免疫学教学课件

免疫学

•Immunology

•第一章绪论

本章要点：1.掌握免疫的基本概念和免疫的功能；

2.了解免疫学的发展和应用。

第一节免疫的基本概念

1.免疫的含意

免疫(immune)一词源于拉丁文immunis,原意为古罗马元老院议员在任职期间可免除

各项公民义务(如税收、兵役等)。以后延伸至保护机体不得疫病之意。

免疫性(immunity)表示生物机体识别和清除抗原性异物，以维持机体的稳定性的一种

生理反应(不论其生理/病理结果如何)。

2.免疫的功能

免疫的功能包括:免疫防御(immunologicdefence)、免疫稳定(immunologic

homeostasis)和免疫监视(immunologicsurveillance)。

免疫功能的分类及其表现

3.免疫性的获取

3.1天然免疫和获得性免疫

3.1.1天然免疫机体在接触外来抗原性异物之前就巳具备的一系列免疫防卫功能，是

在长期进化和种系发育过程中逐步建立起来的。天然免疫体系主要由组织屏障(皮肤、

粘膜、血脑/血胎）、免疫细胞（中性粒细胞、单核吞噬细胞、NK细胞）和正常的免疫因子

（补体、溶菌酶）等构成，其特点是：①作用范围广，不针对某一特定抗原；②同种系不

同个体都有，可遗传，较稳定；③个体出生时就具备，对外来抗原应答迅速；④再次接

触相同抗原时其作用不会增减。

3.1.2获得性免疫机体须与外源抗原性异物接触后所获得的免疫性，其特点是：①针

对性强，只对引发免疫力的同一种抗原有作用，对他种抗原无效；②不

可遗传，必须机体个体接触抗原后形成，因而消除抗原性异物较慢（10-14d）;③机体再

次接触相同抗原时其免疫力强度会增加。

3.2主动免疫和被动免疫

3.2.1主动免疫机体接触抗原性异物刺激诱导而获得免疫性的方式包括自然主动免疫

和人工主动免疫（接种疫苗）。

3.2.2被动免疫机体未曾受到抗原刺激，而是接受了特异性抗血清（Ab）或免疫细胞而

得以直接获得对某种抗原的免疫性的方式，包括自然被动免疫（胎儿、哺乳）和人工被动

免疫（注射抗毒素）。

第二节免疫学的进展

免疫学是随着医学实践和细菌学的发展而出现（虽然学出自微生物学），现代免疫

学的发展表明其是一门生物学科；因为以识别自身和异己为主线的免疫功能不仅存在于

人类，还存在于其他高等动物；而且在所有不同进化阶段的生物都具有，只是在功能上

有高低之分。免疫如同生长、代谢、繁殖和遗传变异一样是生物的特征，故免疫学巳是

一门独立的、完整的生物学科。

免疫学的发展过程大致可分为三个阶段：免疫学开创阶段（公元10-18世纪），

此为免疫学的经验时期；免疫学兴起时期（公元18世纪末一20世纪中），此为实验免疫

学时期；免疫学飞跃阶段(1957年-)，此为现代免疫学时期。

现在大概一般人都不觉得天花这个字眼有多可怕，因为在1977年10月26日，世

界上最后一位天花患者马林，在非洲索马里梅尔卡市医院痊愈，然后经过2年的观察，

1979年10月26日，世界卫生组织郑重宣布：人类历史上最后一名天花病人被完全治

愈。于是各国政府纷纷停止天花疫苗接种，在1982年，我国政府也宣布停止全民接种

牛痘。

1.基础免疫学

1.1主要组织相容性复合体(MHC)

生物体免疫应答的遗传学基础及基因调控主要涉及lg、TCR和MHC三个基因系统。

MHC在区别同一种群内个体免疫应答能力和疾病易感性的差异方面起重要作用，因而

MHC是近年来免疫遗传学中最为活跃的部分。

1.2TCR

随着抗原特异性T-细胞克隆和分子杂交技术的应用得以逐步对TCR有了较清楚的

认识。TCR为二条不同肽链组成的异二聚体，分为TCR-1和TCR-2;其中TCR-2由a,

B二链组成；而TCR-1则由丫，6链组成。人类的a邛肽链编码基因位于第14号染色体,

Y,6肽链基因位于第7号染色体。…

1.3细胞因子

细胞因子是一组激素样功能的低分子量的肽类或糖蛋白，能够传递免疫信息，激活、

调节细胞生长、分化和增殖，并参与免疫应答和炎症反应。其可由多种免疫细胞和非免

疫细胞产生，对细胞因子研究的最多的是IL。

1.4超抗原

一般的抗原只能与具有相应TCR的T-细胞结合而引发免疫应答，但有些细菌外毒

素可以激活多种T-细胞，这种物质就称为超抗原。超抗原对机体具有利弊两重性，少量

细菌侵入机体产生微量毒素时，就可能激发大量T-细胞，继而辅助B-细胞克隆扩增，

分化形成体液免疫。但若毒素较多，过量增殖的T-细胞会释放大量的IL-2,丫-干扰素和

肿瘤坏死因子等，可能造成休克等严重后果。超抗原有时可能使宿主呈现无

免疫应答或低免疫应答，这适于病菌生长；有时可激活某些能与宿主组织发生反应的

T-细胞群而导致自身免疫疾病的发生。

1.5免疫球蛋白超家族

将编码lg自身和具有与lg同源功能区的一系列糖蛋白分子的基因总称为免疫球蛋

白超家族。lg基因超家族各成员主要参与细胞识别、粘附和结合，与免疫应答、神经信

息传递、以及胚胎发生等密切相关。

1.6热休克蛋白(HSP)

当生物体受环境温度突然升高时会产生一种蛋白，称为热休克蛋白(应激蛋白)。现

已发现炎症、辐射、病毒感染、恶性转化、缺氧及接触氧化剂、重金属离子等有害刺激

时，均可能诱导原核，真核细胞合成这类蛋白。

2.临床免疫学

2.1免疫治疗剂

2.1.1FK506(tacrolimus)是一种强效免疫抑制剂，由日本学者于1984年从筑波

山土壤链霉菌属(streptomycestsukubaensis,津岛链霉菌)分离出，其化学结构属

23元大环内酯类抗生素，分子量为815U(822Dal卜FK506作用于细胞GO期，抑制

不同刺激应答中的淋巴细胞增殖，包括刀豆素A(ConA\T细胞受体(TCR)的单克

隆抗体、CD3复合体或其它细胞表面受体等，但对已被IL-2激活的淋巴细胞的增殖无

抑制作用。研究表明，FK506-FK结合蛋白(FK506bindingprotein,FKBP)复合物，

与Ca2+依赖的钙神经素/钙调节素结合可阻碍Ca2+依赖的信号传导，同时降低钙神经

素的丝氨酸/苏氨酸磷酸酯酶的活性，通过转录因子（NF-AT）的作用降低细胞因子的基

因活性,抑制IL-2、IL-3、

IL-4、GM-CSF,a-TNF和Y-INF等淋巴因子的表达，并能直接抑制IL-2的基因转录，

抑制Ca2+依赖性T和B细胞的活化，发挥强大的免疫抑制作用。1989年，Strarzl等首

次将FK506应用于肝脏移植,1年后又试用于肾脏移植，取得了满意的疗效。与CsA（环

胞素A）相比，FK506能显著减少急性排斥反应的发生率和严重程度，具有更强的免疫

抑制作用和相同的靶细胞选择性；因此，若以FK506作为移植术后的基础免疫抑制剂

治疗，将提高患者的长期生存率和移植物存活率。

2.1.2天花粉蛋白

这是一种从括楼（gu司6u葫芦科括楼属）中提取出来的碱性蛋白，过去主要作为产科

用药。1989年有人用高度纯化的26,000组分GLQ223处理用人类免疫缺陷病毒（HIV-1）

体外感染人的正常外周血单核-巨噬细胞

和T-细胞系，证实GLQ223可以杀伤HIV-1感染的CD4+T-细胞和储存HIV的巨噬细胞，

这提示其治疗HIV急性/慢性感染均可。

2.2肿瘤免疫

1980年有研究人员发现荷瘤小鼠脾细胞在含有IL-2的培养液中短期孵育后，对肿瘤

细胞具有高度杀伤活性；后来证实在人类中也有类似现象。这种杀伤细胞后称为淋巴因

子激活的杀伤细胞（LAK-Cell）。

1986年研究人员发现从实体肿瘤组织中分离的肿瘤浸润性淋巴细胞（TIL）在体外经

IL-2激活扩增后，对肿瘤细胞具有高度杀伤活性，且副作用较轻（而LAK+IL-2的副作用

较严重）。

2.3移植免疫

除FK-506外,1991年还发现紫外线照射具有高度

的免疫调节作用；UV直接照射BALBQ（H-2d）小鼠的骨骼和脾细胞，然后将其移植于

CBA（H2）小鼠，结果有50%的受体小鼠不出现排斥反应或GVH（移植物抗宿主）。

2.4DNA免疫

DNA免疫（或DNA疫苗）是20世纪后期发展起来的新型疫苗，除了可诱发保护性体

液免疫应答外，更重要的是还能诱发以特异性CTL为代表的保护性细胞免疫应答。目

前已经在流感病毒、人和猴免疫缺陷病毒（HIV及SIV）、HBV、HCV、人疱疹病毒、结

核杆菌、疟原虫，以及肿瘤免疫学等方面进行了深入研究，其中HIV、HBV、轮状病毒

的DNA免疫已经进入临床试验阶段。

3.免疫技术

3.1体液免疫技术

免疫标记技术中的标记物主要有荧光素、酶和核素三大类，用标记物标记抗体或抗

原后可用于不同要求的研究领域。其中酶免疫是应用最广泛的一种标记技术；而以生物

素-亲和素系统的效果最令人满意，其比普通酶标法的灵敏度提高数倍至数百倍。另外，

荧光免疫技术从以往常用的仪器-显微荧光光度计发展到了荧光激活细胞分离器，借此

可在较短时间内利用免疫荧光原理将染上不同荧光色素的特异表位的细胞予以分离。

3.2细胞免疫技术

应用多种单克隆抗体通过检测不同抗原表位来区分淋巴细胞亚群、单核吞噬细胞等

免疫细胞的类型，及这些细胞后所携带的各种不同受体…

3.3实验动物

将外源基因导入小鼠等哺乳动物的受精卵或其胚胎中的转基因技术所建成的转基

因动物，不需要通过有性杂交就能获得新的基因。其在1g基因重排、MHC基因的表达

功能、TCR、细胞因子、生长激素和癌基因的表达等方面的研究中非常有用。另外，培

育免疫缺陷动物用于构建人-动物嵌合体模型（人-鼠），可为免疫学研究提供一种新的实

验研究材料。

第二章抗原

授课要点：理解并熟悉抗原的概念、性质、特征；

掌握疫苗的概念、应用现状及前景

第一节抗原

1.基本概念

抗原是一类能刺激机体免疫系统，使之产生特异性免疫应答，并能与相应免疫应答

效应物在体内体外发生特异性结合的物质，也称作免疫原。

抗原的前一种性质称为免疫原性，后一种性质称为免疫反应性（反应原性）。同时具

备这两种性质的抗原称为完全抗原；只有免疫反应性而无免疫原性的抗原称为半抗原。

2.抗原必须具备的性质

抗原性物质必须具备异物性、一定的理化性质和完整性。

2.1异物性.那些化学结构与机体自身成分相异或机体的免疫系统以往未曾接触过的物

质，可称之为异物。具有异物性的物质有以下几类：

①异种物质异种蛋白、微生物细胞及其代谢产物对人而言是异种物质，均为良好的抗

原。

②同种异体物质高等动物同种不同个体之间，由于遗传基因的差异，其组织成分的化

学结构也有差异，因而同种异体物质也可以成为抗原物质，如人类红细胞（ABO）血型物

质和人类的白细胞抗原（HLA）都属于此类。

③自身抗原物质自身组织成分在某些异常情况下也

会成为抗原性物质，如隐蔽的自我成分（晶状体蛋白、甲状腺蛋白、精子等）。正常情况

下这些自身成分始终有屏障将之与免疫系统隔离，但若因外力等破坏该屏障而使之接触

免疫活性细胞时，其即可转变成抗原性物质而引起自身免疫反应。

2.2一定的理化性质

2.2.1大分子胶体

作为抗原性物质，其分子量一般须大于10Kdo大多数蛋白质是大分子胶体物质，

且具有复杂的化学结构，因而成为良好的抗原。若将蛋白质水解成豚、氨基酸后即可能

失去或减弱其抗原性。一般小于5Kd的肽类并无抗原性。

2.2.2一定的化学组成与结构

大分子物质并非都具有抗原性，如明胶（分子量

可达100Kd以上），其免疫原性很弱。含有芳香族氨基酸（尤其是酪氨酸）的蛋白质其抗

原性较强。多糖的抗原性由其组成中单糖数目和类型所决定，杂多糖抗原性强于纯多糖。

核酸的抗原性较弱；脂类一般无抗原性。

2.2.3分子构象及易接近性

抗原分子中的某些特殊化学基团的三维构象决定着该抗原分子能否与相应淋巴细

胞表面受体互相吻合，从而是否启动免疫应答。另外，抗原分子的特殊化学基团与相应

淋巴细胞表面受体相互接触的难易程度也影响着其抗原性。如人工合成的多聚丙氨酸、

多聚赖氨酸复合物，其分子量超过10Kd，但仍缺乏抗原性；而若将酪氨酸、谷氨酸残

基连接于多聚丙氨酸外侧，则其即表现出较强的抗原性（连接于内侧时其抗原性并未增

强）。

2.2.4一定的物理性状

一般具有环状结构蛋白质比呈直链分子状的抗原性强；聚合态分子较单体状分子的

抗原性强；颗粒状较可溶性分子的抗原性强。

3.完整性

抗原物质通常需经非消化道途径进入机体（注入

、吸入、伤口），并接触到免疫活性细胞后才能表现出其良好的免疫原性。若经消化道

时则可能会被消化酶水解而破坏其抗原决定簇和载体，此时会表现出丧失其免疫原性

（除非在肠壁通透性较高的情况下一如新生儿、烧伤、原子损伤等才具有免疫原性）。

3.抗原特异性

抗原决定簇（Antigendeterminant,AD）,存在于抗原表面的特殊基团，又称为表位

（epitope）.抗原物

质通过决定簇与相应淋巴细胞表面受体结合，从而激活淋巴细胞并引发免疫应答。一个

抗原分子可以具有一种或多种不同的抗原决定簇，而每种抗原决定簇只具有一种抗原特

异性。位于抗原表面的决定簇容易被相应淋巴细胞所识别，即具备易接近性，易启动免

疫应答。这种决定簇可称为有功能的抗原决定簇；另一些决定簇存在于抗原分子内部/

侧，不易（接触相应淋巴细胞）引发免疫应答，这种决定簇称为隐蔽抗原决定簇。

一个抗原分子上能与抗体结合的抗原决定簇的总数称为抗原结合价。有些半抗原只

能与抗体分子中一个结合位点结合，这种抗原称为单价抗原；而大多数天然抗原分子十

分复杂，其分子表面带有多个相同和不同的抗原决定簇，所以是多价抗原，如卵白蛋白

分子表面有10个AD,甲状腺球蛋白表面有40个AD。

4.侵染性抗原（抗传染免疫）

4.1抗细菌免疫

细菌能粘附于易感宿主细胞表面，这是其侵入机体引起感染致病的重要起始步骤。

粘附需要具备两个基本条件：一是具备有粘附素。典型的粘附素是存在于细菌细胞表面

的蛋白质，包括菌毛和非菌毛粘附素。二是具备有粘附受体。如动物上皮细胞的D-甘

露糖（针对沙门氏菌、志贺氏菌、大肠杆菌..等的I型菌毛），人的上皮细胞白蛋白或类

似物（针对G+菌）等等。

细菌性感染从发病机制上有三个类型：外毒素血症、胞外菌感染和胞内菌感染。

4.1.1外毒素感染

多数外毒素是由两种亚单位组成（A、B）,其中

的A亚单位具有活性成分，可在B亚单位协助下进入靶细胞而发挥其毒性及其他活性

作用；它决定着毒素的致病特点和方式。B亚单位的抗原性强，可与宿主易感细胞膜上

特异性受体结合，其决定着毒素对机体细胞的选择亲和性，但无毒性作用。各亚单位单

独对机体或组织细胞均无致病性；所以毒素结构的完整性是其致病的必备条件。根据外

毒素对宿主细胞的亲和性和作用方式，可将其分为四个类型，即肠毒素、细胞毒素、神

经毒素和溶细胞毒素。

①肠毒素可引起胃肠道各种炎症、呕吐、水样腹泻、出血性腹泻等局部或全身性症状。

例如，霍乱肠毒素可激活小肠粘膜上皮细胞内的腺昔环化酶，超量合成CAMP,造成靶

细胞生理功能紊乱而引起腹泻；志贺毒素可直接损伤肠粘膜上皮细胞，引起肠粘膜组织

炎症、溃疡、坏死、出血等；葡萄球菌肠毒素随食

物进入胃肠道，再吸收入血，到达中枢神经系统，刺激呕吐中枢，导致以呕吐为主要症

状的食物中毒。

②细胞毒素通过作用于靶细胞的某种酶或细胞器，致使细胞功能异常而死亡，引起相

应组织器官炎症和坏死等。如白喉毒素对呼吸道粘膜上皮细胞、外周神

经末梢、心肌细胞等有亲和性，通过抑制靶细胞蛋白质的合成，导致假膜形成、外周神

经麻痹和心肌炎等。

③溶细胞毒素利用膜损伤机制导致细胞裂解，可攻击各种器官组织细胞，使宿主出现

诸如贫血、白细胞减少、毛细血管出血、皮肤坏死、化脓性炎症、心肌坏死等症状。

④神经毒素主要作用于中枢神经系统和（或）外周神经，通过抑制神经元释放神经介

质，引起神经传导

功能异常，导致神经肌肉麻痹或神经持续兴奋与骨骼肌痉挛。例如，肉毒毒素能阻断胆

碱能神经末梢释放乙酰胆碱，使眼和咽肌等麻痹，引起眼睑下垂、复视、斜视、吞咽困

难等，严重者可因呼吸麻痹而死。

4.1.2胞外菌感染

胞外菌--寄居在宿主细胞外的组织间隙和血液、淋巴液、组织液等体液中。大多

数致病菌属胞外菌，主要有葡萄球菌、链球菌、肺炎链球菌、脑膜炎奈瑟菌、淋病奈瑟

菌、志贺菌、霍乱弧菌、白喉棒状杆菌、破伤风梭菌、流感嗜血杆菌和铜绿假单胞菌等。

胞外菌感染多为急性感染；针对这种感染的免疫机制一般是以体液免疫和吞噬细胞

作用为主。如化脓性细菌在局部侵入机体时，中性粒细胞受趋化因子作用首先从毛细血

管壁大量逸出，并开始吞噬细菌；通

常这里无需特异性免疫细胞介入即可杀死细菌，故常呈急性过程。期间，溶酶体可被释

放到胞外，或在粒细胞死亡后释放出组织蛋白酶、中性蛋白酶等，从而引起局部组织死

亡和炎症。有些胞外菌与人体某些细胞组织存在着交叉抗原，这些致病菌诱生的抗体有

可能与这些细胞组织发生II型和（或）III超敏反应，造成组织损伤而致病。最具代表性

的疾病是A群链球菌感染后的风湿热和肾小球肾炎。幽门螺杆菌感染后也存在自身抗

体，与胃粘膜发生交叉免疫反应，诱发胃炎和胃溃疡。

413胞内菌感染

胞内菌--可分为兼性和专性两类。兼性胞内菌在宿主体内，主要寄居在细胞内生

长繁殖；在体外，亦可在无活细胞的适宜环境中生存和繁殖。专性胞内菌则不论在宿主

体内或体外，都只能在活细胞内生长

繁殖。对医学重要的兼性胞内菌有结核分枝杆菌、麻风分枝杆菌、伤寒沙门菌、布氏菌、

嗜肺军团菌、产单核细胞李氏菌等。立克次体、柯克斯体、衣原体等属于专性胞内菌。

胞内菌感染的特点除胞内寄生外，尚有低细胞毒性，潜伏期较长，病程缓慢，主要

通过病理性免疫损伤而致病等。持续的抗原刺激可形成胞内菌感染常有的肉芽肿病变特

征。肉芽肿既可阻挡致病菌的扩散，亦对宿主局部造成一定的病理损伤，最具代表性的

疾病是结核分枝杆菌引起的肺结核。

由于特异性抗体不能进入胞内菌寄居的吞噬细胞内并与之作用，故体液免疫对胞内

菌感染作用不大，主要靠以T细胞为主的细胞免疫。

4.2抗真菌免疫

许多真菌对人类是有益的，只有少数真菌可致人类病害。病原性真菌并非以产真菌

毒素致人类病害，其致病机理尚不十分清楚。依其致病部位可大致分为浅部真菌感染和

深部真菌感染。

4.2.1浅部真菌感染

这类真菌具有嗜角质特

性，常侵入含有角质的皮肤

表层、毛发和指（趾）甲，

在局部生长繁殖；其可产生

机械刺激作用以及繁殖过程

中产生的酶和酸性产物可引

起炎症反应和细胞组织的病

变。它们一般不侵犯皮下深

层组织或内脏。浅表真菌包

括毛癣菌属、小泡子菌属、

表皮癣菌属等，统称为皮肤

丝状菌。

须癣毛癣菌纯培养

须癣毛癣菌感染部位皮屑标本直接镜检

紫色毛癣菌纯培养

4.2.2深部真菌感染

此类真菌可侵害皮下组

织、内脏等，大多不具嗜角

质性，但往往可引起慢性炎

症，产生慢性肉芽肿样病

变，或导致溃疡和坏死。常

见的有新生隐球菌、组织胞白念珠菌纯培养

浆菌、白色念珠菌等。如，

新生隐球菌为条件致病菌,

感染多为亚急性或慢性，常

侵犯中枢神经系统、肺、骨

髓、淋巴结等部位。

念珠菌性肉芽肿（granuloma）

新生隐球菌

4.3抗病毒感染

病毒具有较强的免疫原性，其在复制过程中产生的一些结构或非结构蛋白也具有免

疫原性，都能刺激机体产生免疫应答（如HBsAg、HBcAg和HBeAg）。依据病毒的特性，

其对宿主的感染可分为三个类型，即杀细胞感染、稳定状态感染和整合性感染。

无包膜病毒（如脊灰病毒等肠道病毒）感染时，其抗原并不表达于宿主细胞表面，不

能形成靶细胞，所以T-细胞不能识别，也不能杀伤受感细胞。在清除、限制病毒扩散和

抵抗病毒再次感染时是以体液免疫为主。若机体体液免疫缺陷时，此类病毒感染往往严

重。

有包膜病毒（如流感病毒、麻疹病毒、EB病毒、HBV等）感染时，病毒抗原可在受

感细胞表面表达，可以形成靶细胞并被免疫细胞识别；所以可被T-细胞和抗体攻击。对

此类病毒免疫时，除体液免疫外，细胞免疫也起着重要作用。若机体细胞免疫缺陷时，

此类

病毒感染往往严重。

5.疫苗

疫苗是一种特殊的药物，属于生物制品。

生物制品是用微生物细胞或其毒素、酶的提取成分，人或动物血清、细胞等制备的

供预防、治疗和诊断用的各种制剂。用细菌制成的生物制品称为菌苗，用病毒、立克次

氏体、螺旋体等制成的生物制品称为疫苗；习惯上将这两类统称为疫苗（广义）。

疫苗与一般药物有着明显不同，主要区别在于：①一般药物主要用于患病人群，疫

苗主要用于健康人群；②一般药物因疾病分布不同而用于不同年龄段的患者，疫苗主要

用于婴幼儿和儿童；③一般药物主要用于治疗疾病或减轻症状，而疫苗主要通过免疫机

制使健康人预防疾病；④一般药物包括天然药物、化学合成药物、生物制品等不同类型，

疫苗均为生物制品；⑤人类可以通过一般药物减轻病痛，但只有通过

疫苗免疫接种才能彻底控制和消灭某种传染病。

疫苗的现代定义：一切通过注射或粘膜途径接种，可以诱发机体产生针对特定致病

原的特异性抗体或细胞免疫，从而使机体获得保护或消灭致病原能力的生物制品统称为

疫苗，包括蛋白质、多糖、核酸、活性载体或感染因子等。

疫苗的基本成分：抗原、佐剂、防腐剂、稳定剂、灭活剂及其他成分。

抗原是疫苗最主要的有效活性成分，它决定着疫苗的特异免疫原性。可用作抗原的

生物活性物质有灭活病毒或细菌、活病毒或细菌通过实验室多次传代获得的减毒株、病

毒或菌体提纯物、有效蛋白成分、类毒素、细菌多糖、合成多肽以及核酸等。

佐剂是掺入疫苗制剂后能促进、延长或增强对疫苗抗原特异性免疫应答的物质，其

本身是无毒安全的（如常用的铝佐剂、油制佐剂b

稳定剂可保证作为抗原的病毒或其他微生物存活

并保持免疫原性（如乳糖、明胶、山梨醇等卜

灭活剂用于灭活病毒或细菌抗原，对人类有一定毒害（如丙酮、甲醛、酚），因此

在灭活抗原后须及时从疫苗中去除。

5.1传统疫苗

5.1.1灭活疫苗用理化方法将病原体杀死（仍保留其免疫原性）而制备的制剂称为

灭活疫苗。灭活疫苗进入机体后不能生长繁殖，对人体免疫作用弱。若要获得较强而持

久的免疫力，则须多次接种且用量大。灭活疫苗稳定，易保存，且无毒力回复突变的危

险。常用的灭活疫苗有伤寒、副伤寒、百日咳、霍乱、乙脑和狂犬病疫苗。

5.1.2活疫苗用人工变异或直接从自然界筛选出的毒力高度减弱或基本无毒的活

病原体制成的制剂称为减毒活疫苗。活疫苗进入机体后仍可生长繁殖，通常只需接种一

次且用量少，产生的反应有如轻微感染。但是

减毒活疫苗稳定性差，不易保存，且有毒力回复突变的可能。常用的减毒活疫苗有卡介

苗、脊灰疫苗、麻疹疫苗、流行腮腺炎疫苗等。

5.1.3类毒素

用0.3~0.4%甲醛处理外毒素，使其毒性失活但保留其免疫原性后所获得的外毒素

称为类毒素。类毒素最初来自对白喉病的防治研究。

（1884年,Klebs在白喉患者假膜中发现了棒状

杆菌；1884年，Loffler获得了纯培养；1886年

,Beehring用该纯培养免疫绵羊和山羊，获得

了抗血清并用于治疗白喉病患者，首获成功；

1909年，Sm让h发明了灭活白喉毒素的方法；

1923年，Ramon等用稀甲醛处理白喉毒素获得类

毒素，这成为白喉预防史上划时代的预防制剂，

并在各国推广。1904年，Holt用磷酸铝吸附精

制类毒素，降低了接种反应。目前，精制白喉

类毒素和用铝佐剂吸附的精制白喉类毒素在全

世界各国广泛使用）

5.2新型疫苗

5.2.1亚单位疫苗和化学合成疫苗

用病原体有效抗原成分制成的疫苗称为亚单位疫苗。目前已用于临床的亚单位疫苗

包括腺病毒衣壳亚单位疫苗，流感病毒血凝素和神经氨酸酶亚单位疫苗，麻疹病毒亚单

位疫苗，HBV表面抗原亚单位疫苗，霍乱毒素B亚单位疫苗...。

用能诱导保护性免疫的人工合成肽结合于载体上，再加入佐剂制成的疫苗称为化学

合成疫苗。如HBsAg的各种合成类似物，人工合成白喉杆菌的14个氨基酸肽，流感病

毒血凝素的18个氨基酸肽…。

5.2.2基因工程疫苗（重组疫苗）

将天然或人工合成的编码有效抗原成分的DNA片段插入适当载体以构成重组

DNA,再将其导入宿主细胞，目的基因随重组DNA复制而得以复制，并随宿主细胞的

分裂而扩增。这样可以使目的基因表达大量有效抗原成分，由此制备的疫苗称为基因工

程疫苗。

5.2.3DNA疫苗

核酸疫苗是20世纪90年代起来的一种新型疫苗，包括DNA疫苗和RNA疫苗。

这类疫苗由能引起机体保护性免疫应答的病原体抗原编码基因和载体组成，将其直接导

入机体细胞后并不与宿主细胞整合，而是通过宿主细胞的转录系统表达蛋白质抗原，诱

导宿主产生细胞免疫和体液免疫应答，从而达到预防和治疗疾病的目的。编码目的抗原

基因是机体预防和阻止细菌、病毒、寄生虫等病原体感染的保护性抗原以及肿瘤等相关

抗原蛋白的基因，它是DNA疫苗诱导机体产生特异性免疫应答的关键，可以是针对某

一种抗原的单基因片段或基因的CDNA,也可以是一组基因、多个基因或嵌合型基因。

表达载体是DNA疫苗的主体，目的基因必须克隆到载体上才能进行转移和表达。DNA

疫苗载体本质上是一种细菌质粒，但为了使抗原基因能够在真核的哺乳动物细胞中获得

高效表达，这种质粒载体除了须具备有多个限制性内切酶点、选择性标记等特点外，还

应具有真核细胞基因的启动子。

DNA疫苗具有以下一些特点：

①进入细胞后，先在细胞核内转录出mRNA,再在胞浆中翻译出蛋白质。该蛋白质一部

分在降解后与MHC-I类分子结合，另一部分则可分泌出细胞，经过APC等途径与MHC-

II类分子结合。因此，DNA疫苗能既能诱导细胞免疫应答，又可诱导体液免疫应答。

②可根据需要设计、选择DNA疫苗的保护性抗原基因，靶向性明确。另外，裸DNA

作为载体在接种时不需要其他生物载体或化学佐剂，这可使DNA疫苗的使用相对安全

可靠。

③以重组质粒DNA形式存在，其物理化学性质稳定。质粒经转化细菌扩增后，其提纯

过程比蛋白质纯化技术简单，相对经济且省时省力，适于规模生产。

④可采用多途径免疫接种，既可皮下、皮内、肌肉注射等形式，也可口服、鼻内滴注、

鼻腔喷雾等方式。

DNA疫苗存在的一些问题：

①安全性。如质粒DNA与染色体整合问题，所用质粒

DNA上不具备逆转录的染色体插入序列也仅含有限的哺乳动物染色体DNA同源序列，

理论上是不会与细胞染色体发生整合。但存在疑问的是当大量局部注射DNA疫苗后有

可能会发生整合，进而使细胞抑癌基因失活或癌基因活化导致发生宿主细胞恶性转化。

②DNA疫苗诱导的自身免疫反应。大量局部注射DNA疫苗后，是否会在人体内诱导核

酸抗体的产生而引起自身免疫病；目前的多项实验研究表明这种可能性很小，但未完全

排队除。

③外源DNA（抗原）在体内持续表达是否会带来不良后果。有理论上的预测认为会对机体

产生不良后果（免疫耐受，超敏反应、自身免疫病等）。但目前已有的实验数据显示引发

免疫耐受的可能性很小。

•第三章抗体

本章要点：1.掌握抗体的概念、lg结构特点及种类；

2.Ig多样性及其合成。

当机体的免疫系统受到外来免疫原性物质刺激后，其免疫B细胞会分化成熟并转化成

为浆细胞，再由浆细胞产生出可与相应抗原发生特异性结合的免疫球蛋白，这种免疫球

蛋白就称为抗体。

抗体主要存在于血清中，也可见于其他体液或外分泌液中，所以可将由抗体介导的免

疫称为体液免疫。

Tiselius（泰斯利厄斯）和Kabat（1939年）用电泳揭示了免疫血清中的抗体活性存在于泳

动度最慢的血清组分，也即Y-球蛋白部分。1968年和1972年，世界卫生组织和国际

免疫学会联合会所属的专门委员会先后分别决定，将具有抗体活性或化学结构与抗体相

似的

球蛋白统一称为免疫球

蛋白。因此对抗体可以

从生物学和功能的角度

上理解为：可与相应抗

原特异性结合的具有免

疫功能的球蛋白。

第一节免疫球蛋白的结构与类别

1.免疫球蛋白的结构

1.1基本结构

免疫球蛋白由一对较长的多肽链和一对较短的多肽链组成。长链称为H-链（重链），

含有约450个氨基酸残基；短链称为L-链（轻链），约含有214个氨基酸残基。此外，还

含有糖类（主要在H链）。免疫球蛋白的两条

H链以两个二硫键相交联形成丫字形；两条轻链的末端各以一个二硫键分别与一个重链

相交联，并由此四肽

成了一个完整的免

疫球蛋白单体。在

多肽链的-NH3端，

轻链的1/2和重链的

1/4（或1/5）段的氨

基酸排列顺序随抗

体特异性不同而有

变化，这两段称为

可变区。在近羟基端的

轻链的1/2和重链的3/4

（或4/5）段氨基酸排列顺

序和糖含量比较稳定，

称为恒定区。

1.2其他结构

J-链。这是连接两个

或以上免疫球蛋

白单体的结构，

是由浆细胞产生

的一种糖蛋白；

其可以共价键方

式由两个二硫键

连接lg单体。

分泌片。由上

皮细胞产生的一

种多肽，可以非共价键方式连接两个分泌IgA单体借以组成分泌型IgA（slgA）,也可以

游离状态存在，并与J-链共存于分泌液中。分泌片具有抗蛋白酶消化作用，可以稳定分

泌的IgA不被蛋白酶破坏

2.免疫球蛋白的水解片段

用木瓜蛋白酶水解IgG可在其重链间二硫键近氨基

端处切断，这样就

可获得两个相同的

Fab片段（抗原结合

片段）和一个Fc片段

（可结晶片段）。而

用胃蛋白酶水解IgG

是在重链二硫键近

羟基端切断重链，由此可获得一个具有二价抗体活性的F（ab'）2片段和一些小分子的多

肽碎片pFc'（其不具任何生物活性）。如白喉或破伤风抗毒素在用胃蛋白酶作用后，经

精制提纯的制品可以减少超敏反应的发生。

3.免疫球蛋白的类别和血清型

3.1类别

根据免疫球蛋白在H、L链上所表现出的变化可将

其分为类、亚类，型和亚型。

3.1.1类

依据免疫球蛋白H-链恒定区抗原特异性（氨基酸和糖分子的组成和化学结构）的不

同，可将其划分为ayb卬五个类型，相应构成的免疫球蛋白就分别称为IgA、IgG、IgD、

IgE和lgM0

3.1.2型

依据免疫球蛋白L-链恒定区的抗原性的不同，可将其划分为K入两个型。

3.2血清型

在免疫球蛋白分子上主要有三种抗原决定簇，即同种型、同种异型和独特型。

3.2.1同种型同一物种所有个体的lg分子所共有的抗原特异性；其抗原决定簇主要

存在于lg的C区，表现在全部lg的类、亚类，型和亚型分子上。用抗H-链和L-链C

区的抗体，以血清方法可以鉴定同种型。

3.2.2同种异型同一物种不同个体间的lg分子所具有的不同抗原特异性。编码同种异

型抗原决定簇的是同一基因座位上的不同等位基因，它们是共显性。人类1g分子上的

同种异型抗原决定簇存在于IgG、IgA、IgE的H-链和K-链的C区，它可以作为一种遗

传标志。

3.2.3独特型独特型决定簇是位于1g分子V区中高变区的遗传标志。不同特异性的抗

体形成细胞克隆所产生的1g独特型各不相同，其差异是由于VL和VH的高变区内氨基

酸序列不同所致。

3.3五类免疫球蛋白的特征和作用

3.3.1IgGIgG是再次免疫应答后产生的主要lg,在血清中含量可高达600-1600mg

/100ml,占血清lg总量的75%-80%。IgG多为单体，分子量约150KD;只有少量的

IgG可以多聚体形式存在。IgG主要由脾脏和淋巴结中的浆细胞合成，其半衰期案］23

天。IgG在机体

防御机制中发挥重要作用。它的含量高，分布广，比其他lg更易透过毛细血管壁进入

组织间隙以发挥抗感染、中和毒素及调理作用。IgG是唯一可通过胎盘（屏障）的lg;所

以其对新生儿抗感染起重要作用。IgG的Fc段可与中性粒细胞、单核细胞、巨噬细胞、

K-细胞等的表面Fc受体结合从而发挥调理作用和激活K-细胞等对靶细胞的杀伤作用。

3.3.2IgMIgM是初次免疫应答产生的主要lg。IgM不嗜细胞，但可结合补体。其约

占正常血清lg的10%，含量约为60-200mg/100ml。主要由脾脏和淋巴结中浆细胞产生，

多分布于血液中，在抗全身感染方面起重要作用（早期）。IgM是五类lg中分子量最大的，

约900KD,故又称为巨球蛋白。IgM态常聚集成五聚

聚体，其间由J-链连接。理论上五聚IgM的抗原结合价是10价，但实际上由于受到所

结合抗原分子的空间结构限制，通常只表现出5有效。由于其较高的抗原结合价，所以

可高效能的抗微生物感染。IgM的杀菌、溶菌、溶血、促吞噬以及凝集作用均比IgG高

数百倍。人体若缺乏IgM，在感染后可能导致致死性败血症；lgM也可中和毒素和病毒。

由于IgM在感染的早期就可产生，故检查其抗体水平可用于传染病的早期诊断；另外,

新生儿脐带血中若IgM水平升高则可显示该新生儿曾有宫内感染。

3.3.3IgAIgA可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；血清中IgA含量约为200-500

mg/100ml,占血清lg总量的10%-20%。大多数IgA为单体，少数可以2、3、4聚体形

式存在。

slgA是由呼吸道、消化道、泌尿生殖道等的粘膜固有层中的浆细胞产生。在浆细胞

内已经由J-链连成

二聚体，然后通过粘膜或浆膜上皮细胞外分泌时，与由上皮细胞产生的分泌片连接成完

整的slgA进入到分泌液中，并与上皮细胞紧密粘合在一起分布于粘膜或浆膜表面。IgA

具有抗菌、抗毒素、抗病毒作用，血清中IgA具有多种抗体活性；人体缺乏IgA时可能

会伴有体内抗甲状腺球蛋白、肾上腺组织、DNA等的自身抗体水平升高。slgA对机体

局部免疫有重要作用，slgA合成功能低下的幼儿易患呼吸道或消化道感染。

3.3.4IgDIgD在正常血清中含量较少，在0.03-30mg/100ml范围内波动，其合成速

度为0.4口g/Kg.d,在血液中的代谢速率为每天37%,其半衰期约为2.8天。完整的IgD

无论是单体还是聚合体均不能激活补体，也很不稳定，若用胰酶消化2分钟即可完全降

解成Fab片段和Fc碎片。血清中IgD的功能尚不十分清楚，有些报道指出其可能与某

些超敏反应有关联，缺乏与抗感染有关的实验证据。

IgD是B细胞的重要表面标志（B细胞成熟的标志之一）。B细胞在分化成熟过程中，

细胞表面首先表达的

SmlgM,然后才出现SmlgDo在只表达SmlgM时若受到抗原刺激，易导致免疫耐受出

现；当同时又表达有SmlgD时，则B-细胞可被激活。所以有人认为SmlgM是耐受性

受体，SmlgD是激活受体。

3.3.5IgEIgE也称为反应素或亲细胞受体。正常人血清中其含量极低，为

0.01-0.9mg/100ml，且含量较稳定。但在超敏反应性疾病患者血清中IgE波动很大。IgE

的产生部位与slgA相似，可由呼吸道和消化道粘膜固有层中的浆细胞产生，且分布于

这些部位的粘膜组织、外分泌液和血液中。IgE以单体形式存在，其重链比IgG多一个

功能区(CH4),借此与细胞结合。IgE是引起I型超敏反应的主要抗体，由于其Fc段很

容易结合位于嗜碱性粒细胞和肥大细胞上的FCER,当二价以上抗原与细胞上IgE结合

后可使IgE分子桥连，在Ca+2存在条件下可触发细胞内生物活性物质释放(脱颗粒作用)。

第二节免疫球蛋白的合成及多样性

1.1g的生物合成

1g属于蛋白质，所以其合成规律与一般蛋白质合成相似，但也存在不同之处。在1g

合成中，须先有抗原刺激的抗原提呈细胞、T-细胞、B-细胞等多种免疫细胞相互作用。

抗原选择相应的B-细胞克隆使之激活、增殖，最终分化为浆细胞并合成和分泌抗体。形

成抗体的组织主要是脾、淋巴结以及其他淋巴组织内的浆细胞。浆细胞越成熟，内质网

越多，高尔基体也越发达。

轻、重链分别在小核糖体(190-200S)和在核糖体(270-300S)上合成，合成的H、L

链处于平衡状态，一般不会出现某种链的大量过剩；装配过程或由两种方式完成：

H+H-H2,L+L-L2,H2+L2fH2L2

H+LfHL,HL+HL-H2L2

如果浆细胞发生了恶性转化，其中的约1/3恶性细胞中H、L合成比例会失调，常见的

是合成过量的L链(浆细胞癌患者可从尿中排出过量的均一的同型L链，而正常人只排

出很少量的K或入）。

2.1g的多样性

动物机体对外界环境众多抗原刺激后可产生相应的特异性抗体，曾有人推算抗体多

样性（或抗体谱）在107-109甚至更高。抗体多样性主要是由遗传控制的，其机制可能包

括：多基因片段不同的取用和重组；轻重链不同的配对；VDJ基因片段重组时连接的多

样性；体细胞的高突变。其中前三种机制发生于骨髓B-细胞发育早期，体细胞高突变则

发生在二级淋巴器官B-细胞功能性lg基因形成之后。

人的lg基因结构及重排

免疫球蛋白基因定位

编码多肽链基因符号（人）基因染色体定位

人小鼠

K轻链IgK26

人轻链IgA2216

重链IgH1412

2.1胚系学说

重链、轻链是由产生不同特异性lg分子的多个胚系lg基因所编码，对不同胚系D、

J基因的利用也有助

于lg多样性的产生。生殖细胞内巳具有编码lg的全部基因，在一特定lg位点上产生多

样性的数量与该位点上的基因片段数目有关，而这是在长期进化过程中形成的。如人的

VH、DH和JH基因片段数目分别为65、27和6。从理论上而言，单独重链重组的多样

性约为1x104左右；VK和VK基因片段数为40和5,因而K-链

V-J重排的多样性约为200;必和J基因片段数为30和4,其V-J重排的多样性约为

120o

2.2轻重链的不同配对

理论上人的H链与K链和人链的随机配对多样性约为(1x104)x(2x102)+(1x104)X

(1.2x102)，约为3.6x106。由胚系众多基因片段不同取用和重组，以及轻重链的不同配

对所形成的多样性称为组合多样性。

2.3VDJ连接的多样性

主要表现出两种情况：

①轻链VJ连接点及重链的DJ和V-DJ连接点均有一定范围的变化。如V八片段3'端的

5个核甘酸CCTCC和J人片段5'端的4个核昔酸GTGG连接时，其9个核昔酸中可取

用9个或6个核昔酸分别编码3个或2个氨基酸(当取用个核昔酸时会有八种不同的连

接方式)。

②N-核昔酸的插入。N-核苛酸可通过TdT(末端脱氧核音转移酶)加入到H-链V基因

片段的连接点；而随机插入的N-核昔酸和P-核昔酸常常影响连接点后编码序列的读框，

其可使得约2/3的H链V区基因重排变成无效重排。虽此,1/3重排成功依旧增加了连

接的多样性，从而构成了抗体的多样性。

2.4体细胞高变学说

这发生在B-细胞对抗原的应答过程中。体细胞高突变在CDR区中多见，尤其是

CDR3(互补决定区3)。随着抗原刺激后时间的延长和免疫次数增加，CDR1和CDR2

及骨架区突变的频率也随之增加。除了能扩展原有抗体的多样性，还可与lg亲和或成

熟有关；如初次免疫一周时，lg亲和力为Kd=10-7moi/L,而第二次免疫、第三次免疫后

则可高达10-9mol/Lo

第四章补体系统

授课要点：1.补体的组成及生物学功能；

2.补体的激活途径及意义。

在抗体发现后不久，J.Bordet证明了在生理学温度(37℃)下

,如果在含有抗菌抗体的新鲜血清中加入相应的细菌，则细菌细胞会被溶解。但是

若将该血清经569或更高温度处