人体的防御体系

人体的防御体系生命科学学院主要内容一、人体内的两道防线二、免疫器官和免疫细胞三、特异性免疫的机理四、免疫学的应用五、免疫系统的疾病人体防御3道防线1、皮肤、口腔、鼻腔、消化道与呼吸道中的黏膜及其分泌物等构成了第一道防线。2、吞噬细胞、NK细胞、抗菌蛋白和炎症反应等构成了人体抵御病原体入侵的第二道防线。第1和第2防线属于固有性免疫（非特异性免疫--T细胞）3、淋巴细胞和抗体属于第三道防线。是获得性免疫（特异性免疫：B细胞）一、人体内的两道防线

面对病原物的入侵，人体内出现了两类免疫反应，亦可称为两道防线。

（1、细胞免疫；2、体液免疫）获得性免疫固有性免疫人体内的“异己”来自两个方面:(1)外来的入侵者：侵入身体的各种致病菌,包括:细菌、真菌、还有致病的病毒，原生动物，低等生物等等。(2)“变坏了的”自身细胞。病毒入侵物理因子细胞死亡、癌变需要化学因子清除

(1)探针带来细菌入侵(2)吞噬细胞赶赴“现场”(3)消灭入侵，恢复健康细胞免疫英国医生Jenner

在1796年首创接种牛痘预防天花。

1870,巴斯德和柯赫系统地用弱毒疫菌接种,预防羊炭疽病，鸡霍乱，狂犬病等传染病。

据记载，我国在宋朝就接种“人痘”预防天花。

1978年世界卫生组织宣布，人类消灭了天花。体液免疫体液免疫反应的特点：识别自身和外物，专一性和记忆性。二、免疫器官和免疫细胞

免疫系统免疫器官免疫细胞

免疫系统：由淋巴器官和淋巴组织构成。

免疫器官：是淋巴器官；免疫活性细胞在免疫器官内产生、成熟、运行、贮存和免疫应答。

免疫细胞：负责免疫功能的细胞，主要是以B－细胞和T－细胞为主的免疫活性细胞。注意：细胞免疫和免疫细胞的区别：依靠T细胞的免疫方式称为细胞免疫，它对应于体液免疫；免疫细胞是指参加免疫的所有白细胞。1、免疫器官人体免疫器官包括以下2大部分：

中枢淋巴器官：骨髓:淋巴干细胞产生：淋巴T细胞、淋巴B细胞、NK细胞。

胸腺：来自骨髓的淋巴T－细胞在此成熟,形成TH细胞和Tc细胞。

外周淋巴器官：脾脏：贮存淋巴细胞的场所。

扁桃体、淋巴结和淋巴管：构成淋巴细胞贮存运输系统。淋巴B细胞在抗原刺激下，分化为浆细胞，产生抗体。白血细胞的分类又称白细胞，白血球：4000-10000/ml有粒白细胞——3种（嗜酸、嗜减、中性）无粒白细胞——2种（单核细胞，淋巴细胞）巨噬细胞B-细胞T-细胞吞噬细胞（打扫战场）免疫先锋造血干细胞骨髓髓样干细胞淋巴干细胞T-细胞、B-细胞、NK细胞、树突状细胞单核细胞、巨噬细胞、粒细胞（群）、血小板、红细胞分别取出淋巴细胞肝细胞其他细胞正常小鼠注射淋巴细胞注射肝细胞注射其他细胞恢复特异性免疫反应未恢复未恢复亚致死剂量杀死骨髓细胞放射照射验证淋巴细胞负责特异性免疫反应的试验

B－细胞T－细胞

来源

骨髓骨髓

成熟骨髓胸腺

寿命

几天至十几天几年

占白细胞20％80％

功能体液免疫（抗体）细胞免疫

B－细胞和T－细胞的共同特点：（1）特异地识别抗原；都产生记忆细胞。（2）在抗原刺激，活化，分化，增殖；（3）发挥特异的免疫应答效应，产生抗体产生因子直接攻击“变坏”细胞。非特异性防御及淋巴系统这些特殊的免疫细胞与化学成分一般都是淋巴系统的组成部分。人体的淋巴系统是各种免疫细胞协同作用的网状系统，它们由淋巴管、淋巴结和包括胸腺、骨髓、脾脏和扁桃体等器官共同组成。非特异性防御及淋巴系统在人体及哺乳动物中最重要的一类非特异性防御细胞是白细胞。它们既可存在于血管中，又可分布于组织液中。巨噬细胞、中性粒细胞和自然杀伤细胞（NK细胞）是3种具有非特异性防御作用的白细胞。体内第1道防线：细胞免疫免疫细胞包括各种淋巴细胞，如单核细胞，巨噬细胞和粒细胞（吞噬细胞）等一切与免疫有关的细胞。

人体淋巴细胞的总数约2x1010个。其中最主要的参与免疫应答的细胞叫免疫活性细胞：B－细胞和T－细胞。

此外，还有K－细胞，NK－细胞，N－细胞，D－细胞等，也是免疫活性细胞。T－细胞又可区分为：

Tc--细胞毒

T细胞（直接作用）

TH--协助

T细胞(刺激信号放大作用)Ts--抑制

T细胞(反应结束信号作用)细胞免疫细胞介导的免疫应答可以防御病毒感染和癌症，杀死并消灭被感染的体细胞，同时也消灭了其中的病毒等病原体。T细胞介导的细胞免疫过程T细胞及细胞介导的免疫应答1234巨噬细胞T－细胞在细胞免疫中起作用

Tc——胞毒T细胞直接参与杀伤靶细胞。杀伤机理：分泌穿孔素，使得细胞解体

（1）直接使靶细胞裂解

（2）诱导靶细胞进入凋亡程序体内第2道防线：体液免疫（特异性免疫）种牛痘或患天花、麻疹等疾病痊愈以后，人体内一种称为B细胞的淋巴细胞产生出游离于体液中的抗体蛋白，依靠B细胞的免疫方式称为体液免疫。B细胞和T细胞的分化当细菌和病毒等病原体入侵到我们的血液、淋巴或组织液中时，由B细胞介导的体液免疫起着关键的作用。

B细胞及体液介导的免疫应答细胞被抗原活化，克隆出更多的浆细胞和记忆细胞。

B细胞与抗原结合后的分化发育还需要巨噬细胞和T细胞的参与。三、特异性免疫的机理

1、免疫细胞负责特异性免疫

特异性免疫针对不同抗原给出不同反应。外来的蛋白质或多糖大分子，分子量在10000以上，可以作为抗原引起特异性免疫反应。特异性免疫是发生在哪一类细胞中？抗体的结构与作用机理

B－细胞分泌抗体，在体液免疫

中起作用；抗体是由四条肽链组成的蛋白质分子。

轻链可变区

重链可变区，补体结合区（Fc）

B细胞及体液介导的免疫应答在体液免疫中，抗体是攻击病原体的分子级武器，它是一种γ-球蛋白(Ig)，或称为免疫球蛋白。免疫球蛋白的基本结构：“Y”型的四链分子按照抗体的结构与功能的差别，它们被分成IgM,IgG,IgD,IgA,IgE等5类编码抗体L链可变区的基因，有三组基因:

V基因有400种拷贝

J基因有5种拷贝

C基因有2种拷贝

这样，L链可变区的编码基因可能有的组合方式

400x5x2＝4x103

种

编码H链可变区的基因，有四种基因:

V基因有400种拷贝

J基因有5种拷贝

D基因有10种拷贝

C基因有8种拷贝

这样，H链可变区的编码基因可能有的组合方式：

400x5x10x8＝1.6x105

种L和H合在一起，可能出现的组合方式：

4x103x1.6x105＝6.4x108种再加上个体可能发生的突变，各种组合总数可达：

109－1010种

这样天文数字的可能的抗体结构，足以应付各种抗原结构。

抗体与抗原形成特异结合，再通过下列反应消灭抗原。

中和反应：抗体结合抗原以便吞噬细

胞吞噬。

聚集反应：抗体是双价的，可以使抗

原聚集，以便吞噬。

沉淀反应：抗体结合后，使可溶性抗

原大分子沉淀，以便吞噬。

活化补体：抗体结合在细菌细胞表面，Fc

结合并活化一系列补体，

活化了的补体分子在细菌的细胞膜上打个洞，使后者裂解死(补体是存在于血液中的一组蛋白质，参与免疫反应，过程复杂。)补体的作用：非特异性防御人体非特异性防御系统中抗菌蛋白可以直接攻击细菌和病毒，阻碍其复制。例：干扰素的作用机理研究发现，这种抗菌蛋白的短期免疫作用对于抵御引起流感和普通感冒的病毒比较有效。第2次感染单克隆生产技术细胞免疫与体液免疫的相互配合

在抗原刺激下，免疫细胞从静息状态的淋巴细胞活化起来。

免疫细胞的活化，不仅需要抗原刺激，还需要其他免疫细胞帮助。TH分泌IL－2，分别作用于Tc－细胞和B－细胞。巨噬细胞起抗原呈递细胞（APC）作用，并分泌IL－1。

进入细胞免疫启动体液免疫巨噬细胞助T细胞免疫细胞间的作用巨噬细胞启动的免疫应答当一种病毒或细菌突破了非特异性防御由呼吸道进入人体后，巨噬细胞便会立即启动免疫应答。免疫系统的T细胞通过细胞表面MHC蛋白的进行自我与非我的识别。T细胞识别不同于自身的MHC。不同个体细胞具有特定的MHC(同卵双胞胎除外).巨噬细胞的MHC分子与抗原嵌合，该细胞（抗原呈递细胞）将加工过的抗原提交给T细胞，进一步激活细胞毒性T细胞，最终杀死被病毒和细菌感染的细胞。巨噬细胞变为呈递细胞关于克隆选择学说

（1）特异性免疫的两个特点——

专一性记忆性

（2）记忆性的来源是因为激活后的免

疫细胞中一部分变成记忆细胞。

免疫细胞上的抗体类型为什么如此丰富？为何有专一性和记忆性？克隆选择学说是怎样解释的？（3）免疫细胞何以会对付千变万化的抗原？

回答——

免疫细胞表面有特异结合抗原的受体。

免疫细胞表面对付千变万化抗原的各种受体从何而来？

有两种可能的回答：

或者：身体内储有千千万万种各带不同受体的免疫细胞，每种抗原刺激从中选择活化一种——克隆选择说。(如商场购物)

或者：身体内只有一种或数种免疫细胞，不同抗原诱导产生出千变万化的受体来——诱导说/订做说。

各方面证据支持克隆选择说

实验结果支持克隆选择学说

对免疫球蛋白（抗体）编码基因的分子遗传学研究也支持克隆选择学说。

正常小鼠取出淋巴细胞用A抗原诱导处理亚致死剂量杀死骨髓细胞放射照射无免疫反应有免疫反应

注射A抗原注射其他抗原注射＋A抗原证明克隆选择学说的实验抗原和抗体反应含多种抗体四、免疫学的实际应用

1、人工免疫和生物制品

通过注射、口服等方法使人体摄入抗原类或抗体类物质，使人体增强对外来入侵的免疫能力，称为人工免疫。

用大规模工业化手段生产用于人工免疫的各种生物来源的制剂，统称生物制品。生物制品主要用于传染性疾病的预防、治疗和诊断。

（1）人工自动免疫生物制品——促使人体产生特异免疫能力

注射抗原，使人体“主动地”产生特异抗体。

（2）人工被动免疫生物制品——向人体提供特异的或非特异的免疫能力。

注射含抗体成份的抗血清，使人体“被动地”获得特异的或非特异的抵抗能力。卡介苗——经过处理，变成弱毒或无毒的活的结核杆菌。白百破疫苗，伤寒疫苗——经过处理的死菌体。（白喉、百日咳、破伤风）抗狂犬病毒血清抗乙肝病毒血清抗破伤风毒素血清胎盘球蛋白血浆－球蛋白

2、免疫技术用于疾病治疗

（1）一些抗血清已用于狂犬病、乙肝、破伤风的预防和治疗。

（2）器官移植要求免疫抑制

环胞菌素作为良好的免疫抑制剂，已广泛用于器官移植。（土壤真菌）

（3）癌症的免疫治疗

人体免疫系统为什么不能阻止癌细胞增长形成肿瘤？

免疫活性细胞能否在治疗癌症发挥威力发挥威力？黑色素瘤病人的肺部X－光片子。取出癌块，从中分离T－细胞。培养增值后，将T－细胞再注回病人体内。两个月后，疗效显示出来。治疗前治疗后3、免疫技术用作研究手段

（1）亲和层析：利用

抗原/抗体专一性结合原理，从各种杂蛋白中分

离目的蛋白。

（2）酶联免疫吸附法（ELISA）：

专一性检测微量的蛋白质（10－9克）。

专一性强，灵敏度高。

（3）单克隆抗体

随着在研究上应用日益广泛，对抗体的数量和质量（专一性）要求越来越高。

数量多——传统的实验动物马、

兔等免疫不方便。

质量高——大动物免疫难以做到

单克隆。

用细胞融合技术获得单克隆抗体综合了两方面优势：

淋巴细胞肿瘤——能不断增值，但没有产生专一抗体能力。

从脾脏得到淋巴细胞——能产生专一抗体，但不能不断增值。

单克隆是指所有制备抗体的细胞都是同一个细胞的拷贝，因此其产生的抗体完全相同。单克隆抗体是大规模细胞培养的产物，而不是直接来自于动物血清。单克隆抗体制备单克隆抗体的过程涉及到细胞培养、细胞融合等多种步骤。五、免疫系统的疾病

（1）过敏

过敏反应表现：打喷嚏，哮喘，风疹等。过敏源：花粉，青霉素，草莓，牡蛎，菌类（食物中某些蛋白质），地毯灰尘，蜂毒（蜜蜂刺蛰）。组胺的释放引起一系列过敏反应（2）自身免疫疾病

正常情况下，人体的免疫系统不会攻击自身细胞和组织。由于某些尚未清楚的原因，免疫活性细胞攻击自身组织，出现自身免疫疾病。自身免疫疾病包括：红斑狼疮风湿性关节炎；风湿性心脏病——酿脓链球菌表面的抗原决定子，与心脏瓣膜上结构相似，菌诱导产生的抗体，不仅