中职-病原生物与免疫学基础课件第三章　免疫学基础学习资料

第三章免疫学基础

学习目标

1.掌握免疫的概念和免疫的功能

2.掌握免疫系统的组成；免疫细胞的种类及其作用

3.掌握抗原、抗体、补体、细胞因子的概念、作用

4.掌握非特异性免疫、特异性免疫的概念和抗感染作用

5.熟悉Ig的结构和生物学活性；五类Ig的主要特性和功能

6.熟悉细胞免疫和体液免疫的生物学效应

7.了解免疫应答的过程和抗体产生的规律

第一节免疫学概述一、免疫的概念二、免疫的功能

三、免疫学发展简史

一、免疫的概念免疫是指机体免疫系统识别和排除抗原性异物，维持自身生理平衡与稳定的功能。正常情况下对机体有利，但在某些异常情况下也可对机体造成组织损伤或生理功能紊乱。

二、免疫的功能防御即识别和清除病原生物感染和其他抗原性异物的功能。若该功能过强，会造成组织损伤或生理功能紊乱，引起超敏反应；若该功能过低，导致免疫缺陷病，易发生严重感染。稳定即识别和清除体内衰老、损伤或死亡细胞的功能。若该功能紊乱，会损伤机体正常的组织细胞，导致自身免疫病。监视

即识别和清除体内突变细胞或病毒感染细胞的功能。若该功能低下，使突变细胞及病毒感染细胞不能及时被清除，从而发生肿瘤或病毒持续性感染。

重点提示：免疫学是研究机体免疫系统识别清除抗原的应答过程及机制的科学。

三、免疫学发展简史

（一）经验免疫学时期

经验免疫学时期的重要成就

时间 研究者 主要研究成果

16世纪 中国明朝医生 接种人痘预防天花

1798年 英国医生Jenner 牛痘苗的发明

（二）科学免疫学时期

科学免疫学时期的重要成就

时间 研究者 主要研究成果

1881 LouisPasteur 减毒疫苗

1884 ElieMetchnikoff 吞噬作用，细胞免疫学说

1890 Behring,Kitasato 抗毒素、免疫血清疗法的建立

1894 JulesBordet 补体和溶菌中抗体的作用

1897 PEhrlich 抗体形成的侧链学说，体液免疫学说

1900 Landsteiner 人类A、B、O血型抗原及抗体

1921 Calmette,Guerin 卡介苗预防接种

1945 Burnet,Medawar 获得性免疫耐受性

1948 Snell 组织相容性抗原

1957 Burnet 克隆选择学说

（三）现代免疫学时期

20世纪60年代，随着免疫耐受现象的发现和克隆选择学说提出将免疫学的发展进程从以抗体为中心的免疫化学研究推向了以细胞应答为中心的细胞生物学新阶段，从而使免疫学迅速从微生物学中分离出来，成为一门具有自身理论体系和实验方法的独立学科。

分子生物学的迅速兴起，极大地推动了免疫学的发展，使免疫学的研究深入到分子水平和基因水平。

免疫学的研究阐明并揭示出细胞生命活动的基本规律（如信号转导、程序性细胞死亡、细胞分化发育等等），促进了医学和整个生命科学的发展。

第二节免疫系统

重点提示：免疫系统由免疫器官、免疫细胞及免疫分子组成。

一、免疫器官

免疫器官是免疫细胞发生、发育、成熟和产生免疫应答的器官。主要分为中枢免疫器官和外周免疫器官。

（一）中枢免疫器官

中枢器官主导免疫活性细胞的产生、增殖和分化成熟，对外周淋巴器官发育和全身免疫功能起调节作用。人类的中枢免疫器官包括骨髓和胸腺。

1.骨髓

骨髓是人和其它哺乳类动物的造血器官，是血细胞和免疫细胞的发源地。

骨髓中造血干细胞能分化：髓样干细胞发生和淋巴干细胞。前者发育为红细胞系、粒细胞系、单核吞噬细胞系等，后者发育为淋巴细胞系。

其中一部分淋巴干细胞在骨髓继续发育为B淋巴细胞，离开骨髓后进入外周免疫器官定居。另一部分淋巴干细胞则进入胸腺继续发育。

2.胸腺

胸腺位于胸腔纵隔上部、胸骨后方。胸腺出现于胚胎第9周，在胚胎第20周发育成熟，至青春期体积最大，以后逐渐退化萎缩。

当淋巴干细胞进入胸腺，在胸腺微环境的影响下，有5%的细胞分化成熟为具有免疫活性的T淋巴细胞。故胸腺是T淋巴细胞分化、发育、成熟的场所。

禽类的中枢免疫器官是腔上囊（又称法氏囊），位于泄殖腔后方。是禽类B淋巴细胞分化成熟的场所。实验表明，若切除腔上囊，动物的B淋巴细胞会缺乏。

（二）外周免疫器官

外周免疫器官包括淋巴结、脾和粘膜相关淋巴组织等，是免疫细胞聚集和免疫应答发生的场所。

1.淋巴结

人体约有500-600个淋巴结，主要分布在易受病原微生物或其他抗原物质入侵的非黏膜部位。

成熟的T淋巴细胞和B淋巴细胞定居在淋巴结内，其中75%为T淋巴细胞，25%为B淋巴细胞。在淋巴结内巨噬细胞、T淋巴细胞和B淋巴细胞等免疫细胞接受抗原刺激后发生免疫应答。

血液和淋巴液中淋巴细胞经淋巴细胞再循环沟通。

链接淋巴细胞再循环

淋巴细胞再循环是指淋巴细胞周而复始地从血液进入外周淋巴组织，再通过淋巴管道回到血液中的过程。淋巴细胞再循环有利于识别抗原和迅速传递信息，使分散各处的淋巴细胞成为一个相互关联的有机整体，使功能相关的淋巴细胞共同进行免疫应答。

2.脾脏

脾脏是人体最大的外周免疫器官。脾脏主要清除血液内的抗原物质以及自身衰老死亡的细胞。其中B淋巴细胞约占60%，T淋巴细胞约占40%。来自血液的抗原物质进入脾脏刺激T,B淋巴细胞活化，增殖，分化，发生免疫应答并被清除。切除脾脏会降低机体的免疫力。

3.黏膜和相关淋巴组织

主要包括扁桃体，阑尾和消化道、呼吸道及泌尿生殖道粘膜下分散的淋巴组织等。这些组织中都分布有各类免疫细胞，是全身免疫系统的重要部分。

重点提示：人体骨髓产生B细胞，胸腺产生T细胞，T、B细胞进入外周免疫器官定居。

二、免疫细胞

免疫细胞是指参与免疫应答或与免疫应答有关的细胞。包括淋巴细胞、单核细胞、巨噬细胞、粒细胞、肥大细胞、辅佐细胞，以及它们的前体细胞等。它们共同完成免疫功能。

链接

分化群（CD）

免疫细胞在发育成熟过程中，细胞表面会出现不同的蛋白质分子结构，称为分化抗原。

应用单克隆抗体鉴定为主的聚类分析法，可将同一分化抗原归为一个分化群（CD），所以CD就是细胞膜上一类分化抗原的总称，可显示细胞的分化阶段。CD后的序号代表一类分化抗原分子。

目前，发现并确定300多种CD，如成熟的T淋巴细胞表面有CD2和CD3分子；B淋巴细胞表面有CD20和CD32分子等等。

（一）淋巴细胞

淋巴细胞主要包括Ｔ淋巴细胞、Ｂ淋巴细胞和NK淋巴细胞。其中Ｔ、Ｂ淋巴细胞能特异性识别抗原，接受抗原刺激，并通过增殖、分化，发生特异性免疫应答，因此又称为免疫活性细胞（也称抗原特异性淋巴细胞）。

1．T淋巴细胞

是在胸腺微环境作用下分化发育成熟的淋巴细胞，故又称胸腺依赖性淋巴细胞简称T细胞。成熟T细胞离开胸腺到达外周免疫器官，在末梢血液中它约占淋巴细胞总数的60%~70%，参与淋巴细胞再循环，介导细胞免疫应答。

（1）主要表面标志

T细胞的表面标志是指存在于T细胞表面的膜分子，它包括表面抗原、表面受体和粘附分子（表3-3）。是T细胞识别抗原、与其他免疫细胞、免疫分子相互作用的“桥梁”，是鉴别和分离T细胞的重要依据。

表3-3T细胞膜表面标志及其功能TCR(即T细胞抗原受体) 能特异性识别地识别抗原分子中T细胞表位和自身MHC，通过CD3将特异性信号传导至细胞内

CD4 与MHCⅡ类抗原结合；有粘附，信号传导；与人类免疫缺陷病毒的包膜蛋白gp120结合CD8 与MHCⅠ类抗原结合；有粘附，信号传导CD2（即绵羊红细胞受体） 与LFA-3结合；粘附于APC,增强T细胞与APC结合强度利于T细胞对抗原的识别以及参与辅助活化信号的传递

CKR（即细胞因子受体） 与细胞因子结合，参与调节T细胞的活化有丝分裂原受体 与有丝分裂原（如植物血凝素）结合，介导T细胞增殖

（2）分类CD4＋T细胞：指细胞表面有CD4分子的T淋巴细胞（又称T辅助细胞），主要包括TH1和TH2。TH1细胞功能是分泌细胞因子和介导Ⅳ型超敏反应；TH2细胞主要功能是诱导B细胞增殖、分化及产生抗体。CD8＋T细胞：指细胞表面有CD8分子的T淋巴细胞，主要包括细胞毒T细胞（Tc或CTL）和抑制T细胞（Ts）。Tc经抗原激活，具有特异性溶解杀伤抗原细胞的功能。参与抗肿瘤、抗病毒及移植排斥反应；Ts有抑制免疫应答的功能。根据T细胞所处的活化阶段不同可分为：初始T细胞，记忆T细胞，效应T细胞。

2.B淋巴细胞

B淋巴细胞因在骨髓发育成熟，故称为骨髓依赖性淋巴细胞，简称为B细胞。成熟的B细胞离开骨髓到外周血液中，约占淋巴细胞总数的10%~15%，并移居于外周免疫器官中，执行体液免疫功能。

（1）主要表面标志包括表面受体和表面抗原（表3-4），它们参与B细胞识别抗原及递呈抗原的作用。

表3-4B细胞膜表面标志及其功能BCR（B细胞膜表面免疫球蛋白） 能与抗原特异性结合；参与Ig从胞内向包膜的转运MHC抗原：有MHC－Ⅰ和MHC－Ⅱ分子能增强B细胞与T细胞间的粘附作用，可促进B细胞活化，还参与B细胞处理和提呈抗原的过程CD40 介导B细胞增殖、分化调节，诱导B细胞再次免疫应答CKR（细胞因子受体） 免疫调节IgG-Fc受体 参与抑制B细胞活化，对体液免疫起负调节作用有丝分裂原受体 与丝裂原（如脂多糖LPS）结合，使B细胞活化、增殖

（2）亚群及功能

B细胞亚群分类不统一，依照分化抗原CD5的存在与否，分为B-1细胞和B-2细胞两个亚群。B-1细胞表面存在CD5分子，主要分布于胸腹膜腔、肠道固有层，B-2细胞表面不表达CD5分子。

B-1细胞产生抗体有两个特点：多为低亲和力的IgM、IgA和IgG3，参与抗细菌感染的黏膜免疫应答；能产生多种针对自身抗原的抗体，与自身免疫病相关。

B-2细胞即成熟的B细胞，产生高亲和力抗体，行使体液免疫功能，并具有抗原提呈和免疫调节功能。

表3-5T细胞与B细胞的比较项目 T细胞B细胞成熟场所 胸腺 骨髓占外周血淋巴总数 60%～70% 10%～15%主要表面标志TCR BCR

CD2、CD3IgGFc受体

CD4/CD8C3b受体

PHA受体LPS受体主要功能

介导细胞免疫 介导体液免疫

3.NK细胞

NK细胞即自然杀伤细胞，来源于骨髓，占外周血淋巴细胞的5%~10%。

NK细胞没有抗原识别受体。NK细胞在感染的早期发挥作用，没有抗原的特异性和MHC限制，能非特异性杀伤病毒感染的细胞和肿瘤细胞，从而发挥抗肿瘤、抗感染的作用。

在肿瘤或病毒特异性IgG抗体存在条件下，NK细胞也可通过表面的IgGFc受体介导ADCC（抗体依赖细胞介导的细胞毒作用）效应而杀伤靶细胞(图3-2)。

图3-2抗体依赖细胞介导的细胞毒作用（ADCC）

（二）抗原提呈细胞

抗原提呈细胞（APC）是指能捕获、加工处理抗原，并将处理后的抗原提呈给T淋巴细胞的细胞。APC分为两类：一类是专职APC，包括树突状细胞（DC）、单核/巨噬细胞和Ｂ淋巴细胞；另一类是非专职APC，包括内皮细胞、成纤维细胞、上皮细胞、间皮细胞、嗜酸性粒细胞等。

1.单核巨噬细胞吞噬细胞系统

单核吞噬细胞系统亦称巨噬细胞系统体内具有强烈吞噬及防御机能的细胞系统。包括分散在全身各器官组织中的巨噬细胞、单核细胞及幼稚单核细胞。共同起源于造血干细胞，在骨髓中分化发育，经幼单核细胞发育成为单核细胞，在血液内停留12～102h小时后，循血流进入结缔组织和其他器官，转变成巨噬细胞。

细胞质内含丰富溶酶体、线粒体及粗糙内质网，细胞表面形成小突起和胞膜皱褶。静止时称固着巨噬细胞，有趋化因子时便成为游走巨噬细胞，能进行变形运动及吞噬活动。人的巨噬细胞能生活数月至数年。许多疾病能引起单核吞噬细胞系统大量增生，表现为肝、脾淋巴结肿大。它的功能：①吞噬清除体内病菌异物及衰老伤亡细胞；②呈递抗原给T细胞；③在细菌或其他因子刺激下能分泌酸性水解酶、中性蛋白酶、溶菌酶和其他内源性致热原等

2．树突状细胞（DC）

DC是具有许多分枝突起的细胞，广泛分布于全身组织和器官中，血中数量较少。DC是专职的抗原提呈细胞，其主要功能：①摄取、加工处理和提呈抗原，从而启动特异性免疫应答；②DC具有多种免疫调节作用，可通过分泌细胞因子（如IL-2、3、4、12和IFN-α等）影响免疫应答的类型,并参与T细胞免疫耐受的形成。

（三）其他免疫相关细胞

机体内各种粒细胞、肥大细胞、血小板、红细胞等，也参与免疫应答过程，故也属于免疫细胞。

重点提示：免疫细胞是参与免疫应答或与免疫应答相关的细胞。

三、免疫分子

免疫分子是参与免疫应答的生物活性物质，包括膜性免疫分子和分泌性免疫分子。膜性免疫分子主要有Ｔ细胞抗原识别受体（TCR）、Ｂ细胞抗原识别受体（BCR）、主要组织相容性复合体（MHC）、白细胞分化抗原（CD分子）和细胞粘附分子。分泌性免疫分子主要有免疫球蛋白、补体、细胞因子。这里重点介绍细胞因子和粘附分子。

1.细胞因子的概念

细胞因子（CK）是由多种细胞合成和分泌的具有调节细胞生理功能、介导炎症反应、参与免疫应答和组织修复等多种生物学效应的小分子蛋白质因子。细胞因子通过结合细胞表面的相应受体发挥生物学作用。

2.主要的细胞因子

（1）白细胞介素（IL）：IL是一组由多种类型细胞所分泌的、结构和功能各异的可溶性蛋白。参与细胞间信息交换，目前已发现IL-1～IL-33类型。 IL具有多来源、多功能和多作用途径的特点。白细胞介素参与造血；在传递信息，激活与调节免疫细胞，介导T、B细胞活化、增殖与分化及在炎症反应中起重要作用。

（2）干扰素（IFN）：

IFN是细胞因子中的一个家族，以干扰病毒复制而得名。根据产生细胞不同可分为IFN-α、IFN-β和IFN-γ三类。

IFN具有广谱抗病毒、抗肿瘤和免疫调节作用。干扰素不能直接灭活病毒，而是通过诱导细胞合成抗病毒蛋白（AVP）发挥效应。抗病毒蛋白主要包括2′-5′A合成酶和蛋白激酶等。前者降解病毒mRNA、后者抑制病毒多肽链的合成，使病毒复制终止。

（3）肿瘤坏死因子（TNF）：

TNF是能直接导致肿瘤细胞坏死的细胞因子。肿瘤坏死因子分为TNF-α和TNF-β两种类型。TNF-α由活化的单核吞噬细胞产生，又称恶液质素。TNF-β主要由活化的T细胞产生，又称淋巴毒素（LT）。

TNF能杀伤和抑制肿瘤细胞，促进中性粒细胞吞噬，抗感染，引起发热，诱导肝细胞急性期蛋白合成，促进髓样白血病细胞向巨噬细胞分化，促进细胞增殖和分化，是重要的炎症因子，并参与某些自身免疫病的病理损伤。

（4）集落刺激因子（CSF）：CSF是指能刺激造血多能干细胞和不同发育阶段的造血细胞进行增殖、分化，并在半固体培养基中形成相应细胞集落的细胞因子。集落刺激因子由活化的T细胞、单核吞噬细胞、血管内皮细胞和成纤维细胞等产生。

（5）生长因子（GF）：GF是指具有刺激细胞生长作用的细胞因子。

（6）趋化性细胞因子：

趋化性细胞因子是指具有趋化作用的细胞因子。趋化性细胞因子主要由白细胞和造血微环境中的基质细胞分泌，可结合在内皮细胞表面，具有对中性粒细胞、单核细胞、淋巴细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞的趋化和激活作用。

趋化因子除介导免疫细胞迁移外，还参与调节血细胞发育、胚胎期器官发育、血管生成、细胞凋亡等，并在肿瘤发生、发展、转移、病原微生物感染、移植排斥反应等病理过程中发挥作用。

（二）粘附分子

细胞粘附分子（CAM）是参与细胞与细胞之间及细胞与细胞外基质之间相互作用的分子。

细胞粘附指细胞间的粘附，是细胞间信息交流的一种形式。而信息交流的可溶递质称细胞粘附分子。CAM是一类独立的分子结构，是通过识别与其粘附的特异性受体而发生相互间的粘附现象。

所以，粘附分子参与免疫应答、炎症反应、凝血、肿瘤转移以及创伤愈合等免疫生理和病理反应过程。主要的细胞粘附分子有整合素分子和选择素分子等家族。

重点提示：细胞因子具有调节细胞生理功能、介导炎症反应、参与免疫应答和组织修复的效应。

第三节抗原

一、抗原的概念与特性（一）抗原的概念

抗原（Ag）是一类能诱导机体的免疫系统发生特异性免疫应答；并能与其免疫应答产物（抗体或效应T细胞）特异性结合的物质。

（二）抗原的特性 1.免疫原性 2.抗原性 3.特异性

1.免疫原性

免疫原性是指抗原(表位)作用于T细胞、B细胞的抗原识别受体(TCR、BCR)，促使相应的T细胞、B细胞增殖、分化，并产生免疫效应物质(特异性抗体和致敏淋巴细胞)的特性。 2.抗原性

抗原性也称免疫反应性是指抗原与其所诱导产生的免疫效应物质(抗体或致敏淋巴细胞)发生特异性结合的特性。

3.特异性 （1）抗原的特异性：是指抗原的免疫原性和抗原性所显示的专一性（图3-3）。

图3-3抗原特异性表现在免疫原性和抗原性示意

抗原与抗体的关系，犹如钥匙和锁的关系是有特异性。抗原特异性表现在抗原的免疫原性和抗原性方面。

前者指抗原只能激活相应的T细胞、B细胞发生特定的免疫应答，产生针对该抗原的免疫效应物质；后者指某一特定抗原只能与相应的免疫效应物质(抗体或致敏淋巴细胞)特异性结合。抗原特异性是免疫学预防、治疗和诊断的理论依据。

决定抗原特异性的物质基础是存在抗原上的抗原决定基。

（2）抗原决定基：

是存在于抗原分子表面决定抗原特异性的特殊化学基团，又称表位。抗原分子的表位大小不同，可由数个氨基酸或糖基组成，最小的抗原只含有4～6个氨基酸残基或糖基。不同氨基酸残基排列不同，有的呈线性或连续性排列，有的呈折叠状肽链。其中有很多表位被掩盖在内部称隐性决定基(无功能决定基)；只有存在于抗原表面的表位，才能被免疫细胞识别，启动免疫应答或与抗体结合，这种表位称为功能性决定基。

所以，抗原的表位是与抗体、T细胞和B细胞抗原受体特异性结合的部位。

（3）共同抗原与交叉反应：

天然抗原（如细菌、病毒、细胞等）具有多种表位。不同的抗原物质具有不同的表位并各自具有特异性。还有某一表位存在不同抗原物质上。两种不同抗原之间具有相同或相似表位，称之为共同抗原。

由共同抗原刺激机体产生的抗体分子可以和不同生物间相同或相似的抗原表位结合，这种抗原抗体反应称为交叉反应（图3-4）。

图3-4共同抗原与交叉反应

二、决定抗原免疫原性的条件（一）异物性（二）理化性状（三）其他因素

（一）异物性

异物性是构成抗原的第一条件。凡与宿主自身组织成分有差异或宿主胚胎期的免疫活性细胞从未接触过的物质称为异物。

一般来说，抗原物质来源于宿主种系关系越远，组织结构成分差异越大，则免疫原性就越强，如器官移植排斥就是一个很好的例证，异种移植物排斥反应的强度大于同种异体移植物，而自身移植物则不出现排斥反应的现象。

（二）理化性状

抗原都是有机物，而且分子量大，结构复杂。因为，分子量越大，其表面存在的表位就越多，免疫原性越强；结构越复杂，越不容易被破坏和清除，在体内停留时间也长，能持续表达免疫原性。因而，环状结构的免疫原性强于直链结构、聚合体强于单体，颗粒性物质强于可溶性物质的免疫原性。

抗原分子构象与免疫细胞抗原受体越吻合就越容易激活免疫细胞。

（三）其他因素

1.宿主方面

机体对抗原应答能力是由人类的免疫应答基因决定。由于个体的遗传基因不同，所以个体间对同一抗原刺激是否产生应答以及应答强度也不同。在年龄、性别方面：青壮年应答强度大于幼儿和老年人；女性应答能力也强于男性。

2.免疫方法

抗原进入机体的途径可影响免疫应答的强度，皮内注射抗原的免疫原性强度大于皮下、皮下大于腹腔注射、静脉注射；口服抗原其免疫原性最弱。所以，预防接种疫苗（抗原）常用皮内、皮下注射法。

重点提示：抗原的特异性表现在免疫原性和抗原性。决定抗原特异性的物质基础是抗原表位。

三、抗原的分类

（一）根据抗原性能来分（二）根据是否需要T细胞的辅助来分（三）根据抗原与机体的亲缘关系来分（四）根据抗原是否在抗原提呈细胞内合成来分

（一）根据抗原性能来分

分为完全抗原和半抗原。①完全抗原或免疫原指具有免疫原性和抗原性的物质，称为如各种微生物和异种蛋白质等；②只有抗原性而无免疫原性的物质称为半抗原或不完全抗原。半抗原多为简单小分子物质，如某些多糖、类脂和药物等。这些物质单独作用机体时均无免疫原性，但与蛋白质载体结合后可获得免疫原性成为完全抗原。半抗原又可根据与相应抗体结合后是否出现肉眼可见的反应，分为复合半抗原和简单半抗原。

（二）根据是否需要T细胞的辅助来分

分为胸腺依赖性抗原（TD-Ag）和非胸腺依赖性抗原（TI-Ag）。TD-Ag在刺激B细胞产生抗体过程中需要T淋巴细胞的协助和参与；TI-Ag在刺激B细胞产生抗体过程中不需要T淋巴细胞的协助。

（三）根据抗原与机体的亲缘关系来分

异种抗原

同种异型抗原

自身抗原

异嗜性抗原

独特型抗原。

（四）根据抗原是否在抗原提呈细胞内合成来分

内源性抗原

外源性抗原

此外抗原还可根据产生方式的不同分为天然抗原和人工抗原；人工抗原又可分为人工结合抗原、人工合成抗原和基因重组抗原等；根据物理性状不同分为颗粒性抗原和可溶性抗原；根据抗原在细菌的位置不同可分为菌体抗原、鞭毛抗原、菌毛抗原和表面抗原；根据化学性质不同分为蛋白质抗原、多糖抗原及多肽抗原等；根据抗原诱导免疫应答的作用分为移植抗原、肿瘤抗原、变应原、过敏原及耐受原等。

重点提示：凡具有免疫原性和抗原性的物质称为完全抗原；只有抗原性而无免疫原性的物质称为半抗原。

四、医学上重要的抗原

（一）异种抗原

（二）异嗜性抗原

（三）同种异型抗原

（四）自身抗原

（五）肿瘤抗原

（一）异种抗原 指来自于另一物种的抗原性物质，如病原生物及其产物、异种动物血清和其他与医学有关的异种蛋白等。

1.病原生物

2.细菌的外毒素与类毒素

3.异种动物血清

4.其他与医学有关的异种蛋白

1.病原生物

包括细菌、病毒、螺旋体等病原微生物和人体寄生虫，它们都是良好的抗原。这些病原体的结构虽然简单，但其化学组成复杂，具有很强的免疫原性。人工改造病原微生物，使其致病作用减弱或消失、免疫原性保留，制备成疫苗。用疫苗来预防疾病。

2.细菌的外毒素与类毒素

细菌外毒素既有毒性又具有很强的免疫原性。用甲醛处理外毒素，其毒性消失但仍保留免疫原性，称之为类毒素。类毒素能刺激机体产生抗毒素（即抗体），可作为人工主动免疫制剂，用于预防疾病，常用的有破伤风类毒素和白喉类毒素等。

3.异种动物血清临床常用的抗毒素血清，一般都是用类毒素免疫马而制备的。这类制品注入人体具有双重作用。一是作为特异性抗体（抗毒素），可中和体内相应的外毒素，以防治疾病；另一是异种抗原，可刺激机体产生抗马血清抗体，反复使用可导致严重的超敏反应。

4.其他与医学有关的异种蛋白植物花粉、青霉素、磺胺等药物、鱼、虾、蛋、奶等食物以及化妆品、化工原料等完全抗原和半抗原，有时可引起超敏反应。

（二）异嗜性抗原

异嗜性抗原是一类与种属无关，存在于人、动物及微生物之间的共同抗原。Forssman首先发现，故又名Forssman抗原。在医学实践中具有重要意义的异嗜性抗原主要有如下几类：

1.与ABO血型有关

2.与临床辅助诊断有关

3.与某些疾病发生有关

1.与ABO血型有关

如大肠埃希菌O86含人血型B物质；肺炎链球菌14型含人血型A物质。

2.与临床辅助诊断有关

临床上某些传染病的诊断抗原（如立克次体、支原体和EB病毒等诊断抗原）难以制备，用来源于细菌的异嗜性抗原代替（因细菌容易培养，诊断抗原容易制备）。例如，变形杆菌OX19、OX2、OXK与立克次体有共同抗原成分，临床可用相应变形杆菌作为抗原，与斑疹伤寒病人血清做交叉凝集试验（即外斐试验），辅助诊断立克次体病。

3.与某些疾病发生有关

例如乙型溶血性链球菌M蛋白与人肾小球基底膜、心瓣膜和心肌组织有共同抗原，因此，在链球菌感染后，有可能发生肾小球肾炎、心肌炎或风湿病等；大肠埃希菌O14的脂多糖与人结肠黏膜之间存在共同抗原，在大肠埃希菌感染后，有可能导致溃疡性结肠炎的发生。

（三）同种异型抗原

同一种属不同个体之间，相同组织器官或细胞表面的不同抗原成分称为同种异型抗原。人类重要的同种异型抗原包括血型抗原和主要组织相容性抗原。

1.ABO血型系统

2.Rh血型系统

3.组织相容性抗原

1.ABO血型系统

根据红细胞膜上所含A、B血型抗原的不同，可将人血型分为A、B、O、AB四型。每个人血清中未含有与自己血型抗原相应的抗体（表3－6）。

表3－6ABO血型系统中的抗原与抗体 ————————————————————————— 血型血型抗原血型抗体 ————————————————————————— AA抗B BB抗A ABAB－

OH（AB抗原前体物质）抗A、抗B —————————————————————————

2.Rh血型系统

在人的红细胞膜上有一些抗原成分与恒河猴红细胞膜上的抗原成分相同，称Rh抗原。有Rh抗原者为Rh阳性血型，缺乏Rh抗原者为Rh阴性血型。我国人群中99%为Rh阳性，血清中不存在Rh抗原的天然抗体，只有在Rh抗原刺激下才能产生Rh抗体。在妊娠时，如果母子Rh血型不符，可引起新生儿溶血症（见超敏反应一章）。

3.组织相容性抗原（1）组织相容性抗原：也称人类白细胞抗原（HLA）。组织相容性抗原是广泛存在于人体有核细胞表面并且是代表个体特异性的抗原。是一个复杂的抗原系统，其中能引起强烈迅速排斥反应的抗原称主要组织相容性抗原。编码主要组织相容性抗原的基因群称主要组织相容性复合体（MHC）。

（2）HLA抗原的意义：HLA抗原或HLA分子表达于体内各种有核细胞、血小板、网织红细胞及抗原提呈细胞（如巨噬细胞、树突状细胞、B细胞等）的表面。HLA抗原是诱导移植排斥反应的主要抗原。同种异体组织器官移植存活率的高低，主要取决于供体和受体间HLA抗原相符的程度。一般除单卵双生外，很难找到同型的HLA抗原，基于这一特点，移植物存活率由高到低的顺序为单卵双生＞同胞＞亲人＞无亲缘关系者，在进行异体组织器官移植时，应注意这一特点。除单卵双生外，无关个体间HLA抗原型别完全相同的可能性极小。HLA分型技术已在法医上用于亲子鉴定、确定死者身份和协助鉴别罪犯。

（四）自身抗原

来自自身组织的抗原物质称为自身抗原。自身组织在以下两种情况下可以成为自身抗原并引起自身免疫病。

1.隐蔽自身抗原的释放

2.修饰性自身抗原的形成

1.隐蔽自身抗原的释放

隐蔽自身抗原是指胚胎期及出生后，因有屏障而与免疫系统隔离的自身组织成分。如眼球晶体蛋白、葡萄膜色素蛋白、脑组织和精子等，当外伤、感染、手术等原因破坏了隔离屏障，使隐蔽自身抗原进入血流称为隐蔽自身抗原释放，可导致自身免疫病。

2.修饰性自身抗原的形成

因感染、电离辐射、烧伤、药物等影响，改变了正常的自身组织分子，形成新的抗原表位，或使自身组织内部的抗原表位暴露出来成为自身抗原，即修饰性自身抗原形成。如药物过敏性血细胞减少症，就是服用了某些药物后使自身血细胞形成了修饰性自身抗原而引发的自身免疫病。

另外机体免疫系统功能异常，对某些“禁忌细胞株”失去控制时，这些细胞株也可将某些自身组织作为自身抗原识别而引发免疫应答，这种天然自身免疫耐受被解除也是引起自身免疫病的原因。

（五）肿瘤抗原

肿瘤抗原是细胞癌变过程中出现的新抗原或过度表达的抗原物质的总称。肿瘤抗原可分为肿瘤特异性抗原和肿瘤相关抗原两种。所以，医学上通过检查肿瘤抗原，帮助诊断肿瘤。

1.肿瘤特异性抗原

2.肿瘤相关抗原

1.肿瘤特异性抗原

肿瘤特异性抗原是肿瘤细胞特有的或只存在于某些肿瘤细胞而不存在于正常组织的新抗原，如黑色素瘤和结肠癌细胞表面的抗原。

2.肿瘤相关抗原

肿瘤相关抗原是非肿瘤细胞特有的，正常细胞和其他组织上也存在的抗原。这类抗原含量在细胞癌变时明显增高，它们只表现量的变化而无严格肿瘤的特异性，如癌胚性抗原和病毒诱发的肿瘤抗原。

（1）癌胚性抗原

（2）病毒诱发的肿瘤抗原

（1）癌胚性抗原：某些肿瘤可使人体细胞返祖产生胚胎性抗原，如甲胎蛋白（AFP）原为胎儿血清中的正常成分，出生后直至成年其在血清中含量极微，当发生原发性肝癌时，肝癌细胞可大量合成，使血清中AFP的含量显著增高，运用这一特点，临床上可通过检测患者血清中AFP的含量辅助诊断原发性肝癌。

（2）病毒诱发的肿瘤抗原：如EB病毒与B细胞淋巴瘤和鼻咽癌有关，人乳头状瘤病毒与宫颈癌有关，乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒与原发性肝癌有关，人嗜T细胞病毒与T细胞白血病有关。病毒诱发肿瘤抗原的特点是同一种病毒诱发不同类型肿瘤，均可表达相同的抗原，具有较强的免疫原性。这一类抗原是病毒基因编码的，但又不同于病毒本身的抗原，因此称为病毒肿瘤相关抗原。

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超抗原

超抗原（SAg）是一种特殊的抗原类物质，其在极低浓度下（1－10ng/ml）即可激活大量T细胞克隆，产生极强的免疫应答。目前认识的超抗原主要有：热休克蛋白（HSP）、金黄色葡萄球菌蛋白A（SPA）、金黄色葡萄球菌毒素A－E（SEA－E）、A群溶血性链球菌M蛋白、小鼠乳头腺肿瘤病毒和人类免疫缺陷病毒（HIV）的gP120等。

第四节抗体与免疫球蛋白

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身体力行——姜素椿军医

2003春天“非典”疫情袭来的时候，已经74岁高龄的姜素椿教授不顾个人的安危,积极投入了“抗非”第一线工作，在抢救北京地区首例输入型“非典”患者时，不幸感染。姜教授根据自己的经验判断，及时提出了“非典”患者恢复期的血清可能是一个有效的治疗途径，他在自己身上大胆试验，注射了“非典”康复者的血清，配合其他药物治疗后，仅23天就康复出院。那么“非典”康复者的血清里存在着什么物质，有如此神奇作用？

一、抗体与免疫球蛋白的概念

抗体（Ab）是B细胞接受抗原刺激后活化、增殖分化为浆细胞所合成与分泌的一类能与相应抗原特异性结合的球蛋白。由于抗体主要存在于血液、组织液、淋巴液等体液中，故将抗体介导的免疫应答称为体液免疫。

1968年和1972年两次国际会议讨论决定，将具有抗体活性或其化学结构与抗体相似的球蛋白统一命名为免疫球蛋白(Ig)。Ig是化学结构的概念，Ab则是生物学功能的概念。所有的Ab都是Ig，而Ig不一定都具有Ab活性。免疫球蛋白可分为分泌型(sIg)和膜型（mIg)两类。sIg主要存在于血液及组织液中，具有抗体的各种功能；mIg构成B细胞膜上的抗原受体（BCR）。

二、免疫球蛋白的结构与功能（一）免疫球蛋白的结构（二）免疫球蛋白的水解片段（三）免疫球蛋白的生物学活性

（一）免疫球蛋白的结构1．免疫球蛋白的基本结构2．免疫球蛋白的功能区

1．免疫球蛋白的基本结构免疫球蛋白的基本结构是呈“Ｙ”字型的四肽链结构，由两条相同的重链和两条相同的轻链借助二硫键连接而成，又称为免疫球蛋白的单体。也是Ig的基本功能单位。(1)重链和轻链，氨基端（N端）和羧基端（C端）(2)可变区与恒定区(3)连接链(J链)(4)分泌片(SP)

图3-5免疫球蛋白的基本结构示意

图3-6Ig的J链和分泌片结构示意

2．免疫球蛋白的功能区Ig的多肽链分子可折叠形成几个由链内二硫键连接的球形结构区域，每个结构区域约由110个氨基酸组成，一般具有相应的功能，称为Ig的功能区。IgG、IgA、IgD的H链有4个功能区，分别为VH、CH1、CH2、CH3；IgM和IgE有5个功能区，即比IgG多一个CH4。L链则有VL和CL两个功能区。各功能区的功能为：①VH和VL是结合抗原的部位；②CH1和CL为遗传标志所在；③CH2(IgG)和CH3(IgM)是补体结合点所在，参与活化补体；④IgG的CH3和IgE的CH2与CH3有结合细胞的作用，介导多种生物学效应。

铰链区位于CH1和CH2之间，含有丰富的脯氨酸，因此富有弹性及伸展性，使Ig分子的抗原结合部位能尽量与不同距离的2个抗原决定基结合。绞链区的转动有利于Ig分子变构，暴露补体结合位点，为补体的激活创造条件。绞链区对木瓜蛋白酶和胃蛋白酶敏感，易被水解而产生不同的水解片段。

重点提示：Ig的基本结构是由一对重链和一对轻链借二硫键连接的四肽链结构。

（二）免疫球蛋白的水解片段用蛋白酶水解免疫球蛋白分子能了解Ig的基本结构和功能特点。

1．木瓜蛋白酶水解片段

木瓜蛋白酶水解IgG，裂解部位在IgG铰链区H链间二硫键近N端侧切断，得到2个相同的抗原结合片段(Fab)和1个可结晶片段(Fc)。Fab段能与一个抗原决定基特异性结合；Fc段包含CH2、CH3功能区，Fc能激活补体，能结合细胞从而介导多种生物学效应。（图3-7）。

2．胃蛋白酶水解片段

胃蛋白酶水解IgG是将其重链于链间二硫键近C端处切断，得到一个大片段F(ab')2和若干小分子多肽碎片(pFc')，后者无任何生物学活性（图3-7）。F(ab')2是由两个Fab及绞链区组成，故为双价，可同时结合两个抗原决定基。由于F(ab')2片段保留了结合相应抗原的生物学活性，又避免了Fc段免疫原性可能引起的副作用，因而被广泛用作生物制品。如白喉或破伤风抗毒素经胃蛋白酶消化后精制提纯的制剂可减少超敏反应发生，其原因即在于去掉了重链部分的Fc段。

（三）免疫球蛋白的生物学活性1.识别并结合相应抗原2.激活补体3.结合细胞4.穿过胎盘和黏膜

1.识别并结合相应抗原

识别并特异性结合抗原是免疫球蛋白分子的主要功能，执行该功能的结构是免疫球蛋白V区。免疫球蛋白分子有单体、二聚体和五聚体三种结构形式，因此结合抗原决定基的数目也不相同。Ig结合抗原决定基的个数称为抗原结合价。单体Ig可结合2个抗原决定基，为双价；分泌型IgA为4价；五聚体IgM理论上为10价，但由于立体构象空间位阻的影响，实际结合价为5价。

抗体与相应抗原特异性结合后，起到以下作用：（1）中和外毒素：抗毒素与外毒素特异性结合后，抗毒素能中和外毒素的毒性作用，保护细胞免受毒素的毒害作用，IgG、IgM和IgA均具有中和作用。（2）抗病毒感染：抗病毒中和抗体与病毒特异性结合后，可阻止病毒吸附和穿入细胞，从而阻止病毒感染相应的宿主细胞。（3）抑制细菌黏附：SIgA与细菌特异性结合后，可阻止细菌黏附到呼吸道、胃肠道和泌尿生殖道黏膜上，发挥局部抗感染作用。（4）引起超敏反应：在异常情况下，抗体与抗原特异性结合可介导Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型超敏反应，导致免疫病理损伤。（5）引发免疫应答：膜上的IgM和IgD是构成B细胞抗原受体（BCR）的主要成分，能特异性识别、结合相应的抗原决定基，从而引发机体的免疫应答。

2.激活补体

当IgG1~3三个亚型和IgM与相应抗原结合后，可因构象改变而使其CH2/CH3结构区域内的补体结合点暴露，从而激活补体经典途径。IgG1、IgG3和IgM通过经典途径激活补体的能力较强，IgG2虽有激活作用，但作用较弱。IgG4、IgA和IgE不能通过经典途径激活补体,但其凝聚物可激活补体旁路途径。

3.结合细胞

IgG和IgE的Fc段可与多种细胞表面的Fc受体结合，产生不同的效应。（1）调理作用（2）抗体依赖细胞介导细胞毒作用(ADCC)（3）介导Ⅰ型超敏反应

（1）调理作用：是指抗体如IgG的Fc段与中性粒细胞、巨噬细胞上的IgGFc(FcγR)受体结合，从而增强吞噬细胞对细菌等颗粒性抗原的吞噬作用。例如，细菌特异性的IgG抗体以其Fab段与相应细菌抗原结合后，以其Fc段与巨噬细胞或中性粒细胞表面相应IgGFc受体结合，通过IgG的Fab段和Fc段的“桥联”作用，促进吞噬细胞对细菌的吞噬（图3-8）。

图3-8IgG的调理作用

（2）抗体依赖细胞介导细胞毒作用(ADCC)是指具有杀伤活性的细胞（如NK细胞、巨噬细胞等）通过其表面表达的Fc受体来识别，并结合于抗原细胞（如病毒感染细胞或肿瘤细胞）上的IgGFc段，直接杀伤抗原细胞。NK细胞是介导ADCC的主要细胞。此外，巨噬细胞、中性粒细胞和嗜酸性细胞也能表达IgG的Fc受体，也可介导ADCC（图3-8）。抗体与靶细胞上的抗原结合是特异性的，而表达Fc受体的细胞其杀伤作用是非特异性的。

（3）介导Ⅰ型超敏反应：IgE通过其Fc段与肥大细胞或嗜碱性粒细胞表面的高亲和力IgEFc受体(FcεR)结合，并使其致敏，若相同变应原再次进入机体与致敏靶细胞表面特异性IgE结合，即可促进这些细胞合成和释放生物活性介质，引起Ⅰ型超敏反应。

4.穿过胎盘和黏膜（1）穿过胎盘：IgG是人类唯一能通过胎盘的免疫球蛋白。这种作用是由于IgGFc段可选择性与母体滋养层细胞表达的一种特异性IgG输送蛋白结合，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）穿过黏膜：SIgA可穿过呼吸道、胃肠道和泌尿生殖道的黏膜细胞到达黏膜表面，是构成机体黏膜局部抗感染免疫的重要因素（图3-9）。

重点提示：抗体是免疫球蛋白，有识别结合相应抗原、激活补体、结合细胞和穿过胎盘和黏膜等功能。

三、五类免疫球蛋白的理化特性与生物学活性

（一）IgG

IgG在人体出生后第3个月开始合成，3~5岁接近成人水平。IgG是人体五类Ig中含量最多的，占血清免疫球蛋白总量的75%~80%；分布于全身所有组织及体液中；半衰期最长，约为20~23d；是唯一能通过胎盘的抗体。抗菌、抗病毒、抗毒素抗体都属于IgG类，因此它是机体抗感染的“主力军”。IgG与相应抗原结合后可激活补体系统；IgGFc段与巨噬细胞、NK细胞表面Fc受体结合，可发挥调理作用和ADCC作用。某些自身抗体如抗甲状腺球蛋白抗体、抗核抗体也属于IgG，参与Ⅱ、Ⅲ型超敏反应。

（二）IgM

IgM为五聚体，是分子量最大的免疫球蛋白，故又称为巨球蛋白；一般不能通过血管壁，主要存在于血液中，抵御全身感染作用较强，IgM缺乏患者可能发生致死性败血症。IgM是个体发育过程中最早合成的抗体；IgM不能通过胎盘，故新生儿脐带血中IgM升高提示胎儿有宫内感染(如风疹病毒或巨细胞病毒感染等)。在抗原刺激机体产生体液免疫的过程中，IgM也是最早出现的抗体，故血清中检出IgM水平升高，提示近期发生感染。由于IgM为5价抗体，其调理吞噬、激活补体等作用均比IgG强，属高效能抗体。天然血型抗体也属于IgM；类风湿因子，冷凝集素和某些Ⅱ、Ⅲ型超敏反应的抗体结构也是IgM。另外，单体IgM以膜结合型(mIgM)在B细胞膜表面表达，构成B细胞抗原识别受体(BCR)。

（三）IgAIgA分为血清型和分泌型。血清型为单体，主要存在于血清中，占血清免疫球蛋白总量的10%~15%。分泌型IgA（SIgA）为二聚体，主要由呼吸道、胃肠道和黏膜固有层中的浆细胞合成，由J链连接，含上皮细胞合成的分泌片(SP)，经黏膜上皮细胞分泌至外分泌液中（图3-10）。SP无免疫活性，但能保护其免受分泌液中蛋白水解酶的降解作用。

SIgA在婴儿出生半年左右形成，主要存在于呼吸道、胃肠道和泌尿生殖道分泌液、初乳、唾液和泪液等外分泌液中，是机体黏膜局部免疫的重要因素。SIgA通过与相应病原微生物(细菌、病毒等)结合，阻止病原体黏附在黏膜细胞表面，从而发挥局部抗感染。SIgA在黏膜表面也有中和毒素作用。婴儿可从产妇的初乳中获得SIgA，这就是自然被动免疫。新生儿易患呼吸道、胃肠道感染可能与SIgA合成不足有关。慢性支气管炎发作与SIgA合成减少有关。

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母乳喂养婴儿好处多

母乳含有丰富的抗体即分泌IgA，它能增强婴儿抵御病原体感染的能力，而不易发生胃肠道、呼吸道、泌尿道的感染，尤其是降低婴儿腹泻、肺炎的发生率；母乳中的无机盐、钙和磷仅是牛奶含量的1/6~1/4，大大减轻了宝宝肾脏的负担；母乳中的溶菌酶有溶菌作用，使母乳的抗菌力比牛奶高3000倍，这是其它食物不可比拟的。

（四）IgDIgD分为两型：血清型IgD的生物学功能尚不清楚；膜结合型IgD（mIgD）是构成B细胞抗原受体(BCR)的一种成分，也是B细胞分化成熟的标志。

（五）IgE

IgE是正常人血清中含量最少的Ig，仅占血清免疫球蛋白总量的0.002%，但在超敏反应和寄生虫感染时，含量明显增高。IgE为亲细胞抗体，其Fc段可与肥大细胞、嗜碱性粒细胞上IgEFc受体高亲和力结合，引起Ⅰ型超敏反应。

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单克隆抗体单克隆抗体（McAb）是只针对某一抗原表位的抗体。用杂交瘤细胞制备。1975年Kohler和Milstein用细胞融合技术，经抗原免疫小鼠的脾细胞与骨髓瘤细胞融合，建立了可产生单克隆抗体的杂交瘤细胞。该细胞既有骨髓瘤细胞无限制增生的特性，又具有免疫B细胞合成和分泌特异性抗体的能力。单克隆抗体的特点是：纯度高、特异性强、效价高、无或少交叉反应、制备成本低，可广泛应用于生命领域的各个学科。

第五节免疫应答

一、概述

（一）免疫应答的概念

免疫应答是指免疫活性细胞对抗原分子的识别、自身活化、增殖、分化及产生效应的全过程。 （二）免疫应答的类型

免疫应答可分为由B细胞介导的体液免疫应答和T细胞介导的细胞免疫应答。

（三）免疫应答的基本过程

免疫应答基本过程很复杂，可人为地分成三个阶段（图3-11）。1.感应阶段2.反应阶段3.效应阶段

1.感应阶段

抗原提呈细胞（APC）摄取抗原，在细胞内加工、处理，形成抗原肽，抗原肽与细胞内MHC分子结合为抗原肽-MHC复合体表达在APC细胞表面，供T、B淋巴细胞识别与结合。

T、B淋巴细胞表面抗原识别受体能特异性识别抗原。①B淋巴细胞通过其表面BCR特异性识别结合抗原；②T淋巴细胞表面TCR不能直接识别结合抗原，只能特异性识别APC所提呈的抗原肽-MHC分子（即MHC限制性）。只有正确的双识别才能成为活化T细胞的第一信号。

2.反应阶段

指T、B淋巴细胞接受抗原激活后活化、增殖与分化。B淋巴细胞分化为浆细胞；T淋巴细胞分化为效应T细胞，包括效应Th1细胞和效应Tc细胞。在此阶段，一部分淋巴细胞中途停止分化，变成静止状态的记忆淋巴细胞（B记忆细胞和T记忆细胞），记忆细胞具有记忆抗原信息的功能，且寿命较长，在体内可活数月、数年或更长时间。当再次遇到相同抗原时，这些长寿记忆细胞可迅速增殖分化为效应淋巴细胞，发挥免疫效应。

3.效应阶段效应阶段是免疫效应物质发挥免疫作用的阶段。包括①B细胞分化为浆细胞分泌抗体发挥体液免疫效应；②效应Tc细胞的细胞毒作用及效应Th1细胞释放细胞因子发挥细胞免疫效应。

图3-11免疫应答基本过程的示意

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免疫应答过程很复杂免疫应答是机体对抗原物质发生排异反应的过程。这个过程是抗原提呈细胞与Ｔ、Ｂ细胞发生接触与反应的过程，需要很多免疫分子参与，还受到遗传基因的限制，所以非常复杂。这些免疫分子有些是结合在免疫细胞上，作为抗原或受体，有些是分泌性成分，如细胞因子和粘附分子，起信息传导作用。Ｔ、Ｂ细胞的自身活化、增殖分化，产生免疫效应，还受到MHC的限制，即MHC－Ⅰ类分子和MHC－Ⅱ类分子的作用。

（一）抗体产生的一般规律1.抗体产生的规律2.抗体产生规律的意义

1.抗体产生的规律抗体的产生是具有一定的规律性，当抗原第一次进入机体时引起的应答称为初次应答。初次应答中所形成的记忆淋巴细胞再次接触相同抗原刺激后可迅速、高效、持久的应答，即再次应答（也称回忆应答）（图3－12）。初次应答与再次应答的特点见表3－9。

图3-12抗体产生的一般规律示意图

表3－9比较初次应答与再次应答的特点特点

初次应答再次应答潜伏期长（1－2周）短（1－2天）抗体效价（滴度）低高（为初次应答的几倍到十几倍）维持免疫时间短长抗体亲和力低高

2.抗体产生规律的意义抗体产生的一般规律在医学实践中具有重要的意义：①指导预防接种，制订最佳计划免疫方案。②传染病诊断。③传染病病情评估。

（二）体液免疫的生物学效应

体液免疫主要是通过抗体发挥效应，因此，体液免疫清除的抗原为细胞外游离的或细胞表面的抗原，在抗细胞外感染和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型超敏反应中发挥免疫效应。1.中和作用2.调理作用

3.激活补体系统

4.ADCC作用

5.黏膜抗感染作用

6.免疫损伤作用

1.中和作用

（1）中和毒素：抗体与相应外毒素结合后，可使外毒素失去了毒性。

（2）中和病毒：抗体与相应病毒结合后，可阻断病毒进入易感细胞，从而使病毒失去感染能力。

2.调理作用

抗体（IgG）与形影病原微生物结合后，不能直接杀伤病原微生物；但可以通过抗体的Fc段与吞噬细胞结合，从而促进吞噬细胞对病原微生物的吞噬、清除。

3.激活补体系统

抗体与相应抗原（如病原菌）结合可激活补体系统，溶解杀伤病原菌。

4.ADCC作用

抗体IgG与细胞型抗原结合后，通过IgGFc与NK细胞表面的Fc受体结合，杀伤靶细胞，这种需要抗体帮助的杀伤作用，称为ADCC作用。

5.黏膜抗感染作用分布在呼吸道、消化道等黏膜表面的SIgA与相应的病原体结合，能有效阻止入侵的病原生物穿越黏膜进入黏膜深层组织，发挥局部抗感染作用。

6.免疫损伤作用在异常情况下，IgE、IgG、IgM、IgA等抗体参与Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型超敏反应，引起机体免疫损伤。

重点提示：体液免疫的生物学效应主要有中和作用、调理作用、激活补体、ADCC作用、黏膜抗感染作用和免疫损伤作用。

三、T细胞介导的免疫应答

T细胞介导的免疫应答称细胞免疫，其基本过程为T淋巴细胞接受抗原刺激后活化、增殖、分化成效应T细胞（致敏T细胞），效应T细胞再次接触相同抗原时，通过效应Tc细胞的细胞毒作用及效应Th1细胞释放细胞因子发挥细胞免疫效应。（一）效应T细胞的生物学效应（二）细胞免疫的生物学效应

（一）效应T细胞的生物学效应

1.效应Tc细胞的细胞毒作用效应Tc细胞可通过分泌穿孔素、颗粒酶（主要是丝氨酸蛋白酶）等细胞毒性物质，使靶细胞溶解破坏或通过Fas/FasL途径导致靶细胞凋亡。一个效应Tc细胞在几小时内可以杀伤数十个靶细胞，自身不受损伤。效应Tc细胞可在下一周期继续发挥作用图（3－13）。

图3－13效应Tc细胞的细胞毒作用示意

2.效应Th1细胞介导的炎症反应效应Th1细胞通过释放IL-2、IFN-γ和TNF-β等细胞因子，发挥细胞免疫效应，使局部组织产生以单个核细胞浸润为主的慢性炎症反应或迟发型超敏反应。

（二）细胞免疫的生物学效应

1.抗细胞内感染作用

主要针对胞内寄生菌(如结核杆菌、伤寒杆菌、麻风杆菌等)、病毒、真菌及某些寄生虫感染。

2.抗肿瘤作用

Tc细胞可直接杀伤带有相应抗原的肿瘤细胞，该过程受MHCⅠ类分子的限制。有些淋巴因子如肿瘤坏死因子(TNF)、干扰素等在抗肿瘤免疫中也具有一定作用。 3.免疫损伤作用细胞免疫功能异常亦可导致Ⅳ型（迟发型）超敏反应、移植排斥反应及某些自身免疫性疾病等。体液免疫与细胞免疫的区别（表3－8）。

表3－8体液免疫与细胞免疫的区别

区别点体液免疫细胞免疫介导的细胞

B淋巴细胞

T淋巴细胞主要效应物质

抗体效应Tc细胞、效应Th1细胞针对抗原

细胞表面抗原、细胞外抗原细胞内抗原反应速度

快，数分钟至数小时内慢，48－72小时后免疫转移

能能生物学效应

①中和作用

①抗细胞内感染作用 ②调理作用②抗肿瘤作用 ③激活补体系统③免疫损伤作用（Ⅳ型超敏反应） ④ADCC作用 ⑤黏膜抗感染作用

⑥免疫损伤作用（Ⅰ－Ⅲ型超敏反应）

重点提示：细胞免疫的生物学效应主要有抗细胞内感染作用、抗肿瘤作用和免疫损伤作用。

四、免疫耐受与免疫调节

（一）免疫耐受1.概念免疫耐受是指机体免疫系统接触某种抗原后所导致的一种特异性免疫无应答或低应答状态。免疫耐受具有特异性，只是对诱导产生免疫耐受的抗原形成无应答状态，对其他抗原仍具有正常的免疫应答能力。所以它与免疫抑制不同。

2.分类根据免疫耐受形成的特点，它可为天然的，即天然耐受，如胎儿对孕妇的免疫耐受；也可为获得的，即通过外来的或自身的抗原诱导免疫耐受，称为获得性耐受。

3.意义免疫耐受与临床疾病的发生、发展及转归密切相关。天然免疫耐受对自身组织抗原不应答，不发生自身免疫病；病理性的免疫耐受，对感染的病原体或肿瘤细胞抗原不产生特异免疫应答，不能执行免疫防卫功能，则疾病发展及迁延。

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母亲怀胎为什么不被排斥胎儿对孕妈妈来说也是一个异物，为什么在母体里，不会被排斥？这就是生理性的自身免疫耐受在起作用。胎盘屏障在其中起主要的作用，胎盘不但能阻止病原微生物和毒性物质的作用，也能阻止免疫细胞的进入，避免发生排斥反应，如果这种自身免疫耐受被打破，则自身应答性T及B细胞克隆被活化，就会发生排斥反应，引起流产。

在临床的一些治疗中，有时希望建立免疫耐受，达治疗目的，如对同种异体器官或异种器官的移植，若能使受者的T及B细胞对供者的的器官组织特异抗原不发生应答，则移植物可长期存活。免疫耐受的打破，会致不同临床后果。生理性的对自身组织抗原耐受的打破，则自身应答性T及B细胞克隆被活化，发生自身免疫病；反之，打破对感染性病原体及肿瘤的免疫耐受，使适宜的特异性免疫应答得以进行，则会消灭病原体及肿瘤，疾病得以控制及治愈。

重点提示：免疫耐受是指机体免疫系统接触某种抗原后所导致的一种特异性免疫无应答或低应答状态。免疫耐受具有特异性。

（二）免疫调节免疫调节机制是维持机体内环境稳定的关键，如果免疫调节功能异常，对自身成分产生强烈的免疫攻击，造成细胞破坏，功能丧失，就会发生自身免疫病；如果对外界病原微生物感染不能产生适度的免疫应答，如反应过低可造严重感染，反应过强则发生过敏反应。

机体可通过以下方式来调节免疫应答：1.抗原、抗体的调节2.免疫细胞的调节3.神经－内分泌系统的调节

1.抗原、抗体的调节

抗原是启动免疫应答的首要条件，抗原的性质、剂量、途径等对免疫应答的类型、强度、持续时间等具有重要的影响。抗体是免疫应答的产物，抗体通过清除抗原、抑制Ｂ淋巴细胞活性来抑制免疫应答（即抗体的负反馈作用）。

2.免疫细胞的调节

免疫应答的调节由各种免疫细胞的相互作用来完成。如抗原提呈细胞通过提呈启动免疫应答；Ｔh2细胞分泌细胞因子激活各种免疫细胞，促进免疫应答；Ｔs则分泌细胞因子抑制免疫应答。

3.神经－内分泌系统的调节神经－内分泌系统通过分泌释放激素影响免疫应答。如肾上腺皮质激素是具有调节免疫功能的激素，它 几乎对所有的免疫细胞都有抑制作用，包括淋巴细胞、巨噬细胞、中性粒细胞和肥大细胞。

重点提示：免疫调节主要包括抗原的调节、抗体的调节、免疫细胞的调节和神经－内分泌系统的调节。

第六节抗感染免疫

抗感染免疫是机体对病原生物的免疫防御功能。包括

非特异性免疫

特异性免疫两者相互配合，共同发挥抗病原生物感染的免疫效应。

一、非特异性免疫非特异性免疫是机体在长期的种系发育和进化过程中，逐渐建立的一系列天然防御功能，又称天然免疫或固有免疫。其特点是：①生来俱有，同种系不同个体都有，受遗传基因控制并能传给后代，具有相对稳定性和种的差异；②无特异性，对各种病原生物都有一定的防御功能。③无明显个体差异。非特异性免疫由屏障结构、固有免疫细胞和固有体液免疫分子组成。

（一）屏障结构1.体表屏障2.血脑屏障3.胎盘屏障

1.体表屏障皮肤和黏膜是机体的主要体表屏障，可起到物理、化学和微生物的屏障作用。（1）物理屏障作用健康完整的皮肤是阻止病原生物入侵的第一道防线。如呼吸道粘膜表面分泌的黏液和不断向上颤动的纤毛，可使吸入的病原生物黏咳出。排尿、流泪、唾液分泌都有冲洗局部和排出微生物的作用。

（2）化学屏障作用皮肤汗腺分泌的乳酸，皮脂腺分泌的脂肪酸对多种细菌有杀灭作用。黏膜分泌液中的杀菌物质如胃酸对伤寒沙门菌、霍乱弧菌等肠道致病菌有很强的杀菌作用，泪液、唾液等分泌液中含有溶菌酶，能溶解细菌。成年妇女阴道中的乳酸可抑制酵母菌、厌氧菌和革兰阴性菌生长。（3）微生物屏障作用皮肤黏膜上存在的正常菌群对病原微生物也有拮抗作用，如口腔中唾液链球菌能产生H2O2，能杀伤白喉杆菌、脑膜炎球菌；肠道中的大肠杆菌可产生细菌素和酸性产物对某些厌氧菌和革兰阳性菌具有抑制和杀伤作用。

2.血脑屏障

由软脑膜、脉络丛、脑血管及星状胶质细胞等所构成的胶质膜组成，能阻止病原微生物及其它大分子物质从血液进入脑组织或脑脊液，对中枢神经系统有保护作用。婴幼儿血脑屏障发育尚未完善，故易发生脑膜炎、脑炎等中枢神经感染。

3.胎盘屏障

由母体子宫内膜的基蜕膜和胎儿绒毛膜、部分羊膜组成，可防止病原生物及其有毒产物进入胎儿体内，保护胎儿在宫内的正常发育。在妊娠3个月以内，胎盘屏障尚未发育完全，母体感染的细菌、病毒等病原生物易通过胎盘侵入胎儿体内，干扰胎儿正常发育，导致胎儿畸形、流产甚至死亡。

重点提示：机体的屏障结构主要包括体表屏障、血脑屏障和胎盘屏障。

（二）固有免疫细胞

固有免疫细胞主要包括吞噬细胞、树突状细胞、自然杀伤细胞和其他免疫细胞(如各种粒细胞、肥大细胞、血小板、红细胞)等。病原微生物穿过体表屏障向机体内部入侵、扩散时，将遭到固有免疫细胞的抗感染作用。本节主要介绍吞噬细胞抗感染作用。

吞噬细胞分为小吞噬细胞，即外周血中的中性粒细胞；大吞噬细胞，即血液中的单核吞噬细胞和组织中的巨噬细胞。血液中的单核细胞和组织中的巨噬细胞构成单核-吞噬细胞系统。由于吞噬细胞膜表面有IgGFc受体、补体C3b受体和胞内有杀菌作用的溶酶体，能有效地杀灭病原生物，因此被称为专职的吞噬细胞。

吞噬细胞的杀菌过程可分为三个阶段：1.吞噬细胞与病原菌接触2.吞入病原菌3.杀灭、破坏病原菌

1.吞噬细胞与病原菌接触吞噬细胞与病原菌接触可以是随机的；也可以是受趋化因子（如C3a、C5a、C567、组织细胞损伤时释放的酶类、细菌多糖物质等）作用，使吞噬细胞向感染部位移行集中。此外，C3b、IgG的存在均可将病原菌黏附于吞噬细胞表面，增进吞噬细胞与病原菌接触。

2.吞入病原菌吞噬细胞吞入病原菌有2种方式，一种方式是吞噬作用，即对较大的颗粒物质如细菌等，由吞噬细胞伸出伪足将病原菌包绕并摄入细胞内，形成吞噬体；另一种方式是吞饮作用，即对病毒等微粒物质接触后，由细胞膜内陷直接吞入细胞内，形成吞噬体。

3.杀灭、破坏病原菌当吞噬体形成后，吞噬细胞内的溶酶体与之靠近、接触、相互融合成吞噬溶酶体。溶酶体内的各种水解酶和其他杀菌物质即可发挥杀灭、溶解及其消化细菌的作用，并将不能消化的残渣排出吞噬细胞体外（图3-14）。

图3-14吞噬细胞吞噬过程的示意图

吞噬作用后果，有以下三种：（1）完全吞噬：多种病原菌被吞噬后，被彻底杀死、消化，称完全吞噬。如化脓性球菌被吞噬后，5-10min被杀灭，30-60min被消化。（2）不完全吞噬：有些胞内寄生菌，如结核分枝杆菌、伤寒沙门菌等，在未产生特异性免疫的机体内虽被吞噬，但不被杀死，反而在吞噬细胞内繁殖，或借助吞噬细胞的游走进行扩散，甚至引起吞噬细胞死亡，称不完全吞噬。（3）造成组织损伤：吞噬细胞在杀死、消化病原菌的过程中，有时可向胞外释放多种溶酶体酶，这样会造成邻近组织的损伤。如损伤肾小球基底膜，引起肾小球肾炎。

重点提示：吞噬细胞的吞噬作用既发挥抗感染也介导炎症反应。

（三）固有体液免疫分子固有体液免疫分子种类很多，主要包括补体系统、急性期蛋白、细胞因子、抗菌肽和具有抗菌作用的酶类物质。固有体液免疫分子是正常人体血液、淋巴液等体液中存在的多种抗感染物质，在非特异性免疫中发挥着重要作用。1.补体系统2.细胞因子3.抗菌肽和酶类物质

1.补体系统（1）补体的概念（2）补体的理化特性（3）补体系统的激活（4）补体系统的生物学作用

（1）补体的概念补体（C）是存在于人和脊椎动物血清、组织液和细胞膜表面的一组与免疫有关、经活化后具有酶活性的蛋白质，由30多种可溶性蛋白和膜蛋白组成，故称为补体系统。补体不仅参与机体的免疫防御和维持机体的自稳状态，而且介导免疫损伤。

构成补体系统的30多种成分按其生物学功能可以分为三类。补体固有成分：如C1q、C1r、C1s、C4、C2；MBL、MASP（MBL相关的丝氨酸蛋白酶）；B因子、D因子、P因子等；C3、C5、C6、C7、C8和C9。补体调节蛋白：C1抑制物、C4结合蛋白、H因子、I因子、促衰变因子等，在补体激活中起增强或抑制作用。补体受体(CR)：指存在于某些细胞表面，介导补体活性片段或调节蛋白生物学效应，主要包括CR1-CR5、C2aR、C3aR、C4aR等。

重点提示：补体（C）是存在于正常人体液中的一组与免疫有关、经活化后具有酶活性的球蛋白。有30多种可溶性蛋白和膜结合蛋白，故被称为补体系统。

（2）补体的理化特性补体各成分均为糖蛋白，大多为ß球蛋白，约占血清球蛋白总量的10%。在血清中以C3含量最高,D因子含量最低。补体性质很不稳定，加热56℃30min可使补体中大部分组分丧失活性，称为补体灭活。在室温下，也易失活，0℃～10℃时活性仅能保持3～4d。故补体应保存于-20℃以下。许多理化因素如紫外线照射、机械振荡、强酸、强碱、乙醇及蛋白酶等化学物质均易使补体灭活。因此，临床上检查补体活性时，应采用新鲜血清。正常人血清中补体含量相对稳定，当患有某些疾病时其补体总量或单一成分含量可发生变化，因而对体液中补体水平的测定，或组织内补体定位观察，能辅助诊断疾病。

（3）补体系统的激活补体系统有三条激活途径，即经典途径、MBL途径和旁路途径（图3-15）。备注：MBL：甘露聚糖结合凝集素；MASP:MBL相关的丝氨酸蛋白酶。图3-15补体的三条激活途径示意图

在微生物感染时补体发挥作用的顺序依次是旁路途径，MBL途径，最后是经典途径。旁路途径和MBL途径不需抗原抗体复合物（IC）参与，微生物细胞壁的脂多糖等或炎症早期急性蛋白及MBL均可直接激活补体。在感染早期，机体没有产生特异性抗体之前，旁路途径和MBL途径对机体的防御均具有重要作用。当经典途径和MBL途径活化时，通过C3放大机制也可激活旁路途径。所以，机体在生理条件下，补体的三条激活途径是以C3活化为中心密切联系的。

三条激活途径的激活物、参与成分、生物学作用等各有不同（表3-10），但都具有共同的末端通路，即膜攻击复合物（MAC）的形成及其溶解细胞效应。表3-1１三条补体激活途径比较比较项目

经典途径 旁路途径 MBL途径激活物

抗原抗体复合物

脂多糖、酵母多糖、葡聚糖、凝聚的IgA和IgG4等物质

MBL、细菌甘露糖残基起始因子

C1q

C3

MASP参与成分

C1～C9

C3，C5～C9，B因子，D因子，P因子

C2～C9生物学作用

参与特异性体液免疫的效应阶段

参与非特异性免疫，感染早期起重要作用

参与非特异性免疫，感染早期起重要作用

（4）补体系统的生物学作用表3-12补体系统的主要生物学作用

补体成分或片段 生物学作用

MAC

溶菌、溶病毒和细胞的细胞毒作用C3b

调理作用、免疫黏附作用C3a、C5a

炎症介质作用

溶菌、溶病毒和细胞的细胞毒作用补体激活产生MAC，形成穿膜的亲水性通道，尰破坏局部磷脂双层，最终导致细胞崩解。MAC的生物学效应是溶解红细胞、血小板和有核细胞；参与宿主抗细菌和抗病毒防御机制。

调理作用C3b两端分别与微生物（细菌、真菌）、呑噬细胞结合，促进其呑噬作用，称之为调理作用（图3－16）。

免疫黏附作用C3b将免疫复合物黏附到红细胞上，便于被呑噬清除（图3－17）。

炎症介质作用

C3a、C5a称为过敏毒素，它们可与肥大细胞、嗜碱粒细胞结合，触发其释放组胺等活性介质，介导局部炎症反应；C5a还具有趋化作用，能吸引中性粒细胞，使其向炎症部位聚集，加强炎症反应；C2a具有激肽样作用，能增加血管通透性，引起炎症充血。这些补体活化片段以炎症反应方式调动机体的各种防御因素，达到协同作战，消灭病原生物之目的。

重点提示：补体系统的作用有细胞溶解作用、调理作用、清除免疫