医学免疫学课件：第一章 绪论

医学免疫学医学免疫学本科医学免疫学理论课总时数：32学时；实验课：12学时教材：《医学免疫学》（3）主编龚非力参考书：EssentialImmunology(12)Roitt

电子书：Immunobiology(8)Janeway免疫相关学科：－微生物学－细胞生物学－医学遗传学

医学免疫学第一章绪论本科主要内容一、免疫与免疫学二、免疫学基本概念三、免疫学发展简史四、免疫学在生物医学中的地位肆虐欧洲大陆的黑死病（鼠疫）公元6世纪（520-565）最初先在东罗马帝国属地埃及爆发，接着迅速传播到了首都君士坦丁堡及其他地区。这场鼠疫继续肆虐了半个世纪，1/4的东罗马帝国人口死于鼠疫。公元14世纪（1346-1665）在西西里群岛爆发，3年内横扫欧洲，并在5年间导致欧洲1/3-1/2人死亡;在随后300年间共有多达2亿人死于这场瘟疫。

“我的天哪！大街上没有人走动，景象一片凄惨。许多人病倒在街头......我遇到的每个人都对我说，某某病了，某某死了......”佩皮斯于1665年10月16日

薄伽丘所著《十日谈》，即关于瘟疫题材的巨著

画家笔下的中世纪黑死病景象母亲怀抱死去的孩子拿破仑视察雅法鼠疫病院(Gros,1804)

鼠疫杆菌呈卵圆形

印度鼠身上的蚤，是鼠疫的传播者

一、免疫与免疫学

免疫（immunity）

是机体识别“自己”,排除“异己（非己）”过程中所产生的生物学效应的总和，正常情况下是维持内环境稳定的一种生理性防御功能。免疫学（immunology）研究机体免疫系统结构和功能的独立学科。免除税赋，免除差役

immunitas免于疫患，免除瘟疫

immunity二、免疫学基本概念（重要）（一）免疫系统的组成与结构（二）免疫系统的功能（三）免疫的类型（四）特异性免疫应答及其特点*免疫器官

中枢免疫器官

胸腺和骨髓外周免疫器官脾、淋巴结等*免疫细胞*免疫分子（一）免疫系统（immunesystem,IS）的组成

外周免疫器官CellsOfTheImmuneSystemPluripotenthaemopoieticstemcellCommonlymphoidprogenitorMyeloidprogenitorMacrophageMonocyteNeutrophilPMNEosinophilBasophilMastcellPhagocytosisAgpresentationPhagocyticAnti-bacterialAnti-parasiteimmunity?Protectionofmucosalsurfaces?ProtectionofmucosalsurfacesLymphocyteAdaptiveimmunityDendritic

cellAgpresentation(Tcell,BcellandNK)NeutrophilMonocyteLymphocyteNeutrophilBasophilEosinophil免疫分子RestingcellsActivatedcells膜分子CKRCRcomplementcytokine可溶性分子（二）免疫系统的功能(重要)1.免疫防御（immunedefense）

指机体对外来微生物及其毒素的免疫保护作用；应答过强或持续过长→超敏反应；应答过低或缺如→免疫缺陷病。2．免疫自稳(immunehomeostasis)

免疫系统通过调节网络实现免疫系统功能相对稳定；自稳机制发生异常→自身免疫病。3.免疫监视（immunesurveillance）

指免疫系统识别畸变和突变细胞并将其清除的功能；免疫监视功能异常→肿瘤发生或持续病毒感染。

（三）免疫的类型

病原微生物固有免疫适应性免疫1．固有免疫（innateimmunity）*种群在长期进化过程中逐渐形成的防御功能，乃经遗传而获得，而并非针对特定抗原，亦称天然免疫。

先天具有；模式识别；泛特异性；无记忆性；作用快。*主要机制物理屏障

皮肤粘膜/血脑/血胎屏障；化学屏障

皮肤与粘膜局部分泌抑菌和杀菌物质；生物学屏障

正常菌群的寄生。

非特异性效应细胞：中粒、单核/巨噬细胞、NK细胞等非特异性效应分子：补体、溶菌酶、细胞因子等2．适应性免疫（adaptiveimmunity）个体接触特定抗原（决定基）而产生。仅针对该特定抗原（决定基）而发生反应。后天获得；识别抗原表位；高度特异性；有记忆性；作用慢而强。抗原刺激机体特异性免疫可刺激机体产生特异性免疫应答的物质抗原决定基产生抗体致敏淋巴细胞体液免疫细胞免疫

体液免疫和细胞免疫，初次应答和再次应答（四）适应性免疫应答特点（重要）

1.特异性*特定的免疫细胞克隆仅能识别特定抗原（决定基）；*应答过程中形成的效应细胞和抗体仅与诱导其产生的抗原（决定基）发生特异性反应。2.记忆性淋巴细胞初次接触特定抗原(决定基）→产生应答→形成特异性记忆细胞→再次接触相同抗原（决定基）刺激→记忆细胞迅速被激活，产生强的再次应答3.耐受性

自身反应性免疫细胞接受抗原（决定基）刺激→对特定抗原（决定基）产生特异性不应答→自身免疫耐受ClonalnatureofadaptiveimmuneresponseallowsforimmunologicalmemoryLymphocyteapoptosisLymphocyteproliferationtoAgA1°responsetoantigenAAAB1°responsetoantigenBLymphocyteproliferationtoAgB41612820646872AntibodytitreDays2°responsetoantigenA

1．经验免疫学时期（17世纪~19世纪）

*16-17世纪中国医学家用人痘苗预防天花*18世纪末英国医生Jenner接种牛痘苗预防天花

三、免疫学发展简史天花患者Smallpoxwasepidemicandfatal,threatenthelivesofpeople.天花愈合病人局部痂皮磨成粉鼻吸入预防儿童天花中国古代“种人痘”（16~17世纪）

清帝顺治罹患天花于24岁早逝，辞世前选次子康熙继位，原因之一是康熙两岁时曾感染天花而无恙。

“国初，人多畏种痘，至朕得种痘方，诸子女皆以种痘得无恙。今四十九旗俱命种痘，凡所种者皆得善愈。尝记,初种豆时，年老人尚以为怪。朕坚意为之，遂全此千万人之生者，岂偶然耶？”——康熙《庭训格言》（1689年）——

“我听说一百年来中国人一直有此习惯(指种痘)，这被认为是全世界最聪明、最讲礼貌的一个民族作出的伟大先例和榜样。……

倘若我们在法国曾施行种痘，也许会挽救千千万万人的生命。”法国Voltare（1694-1778）《哲学通信》1717 England:LadyMaryMontagu“Thesmallpox,sofatal,sogeneralamongstus,isentirelyharmlessherebytheinventionofingrafting….IampatriotenoughtobringthisinventionintofashioninEngland.EdwardJenner(1749-1823)1796年Jenner种牛痘Jenner的论文（1798）《牛痘成因与作用的研究》

恶评如潮英国皇家学会拒绝刊印医学界“我们不相信你这一套，我们是有根据的。”

“虚伪的预防。”

教会“接触牲畜就是亵渎造物主的形象，”

“接种天花乃是谎言。”新闻界“你相信种牛痘的人不会长牛角吗？”

“谁能保证人体内部不发生使人逐渐退化成为走兽的变化呢？”

“某人的小孩开始像牛一样地咳嗽，而且浑身长满了毛，”

“某些人开始像公牛那样的眼睛斜起来看了。”Jenner的回应-《接种牛痘的理由和效果探讨》

“我这只已经扬帆开航、决心到达彼岸的小船，应该再经受一些狂风暴雨的袭击。我现在却被一些人的怨言四面八方包围着，他们都是一些连动物会生什么病都不知道的不学无术之流。”最后一例天花患者阿里·毛·马林200yearsafterJennerWHOannouncesmallpoxeradicated1965197019751980Countrieswithmorethanonesmallpoxcasepermonth301502．经典免疫学时期（19世纪中叶-20世纪中叶）

免疫学与微生物学互相促进、共同发展*多种病原菌被发现（1850，Pasteur)；*“病原菌致病”概念的提出(Koch)；*疫苗的发明(Pasteur)；*细胞吞噬作用的发现（Metchnikoff，细胞免疫）；*免疫血清具有抵御病原菌的作用（Behring和Ehrlich,体液免疫）；*免疫化学研究取得重大进展；*初步认识多种免疫学现象的本质。EliMetchnikoff(1845-1916)EmilvonBehring(1845-1917)RobertKoch(1843-1910)PaulEhrilich(1854-1915)提出体液免疫理论和抗体生成的侧链学说1908NobelPrize发现细胞吞噬作用，提出细胞免疫理论1908NobelPrize发现结核杆菌；提出病原菌致病的概念1905NobelPrize发现抗毒素并治愈一名白喉患者1905NobelPrizeLouisPasteurFowlcholera1879

PasteurellamultocidaPasteurellamultocida狂犬病疫苗（减毒疫苗）炭疽病疫苗(死菌苗）vaccine3．近代和现代免疫学时期（自20世纪中叶至今）(1)免疫化学研究进展

发现抗体、抗原、补体(2)细胞免疫学进展免疫细胞的发现（功能、来源）

-淋巴细胞（T/B细胞）的免疫功能

-免疫细胞来源于骨髓多能造血干细胞T细胞生物学特征的研究进展

-T细胞亚类及其功能；TCR的发现及其多样性。细胞免疫与体液免疫应答免疫耐受现象及其机制(Burnet的克隆选择学说）抗体生成理论

-侧链学说、模板学说、自然选择学说ThediscoveryofBcellimmunity1954-BruceGlick,OhioStateUniversityStudiesonthefunctionofthealymphoidorganinthecloacalregionofthechickenthebursaofFabriciusBursectomy–noapparenteffectBursectomisedchickenswerelaterusedinexperimentstoraiseantibodiestoSalmonellaantigensNoneofthebursectomisedchickensmadeanti-SalmonellaantibodiesBursawaslaterfoundtobetheorganinwhichantibodyproducingcellsdeveloped–antibodyproducingcellswerethereaftercalledBcellsMammalsdonothaveabursaofFabriciusThethymusmaturesTcellsafterbirth,butearlyinlifeRemoveThymusMatureT&BcellsAdultNeonateNoTcellsMatureBcellspresentTcellsnotyetleftthymusThethymusisneededtogeneratematureTcellsOwen于1945年发现异卵双胎小牛胎盘血管互相融合，出生后体内均存在两种不同血型的红细胞，即形成红细胞嵌合体

（chimeras），并互不排斥。

免疫耐受现象的发现Burnet（1957年）提出克隆选择学说MacFarlaneBurnet（1899-1985）

TopVirologist;TopEpidemiologistTopImmunologist;1960Nobelprizewinner

*克隆选择（clonalselection）学说：

1）机体存在随机形成的多样性免疫细胞克隆，每一克隆的细胞表达同一特异性受体；

2）抗原进入体内→选择表达特异性受体的免疫细胞与之反应→特异性细胞克隆扩增→产生大量后代细胞→合成大量具有相同特异性的抗体ClonalselectioninducesproliferationandincreaseseffectorcellfrequencyNo.ofcelldivisionsNo.ofcellswithusefulspecificityThresholdofprotectiveeffectorfunctionAntigenreceptorsrecognisingselfantigenscanbeindividuallypurgedfromtheantigenreceptorREPERTOIREbeforeclonalexpansion!!!!Cellsspecificforselfantigen!!!!OpportunitytoremoveharmfulspecificityatanearlystageofdevelopmentIMMUNOLOGICALTOLERANCEClonalnatureofadaptiveimmuneresponseallowsforremovalofharmfulcells(3)分子免疫学研究进展

抗体多样性的遗传学基础细胞因子的基础与应用研究

T细胞的特异性识别、激活和效应机制

-T细胞识别抗原的MHC限制性（80年代）；

-T细胞活化需要双信号（90年代）；

-T/B细胞激活和效应的胞内信号转导途径；

-CTL的效应机制。抗原提呈的机制

(4)应用免疫学进展疫苗的发明、应用及推广

*病原菌被发现及细菌分离培养方法的建立；*制备炭疽菌苗和狂犬病疫苗（vaccine）；*多种烈性传染病被有效控制或被消灭（天花）。

免疫学技术的建立和发展

*血清学技术和免疫标记技术：*细胞融合技术：制备单克隆抗体（Kohler,1984,NobelPrize)*T细胞克隆技术：*分子生物学技术：PCR、核酸杂交、基因工程、转基因免疫生物治疗

DNA疫苗、细胞过继疗法、抗体疗法、细胞因子治疗等四、免疫学在生物医学中的地位

（一）免疫学与生物学（二）免疫学与医学（一）免疫学与生物学

1．免疫学促进了生命科学发展

*深化对生命过程基本特性的认识*揭示机体生理功能遗传控制的机制*拓宽分子生物学的研究领域*免疫学技术促进了生命科学研究进展2．促进生物技术及生物产业的发展3.现代生物学进展促进免疫学进展

20世纪获得诺贝尔医学生理学奖的免疫学家

年代 学者姓名 国家 获奖成就

1901 Behring 德国 发现抗毒素，开创免疫血清疗法

1905 Koch 德国 发现结核杆菌，发明诊断结核病的结核菌素

1908 Ehrlich 德国 提出抗体生成侧链学说和体液免疫学说

Metchnikoff 俄国 发现细胞吞噬作用，提出细胞免疫学说

1912 Carrel 法国 器官移植

1913 Richet 法国 发现过敏现象

1919 Bordet 比利时 发现补体,建立补体结合试验

1930 Landsteiner 奥地利 发现人红细胞血型

1951 Theler 南非 发明黄热病疫苗

1957 Bovet 意大利 抗组胺药治疗超敏反应

1960 Burnet 澳大利亚 提出抗体生成的克隆选择学说

Medawar 英国 发现获得性移植免疫耐受性

1972 Edelman 美国 阐明抗体的化学结构

Porter 英国 阐明抗体的化学结构

1977 Yalow 美国 创立放射免疫测定法

1980 Dausset 法国 发现人白细胞抗原

Snell 美国 发现小鼠H-2系统

Benacerraf 美国 发现免疫应答的遗传控制Jerne 丹麦 提出天然抗体选择学说和免疫网络学说

Kohler 德国 杂交瘤技术制备单克隆抗体

Milstein 阿根廷 单克隆抗体技术及Ig基因表达的遗传控制

Tonegawa 日本 抗体多样性的遗传基础

Murray 美国 第一例肾移植成功

Thomas 美国 第一例骨髓移植成功

1996 Doherty 澳大利亚 提出MHC限制性，即T细胞的双识别模式

Zinkernagel 瑞士 提出MHC限制性，即T细胞的双识别模式（二）免疫学与医学1．免疫学理论对临床医学的指导作用

器官移植、肿瘤、自身免疫病、传染病等等2．免疫学技术和制剂在临床实践中的应用

（1）免疫学预防

*Jerner发明牛痘苗→研制成功防治一系列传染性疾病的疫苗→20世纪80年代人类宣布消灭天花→不久将消灭脊髓灰质炎及麻疹→有待战胜的AIDS、疯牛病、SARS、埃博拉等。

(2)免疫学诊断*抗原-抗体反应具有高度特异性*免疫学技术成为主要的临床检验技术。

(3)免疫学治疗

“医学免疫学”教材简介抗原─────→免疫系统（器官、细胞、分子）│───→补体、抗体遗传控制──→免疫应答───→细胞因子、黏附分子

│───→致敏淋巴细胞┏━━━━━━━━━━━━