医学免疫学与微生物学辅导

医学免疫学与微生物学辅导第一篇医学免疫学第一章概述一、免疫：指机体识别和清除异物，维持自身生理功能稳定的机能。正常--保护机体；异常--破坏机体二、功能：（一）免疫防御1、生理性作用：抵抗病原微生物入侵。如：完整皮肤可以阻止任何细菌的入侵。2、病理性作用：破坏机体细胞正常功能。如：机体对花粉清除中引起的过敏反应。（二）免疫稳定1、生理性作用：维持机体自身细胞数量及功能的稳定。例：衰老的红细胞被吞噬细胞清除体外。2、病理性作用：自身免疫性疾病。例：由于自身白细胞发生变异，被吞噬细胞清除引起的粒细胞减少症。（三）免疫监视1、生理性作用：监视癌变细胞的繁殖、增生。换句话讲：癌细胞常有而癌症不常有。2、病理性作用：癌细胞大量繁殖。例：机体免疫力下降时肿瘤即会出现。第二章抗原§1概述一、定义凡能刺激机体免疫系统产生特异性免疫应答；并能与相应的免疫应答产物即抗体或效应T细胞在体内或体外发生特异性结合的物质，统称为抗原。二、特性(一)免疫原性：指刺激机体免疫系统产生特异性免疫应答的性质。(二)反应原性：指能与相应的免疫应答产物即抗体或效应T细胞在体内或体外发生特异性结合的性质。三、分类(一)完全抗原：同时具有免疫原性和免疫反应性的抗原称为完全抗原。(二)半抗原：本身不具有免疫原性，仅有免疫反应性的抗原称为半抗原。也就是说半抗原单独存在时不能刺激机体产生免疫应答，但与大分子蛋白质(也称为载体)结合在一起后即可成为完全抗原，此时的半抗原相当于完全抗原表面的抗原决定簇，刺激机体产生半抗原的抗体，半抗原可单独与其相应的抗体结合，不依赖载体的存在。§2决定免疫原性的因素一、分子大小具有免疫原性的物质分子量通常在10000以上，一般说分子量越大，免疫原性越强。这是因为大分子有机物结构较稳定，在机体内不易被破坏与清除，在体内存留时间较长，使淋巴细胞得到持久的刺激，有利于免疫应答的发生。但不能绝对化，比如明胶分子量为100，000dal（10万道尔顿），却没有抗原性。二、化学组成与结构具有免疫原性的物质还需具有一定的化学组成和结构。化学组成中以含有大量芳香族氨基酸尤其是酪氨酸，免疫原性才较强；如以非芳香族氨基酸为主的蛋白质，其分子量无论多大，而免疫原性却很弱。这是因为具有一定化学组成和结构复杂的物质，其稳定性好，在体内存留时间长，故免疫原性就较强。三、异物性(一)异物：非己的物质。(二)分类1、异种物质：如细菌、病毒、异种血清等。2、同种异体物质：如组织相容性抗原、血型抗原等。3、改变和隐藏的自身物质：主要包括在外伤、感染、电离辐射或药物作用下，组织结构发生改变的自身物质和释放入血的隐藏的自身抗原，如甲状腺球蛋白、眼晶体蛋白等。(三)特性1、机体免疫系统能够识别宿主自身物质和非己异物。2、凡在胚胎期未与相应淋巴细胞克隆接触过的物质，均可被免疫细胞视为异物，并对其产生免疫应答。3、异物性越大其免疫原性越强，如种系关系越远，其化学组成和组织结构差异性越大，免疫原性也就越强。四、其他因素(一)遗传因素：包括机体的年龄、生理状态以及个体发育等与抗原的免疫原性有关因素。(二)抗原进入机体的途径、剂量、次数和间隔时间以及免疫佐剂的使用等因素都可影响抗原的免疫原性。一般非消化道途径抗原性较口服为大。§3抗原的特异性与交叉反应一、抗原决定簇（一）抗原决定簇：存在于抗原分子表面，决定抗原特异性的特殊化学集团称为抗原决定簇。（二）抗原结合价：指一个抗原分子上能与相应抗体分子结合的抗原决定簇的总数。（三）作用：是抗原分子与相应淋巴细胞表面的抗原受体、相应抗体或效应T细胞特异性结合的部位。（四）分类（因其位置不同）功能性抗原决定簇与隐蔽性抗原决定簇。（五）特性：抗原决定簇的化学组成、排列及空间结构决定着抗原的特异性。二、共同抗原与交叉反应（一）共同抗原：在不同抗原分子上出现的同一抗原决定簇称为共同抗原决定簇；带有共同抗原决定簇的抗原互称共同抗原。（二）交叉反应：由共同抗原决定簇刺激机体产生的抗体可以和两种抗原(共同抗原)结合发生的免疫反应称为交叉反应。§4抗原的分类一、根据抗原的来源及与机体的亲缘关系分（一）异种抗原：指来自另一物种的抗原物质。如微生物或异种血清。（二）同种异体抗原：指来自同种生物而基因型不同的个体的抗原物质。如HLA抗原。（三）自身抗原：指能引起自身免疫应答的自身组织结构成分。如自身变异细胞。二、根据抗原激活B细胞是否依赖T细胞辅助分（一）胸腺依赖性抗原：必须在T细胞辅助下才能激活B细胞产生抗体的抗原，因T细胞是在胸腺成熟，故称此类抗原为胸腺依赖性抗原或T细胞依赖性抗原。（二）胸腺非依赖性抗原：不需要T细胞辅助，能直接激活B细胞产生抗体的抗原，称为胸腺非依赖性抗原。第三章免疫球蛋白§1免疫球蛋白与抗体的概念一、定义：（一）免疫球蛋白（Ig）：指具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白。（二）抗体（Ab）：指机体免疫细胞被抗原激活后，由B细胞合成与分泌的一类能与相应抗原特异性结合的具有免疫功能的球蛋白。二、区别：抗体都是免疫球蛋白，而免疫球蛋白并不都是抗体。如：骨髓瘤蛋白化学结构与抗体相似，但无抗体活性。§2免疫球蛋白结构一、免疫球蛋白的基本结构及功能区二、免疫球蛋白的酶解片段§3免疫球蛋白的生物学活性一、能与相应抗原发生特异性结合，形成抗原抗体复合物二、可以激活补体三、可与许多细胞表面Fc受体发生结合（一）调理促吞噬作用：如IgG促进吞噬细胞发挥吞噬功能（二）介导过敏反应：如IgE与肥大细胞结合介导Ⅰ型过敏反应（三）ADCC效应：IgGFc段与NK细胞、单核吞噬细胞上Fc段受体结合，使其发挥ADCC效应四、穿过胎盘：IgG是唯一可穿过胎盘的抗体五、免疫调节作用：负反馈性调节等§4免疫球蛋白的血清型一、同种型：（一）定义：指同一种属所有正常个体Ig分子共同具有的抗原特异性标志。其决定簇在Ig分子恒定区，具种属特异性。（二）举例：IgM、IgG、IgA、IgD、IgE二、同种异型：（一）定义：指同一种属不同个体所产生的同一类型Ig，由于重链或轻链恒定区内一个或数个氨基酸不同而表现的抗原性差异。其决定簇在Ig分子恒定区。（二）举例：人类ABO血型抗原。三、独特型：指不同B细胞克隆所产生的免疫球蛋白分子V区所具有的抗原特异性标志。其决定簇在Ig分子可变区。§5各类免疫球蛋白的特性及功能一、IgG（一）特性1、存在形式：单体，占血清Ig总量的3/4。2、合成时期：婴儿出生后三个月开始合成。3、半衰期：23天，是所有抗体中半衰期最长的。（二）生物活性1、是主要的抗感染抗体：如抗细菌、抗病毒、中和毒素等。2、是补体经典激活途径参与者。3、是唯一可以穿过胎盘的抗体，是新生儿抗感染重要因素。4、具有调理吞噬作用和介导ADCC效应的功能。二、IgM（一）特性1、存在形式：五聚体，占血清Ig总量的10%，是分子量最大抗体。2、合成时期：胎儿晚期已能合成。3、半衰期：5天，所以若血清中特异性IgM类抗体含量增加，表明有近期感染。（三）生物活性1、是高效能的抗菌抗体，是B细胞SmIg成分之一。2、激活补体传统途径，只需一个IgM分子。3、中和毒素或病毒，但不能介导ADCC效应。4、ABO血型天然抗体。三、IgA（一）特性：1、存在形式：单聚体（血清型）和双聚体（分泌型）；其中分泌型主要分布于呼吸道、消化道及初乳等分泌液中。2、合成时期：婴儿在出生4~6个月才能合成IgA。（二）生物活性1、是机体局部粘膜防御感染的重要因素（分泌型IgA）。2、具有中和毒素作用（血清型IgA）。3、辅助婴儿抵抗呼吸道、消化道感染（初乳中含分泌型IgA）。四、IgD（一）特性1、存在形式：单聚体，仅占血清Ig总量的1%。2、合成时期：较晚。（二）生物活性1、成熟B细胞的重要表面标志。2、血清中IgD的功能尚不清楚。五、IgE（一）特性1、存在形式：单聚体，仅占血清Ig总量的0.002%。2、合成时期：最晚合成的抗体。（三）生物活性1、引发Ⅰ型过敏反应。2、抗寄生虫的主要抗体。§6多克隆抗体和单克隆抗体一、多克隆抗体用抗原免疫动物后获得的免疫血清（抗血清）为多克隆抗体。二、单克隆抗体（McAb）（一）定义：指由一株B淋巴细胞杂交瘤增生而成的单一克隆细胞所产生的一种高度均一、高度专一性的抗体。（二）应用：1、克服交叉反应，提高免疫学试验的特异性和敏感性。2、用于亲和层析，可分离、纯化含量极低的可溶性抗原。3、用作生物导弹，携带抗肿瘤药物抵达靶器官发挥作用。第四章补体系统(学习本章内容请参阅教材中P36~45图示)§1概述一、补体系统（一）定义：由存在于人或脊椎动物血清与组织液中的一组可溶性蛋白及存在于血细胞与其他细胞表面的一组膜结合蛋白和补体受体所组成。（二）组成1、补体的固有成分：C1~C9及B、D、P因子等2、补体的调控成分：C1抑制剂、H因子、I因子等3、补体的各种受体：C1q、C3a、C4a、C4b等受体（三）激活方式1、经典途径（C.P）2、旁路途径(A.P)§2补体固有成分和补体系统的激活一、补体固有成分的组成及理化特性（一）组成（二）理化特性1、对热不稳定：通常56℃作用30min即被灭活。2、对理化因素敏感：如UV、酒精等均能破坏补体。二、补体系统的激活途径（请参照P43图4-9）（一）经典激活途径1、激活前提：AgAb复合物的形成。2、激活过程：⑴识别阶段：在激活物及Ca2+参与下C1被活化成具有酯酶活性的C1，其次，在Mg2+参与下酶解C4、C2产生C4b、C4a和C2b、C2a。⑵活化阶段：被酶解的C4b、C2b结合成C4b2b--C3转化酶，C3转化酶将C3分解为C3a、C3b与C4b2b结合成C4b2b3b--C5转化酶。⑶膜攻击阶段：在C5转化酶作用下，C5被裂解为C5a和C5b，C5b依次与C6、C7、C8、C9结合成C5b6789--膜攻击复合体（MAC）。细胞膜发生严重损伤，胞浆内容物外漏，导致细胞最终溶解、破坏。（二）旁路激活途径1、激活前提：细菌脂多糖、酵母多糖、葡聚糖等。2、激活过程：⑴识别阶段：体液中某些蛋白水解酶能有限的微弱裂解C3，产生少量C3a和C3b片段。当激活物出现后，在Mg2+参与下C3b与B因子（C3激活剂前体）结合形成C3bB复合物。⑵活化阶段：D因子（B因子转化酶原）在激活物作用下转化为有活性的D因子，可使C3bB中的B裂解为Ba和Bb，而形成C3bBb--C3转化酶。C3bBb极不稳定，与P因子（备解素）结合成C3bBb（P）稳定性提高，使C3大量分解为C3b，产生的C3b一方面与B因子构成更多的C3转化酶，另一方面可进一步与C3bBb结合形成C3bnBb复合物--C5转化酶。⑶膜攻击阶段：C3bnBb也不稳定与P因子结合成稳定的C5转化酶C3bnBb（P），其后与C.P途径一致最终形成C5b6789--膜攻击复合体（MAC），细胞完全裂解。§3补体激活过程的调节一、补体自身衰变的调节作用：C4b2b中的C2b、C3bBb中的Bb及C5b等性质都不稳定，极易衰变，导致C3转化酶、C5转化酶失活，从而影响膜攻击复合体的形成。二、体液中可溶性调节分子的作用（一）C1INH：C1酯酶抑制物使C1酯酶失活，从而抑制C4、C2活化。（二）I因子：C3b灭活因子，使C3b、C4b被裂解、灭活。（三）H因子：C3b灭活促进因子，加速I因子对C3b的灭活。（四）S蛋白：MAC抑制因子，阻止C5b6789的生成。§4补体的生物学功能一、溶菌和细胞溶解作用（一）溶菌作用：细菌进入体内后，若产生抗体则激活C.P途径；如没产生抗体（G-菌）则刺激A.P途径溶菌。（二）溶解细胞：若自身细胞发生变异，激活补体则细胞将被溶解。二、促进中和及溶解病毒作用（一）促进中和：抗体与病毒的复合物中加入补体可阻止病毒对宿主细胞的吸附和进入，增强抗体对病毒的中和作用。（二）溶解病毒：某些病毒可直接激活补体。三、调理和免疫粘附作用（一）调理作用：吞噬细胞上有C3b、C4b的受体，所以相当一座桥梁把细菌或免疫复合物与吞噬细胞连在一起，称补体的调理作用。（二）免疫粘附作用：红细胞和血