome); 外源性抗原在内体的酸性环境中被多种水解酶水解成一般具有1318个氨基酸的抗原肽片段。(3)抗原肽片段与MHC类分子复合物的形成及递呈 在粗面内质网中新合成的MHC类分子被转运到内体与产生的抗原肽在肽结合槽部位结合,形成抗原肽 MHC类分子复合物; 抗原肽 MHC类分子的复合物被运送至抗原递呈
29、细胞的表面供TH细胞所识别。 (三)对内源性抗原的加工和递呈胞质内途径 (1)由蛋白酶体水解产生肽段 内源性抗原在有核细胞胞质内被蛋白酶体(proteasome)酶解成810个氨基酸的肽段。 (2)肽段由胞质向粗面内质网转运 肽段被抗原加工转运体(TAP)从细胞质转运到粗面内质网。 (3)肽段-MHCI类分子复合物的形成及递呈 在粗面内质网上合成的MHC I类分子可以捕捉肽段,形成抗原肽MHCI类分子复合物,然后被高尔基复合体运送至APC的表面供Tc识别。T细胞对抗原的识别 MHC的限制性(MHC restriction) T细胞识别抗原的分子基础是其抗原受体TCR和APC的MHC分子,它不能
30、识别游离的、未经APC处理的抗原物质,只能识别经APC处理后与MHC I类和II类分子结合了的抗原肽段,这称为MHC的限制性。 对外源性抗原和内源性抗原的识别分别是由两类不同的T细胞执行, 识别外源性抗原的细胞为CD4+的TH细胞, 识别内源性抗原的细胞为CD8+的CTL细胞。 1.TH细胞对外源性抗原的识别 TCR识别经APC处理的抗原肽。 CD3分子将抗原的信息传递到细胞内,启动细胞内活化过程。 CD4分子与MHC类分子结合,巩固TCR与抗原肽的结合。 其它免疫粘附分子参与抗原的递呈、识别与信息传递过程。 2.CTL对内源性抗原的识别 CTL是依靠TCR和CD8识别靶细胞抗原肽MHC 类分
31、子复合物,然后直接杀伤靶细胞。B细胞对抗原的识别 1.B细胞对TI抗原的识别:不需TH细胞辅助,可单独刺激B细胞产生抗体 2.B细胞对TD抗原的识别 需要APC和TH细胞参加。经过巨噬细胞处理和递呈的抗原肽段上含有两种决定簇,一是供TH细胞识别的载体表位,一是供B细胞识别的半抗原表位。TH细胞识别载体表位,与B细胞的相互作用,将抗原信息传递给B细胞,促使B细胞对半抗原决定簇加以识别,形成所谓的“抗原桥”,又称为连接识别(linked recognition)。活化的TH细胞分泌的IL-4和巨噬细胞释放的IL-1和B细胞表面的CKR结合促使B细胞活化。 二、反应阶段 反应阶段(reaction
32、stage)又称增殖与分化阶段,此阶段是抗原特异性淋巴细胞识别抗原后进行增殖与分化,以及产生效应性淋巴细胞和效应分子的过程。 T细胞 淋巴母细胞 效应性淋巴细胞,产生多种CK; 一部分变为记忆细胞(Tm). B细胞 浆细胞 合成并分泌抗体; 一部分变为记忆细胞(Bm)。 (一)T细胞的活化、增殖与分化 T细胞的活化需双信号刺激 第一活化信号:TCR与抗原肽-MHC分子复合物结合 第二活化信号:APC或靶细胞上的协同刺激分子与T细胞表面的相应受体的结合又称协同刺激信号,主要是CD28/B7 1.TH细胞的活化和克隆增殖 (1)、从静止期(G0期)DNA合成前期(G1期) 静止期的TH细胞识别AP
33、C递呈来的抗原后,细胞表面即表达IL-1R,成为诱导性T细胞(TI)TI接受巨噬细胞产生的IL-1刺激而活化,变成活化的TH细胞,并随之表达IL-2R,(2)、从DNA合成前期DNA合成期(S期) 活化的TH细胞表面的IL-2R与IL-2(自身分泌的或其它TH细胞分泌的)作用后,进入DNA合成期(S期)。T细胞母细胞化,表现为胞体变大,胞浆增多,染色质疏松,出现明显的核仁,微管和多聚核糖体形成等变化。 (3)、 从DNA合成期(S期) 有丝分裂期(M期) S期后经过一个短暂的DNA合成后期(G2期)而进入M期(有丝分裂期),然后增殖分化为效应性TH细胞,并分泌一系列的细胞因子,从而发挥TH细胞
34、的辅助效应TH细胞的活化和克隆增殖 静止期(G0期) 静止期的TH细胞 APC递呈来的抗原 诱导性T细胞(TI)表达IL-1R IL-1 巨噬细胞 活化的TH细胞表达IL-2R IL-2 自身或其它TH细胞 淋巴母细胞(胞体变大,胞浆增多,染色质疏松,出现明显的核仁,微管和多聚核糖体形成) 效应性TH细胞 记忆性 Th1, Th2细胞 T细胞 DNA合成前期(G1期)DNA合成期(S期) (G2期)有丝分裂期(M期)2.CTL细胞的活化和克隆增殖 CD8T细胞的活化也需要双信号,即TCR与靶细胞上的抗原肽-MHCI类分子复合物的结合及CD28与靶细胞上B7的结合。CD8T细胞激活后,在TH细胞
35、分泌的细胞因子作用下,可增殖、分化为效应性T细胞。如在IL-2的作用下最终分化成为CTL。(二)B细胞的活化、增殖与分化 1、从G0期入G1期 B细胞的活化需要双信号,一是B细胞通过BCR识别抗原,经Ig/Ig将信号转移至胞内;二是B细胞表面的CD40与活化TH细胞表面的CD40L结合。 2、浆细胞和记忆性B细胞的形成 活化的B细胞表面可依次表达IL-2、IL-5、IL-6等受体,分别与活化的T细胞所释放的IL-2、IL-5和IL-6结合,然后进入S期,并开始增殖分化为成熟的浆细胞,合成并分泌抗体球蛋白; 一部分B细胞在分化过程中变为记忆性B细胞(Bm)。 3、自身活化:作为APC的B细胞在递
36、呈抗原的同时自身也活化。三、效应阶段 活化的效应细胞 效应分子 CTL与TDTH细胞 抗体与细胞因子 细胞免疫效应 体液免疫效应 这些效应细胞和效应分子的共同作用-清除抗原物质。细胞免疫 细胞免疫(cell-mediated immunity, CMI)是指细胞介导的免疫应答。 特异性细胞免疫是由T细胞通过对抗原的识别、活化,最后增殖成效应性T淋巴细胞,并分泌细胞因子来实现的免疫效应。 非特异性细胞免疫是吞噬细胞、K、NK等介导的细胞毒作用。 一、CTL与细胞毒作用 二、TDTH与迟发型变态反应 三、细胞因子及其免疫生物学活性 一、CTL与细胞毒作用1.CTL的活化 Tc在体内,增殖成具有免疫
37、效应的CTL。2.CTL对靶细胞的杀伤: (1)靶细胞结合阶段:CTL与靶细胞表面的抗原肽MHC类分子复合物紧密结合。 CTL必需与靶细胞直接接触,才有杀伤作用。其对靶细胞作用是抗原特异性的,只杀伤相应靶细胞。(2)靶细胞溶解破坏阶段:CTL对靶细胞造成不可逆的损伤,使靶细胞溶解当靶细胞被溶解时,CTL本身不受损伤并与之解离,因此一个CTL可连续杀伤多个靶细胞。 CTL杀伤机制与以下因素有关 1)穿孔素蛋白 2)细胞毒素 3)Fas/FasL 二、TDTH与迟发型变态反应 迟发型变态反应(DTH):一些T细胞接触到某些抗原时,可分泌细胞因子,诱导产生局部的炎症反应,称为迟发型变态反应(DTH)
38、。 迟发型变态反应性T细胞:介导DTH的T细胞称为迟发型变态反应性T细胞,简称TDTH细胞或TD细胞。 TDTH的活化与DTH的发生 1、TDTH的活化、增殖 2、TDTH的免疫效应 通过释放多种可溶性的细胞因子或淋巴因子而发挥作用,主要引起以局部的单核细胞浸润为主的炎症反应,即迟发型变态反应。三、细胞因子及其免疫生物学活性四、细胞免疫效应 .抗感染 主要针对胞内寄生的病原体,包括某些细菌、病毒、真菌及寄生虫等; .抗肿瘤 CTL的特异性杀伤功能、巨噬细胞和NK细胞的杀伤效应、细胞因子直接或间接的杀瘤效应等; .免疫损伤作用 迟发型超敏反应、移植排斥反应和某些(器官特异性)自身免疫病等病理过程
39、的发生和发展。体液免疫 体液免疫(humoral immunity)由B细胞介导的免疫应答,是由B细胞通过对抗原的识别、活化,最后增殖成浆细胞并分泌抗体来实现的。一、抗体产生的动力学 1、应答过程具有明显的阶段性分期 (1)潜伏期 (2)对数期( (3)平台期 (4)下降期( 2、动物机体初次和再次接触抗原后,引起体内抗体产生的种类、抗体的水平等都有差异。(IgMIgG IgA)初次应答(primary response) 某种抗原首次进入体内引起的抗体产生过程。 再次应答(secondary response)动物机体再次接受相同抗原刺激时体内产生抗体的过程。抗体的免疫学功能(一)中和作用
40、(二)免疫溶解作用 (三)免疫调理作用 一些毒力比较强的细菌,相应的抗体与之结合后,则容易受到单核/巨噬细胞的吞噬。(四)局部粘膜免疫作用(五)抗体依赖性细胞介导的细胞作用(ADCC)(六)对病原微生物生长的抑制作用 (七)免疫损伤作用第六章 补体系统补体与补体系统 补体(complement,C)是存在于正常脊椎动物和人血清中的一组不耐热,具有酶活性的蛋白质,可辅助特异性抗体介导的溶菌、溶血作用。 补体系统(complement system)是指参与补体激活的固有成分、调控补体激活的各种灭活因子和抑制因子以及分布于多种细胞表面的补体受体,合称为补体系统。补体系统的激活途径 补体系统的激活指
41、补体各成分在受到激活物质的作用后,在转化酶(convertase)的作用下从无活性酶原转化为具有酶活性状态的过程。经典激活过程可分为 (1)识别阶段 (2)活化阶段 (3)攻膜阶段补体激活的经典途径 由抗原抗体复合物(IC)结合C1q启动激活的途径,由于最先被人们所认识,故称为经典途径,又称第一途径,或C1激活途径。 激活物-免疫复合物补体激活的替代途径 补体激活的替代途径又称C3激活途径、补体激活的旁路途径或第二途径,是在抗体缺乏的情况下,补体系统不经C1、C4、C2途径而被激活的过程。 。 经典途径(一)识别阶段 即C1识别IC活化形成C1酯酶的阶段。即抗原和抗体结合后,抗体绞链区发生构型
42、变化,暴露出Fc片段上的补体结合部位,补体C1与该部位结合并被激活的过程,称为补体激活的启动或识别。(二)活化阶段 活化的C1s依次酶解C4、C2形成C3转化酶,C3转化酶进一步酶解C3而形成C5转化酶的过程。(三)攻膜阶段 C5转化酶,启动补体系统终末成分(C5、C6、C7、C8、C9)的活化,并形成具有溶细胞效应的膜攻击复台物(MAC),导致靶细胞的溶解。 经典激活途径替代激活途径MBL激活途径激活物抗原抗体复合物肽聚糖、脂多糖、凝聚的IgA或IgG4MBL相关的丝氨酸蛋白酶(MASP)起始分子C1qC3C2、C4参与的补体C1、C4、C2、C3、C5-C9C3、C5-C9、B因子、D因子
43、C2-C9、MASP所需离子Ca2+、Mg2+Mg2+Ca2+C3转化酶C4b2bC3bBbC4b2bC5转化酶C4b2b3bC3bnBbC4b2b3b生物学作用参与特异性免疫的效应阶段,感染后期发挥作用参与非特异性免疫的效应阶段,感染早期发挥作用参与非特异性免疫的效应阶段,感染早期发挥作用补体激活途径补体激活后的生物学效应 补体有多种生物学作用,不仅参与非特异性防御反应,也参与特异性免疫应答,可分以下两方面。 一、补体介导的细胞溶解。二、补体活性片段介导的生物学效应 (一)免疫粘附作用 (二)调理作用 (三)免疫调节作用 (四)参与炎症反应 (五)清除免疫复合物(IC)补体成分介导的生物学效
44、应补体成分生物活性作用机制C5-C9细胞毒作用,溶菌,杀菌作用嵌入细胞膜的双磷脂分子层中,使细胞膜穿孔,细胞内容物渗漏。C3b调理作用与细菌或细胞结合使之易被吞噬。C3b免疫粘附作用与抗原抗体复合物结合后,粘附于红细胞或血小板,使复合物易被吞噬。C1,C4中和病毒作用增强抗体的中和作用,或直接中和某些RNA肿瘤病毒。C2a补体激肽增强血管透性。C3a,C5a过敏毒素趋化因子与肥大细胞或嗜碱性粒细胞结合后,释放出组胺等介质,使毛细血管扩张。借其梯度浓度吸引中性粒细胞及单核细胞。第七章 变态反应第一节 概述一、变态反应(allergy) 指机体对某些抗原初次应答后,再次接受相同抗原刺激时,发生的一
45、种以机体生理功能紊乱或组织损伤为主的特异性免疫应答,又称为超敏反应;俗称过敏反应。二、变应原(Allergen) 引起变态反应的抗原物质统称为变应原或过敏原。它们可以是完全抗原;也可以是半抗原;可以是外源性的,也可以是内源性的。三、特应性(Atopy)机体 变态反应的发生只见于少数个体,临床上将少数敏感的个体称为“特应性机体”。四、临床表现类型 变态反应产生的临床表现可因变应原的性质不同,进入机体的途径不同,个体的免疫稳定性不同等而出现四种基本表现形式: 型超敏反应 速发型超敏反应 型超敏反应 细胞毒型超敏反应 抗体介导 型超敏反应 免疫复合物型超敏反应 型超敏反应 迟发型超敏反应 T细胞介导
46、 型变态反应 指机体再次接触抗原时引起的在数分钟至数小时内以出现急性炎症为特点的反应,又称为速发型超敏反应,俗称过敏反应型变态反应。特点: 1、发生快,消退亦快; 2、由特异性IgE介导产生,补体不参与; 3、具有明显个体差异和遗传背景; 4、引起机体出现功能性紊乱,不发生严重的组织细胞损伤。常见的过敏反应及其控制(一)急性全身性反应:大量过敏原(静脉注射)进入体内而引起,如青霉素过敏。 (二)局部过敏反应:如由霉菌、花粉等引起的呼吸系统和皮肤症状,以及由药物、疫苗和蠕虫感染而引起的反应。型变态反应 由IgG或IgM类抗体与靶细胞表面相应抗原结合后,在补体、吞噬细胞和NK细胞参与作用下,引起的
47、以正常细胞溶解或组织损伤为主的病理性免疫反应,又称为抗体依赖性细胞毒型变态反应或细胞溶解型变态反应。临床常见型变态反应(一)输血反应 ABO血型不符的输血。(二)新生畜溶血性贫血 (三)自身免疫溶血性贫血(四)药物过敏性血细胞减少症(五)甲状腺功能亢进型变态反应 由中等大小可溶性免疫复合物沉积于局部或全身毛细血管基底膜或组织间隙,通过激活补体和在血小板、嗜碱性、嗜中性粒细胞参与作用下,引起以充血水肿、局部坏死和中性粒细胞浸润为主要特征的炎症反应和组织损伤。又称免疫复合物型变态反应。临床常见的型变态反应(一)Arthus(二)血清病Serum sickness(三)系统性红斑狼疮 (四)免疫复合
48、物性肾小球肾炎型变态反应是由效应T细胞与相应抗原作用后,引起的以单核细胞浸润和组织细胞损伤为主要特征的炎症反应。此型变态反应发生较慢,当机体再次接受相同抗原刺激后,通常需经2472小时后可出现炎症反应,因此,又称迟发型变态反应。临床上常见的型变态反应(一)Jones-Mote 反应(二)结核菌素变态反应(三)肉芽肿变态反应(四)接触性变态反应 第八章 抗感染免疫感染与抗感染 感染是指病原体侵入机体,在其内生长、繁殖、释放出毒素和酶,从而引起机体发生一系列病理反应的过程。 抗感染又称抗感染免疫是机体识别与排除入侵病原微生物及其产物,维持机体内外环境相对稳定的免疫应答。抗感染免疫分类 (一)皮肤和粘膜 屏障结构 (二)血脑屏障 (三)血胎屏障非特异性 组织和体液的 (一)补体 先天性免疫 抗微生物物质 (二)溶菌酶 (三)干扰素 NK细胞 吞噬细胞 特异性 被动免疫 (一)天然被动免疫 获得性免疫 (二)人工被动免疫 主动免疫 (一)天然主动免疫 (二)人工主动免疫先天非特异性免疫 先天非特异性免疫又称天然非特异性免疫,是动物在长期的种族进化过程中获得的非特异性防御机能。功能: 1、只能识别自身和非自身,对异物无特异作用。 2、对外来异物起着第一道防线的防御作用。一、屏障结构(一)皮肤和粘膜 1、机械阻挡
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