医学免疫学笔记

医学免疫学笔记

第一章、第二章重点与难点提示：

本章重点掌握免疫的含义、免疫的三大功能、免疫应答的类型及特点，免疫系统的组成及各自的功能。二、基本概念及要点：

掌握以下基本概念：

1．免疫：是指机体识别和排除抗原性异物的功能，从而维持机体的生理平衡和稳定。正常情况下，对机体是有利的；但在某些情况下，则对机体是有害的。

2．固有性免疫应答：固有性免疫（innateimmunity），是机体在长期种系进化过程中形成的天然防御功能。又称为天然免疫、先天性免疫或非特异性免疫（non-specificimmunity）。3．适应性免疫应答：适应性免疫（adaptiveimmunity）是指机体与抗原物质接触后获得的，具有针对性的免疫过程，故又称获得性免疫（acquiredimmunity）或特异性免疫（specificimmunity）。

掌握以下要点：

1．免疫的三大功能及其表现：

（1）免疫防御（immunologicaldefence）正常的免疫应答可阻止和清除入侵的病原体及其毒素等，即具有抗感染免疫的作用。

（2）免疫自稳（immunologicalhomeostasis）指机体对自身成份的耐受、对自身衰老和损伤细胞的清除、阻止外来异物入侵并通过免疫调节达到维持机体内环境稳定的功能。

（3）免疫监视（immunologicalsurveillance）免疫系统可识别、杀伤并及时清除体内突变的细胞，防止肿瘤的发生。

表1-1免疫的功能与表现：免疫功能生理性(有益)病理性(有害)免疫防御清除病原微生物及其他抗原性异物超敏反应(过度)．免疫缺陷病(不足)免疫自稳清除损伤或衰老的细胞自身免疫性疾病免疫监视清除突变或畸变细胞肿瘤发生，病毒持续感染

2．免疫应答的类型及特点：

体内有两种免疫应答类型：一是固有性免疫应答，又称为非特异性免疫；二是适应性免疫应答，又称为特异性免疫。

●固有性免疫应答的特征是：（1）无特异性，作用广泛；（2）先天具备；（3）初次与抗原接触即能发挥效应，但无记忆性；（4）可稳定遗传；（5）同一物种的正常个体间差异不大。非特异性免疫是机体的第一道免疫防线，也是特异性免疫的基础。

●适应性免疫应答包括细胞免疫与体液免疫，三个阶段：①识别阶段；②活化增殖阶段；③效应阶段。其特征是：（1）特异性，即T、B淋巴细胞仅能针对相应抗原表位发生免疫应答；（2）获得性，是指个体出生后受特定抗原刺激而获得的免疫；（3）记忆性，即再次遇到相同抗原刺激时，出现迅速而增强的应答；（4）可传递性，特异性免疫应答产物（抗体、致敏T细胞）可直接输注使受者获得相应的特异免疫力（该过程称为被动免疫）。（5）自限性，可通过免疫调节，使免疫应答控制在适度水平或自限终止。

3．免疫系统的组成及各自功能：

免疫系统（ImmuneSystem）：由免疫器官、免疫细胞和免疫分子构成。

（1）免疫器官根据其功能不同可分为中枢免疫器官和外周免疫器官。

●中枢免疫器官是免疫细胞发生、分化、筛选与成熟的场所。它包括骨髓（bonemarrow）、胸腺（thymus）及腔上囊（或法氏囊）。骨髓是造血多能干细胞所在地、人及哺乳类动物B细胞分化、成熟场所；骨髓的功能：再次免疫应答的场所，即是中枢免疫器官，但能缓慢持久产生Ab，又是外周淋巴器官。胸腺是T细胞分化、成熟场所；胸腺微环境构成了决定T细胞分化、增值和选择性发育的场所；胸腺微环境由胸腺基质细胞、细胞外基质及局部活性物质（如激素、细胞因子等）组成，其在胸腺细胞分化发育过程的不同环节均发挥作用。胸腺基质细胞包括胸腺上皮细胞、巨噬细胞、树突状细胞和成纤维细胞等，主要参与胸腺细胞的阴性选择和阳性选择。腔上囊是禽类特有的免疫器官，是禽类B细胞分化、成熟场所。

●外周免疫器官是免疫细胞定居和增殖的场所，也是免疫细胞接受抗原刺激产生特异性抗体和致敏淋巴细胞等免疫应答的场所。它包括淋巴结、脾脏、扁桃体及皮肤粘膜淋巴相关组织等。淋巴结的免疫功能有：①滤过、清除淋巴液中抗原异物的作用。②是T、B淋巴细胞居留增殖的场所。③是淋巴细胞接受抗原刺激、发生特异性免疫应答的场所。④参与淋巴细胞再循环。脾脏的功能有：①滤过、清除血液中抗原异物的作用。②是T、B淋巴细胞居留增殖的场所。③是淋巴细胞接受抗原刺激、发生特异性免疫应答的场所。④合成某些生物活性物质。皮肤、粘膜相关淋巴组织的免疫功能主要可概括为①构成机体防御外来抗原的第一道防线。②执行局部特异性免疫作用。

（2）免疫细胞（immunocyte）：是指所有参与免疫应答或与之有关的细胞。根据免疫细胞在免疫应答中的作用可概括为四类：

①淋巴细胞：包括T、B淋巴细胞，由于T、B细胞可以TCR、BCR特异识别抗原故也称抗原特异性淋巴细胞。其分别介导细胞免疫和体液免疫。

②抗原递呈细胞（APC细胞）：包括树突状细胞、巨噬细胞等。能捕获、处理并递呈抗原的细胞，在免疫应答过程中具有重要的递呈抗原肽及免疫调节作用。

③吞噬细胞：包括单核-巨噬细胞和中性粒细胞。具有吞噬和杀菌功能，在固有免疫中发挥重要作用。

④自然杀伤细胞:即NK细胞,可自发杀伤病毒感染细胞及肿瘤细胞，在固有免疫中发挥重要作用。●黏膜相关淋巴组织组成成分，其具有的结构特点及功能黏膜相关淋巴组织（mucosal-associatedlymphoidtissue,MALT）：主要包括扁桃体、阑尾和小肠派氏集合淋巴结以及呼吸道、肠道和泌尿生殖道粘膜上皮细胞下聚集的无包膜的淋巴组织。MALT没有输入淋巴管道，抗原由局部黏膜上皮细胞表面进入。在肠黏膜上皮细胞间存在一种特化的抗原转运细胞一M细胞，该种细胞能以吞饮形式将外来抗原转运到胞质内，并在未经降解情况下，将抗原转运到粘膜下结缔组织中。粘膜下结缔组织中富含巨噬细胞、树突状细胞以及与之混处在一起的T、B细胞。T细胞中以CD8+T细胞为主（占80％～90％），CD4+T细胞主要为CD45RO+记忆T细胞，B细胞主要是表型为mlgD+HLA-DR+B7+的记忆B细胞。功能：1、产生分泌型IgA（SIgA）：成为黏膜局部抵御病原微生物感染的主要机制。2、参与粘膜局部免疫应答（局部抗感染、粘膜免疫:疫苗的给药途径）

（3）免疫分子根据其存在的状态可以分为膜分子及分泌性分子

分泌性分子是由免疫细胞合成并分泌于胞外体液中的免疫应答效应分子，包括抗体分子、补体分子和细胞因子等。

膜分子（存在细胞膜表面的抗原或受体分子）是免疫细胞间或免疫系统与其它系统（如神经系统、内分泌系统等）细胞间信息传递、相互协调与制约的活性介质，包括TCR、BCR、MHC分子、CD分子及细胞粘附分子（celladhesionmolecules，CAMs）等。各类免疫分子将在其后各相应章节阐述。淋巴细胞归巢与再循环●淋巴细胞归巢:成熟的淋巴细胞离开中枢免疫器官后，经血循趋向性迁移并定居在外周免疫器官或组织的特定区域。●淋巴细胞再循环：是淋巴细胞在血液、淋巴液和淋巴器官间的反复循环称再循环。●淋巴细胞再循环途径（淋巴结）:淋巴细胞随血流→淋巴结深皮质区→穿过HEV→进入淋巴组织内→移向髓窦→经输出淋巴管→胸导管→血循环。●淋巴细胞再循环途径（脾）:脾动脉→白髓区→脾索→脾窦→脾静脉→血循→脾动脉。●淋巴细胞再循环的意义：1.使淋巴细胞分布更合理，淋巴组织可从循环池补充新淋巴细胞2.增加了淋巴细胞与抗原和APC接触机会3.增强了免疫应答反应4.使机体免疫器官和组织形成有机整体第三章抗原(Antigen,Ag)●抗原：是指能与T细胞的TCR及B细胞的BCR结合，使其增殖、分化，产生抗体或致敏淋巴细胞并与之结合，进而发挥免疫效力的物质。●两个重要特性：免疫原性(immunogenicity)：即抗原刺激机体产生免疫应答，诱生抗体或致敏淋巴细胞的能力。抗原性(antigenicity)：与相应的免疫应答产物发生特异性结合的能力，也称反应原性(reactogenicity)。●完全抗原(completeantigen)：同时具有免疫原性和抗原性的物质称即通常所称的抗原。●半抗原(hapten)/不完全抗原(incompleteantigen)：仅具备抗原性而不具备免疫原性的物质。●载体(Carrier)：与半抗原结合后使之具有免疫原性的物质； ●耐受原(tolerogen)：可诱导机体产生免疫耐受的抗原变应原(allergen)：能诱导变态反应的抗原第一节抗原的异物性与特异性异物性：异物即非“己”的物质。一般来说，抗原与机体之间的亲缘关系越远，组织结构差异越大，异物性越强，其免疫原性就越强。①异物性不仅存在于不同种属之间；②也存在于同种异体之间，如同种异体移植物是异物，也有免疫原性；③自身成份也可被机体视为异物。（如发生改变；在胚胎期未与免疫活性细胞充分接触。）特异性：是指抗原刺激机体产生免疫应答及其与应答产物发生反应所显示的专一性，即某一特定抗原只能刺激机体产生特异性的抗体或致敏淋巴细胞，且仅能与该抗体或对该抗原应答的淋巴细胞有特异性结合。●决定抗原特异性的结构基础是存在于抗原分子中的抗原表位。抗原表位(epitope)、又称抗原决定簇（antigenicdeterminant）①抗原分子中决定抗原特异性的特殊化学基团；②它是与TCR/BCR及抗体特异性结合的基本结构单位，抗原结合价(antigenicvalence):指一个抗原分子上能与相应抗体发生特异性结合的抗原决定簇的总数●T细胞抗原决定簇和B细胞抗原决定簇的概念及区别：T、B细胞通常识别抗原分子中的不同抗原决定簇，分别称为该抗原的T细胞抗原决定簇和B细胞抗原决定簇。两者的区别有(表6—2—1)。表6—2—1

T细胞抗原决定簇和B细胞抗原决定簇的区别T细胞抗原决定簇B细胞抗原决定簇受体TCRBCRMHC必需无需性质主要为变性多为天然的多肽、多糖、LPS等大小8～12个氨基酸(CD8+T)12一l7个氨基酸(CD4+T)5—7个氨基酸、5—7个单糖或5—7个核苷酸类型线性构象或线性位置抗原分子的任何部位抗原分子表面●抗原表位的类型根据抗原表位的结构特点①顺序表位(sequentialepitope)/线性表位(linearepitope)：由连续性线性排列的短肽构成；②构象表位(conformationalepitope)/非线形表位(non-linearepitope)：指短肽或多糖残基在序列上不连续性排列，在空间上形成特定的构象。●根据T、B细胞所识别的抗原表位的不同①T细胞表位：T细胞表位可存在于抗原物质的任何部位。②B细胞抗原表位：B细胞表位多位于抗原表面，可直接刺激B细胞。●抗原表位影响因素:化学基团的性质、数目、位置、空间构象●表位－载体效应(carriereffect)①表位(半抗原)特异性的B细胞和载体特异性的Th细胞共同参加。②半抗原必须与蛋白质载体偶联，才能诱导出抗半抗原抗体。③在免疫应答中，B细胞识别半抗原，并提呈载体表位给CD4+T细胞，Th细胞识别载体表位，这样载体就可把特异T－B细胞连接起来（T-B桥联），T细胞才能激活B细胞。●共同抗原表位(commonepitope)①某些抗原分子中常带有多种抗原表位，不同抗原之间含有的相同或相似的抗原表位。②某些抗原不仅可与其诱生的抗体或致敏淋巴细胞反应，还可与其他抗原诱生的抗体或致敏淋巴细胞反应。●交叉反应(cross-reaction)：抗体或致敏淋巴细胞对具有相同和相似表位的不同抗原的反应。第二节影响抗原免疫应答的因素抗原分子的理化性质●化学性质:：大分子有机物，如蛋白质、糖蛋白脂蛋白和多糖类、脂多糖等都有免疫原性。●分子量大小：分子量越大，含有抗原表位越多，结构越复杂，免疫原性越强。大于100kD的为强抗原，小于10kD的通常免疫原性较弱，甚至无免疫原性。●结构的复杂性●分子构象(conformation):某些抗原分子在天然状态下可诱生特异性抗体，但经变性改变构象后，却失去了诱生同样抗体的能力。●易接近性(accessibility):是指抗原表位能否被淋巴细胞抗原受体所接近的程度。●物理状态：一般聚合状态的蛋白质较其单体有更强的免疫原性；颗粒性抗原的免疫原性强于可溶性抗原。因此常将免疫原性弱的物质吸附在某些大颗粒表面，可增强其免疫原性。宿主方面的因素：①遗传因素②年龄、性别与健康状态●抗原进入机体方式的影响：①抗原剂量要适中，太低和太高则诱导免疫耐受；②免疫途径：皮内免疫>皮下免疫>腹腔注射/静脉注射>口服易诱导耐受；③注射间隔时间要适当，次数不要太频；④要选择好免疫佐剂，弗氏佐剂主要诱导IgG类抗体产生，⑤明矾佐剂易诱导IgE类抗体产生。第三节抗原的种类1、根据诱生抗体时需否Th细胞参与分类●胸腺依赖性抗原（thymusdependentantigen,TD-Ag）：需在T细胞辅助才能激活B细胞产生Ab，由T细胞表位和B细胞表位组成。绝大多数Ag属此类。●胸腺非依赖性抗原（thymusindependentantigen,TI-Ag）：需T细胞辅助或依赖程度较低即可刺激机体产生抗体，由多个重复的B表位组成。少数Ag属此类。如细菌多糖、聚合鞭毛蛋白等。●TD-Ag与TI-Ag的特性比较TD-AgTI-Ag组成B细胞和T细胞表位重复B细胞表位T细胞辅助必须无需免疫应答类型体液免疫和细胞免疫体液免疫抗体类型多种IgM免疫记忆有无2、根据抗原与机体的亲缘关系分类●异嗜性抗原（heterophilicantigen）（Forssman抗原):为一类与种属无关，存在于人、动物及微生物之间的共同抗原。如：溶血性链球菌的表面成分与人肾小球基底膜及心肌组织。●异种抗原（xenogenicantigen）：来自不同种属的抗原。●同种异型抗原（allogenicantigen）人：HLA；ABO系统和Rh系统等。●自身抗原（autoantigen）：在感染、外伤、服用某些药物等影响下，使免疫隔离部位的抗原释放，或改变和修饰了的自身组织细胞，可诱发对自身成分的免疫应答，这些可诱导特异性免疫应答的自身成分称为自身抗原。●独特型抗原（idiotypicantigen）：T细胞抗原识别受体（TCR）及BCR或Ig的V区所具有的独特的氨基酸顺序和空间构象，可诱导自体产生相应的特异性抗体，这些独特的氨基酸序列称为独特型（idiotype,Id）抗原而成为自身免疫原，所诱生的抗体（即抗抗体，或称Ab1）称抗独特型抗体（AId）。3、根据抗原是否在抗原提呈细胞内合成分类●内源性抗原(endogenousantigen)：指在抗原提呈细胞内新合成的抗原。如病毒感染细胞合成的病毒蛋白、肿瘤细胞内合成的肿瘤抗原等。此类抗原在细胞内加工处理为抗原短肽，与MHC-Ⅰ类分子结合成复合物，被CD8+T细胞的TCR识别。●外源性抗原(exogenousantigen)：指并非由抗原提呈细胞合成、来源于细胞外的抗原。抗原提呈细胞可通过胞噬、胞饮和受体介导的内吞等作用摄取外源性抗原，如吞噬的细胞或细菌等。在内吞体及溶酶体内，此类物质被酶解加工为抗原短肽后，与MHC-Ⅱ类分子结合为复合物，被CD4+T细胞的TCR识别。第四节非特异性免疫刺激剂1、超抗原：普通蛋白质抗原可激活机体总T细胞库中万分之一至百万分之一的T细胞。某些抗原物质，只需要极低浓度(1~10ng/ml)即可激活2％~20％T细胞克隆，产生极强的免疫应答，这类抗原称之为超抗原(superantigen,SAg)。●SAg的作用特点：①具有强激活T细胞（CD4+T细胞）作用可刺激T细胞总数的5～20%；②不需APC处理，直接与MHC-II类分子和TCR-V结合；③不受MHC限制，同MHC-II类分子结合，增加TCR与SAg的亲和力；④可激活T细胞，又可致T细胞产生免疫耐受或抑制.2、佐剂：预先或与抗原同时注入体内，可增强机体对该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性物质，称为佐剂（adjuvant）。●分类：①生物性：卡介苗(BCG)、短小棒状杆菌(CP)、脂多糖(LPS)和细胞因子(如GM-CSF);②无机化合物：氢氧化铝[Al(OH)3]；③人工合成：双链多聚肌苷酸：胞苷酸(polyI:C)和双链多聚腺苷酸：尿苷酸(polyA:U)；矿物油；脂质体；免疫刺激复合物(ISCOMs)；含CpG脱氧寡核苷酸等。●弗氏完全佐剂(Freund'scompleteadjuvant,FCA)、弗氏不完全佐剂(Freund'sincompleteadjuvant,FIA)是目前动物试验中最常用的佐剂。●作用机制：①改变抗原物理性状，延缓抗原降解和排除，延长抗原在体内潴留时间；②刺激单核－巨噬细胞系统，增强其对抗原的处理和提呈能力；③刺激淋巴细胞的增殖分化，从而增强和扩大免疫应答的能力。丝裂原—mitogen亦称有丝分裂原因可致细胞发生有丝分裂而得名。由于其与淋巴细胞表面的相应配体结合，刺激静止淋巴细胞转化为淋巴母细胞和有丝分裂，激活某一类淋巴细胞的全部克隆，因而被认为是一种非特异性的淋巴细胞多克隆激活剂。

第四章免疫球蛋白

一、重点与难点提示：

本章重点掌握抗体和免疫球蛋白的概念、免疫球蛋白的基本结构、功能区及其功能、抗体的生物学活性、单克隆抗体的概念；熟悉免疫球蛋白的水解片段及其功能五类免疫球蛋白的特点与功能。

二、基本概念及要点：

掌握以下基本概念：

1、抗体（Ab）：B淋巴细胞在有效的抗原刺激下分化为浆细胞，产生具有与相应抗原发生特异性结合功能的免疫球蛋白，这类免疫球蛋白称为抗体。

2、免疫球蛋白：具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白统称为免疫球蛋白(immunoglobulin，Ig)。

3、超变区：V区内氨基酸组成及排列顺序的变化程度并不均一，其中变化最为剧烈的特定部位称为超变区(hypervariableregion，HVR)。

4、互补决定区：VL与VH均有3个HVR，它们共同组成Ig的抗原结合部位（antigen-bindingsite）,该部位因在空间结构上可与抗原决定簇形成精密的互补，故超变区又称互补性决定区(complementaritydeterminingregion，CDR)。

5、单克隆抗体：由单一克隆B细胞或者杂交瘤细胞产生的、只作用于某一种抗原表位的高度特异性抗体称为单克隆抗体(monoclonalantibody，mAb)。

掌握以下要点：免疫球蛋白的结构

（一）、基本结构（以IgG为例）

1、四肽链结构

由两条相同的长链和两条相同的短链通过二硫键连接而成的四肽链分子。

2、两种链（重链与轻链）

重链（heavychain,H链）：由450-550个氨基酸残基组成。

轻链（lightchina,L链）：由大约214个氨基酸残基组成。

3、每种链：两端，即氨基端（N端）、羧基端(C)

4、每种链：两区（可变区与恒定区）

①可变区（variableregion,V区）

*Ig分子N端，在轻链1/2和重链1/4处，氨基酸组成和排列有较大差异。

V区又可分为高变区（或互补决定区）和骨架区。

*高变区（hypervariableregion,HVR）：在VL和VH中某些局部区域的氨基酸组成与排列变异极大，此为HVR。VH和VL各有3个HVR。

*互补性决定区（complementarity-determiningregion）：高变区乃抗体与抗原（决定簇）特异性结合的位置，该部位因在空间结构上可与抗原决定簇形成精密的互补，故HVR又称为CDR。

*骨架区（frameworkregion,FR）：V区中非HVR部位的氨基酸组成和排列相对保守，此为FR。VH和VL各有4个骨架区。

②恒定区（constantregion,C区）

*Ig分子C端，在轻链1/2和重链1/4（IgG、IgA、IgD）或1/5（IgM、IgE）处，氨基酸的组成和排列比较恒定。*C区虽不直接与抗原表位结合，但Ig的多种生物学活性是由C区介导的。

（二）、功能区

1、定义：Ig的多肽链分子可折叠成若干个链内由二硫键连接的球形结构。每个球形结构约由110个氨基酸组成，具有一定的功能，故称功能区。

2、各类Ig功能区

L链：VL、CLH链：VH、CH1、CH2、CH3、CH4(IgM、IgE)

3、功能区功能（以IgG为例）

1)VH和VL：与抗原特异性结合的部位；

2)CL和CH1：某些同种异型（allotype）遗传标记；

3)IgG的CH2、IgM的CH3：补体C1q结合点(激活补体经典途径)；

4)IgG的CH3：结合单核/巨噬细胞表面FcR(介导不同生物学效应)；

5）铰链区（hingeregion）

*位于CH1与CH2之间，含有丰富的脯氨酸，对蛋白酶敏感；不含α螺旋，故易伸展弯曲，有利于IgV区与抗原互补性结合；有利于暴露补体结合点。

（三）、水解片段

1、木瓜蛋白酶（papain）水解片段

IgG在木瓜蛋白酶作用下

→Fab段（抗原结合段）×2+Fc段（可结晶段）

2、胃蛋白酶（pepsin）水解片段

IgG在胃蛋白酶作用下

→F（ab’）2+pFc’（无活性）

意义：研究抗体的化学结构；用于临床，如用胃蛋白酶水解抗体保留了免疫原性，而pFc’又避免了Fc段因亲细胞性而引起的副作用。

（四）、J链和分泌片

1、J链（joiningchain）

2、分泌片（secretorypiece,sp）又称分泌成分（secretorycomonent,sc）

二、免疫球蛋白质的类型

（1）类：根据重链恒定区（CH）氨基酸组成和排列不同，有γ、μ、α、δ、ε五种重链，分别组成IgG、IgM、IgA、IgD和IgE五类Ig；

亚类：同一类Ig根据绞链区氨基酸组成、重链二硫键数目和位置的差别，可分为亚类（IgG1-IgG4；IgA1-2）。

（2）型：根据轻链恒定区（CL）氨基酸组成和排列不同不同，分为κ型（kappa）和λ型（lambda）。亚型：根据入链恒定区个别氨基酸的差异，分为λ1-4亚型。

三、免疫球蛋白的功能

（一）、V区的功能

V区的基本功能是与相应的抗原表位特异性地结合；

*体液中的抗体与相应抗原结合：（A）发挥中和毒素和病毒作用；（B）介导体液免疫效应（生理与病理）；

*B细胞表面的Ig（BCR）特异性结合抗原表位，赋予B细胞特异性识别抗原表位的能力

（二）、C区的功能

1、激活补体

（1）IgM、IgG1-3与抗原结合成复合物，激活经典途径。

（2）凝聚的IgA或IgG4可激活补体旁路途径。

2、与细胞表面FcR结合

（1）调理作用（opsonization）

*促进吞噬细胞吞噬细菌等颗粒性抗原的作用。

*IgFc段与吞噬细胞表面FcR结合→促进吞噬作用；

（2）抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用（Ab-dependentcell-mediatedcytotoxicity,ADCC

*表达FcR的细胞（NK细胞、巨噬细胞、中性粒细胞、嗜酸性粒细胞）通过识别Ab的Fc段而直接杀伤被Ab所覆盖的靶细胞的过程称为ADCC。

（3）介导I型超敏反应

*IgEFc段与肥大细胞、嗜酸粒细胞表面FcεR结合→靶细胞释放生物活性物质→I型超敏反应。

3、穿过胎盘和粘膜

*IgG可通过胎盘；sIgA可穿过呼吸道和消化道粘膜→参与粘膜局部免疫。

（三）、V区、C区共有的功能

*抗体对免疫应答有正、负调节作用。*免疫原性

四、抗体的制备

1、多克隆抗体（polyclonalantibody，PcAb）：用普通抗原免疫动物所获得的抗体，由于抗原含多种抗原决定簇，同时刺激多个B细胞克隆产生抗体，所获得的抗体是包括多种特异性抗体的混合物，此为多克隆抗体。

2、单克隆抗体（monoclonalantibody,McAb）

①概念：由一个BC克隆所产生的、识别一种Ag决定簇的同源Ab。

②MAb的优点是：高特异（仅针对特定抗原表位）、高纯度（属同一类、亚类、型别）高效价、可大量生产。

③MAb的应用：

1）检测各种Ag（C表面Ag/TuAg/CK/H）

2）用于疾病治疗

（三）基因工程抗体又称重组抗体

借助DNA重组技术和蛋白质工程技术，按人们的意愿在基因水平上对Ig进行切割、拼接或修筛，重新组装成为新型抗体分子。

小结：抗体、免疫球蛋白的概念→免疫球蛋白的结构→免疫球蛋白的功能（结构决定功能）→五类Ig的特性和功能（从一般到特殊）→Ab的制备(尤其McAb)

熟悉以下要点：

1、免疫球蛋白的水解片段及其功能：

(1)木瓜蛋白酶的水解作用

木瓜蛋白酶(papain)使Ig在铰链区重链间二硫键近N端处切断，形成3个水解片段：两个相同的单价抗原结合片段(fragmentofantigen-binding)简称Fab段；一个可结晶的片段(crystalizablefragment)简称Fc段。Fab段生物保留了特异结合抗原的功能，但是单价的结合。Fc段保留了重链的抗原性和Ig相应功能区的活性。

(2)胃蛋白酶的水解作用

胃蛋白酶(pepsin)可使Ig于铰链区重链间二硫键近C端处断开，形成一个具有与抗原双价结合的F(ab′)2片段和无生物活性的小分子多肽碎片(pFc′)。

2、五类免疫球蛋白的特点与功能：

IgG：（单体）——“主力军”）

（1）分4个亚类：IgG1、IgG2、IgG3、IgG4

（2）血清含量最高（75%），分子量最小

（3）出生后3月开始合成，半衰期长21天左右

（4）唯一通过胎盘的Ig

（5）丙种球蛋白的主要成分

（6）抗感染抗体、参与自身免疫、超敏反应

IgM：（五聚体或单体）——“先头部队”

五聚体IgM：

（1）分子量最大，存在于血流中，抗败血症

（2）合成最早、半衰期短，用于早期诊断、产前诊断

（3）具有强大的调理、激活补体及杀菌作用

（4）血型抗体主要为IgM

（5）参与自身免疫、超敏反应单体IgM：SmIgM为B细胞最早出现的重要表面标志

IgA：——“边防军”

血清型IgA：单体，存在于血清中，免疫作用弱

分泌型IgA：双体、三体及多体

（1）存在于乳汁、唾液及外分泌液中

（2）局部免疫、激活补体（替代途径）、ADCC

IgD：

（1）血清含量低（1%）

（2）为B细胞的分化受体

（3）防止免疫耐受的发生

IgE：

（1）正常时含量极低（0.002%）

（2）两类Fc受体—高亲和力受体：与I型超敏反应有关

低亲和力受体：与ADCC有关3、免疫球蛋白的异质性异质性（heterogeneity）：●不同抗原甚至同一抗原刺激B细胞产生的免疫球蛋白，在其特异性以及类型等诸方面均不尽相同；●不同抗原表位刺激机体所产生的不同类型的免疫球蛋白分子，其识别抗原的特异性不同，其重链类别和轻链型别也有差异；●不同抗原表位诱导的同一类型的免疫球蛋白（如IgG），其识别抗原的特异性不同。导致异质性的因素（1）外源因素所致的异质性——免疫球蛋白的多样性（2）内源因素所致的异质性――免疫球蛋白的血清型●免疫球蛋白既可与相应的抗原发生特异性的结合，其本身又可激发机体产生特异性免疫应答，呈现出不同的免疫原性。Ig分子上有三种不同的抗原表位：同种型、同种异型、独特型抗原表位。①同种型：存在于同种抗体分子中的抗原表位称为同种型，是同一种属所有个体Ig分子共有的抗原特异性标志，为种属型标志，存在于IgC区。②同种异型：同一种属但不同个体来源的抗体分子也具有免疫原性的不同，也可刺激机体产生特异性免疫应答。这种存在于同种但不同个体中的免疫原性，称为同种异型，是同一种属不同个体间Ig分子所具有的不同抗原特异性标志，为个体型标志，存在于IgC区。③独特型抗原：即使是同一种属、同一个体来源的抗体分子，主要由于其CDR区的氨基酸序列的不同，可显示不同的免疫原性，称为独特型；是每个免疫球蛋白分子所特有的抗原特异性标志，其表位又称为独特位(idiotope)。抗体分子每一Fab段均存在5～6个独特位，它们存在于V区。独特型表位在异种、同种异体甚至同一个体内均可刺激产生相应抗体，即抗独特型抗体（anti-idiotypeantibody,AId）。

第五章

补体系统

一、重点与难点提示：

本章重点掌握补体的概念、补体活化的经典途径、替代途径；补体的生物学活性；熟悉补体活化的MBL途径；了解补体活化的调控。

二、基本概念及要点：

掌握以下基本概念：

1、补体：正常人或动物血清中的一组球蛋白，具有酶活性，平时一般以非活动状态存在，当受到某些物质刺激时，C各成分便按一定的顺序呈现连锁的酶促反应，参与机体的免疫防御，同时C作为炎性介质，引起免疫损伤。2、攻膜复合物（MAC）：是指在补体活化过程的终末阶段由C5b、C6、C7、C8、C9形成的镶嵌于细胞膜并形成孔道样结构的C5b6789复合物，最终导致细胞溶解。

3、过敏毒素：补体裂解产生的小片段C3a、C4a和C5a作为配体与细胞表面相应受体结合后，激发细胞脱颗粒，释放组胺之类的血管活性介质，引起血管扩张、通透性增加、平滑肌收缩、支气管痉挛等症状。

掌握以下要点：

1．补体活化经典途径：●激活剂：Ag-Ab复合物(IgG、IgM)●参与成分：C1～C9

●激活过程：（1）识别阶段：（即C1酯酶的形成）当抗体与抗原结合后，抗体构象发生改变，暴露出位于Fc段上的补体结合点，Clq便与之结合。继而激活Clr、C1s。

（2）活化阶段：（即C3,C5转化酶形成）活化的C1s依次酶解C4、C2，形成具有酶活性的C3转化酶，后者进一步裂解C3，形成C5转化酶。

（3）膜攻击阶段：（即攻膜复合体【MAC】形成）在C5转化酶的作用下，C5被裂解成C5a和C5b。继而作用于后续的其他补体成分，形成C5b6789攻膜复合体（membraneattackcomplex,MAC），最终导致细胞膜受损，细胞裂解。

2．补体活化旁路途径：●激活剂：酵母、细菌的多糖成分（LPS）、凝聚的IgA、IgE等。不经C1、C4、C2途径，激活物直接激活C3，继而完成C5~C9成分的连锁反应。●参与成分：B、D、P因子、C3、C5～C9●激活过程：

在经典途径中产生的或自发产生C3b可与B因子结合，血清中D因子裂解B因子产生Ba和Bb。小片段Ba进入液相，而具有酯酶活性的大片段Bb与C3b结合，形成C3bBb，此即为替代途径中的C3转化酶。C3bBb易于衰变，但当与P因子结合后便稳定。C3bBb可裂解C3生成C3a和C3b，后者沉积在颗粒表面并与C3bBb结合形成C3bnBb，即C5转化酶，裂解C5，引起相同的末端效应。3、MBL（甘露糖结合凝集素）激活途径—mannan-bindinglectinpathway●.激活剂：MBL(MBL是一种钙依赖性糖结合蛋白，属于凝集素家族,存在血浆中)●MBL复合物：①MBL②MASP-1（MBL相关的丝氨酸蛋白酶）③MASP-2（MBL-associatedserineproteas）：MASP2可水解C4和C2分子，MASP1则可直接切割C3。●激活途径:与经典途径过程基本类似，但其激活起始于炎症期产生的蛋白与病原体结合后，而并非依赖IC的形成。

4、三类补体激活途径的主要异同点：经典途径旁路途径MBL途径激活物IgG1-3或IgM与抗原细菌内毒素、酵母多糖、形成的免疫复合物凝聚的IgA、IgG4MBL与病原体结合起始分子C1qC3C2、C4C3转化酶C4b2bC3bBbC4b2bCC5转化酶C4b2b3bC3bnBb、C3bBb3bC4b2b3b作用参与特异性体液免疫，在感染晚期发挥作用参与非特异性免疫，在感染早期发挥作用参与非特异性免疫，在感染早期发挥作用

5、补体的自身调节：①C3转化酶极易衰变②未与细胞膜结合的C4b、C3b、C5b易衰变阻断补体级联反应，只有结合于固相的C4b、C3b、C5b才能触发经典途径；③旁路途径的C3转化酶仅在特定的细胞或颗粒表面才具有稳定性 6、补体调节因子的作用①防止或限制补体在液相中自发激活的抑制剂；②抑制或增强补体对底物正常作用的调节剂；③保护机体组织细胞免遭补体破坏作用的抑制剂：MCP、CR17、补体的生物学功能主要包括：①MAC的生物效应；②活化补体片段的生物效应。(一)MAC介导的细胞裂解作用补体系统活化→膜攻击复合物→溶解靶细胞（如奈瑟细菌等G阴性菌，异型红细胞等）。(二)补体活化片段介导的生物学作用●调理作用：Ag（颗粒性）-Ab复合物→C3b、C4b、iC3b→结合于吞噬细胞CR→吞噬免疫复合物。●免疫复合物清除作用Ag-Ab复合物（可溶性）→C3b或C4b→与血细胞（如红细胞、血小板）CR结合→吞噬清除。●炎症介质作用：①过敏毒素作用：过敏毒素（C5a、C3a和C4a、C5a、C3a）、肥大细胞和嗜碱性粒细胞（C5aR、C3aR)、释放活性介质(如组胺、白三烯及前列腺素等)过敏反应性病理变化。②趋化作用：趋化因子（C5a、C3a、C4a和C5b67、C5a、C3a）、吞噬细胞向感染部位聚集炎症反应。③激肽样作用：C2a、C4a能增强血管的通透性炎性渗出、水肿。④免疫调节作用：C3b促吞噬细胞作用；C3b与B细胞表面CR1结合；促B细胞增殖分化。●免疫黏附：清除循环免疫复合物8、补体的病理生理学意义（一）机体抗感染的主要机制生理条件下，机体常产生大量凋亡细胞，其表面表达多种自身抗原，若不能及时并有效清除之，可能引发自身免疫病。C1q、C3b和iC3b等可识别和结合凋亡细胞，并通过与吞噬细胞表面相应受体相互作用而参与对这些细胞的清除。1、参与宿主早期抗感染免疫:溶解细胞、细菌引起炎症反应调理作用2、维护机体内环境稳定：清除凋亡细胞清除免疫复合物（二）参与适应性免疫1.补体参与免疫应答的诱导：C3可参与捕捉、固定Ag，使Ag易被APC处理与提呈；如C3d可与BCR共受体复合物CD21结合，促使BCR-共受体交联，促进B细胞活化等。2.补体参与免疫应答的增殖分化3.补体参与免疫应答的效应阶段4.补体参与免疫记忆

第六章细胞因子

一．基本要求

掌握：细胞因子的概念，细胞因子的共同特点。

熟悉：细胞因子的[分类及细胞因子的主要生物学活性

了解：细胞因子受体的特点及其分类

二．基本概念

1.细胞因子：由活化的免疫细胞和某些基质细胞（如骨髓基质细胞）分泌的具有高活性、多功能的小分子蛋白质。

2.干扰素（IFNs）：病毒或干扰素诱生剂刺激宿主细胞产生的多功能低分子糖蛋白，具有抗病毒，抗肿瘤，免疫调节作用，分为IFN－α、IFN－β、IFN－γ。

3.白细胞介素（ILs）：指在白细胞或免疫细胞间相互作用的细胞因子。在T、B细胞的活化、增殖与分化及炎症反应中起重要作用。

4.集落刺激因子（CSFs）：指能刺激骨髓前体细胞的生长与分化的细胞因子,也称造血生长因子。

5.肿瘤坏死因子（TNFs）：能使肿瘤发生出血、坏死的细胞因子。

三、问题与提示

1．细胞因子的共同特征：

（1）均为低分子量的多肽或糖蛋白

（2）大多数是细胞受抗原或丝裂原等刺激活化后产生，以自分泌或旁分泌的方式发挥作用

（3）一种细胞因子可由多种细胞产生，同一种细胞也可产生多种细胞因子。

（4）通过与受体结合发挥作用

（5）具有高效性、多效性、网络性

（6）主要参与免疫反应和炎症反应

2、细胞因子的分类：

（1）干扰素（IFNs）

（2）白细胞介素（ILs）

（3）集落刺激因子（CSFs）

（4）肿瘤坏死因子（TNFs）。

（5）趋化因子

（6）生长因子

3、细胞因子的生物学活性

1)介导和调节天然免疫（IFN，TNF，etal）

2)介导和调节特异性免疫（IL-2，4，5，etal）

3)参与炎症反应（IL-1，8，TNF，趋化因子，etal）

4)刺激造血细胞生成和分化（CSF，EPO，etal）

5)诱导凋亡

4、细胞因子受体的特点

1)细胞因子受体分膜型、分泌型两种

2)细胞因子受体胞外区与细胞因子结合

3)不同细胞因子受体常共用信号传导链

5、细胞因子受体的分类

1)细胞因子受体超家族(造血因子受体超家族):

2)干扰素受体超家族：胞外区含有2-4个FNIII型功能区

3)免疫球蛋白受体超家族：胞外区含有C2型功能区

4)蛋白酪氨酸激酶受体超家族：胞内区含有PTK功能区

5)肿瘤坏死因子受体超家族：胞外区含有4个富含Cys的功能区

6)G蛋白偶联受体超家族：7次跨膜蛋白

7)IL-8及趋化因子的受体

第七章白细胞分化抗原和粘附分子

一、基本要求

掌握：粘附分子及白细胞分化抗原的概念

熟悉：粘附分子的主要种类及主要生物学活性

了解：主要粘附分子的结构、功能

二、基本概念

1.白细胞分化抗原(leukocytedifferentiationAg)：血细胞在分化成熟为不同谱系、分化的不同阶段及细胞活化过程中，出现或消失的细胞表面标记分子。

2.CD(clusterofdifferentiation):应用以单克隆抗体鉴定为主的方法，将来自不同实验室的单克隆抗体所识别的同一分化抗原归为一个分化群称CD。

3.粘附分子(CellAdhesionMolecule,CAM)：泛指一类调节细胞与细胞间，细胞与细胞外基质（ECM）间相互结合，起粘附作用的膜表面糖蛋白。

问题与提示

1、粘附分子的共同特点

•成对存在

•糖蛋白

•结合无特异性，无TcR、MHC样的多态性

•主要介导细胞间粘附,也起信号传导作用

•同时作用：一种细胞同时表达多种CAM,,多种CAM共同参与同一类细胞间的粘附2.、黏附分子分类，以及主要有哪些功能？●分类：粘附分子根据其结构特点和功能可分为整合素家族、免疫球蛋白超家族(IgSF)、选择素家族、钙粘蛋白家族等。整合素家族主要介导细胞与ECM粘附，以及白细胞与血管内皮细胞粘附；免疫球蛋白超家族是指具有与IgV或C区相似的折叠结构,且氨基酸组成有一定同源性的一组分子，包括粘附分子、MHC、抗原识别受体、IgFc受体、白细胞分化抗原等，其主要功能是参与细胞间相互识别和相互作用；选择素家族主要介导血液流动状态下白细胞与血管内皮细胞的局部粘附,在g滚动过程中起作用；钙粘蛋白家族主要在细胞生长发育的选择性聚集中发挥重要作用。●粘附分子的生物学功能有：（1）免疫细胞识别中的辅助受体和协同刺激或抑制信号：①T细胞的识别、粘附及活化有关的CD分子及其功能：CD3与TCR结合形成TCR-CD3复合物，TCR特异性识别抗原，CD3传导信号；CD4和CD8是区分T细胞亚类的重要表面标志；CD4-MHCII分子结合是TCR-CD3识别抗原的辅助受体；CD8-MHCI分子结合是TCR-CD3识别抗原的辅助受体；CD28-B7-1/B7-2结合提供T细胞活化的重要协同刺激信号，提供T细胞活化的第二信号，刺激T细胞活化、增殖和分化；CTLA-4-B7-1/B7-2结合，提供活化T细胞抑制信号；CD40L-CD40参与B细胞应答的重要协同刺激分子；②B细胞识别、粘附及活化有关的CD分子及其功能：CD79/CD79与BCR结合成复合物，转导BCR特异性识别抗原的信号；CD19/CD21/CD81结合成复合物，辅助B细胞识别抗原，参与信号转导。促进B细胞的激活，CD21为EBV受体，使EBV感染B细胞；CD80/CD86（B7-1/B7-2）-CD28结合，转导T细胞活化协同刺激信号。CD40-CD40L结合，参与B细胞活化的第二信号，刺激B细胞活化增殖和分化成熟。（2）炎症过程中白细胞与血管内皮细胞黏附：白细胞上的黏附分子可与血管内皮细胞上互为配体的黏附分子相互黏附，参与炎症的发生。例如ICAM-l与LFA-l。（3）淋巴细胞归巢：淋巴细胞的定向迁移，包括淋巴细胞再循环和白细胞向炎症部位迁移其分子基础是淋巴细胞上的归巢受体与血管内皮细胞上地址素相互黏附，使淋巴细胞穿过血管内皮细胞向外周淋巴器官、皮肤炎症部位、黏膜相关淋巴组织回归。例如：L-选择素与HEV上CD34结合。3、CD分子和粘附分子及其McAb的临床应用一、阐明发病机制如CD4分子是HIV的主要受体二、在疾病诊断中的应用HIV感染后CD4+细胞绝对数下降(<200个/µl),正常该绝对数下降(>500个/µl)。此外，CDMcAb为白血病、淋巴瘤的免疫学分型提供了精确的手段。第八章主要组织相容性复合体（MHC）及其编码分子组织相容性抗原(histocompatibilityantigen)：通过移植鉴定与组织相容性有关的抗原；主要组织相容性抗原系统(majorhistocompatibilityantigensystem,MHS)：能引起较强移植排斥反应的抗原；主要组织相容性复合体(majorhistocompatibilitycomplex,MHC)：编码主要组织相容性抗原的具有高度多肽性的基因群。人类白细胞抗原(humanleukocyteantigen,HLA)：人类主要组织相容性抗原系统。编码该抗原的基因也称HLA。小鼠的第Ⅱ组抗原与肿瘤及移植排斥有密切关系，命名为histocompatibility-2，H-2：H-2代表小鼠的MHC复合体。第一节MHC结构及其多基因特性多基因性（polygenic）：指MHC由一组位置相邻的基因座位组成，各自产物具有相同或相似的功能。●MHC主要功能：①T细胞分化发育；②特异性免疫应答的启动与调节。●MHC结构复杂：HLA是人体多态性最丰富的基因系统！是免疫遗传学的主要研究内容。●MHC结构十分复杂：HLA是人体多态性最丰富的基因系统！●多基因性：指复合体由多个位置相邻的基因座位所组成，编码产物具有相同或相似的功能；①人Ⅰ类基因：B、C、A三个座位②人Ⅱ类基因：DP、DQ和DR三个亚区（多基因性着重于同一个个体中MHC基因座位的变化；）Ⅰ类基因及其产物

人：----B、C、A三个座位---编码Ⅰ类分子的α链

小鼠：第17号染色体的H-2-----K、D、L位点---编码Ⅰ类分子的α链Ⅱ类基因及其产物人：DP、DQ和DR三个亚区---编码DQβ/DQα、DRβ/DRα、DPα-DPβ小鼠：Ab、Aa、Eb和Ea位点---编码Ab/Aa、Eb/Ea四条肽链●经典的MHCⅠ类和Ⅱ类基因它们的产物具有抗原提呈功能，并显示极为丰富的多态性，直接参与T细胞的激活和分化，调控特异性免疫应答。H-2定位于小鼠第17号染色体，约1500bp。HLA基因复合体定位于人第6号染色体短臂，224个基因座位(128+96)，约3600bp。●免疫功能相关基因，包括传统的Ⅲ类基因主要参与调控固有免疫应答，不显示或仅显示有限的多态性。二、I类和II类基因的表达产物:HLA分子HLAI类和II类等位基因产物的表达具有共显性特点，即同源染色体对应座位上的两个等位基因皆能得到表达。●HLAI类和II类Ag的结构、组织分布和功能HLA抗原类别分子结构肽结合结构域表达特点组织分布功能HLAI类（A,B,C）α链45kDΑ1+α2共显性所有有核细胞表面识别和提呈内源性抗原肽，与辅助受体CD8结合，对CTL的识别起限制作用HLAII类(DR,DQ,DP)α链35kD\β链28kDΑ1+β1共显性APC，活化的T细胞识别和提呈外源性抗原肽，与辅助受体CD4结合，对Th的识别起限制作用HLAI类●组织分布：▲所有有核细胞表面▲HLA-C表达在绒毛滋养层细胞▲高表达：淋巴细胞5×105分子/细胞Mφ，DC▲低表达：肺、心、肝细胞、神经细胞成纤维细胞、肌细胞●重链的基本结构①由三个胞外结构域（a1、a2、a3）、穿膜区和胞质区组成②远膜端的两个结构域a1和a2构成抗原结合槽③a3免疫球蛋白超家族（IgSF）结构域，是T细胞CD8分子结合部位●轻链的基本结构①轻链为β2微球蛋白(β2m)②编码基因位于第15号染色体③稳定重链并使其有效表达于表面●抗原结合槽▲两个a-螺旋组成凹槽的壁，使凹槽二头封闭；▲八条b-片层构成凹槽的底，底部有“袋”(pocket)。HLVII类●组织分布①APC(DCs，Bcells，Mφ)②活化的T细胞●a链和b链以非共价键组成异二聚体（dimer)▲各有二个胞外结构域（a1、a2和b1、b2）、穿膜区和胞质区组成▲a2和b2结构域与Ⅰ类分子的a3相似，与T细胞表面CD4受体结合▲a1和b1形成抗原肽结合槽●Ⅱ类分子抗原结合槽▲两个a-螺旋（分别来自a1和b1链）组成凹槽的壁，使凹槽二头封闭；▲八条b-片层（分别来自a1和b1链）构成凹槽的底，底部有“袋”(pocket)。●Ⅱ类分子双二聚体(dimerofdimers)两个抗原肽结合槽反向相互结合与二个CD4分子结合●HLA-I类基因：▲▲非经典I类▲MIC基因（MHCclassIchain-related）：分MICA，MICB。MICA有61个等位基因，是NKG2D的配体。●HLA-II类基因(1)：DR亚区:DRAgene：产物为DR分子重链（α链）;DRB1-9：基因数目随单体型的不同而变化DRB1是Ⅱ类区域中多态性最丰富的gene。DQ亚区：有DQA、DQBgene，DQA1，DQB1为功能gene，分别表达α，β链，具有高度多态性，DQA2、DQB2为假gene.DP亚区：二对DPA，DPBgene，其中DPA1、DPB1为功能gene，分别表达α、β链，DPA2、DPB2为假gene●HLA-II类基因(2)DM亚区：由DMA，DMB组成，编码DM分子的α链和β链。DM分子位于特定的细胞器称MHCII类区室（MIIC)DOA和DOB：其产物共同组成HLA-DO分子的α链和β链。TAP：抗原加工相关转运体（transporterassociatedwithantigenprocessing）基因，由TAP1，TAP2两个位点组成，编码的蛋白与抗原肽的转运，递呈有关。LMP：低分子量多肽（lowmoleculorweightpolypeptide），又称蛋白酶体相关基因（proteasome-relatedgene），编码产物参与内源性抗原处理和提呈。●HLAⅢ类基因：补体基因：C2、C4A、C4B、Bf21-羟化酶基因CYP21A：不具编码功能。CYP21B：编码肾上腺21-羟化酶，其基因缺失，突变等是引起先天性肾上腺增生症的主要原因。热休克蛋白基因：HSP70-1、HSP70-2、HSP-HOMTNF基因：编码TNFα三、免疫功能相关基因该类基因产物一般不能和Ag肽形成复合物，故不能直接提呈Ag，但它们在免疫应答和免疫调节中发挥重要作用。（一）血清补体成分编码基因此类基因属经典的MHCIII类基因，表达的产物为C4B、C4A、Bf和C2。（二）Ag加工提呈相关基因1.蛋白酶体β亚单位(proteasomesubunitbetatype,PSMB)，旧称低分子量多肽(LMP)，编码蛋白酶体相关成分，蛋白酶体对内源性Ag的酶解。2.Ag加工相关转运体(TAP)基因:参与对内源性Ag的转运，与MHCI类分子结合。3.TAP相关蛋白基因:TAP相关蛋白，对I类分子在内织网中装配起关键作用，参与Ag加工和提呈。4.HLA-DM基因:其产物参与APC对外源性Ag加工提呈，与MHCII类分子结合。5.HLA-DO基因:DO分子是DM功能的负向调节蛋白。（三）非经典MHCI类基因HLA-E:其产物抑制NK活性(表面NKG2-R)HLA-G:在母胎耐受中发挥作用（四）炎症相关基因1.HSP基因：炎症和应激反应，内源性Ag加工提呈，“分子伴侣”；2.TNF基因家族：TNFα、LTα和LTβ，炎症、抗病毒和抗肿瘤免疫应答。3.转录调节基因或类转录因子基因家族调节DNA结合蛋白NF-κB的活性4.MHCⅠ类相关基因（MIC）家族MIC是NK细胞激活性受体NKG2G配体第二节MHC的多态性一、多态性的基本概念●多态性(polymorphism)指一个基因座位上存在多个等位基因。多态性是一个群体概念，指群体中不同个体在等位基因拥有状态上存在差别，即群体中各座位等位基因的变化；●多基因性着重于同一个体中MHC基因座位的变化。●多态性：指一个基因座位上存在多个等位基因▲因而MHC的多态性是一个群体概念，指群体中不同个体在等位基因拥有状态上存在差别；▲某基因座位，某个体最多只能有两个等位基因，分别来自父、母；二、连锁不平衡和单体型(了解)●连锁不平衡(linkagedisequilibrium)指分属两个或两个以上基因座位的等位基因，同时出现在一条染色体上的几率高于随机出现的频率。●单体型(haplotype)；是染色体上不同座位等位基因的特定组合。某些单体型在群体中可呈现较高的频率，比单一HLA基因型别更能显示人种和地理的特点。检测单体型比分析单一的等位基因频率，更有助于搜寻HLA匹配的器官移植供者(了解)。●MHC的遗传学特点单体型（haplotype)：同一条染色体上MHC不同座位等位基因的特定组合。三、HLA多态性的产生及意义▲HLA基因结构的变异为进化提供了基础。变异涉及突变、重组、转换等，而基因转换可产生性新的等位基因。新的等位基因在群体中得到积累，形成了多态性。▲MHC多态性从基因的储备上，造就了不同个体对病原体的反应性和易感性不同。这一现象的群体效应，赋予物种极大的应变能力。●MHC多态性：从基因的储备上，造就了各式各样的个体，他（她）们对抗原（病原体）入侵的反应性和易感性并不相同。●有利的方面赋於整个物种极大的应变能力，使之能对付多变的环境及各种病原体的侵袭。MHC高度多态性具有强大生命力的体现。●不有利的方面▲对于某个体：对某病原体的侵袭缺乏诱导免疫反应的能力或诱导的免疫反应的能力低下；▲对于某个体：疫苗研制考虑MHC的多态性；▲对于某个体：器官移植等第三节MHC分子和Ag肽的相互作用一、Ag肽和HLA分子相互作用的分子基础锚定位：Ag肽往往带有两个或两个以上和HLA分子凹槽相结合的特定部位。锚定残基：在锚定位的氨基酸残基,称anchorresidue。能和同一类HLA分子结合的Ag肽，其锚定位和锚定残基往往相同或相似。●Ⅰ类基因及其产物▲抗原结合槽：二头封闭的凹槽，容纳抗原肽的最佳长度为9个氨基酸；其中第2位和第9位氨基酸为锚着残基(anchorresidue)；插入凹槽，底部的“袋”中，通过氢键与Ⅰ分子结合；抗原肽中间隆起部位作为T细胞表位被TCR识别。●Ⅰ和Ⅱ类分子抗原结合槽极为相似●MHCⅠ类和Ⅱ类分子和抗原肽的相互作用▲Ⅰ类分子结合的抗原肽9个氨基酸多肽▲Ⅱ类分子结合的抗原肽①13~18个氨基酸多肽；②9个氨基酸为核心结合序列Corebindingsequence●包容性(flexibility)：MHC分子对抗原肽的识别并非呈现严格的一对一关系，而是一种类型的MHC分子识别一群带有特定共同基序的肽段，由此构成两者相互作用的包容性。▲共同基序中以‘x’表示的氨基酸，其顺序和结构可以改变；▲同一MHC分子（特别是Ⅱ类分子）所要求的锚定残基往往不止一种氨基酸，结果是，符合某一共同基序的肽链数量可以相当地多，造成一种MHC分子有可能结合多种抗原肽，活化多个抗原特异T细胞克隆；▲不同MHC分子接纳的抗原肽，也可以拥有相同的共同基序。第四节MHC的生物学功能一、作为抗原提呈分子参与适应性免疫应答1.T细胞以其TCR实现对抗原肽和MHC分子的双重识别(MHC限制性)●作为抗原肽受体结合并递呈抗原—MHC主要的生物学功能▲递呈自身抗原、与胸腺内CD8+T细胞/CD4+T细胞TCR结合，参与T细胞选择、分化与发育；▲参与递呈内源性抗原和外原性抗原，诱导成熟T细胞的免疫应答；▲T细胞以其TCR实现对抗原肽和MHC分子的双重识别。CD4Th细胞识别Ⅱ类分子提呈的外源性抗原肽；CD8CTL识别Ⅰ类分子提呈的内源性抗原肽；形成T细胞在抗原识别和发挥效应功能中的MHC限制性（MHCrestriction）。2.被MHC分子结合并提呈的成份，可以是自身抗原，甚至是MHC分子本身。参与构成自身免疫性、参与对非己MHC抗原的应答，并参与T细胞在胸腺中的选择和分化有关。3.MHC是疾病易感性个体差异的主要决定者。4.MHC参与构成种群基因结构的异质性二、作为调节分子参与固有免疫应答1.经典的Ⅲ类基因为补体成份编码，参与补体反应和免疫性疾病的发生。2.非经典Ⅰ类基因和MIC基因产物可作为配体分子，以不同的亲和力调节NK细胞和部分杀伤细胞的活性；3.炎症相关基因参与启动和调控炎症反应，并在应激反应中发挥作用。“辩证观点”●参与免疫调节▲NK细胞的“丧失自我”识别方式NK细胞对靶细胞的杀伤无需严格的MHC限制性.而是以“丧失自我”(missingself)的识别方式杀伤缺乏MHCI类抗原或I类抗原发生突变的靶细胞。正常条件下，抑制性受体识别细胞正常表达的MHCI类分子，使NK细胞不能杀伤自身正常细胞。病毒感染细胞/肿瘤细胞，丢失MHCI类抗原或I类抗原发生突变/上调表达活化性受体识别的分子（MHCA/B），使NK细胞活化。▲参与母胎免疫耐受滋养层细胞：高表达非经典HLA-E、HLA-F、HLA-G分子；不表达经典HLA-A、HLA-BI类分子及II类分子(DR、DQ、DP)；但表达经典HLA-C分子。可溶性HLA-G分子：G5、G6、G7；存在于整个妊娠期母胎界面/母体血液中；可能是妊娠期特异性免疫抑制分子。▲参与T细胞发育和黏膜免疫①经典HLAI类分子及II类分子通过胸腺中的阳性选择及阴性选择参与T细胞的发育；②HLA-G/MHCA分子分别表达在胸腺中的DC/上皮细胞，也可能参与T细胞的发育；③MHCA/B分子主要分布在胃肠道上皮细胞及纤维母细胞表面，与带有Vd1的gdTCR的T细胞(占T细胞的70%~90%)相互作用。●MHC/HLA与临床医学1、HLA分型与器官移植器官移植的成败主要取决于供、受者间的组织相容性；其中HLA等位基因的匹配程度起关键作用。2、HLA分子的异常表达和疾病Tumor↓自身免疫病↑HLA疾病的关联与HLA呈强相关的一些自身免疫病4、HLA和法医学应用①亲子鉴定②刑事案件的侦破③对死亡者“验明正身”第八章主要组织相容性复合体及其编码分子

一、基本要求

掌握：MHC的概念、功能

熟悉：HLA的基因结构、HLA抗原的结构与分布特点及MHC限制性

了解：HLA与抗原肽的结合特点、HLA复合体遗传特征

二、基本概念

1)主要组织相容性复合体(MHC)：脊椎动物某一染色体上编码主要组织相容性抗原、控制细胞间相互识别、调节免疫应答的一组紧密连锁基因群HLA抗原：即人类的主要组织相容性抗原，其分布在人体所有有核细胞表面，但因该抗原首先在白细胞表面发现的，并且白细胞是进行此类抗原研究的最适宜材料来源，故称之为人白细胞抗原（HLA）。

3)HLA复合体：即人类的MHC，为编码HLA的一组紧密连锁的基因群。

4)抗原肽转移体基因TAP（transporterofantigenicpeptides）：MHC-II类基因，参与内源性抗原的递呈，将抗原肽转运至内质网。

5)巨大多功能蛋白酶体LMP(largemultifunctionalproteasome)or低分子量多肽(lowmolecularweightpolypeptide)：MHC-II类基因，参与内源性抗原的递呈，起降解抗原肽的作用。

6)MHC限制性：CTL与靶细胞间、Th与Mф间、Th与B细胞间相互作用时，TCR不仅要识别抗原决定簇，还需识别靶细胞或Mф、B细胞表面的MHC分子，这一现象称为MHC限制性。

三、问题与提示

1、HLA复合体的基因组成即分区

HLA复合体共有3600bp，224个基因座位中128个有功能，其特点包括：

1）免疫功能相关基因最集中、最多

2）基因密度最高

3）多态性最丰富

4）与疾病关联最密切

2、HLA复合体分区（遗传特点）：

HLA复合体可分为三个区，分别编码I、II、III类基因：

1）HLA-Ⅰ类基因区:位于HLA复合体远离着丝点的一端，该区存在多达数十个Ⅰ类基因座位，根据编码产物分布、功能及多态性不同，又可分为：

Ø经典HLA-Ⅰ类基因：HLA-A、HLA—B、HLA-C

Ø非经典HLA-Ⅰ类基因：HLA-E、HLA-F、HLA-G

2）HLA-Ⅱ类基因区：位于HLA复合体着丝粒端

Ø经典的HLA-Ⅱ类基因：HLA-DQ、HLA-DR、HLA-DP

Ø抗原加工提呈相关基因：

*低分子量多肽基因或巨大多功能蛋白酶体基因（LMP）

*抗原加工相关转运体基因或抗原肽转运体基因（TAP）

*HLA-DM

*HLA-DO

3）HLA-Ⅲ类基因区:位于HLA-Ⅰ、Ⅱ类基因之间

4、HLA-Ⅰ、Ⅱ分子的分布与结构：

（1）HLA分子的组织分布：

ØHLA-Ⅰ类分子表达在绝大多数有核细胞表面，包括血小板、网织红细胞，但神经细胞、成熟的滋养层细胞不表达经典的HLA-Ⅰ类分子。

ØHLA-Ⅱ类分子主要表达在APC（Mф、DC、成熟B细胞等）、胸腺上皮细胞、血管内皮细胞及激活的T细胞表面。

（2）HLA分子的结构：

ØHLA-Ⅰ类分子的结构：

HLA-Ⅰ类分子是由由α链和β2m组成经非共价键连接成的异二聚体。分为多肽结合区、免疫球蛋白样区、跨膜区和胞内区：

肽结合区（a1、a2区）：容纳8-10aa组成的短肽，具有多态性，是T细胞识别部位

免疫球蛋白样区（a3）：与Tc细胞表面CD8分子结合

b2m：增强I类抗原的表达和稳定性

跨膜区：锚定HLA-Ⅰ类分子

胞内区：参与跨膜信号的传递

ØHLA-Ⅱ类分子的结构：

HLA-Ⅱ类分子是由α链、β链以非共价键连接的异二聚体。分为

肽结合区（a1、b1区）：容纳10-15aa组成的短肽，具有多态性

免疫球蛋白样区（b2区）：与Th细胞表面CD4分子结合

跨膜区及胞内区

5、MHC分子的功能：

（1）参与抗原加工和提呈

外源性抗原：如胞外菌

内源性抗原：如病毒包膜蛋白、肿瘤抗原

（2）调节免疫应答

Ø抗原肽-MHC-TCR三分子复合体启动免疫应答

ØMHC是协同刺激分子

ØMHC限制性

CTL与靶细胞间、Th与Mф间、Th与B细胞间相互作用时，TCR不仅要识别抗原决定簇，还需识别靶细胞或Mф、B细胞表面的MHC分子，这一现象称为MHC限制性。

Ø对免疫应答强弱的影响

（3）与T细胞分化过程

（4）诱导同种免疫应答

6、HLA复合体的遗传特点：

1）单元型遗传

2）共显性遗传+复等位基因→高度多态性

3）连锁不平衡

7、MHC肽结合槽的特点

MHC基因及其产物的极端多样性，造成不同MHC分子结构上的差异，这些差异主要集中于MHC分子的肽结合槽，从而决定了特定型别的MHC分子和抗原肽的结合具有一定的选择性。

MHC分子高亲和力与抗原肽结合成为复合物，这是保证MHC分子有效提呈抗原的重要前提。

MHC－I分子的肽槽由MHC-Ia链的a1和a2结构域组成，而MHC－II分子的肽槽由MHC-IIa链的a1和MHC-IIb链的b1结构域组成。前者的两端处于封闭状，而后者的两端则较为开放。MHC-I分子只能接纳9肽，而MHC-II分子则能接纳较长的肽段。

8、MHC分子-抗原肽复合物的特征

1）MHC分子抗原结合凹槽与抗原肽结合的特点与MHC结合成复合物的抗原肽往往带有两个或两个以上的关键氨基酸（锚着残基，anchorresidue)专司和MHC分子肽结合槽中的多肽结合基序相结合，二者具有一定的特异性。

2）MHC分子提呈抗原肽的相对选择性

3）MHC分子对抗原肽识别和递呈的包容性MHC分子对抗原肽的识别并非严格的专一性，而是一种MHC分子可识别并结合带有特定共同基序的一群肽段，由此显示二者相互作用中的包容性。

9、HLA的生物学功能

1）对蛋白质抗原的处理与加工

ØHLA-I类分子：内源性抗原的递呈分子

ØHLA-II类分子：外源性抗原的递呈分子

2）调节免疫应答

•形成MHC-抗原肽-TCR复合物，启动免疫应答

•在TCR特异性识别APC所提呈的抗原肽过程中，必须同时识别与抗原肽结合成复合物的MHC分子，才能产生T细胞激活的信号

•MHC限制性：免疫细胞间相互作用时，除细胞受体识别相应抗原决定簇外，细胞间还必须识别相应的MHC分子

•MHC分子是T细胞活化的协同刺激分子：CD4----MHCII、

•CD8----MHCI

•调节免疫应答强弱

3）参与T细胞的分化

4）诱导同种免疫应答B淋巴细胞●是由哺乳动物骨髓或鸟类法氏囊中淋巴样干细胞分化成熟而来。●定居于外周免疫器官的脾脏及淋巴结内●功能：①产生抗体、介导体液免疫②分泌细胞因子③调节免疫应答第一节、B细胞的分化发育●骨髓中分化发育：BCR表达、中枢免疫耐受的形成一、BCR的基因结构及其重排编码BCR的基因在胚系阶段是以分隔的、数量众多的基因片段的形式存在。重链基因：14号染色体长臂编码可变区：V基因片段（40）、D基因片段（25）、J基因片段（6）编码恒定区：C基因片段（9）链基因：第2条染色体短臂编码可变区：V基因片段（40）、J基因片段（5）编码恒定区：C基因片段（1）λ链基因：位于第22号染色体V基因片段（30），Jλ-Cλ连在一起形成Jλ-Cλ对，有4个Jλ-Cλ对。●BCR的基因重排Ig的胚系基因是以分隔开的基因片段的形式存在，只有通过基因重排形成VDJ（重链）或VJ（轻链）连接后，再与C片段连接，才能编码完整的Ig多肽链。●等位基因排斥：B细胞中位于一对染色体上的轻链或重链基因，其中只有一条染色体上的基因得到表达，先重排成功的基因抑制了同源染色体上另一等位基因的重排。●同种型排斥：轻链和λ轻链之间的排斥，轻链基因的表达抑制了λ轻链基因的表达。●BCR多样性产生的机制1、组合引起的多样性（combinatorialdiversity)2、连接引起的多样性3、体细胞高频突变（somatichypermutation)引起的多样性●组合引起的多样性人VH：40个功能性VH基因片段，25个D基因片段，6个JH基因片段，6000种VH。人κ：40个功能性Vκ基因片段，5个Jκ基因片段，200种。人λ:30个Vλ片段和4个Jλ，120种。总计：1.9X106.●体细胞高频突变引起的多样性只发生在已重排过的V基因，在外周免疫器官的生发中心。主要方式是点突变，有热点位置(CDR)。突变后有些分子的亲和力会优于原有的分子，在抗原免疫后产生抗体亲和力成熟的现象。二、B细胞的分化发育过程B细胞的分化过程可分为两个阶段，即抗原非依赖期和抗原依赖期第一阶段发生在骨髓：骨髓中的pro-B细胞重链V-D-J重排，即转化为pre-B细胞，进而发育为μ+的不成熟B细胞；进一步发育为μ+δ+的成熟B细胞。B细胞分化的非抗原依赖期，进行阴性选择。第二阶段发生在外周免疫器官：接受抗原刺激后，B细胞可发生类型转换，最终分化为浆细胞。B细胞分化的抗原依赖期，进行阳性选择。●B细胞自身耐受------中枢耐受产生前B细胞在骨髓中分化为未成熟B细胞后，表面表达mIgM，此时能识别自身抗原的B细胞克隆以其BCR（mIgM）与骨髓中出现的自身抗原发生结合，产生负信号，发生细胞凋亡，受体编辑，失能。这是B细胞自身耐受------中枢耐受产生的机制。●B细胞抗原受体(Bcellreceptor,BCR)复合物mIg不成熟B细胞（immatureBcell）：mIgM表达开始于骨髓中；→成熟B细胞（matureBcell）主要为：mIgM和mIgD外周免疫组织→成熟B细胞——浆细胞：不表达mIg；→记忆B细胞：表达mIg—与抗原结合的亲和力提高第二节B细胞的表面分子及其作用●BCR复合物：BCR、Iga与Igb（CD79a与CD79