免疫与免疫学

免疫与免疫学.txt如果不懂就说出来，如果懂了，就笑笑别说出来。贪婪是最真实的贫穷，

满足是最真实的财富。幽默就是一个人想哭的时候还有笑的兴致。

一、免疫与免疫学

“免疫（immunity）”现代免疫学将“免疫”的概念定义为：机体对“自己”和“异己（非

己）”识别、应答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

理性功能。

免疫学包括：免疫系统的组织结构、免疫系统对抗原的识别及应答、免疫系统对抗原的排

异效应及其机制、免疫耐受的诱导、维持、破坏及其机制等。

二、免疫系统及其功能

（-）免疫系统的组成与结构（图12）（免疫器官；免疫细胞；免疫分子）

（-）免疫系统的功能：免疫防御免疫自稳免疫监视

三、免疫的类型

1.天然免疫（innateimmunity）其特点是：个体出生时即具备，作用范围广，并非针对

特定抗原，故亦称为非特异性免疫（nonspecificimmunity）,此类免疫的主要机制为：皮肤、

黏膜及其分泌的抑菌/杀菌物质的屏障效应;体内多种非特异性免疫效应细胞和效应分子的生

物学作用。

2.获得性免疫（acquiredimmunity）即适应性（adaptive）免疫，乃个体接触特定抗

原而产生，仅针对该特定抗原而发生反应，故亦称为特异性免疫（specificimmunity）。特

异性免疫应答（简称为免疫应答）是由抗原刺激机体免疫系统所致，包括抗原特异性淋巴细

胞对抗原的识别、活化、增殖、分化及产生免疫效应的全过程。特异性和非特异性免疫的比

较见表1-2

免疫应答具有如下特点：L特异性2.记忆性3.耐受性

第二节免疫学发展史概述

一、免疫学发展经历的阶段

（-）经验免疫学时期（17世纪~19世纪）人痘苗：牛痘苗

（-）经典免疫学时期（19世纪中叶~20世纪中叶）疫苗的发展和使用细胞免疫理论体液

免疫理论

（三）近代和现代免疫学时期（自20世纪中叶至今）

迄今40余年来，人们从整体、器官、细胞、分子和基因水平探讨免疫系统的结构与功能，并

阐明基本免疫学现象的本质及其机制。

二、免疫学进展概述

（-）免疫化学进展一奠定现代免疫学研究的基石

（二）细胞免疫学进展——揭示免疫学现象本质的物质基础

（三）分子免疫学进展——促进免疫学理论与应用研究的催化剂

（四）应用免疫学进展——赋予免疫学新的生命力的源泉

第四节“医学免疫学”教材基本轮廓

抗原*免疫系统

补体抗体

免疫调节，免疫应答细胞因子

遗传控制致敏淋巴细胞

正常异常

抗肿免免超自免移免

感瘤疫疫敏身疫殖疫

染免学学反免增免缺

免疫防检应疫生疫陷

疫治测

图1-14“医学免疫学”教材内容概要

第二章抗原

抗原（antigen）作用于T、B淋巴细胞的抗原识别受体，促使其增殖、分化，产生免疫效应物

质（抗体或致敏淋巴细胞）并与之结合，从而发挥免疫效应。

①免疫原性（immunogenicity）,即抗原能够刺激机体产生抗体或致敏淋巴细胞的能力；

②抗原性（antigenicity）,即抗原能够与其所诱生的抗体或致敏淋巴细胞特异性结合的能力。

具备上一述两种特性的物质为完全抗原；仅具备免疫反应性（即抗原性）的物质被称为半抗原

（hapten）。

第一节决定免疫原性的条件

免疫原性是判断一种物质是否为抗原的关键。免疫原性主要取决于物质本身的性质及其与机

体的相互作用。

一、抗原的理化性质

（一）抗原的种类：多数蛋白质为良好的抗原，多糖及多肽也具一定的免疫原性

（-）分子大小：抗原的分子量一般210kD,且分子量越大，免疫原性越强

（三）化学组成：免疫原性物质还须具备复杂的化学组成与特殊的化学基团。

（四）抗原决定基的易接近性（accessibility）：易近性乃指抗原决定基是否易被淋巴细胞的

抗原受体所接近。如图2-1所示

（五）物理性状：化学性质相同的抗原物质可因其物理性状不同而影响免疫原性

二、抗原与机体的相互作用

（-）异物性：“异物”的概念定义为“在胚胎期未与淋巴细胞充分接触过的物质”

（-）进入机体的途径：皮内〉皮下》肌肉》腹腔（仅限于动物）》静脉

（三）机体遗传因素：个体对抗原刺激产生应答的能力受遗传因素控制

第二节抗原特异性

抗原特异性指抗原诱导机体产生应答及与应答产物发生反应所显示的专一性。

一、决定抗原特异性的分子结构基础

决定抗原特异性的基本结构或化学基团称为表位（epitope）,亦称为抗原决定基（antigenic

determinant）。

依表位的结构特点可将其分为两类（图2-3）：①线性表位（即连续性表位），主要由线性排列

的短肽构成；②构象性表位（即非连续性表位），短肽、多糖残基或核甘酸并非简单的线性排

列，而是形成特定的空间构象。T细胞仅识别由抗原递呈细胞加工递呈的线性表位，而B细胞

可识别线性或构象性表位。

二、交叉抗原及其意义

某些特定抗原不仅可与其诱导产生的抗体/致敏淋巴细胞结合或相互作用,还可与其他抗原诱

生的抗体/致敏淋巴细胞发生反应。这种抗原被称为交叉抗原(crossantigen),它与其他抗

原所诱生抗体/致敏淋巴细胞结合或相互作用被称为交叉反应(crossreaction)„交叉抗原

的存在和交叉反应现象的发生并非否定抗原的特异性，而是由于抗原的异质性和共同决定基

所致的特殊现象.

(一)抗原异质性与共同决定基(图2-5)：抗原异质性(heterogeneity)即抗原物质

的非均一性，其原因在于多数抗原性物质(如细菌及细胞等)乃由不同分子组成，而同一分

子表面还可存在不同决定基。

(-)交叉抗原的生物学意义：①某些情况下，针对病原微生物的免疫应答可导致对人

体的免疫损伤(参见异嗜性抗原)；②在进行特异性诊断或鉴定时，须排除交叉抗原可能产生

的干扰；③应用交叉抗原可能诱导出针对难于制备的抗原的免疫应答

第三节抗原的种类及其医学意义

()依据抗原诱生抗体时对T细胞的依赖性

1.胸腺依赖性抗原(thymusdependentantigen,TDantigen)TD抗原亦称T细胞

依赖抗原，其刺激机体产生抗体依赖于T细胞辅助，绝大多数蛋白质抗原及细胞抗原属TD

抗原。

2.非胸腺依赖抗原(thymusindependentantigen,TIantigen)TI抗原亦称T细胞非

依赖性抗原，其刺激机体产生抗体无需T细胞辅助

(-)根据与机体的亲缘关系

1.异种抗原(xenogenicantigen)指来自不同种属的抗原。

2.同种异型抗原(allogenicantigen)指同一种属不同个体所具有的特异性抗原。①

红细胞血型抗原，包括ABO、Rh等40余个抗原系统，其对安全输血极为重要；②人类主要组

织相容性抗原，即人白细胞抗原(HLA),是具有高度多态性的抗原系统(详见第八章)。

3.自身抗原(autoantigen)正常情况下，机体免疫系统不对自身正常组织或细胞产

生免疫应答，即处于自身耐受状态。在某些病理情况下(如隐蔽抗原或隔离抗原释放；自身

抗原发生改变或被修饰等)，自身抗原成分可诱导机体产生自身免疫应答(详见第十八章)。

4.异嗜性抗原(heterophilicantigen)乃一类与种属无关，存在于人、动物及微

生物之间的共同抗原，又称Forssman抗原。例如，A族溶血性链球菌表面成分与人肾小球基

底膜及心肌自身组织具有共同抗原，故溶血性链球菌感染后，其刺激机体产生的抗体可能与

具有共同抗原的心、肾组织发生交叉反应，导致肾小球肾炎或心肌炎。

(三)根据(TD)抗原是否由抗原递呈细胞所合成

1.外源性抗原(exogenousantigen)2.内源性抗原(endogenousantigen)

(四)其他分类：根据抗原诱导免疫应答的性质与特点，可分为移植抗原、肿瘤抗原、微

生物抗原、变应原或过敏原及耐受原等；根据抗原的理化性质，可分为颗粒抗原、可溶性抗

原、蛋白抗原、多糖抗原及多肽抗原等；根据抗原的产生方式可分为天然抗原与人工抗原。

第四节抗原在临床实践中的应用

1.疾病的诊断与辅助诊断应用抗已知传染因子的抗体检测相应抗原，或应用已知抗

原检测体内相应抗体，已成为临床上进行诊断或辅助诊断的重要手段

2.疾病的治疗①研制治疗性疫苗，如用于肿瘤生物治疗的肿瘤疫苗、用于治疗自身

免疫病的T细胞疫苗等；②应用经处理的抗原进行减敏反应，以治疗某些I型超敏反应性疾

病；③动物实验证明，口服抗原(如髓磷脂碱性蛋白)可治疗脱髓鞘疾病。

3.疾病的预防应用经灭活或减毒的病原微生物及其产物制备疫苗，接种机体后诱导

特异性免疫应答，可用于预防传染性疾病。

4.医学研究为阐明某些疾病的发病机制，有赖于深入分析特定蛋白质的抗原性、组

织分布、所诱导免疫应答的特点等。

第五节其他非特异性免疫刺激剂

一、佐剂

某些物质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的类

型，此类物质被称为佐剂（adjuvant）。

（-）佐剂的种类

L化合物包括氢氧化铝、明帆、矿物油及吐温80、弗氏不完全佐剂（羊毛脂与石

蜡油的混合物），以及人工合成的多聚肌甘酸：胞甘酸（poly1:0、脂质体等。

2.生物制剂包括：①经处理或改造的细菌及其代谢产物，如卡介苗、短小棒状杆菌、

百日咳杆菌，以及霍乱毒素B亚单位（CTB）、革兰阴性菌细胞壁成分脂多糖（LPS）和类脂A、

源于分支杆菌的胞壁酰二肽等；②细胞因子及热休克蛋白等。

（二）佐剂的作用机制：①改变抗原的物理性状，延缓抗原降解和排除，从而更有效地

刺激免疫系统；②刺激单核/巨噬细胞系统，增强其处理和递呈抗原的能力；③刺激淋巴细胞

增殖与分化。

（三）佐剂的应用：①增强特异性免疫应答，用于预防接种及制备动物抗血清；②作为

非特异性免疫增强剂，用于抗肿瘤与抗感染的辅助治疗.

二、超抗原

正常情况下，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。但

一类被称为超抗原（superantigen,SAg）

三、丝裂原

丝裂原（mitogen）亦称有丝分裂原，可致细胞发生有丝分裂，进而增殖。体外实验中，特定

丝裂原可使静止的淋巴细胞体积增大、胞浆增多、DNA合成增加，出现淋巴母细胞化即淋巴

细胞转化（lymphocytetransformation）和有丝分裂。

T、B淋巴细胞表面表达多种丝裂原受体（见表2-2）,

第三章免疫器官的结构与功能

免疫系统（immunesystem）包括免疫器官（和组织）、免疫细胞及免疫分子（及相关的编码基

因。

第一节中枢免疫器官

中枢免疫器官（centralimmuneorgan）是免疫细胞发生、分化、发育、成熟的场所，并对

外周免疫器官的发育起主导作用，某些情况下（如再次抗原刺激或自身抗原刺激）也是产生

免疫应答的场所。

•、胸腺（一）胸腺的解剖结构（图3-2）。

（-）胸腺的细胞组成：

1.胸腺基质细胞（thymicstromalcell,TSC）TSC以胸腺上皮细胞（thymusepithelial

cell,TEC）为主，还包括巨噬细胞、DC及成纤维细胞等。

2.胸腺细胞：CD4-CD8-、CD4+CD8+、CD4+CD8-、CD4-CD8+。

（三）胸腺微环境：胸腺微环境由TSC、细胞外基质及局部活性物质组成，其在胸腺细

胞分化过程的不同环节均发挥重要作用。

细胞外基质（extracellularmatrix）也是胸腺微环境的重要组成部分，它们可促进上皮细

胞与胸腺细胞接触，并参与胸腺细胞在胸腺内移行成熟。

（四）胸腺的功能

1.T细胞分化、成熟的场所

2.免疫调节功能

3.屏障作用皮质内毛细血管及其周围结构具有屏障作用，阻止血液中大分子物质进入，

此为血-胸腺屏障（blood-thymusbarrier）»

二、骨髓:骨髓(bonemarrow)是重要的中枢免疫器官，可分为红骨髓和白骨髓。

骨髓是人和哺乳动物的造血器官，它具有如下功能：

1.各类免疫细胞发生的场所骨髓造血干细胞具有分化成不同血细胞的能力，故被称为多

能造血干细胞(multiplehematopoieticstemcell,HSC)»图3-3)。

2.B细胞分化成熟的场所

3.发生B细胞应答的场所

第二节外周免疫器官

外周免疫器官(peripheralimmuneorgan)包括淋巴结、扁桃体、脾脏和黏膜免疫系统,它

是成熟T细胞、B细胞等免疫细胞定居的场所，也是产生免疫应答的场所。

一、淋巴结

(―)淋巴结的结构(图3-4)

(二)淋巴结的功能1.T细胞及B细胞定居的场所2.免疫应答发生的场所

3.参与淋巴细胞再循环4.过滤作用

二、脾脏

(-)脾脏的结构(图3-5)：脾脏(spleen)是人体最大的淋巴器官，可分为白髓、红髓和

边缘区三部分。

(二)脾脏的功能：1.免疫细胞定居的场所2.免疫应答的场所

3.合成生物活性物质4.滤过作用

三、黏膜免疫系统

黏膜免疫系统(mucosallymphoidsystem,MIS)亦称黏膜相关淋巴组织(mucosa-associated

lymphoidtissue,MALT),主要指呼吸道、肠道及泌尿生殖道黏膜固有层利上皮细胞下散在

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。(图3T)

(―)MALT的组成

1.鼻相关淋巴组织(nasal-associatedlymphoidtissue,NALT)包括咽扁桃体、腭

扁桃体、舌扁桃体及鼻后部其他淋巴组织，其主要作用是抵御经空气传播的微生物感染。

2.肠相关淋巴组织(gut-associatedlymphoidtissue,GALT)GALT包括派氏集合淋

巴结、淋巴滤泡、上皮间淋巴细胞和固有层淋巴组织等，其主要作用是抵御侵入肠道的病原

微生物感染。肠道黏膜上皮间还散布一-种扁平上皮细胞，即M细胞(membranouscellor

microfoldcell,膜性细胞或微皱褶细胞),

3.支气管相关淋巴组织(bronchial-associatedtissue,BALT)主要分布于各肺叶的

支气管上皮下，其结构与派氏集合淋巴结相似，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：1.参与局部免疫应答2.分泌分泌型IgA(secretoryIgA,SIgA)

3.参与口服抗原介导的免疫耐受

第二篇免疫分子与免疫细胞

第四章免疫球蛋白

抗体(antibody,Ab)是介导体液免疫的重要效应分子，是B细胞接受抗原刺激后增殖分化为

浆细胞所产生的糖蛋白。1968年和1972年世界卫生组织和国际免疫学会联合会的专门委员

会先后决定，将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)»免疫球蛋白可分为分泌型(secretedIg,Sig)和膜型(membraneIg,

mlg),前者主要存在于血液及组织液中，发挥各种免疫功能：后者构成B细胞表面的抗原受

体。

第一节免疫球蛋白的结构

一、基本结构

免疫球蛋白分子的基本结构是一“Y〃字型的四肽链结构(图4-2),由两条完全相同的重链

(heavychain,H)和两条完全相同的轻链(1ightchain,L)以二硫键连接而成。

(一)重链和轻链：重链可分为？、？、？、？和?链，据此可将免疫球蛋白分为5类(class)

或5个同种型(isotype),即IgM、IgD、IgG>IgA和［gE。

免疫球蛋白轻链含约210个氨基酸残基，分子量约25kDo轻链分为?和?链两种，据此可将

Ig分为？和？两型？(type)。根据？链恒定区个别氨基酸残基的差异，又可将？分为？？、？?？、???

和？?？四个亚型。

(二)可变区和恒定区：免疫球蛋白轻链和重链中氨基酸序列变化较大的区域称为可变区

(variableregion,V),免疫球蛋白轻链和重链中氨基酸序列较保守的区域称为恒定区

(constantregion,C),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，称为高变区(hypervariableregion,HVR)或互补决定区

(complementaritydeterminingregion,CDR),分别为CDR1、CDR2和CDR3。CDR以外区域

的氨基酸组成和排列顺序相对不易变化，称为骨架区(frameworkregion,FR)«

(三)绞链区

绞链区位于CH1与CH2之间。该区富含脯氨酸而易伸展弯曲，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)功能区或结构域：图4-3免疫球蛋白V和C功能区结构示意图

二、其他成分

J链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。SP又称分泌成分

(secretorycomponent,SC),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二聚体匕使其成为分泌型IgA(SlgA)oSP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。图4-4免疫球蛋白的J

链和SP结构

三、Ig水解片段

木瓜蛋白酶(papain)作用于绞链区二硫键所连接的两条重链的近N端，将Ig裂解为两个完

全相同的Fab段和一个Fc段。

胃蛋白酶(pepsin)作用于绞链区二硫键所连接的两条重链的近C端，将Ig水解为一个大片

段F(ab')2和一些小片段pFc'。图4-5免疫球蛋白的水解片段示意图

第二节抗体的异质性

一、免疫球蛋白的分类

(-)类：在同一种属所有个体内，根据Ig重链C区抗原特异性的不同，可将重链分为5

种，即？、?、？、？、？链；与此对应的Ig分为5类(class),即IgG、IgA、IgMIgD、IgE。

(-)亚类：同一类免疫球蛋白中，根据其重链抗原性以及二硫键数目和位置的不同，又可

分为亚类(subclass)。IgG有IgGl〜IgG4四个亚类;IgA有IgAl和IgA2两个亚类；IgM有

IgMl和IgM2两个亚类；IgD和IgE尚未发现亚类。

(三)型：种属所有个体内，根据Ig轻链C区抗原特异性的不同，可将Ig轻链分为2种：?

和？，与此对应的免疫球蛋白分为？和？两型(type)。

(四)亚型：同一型免疫球蛋白中，根据其轻链C区N端氨基酸排列的差异，又可分为亚型

(subtype)«例如：？链190氨基酸为亮氨酸时，称0Z(+)；为精氨酸时,称0Z(一)。

二、外源因素所致抗体异质性一一抗体的多样性图4-6

三、内源因素所致抗体异质性一一免疫球蛋白的血清型图4-7

（-）同种型：同种型（isotype）是指同一种属所有个体的1g分子共有的抗原特异性标志，

为种属型标志。同种型抗原决定基存在于IgC区，表现在全部Ig的类、亚类、型、亚型分

子上。

（二）同种异型：同种异型（allotype）是指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。

（三）独特型：独恃型（idiotype,Id）是指每个免疫球蛋白分子所特有的抗原特异性标志，

其决定基又称为独特位（idiotope）,图4-8

第三节免疫球蛋白的生物学特性

一、免疫球蛋白的主要功能

（一）免疫球蛋白V区的功能：免疫球蛋白V区的功能主要是特异性识别、结合抗原（图4-9）。

（-）免疫球蛋白C区的功能：

1.激活补体IgGl-3和IgM与相应抗原结合后，可因构型改变而使其CH2/CH3功能区内的

补体结合点暴露，从而激活补体经典途径。IgG4、IgA和IgE的凝聚物可激活补体旁路途径。

2.细胞亲嗜性IgG和IgE抗体具有亲细胞特性，可通过其Fc段与表面具有相应受体的细胞

结合，产生不同生物学作用。

3.调理作用IgG与细菌等颗粒性抗原结合后，可通过其Fc段与巨噬细胞和中性粒细胞表面

相应IgGFc受体结合，促进吞噬细胞对细菌等颗粒抗原的吞噬，此即抗体的调理吞噬作用。

4.抗体依赖细胞介导的细胞毒作用（antibodydependentcell-mediatedcytotoxicity,

ADCC）IgG与肿瘤或病毒感染的靶细胞结合后，可通过其Fc段与NK细胞、巨噬细胞和中

性粒细胞表面相应IgGFc受体结合，增强NK细胞和触发吞噬细胞对靶细胞的杀伤作用，此

即ADCC效应。

5.介导I型超敏反应IgE引起I型超敏反应。

二、各类免疫球蛋白的特性和功能

（-）IgG：人IgG分为4个亚类（图4T0）,分别为IgGl、IgG2、IgG3、IgG4；IgG的半

衰期为20~23天；是机体抗感染的“主力军”；可穿过胎盘屏障；IgGl、IgG2、IgG4可通过

其Fc段与葡萄球菌蛋白A（SPA）结合；IgGl、IgG3可高效激活补体；

（二）IgM：单体IgM以膜结合型（mlgM）表达于B细胞表面，构成B细胞抗原受体（BCR）；五

聚体；IgM是个体发育中最早合成的抗体；脐带血IgM升高提示胎儿宫内感染；IgM也是初次

体液免疫应答中最早出现的抗体，是机体抗感染的“先头部队”；血清中检出IgM,提示新近

发生感染，可用于感染的早期诊断。

（三）IgA：IgA分为两型：血清型为单体，主要存在于血清中；分泌型IgA（secretoryIgA,

SIgA）为二聚体（图4-12）,由J链连接，SIgA主要存在于乳汁、唾液、泪液和呼吸道、消

化道、生殖道黏膜表面，参与局部的黏膜免疫。新生儿易患呼吸道、消化道感染，可能与其

SIgA合成不足有关。婴儿可从母乳中获得SIgA,属重要的自然被动免疫。

（四）IgD：IgD仅占血清免疫球蛋白总量的0.2%,未成熟B细胞仅表达mlgM：成熟B细胞

同时表达mlgM和mlgD,被称为初始B细胞（na?veBcell）；

（五）IgE：正常人血清中含量最少的免疫球蛋白是IgE,血清浓度仅为0.3ug/ml,主要由黏

膜下淋巴组织中的浆细胞分泌；引起I型超敏反应；IgE可能与机体抗寄生虫免疫有关。

第四节人工制备抗体

一、多克隆抗体

在含多种抗原表位的抗原物质刺激下，体内多个B细胞克隆被激活并产生针对多种不同

抗原表位的抗体，其混合物即为多克隆抗体（图4-16）。

二、单克隆抗体

由单一抗原表位特异性B细胞克隆融合、筛选和克隆化获得的单克隆杂交瘤细胞所产生

的同源抗体称为单克隆抗体。（图4-17）。

单克隆抗体在结构和组成上高度均一，抗原特异性及同种型一致，易于体外大量制备和纯化。

因此，其具有纯度高、特异性强、效价高、少或无血清交叉反应、制备成本低等优点，已广

泛用于疾病诊断、特异性抗原或蛋白的检测和鉴定、疾病的被动免疫治疗和生物导向药物制

备等。

三、基因工程抗体

（一）人-鼠嵌合抗体

（-）改型抗体或称CDR移植抗体

（三）双特异性抗体

（四）Fab抗体

（五）FV抗体

（六）单链抗体（ScFV）

（七）单域抗体（singledomainantibody）

（八）最小识别单位（minimalrecognitionunits,MRU）

第五章补体系统

补体（complement,C）是由30余种广泛存在于血清、组织液和细胞膜表面蛋白质组成的、

具有精密调控机制的蛋白质反应系统，其活化过程表现为•系列丝氨酸蛋白酶的级联酶解反

应。

第一节概述

一、补体系统的组成

补体系统由补体固有成份、补体受体、血浆及细胞膜补体调节蛋白等蛋白组成。

1.补体固有成分又称补体成分（complementcomponent）,乃存在于血浆及体液中、构

成补体基本组成的蛋白质，包括：经典激活途径的Clq、Clr、Cis、C2、C4；旁路激活途径

的B因子、D因子和备解素（properdin,P因子）；甘露聚糖结合凝集素激活途径（MBL途径）

的MBL、MBL相关丝氨酸酶（MASP）；补体活化的共同组分C3、C5、C6、C7、C8、C9。

2.补体调节蛋白（complementregulatoryproteins）指存在于血浆中和细胞膜表面，

通过调节补体激活途径中关键酶而控制补体活化强度和范围的蛋白分子，包括：血浆中H因

子、I因子、Cl-INH、C4bp、S蛋白、Sp40/40、竣肽酶N（过敏毒素灭活因子）、H因子样蛋白

（FHL）、H因子相关蛋白（FHR）；存在于细胞膜表面的衰变加速因子（DAF）、膜辅助蛋白（MCP）、

CD59等。

3.补体受体（complementreceptor）指存在于不同细胞膜表面、能与补体激活过程中

形成的活性片段相结合、介导多种生物效应的受体分子。目前已发现CR1、CR2、CR3、CR4、

CR5及C3aR、C4aR,C5aR,ClqR,C3eR,H因子受体（HR）等。

二、补体的命名

（一）补体成分的命名

（-）补体片段的命名

（三）其他命名原则

三、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。

第二节补体系统的激活

多种外源性或内源性物质可通过3条途径激活补体：①从Clq-Clr2-Cls2开始的经典途径

（classicpathway）,掘-抗体复合物为主要激活物：②从C3开始的旁路途径（alternative

pathway）,其不依赖于抗体；③通过甘露聚糖结合凝集素（mannanbindinglectin,MBL）糖

基识别的凝集素激活途径（MBLpathway）»此外，上述3条途径有共同的终末反应过程（图

5-1）o

一、激活途径

经典激活途径（classicalpathway）指主要由Clq与激活物结合后,顺序活化Clr>Cls^

C2、C4、C3,形成C3转化酶（C4b2a）与C5转化酶（C4b2a3b）的级联酶促反应过程。

（-）参与经典途径的补体成分：参与经典途径活化的补体成分依次为：Cl、C4、C2

和C3（图5-1）«

（二）经典途径的激活物：主要是与抗原结合的IgG、IgM分子。另外，C-反应蛋白、细菌

脂多糖（LPS）、髓鞘脂和某些病毒蛋白（如HIV的gpl20等）等也可作为激活物。

（三）经典途径活化过程（图5-3）

二、旁路激活途径

旁路激活途径又称替代激活途径（alternativepathway）指由B因子、D因子和备解素参与，

直接由微生物或外源异物激活C3,形或C3与C5转化酶，激活补体级联酶促反应的活化途径。

（一）旁路途径的主要激活物：某些细菌、内毒素、酵母多糖、葡聚糖等。

（二）旁路途径活化过程：（图5-4）

三、MBL激活途径

凝集素激活途径（MBLpathway）指由血浆中甘露聚糖结合的凝集素（mannanbinding

lectin,MBL）直接识别多种病原微生物表面的N-氨基半乳糖或甘露糖，进而依次活化

MASP-1,MASP-2,C4、C2、C3,形成和经典途径相同的C3与C5转化酶，激活补体级联酶促

反应的活化途径。MBL激活途径的主要激活物为含有N-氨基半乳糖或甘露糖基的病原微生物

（图5-5）。

四、补体激活的终末过程（图5-6）,

第三节补体系统的调节

补体系统的活化过程存在精密的调控机制，主要为：①控制补体活化的启动；②补体活性片

段的自发性衰变；③血浆中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过

程中酶活性和MAC组装等关键步骤而发挥调节作用（图5-1）。

（-）补体经典途径和凝集素途径的调控

1.对C1酯酶（Cis）和MASP的调控

2.对C3转化酶（C4b2a）的调控

（二）补体旁路途径的调控（图5-8）

（三）补体激活终末过程的调控

（四）补体调节的同源限制现象

第四节补体受体

（-）补体I型受体（CR1,C3b受体，CD35）

（二）补体受体n型（CR2,C3b受体,CD21）

（三）补体受体川型（CR3,Mac-1,CDHb/CD18）

（四）补体受体IV型（CR4,pl50/95,CDllc/CD18）

（五）C5aR（CD88）和C3aR

（六）Clq受体

第五节补体的功能及生物学意义

一、补体的生物功能

（-）细胞毒及溶菌、溶解病毒作用

（-）调理作用

（三）免疫黏附作用

（四）炎症介质作用：

二、补体的生物学意义

（一）在抗感染防御机制中作为天然免疫和获得性免疫间的桥梁

（-）参叮和调节特异性免疫应答

（三）补体系统与凝血和激肽系统的相互作用

第六节补体与疾病的关系

（一）补体与感染性疾病：①微生物促进补体活化后，微生物表面与C3b、iC3b、

等补体片段结合，通过CR1、CR2而进入细胞，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。例如：EB病毒以CR2为受体；麻疹病毒以MCP为受体；

柯萨奇病毒和大肠杆菌以DAF为受体：等等。

（二）补体与炎症性疾病：创伤、烧伤、感染、缺血再灌注、体外循环、器官移植等均

可激活补体系统，所产生的炎性因子或复合物可激活单核细胞、内皮细胞和血小板，使之释

放炎症介质和细胞因子而参与炎症反应。

（三）补体与异种器官移植：猪-人间异种移植术后，该天然抗体可与猪器官内皮细胞结

合，通过活化补体而造成内皮细胞损伤，导致炎症及血栓形成，引起超急性排斥反应。

第六章细胞因子

细胞因子（cytokine）是由多种细胞，特别是免疫细胞所产生、具有广泛生物学活性的

小分子蛋白（分子量约8~80kD）。

第一节细胞因子及其受体概述

一、细胞因子的来源和分布

体内多种免疫细胞（如T细胞、B细胞、单核/巨噬细胞、NK细胞等）和非免疫细胞（如血管

内皮细胞、表皮细胞、成纤维细胞等）均可产生细胞因子。可根据细胞因子的来源将其分为

淋巴因子（lymphokine）和单核因子（monokine）。前者包括IL2、IL4、IL5、IFN等；后者

包括TNF-（、IL-KIL-6>IL-8等。

二、细胞因子的分类和命名

（-）白细胞介素（interleukin,IL）：自上世纪80年代起，鉴于陆续发现的多

数细胞因子均来源于白细胞，并参与白细胞间的信息交通，故将它们统称为白细胞（间）介

素。目前已证实，白细胞以外的其他某些细胞也可产生IL,但仍沿用此命名。迄今已发现

IL-l（IL-22o

（二）干扰素（interferon,IFN）：IFN具有干扰病毒复制的作用，故得名。根据干扰素的

来源、生物学性质及活性，可将其分为IFN-（、IFN-（和IFN-（。其中，IFN-（主要由单核/巨

噬细胞（及B细胞、成纤维细胞）产生，至少有15个成员；IFN-（主要由成纤维细胞产生。

二者又称I型干扰素，主要的生物学活性是抑制病毒复制、抑制多种细胞增殖、参与免疫调

节及抗肿瘤等。IFN-（又称II型干扰素，主要由活化的T细胞和NK细胞产生，其生物学活性

为：抗病毒、抑制细胞增殖、激活巨噬细胞、促进多种细胞表达MHC抗原、促进Thl细胞分

化、参与炎症反应等。

（三）肿瘤坏死因子（tumornecrosisfactor,TNF）：此因子由于其在体内外均可直接杀伤

肿瘤细胞而得名。其家族成员约有30个，其中TNF-（主要由单核/巨噬细胞及其他多种细胞

产生，具有极为广泛的生物学活性，例如：参与免疫应答、抗肿瘤、介导炎症反应、参与内

毒素休克、引起恶液质等。TNF-（又称为淋巴毒素（limphotoxin,LT）,主要由淋巴细胞、NK

细胞等产生，其生物学活性与TNF-（类似。

（四）集落刺激因子（colonystimulatingfactor,CSF）：CSF是组在体内外均可选择性

刺激造血祖细胞增殖、分化并形成某一谱系细胞集落的细胞因子，包括巨噬细胞CSF

（macrophage-CSF,M-CSF）,粒细胞CSF（granulocyte-CSF,G-CSF）和巨噬细胞/粒细胞CSF

(GM-CSF),干细胞因子(stemcellfactor,SCF)；红细胞生成素(erythropoietin,EPO)

(五)生长因子(growthfactor,GF)：GF乃一类可介导不同类型细胞生长和分化的细胞因

子，根据其功能和作用的靶细胞不同，分别命名为转化生长因子((transforminggrowth

factor-(,TGF-()>神经生长因子(nervegrowthfactor,NGF)、表皮生长因子(epithelial

growthfactor,EGF)、成纤维细胞生长因子(fibroblastgrowthfactor,FGF)、血小板源

生长因子(platelet-derivedgrowthfactor,PDGF)>血管内皮细胞生长因子(vascular

endothelialcellgrowthfactor,VEGF)等。

(六)趋化因子(chemokine)：趋化因子的英文命名来源于(chemoattractantcytokine),

故又称趋化性细胞因子，乃一类对不同靶细胞具有趋化效应的细胞因子家族，已发现50余个

成员。该家族成员依据其分子N端半胱氨酸的数目及其间隔，可分为CC、CXC、C、CX3c四个

亚家族。

CXC亚家族(如IL-8)主要对中性粒细胞具有趋化和激活作用；CC亚家族，如单核细胞趋化

蛋白(monocytechemoattractantprotei,MCP)和RANTES(reduceduponactivationnormal

Texpressionandsecretion),

三、细胞因子受体

(-)细胞因子受体的分类(见图67)

1.I型细胞因子受体家族该家族胞外区约200个氨基酸具有同源性，有4个保守半

胱氨酸及色氨酸-丝氨酸-任•氨基酸-色氨酸-丝氨酸(WSXWS)结构域，包括IL-2、IL-3、

IL-4、IL-5、IL-6、IL-7,IL-9,IL-11,IL-12、G-CSF、GM-CSF等的受体。

2.II型细胞因子受体家族该家族胞外段含4个保守的半胱氨酸，但无WSXWS结构域，

包括所有类型IFN和IL-10等的受体。

3.免疫球蛋白超家族该家族胞外区含免疫球蛋白分子的结构域，包括IL-KM-CSF,

SCF等的受体。

4.TNF受体家族该家族胞外区含若干由40个氨基酸组成的富含半胱氨酸的结构域，

包括TNF-(R、TNF-(R以及其他重要的膜分子(如CD40、CD27及死亡受体Fas、DR4、DR5等。

5.趋化因子受体家族该家族成员分子含7个跨膜结构域，包括CCR1~11、CXCRP5,

CR1与CX3CR1。多数趋化因子受体可与若干不同的趋化因子结合。

(二)细胞因子受体的公有亚基(图6-2)

第二节细胞因子作用的共同特点

(-)作用的多样性：包括：参与细胞增殖和分化、生长抑制、凋亡、趋化和随意

运动；抵御病毒感染；介导细胞毒和促吞噬效应；调节细胞间或细胞与细胞外基质间黏附；

调节细胞膜蛋白(如MHC、黏附分子、共刺激分子等)表达；促进或调节细胞因子、急性期

反应蛋白、一氧化氮合成酶、磷脂代谢酶、蛋白分解酶等的产生。

(二)作用的高效性：细胞因子与其受体高亲和力结合，使细胞因子的生物学作用

具有高效性。

(三)作用的局部性：细胞因子常以自分泌(autocrine)和旁分泌(paracrine)形

式发挥效应(图6-3),

(四)作用的短暂性：

(五)作用的复杂性：

1.交叉性(或重叠性)：不同的细胞因子受体可具有公有链，故不同细胞因子可能显示相

同或相似的生物学作用。

2.双向性：特定的细胞因子，在不同微环境中或作用的靶细胞不同，可能显示完全相反

的生物学效应。

3.网络性：细胞因子的网络性具体表现为：同一种细胞因子可由多种细胞产生；一种细胞

可产生多种细胞因子；不同细胞因子对同一细胞的作用可表现为相互协同或拮抗；某些细胞

因子可诱导或抑制其他细胞因子的产生；细胞因子可调节本身及其他细胞因子受体表达；膜

结合型细胞因子可转变为分泌型细胞因子；细胞因子的生物学活性可受其他细胞因子或某些

细胞因子拮抗物的调节。

4.细胞因子的抑制性调节目前已发现体内存在如下4类细胞因子拮抗物（图6-4）：

（1）天然细胞因子受体拮抗物：

（2）可溶性细胞因子受体：

（3）具有负向调节作用的细胞因子：。

（4）假受体：

第三节细胞因子的生物学作用及其机制

一、细胞因子的生物学作用

（-）参与免疫细胞的分化和发育

1.免疫细胞的起源与分化（图6-5）

2.T细胞和B细胞的分化发育

3.外周免疫细胞的分化

（二）参与免疫应答和免疫调节：IFN等可诱导抗原递呈细胞表达MHC分子，从而促进

抗原递呈作用；IL-2、IL-4、IL-5、IL-6等可促进T/B细胞激活、增殖和分化；趋化因子可

诱导不同免疫细胞的定向运动，并参与其激活；TNF等参与免疫效应阶段的胞毒作用；等等。

（三）介导天然免疫和炎症反应：IL-6、IL-1、IFN、TNF和趋化因子家族是启动抗菌性炎症

反应的关键因子，又被称为促炎细胞因子（pro-inflammatorycytokine）。

（四）决定免疫应答类型：①Thl细胞产生1卜2、IFN-（、TNF-（等细胞因子，主要参与细胞

介导的炎症反应；②Th2细胞主要产生IL-4、IL-5、IL-6、159、ILTO、ILT3等细胞因子，

主要介导体液免疫应答和I型超敏反应。（详见第九章）

（五）其他：CSF家族成员刺激造血功能；细胞因子参与调节神经-内分泌系统的作

用；等等。

二、细胞因子的效应机制

①细胞因子与相应受体结合后，可诱导受体亚单位发生同源或异源性聚合（形成二聚体或三

聚体），引起酪氨酸激酶等激活，导致细胞内•系列底物磷酸化或去磷酸化，从而启动不同的

信号转导途径（如MAP激酶途径、PI-3激酶途径、STAT途径、死亡信号传导途径等）；②胞

内信息分子所转导的信号使转录因子激活，后者转入细胞核内，与特异性基因序列结合，启

动基因转录，促进或调节相应效应分子的合成，最终引起细胞应答，并显示广泛的生物学效

应。细胞因子作用于靶细胞并发挥生物学效应的机制见图6-7。

第四节细胞因子与临床

细胞因子具有广泛的生物学活性，不但参与体内多种生理活动，也与许多疾病过程的发生、

发展密切相关。

一、细胞因子与疾病的发生

（一）细菌内毒素性休克：

（-）淋巴样及髓样肿瘤：

（三）免疫相关性疾病

1.器官移植排斥反应多种细胞因子参与急性移植排斥反应的发生

2.免疫缺陷病IL-2或IL-2R（链缺陷或基因突变可导致重症联合免疫缺陷

3.超敏反应154、IL-5和IL-6可正向调节IgE的合成或类型转换。

4.自身免疫病IFN-（可诱导某些自身组织细胞表达MHC-H类抗原，导致自身免疫性损伤。

二、细胞因子与疾病的治疗

细胞因子相关的治疗方案主要包括：①细胞因子补充疗法，乃通过补充外源性细胞因子治疗

疾病，例如应用IFN、IL-2、GM-CSF等抗肿瘤、抗感染、促进造血功能等；②细胞因子拮抗

疗法，乃应用抗细胞因子抗体、细胞因子受体拮抗物等治疗炎症、移植排斥反应、自身免疫

病及变态反应等。

第七章白细胞分化抗原和黏附分子

第一节白细胞分化抗原

白细胞分化抗原(leukocytedifferentiationantigen,LDA)是不同谱系白细胞在正常分化、

成熟的不同阶段及活化过程中，出现或消失的细胞表面标志。1982年起先后召开的人类白细

胞分化抗原国际协作组会议决定，应用以单克隆抗体鉴定为主的聚类分析法，将不同实验室

所鉴定的同■白细胞分化抗原归为同一分化群(clusterofdifferentiation,CD),即以CD

代替以往的命名。迄今，人CD的序号已从CD1命名至CD247。

一、参与免疫细胞识别与信号转导的CD分子

1.CD3(图7T)CD3分子由丫、6、e、4、n五种肽链组成，通过盐桥与T细胞受体

TCR形成TCR-CD3复合体，CD3的主要功能是转导TCR特异性识别抗原所产生的活化信号，促

进T细胞活化。

2.CD4(图7-2)CD4分子为单链跨膜糖蛋白，属免疫球蛋白超家族(IgSF)成员•CD4分

子是Th细胞TCR识别抗原的共受体，其膜外区与抗原递呈细胞表面MHC-II类分子非多态区

结合，参与TCR识别特异性抗原肽-MHC-II类分子复合物的信号转导。CD4分子也是人类免疫

缺陷病毒(HIV)受体。

3.CD8(图7-3)CD8也属IgSF成员，主要表达于外周血CD8+细胞毒T细胞(cytotoxicT

lymphocyte,CTL或Tc)表面，CD8分子是CTL的TCR识别抗原的共受体,参与TCR识别特异性

抗原肽-MHC-I类分子复合物的信号转导。

4.CD2CD2又称淋巴细胞功能相关抗原2(lymphocytefunctionassociatedantigen2,

LFA-2)或绵羊红细胞受体(sheepredcellreceptor,SRBC),表达于T细胞、胸腺细胞和

NK细胞等。

5.CD79a(Iga)/CD79b(IgB)(图7-4)二者均属IgSF成员。两个CD79a/CD79b通过

非共价键与mlg相连，组成BCR复合物。CD79a/CD79b的作用与CD3类似，其胞浆区含ITAM,

能将BCR特异性识别抗原的活化信号转入B细胞内，从而提供B细胞活化所需的第一信号

6.CD19/CD21/CD81复合体:CD19与CD21、CD81构成的复合物是B细胞活化的共受体(图7-5)。

二、参与提供免疫细胞活化共刺激信号的CD分子

1.CD28与CD80(B7-1)/CD86(B7-2)CD28分子乃借二硫键相连的同源二聚体，属IgSF

成员。CD28/B7T、B7-2是一组最重要的共刺激分子，它们之间结合提供T细胞活化所必需

的共刺激信号，即第二信号。

2.CD152CD152又称细胞毒T细胞抗原4(cytotoxicTlymphocyteantigen4,CTLA-4),

为同源二聚体，主要表达于活化T细胞，静止T细胞则不表达，CD152与B7-1/B7-2结合能抑

制活化T细胞扩增，对T细胞介导的免疫应答起负调节作用，故CD152属于抑制性受体。

3.诱导性共刺激分子(inducibleco-stimulator,ICOS)ICOS为同源二聚体,属IgSF,

是新发现的CD28家族成员。ICOS通过促进IL-10产生，参与诱导B细胞分化为记忆性细胞

和浆细胞。

4.CD40与CD154CD40分子属肿瘤坏死因子超家族，主要分布于B细胞、树突状细胞以

及某些上皮细胞、内皮细胞、成纤维细胞和活化的单核细胞表面。CD154即CD40配体(CD40L),

属IgSF家族成员。

三、参与免疫效应的CD分子

(一)构成免疫球蛋白Fc受体的CD分子

1.CD64CD64即FcYRI,为跨膜糖蛋白，属IgSF成员。CD64主要组成性表达于单核/

巨噬细胞和树突状细胞表面。

2.CD32CD32即FCYRII,属IgSF成员，广泛分布于单核/巨噬细胞、郎格汉斯细胞、粒

细胞、B细胞和血小板表面，胎盘内皮细胞也表达CD32。CD32属低亲和力IgGFc受体。

3.CD16CD16为