病原生物与免疫学基础-第三章-免疫学基础

病原生物与免疫学基础病原生物与免疫学基础第三章免疫学基础郑州市卫生学校张晓红目录第一节抗原………………………5第二节免疫球蛋白………………17第三节免疫系统…………………28第四节免疫应答…………………50第五节抗感染免疫………………65重点难点重点1.抗原、抗体、免疫球蛋白、免疫应答的概念。2.免疫球蛋白的特性及生物学功能。3.抗体产生的一般规律及意义。4.细胞免疫应答的作用。难点1.免疫球蛋白的结构。2.免疫应答的基本过程。3.抗感染免疫的组成及意义。学习目标1.具有免疫学的基础知识和正确理解免疫现象。2.掌握抗原、抗体、免疫系统、免疫应答、抗感染免疫的概念与功能。3.熟悉免疫球蛋白的特性、抗体产生的规律、细胞免疫的作用。4.了解免疫调节及体液中的抗微生物物质。5.学会运用免疫学原理辅助诊断及防治相关疾病。抗原（antigen,Ag）是指能刺激机体免疫系统产生特异性免疫应答，并能在体内或体外与免疫应答产物（抗体或效应T细胞）发生特异性结合的物质。抗原的基本特性①免疫原性：能刺激机体发生免疫应答、产生抗体及效应T细胞的特性。②抗原性：也称免疫反应性，抗原与其诱导产生的相应抗体或效应T细胞发生特异性结合的特性。概念第一节抗原第一节抗原特异性是指抗原只能刺激机体产生针对该抗原的免疫效应物质，且仅能与相应的免疫效应物质发生特异性结合特异性是免疫应答最基本的特点，亦是临床免疫学诊断与防治的理论依据抗原的特异性第一节抗原机体抗原抗体抗原与抗体特异性结合抗原抗原的特性示意图第一节抗原抗原决定基，又称表位，是抗原分子中决定抗原特异性的特殊化学基团，一般由几个到十几个氨基酸构成。表位是决定抗原特异性的基础，它是与抗体、免疫活性细胞抗原受体特异性结合的部位。抗原决定基第一节抗原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，则这两种抗原称为共同抗原抗体或效应T细胞对具有相同或相似决定基的不同抗原的反应，称为交叉反应抗原A抗血清A抗原B抗血清B第一节抗原（一）异物性①异种物质②同种异体物质③自身物质（二）理化性状1.分子大小与化学组成分子质量一般在l0kD以上，且分子量越大，含有抗原表位越多，结构越复杂，则免疫原性越强2.分子构象和易接近性二、决定抗原免疫原性的条件第一节抗原（一）微生物及其代谢产物微生物化学组成复杂，免疫原性较强细菌的外毒素是毒性极强的蛋白质，具有良好的免疫原性外毒素经甲醛处理后，失去毒性，保留免疫原性称为类毒素注射类毒素，可使机体产生特异性抗体（即抗毒素），能有效中和外毒素三、医学上重要的抗原第一节抗原（二）动物免疫血清临床治疗疾病使用的抗毒素，是将类毒素给马注射，从马血清中提取的抗毒素注入人体，可中和相应的外毒素，起到防治疾病的作用此抗毒素是异种抗原，具有免疫原性，可刺激机体产生抗马血清抗体，反复使用可引发超敏反应，故注射前应做过敏试验（三）异嗜性抗原存在于不同种属之间的共同抗原称异嗜性抗原。（四）同种异型抗原1.红细胞血型抗原（1）ABO血型抗原（2）Rh血型抗原2.人类白细胞抗原(HLA)主要组织相容性复合体（MHC）是一组决定移植组织是否相容、与免疫应答密切相关、紧密连锁的基因群人类主要组织相容性抗原称为人类白细胞抗原（HLA）参与免疫应答、移植排斥反应及免疫调节第一节抗原（五）自身抗原1.隐蔽的自身抗原如甲状腺球蛋白、精子、脑组织和眼晶体蛋白等2.修饰的自身抗原（六）肿瘤抗原1.肿瘤特异性抗原如黑色素瘤的抗原2.肿瘤相关抗原指与某种肿瘤的发生有关，但不是该肿瘤细胞所特有的抗原物质。如肝细胞癌变时，体内的甲胎蛋白(AFP)含量明显增加第一节抗原四、佐剂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，称佐剂包括①微生物及其产物：如短小棒状杆菌、卡介苗(BCG)等；②无机化合物：如明矾、氢氧化铝等；③油剂：如弗氏佐剂等佐剂能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，从而发挥佐剂作用小结抗原是指能刺激机体免疫系统产生特异性免疫应答，并能与免疫应答产物（抗体或效应T细胞）发生特异性结合的物质。抗原的特性包括免疫原性和抗原性。表位是抗原分子中决定抗原特异性的特殊化学基团，表位是决定抗原特异性的基础。抗体或效应T细胞对具有相同或相似决定基的不同抗原的反应，称为交叉反应。医学上重要的抗原有微生物及其代谢产物、动物免疫血清、异嗜性抗原、同种异型抗原、自身抗原、肿瘤抗原。第二节免疫球蛋白抗体(antibody,Ab)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相应抗原特异性结合的免疫球蛋白免疫球蛋白（Ig）具有抗体活性及化学结构与抗体相似的球蛋白统称为免疫球蛋白抗体是免疫球蛋白，而免疫球蛋白不一定都是抗体概念第二节免疫球蛋白基本结构免疫球蛋白的结构与功能第二节免疫球蛋白水解片断第二节免疫球蛋白分类第二节免疫球蛋白1.Fab段的生物学功能（1）中和作用（2）抑制细菌吸附2.Fc段的生物学功能（1）激活补体（2）结合细胞（3）抗体调理作用①参与ADCC②介导Ⅰ型超敏反应（4）穿过胎盘和黏膜免疫球蛋白的功能第二节免疫球蛋白第二节免疫球蛋白1.IgG出生后的第三个月开始合成，3至5岁时接近成人水平IgG是人体内五类免疫球蛋白中含量最高的，占血清免疫球蛋白总量的75％，分布于全身各个组织和体液中是唯一能够通过胎盘的免疫球蛋白是机体抗感染的主要抗体。抗病毒、细菌的抗体及抗毒素主要为IgG五类免疫球蛋白的特性第二节免疫球蛋白2.IgM由五个单体构成，分子量最大，称为巨球蛋白主要分布于血液，占血清免疫球蛋白总量的10％IgM是个体发育过程中最早合成和分泌的抗体，胚胎发育晚期的胎儿即能合成IgM，故脐带血中特异性IgM水平升高，提示胎儿发生宫内感染IgM也是初次体液免疫应答最早出现的抗体，血清中检出特异性IgM，则提示近期发生感染，可用于感染的早期诊断天然的ABO血型抗体为IgM第二节免疫球蛋白3.IgA人体出生后4～6个月开始合成，12岁左右达成人水平分为血清型和分泌型两种，血清型IgA主要为单体，存在于血清中，占血清免疫球蛋白总量的10％～15％分泌型IgA（SIgA）广泛分布于黏膜和外分泌液中，是机体局部黏膜抗感染的重要因素母亲初乳中含有SIgA，是获得自然被动免疫的重要途径，应大力提倡母乳喂养第二节免疫球蛋白4.IgD血清中含量很少，约占血清免疫球蛋白总量的0.2％～0.3％，是B淋巴细胞的重要抗原受体，血液中的IgD功能尚不清楚5.IgE约占血清中免疫球蛋白总量0.02％，能与肥大细胞和嗜碱粒细胞表面的IgE的Fc受体结合，引发I型超敏反应。可能与机体抗寄生虫免疫有关小结IgGIgAIgMIgDIgE存在形式单体单体、双体五聚体单体单体血清比例（%）75～8510～155～10＜0.3＜0.02合成时间出生后3个月4-6月胚胎末期较晚较晚生物学特性抗感染免疫的主要抗体；唯一能穿过胎盘SIgA具粘膜局部抗感染作用早期重要的抗感染抗体功能尚未清楚介导Ⅰ型超敏反应抗寄生虫感染第三节免疫系统第三节免疫系统一、免疫器官:中枢免疫器官和外周免疫器官（一）中枢免疫器官1.骨髓是B淋巴细胞发生、分化、发育和成熟的场所2.胸腺是T淋巴细胞发生、分化、发育和成熟的场所（二）外周免疫器官外周免疫器官是免疫细胞定居和发生免疫应答的部位包括脾脏、淋巴结和黏膜相关淋巴组织免疫系统由免疫器官、免疫细胞和免疫分子组成第三节免疫系统二、免疫细胞指与免疫有关的细胞，包括T淋巴细胞、B淋巴细胞、NK细胞和抗原提呈细胞等其中T淋巴细胞、B淋巴细胞在抗原刺激下能够活化、增殖、分化、发生免疫应答，产生效应T淋巴细胞和抗体，故又称为免疫活性细胞第三节免疫系统（一）T淋巴细胞又称胸腺依赖性淋巴细胞，T淋巴细胞介导细胞免疫应答1.主要表面标志（1）T淋巴细胞抗原受体(TCR)TCR是T淋巴细胞膜上特异性识别抗原的结构，T淋巴细胞通过TCR与抗原物质特异性结合，构成启动免疫应答的信号第三节免疫系统T细胞表面分子第三节免疫系统（2）CD4：存在于部分T淋巴细胞表面这些T淋巴细胞被称为CD4+T淋巴细胞，CD4与抗原提呈细胞表面的MHC-Ⅱ类分子结合，协助TCR接受抗原第三节免疫系统（3）CD8表面有CD8的T淋巴细胞称为CD8+T淋巴细胞CD8与抗原细胞膜上的MHC-I类分子结合，参与CD8+T淋巴细胞的活化增殖第三节免疫系统（4）CD2（绵羊红细胞受体）CD2能与绵羊红细胞结合B淋巴细胞上无CD2，所以CD2是T淋巴细胞区别于B淋巴细胞的重要标志采用T淋巴细胞与绵羊红细胞混合形成的E花环试验可以检测血液中T淋巴细胞数量和比例第三节免疫系统E玫瑰花环第三节免疫系统2.分类（1）按T淋巴细胞表面CD分子不同分为1）CD4+T淋巴细胞细胞表面表达CD4分子，受自身MHCⅡ类分子限制，活化后分化为Th细胞2）CD8+T淋巴细胞细胞表面表达CD8分子，受自身MHCⅠ类分子限制，活化后分化为细胞毒性T细胞（CTL）第三节免疫系统T淋巴细胞的双识别第三节免疫系统（2）按功能不同分为1）辅助T细胞(Th)：分为Thl和Th2，Thl主要分泌细胞因子和介导Ⅳ型超敏反应，Th2细胞主要是促进淋巴细胞发生免疫应答2）细胞毒性T细胞（CTL）：能对具有MHC-Ⅰ类分子的靶细胞抗原发生免疫应答，并特异性的溶解杀伤靶细胞3）调节性T细胞(Treg)：通过抑制CD4+T细胞和CD8+T细胞的活化与增殖，达到免疫的负调节作用第三节免疫系统（二）B淋巴细胞B淋巴细胞是由骨髓中的淋巴干细胞在骨髓的微环境作用下发育成熟的，故称为骨髓依赖性淋巴细胞B淋巴细胞介导体液免疫应答第三节免疫系统B淋巴细胞表面有抗原受体(BCR)是B淋巴细胞膜表面的免疫球蛋白(SmIg)能与抗原物质特异性结合，激活B细胞，启动免疫应答每一个B淋巴细胞表面只含一种抗原受体，只能识别并结合相应的抗原决定基，从而产生针对该抗原决定基的抗体第三节免疫系统B淋巴细胞抗原受体第三节免疫系统（三）NK细胞为自然杀伤细胞，NK细胞约占外周血淋巴细胞的5％～10％表面无抗原受体，无需抗原刺激活化就能直接杀伤抗原靶细胞，具有早期、直接、广泛等特点第三节免疫系统NK细胞膜上有IgG的Fc受体，与抗原靶细胞结合的IgG还可以通过Fc段结合到NK细胞上，激发NK细胞活性，杀伤靶细胞这种需要抗体辅助的杀细胞作用，称为抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用，简称ADCC作用第三节免疫系统（四）抗原提呈细胞抗原提呈细胞(APC)是指一些能捕获、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-吞噬细胞树突状细胞B淋巴细胞第三节免疫系统抗原提呈细胞经吞噬、胞饮等方式摄取抗原，并对抗原进行加工处理，降解为抗原肽，抗原肽与内体中新合成的MHC-Ⅱ类分子结合形成复合物转运至细胞表面，供CD4+Th细胞识别、结合，从而引发免疫应答第三节免疫系统抗原提呈细胞提呈抗原过程第三节免疫系统三、免疫分子免疫分子包括抗体、细胞因子和补体等多种参加免疫应答的生物活性物质它们既是免疫应答的效应分子，又是免疫应答过程中各个环节相互调节和相互作用的物质，在整个免疫应答过程中起着十分重要的作用小结要点T淋巴细胞B淋巴细胞来源胸腺骨髓分布淋巴结中占75%、脾脏中占40%淋巴结中占25%、脾脏中占60%表面标志TCR、CD4、CD8、CD2BCR（mIg）、MHC分子、CD32分类CD4+T细胞、CD8+T细胞B1细胞、B2细胞功能介导细胞免疫、参与辅助体液免疫介导体液免疫、参与抗原提呈第四节免疫应答一、免疫应答的概念和基本过程（一）概念免疫应答是指免疫系统接受抗原物质刺激后，免疫细胞对抗原的识别、自身活化、增殖、分化及产生特异性免疫效应的全过程第四节免疫应答T淋巴细胞介导的免疫应答称为细胞免疫应答B淋巴细胞介导的免疫应答称为体液免疫应答通过免疫应答机体及时地清除了抗原性异物，维持机体的生理平衡和稳定但在某些情