中山大学免疫学技术概论

第一节免疫学简介1什么是免疫？2免疫系统的结构及分类？3免疫与临床的关系？第一页，共42页。

1

免疫、免疫系统及其功能

免疫:系指机体识别自身与非已成分，对自身形成耐受，对非己发生排斥作用的一种生理功能。免疫功能由免疫系统完成。免疫系统的功能具体表现为:①免疫防御②免疫监视③免疫耐受④免疫调节

第二页，共42页。

2免疫系统的组成

免疫系统的组成成分：由免疫组织和器官、免疫细胞及免疫活性分子等组成。

第三页，共42页。免疫学基本内容免疫（Immunity）系指机体识别自身与非自身的抗原，对自身成分形成天然免疫耐受，对非自身抗原发生排斥作用的一种生理功能。免疫学（Immunology）研究抗原性异物、免疫应答规律以及免疫应答产物与抗原反应的理论和技术的一门生物学科。免疫系统是由免疫组织和器官、免疫细胞及免疫活性分子。第四页，共42页。

免疫学发展简史●经验免疫学时期

中国明代正式记载接种“人痘”，预防天花

18世纪中叶英国医生EdwardJenner种牛痘预防天花目前，通过全球性大面积疫苗接种我们已经消灭了天花病毒第五页，共42页。●科学免疫学时期

一、病原菌的发现与疫苗使用的推广

19世纪中叶，显微镜的改进使人们可在镜下直接观察到细菌，导致病原菌的发现。1850年，首先在感染羊的血液中看到了炭疽杆菌。Pasteur证明实验室培养的炭疽杆菌能使动物感染致病，并且发明了液体培养基，以培养细菌。Koch发明固体培养基，分离培养结核杆菌成功，提出病原菌致病的概念。第六页，共42页。

二、抗体的发现、应用及细胞免疫的研究

1.抗体的发现1890年,vonBehring和Kitasato正式用白喉抗毒素治疗白喉病人2.抗原的结构与抗原特异性3.抗体是免疫球蛋白20世纪30年代电泳鉴定证明Ab是γ-球蛋白4.抗体是四肽链结构5.超敏反应6.免疫耐受的发现第七页，共42页。7.Burnet学说及其对免疫学发展的推动作用①体内存有识别多种抗原的细胞系，在其细胞表面有识别抗原的受体②抗原使免疫细胞活化、增殖最后成为抗体产生细胞及免疫记忆细胞③胎生期免疫细胞与自己抗原相接触形成天然自身耐受状态（禁忌细胞系）④免疫细胞系可突变产生与自己抗原发生反应的细胞系可形成自身免疫反应8.细胞免疫学的发展第八页，共42页。第九页，共42页。●现代免疫学时期1.抗原识别受体多样性的产生2.信号转导途径的发现3.细胞程序性死亡途径的发现4.造血与免疫细胞的发育5.应用免疫学的发展(1)DNA疫苗

(2)基因工程制备重组细胞因子

(3)免疫细胞治疗

(4)完全人源抗体

(5)口服自身抗原,预防自身免疫病第十页，共42页。免疫学基本内容

免疫：系指机体识别自身与非自身的抗原，对自身成分形成天然免疫耐受，对非自身抗原发生排斥作用的一种生理功能。

“免疫系统”是由免疫组织和器官、免疫细胞及免疫活性分子等组成。

固有或天然免疫系统（非特异性免疫系统）

适应性免疫系统（获得性免疫系统或特异性免疫系统）第十一页，共42页。第十二页，共42页。第十三页，共42页。★固有免疫系统及其应答:

固有免疫系统遇病原体后，首先并迅速起防卫作用。固有免疫在感染早期（数分钟至96小时内）执行防卫功能。哺乳动物固有免疫系统由肥大细胞、巨噬细胞、天然杀伤（NK）细胞、中性粒细胞、以及可溶性分子，如补体等组成。吞噬细胞与NK细胞对病原体无严格选择性，对多种病原体均有吞噬、杀伤作用，故又称为非特异性免疫

第十四页，共42页。★适应性免疫系统及其应答：一、T及B淋巴细胞被抗原活化T及B细胞经其细胞表面表达的抗原识别受体识别抗原。一个T及B细胞只表达一种TCR或BCR，只能特异地识别并结合一种Ag分子，所以T及B细胞对抗原的识别具有严格的特异性。T及B细胞与Ag结合后，则开始活化。第十五页，共42页。

二、T及B细胞的克隆扩增及分化

三、T及B细胞的效应细胞及效应功能

B细胞分化为浆细胞，分泌抗体，执行功能。T细胞中的效应细胞毒性T细胞，其效应是杀伤表达特异性Ag的靶细胞。四、免疫记忆细胞的产生

第十六页，共42页。第十七页，共42页。★免疫细胞吞噬细胞

淋巴细胞抗原处理及抗原提呈细胞自然杀伤细胞单核－巨噬细胞中性粒细胞T淋巴细胞B淋巴细胞第十八页，共42页。免疫应答的类型及作用一、固有性免疫应答（innateimmunneresponse）二、适应性免疫应答（adaptiveimmuneresponse）

第十九页，共42页。固有免疫应答固有免疫系统遇病原体后，首先并迅速起防卫作用。固有免疫在感染早期（数分钟至96小时内）执行防卫功能。

哺乳动物固有免疫系统由肥大细胞、巨噬细胞、天然杀伤（NK）细胞、中性粒细胞、以及可溶性分子，如补体等组成。吞噬细胞与NK细胞对病原体无严格选择性，对多种病原体均有吞噬、杀伤作用，故又称为非特异性免疫第二十页，共42页。适应性免疫应答（特异性免疫应答）一、T及B淋巴细胞被抗原活化二、T及B细胞的克隆扩增及分化三、T及B细胞的效应细胞及效应功能四、免疫记忆细胞的产生第二十一页，共42页。T及B淋巴细胞被抗原活化

T及B细胞经其细胞表面表达的抗原识别受体（TCR或BCR）识别抗原。一个T及B细胞只表达一种TCR或BCR，只能特异地识别并结合一种Ag分子。所以T及B细胞对抗原的识别具有严格的特异性。T及B细胞与Ag结合后，则开始活化。第二十二页，共42页。T及B细胞的克隆扩增及分化

BCR可直接识别并特异结合抗原使B细胞活化，在IL-4的作用下进行增殖。TCR识别抗原肽：MHC复合物，同时需要协同刺激信号，才能充分活化T细胞。在IL-2的作用下进行增殖。第二十三页，共42页。T及B细胞的效应细胞及效应功能B细胞分化为浆细胞，分泌抗体这一可溶性蛋白分子而执行免疫功能，故由B细胞介导的免疫称为体液免疫。T细胞经其自身分化为效应细胞后直接执行免疫功能，故由T细胞介导的免疫称为细胞免疫。第二十四页，共42页。第二十五页，共42页。免疫病理与免疫性疾病按发病机制不同,免疫性疾病分为三大类：

超敏感反应病

免疫缺陷病：先天性及继发型免疫缺陷病自身免疫病：速发型：由抗体介导，发作快如：哮喘、荨麻疹等迟发型：由细胞免疫介导，发作慢见于结核病、接触性皮炎第二十六页，共42页。免疫学在生命科学和医学发展中的作用免疫学为人类防治疾病作出重要贡献免疫学是生命科学的前沿学科，并将更有力地推动生命科学的进展免疫学是生物高新技术产业化的重要基础，它的发展蕴涵巨大经济效益免疫学将在生物安全及国防中发挥重要作用，不容忽视第二十七页，共42页。免疫学为人类防治疾病作出重要贡献疫苗的预防接种消灭及控制流行以久的严重传染病。抗体的应用免疫分子如EPO、IL-2、G-CSF等应用于临床治疗发展以干细胞和异体移植为主体的再生医学从免疫学角度深入认识并解决肿瘤、心脑血管疾病、自身免疫性疾病、老年痴呆等困扰人类以久的疾病。第二十八页，共42页。●应用免疫学的发展DNA疫苗基因工程制备重组细胞因子免疫细胞治疗完全人源抗体口服自身抗原,预防自身免疫病第二十九页，共42页。免疫学是生命科学的前沿学科免疫学的发展极为迅速免疫系统的研究揭示了生命活动（生老病死）的基本规律20世纪Nobel医学及生理学奖中，有15次授予免疫学中作出贡献的科学家第三十页，共42页。1962年—1967年证明T及B细胞分别负责细胞免疫和体液免疫，并具有协同作用。1975年单克隆抗体（mAb）技术建立1976年IL-2的发现1975年后进入现代免疫学时期.从基因水平揭示了抗原识别受体多样性的产生机制，从分子水平阐述信号转导途径，揭示出细胞程序性死亡途径，应用免疫学的发展第三十一页，共42页。免疫学有力地推动生命科学的进展免疫学理论和技术对其他生命科学分支学科的发展具有辐射作用及平台作用。免疫分子是多学科研究的共同手段第三十二页，共42页。免疫学在生物安全及国防中的作用一旦生物战争爆发，各种致命的病毒可能被用作生物武器，如炭疽、霍乱、天花等，将急需大量的疫苗加以预防和治疗。第三十三页，共42页。免疫学在医学中的应用新型疫苗的研制自身免疫病，过敏病及器官移植排斥的特异防治方案的建立生物高科技产业的发展抗菌及增强免疫的双重作用药物的开发第三十四页，共42页。抗体为基础的免疫治疗1．免疫血清

抗毒素血清：白喉，破伤风

胎盘球蛋白（丙球）

抗菌免疫血清

抗病毒免疫血清

抗淋巴细胞丙种球蛋白免疫治疗第三十五页，共42页。2．单克隆抗体

抗细胞表面分子的单抗：抗CD3,CD4

抗细胞因子的单抗（IL-1,TNF）

生物导弹

放射免疫疗法

抗体导向化学疗法

免疫毒素疗法第三十六页，共42页。3.基因工程抗体:用人抗体的部分氨基酸序列代替某些鼠源性抗体的氨基酸序列，保留其结合抗原的特异性部位，经修饰而成。

嵌合抗体（鼠-Fab+人Fc）

人源化抗体（CDR移植抗体）

完全人源抗体（鼠Ig基因敲除）

单链抗体，双价抗体，双功能抗体第三十七页，共42页。抗原为基础的免疫治疗1．抗原以表位的形式进行免疫治疗2．抗原以分子或片段的形式进行免疫治疗利用重组DNA技术产生大量的抗原分子进行免疫治疗。利用基因转移的方式构建载体注入体内，又称DNA疫苗。利用编码不同肿瘤抗原和重组痘苗病毒或腺病毒直接注射到体内。第三十八页，共42页。新型疫苗的研制

亚单位疫苗

合成肽疫苗

基因工程疫苗

DNA疫苗

转基因植物疫苗

疫苗的应用

抗感染

抗肿瘤

计划生育