特異性免疫-醫(yī)學免疫學課件

小測驗1、構成非特異性免疫的因素有哪些？2、什么是補體？3、補體的經(jīng)典途徑如何？4、補體激活后具有的生物學功能？2020年10月2日1第四章

特異性免疫（6學時）2020年10月2日2非典型肺炎流行猖獗引起社會的高度重視！但即使是流行最嚴重的地區(qū)，也不是人人都會得?。∫驗?，冠狀病毒雖然厲害，對于免疫功能強大的人，它也是無能為力的！2020年10月2日3目前全世界有大約6000萬人感染了艾滋病毒，但從80年代中期以來，科學家發(fā)現(xiàn)，約有2%的病毒攜帶者竟然終身沒有發(fā)展成艾滋病，成為“長期存活的病毒攜帶者”。這一現(xiàn)像表明，部份人對艾滋病毒具有先天的免疫力。津巴布韋一名6歲的艾滋病患兒2020年10月2日4第一道防線：屏障作用人體的皮膚和黏膜等組成人體的第一道防線5第二道防線：免疫吞噬細胞2020年10月2日6第三道防線：補體和溶菌酶等2020年10月2日7特異性免疫應答是動物在個體發(fā)育過程中，由于受抗原異物的刺激，而發(fā)展生成有針對性的免疫力，包括引起生成致敏淋巴細胞的特異性細胞免疫和產(chǎn)生抗體所表現(xiàn)出的特異性體液免疫。這種免疫應答生成的原因，是由于機體與入侵的病原微生物或其他各種抗原異物相互斗爭，或因接種疫苗，或因無意接觸外界抗原異物后，引起T細胞及B細胞發(fā)生免疫應答而生成的。特異性免疫的基本概念2020年10月2日8特異性免疫應答與非特異性免疫應答比較，它具有三個主要特點：①不能遺傳給后代，它是在個體發(fā)育中，在非特異性免疫的基礎上發(fā)展生成的，故屬于后天獲得性免疫。②具有嚴格的特異性，即它只對于引起其產(chǎn)生這種免疫力的同種抗原異物有對抗性，對于無關的抗原物質(zhì)不起作用，故屬于特異性免疫。③特異性免疫應答是在非特異性免疫應答的基礎上建立起來的，也就是說，它需要非特異的體液因子及細胞因子相互配合協(xié)作，才能發(fā)揮更強大的免疫效能，既可表現(xiàn)免疫防護效果，又可引起免疫病理損害。2020年10月2日9特異性免疫的基本過程在抗原刺激下，機體形成特異性免疫應答，不論細胞免疫或體液免疫，都有其共同的規(guī)律，一般分為感應（識別）即加工處理抗原階段、反應即淋巴細胞分化增殖階段和效應即發(fā)生免疫應答（產(chǎn)生抗體或致敏淋巴細胞再次遇到抗原后刺激產(chǎn)生淋巴因子）三個階段。2020年10月2日101、感應階段2、反應階段3、效應階段體液免疫過程抗原處理、呈遞和識別。B細胞增殖分化，以及記憶細胞形成?？贵w發(fā)揮免疫效應。2020年10月2日11體液免疫感應

階段反應

階段效應

階段（抗原進入人體后被相應的抗體消滅）2020年10月2日12細胞免疫過程1、感應階段2、反應階段3、效應階段抗原處理、呈遞和識別。T細胞增殖分化，以及記憶細胞形成。效應T細胞、抗體和淋巴因子發(fā)揮免疫效應。2020年10月2日13細胞免疫抗原吞噬細胞T細胞效應T細胞記憶細胞與宿主細胞接觸(使細胞裂解死亡)淋巴因子(白細胞介素、干擾素)感應

階段反應

階段效應

階段（抗原進入人體后被相應的免疫細胞消滅）2020年10月2日14淋巴細胞系（T細胞、B細胞、效應T細胞、效應B細胞）

吞噬細胞系（巨噬細胞，肥大細胞）。

粒細胞系（噬中性粒細胞、噬酸性粒細胞、噬堿性粒細胞）單核細胞中性粒細胞巨噬細胞B淋巴細胞T淋巴細胞免疫細胞2020年10月2日15淋巴細胞的分化

2020年10月2日16實驗探索強X光照射去胸腺小鼠無免疫性輸給小鼠來自胸腺的淋巴細胞

免疫功能得到恢復，但不能產(chǎn)生游離于體液中的抗體

輸給來自骨髓的淋巴細胞

免疫功能不能恢復，但產(chǎn)生抗體的功能得到一定恢復

同時輸入來自胸腺和骨髓的淋巴細胞小鼠就可恢復全部免疫功能

實驗結(jié)論:胸腺內(nèi)的淋巴細胞和骨髓中的淋巴細胞在免疫中起不同的作用，分別稱為T細胞和B細胞。2020年10月2日17體液免疫2020年10月2日18細胞免疫2020年10月2日19體液免疫與細胞免疫的關系兩者各自有其獨特作用，又可相互協(xié)作，共同發(fā)揮作用。2020年10月2日20各階段注意點1、感應階段：吞噬細胞的作用是使抗原的抗原決定簇暴露，各細胞間的呈遞是通過細胞的相互接觸來完成的。2、反應階段：形成的記憶細胞在同種抗原再次侵入時，可迅速增殖、分化，形成大量的效應細胞，產(chǎn)生更強的特異性免疫反應。①體液免疫中，抗體與病菌結(jié)合后，可抑制其繁殖和對宿主細胞的黏附，防止感染和疾病的發(fā)生?？贵w與病毒結(jié)合后，可使其失去侵染和破壞宿主細胞的能力?？乖涂贵w結(jié)合后進一步的變化是形成沉淀或細胞集團，進而被吞噬細胞吞噬消化。3、效應階段：②細胞免疫中，效應T細胞與被抗原入侵的宿主細胞(即靶細胞)接觸，激活靶細胞的溶酶體酶，最終使靶細胞裂解死亡。細胞內(nèi)的抗原也因失去藏身之所而為抗體消滅。2020年10月2日21抗體抗體發(fā)現(xiàn)的過程：19世紀末20世紀初，科學家們在實驗中發(fā)現(xiàn)，用細菌或其外毒素給動物注射，過一段時間后，該動物的血清中出現(xiàn)一些有防御作用的保護性成分。在20世紀30年代，科學家用電泳法鑒定，證明抗體是一種球蛋白。1959年科學家對抗體的結(jié)構進行了研究，證明它是由四條肽鏈組成，借二硫鍵連接在一起，形成一個"Y"型的四鏈分子。不同的抗體某些部分氨基酸序列各不相同，決定抗體的特異性。2020年10月2日22

具有抗體活性的動物蛋白。主要存在于血漿中，也見于其他體液、組織和一些分泌液中。人血漿內(nèi)的免疫球蛋白大多數(shù)存在于丙種球蛋白（γ-球蛋白）中。免疫球蛋白（Ig）Ig分子根據(jù)其可溶性、電荷、大小、化學結(jié)構等理化特性及其免疫反應性可分為IgA，IgG，IgD，IgE和IgM五類。在電鏡下，IgG為“Y”型分子?！癥”的臂可結(jié)合抗原。若用化學方法處理免疫球蛋白，使其擺脫二硫鍵的束縛，分子就被裂解成4條獨立的多肽鏈。所有Ig都具有由四條肽鏈組成的基本結(jié)構，稱為單體(抗體單位)，IgG為典型的單體。2020年10月2日23

抗體(antibody，Ab)是介導體液免疫的重要效應分子，是B細胞接受抗原刺激后增殖分化為漿細胞所產(chǎn)生的一種糖蛋白，主要存在于血清等體液中，能與相應抗原特異地結(jié)合，具有免疫功能。

抗體的概念Porter對血清IgG抗體的研究證明，Ig分子基本結(jié)構是由四個肽鏈組成的，二條較小的輕鏈和二條較大的重鏈，輕鏈與重鏈是由二硫鍵連接形成，分為氨基端(N端)，羧基端(C端)。2020年10月2日24任何一類天然免疫球蛋白分子均含有四條異源性多肽鏈，其中，相對分子質(zhì)量較大的稱為重鏈(heavychain，H鏈)，而相對分子質(zhì)量較小的為輕鏈(lightchain，L鏈)。同一天然Ig分子中的兩條H鏈和兩條L鏈的氨基酸組成完全相同。

重鏈和輕鏈重鏈：兩條相同的長鏈稱為重鏈、簡稱H鏈。H鏈由450—550氨基酸組成，相對分子質(zhì)量為50—75kDa。根據(jù)Ig重鏈恒定區(qū)氨基酸的排列順序不同，免疫反應性就不同，據(jù)此可將血清中的Ig分成五大類：IgG，IgA，IgM，IgD，IgE，其相應的重鏈分別為γ、μ、α、δ和ε鏈。2020年10月2日25輕鏈：兩條相同的短鏈稱為輕鏈，簡稱L鏈，L鏈約由214個氨基酸組成，相對分子質(zhì)量約為25kDa，根據(jù)L鏈免疫反應性不同，L鏈可分為兩型，即κ型和λ型。根據(jù)λ鏈恒定區(qū)個別氨基酸的差異，又可分為λ1、λ2、λ3和λ4四個亞基(subtype)。同一天然的Ig分子上兩條H鏈是同類，兩條輕鏈是同型，五類Ig中，每一類Ig都可以有κ鏈或λ鏈，可以把Ig分成五類十型。

重鏈和輕鏈2020年10月2日26可變區(qū)和恒定區(qū)免疫球蛋白輕鏈和重鏈中靠近N端氨基酸序列變化較大的區(qū)域稱為可變區(qū)(variableregion，V區(qū))，分別占重鏈和輕鏈的1／4和1／2；而靠近C端氨基酸序列相對穩(wěn)定的區(qū)域，稱為恒定區(qū)(constantregion，C區(qū))，分別占重鏈和輕鏈的3／4和1／2?？勺儏^(qū)：免疫球蛋白輕鏈靠近氨基端(N端)的1／2區(qū)段或重鏈靠近氨基端(N端)1／5—1／4區(qū)段的110個氨基酸的組成和排列順序在不同Ig中差異很大，稱為可變區(qū)，分別用VH和VL表示。2020年10月2日27

可變區(qū)和恒定區(qū)高變區(qū)(hypervariableregion，HVR)：在VH和VL中，各有3個區(qū)域的氨基酸組成和排列順序高度可變，稱為高變區(qū)或互補決定區(qū)(complementaritydeterminingregion，CDR)，分別用HVRl(CDRl)，HVR2(CDR2)，HVR3(CDR3)表示。

恒定區(qū)：免疫球蛋白除了可變區(qū)以外，輕鏈靠近羧基端(C端)1／2區(qū)段或重鏈靠近C端3／4—4／5區(qū)段氨基酸的組成和排列相對穩(wěn)定，稱為恒定區(qū)。分別用CH和CL表示，不同Ig的CL的長度基本一致；不同Ig的CH長度不一，有的包括CH1，CH2，CH3或CH1，CH2，CH3，CH4。2020年10月2日28鉸鏈區(qū)：位于CH1和CH2之間的非獨立功能區(qū)，即位于Ig的Y形分子兩臂和主干之間的區(qū)域，稱為鉸鏈區(qū)。富含脯氨酸，因此易伸展彎曲，易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶水解，并可通過變構有利于與不同距離的抗原決定簇結(jié)合。

可變區(qū)和恒定區(qū)鉸鏈區(qū)的作用：（1）當VL，VH與抗原結(jié)合時，此區(qū)發(fā)生扭曲，使抗體分子上兩個抗原結(jié)合位點更好地與兩個抗原決定簇發(fā)生互補，利于抗體分子高變區(qū)與抗原決定簇吻合。（2）Ag和Ab結(jié)合后，鉸鏈區(qū)發(fā)生構型變化，使存在于CH2區(qū)補體結(jié)合位點暴露，使補體得以結(jié)合，顯示出活化補體，結(jié)合組織細胞等生物學活性。2020年10月2日29

功能區(qū)

H鏈和L鏈上每隔90個氨基酸殘基通過鏈內(nèi)二硫鍵連接形成跨度有110個氨基酸的環(huán)形結(jié)構域稱為功能區(qū)，H鏈有VH，CH1，CH2，CH3等4個或5個功能區(qū)。IgG，IgA，IgD的H鏈有4個功能區(qū)，IgM和IgE的H鏈有5個功能區(qū)。L鏈有VL、CL兩個功能區(qū)。

功能區(qū)的主要功能：1）VH和VL抗原結(jié)合部位；2）CH1-3和CLIg遺傳標志所在；3）CH2（IgG），CH3（IgM）C1q結(jié)合部位（補體結(jié)合位點）；4）CH2—CH3(IgG)IgG可借該區(qū)主動通過胎盤由母體傳給胎兒；5）CH3（IgG）FcγR結(jié)合部位；6）CH4（IgE）FcεR結(jié)合部位。2020年10月2日30免疫球蛋白的水解片段木瓜蛋白酶水解片段木瓜蛋白酶水解IgG的部位是在鉸鏈區(qū)二硫鍵連接的2條重鏈的近N端，可將Ig裂解為兩個完全相同的Fab段和一個Fc段。Fab段即抗原結(jié)合片段，相當于抗體分子的兩個臂，由一條完整的輕鏈和重鏈的VH和CH1結(jié)構域組成。一個Fab片段為單價，可與抗原結(jié)合但不形成凝集反應或沉淀反應；Fc段即可結(jié)晶片段，相當于IgG的CH2和CH3結(jié)構域。Fc無抗原結(jié)合活性，是Ig與效應分子或細胞相互作用的部位。2020年10月2日31免疫球蛋白的水解片段胃蛋白水解酶片段胃蛋白酶作用于鉸鏈區(qū)二硫鍵所連接的兩條重鏈的近C端，水解Ig后可獲得一個F（ab’）2片段和一些小片段pFc’。F（ab’）2是由兩個Fab及鉸鏈區(qū)組成，由于Ig分子的兩個臂仍由二硫鍵連接，因此F（ab’）2片段為雙價，可同時結(jié)合兩個抗原表位，故與抗原結(jié)合可發(fā)生凝集反應和沉淀反應，而且，由于F（ab’）2片段保留了結(jié)合相應抗原的生物學活性，又避免了Fc段免疫原性可能引起的副作用，因而被廣泛用作生物制品。2020年10月2日32免疫球蛋白的異質(zhì)性類：在同一種屬所有個體內(nèi)，根據(jù)重鏈C區(qū)抗原特異性的差異，將重鏈分為5類，即免疫球蛋白分別為IgG，IgM，IgA，IgD和IgE。亞類：同一類Ig，根據(jù)重鏈免疫反應性以及二硫鍵的數(shù)目和位置不問，又可分為若干個亞類。IgG有G1，G2，G3，G4四個亞類；IgA有A1，A2兩個亞類；IgM有IgMl和IgM2兩個亞類；IgD和IgE尚未發(fā)現(xiàn)亞類。型：在同一種屬所有個體內(nèi)，根據(jù)Ig輕鏈C區(qū)抗原表位的差異，可將Ig輕鏈分為κ和λ，與此對應的免疫球蛋白分為κ和λ型。亞型：同一型Ig中，根據(jù)輕鏈C區(qū)N端氨基酸排列的差異，又可將Ig分為亞型。例如λ鏈190氨基酸為亮氨酸時，稱OZ（+）；為精氨酸時，稱OZ（-）。2020年10月2日33外源因素所致的異質(zhì)性—免疫球蛋白的多樣性多樣性抗原的存在是導致免疫球蛋白異質(zhì)性(即具有不同的抗原識別特異性)的外源因素，是免疫球蛋白異質(zhì)性的物質(zhì)基礎?？贵w的這種異質(zhì)性，反映出機體對抗原精細結(jié)構的識別和應答。內(nèi)源因素所致的異質(zhì)性—免疫球蛋白的血清型

免疫球蛋白既可以與相應的抗原發(fā)生特異性結(jié)合，其本身又可以激發(fā)機體產(chǎn)生特異性免疫應答，即免疫球蛋白也具有免疫原性，它之所以具有免疫原性是由于其分子中包含多種不同的抗原表位。免疫球蛋白分子上有三類不同的抗原表位，分別為同種型、同種異型和獨特型抗原表位。那么采用血清學方法，可將Ig分為相應的血清型。2020年10月2日34免疫球蛋白的功能IgG：是人和動物血清中含量少最高的免疫球蛋白，占血清免疫球蛋白總量的75%～80%。IgG是介導體液免疫的主要抗體，多以單體形式存在。它主要由脾臟和淋巴結(jié)中的漿細胞產(chǎn)生，大部分（45%～50%）存在于血漿中，其余存在于組織液和淋巴液中。IgG是惟一可以通過人（兔）胎盤的抗體，因此在新生兒的抗感染中起著十分重要的作用。IgG有四個亞類，IgG1、IgG2、IgG3、IgG4。IgG是動物自然感染和人工主動免疫后，機體所產(chǎn)生的主要抗體，它能調(diào)理、凝集和沉淀抗原，具有抗菌、抗病毒、抗毒素等免疫活性，在抗腫瘤免疫中，其作用也是不可缺少的；此外，它是引起II型、III型變態(tài)反應及自身免疫病的抗體，在腫瘤免疫中體內(nèi)產(chǎn)生的封閉因子可能與IgG有關。2020年10月2日35IgM：是動物機體初次體液免疫反應最早產(chǎn)生的免疫球蛋白，其含量僅占血清免疫球蛋白的10%左右，主要由脾臟和淋巴結(jié)中B細胞產(chǎn)生，分布于血液中。IgM由5個單體組成的五聚體，又稱為巨球蛋白。與IgG相比，IgM在體內(nèi)產(chǎn)生最早，但持續(xù)時間短，因此不是機體抗感染免疫的主力，它在感染免疫的早期起著十分重要的作用，也可通過檢測IgM抗體進行疫病的血清學早期診斷。IgM具有抗菌、抗病毒、中和毒素等免疫活性，它是一種高效能的抗體，其殺菌、溶菌、溶血、促進吞噬（調(diào)理作用）及凝集作用均比IgG高。IgM也有抗腫瘤作用，在補體參與下同樣可介導對腫瘤細胞的破壞作用。此外，IgM可引起II型和III型變態(tài)反應及自身疫病而造成機體的損傷。2020年10月2日36IgA：以單體和二聚體兩種分子形式存在，單體存在于血清中，稱為血清型IgA，占血清免疫球蛋白的10%～20%；二聚體為分泌型IgA，是由呼吸道、消化道、泌尿生殖道等部位的黏膜固有層中的漿細胞所產(chǎn)生的。分泌型IgA對機體呼吸道、消化道等局部黏膜免疫起著相當重要的作用，特別是對于一些經(jīng)黏膜途徑感染的病原微生物，黏膜免疫功能就顯得十分重要，若動物機體呼吸道、消化道分泌液中存在這些病原微生物的相應的分泌型IgA抗體，則可抵抗其感染，因此分泌型IgA是機體黏膜免疫的一道“屏障”。2020年10月2日37IgE：是以單體分子形式存在，其重鏈比γ鏈多一個功能區(qū)（CH4），此區(qū)是與細胞結(jié)合的部位。IgE的產(chǎn)生部位與分泌型IgA相似，是上呼吸道和消化道黏膜固有層中的漿細胞所產(chǎn)生的，在血清中的含量甚微。IgE是一種親細胞性抗體，其Fc片段中含有較多的半胱氨酸和蛋氨酸，這與其親細胞性有關，因此IgE易于與皮膚組織、肥大細胞、血液中的嗜堿性粒細胞和血管內(nèi)皮細胞結(jié)合。結(jié)合在肥大細胞和嗜堿性粒細胞上的IgE與抗原結(jié)合后，能引起這些細胞脫粒，釋放組織胺等活性介質(zhì)，從而引起I型過敏反應。IgE在抗寄生蟲感染中具有重要的作用，誘導過敏反應，真菌感染后可誘導機體產(chǎn)生大量的IgE抗體。2020年10月2日38IgD：IgD很少分泌