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文档简介
绪论一、免疫的概念1.immunitas(免除)→immunity(免疫):免除2.机体抵御感染的能力免疫对机体有利3.20世纪初,对免疫的认识发生了二改变:①免疫不仅抗感染②正常情况下有利,异常情况下有害4.现代免疫的概念p19机体识别和清除抗原异物的功能细胞表面/可溶性受体1.识别自我2.识别自我缺失3.识别非已执行免疫功能的物质基础免疫系统p32表2-11.免疫器官2.免疫细胞3.免疫分子四、免疫的类型p631.固有免疫(innateimmunity)又称非特异性免疫或天然免疫2.适应性免疫(adaptiveimmunity)又称特异性免疫或获得性免疫五、固有免疫p66一、概念机体与生具有的抵抗病原体侵袭、清除体内异物的免疫力1.具有非特异性、无记忆性等特征2.存在于所有动物种属3.固有免疫系统执行二、固有免疫系统1.固有免疫分子补体(C)、急性期蛋白[纤维蛋白原、CRP、SAP等]、细胞因子(CK)及杀微生物分子[溶菌酶、抗菌肽、RNA酶和DNA酶等]以补体为主2.固有免疫细胞吞噬细胞、树突状细胞(DC)、NK细胞、碱性粒细胞、酸性粒细胞和肥大细胞等以吞噬细胞为主3.固有免疫屏障:内:血脑、血眼、气血、血胎、血胸腺;外:物、化、生六、适应性免疫一、概念个体出生后,与微生物等接触而主动产生的免疫力1.具有特异性、记忆性、多样性、特化作用、自我限制和自我耐受等特征2.只见于鸟类以上的脊椎动物3.适应性免疫系统执行二、适应性免疫系统1.适应性免疫分子抗体、BCR、TCR、MHC分子等;C,CK等2.适应性免疫细胞T淋巴细胞:抗原受体(TCR),B淋巴细胞:抗原受体(BCR),DC,MΦ等七、免疫应答p63一、概念免疫系统识别和清除抗原异物的整个过程二、分类1.固有免疫应答:非特异性免疫应答2.适应性免疫应答:特异性免疫应答细胞免疫应答:T细胞介导体液免疫应答:B细胞介导八、固有免疫应答固有免疫分子/细胞在识别病原体或其它异物后,被迅速活化并产生相应生物学效应,将病原体或其它异物清除的过程一、固有免疫系统的识别方式p67(一)对“危险信号”的识别1.外源危险信号:病原体相关分子模式PAMPs一类或一群特定病原体共有的保守性分子如:G-菌LPS,G+菌脂磷壁酸、肽聚糖,细菌DNA,真菌多糖等2.内源危险信号:损伤相关分子模式DAMPs机体自身细胞所释放的内源性分子如:热休克蛋白、高迁移率组蛋白B1、尿酸结晶、肝癌来源的生长因子等3.模式识别受体(PRRs)识别一种或多种PAMPs/DAMPs的分子3.1细胞吞噬型PRRs:细胞膜上清道夫受体、甘露糖受体等识别PAMPs/DAMPs并介导吞噬病原体3.2可溶型PRRs:血液等体液中CRP、MBL、LBP等在识别PAMPs/DAMPs的同时具有效应功能:参与炎症反应对病原体清除3.3信号转导型PRRsToll样受体(TLRs)、RIG-Ⅰ样受体(RLRs)、NOD样受体(NLRs)等识别PAMPs/DAMPs并介导信号传递PRRs与PAMPs/DAMPs结合后,能介导快速的生物学反应:吞噬细胞吞噬病原体,传递细胞活化信号,引起较强的固有免疫应答并启动适应性免疫应答(二)对丧失自我的识别1.NK细胞杀伤受体识别和杀伤自身MHCⅠ类分子表达减少、缺失或改变的肿瘤细胞和病毒感染细胞2.吞噬细胞Fc受体或补体受体间接识别被抗体或补体结合的细胞或抗原二、固有免疫应答清除病原体等异物1.物理屏障:机械阻挡和排除2.化学屏障:胃酸、消化酶,乳酸、脂肪酸,杀微生物分子,等抑制和杀灭病原体3.生物学屏障:共生微生物抑制病原微生物4.补体活化:裂解杀灭病原体5.固有免疫细胞的抵御感染----吞噬细胞的吞噬杀伤过程6.炎症反应6.1把效应分子和效应细胞输送到感染部位:增强对病原体的杀伤作用6.2提供微血管血液凝固的一个生理屏障:防止感染通过血液扩散(抗感染炎症屏障)6.3促进损伤组织的修复三、固有免疫应答的生物学意义1.宿主抵御病原体或其它异物入侵的第一道防线2.免疫监视和内环境稳定:抗肿瘤,清除自身衰老、死亡或损伤成份,移植排斥3.参与适应性免疫应答的启动、效应和调节九、适应性免疫应答p63~64一、适应性免疫系统识别抗原抗体或BCR,TCR,MHC分子是特异性免疫识别的“三驾马车”1.BCR或抗体直接与抗原特异结合而识别2.TCR与抗原肽-MHC分子复合物特异结合而识别二、细胞免疫应答三、体液免疫应答微生物等刺激微生物等刺激↘(致敏T细胞)↘静止T细胞→活化T细胞→效应T细胞静止B细胞→活化B细胞→浆细胞:合成抗体↗↘↗↘协同刺激记忆T细胞协同刺激记忆B细胞十、免疫应答抗感染的时相p68一、固有免疫期1.发生于感染后0~4小时内2.固有免疫屏障,现存的效应分子如抗菌肽、溶菌酶等二、固有免疫应答期1.发生在感染后4~96小时吞噬细胞识别病原体并活化,吞噬杀伤功能增强,吞噬清除病原体,并产生CK→引进炎症反应,激活固有免疫的其它效应细胞清除感染因子:感染得以局限和控制3.补体等固有免疫分子活化:杀伤病原体三、适应性免疫应答期1.发生在感染96小时后2.病原体进入外周淋巴组织器官,DC/Mφ将病原体抗原→T细胞、B细胞→适应性免疫应答:高效特异清除感染物十一、固有免疫应答与适应性免疫应答的关系p691.固有免疫应答参与适应性免疫应答的启动、效应和调节2.适应性免疫应答增强固有免疫应答3.二者互相调节;共同识别和清除病原体及其它异物,维持内环境稳定抗原异物抗原p114基本概念抗原(antigen,Ag)能与BCR/TCR及抗体结合的物质这种特性称为抗原性,或免疫反应性免疫原(immunogen)能刺激机体产生适应性免疫应答,形成抗体/效应T细胞的物质,这种特性称为免疫原性三、抗原的基本特性1.抗原性(antigenicity)或免疫反应性(immunoreactivity)2.免疫原性(immunogenicity)四、半抗原(hapten)p117只有抗原性的物质(小分子)五、完全抗原(completeantigen)既有免疫原性,又有抗原性的物质(大分子)又称免疫原,即通常所指的抗原六、免疫原与抗原的关系免疫原是抗原,抗原不一定是免疫原七、在不同情况下,抗原有不同的名称免疫原immunogen变应原allergen耐受原tolergen决定免疫原性的因素1.异物性(非已性)2.物质的理化性质3.宿主因素4.抗原进入机体方式异物性一、异物性一种物质被宿主免疫系统识别为“非已”的特性二、异物性是抗原免疫原性的本质:异物性是构成免疫原性的首要条件,即只有异物才有可能具有免疫原性三、异物:胚胎期机体免疫活性细胞(T细胞和B细胞)未接触过的物质四、具有异物性的物质1.非已物质:异种物质:动物、植物、微生物;同种异体物质:人-人间的物质2.一定条件下的自身物质:改变的自身物质;释放的隐蔽自身物质五、异物性与免疫原性的关系:异物性越强,免疫原性越强六、异物性强弱判断:物质与宿主亲缘关系越远,二者差异越大,异物性越强理化性质1.分子大小:具有免疫原性的物质通常为大分子:一般M≧1万;分子量越大,免疫原性越强;具有免疫原性的物质:大分子异物2.化学性质:蛋白质:具有良好的免疫原性;多糖、脂多糖:一般都具有免疫原性;单纯脂类,哺乳动物细胞核成分如组蛋白和核酸:难以诱导免疫应答3.化学组成:一级结构---含芳香氨基酸的蛋白质,免疫原性更强4.结构复杂性:一~四级结构----结构越复杂,免疫原性越强5.易接近性:抗原中特殊化学基团(表位)与B细胞表面BCR相互接触的难易程度宿主因素1.遗传基因:MHC2.性别3.年龄4.健康状态5.营养状况6.个体发育7.感染或使用免疫抑制剂:干扰/抑制8.个体受到的应激刺激:手术、有创性检查、精神打击、心理创伤、惊吓、恐惧、工作或学习上的长期压力等可明显降低机体的免疫应答,影响免疫功能抗原进入机体的方式1.途径:皮内>皮下>肌内>腹腔>静脉>口服强-----------------------------------------弱2.剂量3.次数和间隔时间4.佐剂(adjuvant)的使用(与抗原同时或预先注入机体,能增强机体对抗原的免疫应答或改变免疫应答类型的非特异性免疫增强剂)抗原的特异性p120一、抗原的特异性(specificity):抗原诱导机体产生适应性免疫应答及其与适应性免疫应答产物(抗体和淋巴细胞抗原受体)发生反应的专一性二、抗原的特异性表现在二个方面:1.免疫原性的特异性;2.抗原性的特异性三、特异性是免疫学诊断、预防和治疗疾病的理论基础四、决定抗原特异性的结构基础:表位或抗原决定簇五、表位(epitope):抗原中被抗体、BCR(或TCR)特异识别结合的特定部位1.由5~17个氨基酸,或5~7单糖或核苷酸组成的特殊化学基团2.抗原表位的化学基团的构成及空间构型决定Ag特异性3.抗原与抗体、BCR(或TCR)结合的部位4.一个天然大抗原具有多个表位,其中有的相同,有的不同,一种表位决定一种特异性5.机体对抗原产生抗体时,针对一种表位产生一种特异性抗体6.表位的类型:连续表位(线性表位)和不连续表位(构象表位);功能性表位和隐蔽性表位,转换→表位扩展;T细胞表位和B细胞表位T细胞表位:蛋白质抗原中可被MHC分子结合和提呈,并被TCR所识别的肽段B细胞表位:抗原中被BCR或抗体所识别的部位7.抗原结合价:一个抗原上能与相应抗体结合的功能性表位的数目多数天然抗原为多价,半抗原为单价交叉反应p138crossreaction一、特异性反应:甲抗原与甲抗体的反应二、交叉反应:乙抗原与甲抗体发生的反应三、引起交叉反应的原因?不同Ag含有相同/似的表位(共同抗原)四、交叉反应的本质:特异性反应五、交叉反应的意义1.免疫损伤:分子模拟机制例如:A族溶血性链球菌感染引起急性肾小球肾炎、风湿性心脏病2.干扰抗原抗体反应试验:错误结果3.交叉免疫保护→接种牛痘疫苗预防天花等抗原的分类p117一、根据抗原与机体的亲缘关系分1.异种抗原xenoantigen来自另一物种的抗原性物质如:微生物、动物、植物2.同种异型抗原alloantigen同种而基因型不同的个体间的抗原如人-人间:HLA、血型抗原等3.自身抗原autoantigen在一定条件下,能刺激自身免疫系统产生特异性免疫应答的自身物质→自身成分发生改变,或隐蔽自身成分释放4.异嗜性抗原heterophilicantigen存在于不同种属生物间的共同抗原又称Forssman抗原等二、根据抗原是否在APC内合成分内源性抗原和外源性抗原1.内源性抗原endogenousantigen在APC内合成的抗原2.外源性抗原exogenousantigen并非由APC合成,从细胞外摄入的抗原三、据诱生抗体时是否需要T细胞辅助分1.胸腺依赖性抗原thymusdependentantigen,TD-Ag,需T细胞辅助,才能激活B细胞产生抗体的物质,大多数抗原属于TD-Ag2.胸腺非依赖性抗原thymusindependentantigen,TI-Ag,不需T细胞辅助,可直接激活B细胞产生抗体的物质TD-Ag与TI-Ag的特性比较TD-AgTI-Ag表位T和B细胞表位重复B细胞表位T细胞辅助必需无需免疫应答体液/细胞免疫体液免疫抗体类型多类,IgG为主仅IgM免疫记忆有无化学本质蛋白质多糖重要抗原物质及应用一、病原微生物及其代谢产物1.制备疫苗:免疫接种→预防感染2.免疫动物:制备相应抗体→诊断、治疗和预防感染性疾病3.制备诊断试剂:检测体内相应抗体,以辅助诊断感染4.微生物自然感染,刺激机体产生抗体→机体获得抵抗微生物再次感染的能力;→血清中微生物抗体检测:辅助诊断感染5.机体内微生物抗原检测:诊断感染二、动物免疫血清例如:破伤风抗毒素血清,注入人体:1.特异性抗体:能与相应抗原结合,临床上利用此特性,去预防/治疗疾病2.异种抗原:能刺激机体产生抗动物抗体,引起超敏反应,注射前作皮试三、异嗜性抗原1.与人类某些疾病的发病机制有关:人肾小球肾炎、心肌炎:溶血性链球菌人溃疡性结肠炎:大肠杆菌O14型脂多糖2.协助疾病的诊断:诊断斑疹伤寒的外斐试验四、血型抗原----分血型、鉴定血型1.ABO血型系统血型抗原:A、B抗原;分血型:A、B、AB、O型;血型抗体:天然抗体,多为IgM类2.Rh血型系统血型抗原:D抗原等;分血型:Rh+、Rh-型;血型抗体:免疫抗体,多为IgG类抗体p121Antibody,Ab基本概念一、抗体(antibody,Ab)B细胞接受抗原刺激后,活化、增殖、分化为浆细胞产生,能与相应抗原特异结合、具有免疫功能的球蛋白二、免疫球蛋白(immunoglobulinIg)具有抗体活性或无抗体活性化学结构与抗体相似的球蛋白1.有抗体活性的球蛋白:抗体2.无抗体活性的球蛋白:无或弱抗体活性----非抗体---少数疾病时产生:多发性骨髓瘤等三、抗体与免疫球蛋白的关系1.抗体是Ig,但Ig不一定是抗体2.抗体是功能上的概念;Ig是结构上的概念四、免疫球蛋白的分类p1251.据抗原性分:IgGIgAIgMIgEIgD;2.据存在部位分--分泌型Ig:体液中,尤其是血液;膜型Ig:B细胞膜上抗原受体(BCR);3.据血清蛋白电泳分--免疫球蛋白为α2、β和γ球蛋白;抗体主要是γ球蛋白抗体分子的结构一、抗体分子的基本结构p121四肽链结构----Ig分子的基本构成单位二、抗体分子多肽链的一级结构p122通过对骨髓瘤病人血清中的骨髓瘤蛋白(均一的Ig分子)的研究,获得了Ig分子L链和H链的氨基酸的组成和排列顺序的特征三、抗体分子多肽链的立体结构1.结构域:每条多肽链有多个结构域2.二级结构每个结构域由两个反向平行的β片层及环状结构组成3.三级结构每个结构域内,二个β片层结构中心的二个半胱氨酸残基由一个链内二硫键连接,形成一个“β桶状(β-barrel)”结构4.四级结构:由四条具有独立三级结构的肽链组成:二条相同的H链和二条相同的L链由链间二硫键连接四、抗体多肽链结构域与功能1.可变区(V):氨基酸的种类、排列顺序及空间构型,因抗体结合的抗原表位不同而变化2.恒定区(C):氨基酸种类、数量、排列顺序、立体结构及含糖量相对比较恒定→免疫球蛋白分子的结构四、免疫球蛋白多肽链的分区和功能2.恒定区(C)2.1针对不同表位(不同特异性)的同一类型Ig分子:C区相对恒定2.2同一种属不同个体产生的同一类型Ig分子:C区部分恒定各结构域的功能V区超变区抗体与抗原表位特异结合的部位VL/VH结合抗原CH区CH2通过胎盘(IgG)结合补体C1q(IgG)CH3结合补体C1q(IgM)CH3/CH4结合细胞表面Fc受体3.铰链区p1243.1位于CH1和CH2之间3.2IgM和IgE无铰链区,CH2有铰链区的功能3.3结构特点:富含脯氨酸,具有弹性、伸展性和可转动性3.4功能:通过铰链区的活动,使VH/VL能与不同空间位置的表位匹配结合3.5对蛋白酶敏感,易被酶水解为不同的结构片段抗体的异质性及其抗原表位一、抗体的异质性:因抗体的特异性、类别及型别的不同,所形成的抗体分子差异(不均一性)1.Ab特异性的异质性:天然抗原具有多种表位,一种表位诱导产生一种特异性抗体2.Ab的抗原异质性:Ab含有多种不同的表位二、抗体分子中有三类不同的抗原表位p1261.同种型表位:CH和CL内2.同种异型表位:CH和CL内3.独特型表位:VH和VL内这些抗原表位可用血清学反应识别,又称Ig血清型同种型(isotype)一、据Ig分子间CH内的同种型抗原差异,将H链分为5类p1251.γ,GammaIgGIgG1-4亚类2.α,AlphaIgAIgA1-2亚类3.μ,MuIgM4.δ,DeltaIgD5.ε,EpsilonIgE二、据Ig分子间CL内的同种型抗原差异,将L链分为2型p1261.κ型,Kappaκ型Ig2.λ型,Lambdaλ型Igλ1~λ4亚型三、一个Ig分子中的多条H链同类、多条L链同型独特型(idiotype)同一个体内,不同B细胞克隆产生的Ig分子V区内的不同表位(Ig分子标志)1.独特型表位:超变区2.独特型表位可在异种、同种异体及自身体内不同免疫细胞克隆间诱导免疫应答,产生相应抗体(独特型抗体)抗体的生物学活性p131一、特异性识别结合抗原:V区CDRs1.少数情况下,有直接效应1.1中和作用(neutralization)中和毒素neutralizationoftoxins:抗体与毒素(抗原)结合后,阻断毒素与敏感细胞表面相应受体结合,或封闭毒素的活性部位,使其不能发挥毒性作用1.2抑制病原体粘附宿主细胞,阻止其入侵:粘膜表面2.协助清除抗原异物2.1标记抗原:以便免疫系统其它成分识别和清除抗原2.2提升免疫细胞和分子区分抗原及与抗原相互作用的能力3.免疫病理损伤:Ⅰ~Ⅲ型超敏反应4.膜型Ig:B细胞膜上的IgM和IgD识别结合抗原,获得抗原刺激5.抗原抗体在体外结合:免疫学检测技术二、抗体的生物学效应:C区的功能1.激活补体:IgG1-3和IgM与抗原结合后IgM>>IgG3>IgG1>IgG22.结合细胞:Fc段与细胞表面Fc受体结合2.1调理作用:IgG促进吞噬细胞吞噬细菌等2.2ADCC作用:IgG/NK细胞杀伤靶细胞2.3介导Ⅰ型超敏反应:IgE/肥大细胞和嗜碱性粒细胞→过敏反应3.通过胎盘(IgG)和粘膜(SIgA、IgM)4.结合细菌蛋白:IgGFc段与葡萄球菌A蛋白(SPA)和链球菌G蛋白结合各类免疫球蛋白的特性p132一、IgG的特性1.血清中含量最高的Ig:占总Ig的75%2.血清半衰期:最长。约3~4周3.合成时间:人出生后3个月开始合成4.唯一能通过胎盘的Ig----新生儿抗感染的重要因素5.机体抗感染的“主力军”二、IgM的特性1.分子量最大的Ig主要分布于血管内,是血液中抗感染的重要因素2.个体发育中最早合成的Ig人大约在胎儿五个月时开始合成3.感染(抗原刺激)后最早产生的抗体早期抗感染:机体抗感染的“先头部队”4.血清半衰期短:约5天血液中IgM浓度下降较快5.血清中病原体特异性IgM升高:感染的早期诊断,近期感染,有传染性三、IgA的特性1.血清中的IgA:血清型IgA2.分泌液中的IgA:分泌型IgA(SIgA)2.1分布:初乳、粘膜表面分泌液等2.2粘膜抗感染:抗感染的“边防军”3.合成时间:人出生后4~6个月开始合成4.血清半衰期:约6天四、IgE的特性----亲细胞抗体1.血清中含量最低的IgIgG>IgA>IgM>IgD>IgE2.血清半衰期:约2.5天3.介导Ⅰ型超敏反应(过敏反应)4.抗寄生虫感染免疫球蛋白基因p127一、Ig基因结构1.Ig胚系基因结构胚系基因(germlinegene)主要指单倍体生殖细胞和干细胞中所含有,未发生重排的全部基因1.1Ig胚系基因不能编码合成Ig1.2结构特征:多种基因片段,每种基因片段均是多个;基因片段之间均有内含子;每种基因片段多个聚集成群2.编码Ig多肽链的基因结构2.1编码H链的基因编码VH的基因:V、D、J三种基因片段各一个拼接而成的一段连续DNA编码CH的基因:V区基因下游的C基因2.2编码L链的基因编码VL的基因:V、J二种基因片段各一个拼接而成的一段连续DNA编码CL的基因:V区基因下游的C基因二、Ig基因的重排Iggenerearangement--在B细胞分化、发育、成熟过程中,编码Ig可变区的多个基因片段重组而形成完整可变区序列的过程基因片段重排的顺序:H链的D-J重排--H链的V-DJ重排--L链的V-J重排免疫球蛋白基因的表达一、Ig基因的表达p129B细胞接受抗原刺激后,活化信号传入细胞核,核内编码Ig的基因表达合成Ig二、等位基因排斥allelicexclusion一个特定B细胞的两条同源染色体上编码轻链和重链的基因,只有一条染色体上的基因得到表达的现象在一个个体内,有来自父方和母方的同种异型三、同种型排斥isotypeexclusion一个成熟B细胞通常仅能表达一类H链和一型L链四、类别转换p1301.定义:抗体应答过程中,活化的B细胞首先产生IgM,然后转换为分泌IgG、IgA、IgE等其它类别抗体2.机制:在活化B细胞增殖分化过程中,编码H链C区的基因群片段发生重排,但编码VH(VDJ)和L链的基因保持不变3.VH、VL和CL不变,CH改变:不影响抗体识别结合抗原的特异性,但Ig的类或亚类发生了改变,Ig的生物学效应会随着同种型的改变而变化4.产生不同类别的抗体,发挥不同的免疫效应抗体多样性产生机制p130--结构多样性+功能多样性一、组合造成的多样性1.H链:V、D、J基因片段的重组,C基因片段的重组2.L链:V、J片段的重组3.H链和L链间的组合二、连接造成的多样性在H链D-J、V-DJ及L链V-J的连接过程中,常发生接头处插入或丢失核苷酸三、体细胞高频突变造成的多样性1.体细胞高频突变:基因重排后成熟B细胞受抗原刺激后,增殖分化过程中编码抗体可变区基因发生高频突的点突变2.IGV基因突变频率是其它基因的106倍以上3.主要发生在再次免疫应答→人B细胞用大约300个基因片段组合产生5.4×1013种以上具有独特抗原特异性的抗体分子补体系统---基本概念一、补体1.概念↓2.血清溶菌作用需要二种物质:耐热的物质:抗体;不耐热的物质:在免疫血清和非免疫血清中均存在,对抗体溶菌有补充作用,故将其称为补体(防御素)3.1907年发现补体并非单一成分,至少二个成分4.存在于人和脊椎动物体内的一组与免疫有关、经活化后具有酶活性的球蛋白5.补体是固有免疫最重要的体液分子:识别PAMP和重要效应分子:主要功能是裂解进入机体的病原微生物二、补体系统的组成:30余种糖蛋白1.补体固有成分:体液(尤其血清)中参与补体系统激活反应的补体成分:C1-C9等2.补体调节蛋白:体液中+膜蛋白调控补体激活和效应的抑制因子H、I因子等3.补体受体(CR):细胞膜上能与补体激活所形成的活性片段结合→介导生物学效应3.1近20种;3.2CR1:RBC和吞噬细胞等表面主要与C3b、C4b等结合三、补体性质1.血清含量:C3最高,D因子最低;补体是人天生合成的蛋白质,血清含量相对稳定,不因抗原刺激而增加,但在某些疾病时可发生改变2.补体活性不稳定,对热等理化因素很敏感:56℃30min灭活:灭活血清的条件;室温下很快失活;0~10℃活性仅能保持3~4天。四、补体的生物合成1.合成细胞:肝细胞和巨噬细胞等2.合成时间:人胚胎五周开始合成3.多种炎性细胞因子可刺激补体基因转录和表达五、补体的分子结构1.C1分子:由C1q、C1r和C1s三个亚单位组成C1qC1r2C1s22.C1q:18条多肽链组成,其中每三条链緾绕成一个具有球状头部的结构补体系统的激活p67一、经典途径(classicpathway)Ag-Ab复合物结合C1q启动激活的途径1.C1q激活的条件:一个C1q分子中的6个球状头部至少有2个与IgGCH2或IgMCH3区结合1.1首先,IgG或IgM与抗原结合后,暴露C1q结合位点IgGCH2或IgMCH31.2其次,一分子IgM或至少二分子IgG与一个多价抗原上的紧密相邻的表位结合2.激活物:主要是抗原抗体(IgM、IgG1-3)复合物二、旁路途径alternativepathway由C3、B因子和D因子参与的激活途径1.激活物:主要是病原体表面多糖,如细菌LPS等,为C3b和C3bBb提供结合的表面,保护它们不被灭活,进而激活后续补体三、MBL途径或凝集素途径--由MBL启动1.MBL:甘露糖结合凝集素--补体系统的固有成分1.1正常血清中MBL水平极低。在感染早期,肝细胞合成分泌MBL,使血清MBL水平升高1.2血清中MBL与MBL相关丝氨酸蛋白酶原(MASP)结合成复合体:MBL-MASP1.3可识别结合病原微生物表面的甘露糖、岩澡糖及N-乙酰葡糖胺等糖结构2.激活物:病原微生物表面的糖结构四、三条途径的共同末端1.膜攻击复合物(MAC)的组装--MAC破坏细胞膜,导致细胞裂解2.主要是裂解激活剂中的细胞,也可裂解“旁观”细胞补体系统的生物学功能一、溶细胞作用C5b6789n1.裂解细菌(尤其G-菌,奈瑟菌属)等病原体--抗体发挥免疫效应的主要机制之一,固有免疫的重要防御机制2.裂解宿主细胞:病理情况下激活经典途径裂解血细胞、病毒感染细胞和肿瘤细胞等二、补体活性片段介导的生物学效应1.调理作用:C3b等促进吞噬细胞对细菌等的吞噬;机体抵抗全身性细菌感染或真菌感染的主要机制之一2.清除免疫复合物(IC):阻止IC形成:补体与抗体结合后,由于空间效应,抑制新的IC形成,或使已形成的IC解离;免疫粘附作用:C3b等促进IC的清除3.引起炎症反应:C2a:激肽样作用;C5a、C3a、C4a:过敏毒素作用;C3a、C4a、C5a、C5b67:趋化作用4.免疫调节作用细胞因子p54cytokine,CK基本概念一.概念:免疫细胞和某些非免疫细胞受刺激后产生的一组高活性、多功能小分子蛋白质的总称,介导免疫细胞间的信息交换与相互调节,参与免疫应答和炎症反应二、细胞因子的分类:已发现200余种CK,明确了多种CK的基因定位与结构,克隆了多种CK的cDNA1.据来源分2.据功能分:白细胞介素、干扰素、集落刺激因子、肿瘤坏死因子、生长因子和趋化因子细胞因子简介一、白细胞介素(interleukin,IL)1.种类与命名:目前已发现35种,命名为IL1~IL352.作用:参与和调节固有免疫及适应性免疫;刺激造血细胞生长和分化:IL3、IL11等;参与炎症反应:IL1、IL6、IL8、IL16等二、干扰素(interferon,IFN)1.种类与命名:Ⅰ型IFN:IFNα、IFNβ、IFNζ、IFNε、IFNκ和IFNω,IFNα有13个亚型,如IFNα1a、IFNα2a、IFNα2b等;Ⅱ型IFN:IFNγ,免疫干扰素2.生物学效应:抗病毒、抗肿瘤、免疫调节;Ⅰ型IFN:以抗病毒、抗肿瘤为主,免疫调节弱;Ⅱ型IFN:以免疫调节为主,抗病毒和抗肿瘤弱,三、肿瘤坏死因子tumornecrosisfactor,TNF1.TNF种类与命名TNFα;TNFβ:淋巴毒素(LT)2.生物学效应:抗病毒、抗肿瘤、免疫调节;不良反应:具有剂量依赖性--诱发炎症反应:TNFα低剂量,局部;致热作用:TNFα中等剂量,入血循环--感染性休克:TNFα是“罪魁祸首”高剂量,全身性中毒反应,引起休克→循环衰竭、DIC、多器官功能衰竭→死亡;恶病质:癌症病人,结核病人四、集落刺激因子colony-stimulatingfactor,CSF:刺激多能造血干细胞和不同发育分化阶段的造血细胞增殖、分化和成熟---种类:SCF、G-CSF、M-CSF、GM-CSF、EPO和TPO等趋化因子(chemokine)家族1.种类:人类约有几十种趋化因子:CXC、CC、C和CX3C四个亚家族(C-半胱氨酸)2.具有趋化作用招募血液中的白细胞进入炎症部位生长因子(growthfactor,GF):能刺激细胞生长;种类:TGF、NGF、FGF、EGF等细胞因子的共同特点一、理化性质特点:小分子多肽或糖蛋白6.0×103~6.0×104二、产生特点:多源性,应激性和瞬时性,多向性三、生物学作用特点1.高效性:微量高效2.多效性3.重叠性4.网络性:CK形成一个复杂的网络,CK间相互拮抗、相互协同----神经-内分泌-免疫调节网络5.作用方式多样性:1自分泌和旁分泌:局效性。CK的主要作用方式;2内分泌;6.非特异性:CK的作用无抗原特异性7.受体依赖性:CK需与细胞表面相应受体结合后才能发挥生物学效应四、检测特点----难检性----1.微量:10-15~10-9mol/L2.干扰因素多:标本选择、取样的时间和部位、污染及其它干扰因素细胞因子的生物学活性1.免疫调节:调节固有/适应性免疫应答2.参与免疫应答和炎症反应3.抗感染和抗肿瘤4.诱导细胞凋亡:TNFα、IL-2等5.促进创伤的修复:组织、血管、皮肤免疫系统p32----1.免疫器官2.免疫细胞3.免疫分子免疫器官1.中枢免疫器官:初级淋巴器官骨髓、胸腺、法氏囊(禽类特有)2.外周免疫器官:次级淋巴器官淋巴结、脾脏和皮肤粘膜相关淋巴组织中枢免疫器官一、骨髓:红骨髓-造血器官1.免疫细胞的发源地2.B细胞发育、分化和成熟的场所3.体液免疫应答发生的场所:再次体液免疫应答产生抗体的主要部位4.骨髓功能异常会出现什么问题----造血功能↓↓,免疫功能↓↓5.造血干细胞移植:骨髓移植----恢复造血功能和重建免疫功能,治疗白血病和免疫缺陷病等二、胸腺1.发育:发生最早、衰退最早2.胸腺的结构3.功能:1T细胞发育、分化和成熟的场所2免疫调节:激素和多种CK3自身免疫耐受的建立与维持:T细胞阴性选择外周免疫器官一、成熟免疫细胞定居及免疫应答发生的场所1.脾:对血源抗原产生免疫应答的主要场所;B细胞的主要定居地2.淋巴结:免疫应答发生的主要场所;T细胞的主要定居地3.粘膜免疫系统:局部免疫应答发生部位4.皮肤免疫系统:担负始动免疫应答的作用二、滤过作用:血液、淋巴液淋巴细胞再循环2.淋巴细胞再循环的生物学意义2.1增加淋巴细胞与抗原接触的机会2.2使淋巴细胞在全身淋巴组织和器官合理分布,并不断补充新的淋巴细胞2.3使所有免疫器官和组织联系为一个整体,有利于动员各种免疫细胞发挥免疫效应免疫细胞基本概念一、免疫细胞的概念参与免疫应答或与免疫应答有关的细胞及其前体细胞二、免疫细胞组成血细胞及造血干细胞巨噬细胞及树突状细胞肥大细胞三、免疫细胞分类1.淋巴细胞:T、B、NK细胞。起核心作用----免疫防御的“生力军”和免疫应答的“主角”免疫活性细胞/抗原特异性淋巴细胞:T、B2.抗原提呈细胞:B、DC、Mφ。辅佐作用3.其它细胞:直接参与免疫效应四、免疫细胞膜分子1.定义:免疫细胞表面的各种膜蛋白2.细胞间进行信息交流的物质基础:免疫细胞接收和发送信号的“天线”3.鉴别、鉴定和计数不同免疫细胞及亚群T淋巴细胞一、T细胞来源、分化和定居的场所二、T细胞膜分子1.T细胞抗原受体(TCR)p511.1TCR结构:嵌在T细胞膜上的两条多肽链1.2TCR识别结合抗原的特征:双识别--识别抗原:特异性;识别MHC分子:MHC限制性TCR识别结合抗原肽-自身MHC分子复合物1.3TCR-CD3复合物TCR:特异性识别结合抗原肽-自身MHC分子复合物,获得抗原刺激信号CD3:向胞内转导TCR识别抗原后产生的活化信号2.白细胞分化抗原(CD)2.1参与识别和信号转导的CD分子:CD3、CD4、CD82.2提供协同(共)刺激信号的CD分子:CD28;CD152和CD154(CD40L):活化T细胞3.受体:1病毒受体:CD4分子是HIVgp120的受体----HIV选择性感染CD4+细胞,CD4+T细胞数量锐减和功能降低,而发生获得性免疫缺陷综合征(AIDS);2丝裂原受体:T细胞表面具有植物血凝素(PHA)、刀豆蛋白A(ConA)和美洲商陆(PWM)等丝分原的受体p273,与相应丝分原结合诱导T细胞分裂增殖,T淋巴细胞转化试验检测细胞免疫功能p2743.3绵羊红细胞(SRBC)受体:E受体p190;CD2或LFA-2三、T细胞亚群p411.据CD分子分为两亚群CD4+T细胞CD8+T细胞2.据TCR的分子结构分为两类αβT细胞γδT细胞3.据T细胞在免疫应答中的功能分辅助性T细胞(Th)、细胞毒性T细胞(Tc或CTL)和调节性T细胞(Treg)4.据T细胞的分化状态、表达膜分子及功能初始T细胞、效应T细胞和记忆T细胞四、CD4+T细胞:免疫应答的“指挥官”1.细胞表面标志(膜分子)CD3+CD4+CD8-2.MHC限制性:MHCⅡ限制性:CD4+T细胞的TCR识别结合抗原肽-自身MHCⅡ类分子复合物3.辅助性T细胞helperTlymphocyte,Th3.1初始Th在接受抗原刺激后分化为Th0,Th0在不同细胞因子等作用下分化为Th1,Th2,Th9,Th17,Th22,Tfh3.2效应Th1分泌IL-2、IFNγ和TNFβ等,增强细胞免疫应答。在抗胞内寄生病原体感染和细胞免疫应答所引起的炎症反应(迟发型超敏反应)中发挥作用3.3效应Th2分泌IL-4,IL-5,IL-6,IL-10等,增强体液免疫应答。促进B细胞增殖、分化为浆细胞,并产生抗体;在抗胞外病原体和寄生虫感染,及过敏反应中发挥作用4.调节性T细胞(Treg):1Th3、Tr1和CD4+CD25+foxp3+T细胞;2效应Treg细胞负调节免疫应答五、CD8+T细胞1.表面标志CD3+CD4-CD8+2.MHC限制性:MHCⅠ限制性:CD8+T细胞的TCR识别结合抗原肽-自身MHCⅠ类分子复合物3.细胞毒性T细胞(CTL或Tc)3.1Tc1分泌IL-2、IFNγ和TNFβ等3.2Tc2分泌IL-4、IL-5和IL-10等3.3效应Tc特异性识别和杀伤带有抗原肽-MHCⅠ类分子复合物的靶细胞T细胞在胸腺内的分化发育p411.早期阶段:CD4-CD8-,即双阴细胞(DN)2.第二阶段:CD4+CD8+,即双阳细胞(DP)3.第三阶段:经阳性选择和阴性选择,DP细胞分化发育为仅表达CD4或CD8的单阳细胞(SP),即成熟T细胞4.阳性选择4.1定义:TCR以中等亲和力结合胸腺基质细胞表面自身MHCⅠ或Ⅱ类分子的DP细胞,被选择而继续发育,否则发生凋亡4.2意义:赋予成熟T细胞识别结合自身MHC分子的能力。识别抗原时显示MHC限制性5.阴性选择5.1定义:TCR以高亲和力结合胸腺基质细胞表面自身抗原肽-MHCⅠ或Ⅱ类分子复合物的SP细胞发生凋亡5.2意义:清除自身反应性T细胞克隆。是实现自身免疫耐受的重要保障B淋巴细胞一、B细胞的来源、分化和定居的场所二、B细胞膜分子1.B细胞抗原受体(BCR)p51膜免疫球蛋白(mIg)和CD79a/CD79b构成1.1mIg结构:Fc段嵌在B细胞膜上的Ig单体1.2mIg识别结合抗原的特征:直接与抗原特异性结合;无MHC限制性二、B细胞膜分子1.B细胞抗原受体(BCR)1.3mIg-CD79a(Igα)/CD79b(Igβ)复合物mIg:特异性识别结合抗原,获得抗原刺激信号CD79a/CD79b:向胞内转导mIg识别抗原后产生的活化信号2.提供协同(共)刺激分子:CD40;CD80和CD86(B7-1和B7-2)3.受体:Fc受体:FcγR等。EA花结p190;补体受体:CR1和CR2。EAC花结p190;EB病毒受体:CR2(CD21);有丝分裂原受体:SPA、PWM、LPS等;B细胞共受体CD19/CD21/CD81/CD225非共价结合形成:放大BCR传递的活化信号;抑制性受体:CD22、CD32和CD72,胞浆区有ITIM,向B细胞内转导负调控信号,对防止B细胞过渡活化有重要意义三、B细胞亚系(群)p42B1细胞B2细胞CD5阳性阴性BCRmIgM+mIgD+、mIgM+对抗对多糖抗原对蛋白质抗原原应答应答:IgM应答:IgG、IgM四、B细胞功能1.产生抗体,介导体液免疫应答:B细胞→浆细胞合成抗体2.作为APC提呈抗原:只有活化B细胞才有抗原提呈作用;能有效地摄取、加工与提呈可溶性抗原3.免疫调节:分泌多种细胞因子B细胞在骨髓中的发育阴性选择:未成熟B细胞mIgM识别结合自身抗原,该细胞克隆凋亡(克隆清除),或mIgM表达下降,对相应抗原刺激不产生应答(克隆失能)阴性选择的意义:消除自身反应性B细胞克隆,形成自身免疫耐受B细胞在外周免疫器官的分化发育阳性选择:记忆B细胞接受抗原异物刺激后,发生Ig可变区基因高频突变,产生与抗原亲和力高低不同的BCR。BCR与滤泡DC表面的抗原以高亲和力结合,该B细胞存活,以低亲和力结合或不能结合者凋亡----抗原依赖性阳性选择的意义:表达与抗原具有高亲和力BCR的B细胞存活,产生高亲和力抗体-抗体亲和力成熟自然杀伤细胞naturalkillercell,NK细胞NK细胞膜分子一、将人CD3-、TCR-、mIg-、CD16+、CD56+淋巴样细胞鉴定为NK细胞二、NK细胞受体1.IgGFc受体:CD16间接识别被IgG致敏的靶细胞,介导ADCC作用杀伤靶细胞2.杀伤活化受体(KAR)胞浆区含有ITAM。与细胞表面多糖、病毒成分等结合后,激发NK细胞杀伤作用3.杀伤抑制受体(KIR)胞浆区含有ITIM。与细胞表面MHC-Ⅰ类分子结合后,抑制NK细胞杀伤作用NK细胞的主要生物学功能一、抗胞内病原体感染和抗肿瘤作用1.分泌细胞因子:TNFα、IFNγ等发生在适应性免疫应答建立之前:在急性感染的早期,即参与抗感染2.杀伤靶细胞2.1杀伤被病原体感染的细胞,消灭病原体赖以藏身的“堡垒和加工厂”2.2杀伤寄生虫2.3杀伤肿瘤细胞2.4杀伤机制穿孔素/颗粒酶途径Fas/FasL途径:诱导靶细胞凋亡TNFα/TNFR-Ⅰ途径:诱导靶细胞凋亡二、免疫调节TNF、IFNγ、IL2和GM-CSF等调节DC、T、B抗原提呈细胞antigenpresentcell,APC广义概念能加工处理抗原,并以抗原肽-MHC分子复合物的形式提呈抗原信息的所有细胞抗原提呈细胞的种类一、专职性APCp701.定义:摄取、加工处理胞外抗原,以抗原肽-MHCⅡ类分子复合物形式,向CD4+T细胞递呈抗原(狭义APC概念)2.种类:B细胞、DC、Mφ3.表达MHCⅡ类分子和共刺激分子CD80/CD86树突状细胞(DC)p46抗原提呈功能最强的APC最大特点:能诱导初始T细胞活化,而Mφ和B细胞不能适应性免疫应答的始动者二、非专职性APCp72内皮/上皮/间皮细胞、成纤维细胞等三、表达MHCⅠ类分子的靶细胞特殊的非专职性APC,包括肿瘤细胞、胞内寄生病原体感染细胞等→加工处理内源性抗原,以抗原肽-MHCⅠ类分子复合物,向CD8+T细胞递呈抗原抗原提呈细胞的免疫活性一、抗原提呈作用1.抗原提呈分子1.1经典MHCⅠ/Ⅱ类分子:提呈蛋白质抗原1.2CD1分子:提呈脂、糖脂类抗原2.APC对抗原的加工处理与提呈p73~752.1外源性抗原的加工处理与提呈:专职APC----抗原肽-MHCⅡ类分子复合物→CD4+T细胞2.2内源性抗原的加工处理与提呈:靶细胞----抗原肽-MHCⅠ类分子复合物→CD8+T细胞二、协同(共)刺激作用:由APC表面CD分子与T细胞表面CD分子相互作用提供协同刺激适应性免疫应答p62基本概念一、免疫应答的定义:免疫细胞和分子针对抗原异物所产生的反应二、免疫应答的分类1.固有免疫应答:非特异性免疫应答2.适应性免疫应答:特异性免疫应答2.1按介导细胞分:体液/细胞免疫应答2.2按抗原刺激顺序分:初/再次免疫应答2.3按反应状态分:正/负免疫应答2.4按获得方式分:主动/被动免疫2.5按后果分:保护性/病理性免疫应答特异性免疫应答的基本过程一、抗原识别阶段1.抗体(包括BCR)、TCR和经典MHC分子是特异性免疫识别的¡°三驾马车¡±2.抗体或BCR对抗原的识别3.
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