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文檔簡介
緒論一、免疫的概念1.immunitas(免除)→immunity(免疫):免除2.機體抵御感染的能力免疫對機體有利3.20世紀初,對免疫的認識發(fā)生了二改變:①免疫不僅抗感染②正常情況下有利,異常情況下有害4.現代免疫的概念p19機體識別和清除抗原異物的功能細胞表面/可溶性受體1.識別自我2.識別自我缺失3.識別非已執(zhí)行免疫功能的物質基礎免疫系統(tǒng)p32表2-11.免疫器官2.免疫細胞3.免疫分子四、免疫的類型p631.固有免疫(innateimmunity)又稱非特異性免疫或天然免疫2.適應性免疫(adaptiveimmunity)又稱特異性免疫或獲得性免疫五、固有免疫p66一、概念機體與生具有的抵抗病原體侵襲、清除體內異物的免疫力1.具有非特異性、無記憶性等特征2.存在于所有動物種屬3.固有免疫系統(tǒng)執(zhí)行二、固有免疫系統(tǒng)1.固有免疫分子補體(C)、急性期蛋白[纖維蛋白原、CRP、SAP等]、細胞因子(CK)及殺微生物分子[溶菌酶、抗菌肽、RNA酶和DNA酶等]以補體為主2.固有免疫細胞吞噬細胞、樹突狀細胞(DC)、NK細胞、堿性粒細胞、酸性粒細胞和肥大細胞等以吞噬細胞為主3.固有免疫屏障:內:血腦、血眼、氣血、血胎、血胸腺;外:物、化、生六、適應性免疫一、概念個體出生后,與微生物等接觸而主動產生的免疫力1.具有特異性、記憶性、多樣性、特化作用、自我限制和自我耐受等特征2.只見于鳥類以上的脊椎動物3.適應性免疫系統(tǒng)執(zhí)行二、適應性免疫系統(tǒng)1.適應性免疫分子抗體、BCR、TCR、MHC分子等;C,CK等2.適應性免疫細胞T淋巴細胞:抗原受體(TCR),B淋巴細胞:抗原受體(BCR),DC,MΦ等七、免疫應答p63一、概念免疫系統(tǒng)識別和清除抗原異物的整個過程二、分類1.固有免疫應答:非特異性免疫應答2.適應性免疫應答:特異性免疫應答細胞免疫應答:T細胞介導體液免疫應答:B細胞介導八、固有免疫應答固有免疫分子/細胞在識別病原體或其它異物后,被迅速活化并產生相應生物學效應,將病原體或其它異物清除的過程一、固有免疫系統(tǒng)的識別方式p67(一)對“危險信號”的識別1.外源危險信號:病原體相關分子模式PAMPs一類或一群特定病原體共有的保守性分子如:G-菌LPS,G+菌脂磷壁酸、肽聚糖,細菌DNA,真菌多糖等2.內源危險信號:損傷相關分子模式DAMPs機體自身細胞所釋放的內源性分子如:熱休克蛋白、高遷移率組蛋白B1、尿酸結晶、肝癌來源的生長因子等3.模式識別受體(PRRs)識別一種或多種PAMPs/DAMPs的分子3.1細胞吞噬型PRRs:細胞膜上清道夫受體、甘露糖受體等識別PAMPs/DAMPs并介導吞噬病原體3.2可溶型PRRs:血液等體液中CRP、MBL、LBP等在識別PAMPs/DAMPs的同時具有效應功能:參與炎癥反應對病原體清除3.3信號轉導型PRRsToll樣受體(TLRs)、RIG-Ⅰ樣受體(RLRs)、NOD樣受體(NLRs)等識別PAMPs/DAMPs并介導信號傳遞PRRs與PAMPs/DAMPs結合后,能介導快速的生物學反應:吞噬細胞吞噬病原體,傳遞細胞活化信號,引起較強的固有免疫應答并啟動適應性免疫應答(二)對喪失自我的識別1.NK細胞殺傷受體識別和殺傷自身MHCⅠ類分子表達減少、缺失或改變的腫瘤細胞和病毒感染細胞2.吞噬細胞Fc受體或補體受體間接識別被抗體或補體結合的細胞或抗原二、固有免疫應答清除病原體等異物1.物理屏障:機械阻擋和排除2.化學屏障:胃酸、消化酶,乳酸、脂肪酸,殺微生物分子,等抑制和殺滅病原體3.生物學屏障:共生微生物抑制病原微生物4.補體活化:裂解殺滅病原體5.固有免疫細胞的抵御感染----吞噬細胞的吞噬殺傷過程6.炎癥反應6.1把效應分子和效應細胞輸送到感染部位:增強對病原體的殺傷作用6.2提供微血管血液凝固的一個生理屏障:防止感染通過血液擴散(抗感染炎癥屏障)6.3促進損傷組織的修復三、固有免疫應答的生物學意義1.宿主抵御病原體或其它異物入侵的第一道防線2.免疫監(jiān)視和內環(huán)境穩(wěn)定:抗腫瘤,清除自身衰老、死亡或損傷成份,移植排斥3.參與適應性免疫應答的啟動、效應和調節(jié)九、適應性免疫應答p63~64一、適應性免疫系統(tǒng)識別抗原抗體或BCR,TCR,MHC分子是特異性免疫識別的“三駕馬車”1.BCR或抗體直接與抗原特異結合而識別2.TCR與抗原肽-MHC分子復合物特異結合而識別二、細胞免疫應答三、體液免疫應答微生物等刺激微生物等刺激↘(致敏T細胞)↘靜止T細胞→活化T細胞→效應T細胞靜止B細胞→活化B細胞→漿細胞:合成抗體↗↘↗↘協(xié)同刺激記憶T細胞協(xié)同刺激記憶B細胞十、免疫應答抗感染的時相p68一、固有免疫期1.發(fā)生于感染后0~4小時內2.固有免疫屏障,現存的效應分子如抗菌肽、溶菌酶等二、固有免疫應答期1.發(fā)生在感染后4~96小時吞噬細胞識別病原體并活化,吞噬殺傷功能增強,吞噬清除病原體,并產生CK→引進炎癥反應,激活固有免疫的其它效應細胞清除感染因子:感染得以局限和控制3.補體等固有免疫分子活化:殺傷病原體三、適應性免疫應答期1.發(fā)生在感染96小時后2.病原體進入外周淋巴組織器官,DC/Mφ將病原體抗原→T細胞、B細胞→適應性免疫應答:高效特異清除感染物十一、固有免疫應答與適應性免疫應答的關系p691.固有免疫應答參與適應性免疫應答的啟動、效應和調節(jié)2.適應性免疫應答增強固有免疫應答3.二者互相調節(jié);共同識別和清除病原體及其它異物,維持內環(huán)境穩(wěn)定抗原異物抗原p114基本概念抗原(antigen,Ag)能與BCR/TCR及抗體結合的物質這種特性稱為抗原性,或免疫反應性免疫原(immunogen)能刺激機體產生適應性免疫應答,形成抗體/效應T細胞的物質,這種特性稱為免疫原性三、抗原的基本特性1.抗原性(antigenicity)或免疫反應性(immunoreactivity)2.免疫原性(immunogenicity)四、半抗原(hapten)p117只有抗原性的物質(小分子)五、完全抗原(completeantigen)既有免疫原性,又有抗原性的物質(大分子)又稱免疫原,即通常所指的抗原六、免疫原與抗原的關系免疫原是抗原,抗原不一定是免疫原七、在不同情況下,抗原有不同的名稱免疫原immunogen變應原allergen耐受原tolergen決定免疫原性的因素1.異物性(非已性)2.物質的理化性質3.宿主因素4.抗原進入機體方式異物性一、異物性一種物質被宿主免疫系統(tǒng)識別為“非已”的特性二、異物性是抗原免疫原性的本質:異物性是構成免疫原性的首要條件,即只有異物才有可能具有免疫原性三、異物:胚胎期機體免疫活性細胞(T細胞和B細胞)未接觸過的物質四、具有異物性的物質1.非已物質:異種物質:動物、植物、微生物;同種異體物質:人-人間的物質2.一定條件下的自身物質:改變的自身物質;釋放的隱蔽自身物質五、異物性與免疫原性的關系:異物性越強,免疫原性越強六、異物性強弱判斷:物質與宿主親緣關系越遠,二者差異越大,異物性越強理化性質1.分子大?。壕哂忻庖咴缘奈镔|通常為大分子:一般M≧1萬;分子量越大,免疫原性越強;具有免疫原性的物質:大分子異物2.化學性質:蛋白質:具有良好的免疫原性;多糖、脂多糖:一般都具有免疫原性;單純脂類,哺乳動物細胞核成分如組蛋白和核酸:難以誘導免疫應答3.化學組成:一級結構---含芳香氨基酸的蛋白質,免疫原性更強4.結構復雜性:一~四級結構----結構越復雜,免疫原性越強5.易接近性:抗原中特殊化學基團(表位)與B細胞表面BCR相互接觸的難易程度宿主因素1.遺傳基因:MHC2.性別3.年齡4.健康狀態(tài)5.營養(yǎng)狀況6.個體發(fā)育7.感染或使用免疫抑制劑:干擾/抑制8.個體受到的應激刺激:手術、有創(chuàng)性檢查、精神打擊、心理創(chuàng)傷、驚嚇、恐懼、工作或學習上的長期壓力等可明顯降低機體的免疫應答,影響免疫功能抗原進入機體的方式1.途徑:皮內>皮下>肌內>腹腔>靜脈>口服強-----------------------------------------弱2.劑量3.次數和間隔時間4.佐劑(adjuvant)的使用(與抗原同時或預先注入機體,能增強機體對抗原的免疫應答或改變免疫應答類型的非特異性免疫增強劑)抗原的特異性p120一、抗原的特異性(specificity):抗原誘導機體產生適應性免疫應答及其與適應性免疫應答產物(抗體和淋巴細胞抗原受體)發(fā)生反應的專一性二、抗原的特異性表現在二個方面:1.免疫原性的特異性;2.抗原性的特異性三、特異性是免疫學診斷、預防和治療疾病的理論基礎四、決定抗原特異性的結構基礎:表位或抗原決定簇五、表位(epitope):抗原中被抗體、BCR(或TCR)特異識別結合的特定部位1.由5~17個氨基酸,或5~7單糖或核苷酸組成的特殊化學基團2.抗原表位的化學基團的構成及空間構型決定Ag特異性3.抗原與抗體、BCR(或TCR)結合的部位4.一個天然大抗原具有多個表位,其中有的相同,有的不同,一種表位決定一種特異性5.機體對抗原產生抗體時,針對一種表位產生一種特異性抗體6.表位的類型:連續(xù)表位(線性表位)和不連續(xù)表位(構象表位);功能性表位和隱蔽性表位,轉換→表位擴展;T細胞表位和B細胞表位T細胞表位:蛋白質抗原中可被MHC分子結合和提呈,并被TCR所識別的肽段B細胞表位:抗原中被BCR或抗體所識別的部位7.抗原結合價:一個抗原上能與相應抗體結合的功能性表位的數目多數天然抗原為多價,半抗原為單價交叉反應p138crossreaction一、特異性反應:甲抗原與甲抗體的反應二、交叉反應:乙抗原與甲抗體發(fā)生的反應三、引起交叉反應的原因?不同Ag含有相同/似的表位(共同抗原)四、交叉反應的本質:特異性反應五、交叉反應的意義1.免疫損傷:分子模擬機制例如:A族溶血性鏈球菌感染引起急性腎小球腎炎、風濕性心臟病2.干擾抗原抗體反應試驗:錯誤結果3.交叉免疫保護→接種牛痘疫苗預防天花等抗原的分類p117一、根據抗原與機體的親緣關系分1.異種抗原xenoantigen來自另一物種的抗原性物質如:微生物、動物、植物2.同種異型抗原alloantigen同種而基因型不同的個體間的抗原如人-人間:HLA、血型抗原等3.自身抗原autoantigen在一定條件下,能刺激自身免疫系統(tǒng)產生特異性免疫應答的自身物質→自身成分發(fā)生改變,或隱蔽自身成分釋放4.異嗜性抗原h(huán)eterophilicantigen存在于不同種屬生物間的共同抗原又稱Forssman抗原等二、根據抗原是否在APC內合成分內源性抗原和外源性抗原1.內源性抗原endogenousantigen在APC內合成的抗原2.外源性抗原exogenousantigen并非由APC合成,從細胞外攝入的抗原三、據誘生抗體時是否需要T細胞輔助分1.胸腺依賴性抗原thymusdependentantigen,TD-Ag,需T細胞輔助,才能激活B細胞產生抗體的物質,大多數抗原屬于TD-Ag2.胸腺非依賴性抗原thymusindependentantigen,TI-Ag,不需T細胞輔助,可直接激活B細胞產生抗體的物質TD-Ag與TI-Ag的特性比較TD-AgTI-Ag表位T和B細胞表位重復B細胞表位T細胞輔助必需無需免疫應答體液/細胞免疫體液免疫抗體類型多類,IgG為主僅IgM免疫記憶有無化學本質蛋白質多糖重要抗原物質及應用一、病原微生物及其代謝產物1.制備疫苗:免疫接種→預防感染2.免疫動物:制備相應抗體→診斷、治療和預防感染性疾病3.制備診斷試劑:檢測體內相應抗體,以輔助診斷感染4.微生物自然感染,刺激機體產生抗體→機體獲得抵抗微生物再次感染的能力;→血清中微生物抗體檢測:輔助診斷感染5.機體內微生物抗原檢測:診斷感染二、動物免疫血清例如:破傷風抗毒素血清,注入人體:1.特異性抗體:能與相應抗原結合,臨床上利用此特性,去預防/治療疾病2.異種抗原:能刺激機體產生抗動物抗體,引起超敏反應,注射前作皮試三、異嗜性抗原1.與人類某些疾病的發(fā)病機制有關:人腎小球腎炎、心肌炎:溶血性鏈球菌人潰瘍性結腸炎:大腸桿菌O14型脂多糖2.協(xié)助疾病的診斷:診斷斑疹傷寒的外斐試驗四、血型抗原----分血型、鑒定血型1.ABO血型系統(tǒng)血型抗原:A、B抗原;分血型:A、B、AB、O型;血型抗體:天然抗體,多為IgM類2.Rh血型系統(tǒng)血型抗原:D抗原等;分血型:Rh+、Rh-型;血型抗體:免疫抗體,多為IgG類抗體p121Antibody,Ab基本概念一、抗體(antibody,Ab)B細胞接受抗原刺激后,活化、增殖、分化為漿細胞產生,能與相應抗原特異結合、具有免疫功能的球蛋白二、免疫球蛋白(immunoglobulinIg)具有抗體活性或無抗體活性化學結構與抗體相似的球蛋白1.有抗體活性的球蛋白:抗體2.無抗體活性的球蛋白:無或弱抗體活性----非抗體---少數疾病時產生:多發(fā)性骨髓瘤等三、抗體與免疫球蛋白的關系1.抗體是Ig,但Ig不一定是抗體2.抗體是功能上的概念;Ig是結構上的概念四、免疫球蛋白的分類p1251.據抗原性分:IgGIgAIgMIgEIgD;2.據存在部位分--分泌型Ig:體液中,尤其是血液;膜型Ig:B細胞膜上抗原受體(BCR);3.據血清蛋白電泳分--免疫球蛋白為α2、β和γ球蛋白;抗體主要是γ球蛋白抗體分子的結構一、抗體分子的基本結構p121四肽鏈結構----Ig分子的基本構成單位二、抗體分子多肽鏈的一級結構p122通過對骨髓瘤病人血清中的骨髓瘤蛋白(均一的Ig分子)的研究,獲得了Ig分子L鏈和H鏈的氨基酸的組成和排列順序的特征三、抗體分子多肽鏈的立體結構1.結構域:每條多肽鏈有多個結構域2.二級結構每個結構域由兩個反向平行的β片層及環(huán)狀結構組成3.三級結構每個結構域內,二個β片層結構中心的二個半胱氨酸殘基由一個鏈內二硫鍵連接,形成一個“β桶狀(β-barrel)”結構4.四級結構:由四條具有獨立三級結構的肽鏈組成:二條相同的H鏈和二條相同的L鏈由鏈間二硫鍵連接四、抗體多肽鏈結構域與功能1.可變區(qū)(V):氨基酸的種類、排列順序及空間構型,因抗體結合的抗原表位不同而變化2.恒定區(qū)(C):氨基酸種類、數量、排列順序、立體結構及含糖量相對比較恒定→免疫球蛋白分子的結構四、免疫球蛋白多肽鏈的分區(qū)和功能2.恒定區(qū)(C)2.1針對不同表位(不同特異性)的同一類型Ig分子:C區(qū)相對恒定2.2同一種屬不同個體產生的同一類型Ig分子:C區(qū)部分恒定各結構域的功能V區(qū)超變區(qū)抗體與抗原表位特異結合的部位VL/VH結合抗原CH區(qū)CH2通過胎盤(IgG)結合補體C1q(IgG)CH3結合補體C1q(IgM)CH3/CH4結合細胞表面Fc受體3.鉸鏈區(qū)p1243.1位于CH1和CH2之間3.2IgM和IgE無鉸鏈區(qū),CH2有鉸鏈區(qū)的功能3.3結構特點:富含脯氨酸,具有彈性、伸展性和可轉動性3.4功能:通過鉸鏈區(qū)的活動,使VH/VL能與不同空間位置的表位匹配結合3.5對蛋白酶敏感,易被酶水解為不同的結構片段抗體的異質性及其抗原表位一、抗體的異質性:因抗體的特異性、類別及型別的不同,所形成的抗體分子差異(不均一性)1.Ab特異性的異質性:天然抗原具有多種表位,一種表位誘導產生一種特異性抗體2.Ab的抗原異質性:Ab含有多種不同的表位二、抗體分子中有三類不同的抗原表位p1261.同種型表位:CH和CL內2.同種異型表位:CH和CL內3.獨特型表位:VH和VL內這些抗原表位可用血清學反應識別,又稱Ig血清型同種型(isotype)一、據Ig分子間CH內的同種型抗原差異,將H鏈分為5類p1251.γ,GammaIgGIgG1-4亞類2.α,AlphaIgAIgA1-2亞類3.μ,MuIgM4.δ,DeltaIgD5.ε,EpsilonIgE二、據Ig分子間CL內的同種型抗原差異,將L鏈分為2型p1261.κ型,Kappaκ型Ig2.λ型,Lambdaλ型Igλ1~λ4亞型三、一個Ig分子中的多條H鏈同類、多條L鏈同型獨特型(idiotype)同一個體內,不同B細胞克隆產生的Ig分子V區(qū)內的不同表位(Ig分子標志)1.獨特型表位:超變區(qū)2.獨特型表位可在異種、同種異體及自身體內不同免疫細胞克隆間誘導免疫應答,產生相應抗體(獨特型抗體)抗體的生物學活性p131一、特異性識別結合抗原:V區(qū)CDRs1.少數情況下,有直接效應1.1中和作用(neutralization)中和毒素neutralizationoftoxins:抗體與毒素(抗原)結合后,阻斷毒素與敏感細胞表面相應受體結合,或封閉毒素的活性部位,使其不能發(fā)揮毒性作用1.2抑制病原體粘附宿主細胞,阻止其入侵:粘膜表面2.協(xié)助清除抗原異物2.1標記抗原:以便免疫系統(tǒng)其它成分識別和清除抗原2.2提升免疫細胞和分子區(qū)分抗原及與抗原相互作用的能力3.免疫病理損傷:Ⅰ~Ⅲ型超敏反應4.膜型Ig:B細胞膜上的IgM和IgD識別結合抗原,獲得抗原刺激5.抗原抗體在體外結合:免疫學檢測技術二、抗體的生物學效應:C區(qū)的功能1.激活補體:IgG1-3和IgM與抗原結合后IgM>>IgG3>IgG1>IgG22.結合細胞:Fc段與細胞表面Fc受體結合2.1調理作用:IgG促進吞噬細胞吞噬細菌等2.2ADCC作用:IgG/NK細胞殺傷靶細胞2.3介導Ⅰ型超敏反應:IgE/肥大細胞和嗜堿性粒細胞→過敏反應3.通過胎盤(IgG)和粘膜(SIgA、IgM)4.結合細菌蛋白:IgGFc段與葡萄球菌A蛋白(SPA)和鏈球菌G蛋白結合各類免疫球蛋白的特性p132一、IgG的特性1.血清中含量最高的Ig:占總Ig的75%2.血清半衰期:最長。約3~4周3.合成時間:人出生后3個月開始合成4.唯一能通過胎盤的Ig----新生兒抗感染的重要因素5.機體抗感染的“主力軍”二、IgM的特性1.分子量最大的Ig主要分布于血管內,是血液中抗感染的重要因素2.個體發(fā)育中最早合成的Ig人大約在胎兒五個月時開始合成3.感染(抗原刺激)后最早產生的抗體早期抗感染:機體抗感染的“先頭部隊”4.血清半衰期短:約5天血液中IgM濃度下降較快5.血清中病原體特異性IgM升高:感染的早期診斷,近期感染,有傳染性三、IgA的特性1.血清中的IgA:血清型IgA2.分泌液中的IgA:分泌型IgA(SIgA)2.1分布:初乳、粘膜表面分泌液等2.2粘膜抗感染:抗感染的“邊防軍”3.合成時間:人出生后4~6個月開始合成4.血清半衰期:約6天四、IgE的特性----親細胞抗體1.血清中含量最低的IgIgG>IgA>IgM>IgD>IgE2.血清半衰期:約2.5天3.介導Ⅰ型超敏反應(過敏反應)4.抗寄生蟲感染免疫球蛋白基因p127一、Ig基因結構1.Ig胚系基因結構胚系基因(germlinegene)主要指單倍體生殖細胞和干細胞中所含有,未發(fā)生重排的全部基因1.1Ig胚系基因不能編碼合成Ig1.2結構特征:多種基因片段,每種基因片段均是多個;基因片段之間均有內含子;每種基因片段多個聚集成群2.編碼Ig多肽鏈的基因結構2.1編碼H鏈的基因編碼VH的基因:V、D、J三種基因片段各一個拼接而成的一段連續(xù)DNA編碼CH的基因:V區(qū)基因下游的C基因2.2編碼L鏈的基因編碼VL的基因:V、J二種基因片段各一個拼接而成的一段連續(xù)DNA編碼CL的基因:V區(qū)基因下游的C基因二、Ig基因的重排Iggenerearangement--在B細胞分化、發(fā)育、成熟過程中,編碼Ig可變區(qū)的多個基因片段重組而形成完整可變區(qū)序列的過程基因片段重排的順序:H鏈的D-J重排--H鏈的V-DJ重排--L鏈的V-J重排免疫球蛋白基因的表達一、Ig基因的表達p129B細胞接受抗原刺激后,活化信號傳入細胞核,核內編碼Ig的基因表達合成Ig二、等位基因排斥allelicexclusion一個特定B細胞的兩條同源染色體上編碼輕鏈和重鏈的基因,只有一條染色體上的基因得到表達的現象在一個個體內,有來自父方和母方的同種異型三、同種型排斥isotypeexclusion一個成熟B細胞通常僅能表達一類H鏈和一型L鏈四、類別轉換p1301.定義:抗體應答過程中,活化的B細胞首先產生IgM,然后轉換為分泌IgG、IgA、IgE等其它類別抗體2.機制:在活化B細胞增殖分化過程中,編碼H鏈C區(qū)的基因群片段發(fā)生重排,但編碼VH(VDJ)和L鏈的基因保持不變3.VH、VL和CL不變,CH改變:不影響抗體識別結合抗原的特異性,但Ig的類或亞類發(fā)生了改變,Ig的生物學效應會隨著同種型的改變而變化4.產生不同類別的抗體,發(fā)揮不同的免疫效應抗體多樣性產生機制p130--結構多樣性+功能多樣性一、組合造成的多樣性1.H鏈:V、D、J基因片段的重組,C基因片段的重組2.L鏈:V、J片段的重組3.H鏈和L鏈間的組合二、連接造成的多樣性在H鏈D-J、V-DJ及L鏈V-J的連接過程中,常發(fā)生接頭處插入或丟失核苷酸三、體細胞高頻突變造成的多樣性1.體細胞高頻突變:基因重排后成熟B細胞受抗原刺激后,增殖分化過程中編碼抗體可變區(qū)基因發(fā)生高頻突的點突變2.IGV基因突變頻率是其它基因的106倍以上3.主要發(fā)生在再次免疫應答→人B細胞用大約300個基因片段組合產生5.4×1013種以上具有獨特抗原特異性的抗體分子補體系統(tǒng)---基本概念一、補體1.概念↓2.血清溶菌作用需要二種物質:耐熱的物質:抗體;不耐熱的物質:在免疫血清和非免疫血清中均存在,對抗體溶菌有補充作用,故將其稱為補體(防御素)3.1907年發(fā)現補體并非單一成分,至少二個成分4.存在于人和脊椎動物體內的一組與免疫有關、經活化后具有酶活性的球蛋白5.補體是固有免疫最重要的體液分子:識別PAMP和重要效應分子:主要功能是裂解進入機體的病原微生物二、補體系統(tǒng)的組成:30余種糖蛋白1.補體固有成分:體液(尤其血清)中參與補體系統(tǒng)激活反應的補體成分:C1-C9等2.補體調節(jié)蛋白:體液中+膜蛋白調控補體激活和效應的抑制因子H、I因子等3.補體受體(CR):細胞膜上能與補體激活所形成的活性片段結合→介導生物學效應3.1近20種;3.2CR1:RBC和吞噬細胞等表面主要與C3b、C4b等結合三、補體性質1.血清含量:C3最高,D因子最低;補體是人天生合成的蛋白質,血清含量相對穩(wěn)定,不因抗原刺激而增加,但在某些疾病時可發(fā)生改變2.補體活性不穩(wěn)定,對熱等理化因素很敏感:56℃30min滅活:滅活血清的條件;室溫下很快失活;0~10℃活性僅能保持3~4天。四、補體的生物合成1.合成細胞:肝細胞和巨噬細胞等2.合成時間:人胚胎五周開始合成3.多種炎性細胞因子可刺激補體基因轉錄和表達五、補體的分子結構1.C1分子:由C1q、C1r和C1s三個亞單位組成C1qC1r2C1s22.C1q:18條多肽鏈組成,其中每三條鏈緾繞成一個具有球狀頭部的結構補體系統(tǒng)的激活p67一、經典途徑(classicpathway)Ag-Ab復合物結合C1q啟動激活的途徑1.C1q激活的條件:一個C1q分子中的6個球狀頭部至少有2個與IgGCH2或IgMCH3區(qū)結合1.1首先,IgG或IgM與抗原結合后,暴露C1q結合位點IgGCH2或IgMCH31.2其次,一分子IgM或至少二分子IgG與一個多價抗原上的緊密相鄰的表位結合2.激活物:主要是抗原抗體(IgM、IgG1-3)復合物二、旁路途徑alternativepathway由C3、B因子和D因子參與的激活途徑1.激活物:主要是病原體表面多糖,如細菌LPS等,為C3b和C3bBb提供結合的表面,保護它們不被滅活,進而激活后續(xù)補體三、MBL途徑或凝集素途徑--由MBL啟動1.MBL:甘露糖結合凝集素--補體系統(tǒng)的固有成分1.1正常血清中MBL水平極低。在感染早期,肝細胞合成分泌MBL,使血清MBL水平升高1.2血清中MBL與MBL相關絲氨酸蛋白酶原(MASP)結合成復合體:MBL-MASP1.3可識別結合病原微生物表面的甘露糖、巖澡糖及N-乙酰葡糖胺等糖結構2.激活物:病原微生物表面的糖結構四、三條途徑的共同末端1.膜攻擊復合物(MAC)的組裝--MAC破壞細胞膜,導致細胞裂解2.主要是裂解激活劑中的細胞,也可裂解“旁觀”細胞補體系統(tǒng)的生物學功能一、溶細胞作用C5b6789n1.裂解細菌(尤其G-菌,奈瑟菌屬)等病原體--抗體發(fā)揮免疫效應的主要機制之一,固有免疫的重要防御機制2.裂解宿主細胞:病理情況下激活經典途徑裂解血細胞、病毒感染細胞和腫瘤細胞等二、補體活性片段介導的生物學效應1.調理作用:C3b等促進吞噬細胞對細菌等的吞噬;機體抵抗全身性細菌感染或真菌感染的主要機制之一2.清除免疫復合物(IC):阻止IC形成:補體與抗體結合后,由于空間效應,抑制新的IC形成,或使已形成的IC解離;免疫粘附作用:C3b等促進IC的清除3.引起炎癥反應:C2a:激肽樣作用;C5a、C3a、C4a:過敏毒素作用;C3a、C4a、C5a、C5b67:趨化作用4.免疫調節(jié)作用細胞因子p54cytokine,CK基本概念一.概念:免疫細胞和某些非免疫細胞受刺激后產生的一組高活性、多功能小分子蛋白質的總稱,介導免疫細胞間的信息交換與相互調節(jié),參與免疫應答和炎癥反應二、細胞因子的分類:已發(fā)現200余種CK,明確了多種CK的基因定位與結構,克隆了多種CK的cDNA1.據來源分2.據功能分:白細胞介素、干擾素、集落刺激因子、腫瘤壞死因子、生長因子和趨化因子細胞因子簡介一、白細胞介素(interleukin,IL)1.種類與命名:目前已發(fā)現35種,命名為IL1~IL352.作用:參與和調節(jié)固有免疫及適應性免疫;刺激造血細胞生長和分化:IL3、IL11等;參與炎癥反應:IL1、IL6、IL8、IL16等二、干擾素(interferon,IFN)1.種類與命名:Ⅰ型IFN:IFNα、IFNβ、IFNζ、IFNε、IFNκ和IFNω,IFNα有13個亞型,如IFNα1a、IFNα2a、IFNα2b等;Ⅱ型IFN:IFNγ,免疫干擾素2.生物學效應:抗病毒、抗腫瘤、免疫調節(jié);Ⅰ型IFN:以抗病毒、抗腫瘤為主,免疫調節(jié)弱;Ⅱ型IFN:以免疫調節(jié)為主,抗病毒和抗腫瘤弱,三、腫瘤壞死因子tumornecrosisfactor,TNF1.TNF種類與命名TNFα;TNFβ:淋巴毒素(LT)2.生物學效應:抗病毒、抗腫瘤、免疫調節(jié);不良反應:具有劑量依賴性--誘發(fā)炎癥反應:TNFα低劑量,局部;致熱作用:TNFα中等劑量,入血循環(huán)--感染性休克:TNFα是“罪魁禍首”高劑量,全身性中毒反應,引起休克→循環(huán)衰竭、DIC、多器官功能衰竭→死亡;惡病質:癌癥病人,結核病人四、集落刺激因子colony-stimulatingfactor,CSF:刺激多能造血干細胞和不同發(fā)育分化階段的造血細胞增殖、分化和成熟---種類:SCF、G-CSF、M-CSF、GM-CSF、EPO和TPO等趨化因子(chemokine)家族1.種類:人類約有幾十種趨化因子:CXC、CC、C和CX3C四個亞家族(C-半胱氨酸)2.具有趨化作用招募血液中的白細胞進入炎癥部位生長因子(growthfactor,GF):能刺激細胞生長;種類:TGF、NGF、FGF、EGF等細胞因子的共同特點一、理化性質特點:小分子多肽或糖蛋白6.0×103~6.0×104二、產生特點:多源性,應激性和瞬時性,多向性三、生物學作用特點1.高效性:微量高效2.多效性3.重疊性4.網絡性:CK形成一個復雜的網絡,CK間相互拮抗、相互協(xié)同----神經-內分泌-免疫調節(jié)網絡5.作用方式多樣性:1自分泌和旁分泌:局效性。CK的主要作用方式;2內分泌;6.非特異性:CK的作用無抗原特異性7.受體依賴性:CK需與細胞表面相應受體結合后才能發(fā)揮生物學效應四、檢測特點----難檢性----1.微量:10-15~10-9mol/L2.干擾因素多:標本選擇、取樣的時間和部位、污染及其它干擾因素細胞因子的生物學活性1.免疫調節(jié):調節(jié)固有/適應性免疫應答2.參與免疫應答和炎癥反應3.抗感染和抗腫瘤4.誘導細胞凋亡:TNFα、IL-2等5.促進創(chuàng)傷的修復:組織、血管、皮膚免疫系統(tǒng)p32----1.免疫器官2.免疫細胞3.免疫分子免疫器官1.中樞免疫器官:初級淋巴器官骨髓、胸腺、法氏囊(禽類特有)2.外周免疫器官:次級淋巴器官淋巴結、脾臟和皮膚粘膜相關淋巴組織中樞免疫器官一、骨髓:紅骨髓-造血器官1.免疫細胞的發(fā)源地2.B細胞發(fā)育、分化和成熟的場所3.體液免疫應答發(fā)生的場所:再次體液免疫應答產生抗體的主要部位4.骨髓功能異常會出現什么問題----造血功能↓↓,免疫功能↓↓5.造血干細胞移植:骨髓移植----恢復造血功能和重建免疫功能,治療白血病和免疫缺陷病等二、胸腺1.發(fā)育:發(fā)生最早、衰退最早2.胸腺的結構3.功能:1T細胞發(fā)育、分化和成熟的場所2免疫調節(jié):激素和多種CK3自身免疫耐受的建立與維持:T細胞陰性選擇外周免疫器官一、成熟免疫細胞定居及免疫應答發(fā)生的場所1.脾:對血源抗原產生免疫應答的主要場所;B細胞的主要定居地2.淋巴結:免疫應答發(fā)生的主要場所;T細胞的主要定居地3.粘膜免疫系統(tǒng):局部免疫應答發(fā)生部位4.皮膚免疫系統(tǒng):擔負始動免疫應答的作用二、濾過作用:血液、淋巴液淋巴細胞再循環(huán)2.淋巴細胞再循環(huán)的生物學意義2.1增加淋巴細胞與抗原接觸的機會2.2使淋巴細胞在全身淋巴組織和器官合理分布,并不斷補充新的淋巴細胞2.3使所有免疫器官和組織聯系為一個整體,有利于動員各種免疫細胞發(fā)揮免疫效應免疫細胞基本概念一、免疫細胞的概念參與免疫應答或與免疫應答有關的細胞及其前體細胞二、免疫細胞組成血細胞及造血干細胞巨噬細胞及樹突狀細胞肥大細胞三、免疫細胞分類1.淋巴細胞:T、B、NK細胞。起核心作用----免疫防御的“生力軍”和免疫應答的“主角”免疫活性細胞/抗原特異性淋巴細胞:T、B2.抗原提呈細胞:B、DC、Mφ。輔佐作用3.其它細胞:直接參與免疫效應四、免疫細胞膜分子1.定義:免疫細胞表面的各種膜蛋白2.細胞間進行信息交流的物質基礎:免疫細胞接收和發(fā)送信號的“天線”3.鑒別、鑒定和計數不同免疫細胞及亞群T淋巴細胞一、T細胞來源、分化和定居的場所二、T細胞膜分子1.T細胞抗原受體(TCR)p511.1TCR結構:嵌在T細胞膜上的兩條多肽鏈1.2TCR識別結合抗原的特征:雙識別--識別抗原:特異性;識別MHC分子:MHC限制性TCR識別結合抗原肽-自身MHC分子復合物1.3TCR-CD3復合物TCR:特異性識別結合抗原肽-自身MHC分子復合物,獲得抗原刺激信號CD3:向胞內轉導TCR識別抗原后產生的活化信號2.白細胞分化抗原(CD)2.1參與識別和信號轉導的CD分子:CD3、CD4、CD82.2提供協(xié)同(共)刺激信號的CD分子:CD28;CD152和CD154(CD40L):活化T細胞3.受體:1病毒受體:CD4分子是HIVgp120的受體----HIV選擇性感染CD4+細胞,CD4+T細胞數量銳減和功能降低,而發(fā)生獲得性免疫缺陷綜合征(AIDS);2絲裂原受體:T細胞表面具有植物血凝素(PHA)、刀豆蛋白A(ConA)和美洲商陸(PWM)等絲分原的受體p273,與相應絲分原結合誘導T細胞分裂增殖,T淋巴細胞轉化試驗檢測細胞免疫功能p2743.3綿羊紅細胞(SRBC)受體:E受體p190;CD2或LFA-2三、T細胞亞群p411.據CD分子分為兩亞群CD4+T細胞CD8+T細胞2.據TCR的分子結構分為兩類αβT細胞γδT細胞3.據T細胞在免疫應答中的功能分輔助性T細胞(Th)、細胞毒性T細胞(Tc或CTL)和調節(jié)性T細胞(Treg)4.據T細胞的分化狀態(tài)、表達膜分子及功能初始T細胞、效應T細胞和記憶T細胞四、CD4+T細胞:免疫應答的“指揮官”1.細胞表面標志(膜分子)CD3+CD4+CD8-2.MHC限制性:MHCⅡ限制性:CD4+T細胞的TCR識別結合抗原肽-自身MHCⅡ類分子復合物3.輔助性T細胞helperTlymphocyte,Th3.1初始Th在接受抗原刺激后分化為Th0,Th0在不同細胞因子等作用下分化為Th1,Th2,Th9,Th17,Th22,Tfh3.2效應Th1分泌IL-2、IFNγ和TNFβ等,增強細胞免疫應答。在抗胞內寄生病原體感染和細胞免疫應答所引起的炎癥反應(遲發(fā)型超敏反應)中發(fā)揮作用3.3效應Th2分泌IL-4,IL-5,IL-6,IL-10等,增強體液免疫應答。促進B細胞增殖、分化為漿細胞,并產生抗體;在抗胞外病原體和寄生蟲感染,及過敏反應中發(fā)揮作用4.調節(jié)性T細胞(Treg):1Th3、Tr1和CD4+CD25+foxp3+T細胞;2效應Treg細胞負調節(jié)免疫應答五、CD8+T細胞1.表面標志CD3+CD4-CD8+2.MHC限制性:MHCⅠ限制性:CD8+T細胞的TCR識別結合抗原肽-自身MHCⅠ類分子復合物3.細胞毒性T細胞(CTL或Tc)3.1Tc1分泌IL-2、IFNγ和TNFβ等3.2Tc2分泌IL-4、IL-5和IL-10等3.3效應Tc特異性識別和殺傷帶有抗原肽-MHCⅠ類分子復合物的靶細胞T細胞在胸腺內的分化發(fā)育p411.早期階段:CD4-CD8-,即雙陰細胞(DN)2.第二階段:CD4+CD8+,即雙陽細胞(DP)3.第三階段:經陽性選擇和陰性選擇,DP細胞分化發(fā)育為僅表達CD4或CD8的單陽細胞(SP),即成熟T細胞4.陽性選擇4.1定義:TCR以中等親和力結合胸腺基質細胞表面自身MHCⅠ或Ⅱ類分子的DP細胞,被選擇而繼續(xù)發(fā)育,否則發(fā)生凋亡4.2意義:賦予成熟T細胞識別結合自身MHC分子的能力。識別抗原時顯示MHC限制性5.陰性選擇5.1定義:TCR以高親和力結合胸腺基質細胞表面自身抗原肽-MHCⅠ或Ⅱ類分子復合物的SP細胞發(fā)生凋亡5.2意義:清除自身反應性T細胞克隆。是實現自身免疫耐受的重要保障B淋巴細胞一、B細胞的來源、分化和定居的場所二、B細胞膜分子1.B細胞抗原受體(BCR)p51膜免疫球蛋白(mIg)和CD79a/CD79b構成1.1mIg結構:Fc段嵌在B細胞膜上的Ig單體1.2mIg識別結合抗原的特征:直接與抗原特異性結合;無MHC限制性二、B細胞膜分子1.B細胞抗原受體(BCR)1.3mIg-CD79a(Igα)/CD79b(Igβ)復合物mIg:特異性識別結合抗原,獲得抗原刺激信號CD79a/CD79b:向胞內轉導mIg識別抗原后產生的活化信號2.提供協(xié)同(共)刺激分子:CD40;CD80和CD86(B7-1和B7-2)3.受體:Fc受體:FcγR等。EA花結p190;補體受體:CR1和CR2。EAC花結p190;EB病毒受體:CR2(CD21);有絲分裂原受體:SPA、PWM、LPS等;B細胞共受體CD19/CD21/CD81/CD225非共價結合形成:放大BCR傳遞的活化信號;抑制性受體:CD22、CD32和CD72,胞漿區(qū)有ITIM,向B細胞內轉導負調控信號,對防止B細胞過渡活化有重要意義三、B細胞亞系(群)p42B1細胞B2細胞CD5陽性陰性BCRmIgM+mIgD+、mIgM+對抗對多糖抗原對蛋白質抗原原應答應答:IgM應答:IgG、IgM四、B細胞功能1.產生抗體,介導體液免疫應答:B細胞→漿細胞合成抗體2.作為APC提呈抗原:只有活化B細胞才有抗原提呈作用;能有效地攝取、加工與提呈可溶性抗原3.免疫調節(jié):分泌多種細胞因子B細胞在骨髓中的發(fā)育陰性選擇:未成熟B細胞mIgM識別結合自身抗原,該細胞克隆凋亡(克隆清除),或mIgM表達下降,對相應抗原刺激不產生應答(克隆失能)陰性選擇的意義:消除自身反應性B細胞克隆,形成自身免疫耐受B細胞在外周免疫器官的分化發(fā)育陽性選擇:記憶B細胞接受抗原異物刺激后,發(fā)生Ig可變區(qū)基因高頻突變,產生與抗原親和力高低不同的BCR。BCR與濾泡DC表面的抗原以高親和力結合,該B細胞存活,以低親和力結合或不能結合者凋亡----抗原依賴性陽性選擇的意義:表達與抗原具有高親和力BCR的B細胞存活,產生高親和力抗體-抗體親和力成熟自然殺傷細胞naturalkillercell,NK細胞NK細胞膜分子一、將人CD3-、TCR-、mIg-、CD16+、CD56+淋巴樣細胞鑒定為NK細胞二、NK細胞受體1.IgGFc受體:CD16間接識別被IgG致敏的靶細胞,介導ADCC作用殺傷靶細胞2.殺傷活化受體(KAR)胞漿區(qū)含有ITAM。與細胞表面多糖、病毒成分等結合后,激發(fā)NK細胞殺傷作用3.殺傷抑制受體(KIR)胞漿區(qū)含有ITIM。與細胞表面MHC-Ⅰ類分子結合后,抑制NK細胞殺傷作用NK細胞的主要生物學功能一、抗胞內病原體感染和抗腫瘤作用1.分泌細胞因子:TNFα、IFNγ等發(fā)生在適應性免疫應答建立之前:在急性感染的早期,即參與抗感染2.殺傷靶細胞2.1殺傷被病原體感染的細胞,消滅病原體賴以藏身的“堡壘和加工廠”2.2殺傷寄生蟲2.3殺傷腫瘤細胞2.4殺傷機制穿孔素/顆粒酶途徑Fas/FasL途徑:誘導靶細胞凋亡TNFα/TNFR-Ⅰ途徑:誘導靶細胞凋亡二、免疫調節(jié)TNF、IFNγ、IL2和GM-CSF等調節(jié)DC、T、B抗原提呈細胞antigenpresentcell,APC廣義概念能加工處理抗原,并以抗原肽-MHC分子復合物的形式提呈抗原信息的所有細胞抗原提呈細胞的種類一、專職性APCp701.定義:攝取、加工處理胞外抗原,以抗原肽-MHCⅡ類分子復合物形式,向CD4+T細胞遞呈抗原(狹義APC概念)2.種類:B細胞、DC、Mφ3.表達MHCⅡ類分子和共刺激分子CD80/CD86樹突狀細胞(DC)p46抗原提呈功能最強的APC最大特點:能誘導初始T細胞活化,而Mφ和B細胞不能適應性免疫應答的始動者二、非專職性APCp72內皮/上皮/間皮細胞、成纖維細胞等三、表達MHCⅠ類分子的靶細胞特殊的非專職性APC,包括腫瘤細胞、胞內寄生病原體感染細胞等→加工處理內源性抗原,以抗原肽-MHCⅠ類分子復合物,向CD8+T細胞遞呈抗原抗原提呈細胞的免疫活性一、抗原提呈作用1.抗原提呈分子1.1經典MHCⅠ/Ⅱ類分子:提呈蛋白質抗原1.2CD1分子:提呈脂、糖脂類抗原2.APC對抗原的加工處理與提呈p73~752.1外源性抗原的加工處理與提呈:專職APC----抗原肽-MHCⅡ類分子復合物→CD4+T細胞2.2內源性抗原的加工處理與提呈:靶細胞----抗原肽-MHCⅠ類分子復合物→CD8+T細胞二、協(xié)同(共)刺激作用:由APC表面CD分子與T細胞表面CD分子相互作用提供協(xié)同刺激適應性免疫應答p62基本概念一、免疫應答的定義:免疫細胞和分子針對抗原異物所產生的反應二、免疫應答的分類1.固有免疫應答:非特異性免疫應答2.適應性免疫應答:特異性免疫應答2.1按介導細胞分:體液/細胞免疫應答2.2按抗原刺激順序分:初/再次免疫應答2.3按反應狀態(tài)分:正/負免疫應答2.4按獲得方式分:主動/被動免疫2.5按后果分:保護性/病理性免疫應答特異性免疫應答的基本過程一、抗原識別階段1.抗體(包括BCR)、TCR和經典MHC分子是特異性免疫識別的?°三駕馬車?±2.抗體或BCR對抗原的識別3.
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