病原生物與免疫學基礎 第三章 免疫學基礎

1、病原生物與免疫學基礎鄭州市衛(wèi)生學校 張曉紅第一節(jié) 抗原5第二節(jié) 免疫球蛋白17第三節(jié) 免疫系統(tǒng)28第四節(jié) 免疫應答50第五節(jié) 抗感染免疫65重點1.抗原、抗體、免疫球蛋白、免疫應答的概念。2.免疫球蛋白的特性及生物學功能。3.抗體產(chǎn)生的一般規(guī)律及意義。4.細胞免疫應答的作用。難點1.免疫球蛋白的結構。2.免疫應答的基本過程。3.抗感染免疫的組成及意義。1.具有免疫學的基礎知識和正確理解免疫現(xiàn)象。2.掌握抗原、抗體、免疫系統(tǒng)、免疫應答、抗感染免疫的概念與功能。3.熟悉免疫球蛋白的特性、抗體產(chǎn)生的規(guī)律、細胞免疫的作用。4.了解免疫調(diào)節(jié)及體液中的抗微生物物質。5.學會運用免疫學原理輔助診斷及防治相關

2、疾病。 抗原（antigen, Ag）是指能刺激機體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生特異性免疫應答，并能在體內(nèi)或體外與免疫應答產(chǎn)物（抗體或效應T細胞）發(fā)生特異性結合的物質。 抗原的基本特性 免疫原性：能刺激機體發(fā)生免疫應答、產(chǎn)生抗體及效 應T細胞的特性?？?原 性：也稱免疫反應性，抗原與其誘導產(chǎn)生的相 應抗體或效應T細胞發(fā)生特異性結合的特性。 概念v 特異性是指抗原只能刺激機體產(chǎn)生針對該抗原的免疫效應物質，且僅能與相應的免疫效應物質發(fā)生特異性結合v 特異性是免疫應答最基本的特點，亦是臨床免疫學診斷與防治的理論依據(jù) 抗原的特異性機體 抗原 抗體抗原與抗體特異性結合抗原 抗原的特性示意圖 v 抗原決定基，又稱表位，是

3、抗原分子中決定抗原特異性的特殊化學基團，一般由幾個到十幾個氨基酸構成。v 表位是決定抗原特異性的基礎，它是與抗體、免疫活性細胞抗原受體特異性結合的部位。 抗原決定基v 如兩種抗原含有一種相同或相似的表位，能與同一抗體發(fā)生反應，則這兩種抗原稱為共同抗原v 抗體或效應T細胞對具有相同或相似決定基的不同抗原的反應，稱為交叉反應 抗原A 抗血清A 抗原B 抗血清B（一）異物性異種物質同種異體物質自身物質 （二）理化性狀1.分子大小與化學組成 分子質量一般在l0kD以上，且分子量越大，含有抗原表位越多，結構越復雜，則免疫原性越強2.分子構象和易接近性二、決定抗原免疫原性的條件（一）微生物及其代謝產(chǎn)物v

4、微生物化學組成復雜，免疫原性較強v 細菌的外毒素是毒性極強的蛋白質，具有良好的免疫原性v 外毒素經(jīng)甲醛處理后，失去毒性，保留免疫原性稱為類毒素v 注射類毒素，可使機體產(chǎn)生特異性抗體（即抗毒素），能有效中和外毒素三、醫(yī)學上重要的抗原（二）動物免疫血清v 臨床治療疾病使用的抗毒素，是將類毒素給馬注射，從馬血清中提取的v 抗毒素注入人體，可中和相應的外毒素，起到防治疾病的作用v 此抗毒素是異種抗原，具有免疫原性，可刺激機體產(chǎn)生抗馬血清抗體，反復使用可引發(fā)超敏反應，故注射前應做過敏試驗（三）異嗜性抗原 存在于不同種屬之間的共同抗原稱異嗜性抗原。（四）同種異型抗原1.紅細胞血型抗原（1）ABO血型抗原（

5、2）Rh血型抗原2.人類白細胞抗原(HLA) v 主要組織相容性復合體（MHC）是一組決定移植組織是否相容、與免疫應答密切相關、緊密連鎖的基因群v 人類主要組織相容性抗原稱為人類白細胞抗原（HLA）參與免疫應答、移植排斥反應及免疫調(diào)節(jié)（五）自身抗原1.隱蔽的自身抗原 如甲狀腺球蛋白、精子、腦組織和眼晶體蛋白等2.修飾的自身抗原（六）腫瘤抗原1.腫瘤特異性抗原 如黑色素瘤的抗原2.腫瘤相關抗原 指與某種腫瘤的發(fā)生有關，但不是該腫瘤細胞所特有的抗原物質。如肝細胞癌變時，體內(nèi)的甲胎蛋白(AFP)含量明顯增加四、佐劑v 先于抗原或同時注射入機體，能明顯增強免疫應答或改變免疫應答類型的物質，稱佐劑v 包

6、括微生物及其產(chǎn)物：如短小棒狀桿菌、卡介苗(BCG)等；無機化合物：如明礬、氫氧化鋁等；油劑：如弗氏佐劑等v 佐劑能延長抗原在體內(nèi)的刺激時間，刺激抗原提呈細胞的功能，促進淋巴細胞增殖分化，從而發(fā)揮佐劑作用小 結v 抗原是指能刺激機體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生特異性免疫應答，并能與免疫應答產(chǎn)物（抗體或效應T細胞）發(fā)生特異性結合的物質。v 抗原的特性包括免疫原性和抗原性。v 表位是抗原分子中決定抗原特異性的特殊化學基團，表位是決定抗原特異性的基礎。v 抗體或效應T細胞對具有相同或相似決定基的不同抗原的反應，稱為交叉反應。v 醫(yī)學上重要的抗原有微生物及其代謝產(chǎn)物、動物免疫血清、異嗜性抗原、同種異型抗原、自身抗原、腫

7、瘤抗原。v抗體(antibody, Ab) B淋巴細胞受抗原刺激后增殖分化為漿細胞，由漿細胞產(chǎn)生的并能與相應抗原特異性結合的免疫球蛋白v免疫球蛋白（Ig） 具有抗體活性及化學結構與抗體相似的球蛋白統(tǒng)稱為免疫球蛋白v抗體是免疫球蛋白，而免疫球蛋白不一定都是抗體概念基本結構免疫球蛋白的結構與功能 水解片斷 分類 1.Fab段的生物學功能（1）中和作用（2）抑制細菌吸附2.Fc段的生物學功能 （1）激活補體（2）結合細胞（3）抗體調(diào)理作用 參與ADCC 介導型超敏反應（4）穿過胎盤和黏膜 免疫球蛋白的功能 1.IgG 出生后的第三個月開始合成，3至5歲時接近成人水平v IgG是人體內(nèi)五類免疫球蛋白中

8、含量最高的，占血清免疫球蛋白總量的75，分布于全身各個組織和體液中v 是唯一能夠通過胎盤的免疫球蛋白v 是機體抗感染的主要抗體?？共《尽⒓毦目贵w及抗毒素主要為IgG五類免疫球蛋白的特性 2.IgM 由五個單體構成，分子量最大，稱為巨球蛋白v 主要分布于血液，占血清免疫球蛋白總量的10v IgM是個體發(fā)育過程中最早合成和分泌的抗體，胚胎發(fā)育晚期的胎兒即能合成IgM，故臍帶血中特異性IgM水平升高，提示胎兒發(fā)生宮內(nèi)感染v IgM也是初次體液免疫應答最早出現(xiàn)的抗體，血清中檢出特異性IgM，則提示近期發(fā)生感染，可用于感染的早期診斷v 天然的ABO血型抗體為IgM3.IgA 人體出生后46個月開始合成

9、，12歲左右達成人水平v 分為血清型和分泌型兩種，血清型IgA主要為單體，存在于血清中，占血清免疫球蛋白總量的1015v 分泌型IgA（SIgA）廣泛分布于黏膜和外分泌液中，是機體局部黏膜抗感染的重要因素v 母親初乳中含有SIgA，是獲得自然被動免疫的重要途徑，應大力提倡母乳喂養(yǎng) 4.IgD 血清中含量很少，約占血清免疫球蛋白總量的0.20.3，是B淋巴細胞的重要抗原受體，血液中的IgD功能尚不清楚5.IgE 約占血清中免疫球蛋白總量0.02，能與肥大細胞和嗜堿粒細胞表面的IgE的Fc受體結合，引發(fā)I型超敏反應。可能與機體抗寄生蟲免疫有關小 結 IgG IgA IgM IgD IgE 存在形式

10、 單體 單體、雙體 五聚體 單體 單體 血清比例（%） 7585 1015 510 0.3 0.02 合成時間 出生后3個月 4-6月 胚胎末期 較晚 較晚 生物學特性 抗感染免疫的主要抗體；唯一能穿過胎盤 SIgA具粘膜局部抗感染作用早期重要的抗感染抗體 功能尚未清楚 介導型超敏反應抗寄生蟲感染 一、免疫器官:中樞免疫器官和外周免疫器官（一）中樞免疫器官1.骨髓 是B淋巴細胞發(fā)生、分化、發(fā)育和成熟的場所2.胸腺 是T 淋巴細胞發(fā)生、分化、發(fā)育和成熟的場所（二）外周免疫器官 外周免疫器官是免疫細胞定居和發(fā)生免疫應答的部位 包括脾臟、淋巴結和黏膜相關淋巴組織 免疫系統(tǒng)由免疫器官、免疫細胞和免疫分

11、子組成二、免疫細胞v 指與免疫有關的細胞，包括T淋巴細胞、B淋巴細胞、NK細胞和抗原提呈細胞等v 其中T淋巴細胞、B淋巴細胞在抗原刺激下能夠活化、增殖、分化、發(fā)生免疫應答，產(chǎn)生效應T淋巴細胞和抗體，故又稱為免疫活性細胞（一）T淋巴細胞 又稱胸腺依賴性淋巴細胞，T淋巴細胞介導細胞免疫應答1.主要表面標志 （1）T淋巴細胞抗原受體(TCR) TCR是T淋巴細胞膜上特異性識別抗原的結構，T淋巴細胞通過TCR與抗原物質特異性結合，構成啟動免疫應答的信號T細胞表面分子（2）CD4：存在于部分T淋巴細胞表面 這些T淋巴細胞被稱為CD4+ T淋巴細胞，CD4與抗原提呈細胞表面的MHC-類分子結合，協(xié)助TCR

12、接受抗原（3）CD8 表面有CD8的T淋巴細胞稱為CD8+T淋巴細胞CD8與抗原細胞膜上的MHC-I類分子結合，參與CD8+ T淋巴細胞的活化增殖（4）CD2（綿羊紅細胞受體） CD2能與綿羊紅細胞結合v B淋巴細胞上無CD2，所以CD2是T淋巴細胞區(qū)別于B淋巴細胞的重要標志v 采用T淋巴細胞與綿羊紅細胞混合形成的E花環(huán)試驗可以檢測血液中T淋巴細胞數(shù)量和比例E E 玫瑰花環(huán)玫瑰花環(huán)2.分類 （1）按T淋巴細胞表面CD分子不同分為1）CD4+ T淋巴細胞 細胞表面表達CD4分子，受自身MHC類分子限制，活化后分化為Th細胞2）CD8+ T淋巴細胞 細胞表面表達CD8分子，受自身MHC類分子限制，

13、活化后分化為細胞毒性T細胞（CTL）T 淋巴細胞的雙識別（2）按功能不同分為1）輔助T細胞(Th)：分為Thl和Th2，Thl主要分泌細胞因子和介導型超敏反應，Th2細胞主要是促進淋巴細胞發(fā)生免疫應答2）細胞毒性T細胞（CTL）：能對具有MHC-類分子的靶細胞抗原發(fā)生免疫應答，并特異性的溶解殺傷靶細胞3）調(diào)節(jié)性T細胞(Treg)：通過抑制CD4+ T細胞和CD8+ T細胞的活化與增殖，達到免疫的負調(diào)節(jié)作用（二）B淋巴細胞 B淋巴細胞是由骨髓中的淋巴干細胞在骨髓的微環(huán)境作用下發(fā)育成熟的，故稱為骨髓依賴性淋巴細胞 B淋巴細胞介導體液免疫應答vB淋巴細胞表面有抗原受體(BCR)v是B淋巴細胞膜表面的

14、免疫球蛋白(SmIg)v能與抗原物質特異性結合，激活B細胞，啟動免疫應答v每一個B淋巴細胞表面只含一種抗原受體，只能識別并結合相應的抗原決定基，從而產(chǎn)生針對該抗原決定基的抗體 B淋巴細胞抗原受體（三）NK細胞v 為自然殺傷細胞，NK細胞約占外周血淋巴細胞的510v 表面無抗原受體，無需抗原刺激活化就能直接殺傷抗原靶細胞，具有早期、直接、廣泛等特點v NK細胞膜上有IgG的Fc受體，與抗原靶細胞結合的IgG還可以通過Fc段結合到NK細胞上，激發(fā)NK細胞活性，殺傷靶細胞v 這種需要抗體輔助的殺細胞作用，稱為抗體依賴性細胞介導的細胞毒作用，簡稱ADCC作用（四）抗原提呈細胞 v 抗原提呈細胞(APC

15、)是指一些能捕獲、加工處理抗原并將處理后的抗原肽傳遞給T淋巴細胞的細胞v主要包括單核-吞噬細胞 樹突狀細胞 B淋巴細胞v 抗原提呈細胞經(jīng)吞噬、胞飲等方式攝取抗原，并對抗原進行加工處理，降解為抗原肽，抗原肽與內(nèi)體中新合成的MHC-類分子結合形成復合物轉運至細胞表面，供CD4+ Th 細胞識別、結合，從而引發(fā)免疫應答 抗原提呈細胞提呈抗原過程三、免疫分子v 免疫分子包括抗體、細胞因子和補體等多種參加免疫應答的生物活性物質v 它們既是免疫應答的效應分子，又是免疫應答過程中各個環(huán)節(jié)相互調(diào)節(jié)和相互作用的物質，在整個免疫應答過程中起著十分重要的作用小 結要要 點點 T T 淋淋 巴巴 細細 胞胞 B B

16、淋淋 巴巴 細細 胞胞 來源來源 胸腺胸腺骨髓骨髓分布分布淋巴結中占淋巴結中占75%75%、脾臟中、脾臟中占占40% 40% 淋巴結中占淋巴結中占25%25%、脾臟、脾臟中占中占60% 60% 表面標志表面標志 TCRTCR、CD4CD4、CD8CD8、CD2 CD2 BCRBCR（mIgmIg）、）、MHCMHC分子分子、CD32 CD32 分類分類CD4+ TCD4+ T細胞、細胞、CD8+ TCD8+ T細胞細胞 B1B1細胞、細胞、B2B2細胞細胞 功能功能介導細胞免疫、參與輔助介導細胞免疫、參與輔助體液免疫體液免疫 介導體液免疫、參與介導體液免疫、參與抗原提呈抗原提呈 一、免疫應答的

17、概念和基本過程（一）概念 免疫應答是指免疫系統(tǒng)接受抗原物質刺激后，免疫細胞對抗原的識別、自身活化、增殖、分化及產(chǎn)生特異性免疫效應的全過程v T淋巴細胞介導的免疫應答稱為細胞免疫應答v B淋巴細胞介導的免疫應答稱為體液免疫應答v 通過免疫應答機體及時地清除了抗原性異物，維持機體的生理平衡和穩(wěn)定v 但在某些情況下，免疫應答也可對機體造成傷害，引起超敏反應或其他免疫性疾病 （二）免疫應答的基本過程（二）免疫應答的基本過程二、體液免疫v 是指由B淋巴細胞介導的特異性免疫應答v 主要是通過B淋巴細胞接受抗原刺激后產(chǎn)生的抗體來發(fā)揮免疫效應（一）抗體產(chǎn)生的一般規(guī)律 初次應答再次應答潛伏期長（12周）短（ 1

18、2 天）抗體含量少多抗體效價低，親和力低高，親和力高抗體類型IgMIgG維持時間短常初次應答和再次應答的比較v抗體產(chǎn)生規(guī)律的臨床意義指導預防接種，制訂最佳計劃免疫方案血液中IgM升高可作為傳染病早期感染診斷依據(jù)之一檢測抗體含量變化可了解病程及評估疾病轉歸 （二）體液免疫的生物學效應1.中和毒素2.中和病毒 3.抑制細菌吸附 4.調(diào)理作用 5.介導ADCC作用 6.激活補體 三、細胞免疫v是指由T淋巴細胞介導的特異性免疫應答vT淋巴細胞接受抗原刺激后活化增殖為效應T細胞，通過效應Tc細胞的細胞毒作用及效應Th1細胞分泌細胞因子發(fā)揮細胞免疫效應v細胞免疫主要針對細胞內(nèi)的抗原物質發(fā)揮免疫作用（一）效

19、應T細胞的生物學效應 1.效應CTL細胞的細胞毒作用 2.效應Th1細胞介導的炎癥反應 （1）干擾素(IFN-) 活化單核巨噬細胞，增強其吞噬能力；活化NK細胞的活性（2）白細胞介素2(IL-2) 促進Tc細胞增殖分化為效應Tc細胞；刺激Th細胞增殖、分化，分泌IL-2、 IFN-和TNF-；增強NK細胞和巨噬細胞 的殺傷活性（3）腫瘤壞死因子(TNF-) 炎癥作用和殺傷靶細胞；抗病毒作用；激活中性粒細胞（二）細胞免疫的作用1.抗感染 對細胞內(nèi)寄生的病原微生物，如結核分枝桿菌，麻風分枝桿菌，病毒及某些真菌等主要通過細胞免疫來清除2.抗腫瘤 細胞免疫在抗腫瘤中起著極為重要作用3.免疫病理損傷 v

20、免疫耐受是指機體免疫系統(tǒng)接受某種抗原刺激后產(chǎn)生的特異性無應答狀態(tài)v主要由抗原和機體兩方面的因素決定1.抗原方面 小分子非聚合物抗原容易形成免疫耐受?？乖?jīng)靜脈注射最易引起免疫耐受，腹腔注射次之，皮下、肌肉注射最不易引起免疫耐受2.機體方面 免疫耐受與機體免疫系統(tǒng)發(fā)育成熟程度有關，合理進行免疫耐受的人工誘導對自身免疫病、超敏反應和器官移植排斥反應的防治具有重要意義 五、免疫調(diào)節(jié) 免疫調(diào)節(jié)是維持機體免疫功能處于正常狀態(tài)的關鍵，機體主要通過以下幾個方面來調(diào)節(jié)免疫應答1.抗原、抗體的調(diào)節(jié) 2.免疫細胞的調(diào)節(jié) 3.神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)的調(diào)節(jié)小 結體液免疫細胞免疫介導細胞 B細胞T細胞作用對象細胞外游離抗原 細

21、胞外游離抗原 效應產(chǎn)物 抗體效應Th1、Tc、細胞因子 作用范圍全身局部生物學效應 抗感染、抗腫瘤、介導型、型、型超敏反應及某些自身免疫病 抗細胞內(nèi)寄生感染、抗腫瘤、介導型超敏反應及某些自身免疫病 一、固有免疫v 固有免疫是人類在長期的種系發(fā)育和進化過程中逐漸形成的抵抗病原生物侵害的功能，又稱先天性免疫或非特異性免疫v 特點是生來就有，可以遺傳 人人都有，無個體差異 對病原生物廣泛抵抗，無特異性v 固有免疫由屏障結構、吞噬細胞、體液中的抗微生物物質三部分組成（一）屏障結構1.皮膚黏膜屏障 完整健康的皮膚黏膜能夠抵抗病原生物侵入，呼吸道黏膜的纖毛也能排除病原體，汗液中的乳酸、胃液中的胃酸、酸性的

22、陰道分泌液均具有殺菌作用 皮膚黏膜表面的正常菌群對病原微生物也具有拮抗作用，能阻止或限制外來微生物的定居和繁殖2.血腦屏障 主要由軟腦膜、腦毛細血管壁和壁外膠質膜組成。能阻止病原生物及其代謝產(chǎn)物從血液進入大腦或腦脊液，從而保護中樞神經(jīng)系統(tǒng)。小兒血腦屏障發(fā)育不完善，因此，較成人更易發(fā)生顱內(nèi)感染3.血胎屏障 由母體子宮內(nèi)膜的基蛻膜和胎兒絨毛膜滋養(yǎng)層細胞共同組成。能防止病原生物及代謝物從母體進入胎兒體內(nèi)，保護胎兒免受感染 在妊娠的前三個月血胎屏障發(fā)育尚不完善，孕婦如感染某種病原生物，可經(jīng)胎盤進入胎兒體內(nèi)，導致胎兒畸形、流產(chǎn)、死胎等（二）吞噬細胞v 病原生物突破皮膚黏膜屏障進入組織后，機體的吞噬細胞可

23、發(fā)揮吞噬作用，殺傷進入體內(nèi)的病原體1.吞噬細胞的種類 包括血液中的單核細胞、中性粒細胞和組織中的巨噬細胞2.吞噬過程3.吞噬的結果 （1）完全吞噬（2）不完全吞噬（3）損傷組織（4）提呈抗原 （三）體液中的抗微生物物質1.補體（Complement，C）（1）概念：補體是存在于正常人或動物體液中的一組具有酶活性的球蛋白 v補體的成分較復雜，包括30多種可溶性蛋白和膜結合蛋白，因此又稱為補體系統(tǒng)v主要成分有ClC9，D、B、P因子等。補體占血漿球蛋白總量的1015（2）補體系統(tǒng)的性質 補體性質不穩(wěn)定，5630分鐘即可失去活性，此稱為補體的滅活（3）補體系統(tǒng)的激活：補體系統(tǒng)的激活是補體各成分在激活

24、物質的作用下，按一定順序、通過連鎖反應來完成的v補體系統(tǒng)激活的途徑主要有經(jīng)典途徑和旁路途徑項目經(jīng)典途徑旁路途徑激活物質 抗原抗體復合物 細菌脂多糖、酵母多糖等 參與成分 C1C9 C3，C5C9，B、D、P因子 激活順序C1、C4、C2、C3、C5C9 C3、C5C9 激活時間 晚，需抗體產(chǎn)生后才能被激活 早，細菌進人機體后立即被激活 免疫作用參與特異性體液免疫的效應階段 參與非特異性免疫，在感染早期起作用 經(jīng)典途徑與旁路途徑的比較補體成分 生物學作用 作用機制 C56789 細胞毒作用 嵌入細胞膜，使細胞膜穿孔、內(nèi)容物流出 C3b調(diào)理作用兩端分別與微生物、吞噬細胞結合，促進吞噬作用C3b免疫粘附作用 將免疫復合物粘附到紅細胞上，便于被吞噬清除C3b、C4b 中和病毒作用 封閉病毒與易感細胞結合位點 C5a 炎癥介質作用 使肥大細胞釋放組胺，平滑肌收縮，毛細血管擴張 C3a、 C5a 趨化作用 吸引中性粒細胞至炎癥部位 補體的生物學作用2.溶菌酶 由巨噬細胞產(chǎn)生的一種堿性蛋白質，廣泛分布于血清及淚液、唾液、鼻涕等分泌液中，其作用是溶解破壞革蘭陽性菌的細胞壁肽聚糖，使細菌裂解，從而殺傷細菌 中性粒細胞、巨噬細胞中也有溶菌酶，