第三章免疫学基础

第三章免疫学基础人体的盾牌--免疫功能第一节概述•免疫：机体识别和排除抗原性异物，维持自身生理平衡和稳定的功能。•根据抗原性异物不同将免疫功能分为：功能正常表现异常表现免疫防御清除病原生物超敏反应、反复发生感染免疫稳定清除体内损伤衰老死亡的细胞自生免疫性疾病免疫监视清除体内突变的肿瘤细胞发生肿瘤第二节抗原•什么是抗原？日常生活中我们接触的一些物质：细菌、病毒、花粉一些食物：牛奶、鱼、虾某些药物：青霉素、链霉素等一、抗原的概念和特性（一）抗原的概念抗原（Ag）：能与免疫活性细胞上的抗原受体结合，促进其增殖、分化，产生抗体或者效应T细胞，并与之结合，进而发挥免疫效应的物质。（二）抗原的特性免疫原性：能刺激机体发生免疫应答、产生抗体或效应T细胞抗原性：在体内外与相应抗体或效应T细胞发生特异性结合机体抗原抗体＋抗体抗原抗原抗体复合物完全抗原：同时具有免疫原性和抗原性的物质。如：多数蛋白质、微生物、外毒素半抗原：不具有免疫原性，只具有抗原性的物质。如：多糖、脂质、某些药物半抗原与载体蛋白结合后，即有了免疫原性，成为完全抗原。（三）特异性什么叫抗原的特异性？即：专一性，抗原只能刺激机体产生针对该抗原的免疫效应物质，且只能与相应的免疫效应物质特异性结合。抗体特异性是免疫应答最基本的特点抗原为什么会具有这种特异性？因为抗原分子表面有抗原决定基（也称：表位或抗原决定族）是抗原分子中决定抗原特异性的特殊化学基团，是与抗体、免疫活性细胞抗原受体特异性结合的部位。一般由几个或几十个氨基酸构成。天然抗原都含有多个抗原决定基，可刺激机体产生多种抗体。如两种抗原含有一种相同或相似的表位，能与同一抗体发生反应，则将这两种抗原称为共同抗原。抗体或者效应T细胞对具有相同或相似决定基的不同抗原反应，称这种反应为交叉反应。二、决定抗原免疫原性的条件•（一）异物性异物：非己物质具有异物性的物质有：异种物质同种异体物质自身物质•（二）理化特性分子大小与化学组成分子构象和易接近性三、医学上重要的抗原•（一）微生物及其代谢物细菌、外毒素•（二）动物免疫血清马血清、兔血清•（三）异嗜性抗原：不同种属间共同抗原•（四）同种异型抗原：来源于同一种属不同个体的特异性抗原1、红细胞血型抗原ABO血型抗原Rh血型抗原•O型红细胞无凝集原，不会被凝集，可输给任何其他血型的人。•AB型的人，血清中无凝集素，可接受任何型的红细胞。ABO血型抗原Rh血型抗原凡是人体血液红细胞上有Rh凝集原者，为Rh阳性。反之为阴性。和ABO血型系统的抗体不同，Rh血型系统的抗体比较小，可以透过胎盘屏障。当一名Rh-的母亲怀有一个Rh+的婴儿，然后再怀有第二个Rh+的婴儿，就可能出现Rh症（溶血病）。母亲于第一次怀孕时产生对抗Rh+红细胞的抗体。以后若该妇女再次怀孕Rh阳性胎儿时，母体的抗体就可能通过胎盘进入胎儿血液，导致新生儿产生溶血性贫血而死亡，就称新生婴儿溶血症。2、人类白细胞抗原（HLA）HLA，即：人类主要组织相容性抗原，广泛存在于人体细胞表面并代表个体特异性的抗体，具有高度多态性，在无关个体间几乎不可能出现HLA表型完全相同的两个个体。故，一体组织器官移植科发生排斥反应。•（五）自身抗原包括：隐蔽的自身抗原和修饰的自身抗原•（六）肿瘤抗原包括:肿瘤特异性抗原和肿瘤相关抗原四、佐剂•什么叫佐剂？即：先于抗原或同时注射入机体，能明显增强免疫应答或改变免疫应答类型的物质。佐剂包括：微生物及其产物短小棒状杆菌、卡介苗无机化合物明矾、氢氧化铝油剂弗氏佐剂作用：佐剂可以延长抗原在体内的刺激时间，刺激抗原提呈细胞的功能，促进淋巴细胞增殖分化，从而发挥作用。第三节免疫球蛋白•一、概念什么是抗体？B淋巴细胞受抗原刺激后增殖分化为浆细胞，由浆细胞产生的并能与抗原特异性结合的球蛋白称为抗体。什么是免疫球蛋白？具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白统称为免疫球蛋白。注意！抗体是免疫球蛋白，但免疫球蛋白不一定都是抗体。二、免疫球蛋白的结构与功能•（一）免疫球蛋白的功能1、基本结构2条H链2条L链由二硫键链接•可变区（V区）能与抗原特异性的结合•恒定区（C区）稳定不变•铰链区含有大量的脯氨酸富有弹性免疫球蛋白分区（1）可变区：Ig分子肽链的N端，L链的1／2和H链的1／4，氨基酸的种类和排列顺序随机体特异性的不同变化较大，称为可变区（V区）；（2）恒定区：重链和轻链的C区分别称为CH和CL，不同类Ig的重链CH长度不一，有的包括CH1、CH2和CH3；有的更长，包括CH1、CH2、CH3和CH4。同一种属动物中，同一类别Ig分子C区氨基酸的组成和排列顺序比较恒定，称为恒定区。（3）、铰链区位于CH1与CH2之间，含有丰富的脯氨酸，因此易伸展弯曲，而且易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解。IgM和IgE缺乏铰链区。可变区（variableregion，V区）恒定区（constantregion，C区）可变区恒定区VHN端C端VHVLVL1/21/43/4CLCH1CH1CH2CH3CH2CH3CL富含脯氨酸铰链区链间二硫键易伸展弯曲，有利于捕获抗原。铰链区•2.水解片段Fab段可与抗原结合Fc段具有激活补体、结合细胞、通过胎盘和黏膜的功能（二）生物学功能•1.Fab段结合抗原，结合部位：V区中合作用（中和外毒素、病毒）抑制细菌吸附（sIgA与细菌结合）•2.Fc段（1）激活补体（2）结合细胞抗体调理作用参与ADCC（抗体依赖的细胞介导的细胞毒性作用）介导Ⅰ型超敏反应（3）穿过胎盘和粘膜母体IgG通过Fc段与胎盘滋养层细胞表面的相应受体结合而转到滋养层，然后进入血液，使新生儿出生后就有了同母体基本相同的抗体水平，能赋予新生儿约6个月的抗感染免疫力。免疫球蛋白的生物学活性1、Fab段的生物学作用：特异性结合抗原识别和特异性的结合抗原的部位在可变区V区•(1)中和作用：外毒素或病毒与抗体结合后，结合位点被抗体封闭阻止其进入细胞内。•（2）抑制细菌吸附：黏膜表面的sIgA与细菌特异性结合，阻止细菌定居黏膜细胞。2、Fc段的生物学作用⑴激活补体：抗体与抗原结合后，可激活补体，发挥补体的生物学效应。⑵结合细胞表面的Fc受体：①调理作用：②ADCC作用：③介导I型超敏反应：⑶穿过胎盘和粘膜：（1）激活补体当抗体（IgG、IgM）与相应抗原特异性结合后，使抗体发生变构，IgG的CH2功能区补体结合点暴露，从而导致补体通过经典途径激活，而IgM的补体结合点位于CH3功能区。（2）结合FC受体1、调理作用，促进吞噬作用：2、协助NK细胞发挥细胞毒作用：3、结合肥大细胞诱发I型超敏反应：ADCC效应表达受体的细胞通过识别抗体的Fc段直接杀伤被抗体包被的靶细胞（3）、穿过胎盘和粘膜IgG是唯一能从母体胎盘转移到胎儿体内的Ig。该作用属于自然被动免疫，对于新生儿的抗感染具有重要作用。IgA通过消化道和呼吸道粘膜形成分泌型IgA，是机体粘膜局部免疫的重要因素。分泌型IgA穿过粘膜三、五类免疫球蛋白•IgG于出生后3个月开始合成是人体五类免疫球蛋白中含量最多的，占75%是唯一能够通过胎盘的免疫球蛋白，是抗感染的主要抗体。•IgM有五个单体构成是五类免疫球蛋白中分子量最大的是机体受到抗原刺激时最先产生的抗体是胎儿时期接收抗原刺激后唯一能够合成的抗体天然的ABO血型抗体为IgMJ-chain•IgA出生后4~6个月开始合成，12岁是达到成人水平分为血清型和分泌型血清型存在于血清中，占血清免疫球蛋白总量的10%~20%分泌型由粘膜中的浆细胞产生，广泛分布于黏膜和外分泌液中。儿童局部黏膜分泌型IgA合成不足容易患呼吸道和肠道感染，初乳中含有sIgA，所以提倡母乳喂养。•IgD血清中含量少，0.2%~0.25%•IgE血清中含量极低，0.001%，能与肥大细胞和嗜碱粒细胞表面的Fc受体结合引发Ⅰ型超敏反应第四节免疫系统•免疫系统是集体执行免疫功能的机构，由以下组成：•免疫器官•免疫细胞•免疫分子一、免疫器官中枢免疫器官外周免疫器官免疫器官骨髓胸腺淋巴结脾脏黏膜相关淋巴组织骨髓：是造血器官，是各种免疫细胞的发源地，骨髓中的多能干细胞分化为髓样干细胞和淋巴干细胞胸腺:是T细胞成熟和发育的主要器官。未成熟的T细胞前体从骨髓迁移到胸腺，95%的细胞凋亡，5%的细胞发育、分化成为成熟的T细胞，释放到外周免疫器官。•淋巴结人体约有500~600个淋巴结，清除各个组织器官中的抗原物质淋巴结内有T淋巴细胞、B淋巴细胞、巨嗜细胞抗原T淋巴细胞B淋巴细胞血液组织淋巴结•脾脏是人体最大的外周免疫器官主要清除血液内的抗原物质以及自身衰老死亡的细胞B淋巴细胞约占60%，T淋巴细胞约占40%•黏膜相关淋巴组织包括扁桃体、阑尾和消化道、呼吸道和泌尿生殖道黏膜下分散的淋巴组织等免疫细胞•（一）T淋巴细胞也称：胸腺依赖性淋巴细胞介导细胞免疫应答•T淋巴细胞表面标志T淋巴细胞抗原受体（TCR）CD4CD8CD2（绵羊红细胞受体）•（二）B淋巴细胞•介导体液免疫•表面有抗原受体（BCR），可与抗原物质特异性结合，激活B细胞，启动免疫应答。•（三）NK细胞•即：自然杀伤细胞•表面无抗原受体，无需刺激活化就能杀伤靶细胞发挥抗病毒作用。表面有IgG的Fc受体，IgG可通过Fc段结合到NK细胞上，杀伤靶细胞。•（四）抗原提呈细胞（APC）抗原提呈细胞（APC）指一些能捕获、加工处理抗原并将处理后的抗原肽传递给T淋巴细胞的细胞。•主要包括：单核巨噬细胞、树突状细胞、B淋巴细胞三、免疫分子参加免疫应答的生物活性物质第五节免疫应答一、免疫应答的概念和基本过程（一）、概念免疫应答是指机体受抗原刺激后，免疫活性细胞对抗原的识别，自身的活化、增殖、分化以及产生特异性免疫效应的过程。包括：抗原提呈细胞对抗原的摄取、处理及提呈，免疫活性细胞对抗原的识别及自身活化、增殖、分化，以及产生的特异性免疫效应。免疫应答的类型体液免疫细胞免疫初次应答再次应答正免疫应答负免疫应答按参与细胞分类按抗原刺激顺序分类按应答效果分类（二）、免疫应答的基本过程免疫应答的基本过程可分为三个阶段：1、感应阶段：抗原递呈和识别阶段。2、反应阶段：为T细胞和B细胞在识别抗原后的活化、增殖和分化阶段。在这一阶段中，小部分T细胞和B细胞停止分化，分别转变成为T记忆细胞和B记忆细胞。3、效应阶段：为产生免疫效应的阶段。免疫应答的发生场所淋巴结、脾和粘膜等外周免疫器官是发生免疫应答的主要场所。抗原的呈递•细胞在其表面以能被T细胞受体(TCR)特异性识别的方式表达抗原的过程称为抗原提呈，也称为抗原呈递。•APC的抗原呈递作用是一个涉及抗原摄取、处理与呈递的复杂过程。二、B细胞介导的体液免疫应答（一）抗原提呈和识别阶段1、APC提呈抗原：外源性Ag进入机体后，由APC摄取加工，转变为抗原肽。抗原肽与APC的MHC-Ⅱ类分子结合，形成稳定的抗原肽-MHC-II类分子复合物，然后转运至细胞表面，供Th细胞识别。2、Th细胞对抗原的识别：Th细胞为CD4+T细胞，其通过TCR识别APC表面的抗原肽-MHCⅡ类分子复合物中的抗原肽，而CD4分子识别MHC-Ⅱ类分子，即T细胞的双识别。Th细胞对抗原的识别受MHC-Ⅱ类分子的限制。3、B细胞对抗原的识别：B细胞表面的BCR是膜表面免疫球蛋白，其通过可变区识别并结合特异性抗原，这种结合不受MHC分子的限制。（二）活化、增殖和分化阶段1、Th细胞活化及其对B细胞的辅助：T淋巴细胞接受抗原刺激后活化、增殖和分化，最终形成大量的效应T细胞。（包括CD4和CD8).2、B细胞活化、增殖和分化：在细胞因子参与下，B细胞活化、增殖、分化为浆细胞。一部分T,B细胞可成为记忆细胞。记忆细胞不产生抗体，但再次与相同抗原接触时，可迅速活化为浆细胞，产生大量特异性的抗体。抗体T细胞B细胞细胞免疫效应细菌、病毒等抗原刺激体液免疫效应效应T细胞浆细胞免疫应答过程产生细胞因子直接杀伤（三）效应阶段效应T细胞和抗体等发挥免疫效应的阶段。（1）浆细胞分泌抗体发挥体液免疫效应（2）和效应T