免疫耐受与调节

免疫耐受与调节第1页/共92页了解：1．免疫耐受建立和打破的策略和临床意义2．独特型的基本概念3．整体和群体水平的免疫调节理解：1．中枢耐受、外周免疫耐受、低带耐受、高带耐受的基本概念2．分子水平的免疫调节3．细胞水平的免疫调节4．免疫网络学说

教学目的第2页/共92页掌握：1．免疫耐受、克隆清除和克隆无能的概念2．中枢免疫耐受产生机制3．外周免疫耐受产生机制4．免疫调节的基本概念第3页/共92页1．免疫耐受、克隆清除和克隆无能的概念2．中枢免疫耐受和外周免疫耐受产生机制3．免疫调节的基本概念教学难点：1．中枢免疫耐受和外周免疫耐受产生机制2．免疫网络学说教学重点:第4页/共92页使用教材：《医学免疫学》（第二版），龚非力主编，

科学出版社，2007年。参考教材：《医学免疫学》（第五版），金伯泉主编，

人民卫生出版社，2008年；

第5页/共92页生理性免疫应答正免疫应答:抗肿瘤、抗感染负免疫应答：自身耐受病理性免疫应答正免疫应答过强:超敏反应

过弱:免疫缺陷负免疫应答终止:自身免疫病第6页/共92页第一部分免疫耐受

Immunotolerance第7页/共92页Outline

免疫耐受的概念及类型免疫耐受的诱导条件免疫耐受的形成机制免疫耐受的临床意义第8页/共92页

一、免疫耐受（immunotolerance)的概念

机体免疫系统在接触某种抗原后产生的特异性免疫无应答状态或低应答，但对其它抗原仍保持正常免疫应答的现象。引起免疫耐受形成的抗原称耐受原(tolerogen)。第一节免疫耐受的概念和特性第9页/共92页二、免疫耐受有三种分类先天免疫耐受（天然或人工）和后天免疫耐受（病原感染或人工）完全耐受(T、B细胞同时耐受）和部分耐受中枢耐受（胚胎期和T、B细胞发育过程中）和外周耐受（成熟的T、B细胞）第10页/共92页三、免疫耐受的特性抗原特异性诱导性：抗原诱导转移性非遗传性：免疫耐受可诱导、也可转移，但不遗传第11页/共92页免疫抑制（immunosuppression

）

抗原非特异性免疫无应答性或应答减弱状态。免疫缺陷(immunodeficiency)

对所有抗原缺乏全部或某一特定类型的免疫应答为免疫缺陷。

①遗传所致的免疫系统缺陷:胸腺发育缺如②获得性免疫缺陷病毒感染:AIDs注意：易混淆概念第12页/共92页裸鼠(nudemice)特征：无毛、先天性胸腺发育不全。T细胞缺陷，抵抗力差，易患病毒性肝炎和肺炎，因而饲养和繁殖要求条件比较严格，在SPF环境下可生存。第13页/共92页DiGeorge综合征（先天性胸腺发育不全）Lowset,notched（有锯齿状的)earsFishmouthAthymicgraftcancorrectTcelldefectPoordevelopmentorabsenceofthymus（胸腺先天发育不全或缺陷）第14页/共92页免疫耐受与免疫抑制的区别免疫耐受免疫抑制直接原因特异性免疫细胞消失或受到抑制免疫细胞发育缺损或增殖分化障碍发生机制免疫系统未成熟、抗原性状改变应用X射线、免疫抑制药物、抗淋巴细胞抗体等特异性针对某特定抗原无合并症无感染与肿瘤第15页/共92页第二节免疫耐受的形成和维持第16页/共92页Owen于1945年首先报道了异卵双生小牛血型嵌合体现象Medawar进而发现它们彼此进行皮肤移植也不发生排斥反应一、免疫耐受可天然存在，亦可人工诱导第17页/共92页天然免疫耐受现象异卵双生小牛天然联体共生血型嵌合皮肤移植不发生排斥提示：在胚胎期接触Ag可诱导免疫耐受的形成这种生来即已具有、对某一抗原的特异性无反应性，称为天然耐受。第18页/共92页天然耐受（自身耐受）负应答不成熟的免疫系统自身组织抗原胚胎期第19页/共92页储存脐带血=为宝宝储存健康自体移植天然耐受杜绝排异第20页/共92页1954年人工诱导免疫耐受获得成功PeterMedawar英国免疫学家1960年获得诺贝尔奖第21页/共92页Needfortissueandorgangraftdrovethecuriositytounderstandthemechanismsoftolerance.Theobservationsazoologist,Owens,thatDizygoticbovinetwinscouldacceptgraftsfromeachotherbuttheirsiblingsfromotherpregnanciescouldnottoleratesuchgraftsledMedawartoperformaseriesofexperimentstoinducetoleranceinmice.1954年Medawar等设计并建立了同种移植耐受试验第22页/共92页六周后A系新生小鼠B系小鼠脾细胞皮肤移植移植物存活1953年，Medawar第23页/共92页六周后A系新生小鼠皮肤移植移植物排斥C系小鼠1953年，Medawar第24页/共92页提示：在新生期若接触某种抗原，可形成获得性免疫耐受第25页/共92页胚胎期新生期接触自身抗原或外来抗原不成熟的T、B细胞出生或成年后对相同抗原不发生免疫应答免疫耐受的形成第26页/共92页二、免疫耐受的诱导条件1、机体因素(1)免疫系统成熟程度胚胎期、新生儿期：

免疫系统不成熟，易产生耐受成年人：

免疫功能成熟，不易诱导耐受第27页/共92页(2)机体生理状态健康成年人：难诱导耐受免疫抑制：免疫抑制状态有利于诱导耐受全身淋巴组织照射抗淋巴细胞血清环磷酰胺、糖皮质激素等免疫抑制剂第28页/共92页(3)动物种属与品系

小鼠和大鼠较兔和猴等动物对耐受诱导敏感大鼠、小鼠兔、有蹄类、灵长类易难第29页/共92页2、

抗原因素(1)抗原性质可溶性小分子抗原不易被APC摄取被APC递呈量少T细胞不活化B细胞不产生抗体颗粒性大分子抗原易被APC摄取被APC提呈T细胞活化B细胞产生抗体第30页/共92页BSAAb离心单体Ab第31页/共92页(2)抗原剂量抗原剂量过低不足以激活T、B细胞低带耐受Low-zone抗原剂量过高诱导应答细胞凋亡或Tr细胞活化抑制免疫应答高带耐受high-zone第32页/共92页不同抗原剂量诱导的应答情况第33页/共92页低带与高带耐受的主要特征参与细胞TT、B产生速度快慢持续时间长短抗原种类TD抗原TD、TI抗原低带耐受高带耐受第34页/共92页口服：易诱导免疫耐受静脉注射：易诱导免疫耐受皮下注射：易诱导免疫应答肌肉注射：易诱导免疫应答(3)抗原免疫途径易难第35页/共92页HELTs活化Th活化（—）免疫耐受Th活化免疫应答(4)抗原表位的数量和结构第36页/共92页影响免疫耐受的抗原因素抗原性质

Physicalform

ofantigen抗原剂量

Doseofantigen

免疫途径

Routeofinjection

因素免疫耐受大分子、颗粒性、聚合体小分子、可溶性、单体适当剂量过低剂量或

过高剂量皮下、肌肉注射口服、静脉注射免疫应答第37页/共92页中枢耐受机制外周耐受机制第三节免疫耐受产生的机制第38页/共92页中枢耐受：在胚胎期及在T、B细胞的发育过程中，遇自身抗原所形成的耐受。包括克隆清除、克隆流产和克隆无能；外周耐受：T、B免疫功能细胞遇内源性或外源性抗原，不产生免疫应答。包括克隆清除、克隆无能、抑制性调节和免疫隔离等。第39页/共92页

T细胞的中枢耐受：阴性选择

B细胞的中枢耐受：克隆流产(Clonalabortion)、克隆无能(anergy)。一、中枢免疫耐受机制第40页/共92页

胸腺是T细胞分化、发育的主要场所，具有如下重要免疫功能：接受T细胞前体是T细胞成熟、训练和筛选的主要发育中心调控成熟T细胞释放入外周T细胞的中枢耐受第41页/共92页T细胞中枢耐受第42页/共92页阴性选择(negativeselection)发生在胸腺皮质与髓质交界处排除了与自身肽-MHC分子结合的，针对自身抗原起反应的细胞克隆，是T细胞形成自身耐受的重要机制。分化为仅能识别非己抗原的T细胞第43页/共92页

克隆选择学说

（clonalselectiontheory）免疫细胞发育早期，接触抗原后，相应的特异性淋巴细胞克隆发生凋亡，即克隆清除，机体将不对此抗原产生正向免疫应答。Burnet,1957重点内容第44页/共92页问题：为什么胸腺会表达众多的来自其他组织的自身抗原呢?第45页/共92页NaturereviewsImmunol,2007,7:645-650自身免疫调节因子

（Autoimmuneregulator，Aire）功能：调控机体组织抗原在胸腺髓质上皮细胞中的异位表达。~1500gene第46页/共92页问题：T细胞的阴性选择能够清除全部的自身反应性T细胞吗？第47页/共92页如能，则：Thymus中APC必须表达所有的自身抗原某些抗原并不能在thymus中被发现：如胰岛β细胞的谷氨酸脱羧酶某些抗原只在成年期表达Only60-75%autoreactiveTcellscanbedeletedduringnegativeselection！第48页/共92页B细胞中枢耐受Nossal于1974年提出B细胞克隆流产学说：前B细胞在发育为B细胞之前接触抗原，则B细胞发育中止；Vitetta于1975年提出mIgM抑制学说：未成熟B细胞表面mIgM接触抗原可启动胞内抑制信号，导致抗原特异性B细胞无能。第49页/共92页

二、外周耐受机制外周自身反应性T及B细胞的产生：

胸腺及骨髓基质细胞并不表达某些外周器官的组织特异性抗原或存在低亲和力的自身反应性T细胞→针对自身组织特异性抗原的T/B细胞克隆未被消除(输至外周）。

通过中枢耐受机制尚不能完全清除的自身反应性T、B细胞，可能在外周免疫器官被清除或使其丧失功能第50页/共92页产生机制：

1、免疫隔离；

2、自身反应性淋巴细胞的克隆无能；

3、活化诱导自身反应性淋巴细胞死亡；

4、调节性T细胞的作用；

5、克隆忽视作用；

6、淋巴细胞移行限制。第51页/共92页体内存在一些生理性屏障，可将自身反应性T细胞与某些自身抗原组织隔离，从而形成免疫隔离部位（脑、眼的前房部位、胎盘等），并在一些抑制性细胞因子的参与下，在该部位进行同种异体组织或器官移植一般不发生排斥反应。机制：免疫隔离第52页/共92页机制：克隆忽视绝大多数组织特异性抗原浓度太低，不足以活化相应的自身反应性T及B细胞，这种自身抗原与自身反应性T细胞并存状态称克隆忽视（clonalignorance）；但是这些T、B细胞对于适合浓度的相应抗原刺激仍然具有正常反应性，故有致自身免疫病的危险。第53页/共92页T和B细胞的活化需要包括来自抗原、共刺激分子和细胞因子等多种刺激信号的作用。其中某种活化刺激信号的缺失或无功能，均可导致T、B细胞不能活化，处于无能状态。

机制：克隆无能第54页/共92页（1）T细胞克隆无能第55页/共92页（2）B细胞克隆无能在无T细胞辅助情况下，自身反应性B细胞对外周可溶性自身抗原处于免疫无能状态。

B细胞克隆无能

第56页/共92页机制：克隆清除在转基因小鼠模型中发现，一旦外周成熟T细胞接触自身抗原得以活化后，能迅速通过Fas/FasL途径介导的AICD凋亡机制导致自身反应性细胞的清除。第57页/共92页活化诱导自身反应性淋巴细胞死亡

(activationinducedcelldeath,AICD)第58页/共92页外周自身反应性T、B细胞的活化受调节性T细胞的抑制，维持自身耐受。机制：调节性T细胞的抑制作用

第59页/共92页第60页/共92页（1）未活化的自身反应性淋巴细胞仅表达L-选择素和CD45RA等黏附分子不能穿过血管壁进入外周组织，自身反应性淋巴细胞很少有机会接触外周组织中的自身抗原。（2）与自身抗原接触的B细胞失去进入淋巴滤泡的能力，从而失去产生针对自身抗原的抗体能力。机制：淋巴细胞移行限制第61页/共92页自身免疫病器官移植慢性感染肿瘤建立打破免疫耐受AutoimmunediseaseOrgantransplantationImmunotoleranceTumorChronicinfection第四节、免疫耐受的临床意义第62页/共92页（一）建立免疫耐受1.口服或静脉注射免疫原建立全身免疫耐受非肥胖性糖尿病口服胰岛素Example1Immunotolerance攻击自身胰岛细胞免疫系统识别自身胰岛素分子并被活化口服/静脉注射>腹腔注射>皮下/肌肉注射第63页/共92页移植前静注供体血细胞延长移植物存活器官移植Example2受体对供体抗原产生耐受第64页/共92页2.自身抗原拮抗剂的应用从人工肽库中筛选拮抗肽竞争抑制抗原与相应TCR或BCR结合,

诱导免疫耐受第65页/共92页(1)使用第二信号阻断剂抗CD40LmAb与CD40L结合阻断CD40-40L结合(2)抑制DC的功能(3)提高移植物FasL的表达(4)胸腺内移植异种抗原可导致机体对此抗原的全身耐受3.新方法的应用第66页/共92页在慢性感染及肿瘤患者中，常因诱导免疫应答的条件缺陷导致致免疫耐受；提供相应条件，可望恢复免疫应答。

（二）打破免疫耐受第67页/共92页如：利用T淋巴细胞活化的双信号机制第一信号

TCR－pMHC第二信号

CD28-B71.免疫原及免疫应答分子用于肿瘤患者的治疗第68页/共92页2.细胞因子及其抗体的合理使用IFN-和IL-12促进T细胞活化

打破免疫耐受抗TGF-抗体消除TGF-对免疫的抑制作用，打破免疫耐受针对促T细胞活化的细胞因子针对抑制T细胞活化的细胞因子第69页/共92页抑制或清除CD4+CD25+Treg细胞可增强免疫系统对肿瘤的免疫应答。肿瘤局部浸润的CD4+CD25+Treg可削弱抗肿瘤免疫应答3.干预CD4+CD25+Treg细胞第70页/共92页第二部分免疫调节

ImmuneRegulation第71页/共92页免疫应答过程中,各种免疫细胞与免疫分子相互促进和抑制,形成正、负作用的网络结构,并在遗传基因的控制下,完成免疫系统对抗原的识别和应答。免疫调节(immuneregulation)第72页/共92页Outline分子水平的调节细胞水平的调节独特型网络的调节整体水平的调节第73页/共92页1.抗原的调节作用2.抗体和免疫复合物的调节作用3.补体的调节作用4.CK的免疫调节作用一、分子水平的调节第74页/共92页抗原的性质应用结构类似的人工合成肽段可发挥免疫调节作用。1．抗原的调节作用

--是调节免疫应答的最关键因素第75页/共92页

抗原多肽结构改变对免疫应答的影响

第76页/共92页2.抗体和抗原-抗体复合物调节

抗体以发挥负调节作用为主⑴抗体→加速抗原清除⑵抗原封闭或抗原竞争⑶受体交联第77页/共92页3．补体调节免疫调理第78页/共92页介导免疫黏附，清除循环免疫复合物第79页/共92页4.细胞因子的免疫调节作用

正调节如IL-2，IL-4等可促进T、B细胞活化、增殖和分化。负调节TGF-β，IL-10等可显著抑制T细胞活化、增殖、细胞因子释放及功能。第80页/共92页1.T细胞亚群的调节作用二、细胞水平的调节（1）具有负调节功能的T细胞亚群（Treg）第81页/共92页（2）Th1/Th2细胞的免疫调节作用第82页/共92页（3）细胞凋亡介导的负调节作用第83页/共92页2.巨噬细胞的调节作用

正调：提呈抗原，分泌IL-1

负调：清除抗原，分泌前列腺素E3.NK细胞的调节作用

正调：分泌IL-1、IL-2

负调：杀伤未成熟T细胞、抑制B细胞的增殖第84页/共92页独特型（idiotype,Id）同一分子所有独特位的集合。针对独特型的抗体（Ab2）称为独特型抗体（anti-idiotypeAb）。独特型分布部位：主要覆盖CDR（Ab2β），部