医学免疫学教学课件：第十五章免疫耐受

免疫耐受Immunetolerance4个概念免疫无应答：机体免疫系统对“非己”物质产生应答并清除，而对“自己”物质无应答免疫耐受：机体免疫系统天然形成或后天获得的，对某种抗原后形成的特异性无应答状态。而对其他抗原的反应性正常。免疫缺陷：遗传或疾病等因素→→→非特异性免疫抑制：使用免疫抑制剂→→→非特异性适应性免疫范畴免疫耐受性与免疫抑制的区别

免疫耐受免疫抑制

immunetoleranceimmunosuppression

形成原因特异性T或B抑制或灭活用人工方法使免疫功能暂时抑制状态

对耐受原的需要耐受原的持续存在无需特异性抗原存在

持续时间较长时间暂时

对抗原刺激的反应性特异性无反应性对所有抗原无反应性

意义维持自身稳定延长移植物存活时间

免疫耐受的意义免疫耐受具有高度特异性，不影响机体对耐受原外的其他抗原的适应性免疫应答，这一点与免疫抑制或免疫缺陷的对多种抗原的适应性免疫应答水平下降或缺失不同同一抗原物质既可是耐受原，也可是免疫原，取决于一系列影响抗原免疫原性的因素（129页）——每一疫苗的最佳免疫接种程序都是特定的（206页）。什么是“自己”物质？固有免疫系统无应答适应性免疫系统耐受固有免疫系统眼里的“自己”固有免疫细胞缺乏识别“自己”物质的受体模式识别受体膜型：MR、SR、TLR分泌型：MBL、C反应蛋白有限多样性抗原识别受体：NKT、γδT、B1NK细胞存在抑制性受体（killerinhibitoryreceptor,KIR）来识别“自己”细胞表面的MHCI分子“自己”细胞表面表达有大量补体抑制因子叫免疫无应答，而不叫免疫耐受适应性免疫系统眼里的“自己”对“自己”物质产生免疫耐受，移植不排斥1945，Owen发现的异卵双生胎牛形成的红细胞嵌合体（chimeras），互不排斥出生后皮肤移植亦不排斥，但移植无关小牛皮肤则排斥这种耐受具有特异性怎么形成的？假说：胚胎期接触了同种异型抗原在胚胎期人工诱导的免疫耐受1953，Nature，Medawar等将一成年A系公鼠的组织混合物（睾丸、肾、脾）制备的悬液（包括小块组织，分离的细胞和细胞碎片）接种在6只CBA（近交系）系胚鼠(15-16天)体内（书上错误），出生5只出生后8周，3/5实验组CBA系鼠（一公两母）接受A系鼠的植皮，无急性排斥反应5天后，1号再次接受A系鼠的植皮，无急性排斥反应，75天后开始出现排斥现象，移植的A系鼠皮肤一共活了91天另2只可能未成功接种正常植皮的排斥反应2-3天后明显可见，11天左右移植的皮肤完全死亡为什么移植的A系鼠皮肤最后还是死了？是CBA系鼠免疫系统主动耐受还是移植的A系鼠皮肤无免疫原性？2、3号分别在初次移植后77天和101天接受了“被A系小鼠皮肤免疫过的同系CBA小鼠的淋巴结悬液”的腹腔注射14天后初次移植的A系鼠皮肤死亡说明开始的耐受不是因为A系鼠皮肤没有免疫原性，而是CBA系鼠免疫系统的主动耐受这种主动耐受是特异性的吗？被人工诱导对A系鼠皮肤耐受的CBA系鼠对AU系鼠的皮肤反应正常，11天后移植的AU系小鼠皮肤坏死，说明受者CBA系鼠的免疫应答正常，其胚胎期被诱导的对A系鼠的免疫耐受是特异性的这种耐受能遗传吗？1、2、3号小鼠的生殖系统未受影响，兄妹交配后，2只母鼠分别产了6、8只仔鼠成年后，各取2只，移植A系鼠皮肤11天后，移植物坏死不能遗传验证了Owen的发现，在胚胎期时，可人工诱导其对“非己”抗原产生特异性耐受，也就是说，把其当成了“自己”物质人工诱导新生期小鼠免疫耐受A：白色CBA：野生色注：此图非PeterBrianMedawar于1953年发表在Nature上原文的实验新生期耐受的维持时间短于胚胎期总结：适应性免疫系统如何区分“自己”和“非己”

（129页）凡是适应性免疫系统对其耐受的，都是“自己”物质，反之就是“非己”物质未成熟淋巴细胞（胚胎期或新生期）接触过的，无论是外来抗原还是自身抗原，都会形成免疫耐受，其本质是淋巴细胞在中枢发育时的阴性选择。这种天然免疫耐受长期持续，不易打破成熟淋巴细胞也可被诱导耐受，但这类后天诱导的免疫耐受维持时间短，易打破为克隆选择学说提供了证据Burnet克隆选择学说——胚胎发育期，未成熟的自身反应性淋巴细胞接触自身抗原后会被克隆清除，从而形成对自身抗原的耐受1960，Burnet和Medawar获得Nobel医学和生理学奖那些不再是“自己”的“自己”衰老细胞——红细胞衰老死亡，唾液酸结构消失，暴露N-乙酰葡糖胺，可被吞噬细胞SR识别吞噬损伤细胞——各种理化因素(如射线、药物等)可使细胞结构改变，可被吞噬细胞SR识别吞噬，也可诱导适应性免疫应答肿瘤或病毒感染细胞——表达新抗原打破的免疫豁免区——局部免疫抑制状态被打破，免疫细胞从未见过——应答免疫耐受和免疫应答保持平衡对维持免疫自稳至关重要（129页）人工诱导成年期小鼠后天免疫耐受

注射各种剂量的BSA成年小鼠

低剂量和高剂量均不出现对BSA的抗体应答实验证明，成年鼠也可诱导免疫耐受，但较胚胎期和新生期明显困难，受抗原因素和机体因素的影响。后天接触抗原导致的免疫耐受抗原因素抗原剂量抗原水平高时，不仅易诱导效应细胞AICD，而且易诱导Treg等抑制性细胞的产生高带耐受说明记记忆细胞的诱导需要相对较低水平抗原，记忆细胞的诱导都是在免疫应答后期抗原被清除得差不多的时候T、B细胞后天免疫耐受的诱导TI-Ag需高剂量才能诱导B细胞耐受，无法诱导T细胞耐受TD-Ag低剂量和高剂量均可诱导耐受低剂量低带耐受仅使T细胞耐受高剂量高带耐受可同时使T、B细胞耐受T细胞耐受所需的抗原量比B细胞小得多，且发生快，持续时间长（130页图15-3）抗原类型及剂型可溶性抗原中非聚合的单体蛋白质常为耐受原辅以佐剂不易引起免疫耐受抗原免疫途径口服＞静脉注射＞腹腔注射＞肌肉、皮下注射口服易导致“耐受分离”——局部黏膜免疫，全身免疫耐受抗原持续存在生理——自身抗原反复刺激，缺少共刺激信号病理——长期感染和肿瘤时，低剂量抗原长期存在易致耐抗原表位特点耐受原表位——诱导Treg细胞活化的抗原表位机体因素年龄及免疫系统发育状态免疫系统发育不成熟的个体易致耐胚胎期＞新生期＞成年期——诱导耐受所需抗原量逐级增加，而耐受维持时间逐级降低半致死量辐照能模拟新生期状态，利于诱导持久免疫耐受——放化疗易复发，定点放疗生理状态——使用免疫抑制剂手段可诱导耐受，常用于器官移植遗传背景与MHC有关，豚鼠对多糖抗原先天耐受灵长类、有蹄类动物诱导建立耐受性一般需要在胚胎期，而小鼠和大鼠在胚胎期和新生期都能诱导成功生理状态下自身免疫耐受的机制中枢耐受——阴性选择，达到克隆清除特殊的分布和循环模式——初始T、B细胞在二级淋巴器官中循环，不被允许渗出到组织中去，接触不到自身抗原外周耐受——抑制错误进入组织中的突破了中枢耐受的自身反应性淋巴细胞的活性机体的自身免疫耐受是多层次的，没有哪个单独的耐受诱导机制是百分之百有效的。这种多层次机制使得自身免疫病的发生概率被控制在最小。T细胞的中枢耐受胸腺髓质中，未成熟T细胞的TCR若能与mTEC或胸腺DC表面的自身抗原肽-MHC复合物高亲和力结合，则被克隆清除自身免疫调节因子（AIRE）驱使许多尽在外周表达的组织特异性抗原抗原在mTEC异位表达，可被mTEC递呈或在mTEC凋亡后由胸腺DC交叉递呈表达与自身抗原肽-MHC复合物亲和力稍低（高于正常，说明有自身反应性）TCR的未成熟T细胞有被诱导成nTreg细胞的倾向mTEC或胸腺DC递呈了所有自身抗原吗？B细胞的中枢耐受B细胞耐受是必需的吗？B细胞耐受将被T细胞耐受所掩盖——T细胞耐受后，自身反应性B细胞无法充分活化产生自身反应性抗体人们发现B细胞有时可以在无T细胞辅助的情况下激活，所以必须有某种机制使B细胞产生耐受B细胞中枢耐受的机制克隆清除至少25%的识别自身抗原的未成熟B细胞克隆启动了受体编辑下调BCR表达水平，失能B细胞耐受似乎没有T细胞耐受那么严格，目前对B细胞耐受的研究不如T细胞耐受清楚所有自身反应性细胞了被清除了吗？中枢耐受不是100%可靠的需要进行阴性选择的未成熟淋巴细胞的数目是恐怖的（84页——T：1016；B：1011），对这么多细胞逐个进行选择是不可能的骨髓和胸腺中自身抗原表达的丰度与外周类似，那些识别外周高丰度表达的自身抗原的细胞被优先清除，这样就尽可能减少了自身反应性淋巴细胞进入外周引起自身免疫病的机会携带对自身抗原具有低亲和力受体或能识别骨髓和胸腺中极罕见或未表达的自身抗原的T、B细胞逃逸中枢耐受的几率更大失能B细胞也具有潜在的自身反应性需要有更多方法来抑制逃逸中枢耐受T/B细胞的活性生理状态下外周环境的特点外周免疫器官中自身抗原的表达水平往往与中枢相似生理状态因缺乏固有免疫系统提供的“危险信号”，所以第二信号普遍不足有Treg等抑制性细胞的存在细胞因子水平不高总的来说，与中枢环境相比变化性更大，所以外周耐受易被打破，导致自身免疫病自身抗原外周免疫耐受形成的机制克隆清除免疫忽视克隆失能免疫调节细胞的作用细胞因子的作用免疫豁免区克隆清除偶尔具有高亲和力抗原识别受体的淋巴细胞会从中枢逃逸（不会持续）自身抗原水平高第二信号不足，被诱导凋亡APC能通过交叉递呈等方式提供第二信号，由于高水平自身抗原的长期存在，被反复活化，Fas表达量上调，易通过AICD被清除免疫忽视第一信号不足，不能有效活化自身反应性T、B细胞自身抗原水平低抗原识别受体亲和力低潜伏的自身反应性细胞，可逆转病原体感染、模拟自身抗原→APC活化→共刺激分子表达→诱导自身免疫应答（打破耐受）克隆失能——正常水平第一信号在外周，自身反应性T/B细胞常以克隆失能的状态存在T细胞克隆失能→易凋亡，被克隆清除Th：iDC能提呈自身抗原，但低表达第二信号分子CTL：组织细胞能通过MHCI提呈自身抗原，但不表达第二信号分子B细胞失能——高表达Fas，故易凋亡自身TD抗原特异性T细胞无法接触或失能时，对应的B细胞失能可溶性抗原通常以单体形式存在，不易使BCR交联，所以当B细胞长期暴露于可溶性抗原时，易导致B细胞失能免疫调节细胞的作用Treg——CD4+CD25+FoxP3+（91页）自然调节性T细胞（nTreg）——胸腺中诱导诱导性调节性T细胞（pTreg）——外周中诱导依赖细胞接触（nTreg）和细胞因子（pTreg）→抑制DC成熟、抑制Th1、CTL功能Treg↓→失去抑制→自身免疫病Treg功能transcriptionfactorApproximately5–10%ofperipheralCD4T-cellpopulationBymeansofgranzymeandperforinCTLA-4mediatedinhibitionTreg的旁观者效应nTreg抑制T细胞在外周的自身反应性细胞因子的作用低浓度细胞因子→自身反应性T/B有限增殖→维持外周淋巴细胞库容→免疫耐受高浓度细胞因子→自身反应性T/B大量增殖→外周淋巴细胞库容扩大→打破免疫耐受→自身免疫病免疫豁免部位的耐受机制：屏障作用免疫偏离FasLTGF-β（抑制性细胞因子）PD-1（抑制性共刺激分子）HLA-G（抑制性MHC分子，胎盘）化学物质（胎盘）脑、眼前房、睾丸、胎盘等，通常不诱导移植排斥，所以角膜移植成功率高。但可因为外伤、感染等引起自身免疫病或流产生发中心内B细胞耐受的维持B细胞接受抗原刺激后进入生发中心暗区进行增殖并发生体细胞高频突变，而后进入明区。此时的B细胞及易凋亡，需要从FDC和Th那里分别获得第一信号和第二信号才能存活。第一信号FDC高表达FcR和CR（113页），只富集被调理过的抗原，而自身抗原通常没有被调理过，所以高频突变后能识别自身抗原的B细胞克隆因为无足够第一信号都凋亡了。并且此时的B细胞不仅要求其BCR必须同抗原发生交联，而且其共受体中的CD21也必须与调理抗原的补体片段相结合，进一步明确了只有能识别“异己”抗原（被调理过）的B细胞才能生存。