第一章 医学免疫学概述

第一章医学免疫学概述

免疫(Immunity)-------系指机体对感染有抵抗力，而不患疫病和传染病。宿主体内的免

疫系统，能识别并清除从外环境中入侵的病原体及其产生的毒素，和内环境中因基因突变产生

的肿瘤细胞，实现免疫防卫功能，保持机体内环境稳定(homeostasis)。

Immunity:"aconditionofbeingabletoresistaparticulardiseaseespeciallytliroughpreventing

developmentofapathogenicmicroorganismorbycounteractingtheeffectsofitsproducts"

第一节、固有免疫和适应性免疫应答

免疫系统(immunesystem)--是由免疫组织和器官、免疫细胞及免疫活性分子等组成。

免疫细胞对病原体或肿瘤细胞的适当应答，使之清除，执行免疫防卫功能。另一方面，免

疫细胞的不适当应答，如应答过高，会致过敏性疾病；如应答过低，易致严重的感染，对自身

组织发生应答，导致的自身免疫病，均对机体有害。免疫学(Immunology)即是研究免疫系统

的结构与功能，理解其对机体有益的防卫功能和有害的病理作用及其机制，以发展有效的免疫

学措施，实现防病、治病的目的。

一、固有性免疫应答(innateimmuneresponse)或天然免疫应答；非特异性免疫应答(固有性

免疫应答)--是指生物有机体与生具有的抵御微生物或外来异物侵袭的能力。Innateimmunity

evolveswiththegennlineandinvolvesreceptors,enzymesandcellsthatdetectconservedaspectsof

microbesandparasites.Itisthe1stlineofdefense.Nospecificity,nomemory

参与的组织成分

I线——皮肤、粘膜、体表分泌液

II线——吞噬细胞、NK细胞、补体

病原体相关的分子模式(pathogen-associatedmolecularpatterns,PAMP)

大多病原微生物细胞表面共有的而人体宿主细胞则无的保守结构。

PAMP的组成：

1、多糖：如G-菌的脂多糖(lipopolysaccharide,LPS);

G+菌的肽聚糖(peptidoglycan)

2、多核甘酸：如来源于病毒的双股RNA等。

模式识别受体(patternrecognitionreceptors,PRR)

存在固有免疫细胞表面的能够识别PAMP的分子结构。

PRR的类型：

1、可溶性分子：血液和淋巴液中的循环分泌分子，如循环蛋白，可结合甘露糖,

活化补体。

2、膜型分子：表达在吞噬细胞表面，如甘露糖受体、toll样受体等(TollLike

Receptors,TLR)。

二、适应性免疫应答(adaptiveimmuneresponse)或特异性免疫应答。是抗原性物质进入机体

后，激发淋巴活化、增殖后产生效应细胞或分子，从而清除病院微生物的过程。Adaptive

immunityisprovidedbyT&Blymphocytes.Itisthe2ndlineofdefense.Ithastwoimportant

characteristics:Immuneresponseishighlyspecificfortheantigenthattriggeredit.Exposureto

antigencreatesanimmunologic“memory.”

表1两种免疫应答的特点

非特异性二痞特异性的疹_________

细胞组成粘膜和上皮细胞吞噬细胞NK细胞T细胞B细胞抗原提呈细胞

作用时相即刻-96小时96小时

作用特点非特异作用，抗原识别谱较广，不经克特异性作用，抗原识别专一，经克

隆扩隆扩增和分化，即可发挥免疫效应和分化成为效应细胞，发挥免疫

效应

作用时间无免疫记忆，作用时间短有免疫记忆，作用时间长

免疫的功能及其表现：

(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。。

(3)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

第二节免疫组织和器官

免疫系统(ImmuneSystem)是由淋巴器官及淋巴组织组成，在功能上是由各种免疫细

胞协同完成。

免疫器官(immuneorgans)——也称淋巴器官，是免疫细胞发生、分化、发育、成熟或定居及

介导免疫应答的场所。

淋巴器官按功能分：中枢淋巴器官(centralimmuneorgans),包括骨髓和胸腺

外周淋巴组织和器官(peripheralimmuneorgans),包括淋巴

结、脾脏、扁桃体、粘膜淋巴组织)

1.中枢免疫器官(centralimmuneorgans)，也称次级免疫器官(Primarylymphoidorgans),

是免疫细胞发源、发育成熟的地方：Lymphoidorgansincludeprimary(bonemarrow&thymus)and

secondarylymphoidorgansandtissues(lymphoidnodes、spleen>MALT).Primarylymphoidorgans

aretheplacewherelymphocytesdevelopandmature.LymphocytesincludesBcellandTcell,

respectivelyoriginatingfrombonemarrowandthymusandmediateshumoralandcellularimmunity.

(1)骨髓——是B细胞分化、成熟的场所，也是血细胞和免疫细胞发生的场所。

(2)胸腺一一是T细胞分化、发育和成熟的场所。

2.外周免疫器官(peripheralimmuneorgans),也称初级免疫器官(Secondarylymphoid

organs),是成熟T、B细胞定居的场所，也是免疫应答的发生场所。

Secondarylymphoidorgansaretheplacethatimmuneresponseshappen,whichincludelymphnodes,

spleen,tonsilandMALT.Lymphnodesdraintheconnectivetissuesofthebody.Thespleendrainsthe

blood.MALTareresponsibleforlocalinfection.

(1)淋巴结

浅皮质区，是成熟B细胞定居的场所，非胸腺依赖区;生发中心(germinalcenter,GO,是

产生抗体的场所；深皮质区也称副皮质区，成熟T细胞定居的场所，胸腺依赖区；深皮质区内PGV)

或HEV,淋巴细胞再循环的通道。

淋巴结的功能。

(2)脾

脾外层有被膜，脾实质分为白髓和红髓。

白髓内有动脉周围淋巴鞘，T细胞区；脾小节(淋巴滤泡)为B细胞区。脾内初级滤泡，受

抗原刺激后形成生发中心(次级滤泡)。

Lymphoidnodes:Tcells75%,Bcells25%

Spleen:T：35%、B：55%、M4>：10%

(3)粘膜相关淋巴组织

粘膜相关淋巴组织(mucosal-associatedlymphoidtissue,MALT)是人体重要的防御屏

障，也是发生局部特异性免疫应答的主要部位。

免疫的功能：免疫防御；免疫自稳；免疫监视

Functionsofimmunesystem：immunologicdefense,immunologichomeostasis,immunologic

surveillance

淋巴细胞再循环及意义

成熟淋巴细胞趋向性迁移并定居于外周免疫器官的特定区域称为淋巴细胞归巢。淋巴细胞在血

液、淋巴液、淋巴组织或器官反复循环过程称为淋巴细胞再循环。

1、增加抗原和淋巴细胞接触机会

2、充实淋巴组织

Lymphocytesproducedintheprimarylymphoidorgans(thymus-T,bonemarrow-B)migrate

viathebloodstreamtothesecondarylymphoidorgans/tissueswheretheycarryoutthe

function.Theydonotstayinonesitebutcontinuallyrecirculatethroughthebody

insearchofantigens.

-•Increasescontactbetweenantigenandlymphocytes

-•enricheslymphoidtissues

第三节免疫细胞和分子

-、免疫细胞

1、执行固有免疫—单核细胞、巨噬细胞、中性粒细胞、树突状细胞、NK细胞及Y6T细胞

2、执行适应性免疫——T、B淋巴细胞

第四节免疫应答和免疫病理

免疫功能过强......超敏反应

免疫功能低下......免疫缺陷病

对自身抗原应答....自身免疫性疾病

第二章免疫学发展简史

第一节经验免疫学时期

*牛痘预防天花

第二节科学免疫学时期

(1)病原菌的发现利疫苗使用的推广：Pasteur观察到细菌、发明培养基、制备疫苗，Koch提

出病原菌致病的概念。

(2)抗体的发现：德国学者Behring和日本学者北里于1890年在Koch研究所应用白喉外毒素给

动物免疫，发现在其血清中有­•种能中和外毒素的物质，称为抗毒素。将这种免疫血清转移给

正常动物也有中和外毒素的作用。这种被动免疫法很快应用于临床治疗。

(3)抗原的结构与抗原特异性：Landsteiner(1910)等人首先应用偶氮蛋白的人工结合抗原，

研究抗原-抗体反应特异性的化学基础开始的。认识到决定抗原特异性的是很小的分子，他们的

结构不同，使其抗原性不同。

(4)抗体是免疫球蛋白：20世纪30年代，通过电泳证明，抗体是Y-球蛋白

抗体是四肽链结构：1959年，Porter和Edelman对抗体结构进行研究证明

(5)免疫耐受的发现

Burnet克隆选择学说及其对免疫学发展的推动作用。

第三节现代免疫学时期

△细胞抗原识别受体多样性的原因

70年代中期，日本学者利根川进(SusumuTonegawa)发现基因片段的多样性及重排是

抗原受体多样性产生的原因

△细胞免疫学的发展

△信号转导途径的发现

△造血与免疫细胞的发育

21世纪的免疫学

1、更加侧重免疫应答的启动环节和网络调控研究；

2、注重运用基因组学、蛋白组学和生物信息学的成果和技术推动研究向纵深发展：

3、更加注重整体性研究，通过转基因、基因敲除及动物实验疾病模型深化免疫应答的理论

研究

4、围绕威胁人类健康的疾病如肿瘤、艾滋病、肝炎等提供诊断、治疗和预防的手段。

第三章抗原

抗原的概念和特性

抗原（antigen）：指能刺激机体产生特异性免疫应答，并与免疫应答产物抗体或致

敏淋巴细胞结合，进而发挥免疫效应的物质。Antigensaremoleculeswhichare

recognizedbyreceptorsonlymphocytes.Blymphocytesusuallyrecognizeintactantigen

molecules,whileTlymphocytesrecognizeantigenfragmentsonthesurfaceofantigen

presentingcells.

抗原的特性

抗原必须具备二种特性

1、免疫原性（immunogenicity）

与T细胞的TCR及B细胞的BCR结合，促使细胞活化、增殖、分化，产

生抗体或致敏淋巴细胞的能力。

2、抗原性（antigenicity）

指抗原分子能与免疫应答产物，即抗体或致敏T细胞在体内外特异性结合

的特性。

同时具有免疫原性和抗原性的物质称为免疫原（immunogen）,乂称完全抗原，

即通常所说的抗原（antigen）。（蛋白质、细菌、病毒）

只具有与抗体结合的能力（即抗原性），而单独不能诱导抗体产生（即免疫原性）

的物质称半抗原（hapten）。（多糖、类脂、药物）

第一节抗原的与特异性

一、异物性是抗原特异性的重要基础

异物性（foreignness）：指一种物质被机体的免疫系统识别为非己的抗原异物的

特性。

某种物质，若其化学结构与宿主的自身成分相异或机体的免疫细胞从未与它接

触过，这种物质称为异物，可以是异种物质、同种异体物质和自身抗原。

二、特异性(specificity)

抗原刺激机体产生免疫应答及其与受体及应答产物发生反应所显示的专一性。

抗原的特异性主要是由抗原表位的特性所决定抗原表位(Epitope)的概念

抗原分子中决定抗原特异性的特殊化学基团，是与TCR/BCR或抗体特异性结

合的基本结构单位，也称抗原决定基(antigenicdeterminant)。抗原决定基的大小

与相应抗体的抗原结合部位相当。

Epitope:Antigenmoleculeseachhaveasetofantigenicdeterminants,alsocalled

epitopes.EpitopesaremolecularshapesrecognizedbyantibodiesandTcellsofthe

adaptiveimmunesystem.

三、高分子量化合物的免疫原性强

四、理化复杂性与免疫原性密切相关

五、可降解性与表位识别

可降解性：大分子抗原物质在体内可被加工处理成小分子抗原表位片段的性质。

抗原表位的类型

顺序表位(sequentialepitope)；构象表位(comfbrmationalepitope)

T细胞表位；B细胞表位

表位的性质、数目、位置和空间构象决定表位的特异性

共同抗原表位与交叉反应

不同抗原具有的相同或相似的抗原表位，称为共同抗原表位(commonepitope)

抗体与不同抗原上相同或相似抗原表位之间的反应(cross-reaction)

六、表位一载体作用

每一种半抗原可理解为单一的抗原决定基，而天然抗原可被视为含有蛋白质载

体和大量多种“天然”半抗原的大分子。

在初次与再次免疫应答时，半抗原须结合在相同的载体上，才能产生抗半抗原

的抗体，此现象称为载体效应。

载体本身也具有特异性，一个完全抗原分子必须既具有载体决定基也具有半抗

原决定基在免疫应答中，B细胞识别半抗原，并提呈载体表位给Th细胞，Th细

胞识别载体表位，即以载体(T细胞表位)把特异T-B细胞连接起来，从而辅助B

细胞的活化。七、MHC控制对肽抗原的免疫应答八、抗原受体的多

样性决定抗原识别的特异性

九、抗原性与抗原结合部位

十、抗原进入机体的方式

免疫原剂量，免疫途径，免疫次数，免疫佐剂的使用

第二节抗原的种类

一、根据化学性质不同分类

蛋白质、多糖、核酸和脂类、小分子化学物质

二、根据引起免疫应答依赖T细胞的关系分类

1>TD-Ag：thymusdependentAg

2、TI-Ag：thymusindependentAg

三、根据抗原与机体的亲缘关系分类

1>异种抗原(Xenoantigen)

2、同种异型抗原(Alloantigen)

3、自身抗原(Autoantigen)

4、嗜异性抗原(Heterophileantigen)

5、独特型抗原(Idiotypicantigen)

出现在不同种属之间的共同抗原。

三、其它分类方法

根据是否在APC内合成J内源性Ag

I外源性Ag

第三节非特异性免疫刺激剂

一、超抗原(Superantigen)

某些抗原物质，只需极低浓度(1〜10ng/ml)即可激活2%〜20%的T细胞克隆,

产生强烈的免疫应答，该类物质称SAg

特点：

1、这类抗原作用不受MMC限制。

2、无严格的抗原特异性。

3、只需极低浓度(l-10ng/ml)即可激活多克隆T细胞，产生很强的免疫应答,

故称超抗原。

二、佐剂(adjuvant)

一类非特异性免疫增强剂

若先于抗原或与抗原一起注入机体，可增强机体对该抗原的特异性免疫应答或

改变免疫应答的类型

三、丝裂原

非特异的淋巴细胞多克隆激活剂：刺激静止淋巴细胞的转化和有丝分裂，激活

某一类淋巴细胞的全部克隆

T细胞：ConA、PHA,PWM

B细胞：PWM、SPA

第四章免疫球蛋白

德国学者Behring和日本学者北里于1890年在Koch研究所应用白喉外毒素免

疫动物，发现在其血清中有一种能中和外毒素的物质，称为抗毒素(antitoxin),此

即为在血清中发现的首例抗体(antibody)。

B淋巴细胞在抗原刺激下增殖分化为浆细胞，产生能与相应抗原发生特异性结

合的免疫蛋白，这类免疫球蛋白被称为抗体(antibody,Ab)o

1968年和1972年的两次国际会议上，将具有抗体活性或化学结构与抗体相似

的球蛋白统一命名为免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig),,

Ig是化学结构的概念，它包括正常的抗体球蛋白和一些未证实抗体活性的免疫

球蛋白，如骨髓瘤病人血清中的M蛋白及尿中的本周氏(BenceJones,BJ)蛋白等。

免疫球蛋白可分为分泌型(secretedIg,Sig)和膜型(membraneIg,mlg)。前者

主要存在于血清及其他体液或外分泌液中，具有抗体的各种功能；后者是B细胞表

面的抗原识别受体。

免疫球蛋白（Immunoglobulin,Ig）：具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白。

抗体（antibody,Ab）是B细胞识别抗原后增殖分化为浆细胞所产生的一种蛋白

质，主要存在于血清等体液中，能与相应抗原特异性地结合，具有免疫功能。

第一节免疫球蛋白的结构

一、免疫球蛋白的基本结构

免疫球蛋白分子的基本结构有四条对称的多肽链组成，包括两条相同的分子量较

大的重链（heavychain,H链）和两条相同的分子量较小的轻链（lightchain,L链）通

过链间（H-L、H-H）二硫键连接而成的对称的四肽链结构。X射线晶体结构分析发现，

IgG分子由3个相同大小的节段组成，位于上端的两个臂由易弯曲的钱链区（hinge

region）连接到主干上形成一个"Y"形分子，称为Ig分子的单体，是构成免疫球蛋白分

子的基本单位。每条H链和L链均有氨基端和竣基端。

（-）重链和轻链

人类坨根据其重链恒定区的分子结构和抗原特异性的不同，分为五类：IgG、IgA、

IgM、IgD、IgE,其重链分别为：¥>a、口、3、e；轻链可分为两型：K、入型

（二）可变区和恒定区

可变区根据氨基酸排列顺序的不同分为可变区（V）和恒定区（C）。比较不

同抗体V区的氨基酸序列，发现VH和VL各有3个区域的氨基酸组成和排列顺序特

别易变化，这些区域称为高变区。三个高变区共同组成Ig的抗原结合部位，该部位也

称为互补性决定区

恒定区重链和轻链的C区分别称为CH和CL,不同类Ig的重链CH长度不

同一种属动物中，同一类别Ig分子C区氨基酸的组成和排列顺序比较恒定。

结构域：

Ig分子的每条肽链（H、L链）折叠成的儿个由链内二硫键连接的球形结构。

VH、CHI、CH2、CH3、CH4VL、CL

每个功能区约由110个氨基酸组成，其氨基酸的序列具有相似性或同源性。其

二级结构是反向平行的B片层(三)钱链区：赋予Ig柔性，以利于其Fab结

合抗原

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

酣、胃蛋白酶等水解。

木瓜蛋白酶水解IgG得到两个相同的Fab段和一个Fc段。

胃蛋白酶水解IgG得到一个具有双价活性的F(ab')2段和若干个小分子多

肽碎片(pFcO

二、免疫球蛋白的其他成分

J链和分泌片

J链J链是--条多肽链，富含半胱氨酸，由浆细胞合成。可连接Ig单体形成

二聚体、五聚体或多聚体。

分泌片由黏膜上皮细胞合成和分泌，以非共价形式结合到二聚体上，并一起被

分泌到黏膜表面。对分泌型IgA具有保护作用

三、Ig具有三种抗原性

同种型(isotype)：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Ig的C区同种异型(allotyoe)：存在于同种但不同个体中的免疫原性，

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区独特型(idiotype)：同一种属、同一个体来源的抗体分子由于其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Ig分子所特有

的抗原特异性标志，其表位又称为独特位(idiotope),存在于V区。针对独特位产生

相应抗体,即抗独特型抗体(anti-idiotypeantibody,Aid)

Idiotype:Theseareuniqueantigenicdeterminantassociatedwithantigenbindingsitesof

antibodiesandaretheresultsofthedifferentaminoacidsequenceswhichdeterminetheir

specificities.Variationinthevariabledomain,particularlythehypervariableregions,

producesidiotypes.Thesedeterminethebindingspecificityoftheantigen-bindingsite.

第三节抗体与抗原的相互作用

一、Ig可变区中的高变区是抗原结合部位

高变区(HVR)

比较不同抗体V区的氨基酸序列，发现VH和VL各有3个区域的氨基酸组成

和排列顺序高度可变，这些区域称为HVR,分别用HVR1、HVR2、HVR3表示

高变区之外区域的氨基酸组成和排列顺序相对不易变化，称为骨架区(FR)互

补决定区(CDR)

高变区形成环状结构，即高变环，称为CDR,分别用CDRkCDR2、CDR3

表示

CDRs:Attheaminoacidlevel,thevariableregionofantibodyiscomprisedofthree

regionsofextremevariability(hyervaribleregion).Theyarecalled

complementarity-determiningregions,orCDRs.

亲和力(affinity)：抗体分子上一个抗原结合部位与相应的抗原决定基之间的结合

强度。

亲合力(avidity)：一个抗体分子与整个抗原之间的结合强度。

Affinityisthetightnessofbindingofanantibodybindingsitetoanantigenic

determinant(epitope)--thetighterthebinding,thelesslikelytheantibodyisto

dissociatefromantigenAvidity:antibodybindsamultivalentantigenistermedavidity,to

differentiateitfromtheaffinityofasingleantigenicdeterminantforanindividual

combiningsite.Antibodyavidityindicatestheoverallstrengthofinteractionbetween

antibodyandantigen.

第三节抗原抗体结合所致的分子和细胞效应

1.Ig恒定区结构域决定抗体诱导的分子或细胞效应

2.只有在结合抗原后，抗体才能引发分子和细胞的效应

构象改变、受体交联

3.中和作用：抗体抗原结合阻止病原体感染靶细胞

抗体在体内与相应抗原特异结合，可介导多种病理或生理效应，清除病原微生

物或导致免疫病理损伤。例如，①中和细菌外毒素,抗毒素可中和外毒素，保护宿

主细胞免受毒素作用，IgG和IgA都具有这种中和作用；②中和病毒病毒中和抗体

可阻止病毒吸附和穿入细胞从而阻止感染相应的靶细胞；③阻止细菌粘附到宿主细

胞。分泌型IgA可在体外与抗原结合引起各种抗原抗体反应。B细胞膜表面的IgM

和IgD是B细胞识别抗原受体，能特异性识别抗原分子。

4.抗体结合抗原后可以激活补体系统清除病原体

5.抗体抗原结合可诱导Fc受体介导的清除病原体效应

Ig的Fc段经与细胞表面的Fc受体（FcR）结合，表现各种功能。巨噬细胞、淋巴

细胞、中性粒细胞、嗜碱性粒细胞、肥大细胞和血小板都表达FcR,不同类别Ig可

与不同细胞结合，产生不同的生物学效应。

（-）调理作用

调理作用（opsonization）是指抗体、补体促进吞噬细胞吞噬细菌等颗粒性抗原的

作用。抗体的调理作用是指IgG抗体（特别是IgGl和IgG3）的Fc段与中性粒细胞、

巨噬细胞上的IgGFc受体结合，从而增强吞噬细胞的吞噬作用。IgA也具有调理作

用。

（二）抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用

抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用（antibody-dependentcell-mediated

cytotoxicity,ADCC）是指表达Fc受体的细胞通过识别抗体的Fc段直接杀伤被抗体

包被的靶细胞。例如IgG抗体与带有相应抗原的靶细胞结合后，表达FcYR的NK

细胞、巨噬细胞和中性粒细胞，可通过与IgGFc段的结合，而直接杀伤被IgG抗体

包被的靶细胞。NK细胞是介导ADCC的主要细胞。抗体与靶细胞上的抗原结合是

特异性的，而表达FcR的细胞其杀伤作用是非特异性的。

（三）介导I型超敏反应

IgE为亲细胞抗体，游离状态下，其Fc段可与肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面的

高亲和力IgEFc受体（FeeRD结合，促使这些细胞合成和释放生物活性物质，引

起I型超敏反应。

（四）穿过胎盘和粘膜

1,IgG穿过胎盘

在人类，IgG是唯一能通过胎盘的免疫球蛋白。正常胎儿只合成微量IgG,其

抗感染免疫主要依赖由母体转运而来的IgGo已证实，胎盘母体一侧的滋养层细胞

表达一种特异性IgG输送蛋白，称为FcRn。IgG可选择性与FcRn结合，从而转移

到滋养层细胞内，并主动进入胎儿血循环中。IgG穿过胎盘的作用是一种重要的自

然被动免疫机制，对于新生儿抗感染具有重要意义。

2、分泌型IgA的合成及分泌过程

分泌型IgA是由J链连接的二聚体IgA和分泌片组成的，主要存在于初乳、唾

液、胃肠道和呼吸道等外分泌液中。

分泌型IgA的IgA单体分子和J链均由粘膜固有层中的浆细胞合成,并形成IgA

二聚体分子。分泌片则是由粘膜上皮细胞合成的一种多肽，由于它能介导IgA二

聚体或IgM五聚体分子向粘膜表面主动转运，故又称为多聚免疫球蛋白受体(简称

plgR)。

由粘膜固有层中的浆细胞合成的IgA双体，首先与粘膜上皮细胞基底侧表面的

多聚免疫球蛋白受体结合，经细胞吞饮并被转运至粘膜上皮细胞的游离面。在细胞

内转运期间或转运至游离面后，由于蛋白酶的作用，使多聚免疫球蛋白受体的跨膜

区与胞外区断开，形成带有分泌片的分泌型IgA,被分泌至粘膜表面或外分泌物中，

此过程称为胞吞转运作用。分泌片与IgA结合，增强了IgA对外分泌液中蛋白水解

酶的抵抗能力。

分泌型IgA是参与粘膜局部免疫的主要抗体，可阻止病原体粘附到粘膜上皮细

胞表面，从而在粘膜局部发挥抗感染作用。

6.并非所有抗体引发的反应都对机体有利

V区的功能：

主要功能是识别和特异性地结合抗原，是V区特别是HVR(CDR)的空间构

型所决定

Ig单体可结合两个抗原表位，为双价

Ab+Ag——发挥免疫效应

B细胞膜表面的IgM和IgD是B细胞识别抗原的受体

C区的功能：

激活补体

结合细胞表面的Fc受体：调理作用、ADCC作用、介导I型超敏反应

穿过胎盘和黏膜

第四节五类免疫球蛋白的特性与功能

一、IgG——是再次应答的主要抗体

IgG于出生后3个月开始合成，是血清中含量最高的Ig

IgG多为单体，半衰期约为23天，占血清免疫球蛋白总量的75%〜80%

IgGKIgG2和IgG3的CH2能通过经典途径激活补体

IgG是唯一能通过胎盘的抗体

通过Fc段与吞噬细胞表面FcR结合，发挥调理作用；与NK细胞结合，发挥

ADCC作用；与葡萄球菌A蛋白结合。

具有抗菌、抗毒和抗病毒作用

参与II、W型超敏反应

二、IgM——在早期感染中发挥重要的免疫防御作用

为五聚体，是分子量最大的Ig,称巨球蛋白。

IgM激活补体能力比IgG强

天然血型抗体是IgM

IgM是个体发育过程最早能产生的抗体，胚胎晚期已能合成，新生儿脐带血中

若IgM水平升高，表示该儿曾有宫内感染

IgM是抗原刺激后出现最早的抗体,故检测IgM水平可用于传染病的早期诊断。

IgM是B细胞抗原受体的主要成分

也可参与II.III型超敏反应

三、IgA

分为血清型和分泌型两种,血清型IgA主要由肠系膜淋巴组织中的浆细胞产生。

而分泌型IgA(SIgA)是由呼吸道、消化道、泌尿生殖道等处的固有层中浆细胞产

生。

主要存在于初乳、唾液、泪液，以及呼吸道消化道和泌尿生殖道黏膜表面的分

泌液中。

分泌型IgA的合成和主要作用部位在黏膜

四、IgD——是B细胞分化发育成熟的标志

IgD是B细胞的重要表面标志

B细胞的分化过程中首先出现SmlgM,后来出现SmlgD,他的出现标志着B

细胞成熟了。

五、IgE

又称亲细胞抗体

CH2和CH3功能区可与肥大细胞、嗜碱性粒细胞上的高亲和力Fc£受体结合,

引起I型超敏反应

第五节人工制备抗体

多克隆抗体多个抗原决定基——机体----多种抗体的混合物

单克隆抗体(monoclonalantibody)由单一B淋巴细胞克隆所产生的、只作用

于某一特定抗原决定簇的均一抗体称为单克隆抗体(简称McAb)o

Monoclonalantibody:In1975,KohlerandMilsteindevelopedaprocedureto

createcelllinesproducingpredetermined,monospecificandmonoclonalantibodies.The

basictechnologyinvolvesfusionofanimmortalcell(amyelomatumorcell)witha

specificpredeterminedantibody-producingBcellfromimmunizedanimalsorhumans.

Theresultinghybridomacellisimmortalandsynthesizeshomogeneous,specific,mAb

whichcanbemadeinlargequantities.

制备过程

杂交瘤技术制备单克隆抗体的主要步骤包括•：

(1)抗原制备；

(2)免疫动物；

(3)免疫脾细胞和骨髓瘤细胞的制备；

(4)细胞融合；

(5)杂交瘤细胞的选择培养；

(6)杂交瘤细胞的筛选；

(7)杂交瘤细胞的克隆化；

(8)单克隆抗体的检定；

(9)分泌单克隆抗体杂交瘤细胞系的建立；

(10)单克隆抗体的大量制备。

第五章补体系统

第一节概述

十九世纪末，在发现体液免疫后不久,Bordet在实验中又发现了补体。他首先把细

菌加入新鲜血清中，细菌先发生凝集，经过一段时间，细菌逐渐发生变形，最终破

裂溶解。这说明新鲜血清能够溶解细菌。然而当Bordet把新鲜血清加热到56℃,

经30mins后，再次加入细菌时，却出现了不同的实验结果：细菌只出现凝集而不发

生溶解，也就是说，加热后的血清不能溶解细菌。如何解释这一现象呢？经过多次

实验和研究，Bordet终于发现：新鲜血清含有两种作用于细菌的成分，一种是能捕

获细菌，使细菌凝集的抗体，另外还存在一利不耐热的成分，它可以溶解被凝集的

细菌，从而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，因此被称为补体(Complement,C)。

补体并非单一分子，而是存在于人和脊椎动物血清与组织液中一组经活化后具

有酶活性的蛋白质，包括30余种可溶性蛋白和膜结合蛋白，故被称为补体系统。

一、补体系统的组成

构成补体系统的30余种成分按其生物学功能可以分为三类：

1、固有成分指存在于体液中、参与补体激活级联反应的补体成分，包括经典激

活途径的Cq、Clr、Cis、C4>C2；甘露聚糖结合凝集素(mannan-bindinglectin,

MBL)激活途径的MBL、丝氨酸蛋白醐(serineprotease)；旁路激活途径的B因子、

D因子；上述三条途径的共同末端通路的C3、C5、C6、C7、C8和C9。

2、调节蛋白.以可溶性或膜结合形式存在。包括备解素、C1抑制物、I因子、C4

结合蛋白、H因子、S蛋白、Sp40/40,促衰变因子、膜辅助因子蛋白、同种限制因

子、膜反应溶解抑制因子等。

3、补体受体(CR)介导补体活性片段或调节蛋白生物效应-包括CR1〜CR5、C3aR、

C2aR、C4aR等。

体内多种组织细胞均能合成补体蛋白，其中肝细胞和巨噬细胞是补体的主耍产生细胞。

补体系统的命名

参与补体经典激活途径的固有成分

按其被发现的先后分别命名,如Cl（q、r、s）、C2、……C9；

补体系统的其他成分

以英文大写字母表示，如B因子、D因子、P因子、H因子；

补体调节蛋白

以其功能命名，如C1抑制物、C4结合蛋白、促衰变因子等；

补体活化后的裂解片段

以该成分的符号后面附加小写英文字母表示，如C3a、C3b等;

具有酶活性的成分或复合物

在其符号上划一横线表示，如C彳、C3bBb；

灭活的补体片段

在其符号前加英文字母i表示，如iC3b。

二、补体系统的基本特性和生物合成

1.所有补体成分均为球蛋白，含糖，但不含脂质；

2.补体在血清中含量稳定；

3.电泳中，补体大多属于P球蛋白；

4.补体各成分的分子量变化范围很大；

5.补体在56摄氏度时30分钟可以灭活；

6.补体固有成分被激活后才能发挥作用。

7.肝细胞和巨噬细胞是主要的补体产生细胞

三、补体是炎症反应发展的中心环节

第二节补体的活化

一、补体激活的特点

•激活后具有效应

经典途径

•级联反应

•三条激活途径旁路途径

MBL途径

二、补体活化的经典途径

经典途径是体液免疫应答的主要效应方式，免疫复合物(immunecomplex,IC)是

经典途径的主要激活物。参与经典途径的固有成分包括Cl(Clq、Clr、Cis)、C2、C4、

C3,C5、C6、C7、C8、C9,整个激活过程可分为识别、活化和膜攻击三个阶段:。

人体血清中存在大量的抗体和各种补体成分，细菌或靶细胞进入机体后，靶细胞

表面的抗原能和相应的抗体结合，从而暴露出了存在于抗体Fc段的补体结合位点，使

Clq结合到抗体的Fc段功能区，当一个C1分子同时与二个以上抗体分子的Fc段结合

时，就启动了经典途径。首先是C1被激活，形成C1脂酶，C1脂酶能依次酶解C4、

C2,裂解所产生的小片段C4a、C2a被释放入液相，而大片段C2b可以和C4b一起结

合到细胞膜上，形成C4b2b复合物，即经典途径的C3转化醐，C3转化酶可水解C3,

当C3接触到C3转化酶就会被裂解成小片段C3a,大片段C3b。C3a被释放入液相，

10%左右的C3b分子可与细胞表面的C3转化酶结合，形成C4b2b3b复合物，即经典

途径的C5转化酶。同样C5转化酶可以裂解C5,形成小片段C5a和大片段C5b,C5a

被释放入液相，C5b则结合到细胞膜上，与周围的C6、C7形成C5b67复合物，C5b67

复合物已经开始镶嵌入细胞膜内，C5b67又能与C8呈高亲和力结合，形成C5b678复

合物，并进一步向细胞膜的磷脂双层结构中镶嵌，最后，12〜18个C9分子与C5b678

结合，并镶嵌到细胞膜内形成一个完整的孔道，这就是能使细胞膜穿孔的攻膜复合体

C5b6789。

三、补体活化的旁路途径

不经Cl、C4、C2途径，而由C3、B因子、D因子参与的激活过程，称为补体激

活的旁路途径，这种激活方式可不依赖于特异性抗体的形成，从而在感染早期为机体

提供有效的防御机制。C3是启动旁路途径并参与其后级联反应的关键分子。

在正常生理条件下，血清中的C3能受到蛋白酶的作用，缓慢、持续地产生少量

的C3b,这些C3b迅速被体液中存在的I因子灭活，只有少数会在Mg+的参与下，与

B因子结合形成C3bB复合体，C3bB中的B因子又能在活化的D因子的作用下，裂解

成Ba和Bb两个片段，小分子的Ba游离在液相中，大分子的Bb则和C3b一起形成

C3bBb,也就是旁路途径的C3转化酶。但这种C3转化酶也很快被H因子、I因子灭

活。因此在正常状态下，C3转化酶的浓度保持在极低水平，C3不会被大量裂解，后续

的补体成分也不会被激活，但是这种C3的低速度裂解和低浓度C3bBb的形成，可以

认为是补体旁路激活途径的准备阶段。——“箭在弦上，一触即发”

某些细菌、革兰氏阴性菌的内毒素、酵母多糖、葡聚糖、凝聚的IgA和IgG4以及

其他哺乳动物细胞，均可不通过Clq的活化，而直接"激活"旁路途径。这些激活物质

能够为C3b和C3bBb提供不易被H因子和I因子灭活的保护性微环境，实际上就是提

供了使补体激活级联反应得以进行的接触表面。使得C3bBb可以大量裂解C3,越来

越多的C3bBb和C3b就结合形成了C3bBb3b,即旁路途径中的C5转化酣。C5转化

酶形成后，其后续激活过程和效应就与经典激活途径完全相同了。

旁路途径的激活与调节具有以下两个重要的特点：

1.旁路途径可以识别自己与非己

2.旁路途径是补体系统重要的放大机制

四、补体活化的MBL途径

MBL指甘露聚糖结合凝集素，是一种钙依赖性糖结合蛋白，属于凝集素家族，可

与甘露糖残基结合。正常血清中MBL水平极低，在急性期反应时，其水平明显升高。

MBL与Clq并不具有氨基酸序列上的同源性，但二者的分子结构类似。MBL首先与

细菌的甘露糖残基结合，然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Clq同样

的生物学活性，可水解C4和C2分子，继而形成C3转化酶，其后的反应过程与经典

途径相同。这种补体激活途径被称为MBL途径(MBLpathway

补体活化的MBL途径与经典途径的过程基本类似，但其激活起始于炎症期产生

的蛋白与病原体结合之后，而并非依赖于抗原-抗体复合物的形成。在病原微生物感染

的早期，体内巨噬细胞和中性粒细胞可产生TNF-a、IL-1和IL-6,从而导致机体发生

急性期反应(acutephaseresponse),并诱导肝细胞合成与分泌急性期蛋白，其中参与补

体激活的有甘露聚糖结合凝集素(MBL)和C反应蛋白补体活化的MBL途径与经典

途径的过程基本类似，但其激活起始于炎症期产生的蛋白与病原体结合之后，而并非

依赖于抗原-抗体复合物的形成。

五、补体活化的共同末端效应

三条补体活化途径形成的C5转化酶,均可裂解C5,这是补体级联反应中最后一个前

促步骤。此后的过程只涉及完整蛋白成分的结合和聚合，并形成两类末端产物：若补体激

活发生在脂质双层上，则可形成C5b〜9（膜攻击复合物，MAC）；若补体激活发生在没有靶

细胞的血清中，则有关的补体成分可同S蛋白形成亲水的、无溶细胞活性的SC5b〜7、

SC5b〜8及SC5b〜9。

（一）MAC的组装

C5与C5转化酶中的C3b结合，并被裂解成C5a和C5b。前者释放入液相，后者仍结

合在细胞表面，并可依次与C6、C7结合。所形成的C5b67复合物，插入浆膜脂质双层中,

进而与C8呈高亲和力结合，形成C5b678。该复合物可牢固地附着于细胞表面，但其溶细

胞能力有限。

附着于胞膜表面的C5b〜8复合物，可与12〜15个C9分子联结成C5b~9,即MAC。

电镜下可见这种C9多聚体的特征性结构，为中空的多聚C9（poly-C9）插入靶细胞的脂质

双层膜，形成一个内径为llnm的小孔。

（二）MAC的效应机制

MAC在胞膜上形成的小孔使得小的可溶性分子、离子以及水分子可以自由透过胞

膜，但蛋白质之类的大分子却难以从胞浆中逸出，最终导致胞内渗透压降低，细胞溶解。此

外，末端补体成分插入胞膜，可能使致死量钙离子被动地向胞内弥散，并最终导致细胞死

亡。

六、补体各条激活途径的比较

经典途径旁路途径

抗原与抗体（IgM、IgG3、IgGl、细菌脂多糖、凝聚的IgG4、IgA

激活物质

IgG2）形成的复合物

参与成分C1-C9C3、C5〜C9、B因子、D因子、P因子

所需离子Ca2\Mg"Mg"

C3转化酶C4b2bC3bBb

C5转化酶C4b2b3bC3bBb3b

作用参与特异性体液免疫的效应阶段参与非特异性免疫，在感染早期即发挥作用

第三节补体活化的调控

一、补体的自身调控——确保酶促反应发生在靶细胞膜表面

各条激活途径的C3转化酶、C5转化酶均易衰变

与细胞膜结合的C4b、C3b及C5b也易衰变

只有结合于固相的C4b、C3b及C5b才能触发经典途径

旁路途径的C3转化酶则仅在特定的细胞或颗粒表面才具有稳定性

二、补体调节因子的作用——维系补体激活与抑制的平衡状态

(-)调节经典途径

1、C1抑制分子(C1INH)——抑制Clr和Cis与无活性C1结合；

解聚与IC结合的C1大分子

2、C4结合蛋白(C4bp)——结合C4b,抑制C4b2b形成，加速其分解

辅导I因子介导的C4b裂解

3、I因子—裂解C3、灭活C4b、C3b

4、膜辅助蛋白(MCP)——促进I因子介导的C4b、C3b裂解

5、衰变加速因子(DAF)——抑制C3转化酶形成并促进其裂解。