医学免疫学课件17

免疫学概论第一节免疫学简介第二节免疫学发展简史第三节现代免疫学的发展Day3Day5Day7

天花是一种由病毒引起的烈性传染病，数千年来，难以计数的人因天花而丧生,无数的家庭妻离子散，家破人亡；无数的城市和乡村尸陈遍野，白骨如山。今天，由天花造成的那个“千村薜荔人遗尸，万户萧疏鬼唱歌”的时代一去不复返了。

1979年10月26日世界卫生组织庄严宣告：全世界已经消灭了“天花”。最后一例天花患者阿里·毛·马林那么，是什么力量消灭了肆虐几千年的病魔？----免疫医学免疫学(MedicalImmunity)：是研究人体免疫系统的结构和功能的科学，其阐明免疫系统识别抗原后发生免疫应答及其清除抗原的规律，探讨免疫功能异常所致病理过程和疾病的机制，并用免疫方法进行诊断和防治疾病的学科。第一节医学免疫学简介

免疫学是进行病因探讨、病理机制研究的学科，是介于基础医学和临床医学之间的桥梁学科。它已涉及到临床各学科，是多种疾病尤其是慢性病和一些疑难杂症的病因。

免疫学是人类在与瘟疫(传染病)斗争过程中发展起来的。免疫(immunity)：来自拉丁语

immunis（免税），引申为免患瘟疫，免患疫病。第一节医学免疫学简介——机体对病原微生物（细菌，病毒）及其有害产物（毒素）的侵入所引起的发病，具有抵抗力。——对病原微生物的再感染有抵抗力。

传统的“免疫”概念：基本概念

现代的“免疫”概念

机体免疫系统识别(区分)自身成分（自我，self）和异己物质（非我，non-self），产生一系列特定的应答过程,最后排除异物，对自身组织形成耐受，以维持内环境稳定的一种生理功能。保护性免疫病理性免疫第一节医学免疫学简介一、免疫系统的基本功能

1.免疫系统免疫系统是机体执行免疫应答及免疫功能的载体，由免疫器官、免疫组织、免疫细胞及免疫分子组成。第一节医学免疫学简介一、免疫系统的基本功能

第一节医学免疫学简介2.免疫系统的组成

免疫器官

免疫细胞

免疫分子

中枢

外周

膜型分子

分泌型分子

胸腺骨髓法氏囊（禽类）

脾脏淋巴结粘膜相关淋巴组织皮肤相关淋巴组织

固有免疫的组成细胞吞噬细胞树突状细胞NK细胞NKT细胞其他（嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞等）适应性免疫应答细胞T细胞B细胞TCRBCRCD分子MHC分子粘附分子细胞因子受体

免疫球蛋白补体分子细胞因子一、免疫系统的基本功能

第一节医学免疫学简介3.免疫系统的功能

★

功能

生理性反应（有益）

病理性反应（有害）A免疫防御清除病原微生物及其它抗原性异物

超敏反应（过度）免疫缺陷病（不足）B免疫监视清除突变或畸变细胞

肿瘤发生病毒持续感染C免疫耐受对自身物质无应答

自身免疫性疾病D免疫调节参与机体整体功能的调节

二、免疫应答的种类及其特点

★第一节医学免疫学简介（一）固有性免疫应答

即非特异性免疫或天然免疫，是指在个体长期进化过程中逐渐形成的防御功能，是机体防御病原体侵袭的第一道防线。（二）适应性免疫应答即特异性免疫或获得性免疫，是指能够特异性识别抗原的免疫细胞（T、B淋巴细胞）执行特异性免疫功能。二、免疫应答的种类及其特点

★第一节医学免疫学简介固有免疫适应性免疫获得形式固有性（先天性）无需抗原激发获得性免疫需接触抗原发挥作用识相早期，快速（数分钟~4天）4~5天后发挥效应免疫原识别受体模式识别受体特异性抗原识别受体免疫记忆无有，产生记忆细胞举例吞噬细胞，杀菌物质等T细胞（细胞免疫-效应T细胞）B细胞（体液免疫-抗体）二、免疫应答的种类及其特点

★适应性免疫应答的三个阶段：（1）识别阶段（2）活化增殖阶段（3）效应阶段适应性免疫应答的三个特点：（1）特异性（2）耐受性（3）记忆性第一节医学免疫学简介三、免疫性疾病第一节医学免疫学简介

功能

生理性反应（有益）

病理性反应（有害）A免疫防御清除病原微生物及其它抗原性异物

超敏反应（过度）免疫缺陷病（不足）B免疫监视清除突变或畸变细胞

肿瘤发生病毒持续感染C免疫耐受对自身物质无应答

自身免疫性疾病D免疫调节参与机体整体功能的调节

四、免疫学的应用第一节医学免疫学简介１.传染病预防：如接种疫苗２.疾病治疗：抗体、细胞因子３.免疫诊断：抗原抗体反应用于ＡＢＯ血型鉴定。第二节免疫学发展简史免疫学发展经历三个发展阶段：1.经验免疫学时期2.科学免疫学时期3.现代免疫学时期第二节免疫学发展简史一、经验免疫学时期（17-19世纪）

我国11世纪开始

17世纪有接种“人痘”苗的正式记载

18世纪后叶Jenner发明牛痘苗

第二节免疫学发展简史一、经验免疫学时期第二节免疫学发展简史二、科学免疫学时期（一）科学免疫学的兴起病原菌的发现和疫苗的研制推动了免疫学的发展。

19世纪中叶，法国微生物学家Pasture等先后发现多种病原菌，极大的促进了疫苗的发展和使用。（三）免疫学重大学说和理论。1897年，Erhlich——抗体产生的侧链学说。

1957年，澳大利亚免疫学家Burnet——克隆选择学说。

1974年，NielsJerne——免疫网络学说。（四）对免疫系统的全面认识。（二）细胞免疫和体液免疫学派的形成。19世纪末俄国动物学家Metchnikoff发现了细胞吞噬作用。德国细菌学家Behring和同事发现了免疫血清具有抵抗病原菌的作用，并研制出白喉抗毒素。第二节免疫学发展简史三、现代免疫学时期（一）抗体多样性和特异性的遗传学基础（二）T细胞抗原受体的基因克隆（三）免疫遗传学和MHC限制性的发现（四）细胞因子及其受体（五）信号转导的研究第三节21世纪免疫学发展的趋势

人类基因组计划的完成为人类功能基因组计划的开展奠定了基础。功能基因组计划、蛋白质组学计划引领着21世纪生命科学的发展。分子生物学、发育生物学、细胞生物学、神经科学与免疫学学科相互融合，极大地促进了生命科学和医学的发展。一、基础免疫学免疫应答的机制将得到更深刻的阐明。二、临床免疫学

1.诊断

2.预防

3.治疗法国微生物学家L.Pastuer俄国动物学家E.Metchnikoff德国细菌学家E.A.Behring德国医学家P.Ehrlich澳大利亚免疫学家F.M.Burnet免疫器官和组织第一节中枢免疫器官和组织第二节外周免疫器官和组织第三节淋巴细胞归巢与再循环概述

免疫系统免疫分子（Ig、补体、各种细胞因子和膜分子等）免疫组织和器官免疫细胞（造血干细胞、APC、淋巴细胞、NK细胞、粒细胞、肥大细胞、红细胞等）概述人体的免疫器官和组织第一节中枢免疫器官和组织

中枢免疫器官胸腺骨髓（鸟类为腔上囊或法氏囊

BursaofFabricius）

中枢免疫器官又称初级（一级）淋巴器官，是免疫细胞发生、分化、发育和成熟的场所。一、骨髓（bonemarrow）第一节中枢免疫器官和组织——造血组织，各类免疫细胞的发生场所。（一）骨髓的结构与造血微环境骨髓红骨髓黄骨髓造血组织血窦造血细胞：基质细胞：分泌多种细胞因子，促造血干细胞分化发育(骨髓微环境)。骨髓中的原始细胞，具有多种分化潜能，可分化成为各种血细胞。第一节中枢免疫器官和组织（二）骨髓的功能1.各类血细胞和免疫细胞发生的场所多能造血干细胞髓样祖细胞淋巴样祖细胞粒细胞（多形核白细胞）、巨噬细胞、树突状细胞、肥大细胞、红细胞、血小板淋巴细胞：T淋巴细胞（T细胞）、

B淋巴细胞（B细胞）、

NK细胞。第一节中枢免疫器官和组织（二）骨髓的功能2.B、NK细胞分化成熟的场所

一部分淋巴样前体细胞

祖B细胞（pro-B）

前B细胞(pre-B)

未成熟B细胞

成熟B细胞(定居在外周免疫器官)。3.再次体液免疫应答发生的场所缓慢持久地产生抗体，血清抗体的主要来源。

外周免疫器官？第一节中枢免疫器官和组织（三）造血干细胞与免疫细胞的生成1.造血干细胞的起源（2）CD1172.造血干细胞的表面标志（1）CD34（3）Lin-细胞3.造血干细胞的分化及免疫细胞的生成第一节中枢免疫器官和组织（三）造血干细胞与免疫细胞的生成第一节中枢免疫器官和组织二、胸腺（thymus）第一节中枢免疫器官和组织（一）胸腺的结构

胸腺是T淋巴细胞，尤其αβ+T细胞发育的场所。胸腺基质细胞与胸腺细胞的相互作用，对T细胞的发育是至关重要的。第一节中枢免疫器官和组织（二）胸腺微环境胸腺上皮细胞以2种方式参与胸腺细胞的分化①分泌CK和胸腺肽类分子；②通过细胞表面黏附分子与胸腺细胞相互接触。胸腺实质胸腺细胞:发育中的未成熟的T细胞。胸腺基质细胞（TSC）：胸腺上皮细胞、

Mφ、DC等。第一节中枢免疫器官和组织（三）胸腺的功能1.T细胞分化、成熟的场所2.免疫调节3.自身耐受的建立与维持

胸腺基质细胞与胸腺细胞的相互作用构成了决定T细胞分化、增殖和选择性发育的胸腺微环境是T细胞，尤其αβ+T细胞发育场所。（图示）

发育部位表面标志细胞类型

被膜下区

CD4-

CD8-

“双阴性”

皮质区CD4+CD8+

“双阳性”

皮质、髓质

CD4+或CD8+

“单阳性”交界处

髓质区成熟T细胞

T细胞在胸腺内的发育细胞主要表面标志的变化阳性选择阴性选择BALB/c无胸腺裸鼠第二节外周免疫器官和组织黏膜相关淋巴组织淋巴结

外周免疫器官又称次级（二级）淋巴器官，是淋巴细胞和其他免疫细胞定居、增殖以及产生免疫应答的场所。

外周免疫器官黏膜相关淋巴组织淋巴结

脾脏

一、淋巴结（lymphnode）第二节外周免疫器官和组织（一）淋巴结的结构

胸腺依赖区（副皮质区—T细胞)非胸腺依赖区（浅皮质区—B细胞)第二节外周免疫器官和组织（二）淋巴结的功能1.T、B细胞定居的场所浅皮质区：B细胞区,B25%副皮质区:T细胞区,T75%2.免疫应答发生的场所4.过滤作用：淋巴窦内Mφ吞噬、清除病原体等异物。B细胞受刺激活化后，高速分化增殖，生成大量的浆细胞形成生发中心；T细胞也可在淋巴结内分化增殖为致敏淋巴细胞。不管发生哪类免疫应答，都会引起局部淋巴结肿大3.参与淋巴细胞再循环

血液

HEV

淋巴结胸导管一、脾（spleen）第二节外周免疫器官和组织（一）脾的结构

非胸腺依赖区（B细胞)

PALS的外周构成的滤泡。胸腺依赖区（T细胞):动脉周围淋巴鞘（PALS)---白髓内靠近中央动脉；第二节外周免疫器官和组织（二）脾的功能1.T、B细胞定居的场所

T细胞：占40%；B细胞：占60%。2.免疫应答发生的场所4.过滤作用：清除血中异物，病毒及衰老死亡的RBC等。

脾脏是针对来自血液中抗原的免疫应答场所，也是体内产生抗体的主要器官。3.合成某些生物活性物质：（如补体成分）三、黏膜相关淋巴组织第二节外周免疫器官和组织

粘膜相关淋巴组织（mucosa-associatedlymphoidtissue,MALT）亦称粘膜免疫系统（mucosallymphoidsystem，MIS）主要指呼吸道、肠道及泌尿生殖道黏膜固有层和上皮细胞下散在的无被膜淋巴组织，以及某些带有生发中心的器官化的淋巴组织，如扁桃体、小肠的派氏集合淋巴结（Peyer'spatche）、阑尾等。（一）、MALT的组成第二节外周免疫器官和组织1.肠相关淋巴组织：其主要作用是抵御侵入肠道的病原微生物感染。（1）M

细胞(图)（2）上皮内淋巴细胞（intraepitheliallymphocyte,IEL）IEL的细胞来源40%为胸腺依赖性，由αβ+T细胞组成60%为胸腺非依赖性，由γδ+T细胞组成Th巨噬细胞IgAsIgA浆细胞BM细胞上皮细胞辅助M细胞:为特化的抗原转运细胞,顶部胞质较薄,核位于基底部,基底部质膜内陷成穹隆,内含多个淋巴细胞、Mф和DC。（一）、MALT的组成第二节外周免疫器官和组织2.鼻相关淋巴组织：其主要作用是抵御经空气传播的病原微生物感染。3.支气管相关淋巴组织：主要分布于各肺叶的支气管上皮下，滤泡中淋巴细胞受抗原刺激常增生成生发中心，其中主要是B细胞。（二）、MALT的功能及其特点第二节外周免疫器官和组织1.参与黏膜局部免疫应答2.产生分泌型IgA第三节淋巴细胞归巢与再循环

成熟淋巴细胞离开中枢免疫器官后，经血液循环趋向性迁移并定居于外周免疫器官或组织的特定区域，称为淋巴细胞归巢(lymphocytehoming)一、淋巴细胞归巢归巢受体（homingreceptor）地址素addressin二、淋巴细胞再循环及其生物学意义第三节淋巴细胞归巢与再循环1.淋巴细胞再循环

定居在外周免疫器官的淋巴细胞，可由输出淋巴管进入胸导管，经上腔静脉进入血液循环，在毛细血管后微静脉处穿越HEV，并重新分布于全身淋巴器官和组织。淋巴细胞在血液、淋巴液、淋巴器官和组织间周而复始循环的过程称淋巴细胞再循环（lymphocyterecirculation）。二、淋巴细胞再循环及其生物学意义第三节淋巴细胞归巢与再循环2.再循环的生物学意义淋巴细胞在外周免疫器官和组织分布更合理；淋巴组织可不断从循环池中得到新的淋巴细胞补充，有利于增强机体免疫功能；通过再循环，增加了T、B与抗原与APC接触机会；通过再循环，使机体免疫器官与组织相互联系构成一个有机整体。抗原(Antigen)第一节抗原的异物性与特异性第二节影响抗原免疫应答的因素第三节抗原的种类第四节非特异性免疫刺激剂抗原(Antiage,Ag)：能与TCR/BCR结合，启动免疫应答，并能与所产生的抗体或致敏淋巴细胞在体内、外发生特异性反应的物质。基本概念

抗原的两种特性：①免疫原性（immunogenicity）：抗原刺激免疫系统发生特异性免疫应答，诱生抗体或致敏淋巴细胞的能力。②抗原性（antigenicity）：

抗原与相应的免疫应答产物发生特异性结合的能力。

完全抗原(Completeantigen,Immunogen免疫原)

同时具有①和②的物质。

基本概念

载体(Carrier)

可与半抗原结合，使半抗原具有免疫原性的物质。

不完全抗原(Incompleteantigen,

hapten半抗原)

只具有抗原性而无免疫原性的物质。

变应原（Allergen)

能诱导变态反应的抗原。

耐受原（Tolerogen)

可诱导机体产生免疫耐受的抗原。第一节抗原的异物性与特异性一、异物性：是免疫原性的核心。1.异种物质：如马血清，亲缘关系越远，抗原性越强。2.同种异型物质：如ABO血型物质，HLA3.自身物质改变的自身成分：如衰变的细胞胚胎期免疫系统未接触的成分：如眼晶体蛋白第一节抗原的异物性与特异性二、特异性：结构基础——抗原表位1.抗原表位（epitope)的概念：

Ag分子中决定其特异性的特殊化学基团，它是与TCR/BCR或抗体特异结合的基本结构单位。蛋白质：5－17个氨基酸残基多糖：5－7个多糖残基抗原结合价：

能与抗体分子结合的抗原表位的总数。半抗原：1个抗原表位，1价抗原完全抗原：多个抗原表位，多价抗原第一节抗原的异物性与特异性第一节抗原的异物性与特异性2.抗原表位的类型：线性表位：连续的aa片段构象表位：不相连的aa或糖基（1）从结构上分第一节抗原的异物性与特异性2.抗原表位的类型：（2）从被免疫细胞识别上分

B细胞表位T细胞表位

T细胞和B细胞表位的特性比较抗原分子表面抗原分子任意部位表位位置构象表位，线性表位线性表位表位类型5

~15Aa，5

~7个单糖，5~7个核苷酸8~12Aa（CD8+T.cell）12~17Aa（CD4+T.cell）表位大小天然的多肽、多糖、脂多糖、有机化合物主要是线性短肽表位性质无需必需MHC分子BCRTCR表位受体B细胞表位T细胞表位区别点第一节抗原的异物性与特异性3.影响抗原特异性的因素--------由抗原表位的种类、性质、数目和空间构型所决定化学基团性质对抗原表位特异性的影响半抗原反应强度氨苯磺酸氨苯砷酸氨苯甲酸SO3HNH2AsO3HNH2COOHNH2+++++/－半抗原化学基团位置对抗原表位特异性的影响反应强度间位氨苯磺酸SO3HNH2++++/－邻位氨苯磺酸邻位氨苯磺酸NH2SO3HNH2SO3H++4.半抗原–载体效应

在免疫应答中，B细胞提呈载体表位给Th细胞，Th细胞活化后再辅助激活B细胞，即以载体把特异T-B细胞连接起来（T-B桥联），T细胞才能激活B细胞，称载体效应。在免疫应答中，B细胞识别半抗原（B细胞表位）

T细胞识别载体表位（T细胞表位）

载体效应第一节抗原的异物性与特异性5.共同抗原表位和交叉反应

抗体或致敏淋巴细胞对具有相同或相似表位的不同抗原的反应。★交叉反应（crossaction）：★共同抗原（commonantigen）：

不同抗原之间存在着相同或相似的抗原表位。第一节抗原的异物性与特异性与相应的抗体反应（＋＋＋＋）

交叉反应（＋＋＋）交叉反应（＋＋）无反应（－）交叉反应Ag1Ag2Ag3Ag4一、抗原分子的理化特性：

1.化学性质：蛋白质是良好的抗原

2.分子量大小：分子量＞10KD为免疫原分子量＞100KD为强抗原3.结构的复杂性：芳香族氨基酸

5.分子构象和易接近性4.物理状态：聚合状态的蛋白质＞单体颗粒性抗原＞可溶性抗原

第二节影响抗原诱导免疫应答的因素抗原性+++±+++多聚赖氨酸多聚丙氨酸酪氨酸谷氨酸氨基酸残基在合成多肽骨架侧链上的位置和间距与免疫原性的关系

剂量、途径、免疫接种次数、免疫佐剂的选择。二、宿主方面的因素：

三、抗原进入机体方式的影响：1.遗传因素：MHC控制2.年龄、性别与健康状态第二节影响抗原诱导免疫应答的因素由多个重复B表位组成TI-AgTI-1Ag:如细菌脂多糖,含有B细胞丝裂原和重复B细胞表位；可使不成熟、成熟的B细胞应答。TI-2Ag:如荚膜多糖、聚合鞭毛素，由多个重复B单位组成；仅使成熟的B细胞应答。一、根据产生抗体时需否Th细胞参与分类

由B表位和T表位组成胸腺依赖抗原(thymusdependentantigen,TD-Ag)：胸腺非依赖抗原(thymusindependentantigen,TI-Ag)：第三节抗原的种类二、根据抗原与机体的亲缘关系而分类5.独特型抗原：TCR、BCR或Ig的V区所具有的独特的氨基酸顺序和空间构型而成为自身免疫原，即独特型（Id）

2.异种抗原：如病原微生及其产物。3.同种异型抗原：如ABO、Rh血型抗原，HLA4.自身抗原：隐蔽的自身抗原；修饰的自身抗原1.异嗜性抗原：与种属无关的，存在于人、动物、植物和微生物之间的共同抗原。（又称Forssman抗原）第三节抗原的种类三、根据抗原是否在抗原提呈细胞内合成分类内源性抗原：是指抗原提呈细胞内新合成的抗原。外源性抗原：指并非由抗原提呈细胞合成、来源于细胞外的抗原。第三节抗原的种类四、其他分类1.按性能分第三节抗原的种类完全抗原半抗原2.按溶解性分

颗粒性Ag：指具有明显细胞形态的Ag

可溶性Ag：指一些蛋白质Ag2.按产生方式分

天然抗原人工抗原

一、超抗原（Superantigen，SAg）1.概念：只需极低浓度（1~10ng/ml）即可激活2~20%某些亚型的T细胞克隆，产生极强的免疫应答，但又不同于丝裂原的作用，这类抗原称为超抗原。第四节非特异性免疫刺激剂普通抗原：一种抗原决定簇只能活化一个克隆的淋巴细胞超级抗原：少数几个抗原决定簇就能活化多个克隆的淋巴细胞2.超抗原的种类：外源性超抗原：多为细菌的外毒素内源性超抗原：多为肿瘤病毒蛋白3.超抗原的生物学意义：诱导T细胞耐受；参与病理过程的发生：与食物中毒、AIDS、肿瘤和某些自身免疫病发病有关。第四节非特异性免疫刺激剂4.超抗原与普通抗原比较

特点

普通抗原

超抗原物质属性

蛋白质、多糖

细菌外毒素、逆转录病毒蛋白应答特点

须被APC处理，无须被处理，后被T细胞识别

直接刺激T细胞反应细胞

B细胞、T细胞

CD4+T细胞T细胞反应频率

1/106~104

1/20~1/5与MHC-Ⅱ分子结合部位

肽结合沟

非多态区与TCR结合部位

α链V、J区

β链V、D、J区

β链V区APC存在

+

+MHC限制性

+

-

第四节非特异性免疫刺激剂Th细胞抗原提呈细胞MHCⅡ分子普通抗原肽——TCR超抗原二、佐剂（adjuvant）1、概念增强机体对抗原免疫应答或改变免疫应答类型的非特异性免疫增强剂2、种类生物性：如卡介苗无机化合物性：如氢氧化铝人工合成类：如胞苷酸，脂质体免疫刺激复合物

CpG等是新型的佐剂常用的佐剂有弗氏完全佐剂（CFA）和弗氏不完全佐剂（IFA）3、作用机制1）改变抗原物理性状，增加抗原在体内停留时间；2）刺激抗原提呈细胞，增加对抗原的处理和提呈能力；3）刺激淋巴细胞增殖分化，增强和扩大免疫应答的能力。第四节非特异性免疫刺激剂三、有丝分裂原(Mitogens)1.概念：可使一群淋巴细胞的所有克隆均激活的物质。2.种类：ConA、PHA、PWM、LPS等。第四节非特异性免疫刺激剂免疫球蛋白

(Immunoglobulin)概述免疫球蛋白的结构免疫球蛋白的异质性免疫球蛋白的功能五类免疫球蛋白的特性和功能单克隆抗体免疫球蛋白(Immunoglobulin,Ig)正常人血清电泳分离图Antigen概述

+-

2白蛋白（Albumin）球蛋白（globulin）

1IgGIgAIgMIgD

抗体(antibody，Ab):

是B细胞接受抗原刺激后增殖分化为浆细胞所产生的主要存在于血清等体液中的具有免疫功能的糖蛋白。基本概念:

免疫球蛋白(Ig)：具有抗体活性或化学

结构与抗体相似的球蛋白。生物学和功能上的定义

结构和化学上的定义所有抗体都是免疫球蛋白，但免疫球蛋白不都是抗体!概述免疫球蛋白按存在形式分为分泌型(SecretedIg,SIg)：分泌入体液中，介导体液免疫应答。膜型(MembraneIg,MIg)：构成B细胞膜上的抗原受体第一节免疫球蛋白的结构

一、基本结构——四肽链结构

免疫球蛋白分子的基本结构是一“Y”字型的四肽链结构，由两条完全相同的重链(heavychain,H)和两条完全相同的轻链(lightchain,L)以二硫键连接而成。每条重链和轻链分为氨基端和羧基端。Afour-chainunitofIg（一）重链和轻链1.重链（heavychain,H）：分子量50~75kD，450~550个Aa.

据H链C区氨基酸的不同将Ig分为五类，即

IgM，IgD，IgE，IgA，IgG

μ

δ

ε

α

γ

同一类免疫球蛋白又可以分亚类：如IgG1-G4、IgA1-A22.轻链（lightchain,L

）：分子量25kD，214个Aa.

轻链分为κ和λ链两种，据此可将Ig分为κ和λ两型(type)。根据λ链恒定区个别氨基酸残基的差异，又可将λ分为λ1、λ2、λ3和λ4四个亚型。（二）可变区和恒定区1.可变区（variableregion,V

）：

110个Aa，位于Ig的N端，占轻链的1/2和重链的1/4或1/5。该区的Aa的组成和排列顺序有较大变异，这种变异决定了抗原与抗体结合的特异性。2.恒定区（constantregion,C）：位于Ig分子的C端，占轻链的1/2和重链的3/4或4/5。该区的Aa组成和排列在同一动物种属中比较恒定。3.高变区（hypervariableregion,HVR）：重链和轻链V区（分别称为VH和VL）各有3个区域的氨基酸组成和排列顺序高度可变的区域。即Ab与Ag特异性结合的位置。又称互补决定区（complementaritydeterminingregion,CDR）。分别为CDR1、CDR2和CDR34.骨架区（frameworkregion,FR）：

CDR以外区域的氨基酸组成和排列顺序相对不易变化的区域。免疫球蛋白V区和C区结构示意图

免疫球蛋白重链和轻链折叠形成的环形功能区为结构域，CDR为互补决定区，FR为骨架区（三）铰链区（hingeregion）

位于CH1与CH2之间，含有丰富的脯氨酸，因此易伸展弯曲，而且易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解。绞链区能改变两个Y形臂之间的距离，有利于两臂同时结合两个不同的抗原表位。IgD、IgG、IgA有绞链区，IgM和IgE则无。（四）结构域（功能区，domain）轻链:VL，CL重链:VH，CH1，CH2，CH3(IgG、IgA

和

IgD)，CH4(IgM和IgE)1.分类（四）结构域（功能区，domain）2.Ig的二级结构——“三明治”状的“β桶状”结构

具有免疫球蛋白折叠结构的分子统称为免疫球蛋白超家族（immunoglobulinsuperfamily,IgSF）（三）结构域（功能区，domain）3.各功能区的功能:(1)VH和VL—抗原结合部位；(2)CH1～3和CL—Ig遗传标志所在；(3)CH2(IgG)、CH3(IgM)—C1q结合部位；(4)CH2～CH3(IgG)—结合并通过胎盘；(5)CH3(IgG)—FcγR结合部位；(6)CH4(IgE)—FcεR结合部位。二、Ig的其他成分（一）J链（joiningchain）

是一富含半胱氨酸的多肽链，由浆细胞合成，主要功能是将单体Ig分子连接为多聚体。IgA二聚体和IgM五聚体均含J链；IgG、IgD和IgE常为单体，无J链。（二）分泌片（secretorypiece,SP）

为一含糖肽链，由黏膜上皮细胞合成和分泌，以非共价形式结合于IgA二聚体上，使其成为分泌型IgA（SIgA）。SP的作用是：使IgA分泌到黏膜表面，发挥黏膜免疫作用；可保护SIgA绞链区，使其免遭蛋白水解酶降解。二、Ig的其他成分——J链与分泌片三、Ig的水解片段（一）木瓜蛋白酶水解片段（图）木瓜蛋白酶IgG2Fab+Fc（二）胃蛋白酶水解片段（图）胃蛋白酶IgGF(ab’)2+pFc’FabFcPapainpepsinF(ab`)2pFc`第二节免疫球蛋白的异质性免疫球蛋白的异质性表现在：

1.不同抗原表位刺激机体产生不同类型的Ig,其识别抗原的特异性不同，其重链类别和轻链型别也不同；

2.不同抗原表位诱导的同一类型的Ig(如IgG)，其识别抗原的特异性不同。导致免疫球蛋白异质性的因素外源性因素内源性因素一、Ig的类型（一）类（class）

在同一种属的所有个体内，Ig重链C区所含抗原表位不同，据此将重链分为γ、α、μ、δ、ε链5种，与此对应的Ig为5类：IgG、IgA、IgM、IgD、IgE。（二）亚类（subclass）

依同一类Ig重链的抗原性及二硫键数目和位置不同，将Ig分为亚类。人IgG：IgG1，IgG2，

IgG3，

IgG4,IgA：IgA1，IgA2,IgM：IgM1，IgM2,IgD和IgE尚未发现亚类。（三）型（type）

根据Ig轻链C区所含抗原表位不同将Ig分为λ和κ2型。（四）亚型（subtype）二、外源因素所致的异质性——Ig的多样性

外源性抗原数目繁多（蛋白质、多糖、脂类等），多样性抗原的存在是导致Ig异质性（即特异性）的外源因素，是Ig异质性的物质基础。三、内源因素所致的异质性——Ig的血清型Ig分子上有三类不同的抗原表位同种型（isotype）：种属型标志，IgC区同种异型（allotype）：个体标志，IgC区独特型（idiotype）：每个Ig分子所特有独特位（Id)HVR/CDR/Id第三节免疫球蛋白的功能一、IgV区的功能——识别并特异性结合抗原1.抗体的结合价单体(IgG,IgE)—2价二聚体(分泌型IgA)—4价五聚体(IgM)—10价（5价）中和效应—中和毒素和病毒与Ag结合—促吞噬细胞吞噬2.实际意义二、IgC区的功能（一）激活补体

IgM、IgG1-3与抗原结合活化补体的经典途径；

IgA、IgE和IgG4的聚合物可活化补体的旁路途径。（二）结合Fc受体

调理作用：

IgG+抗原(颗粒性)→FcγR（单核、巨噬细胞及中性粒细胞）→促吞噬细胞吞噬；抗体依赖的细胞介导的的细胞毒作用（ADCC)：

IgG+抗原(靶细胞)→FcγR（NK

细胞）→

杀伤靶细胞

介导Ⅰ型超敏反应：IgE为亲细胞抗体。二、IgC区的功能（三）穿过胎盘和黏膜第四节各类免疫球蛋白的特性与功能

IgGIgMIgAIgDIgE

一、IgG单体，血清和细胞外液中含量最高四个亚类:IgG1

IgG2

IgG3

IgG4

半衰期长，约20～23天临床应用以2～3W重复为宜是治疗用丙球的主要成分（人工被动免疫）主要的抗感染抗体唯一通过胎盘的抗体（自然自动免疫）1.五聚体，分子量最大(900kd)，又称巨球蛋白；2.人类发育过程中最早合成的Ig；3.体液免疫应答最先产生的Ig

—

感染早期免疫；4.占血清Ig含量的5～10%；5.半衰期5天—

血清中特异性IgM

水平增高提示有近期感染；6.激活补体；7.IgM

不能通过胎盘→脐带血或新生儿血清中IgM水平升高表明胎儿有宫内感染；8.膜表面IgM是BCR的主要成分，也是B细胞发育成熟的标志。9.自身抗体→自身免疫病二、IgM1.两种类型

2.半衰期：6天；3.占血清Ig含量的5～15%；4.粘膜局部抗感染免疫；5.聚合IgA激活补体替代途径。

血清型：IgA1，单体；分泌型：IgA2，二聚体,

粘膜局部浆细胞合成；分泌片由粘膜上皮细胞合成；三、IgA1.单体分子2.存在形式分泌型—血清中，功能不清；膜结合型—B细胞表面,3.意义（1）是B细胞成熟的重要标志；（2）抗原受体；4.占血清Ig含量的1%；5.半衰期3天。四、IgD1.单体分子；2.血清中含量最低(占Ig的0.002%)；3.半衰期：3天；4.呼吸道和胃肠道浆细胞产生；5.亲细胞抗体，介导Ⅰ型超敏反应；6.过敏性疾病和某些寄生虫感染患者血清中特异性IgE水平增高。五、IgE第五节人工制备抗体

体内存在千百种抗体形成细胞，每种细胞只识别特定的抗原表位，并在后者刺激下增殖分化，而来得细胞群称为克隆（clone）。

一种抗原物质可具有多种不同表位，每一表位可刺激机体一种抗体形成细胞产生一种特异性抗体。

多克隆抗体为第一代人工抗体，由多克隆细胞产生的多种抗体的混合物一、多克隆抗体（pollyclonalantibody，pAb）二、单克隆抗体（monoclonalantibody，McAb)

第二代人工抗体；

由一个B细胞克隆产生的、只作用于单一抗原表位的高度特异性抗体，称为单克隆抗体。三、基因工程抗体(geneticengineering

antibody)1.定义在DNA水平对Ig基因进行切割、拼接或修饰，导入受体细胞表达的抗体。补体系统(Complement)

第一节补体概述第二节补体激活第三节补体系统的调节第四节补体的生物学意义第五节补体与疾病的关系定义

存在于人和脊椎动物血清、组织液和细胞膜表面的一组经活化后具有酶活性的蛋白质．包括３０余种成分，故被称为补体系统（complement，C）。第一节补体概述补体的发现：十九世纪末,在发现体液免疫后不久,Bordet即证明,新鲜血清中存在一种不耐热的成分,可辅助特异性抗体介导的溶菌作用。由于这种成分是抗体发挥溶细胞作用的必要补充条件,故被称为补体(complement,C)。（一）补体系统的组成：1.补体固有成份：

2.补体受体(CR)：

3.补体调节蛋白：C1~C9,B、D、P因子，MBL，MASPCR1、CR2、CR3、CR4、CR5及C3aR、C4aR，C5aR等C1INH、C4BP、H、I、S蛋白和血清羧肽酶,MCP,DAF,HRP（二）补体的命名：1.参与补体经典激活途径的固有成分，按发现的先后命名：C1（qrs）、C2…C92.补体系统的其他成分以英文大写字母表示：如B、D因子、H因子、MBL等。3.调节成分以功能命名：C1抑制物；C4结合蛋白。4.活化裂解片段加小写字母：如C3a、C3b等。5.具有酶活性的成分加横线；如C3bBb。6.灭活的补体片段，在其符号前加i：如iC3b。（三）补体的理化性质与生物合成：1.补体的理化性质补体均为糖蛋白，多数为β球蛋白。在生理情况下，多以酶前体形式存在。多数补体对热不稳定，56℃，30min灭活。2.补体的生物合成

约90%血浆补体成分由肝脏合成，仅少数成分在肝脏以外的其他部位合成，在组织损伤急性期以及炎症状态下，补体产生增多，血清补体水平升高。

第二节补体的激活

激活过程依据起始顺序的不同，可分为三条途径：

由抗原-抗体复合物结合C1q启动激活的途径，称为经典途径(classicalpathway)；

由MBL结合至细菌启动激活的途径，称为MBL途径（mannan-bindinglectinpathway

）；

病原微生物等提供接触表面，而从C3开始激活的途径，称为旁路途径（alternativepathway)。

共同的末端通路（terminalpathway），即膜攻击复合物（membraneattackcomplex,MAC）的形成及其溶解细胞效应。

#在发挥抗感染作用过程中，最先发挥作用的是旁路途径和MBL途径，最后才是经典途径。(一)补体活化的经典途径：1.激活物：抗原-抗体复合物（immunecomplex,IC）2.参与成分：C1-C93.激活条件：*IgG1、G2、G3、IgM才能活化C1；*IgG分子需两个或两个以上,IgM单体分子（五聚体）；*游离的或可溶性抗体不能激活补体。4.活化过程：

1)识别阶段：C1（C1q）(图)与抗原抗体复合物中Ig的补体结合位点相结合至C1酯酶形成。

2)活化阶段：

C1酯酶作用于后续成分,至形成C3转化酶（C4b2b）和C5转化酶（C4b2b3b）

。

3)膜攻击阶段：附着于胞膜的C5b678复合物与12-15个C9分子联结成C5b-9，即形成攻膜复合体（membraneattackcomplex,MAC）。(一)补体活化的经典途径：MAC的效应机制：MAC在胞膜上打孔（内径11nm）胞内渗透压下降细胞溶解补体活化的经典途径IgM/IgG-Ag复合物C1q:r:sC4C4b+C2C4aC2aC4b2bC3C3bC3aCa2+Mg2+Ca2+（C3转化酶）C4b2b3b（C5转化酶）识别活化C5C5b-C6,7,8,9C5a细胞溶解攻击1.激活物：LPS、酵母多糖、凝聚的IgA和IgG4。5.在感染早期为机体提供有效的防御机制。3.产生C3转化酶和C5转化酶4.C1,C4和C2不参与，B因子、D因子、P因子参与6.旁路途径的（激活与调节）特点：*旁路途径可以识别自己和非己；*旁路途径是补体系统重要的放大机制。(二)旁路激活途径：2.含有一个C3活化的正反馈调节环路。7.激活过程：

旁路途径C5b

C3C3b

C3C3bB因子D因子

C3bBb（C3转化酶）

C3bBb3b（C5转化酶）C5C6C7C8C9C5b~9MACLPS，多糖，凝聚Ig等活化C3a细胞溶解1.病原微生物感染早期，TNF-α，IL-1，IL-6，导致机体发生急性期反应，所分泌的急性期蛋白—甘露聚糖结合凝集素（MBL）、C反应蛋白为激活物。2.MBL先与细菌的甘露糖残基结合，后与丝氨酸蛋白酶结合，形成MBL相关的丝氨酸蛋白酶（MBL-associatedserineprotease,MASP-1、MASP-2）。MASP具有与活化的C1q同样的生物学活性，即裂解C4和C2，形成C3转化酶，后继反应与经典途径相同。3.C反应蛋白结合C1q后使之活化，再依次激活补体其他成分。(三)MBL激活途径：无C1的参与(四)三条途径的特点与比较：

激活物参与成分C3、C5转化酶所需离子生物学作用

第三节补体系统的调节

补体系统的激活必需在适度调节的情况下进行，才能发挥正常的生理学作用。补体激活失控，则大量补体消耗，导致机体感染能力下降，而且会使机体发生剧烈炎症反应或造成自身组织细胞的损伤。补体活化途径的调节主要包括：（一）控制补体活化的启动；（二）补体活性片段发生自发性衰变；（三）血浆和细胞膜表面存在多种补体调节蛋白，通过控制级联酶促反应中酶活性和MAC组装等关键步骤发挥调节作用。

第三节补体系统的调节（一）调控经典途径C3转化酶和C5转化酶1.C1抑制物（C1inhibitor,C1INH)2.补体受体1（CR1）----(CD35)3.C4结合蛋白（C4bindingprotein,C4bp）4.衰变加速因子（decayacceleratingfactor,DAF）----(CD55)5.膜辅助蛋白（membranecofactorprotein,MCP）----(CD46)6.I因子（二）调控旁路途径C3转化酶和C5转化酶（三）针对MAC的调节1.CD592.C8结合蛋白（C8bp）3.S蛋白（SP）4.群集素

第四节补体的生物学作用（一）补体的生物功能2.调理作用

C3b、C4b与颗粒性抗原结合，可促进吞噬细胞的吞噬作用。最终使机体的抗感染能力增强。1.溶菌、溶解病毒和细胞的细胞毒作用

通过在靶细胞表面形成MAC，导致靶细胞溶解。补体的这一功能在机体的免疫系统中起重要的防御和免疫监视作用，可以抵抗病原微生物的感染，消灭病变衰老的细胞。由于补体的溶细胞效应具有重要生理意义，因而，当某些病人出现先天性或后天性的补体缺陷时，出现的最重要表现是容易遭受病原微生物的侵袭而出现反复性感染。C3b/CR1促进吞噬细胞的吞噬（调理）作用

第四节补体的生物学作用（一）补体的生物功能3.免疫黏附细菌或免疫复合物激活补体、结合C3b/C4b后，若与表面具有相应补体受体（CRI）的RBC和血小板结合，则可形成较大的聚合物，通过血液循环到达肝脏和脾脏，被巨噬细胞吞噬。C3b/CR1介导的免疫粘附作用

第四节补体的生物学作用（一）补体的生物功能4.炎症介质作用

C3a，C4a，C5a，具有过敏毒素作用，可使表面具有相应受体的肥大细胞和嗜碱性粒细胞等脱颗粒，释放组胺等血管活性物质，引起血管扩张、通透性增强、平滑肌收缩和支器官痉挛等的作用；

C3a和C5a对中性粒细胞具有趋化作用，吸引具有相应受体的中性粒细胞和单核吞噬细胞向补体激活的炎症区域游走和聚集，增强炎症反应。

C2a具有激肽样作用：使小血管扩张、通透性增强、引起炎症性充血和水肿作用，C5a的炎症介质作用

第四节补体的生物学作用（二）补体的病理生理学意义1.机体抗感染防御的主要机制

在抗感染防御机制中，补体是固有免疫和适应性免疫间的桥梁。

病原微生物侵入机体后，在特异性抗体前数天内，机体有赖于固有免疫机制发挥抗感染效应。补体旁路途径和MBL途径通过识别微生物表面或其糖链组分而触发级联反应，所产生的裂解片段和复合物通过调理吞噬、炎症反应和溶解细菌而发挥抗感染作用。在特异性抗体产生之后，可通过经典途径触发C3活化，与旁路途径中C3正反馈环路协同作用，形成更为有效的抗感染防御机制。2.参与适应性免疫应答3.补体系统与血液中其他级联反应系统的相互作用

第五节补体与疾病的关系（一）遗传性补体缺损相关的疾病

在临床上偶尔可以见到一些补体先天性缺陷的病人，除了C2缺陷和C1INH缺陷相对较常见外，其它补体成分的缺陷均非常罕见。补体先天性缺陷患者的两大临床表现是反复感染和自身免疫病，这也从反面证实了补体在抗感染免疫和免疫调节方面的重要意义。下表列举了一些补体缺陷的临床表现。

补体缺陷的临床表现临床表现主要相关的缺陷补体成分次要相关的缺陷补体成分遗传性血管神经性水肿C1INH严重顽固性皮肤损害C1q反复发作性细菌感染C3，I因子C1r，C1q免疫复合物性血管炎（包括肾炎）C1q，C1r，C4，C2C3，C5反复发作性革兰氏阳性球菌感染C5，C6，C7，C8系统性红斑狼疮CR1

第五节补体与疾病的关系（二）补体与感染性疾病

某些情况下，病原微生物可借助补体受体入侵细胞，机制有：（1）微生物表面与C3b、iC3b、C4b等补体片段结合，通过CR1、CR2进入细胞，使感染播散；（2）某些微生物可以补体受体或补体调节蛋白作为其受体而入侵细胞（如EB病毒通过CR2感染B细胞，麻疹病毒通过MCP感染机体细胞，柯萨其病毒、埃可病毒和肠道病毒可通过DAF感染细胞等。）在临床上，可考虑应用补体受体的阻断剂治疗某系某些病毒感染。（3）微生物感染细胞后，可产生类似MCP、CD59、DAF样的调节蛋白，有效抑制补体的活化及溶解效应。

第五节补体与疾病的关系（三）补体与炎症性疾病

补体在活化过程中产生的片段具有一些新的生物学活性，其中C5a，C3a，C4a具有过敏毒素效应，C5a具有趋化活性，这些片段在促进炎症反应中起重要作用，因而在一些炎症相关的疾病中，补体起重要的病理作用，包括自身免疫病、心血管疾病、感染过程中的炎症性组织损伤、超急性移植排斥等。在这些情况下，通过抑制补体有可能受到治疗疾病的效果

第五节补体与疾病的关系（四）补体与异种器官移植

目前研究结果表明，超急性移植排斥的主要原因是补体系统的全身性激活，导致对机体自身的广泛性组织损伤，产生致命的后果。目前在临床前研究的解决方案是：（1）利用补体抑制剂如可溶性CR1进行药物治疗；（2）考虑应用转基因技术解决这一问题。目前已开展了CR1、DAF、CD59、MCP等膜表面补体调节蛋白转基因猪的实验研究，将这些人类基因在胚胎期转入猪胚胎细胞后，使其发育成含有人类基因的转基因猪，将其器官移植至灵长类动物后，由于补体调节蛋白对补体的抑制作用，可有效阻止超急性移植排斥的发生，使移植的器官存活时间明显延长。

本章小结１、掌握补体系统、C3和C5转化酶的概念；２、熟悉补体系统的组成、命名；３、掌握补体经典激活途径的全过程；４、掌握比较补体激活的三条途径的异同点；５、掌握补体的生物学活性。ThankYou!

C1qC1rC1sC1分子结构示意图C1q分子的C端球形结构是与Ig上的补体结合位点相结合的部位，它的启动可使C1r构型改变，成为具有活性的C1r并诱导C1s的活化，成为具有酯酶活性的C1s,在Mg2+存在下可启动补体活化的经典途径。4c9c8C5bc9c9c9c9c6c7c99999995678rqs2b4b2b3b4b232a4a3a5a识别活化攻膜srqC3转化酶C5转化酶4c9c8C5bc9c9c9c9c6c7c99999995678rqs2b4b2b3b4b232a4a3a5a识别活化攻膜srq细胞因子

（cytokine，CK）第一节细胞因子的共同特点第二节细胞因子的分类第三节细胞因子的生物活性第四节细胞因子受体第五节细胞因子与临床一、概念

细胞因子（cytokine，CK）是因免疫原、丝裂原或其他因子刺激细胞（免疫细胞、非免疫细胞），由细胞合成、分泌的具有生物活性的低分子量蛋白质或多肽的统称。

CK为生物信息分子，具有调节固有免疫和适应性免疫应答，促进造血，以及刺激细胞活化、增殖和分化等功能。

细胞因子概述二、命名

单核因子：单核吞噬细胞产生淋巴因子：淋巴细胞产生集落刺激因子：刺激骨髓干细胞或祖细胞分化成熟

第一节细胞因子的共同特点1.多为小分子（8~30kD）多肽；2.高效性：在较低浓度下即有生物学活性，10-12mol/L；

3.通过结合细胞表面高亲和力受体发挥生物学效应；4.以自分泌、旁分泌或内分泌形式发挥作用；IL-2T细胞自分泌细胞因子的靶细胞也是其产生细胞IL-12T细胞DC旁分泌细胞因子的靶细胞与其产生细胞非同一细胞，而是邻近细胞TNF-αMo/Mφ远处靶细胞内分泌高浓度细胞因子作用于远处的靶细胞第一节细胞因子的共同特点5.具有多效性、重叠性、拮抗性或协同性；

多效性

一种CK可对多种靶细胞发挥作用产生多种不同的生物学效应重叠性

不同细胞因子可作用于同一靶细胞产生相同或相似的生物学效应拮抗性

一种CK抑制其他CK的功能协同性

一种CK增强其他CK的功能第一节细胞因子的共同特点6.细胞因子的网络特性

细胞因子相互诱生

IL-1诱生IL-2，IL-2诱生TNF等细胞因子调节细胞因子受体的表达

IL-1可促进IL-2受体的表达细胞因子之间生物活性的相互影响

拮抗性和协同性

第二节细胞因子的分类白细胞介素interleukin，IL干扰素interferon，IFN肿瘤坏死因子tumornecrosisfactor，TNF集落刺激因子colony-stimulatingfactor，CSF趋化因子chemokine生长因子growthfactor，GF根据结构和功能，细胞因子分6类：第二节细胞因子的分类一、白细胞介素（interleukin，IL）

原指由白细胞产生在白细胞间发挥调节作用的CK，现通指一类结构与功能已基本明确，在细胞间有重要调节作用的CK

。如：单核巨噬细胞IL-1TH1细胞IL-2

TH2细胞IL-4、5、6

目前已知IL有IL1

-------IL-35。第二节细胞因子的分类一、白细胞介素（interleukin，IL）