第一章 免疫學概論
一、免疫系統的基本功能
免疫(immunity):是免疫系統抵禦抗原異物的侵入,識别“自己”和“非己”的抗原,對“自己”的抗原形成天然免疫耐受,對“非己”抗原進行排除,維持機體内環境平衡和穩定的生理功能。
抗原的概念稍後會介紹,這裡通俗的說,就是機體認為不是自己的,外界來的大分子物質。比如輸血,如果輸的血型與自身的血型不同,機體就認為這種血是外來的“抗原”
免疫系統包括:免疫器官、免疫細胞、免疫分子
機體的免疫功能概括為:①免疫防禦 ②免疫監視 ③免疫自身穩定
免疫功能 | 正常生理功能 | 異常病理功能 |
免疫防禦 | 清除病原微生物及其他抗原性異物 | 超敏反應(過度).免疫缺陷病(不足) |
免疫自身穩定 | 清除損傷或衰老的細胞 | 自身免疫性疾病 |
免疫監視 | 清除突變或畸變細胞 | 惡性良性腫瘤發生,病毒持續感染 |
二、免疫應答的種類及其特點
免疫應答(immune response):是指免疫系統識别和清除抗原的整個過程。分為固有免疫和适應性免疫
⒈固有免疫(innate immunity):也稱先天性免疫或非特異性免疫,是生物長期進化中逐漸形成的,是機體抵禦病原體入侵的第一道防線
特點:先天具有,無免疫記憶,無特異性。
⒉适應性免疫(adaptive immunity):亦稱獲得性免疫或特異性免疫。由T、B淋巴細胞介導,通過其表面的抗原受體特異性識别抗原後,T、B淋巴細胞活化、增殖并發揮免疫效應、清除抗原;須經曆克隆增殖;
分為三個階段:①識别階段 ②活化增殖階段 ③效應階段
三個主要特點 ①特異性 ②耐受性 ③記憶性
因需要細胞的活化、增殖等較複雜過程,故所需時間較長
第二章 免疫組織與器官
免疫系統(Immune System):由免疫器官、免疫細胞和免疫分子構成。
免 疫 系 統 | 免疫器官 | 中樞 | 胸腺 | T細胞分化、發育、成熟的場所 |
骨髓 | 各種血細胞和免疫細胞發生及成熟的場所 | |||
外周 | 淋巴結 | TB細胞定居,免疫應答,過濾作用 | ||
脾髒 | ||||
粘膜相關 淋巴組織 | ⒈參與黏膜局部免疫應答 ⒉(B細胞)産生分泌型IgA | |||
免疫細胞 | 造血幹細胞 | 産生紅細胞及免疫細胞 | ||
淋巴細胞 | 細胞免疫和體液免疫 | |||
抗原提呈細胞 | 捕獲、處理并遞呈抗原 | |||
其他免疫細胞 | ||||
免疫分子 | 抗體 | |||
補體 | ||||
細胞因子 | ||||
MHC分子、CD分子 |
第一節 中樞免疫器官群組織
中樞免疫器官,是免疫細胞發生、分化、發育和成熟的場所
一、骨髓
是各種血細胞和免疫細胞發生及成熟的場所
㈠骨髓的功能
⒈各類血細胞和免疫細胞發生的場所
⒉B細胞分化成熟的場所
⒊體液免疫應答發生的場所 再次體液免疫應答的主要部位
二、胸腺
是T細胞分化、發育、成熟的場所
㈠胸腺的結構
胸腺分為皮質和髓質。皮質又分為淺皮質區和深皮質區;
㈡胸腺微環境:由胸腺基質細胞、細胞外基質及局部活性物質(如激素、細胞因子等)組成,其在胸腺細胞分化發育過程的不同環節均發揮作用。
㈢胸腺的功能
⒈T細胞分化、成熟的場所 ⒉免疫調節 ⒊自身耐受的建立與維持
第二節 外周免疫器官群組織
外周免疫器官 是成熟淋巴細胞定居的場所,也是這些淋巴細胞針對外來抗原刺激啟動初次免疫應答的主要部位
一、淋巴結
1. T、B細胞定居的場所 ⒉免疫應答發生的場所 ⒊參與淋巴細胞再循環
⒋過濾作用(過濾淋巴液)
二、脾 人體最大的外周免疫器官
⒈T、B細胞定居的場所 ⒉免疫應答發生的場所 ⒊合成某些生物活性物質
⒋過濾作用(過濾血液)
三、粘膜相關淋巴組織(MALT)
主要指呼吸道、胃腸道及泌尿生殖道粘膜固有層和上皮細胞下散在的無被膜淋巴組織,以及某些帶有生發中心的器官化的淋巴組織
⒈參與黏膜局部免疫應答
⒉(B細胞)産生分泌型IgA
四、免疫細胞
免疫細胞(immunocyte):是指所有參與免疫應答或與之有關的細胞。根據免疫細胞在免疫應答中的作用可概括為四類:
①淋巴細胞:包括T、B淋巴細胞,由于T、B細胞可以TCR、BCR特異識别抗原故也稱抗原特異性淋巴細胞。其分别介導細胞免疫和體液免疫。
②抗原遞呈細胞(APC細胞):包括樹突狀細胞、巨噬細胞等。能捕獲、處理并遞呈抗原的細胞,在免疫應答過程中具有重要的遞呈抗原肽及免疫調節作用。
③吞噬細胞:包括單核-巨噬細胞和中性粒細胞。具有吞噬和殺菌功能,在固有免疫中發揮重要作用。
④自然殺傷細胞:即NK細胞,可自發殺傷病毒感染細胞及惡性良性腫瘤細胞,在固有免疫中發揮重要作用。
第三節 淋巴細胞歸巢與再循環
成熟淋巴細胞離開中樞免疫器官後,經血液循環趨向性遷移,并定居于外周免疫器官或組織的特定區域,稱淋巴細胞歸巢。
淋巴細胞在血液、淋巴液、淋巴器官或組織間反複循環的過程稱為淋巴細胞再循環
淋巴細胞再循環及其生物學意義
①使體内淋巴細胞在外周免疫器官群組織分布的更趨合理
②淋巴細胞可不斷從循環池中得到新的淋巴細胞得到補充
③增加了抗原和APC接觸的機會
④使機體所有免疫器官群組織聯系成為一個有機整體,并将免疫資訊傳遞給全身各處的淋巴細胞和其他免疫細胞
第三章 抗原(1)
抗原(Antigen, Ag):是指能與T細胞、B淋巴細胞的TCR(T 細胞受體)或BCR(B細胞受體)結合,促使其增殖、分化,産生抗體或緻敏淋巴細胞,并與之結合,進而發揮免疫效應的物質
抗原有兩個重要特性:免疫原性、抗原性
免疫原性:抗原刺激機體産生免疫應答,誘導産生抗體或效應淋巴細胞的能力
抗原性:即抗原與其所誘導産生的抗體或效應淋巴細胞特異性相結合的能力
半抗原/不完全抗原:僅具備抗原性而不具備免疫原性的物質。
TCR: T cell receptor,T細胞受體;BCR就不用解釋了吧,要記住哦,後面就這麼叫了
第一節 抗原的異物性與特異性
一、異物性
異物即非“己”的物質。一般來說,抗原與機體之間的親緣關系越遠,組織結構差異越大,異物性越強,其免疫原性就越強。
①異物性不僅存在于不同種屬之間;
②也存在于同種異體之間,如同種異體移植物是異物,也有免疫原性;
自身成份也可被機體視為異物。(如發生改變;在胚胎期未與免疫活性細胞充分接觸。)
二、特異性
是指抗原刺激機體産生免疫應答及其與應答産物發生反應所顯示的專一性,即某一特定抗原隻能刺激機體産生特異性的抗體或緻敏淋巴細胞,且僅能與該抗體或對該抗原應答的淋巴細胞有特異性結合。
1.抗原表位
決定抗原特異性的結構基礎是存在于抗原分子中的抗原表位。抗原表位(epitope)、又稱抗原決定簇(antigenic determinant)
①抗原分子中決定抗原特異性的特殊化學基團;
②它是與TCR/BCR及抗體特異性結合的基本結構機關
2.抗原表位的類型:
構象表位:前者指短肽或多糖殘基在空間上形成的特定的構象,也稱非線性表位
順序表位:又稱線性表位,由連續性線性排列的短肽構
抗原結合價(antigenic valence):指一個抗原分子上能與相應抗體發生特異性結合的抗原決定簇的總數
T細胞抗原表位和B細胞抗原表位的概念及差別:
T細胞表位 | B細胞表位 | |
識别表位受體 | TCR | BCR |
MHC分子參與 | 必需 | 無需 |
表位性質 | 主要為線性短肽 | 天然多肽、多糖、脂多糖、有機化合物 |
表位類型 | 線性表位 | 構象表位或線性表位 |
表位位置 | 抗原分子任意部位 | 抗原分子表面 |
3.表位-載體效應(carrier effect)
B 細胞應答産生抗體需要 Th 細胞的輔助。半抗原為簡單分子,隻能提供B細胞表位;載體則提供Th細胞識别的T細胞表位。
在免疫應答中,B細胞識别半抗原,并提呈載體表位給CD4+ T細胞,Th細胞識别載體表位,這樣載體就可把特異T-B細胞連接配接起來(T-B橋聯),T細胞才能激活B細胞。
4.共同抗原表位(common epitope)
①某些抗原分子中常帶有多種抗原表位,不同抗原之間含有的相同或相似的抗原表位。
②某些抗原不僅可與其誘生的抗體或緻敏淋巴細胞反應,還可與其他抗原誘生的抗體或緻敏淋巴細胞反應。 、
5.交叉反應(cross-reaction):抗體或緻敏淋巴細胞對具有相同和相似表位的不同抗原的反應。
第二節 影響抗原免疫應答的因素
一、抗原分子的理化性質
1.化學性質::大分子有機物,如蛋白質、糖蛋白脂蛋白和多糖類、脂多糖等都有免疫原性。
2.分子量大小:分子量越大,含有抗原表位越多,結構越複雜,免疫原性越強。大于100kD的為強抗原,小于10kD的通常免疫原性較弱,甚至無免疫原性。
3.結構的複雜性
4.分子構象 (conformation):某些抗原分子在天然狀态下可誘生特異性抗體,但抗原分子構象發生改變,可以影響其抗原特異性甚至免疫原性。此因素主要影響 B 細胞免疫。
5.易接近性(accessibility): 是指抗原表位能否被淋巴細胞抗原受體所接近的程度。
6.實體狀态:一般聚合狀态的蛋白質較其單體有更強的免疫原性;顆粒性抗原的免疫原性強于可溶性抗原。是以常将免疫原性弱的物質吸附在某些大顆粒表面,可增強其免疫原性。
二、宿主方面的因素:
①遺傳因素
②年齡、性别與健康狀态
三、抗原進入機體方式的影響:
①抗原劑量要适中,太低和太高則誘導免疫耐受;
②免疫途徑:皮内免疫>皮下免疫>腹腔注射/靜脈注射>口服易誘導耐受;
③注射間隔時間要适當,次數不要太頻;
④要選擇好免疫佐劑,弗氏佐劑主要誘導IgG類抗體産生,明礬佐劑易誘導IgE類抗體産生。
第三節 抗原的種類
一、根據誘生抗體時需否Th細胞參與分類
1.胸腺依賴性抗原(thymus dependent antigen, TD-Ag):需在T細胞輔助才能激活B細胞産生Ab,由T細胞表位和B細胞表位組成。絕大多數Ag屬此類。
2.胸腺非依賴性抗原(thymus independent antigen,TI-Ag):需T細胞輔助或依賴程度較低即可刺激機體産生抗體,由多個重複的B表位組成。少數Ag屬此類。如細菌多糖、聚合鞭毛蛋白等。
3.TD-Ag與TI-Ag的特性比較
胸腺依賴性抗原 | 胸腺非依賴性抗原 | |
組成 | B、T細胞表位 | 重複B細胞表位 |
T細胞輔助 | 必需 | 無需 |
免疫應答類型 | 體液、細胞免疫 | 體液免疫 |
抗體類型 | 多種 | IgM |
免疫記憶 | 有 | 無 |
化學組分 | 蛋白質 | 多糖 |
二、根據抗原與機體的親緣關系分類
1.異嗜性抗原(heterophilic antigen)(Forssman 抗原):為一類與種屬無關,存在于人、動物及微生物之間的共同抗原。如:溶血性鍊球菌的表面成分與人腎小球基底膜及心肌組織。
2.異種抗原(xenogenic antigen):來自不同種屬的抗原。
3.同種異型抗原(allogenic antigen):HLA;ABO系統和Rh系統等。
4.自身抗原(autoantigen):在感染、外傷、服用某些藥物等影響下,使免疫隔離部位的抗原釋放,或改變和修飾了的自身組織細胞,可誘發對自身成分的免疫應答,這些可誘導特異性免疫應答的自身成分稱為自身抗原,例如晶狀體抗原等。
5.獨特型抗原(idiotypic antigen):T細胞抗原識别受體(TCR)及BCR或Ig的V區所具有的獨特的氨基酸順序和空間構象,可誘導自體産生相應的特異性抗體,這些獨特的氨基酸序列稱為獨特型(idiotype, Id)抗原而成為自身免疫原,所誘生的抗體(即抗抗體,或稱Ab1)稱抗獨特型抗體(AId)。
三、根據抗原是否在抗原提呈細胞内合成分類
1.内源性抗原(endogenous antigen):指在抗原提呈細胞内新合成的抗原。如病毒感染細胞合成的病毒蛋白、惡性良性腫瘤細胞内合成的惡性良性腫瘤抗原等。此類抗原在細胞内加工處理為抗原短肽,與MHC-Ⅰ類分子結合成複合物,被CD8+T細胞的TCR識别。
2.外源性抗原(exogenous antigen):指并非由抗原提呈細胞合成、來源于細胞外的抗原。抗原提呈細胞可通過胞噬、胞飲和受體介導的内吞等作用攝取外源性抗原,如吞噬的細胞或細菌等。在内吞體及溶酶體内,此類物質被酶解加工為抗原短肽後,與MHC-Ⅱ類分子結合為複合物,被CD4+T細胞的TCR識别。
第四節 非特異性免疫刺激劑
一、超抗原
普通蛋白質抗原可激活機體總T細胞庫中萬分之一至百萬分之一的T細胞。
某些抗原物質,隻需要極低濃度(1~10ng/ml)即可激活2%~20%T細胞克隆,産生極強的免疫應答,這類抗原稱之為超抗原(superantigen, SAg)。
SAg的作用特點:
①具有強激活T細胞作用
②不需APC處理
③可激活T細胞,又可緻T細胞産生免疫耐受或抑制.
實際為多克隆激活劑,有内源性和外源性之分
二、佐劑
預先或與抗原同時注入體内,可增強機體對該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性物質,稱為佐劑(adjuvant)。
分類:
①生物性:卡介苗(BCG)、短小棒狀杆菌(CP)、脂多糖(LPS)和細胞因子(如GM-CSF);
②無機化合物:氫氧化鋁[Al(OH)3];
③人工合成:雙鍊多聚肌苷酸:胞苷酸(poly I:C)和雙鍊多聚腺苷酸:尿苷酸(poly A:U);礦物油;脂質體;免疫刺激複合物(ISCOMs) ;含CpG脫氧寡核苷酸 等。
弗氏完全佐劑(Freund's complete adjuvant, FCA)、弗氏不完全佐劑(Freund's incomplete adjuvant, FIA)是目前動物試驗中最常用的佐劑。
作用機制:
①改變抗原實體性狀,延緩抗原降解和排除,延長抗原在體内潴留時間;
②刺激單核-巨噬細胞系統,增強其對抗原的處理和提呈能力;
③刺激淋巴細胞的增殖分化,進而增強和擴大免疫應答的能力。
三、絲裂原(mitogen)
亦稱有絲分裂原,因可緻細胞發生有絲分裂而得名。由于其與淋巴細胞表面的相應配體結合,刺激靜止淋巴細胞轉化為淋巴母細胞和有絲分裂,激活某一類淋巴細胞的全部克隆,因而被認為是一種非特異性的淋巴細胞多克隆激活劑。
第四章 免疫球蛋白
抗體(antibody,Ab)是介導體液免疫的重要效應分子,是B細胞接受抗原刺激後增殖分化為漿細胞所産生的球蛋白,主要存在于血清等體液中,通過與相應抗原特異性結合發揮體液免疫功能
免疫球蛋白:具有抗體活性或化學結構與抗體相似的球蛋白稱為免疫球蛋白,有分泌型和膜型之分
分泌型主要存在于血液及組織液中,具有抗體的各種功能; 膜型構成B細胞膜上的抗原受體
第一節 免疫球蛋白的結構
一、免疫球蛋白的基本結構
㈠重鍊和輕鍊
⒈重鍊 分為五類或五個同種型 IgM、IgD、IgG、IgA、IgE,相應重鍊為μδγαε鍊
⒉輕鍊 分為兩型
κλ,相應輕鍊為κλ鍊
㈡可變區和恒定區
輕鍊和重連結近N端氨基酸序列變化較大的區域,為可變區,靠近C端氨基酸序列相對穩定的區域,為恒定區
⒈可變區
VH和VL各有3個區域的氨基酸組成和排列順序高度可變,稱為高變區HVR 或互補決定區CDR
VH和VL的3個CDR共同組成Ig的抗原結合部位,決定着抗體的特異性,負責識别及結合抗原,進而發揮免疫效應
V區中,CDR之外區域的氨基酸和排列順序相對不易變化,稱為骨架區FR
⒉恒定區
同一種屬的個體,針對不同抗原的同一類别的Ig,V區不同,C區恒定,免疫原性相同
針對不同抗原的人IgG,V區不同,C區相同
㈢鉸鍊區 位于CH1和CH2之間,含有豐富的脯氨酸,易伸展彎曲,能改變兩個結合抗原的Y形臂之間的距離,有利于兩臂同時結合兩個抗原表位
㈣結構域 Ig的兩條重鍊和兩條輕鍊都可折疊為數個球形結構域,每個結構域一般都具有其相應的功能
輕鍊:VL、CL
重鍊:VH、CH1、CH2、CH3
二、免疫球蛋白的其他成分
㈠J鍊
是一富含半胱氨酸的多肽鍊,由漿細胞合成,主要功能是将單體Ig分子連接配接為二聚體或多聚體
IgA→二聚體 IgM→五聚體 IgG、D、E→單體型,無J鍊
㈡分泌片 是分泌型IgA的輔助成分,由黏膜上皮細胞合成、分泌,并結合于IgA二聚體上,使其成為分泌型IgA,并一起被分泌到黏膜表面 功能:保護分泌型IgA鉸鍊區免受蛋白水解酶降解的作用,并介導IgA二聚體從黏膜下轉運到黏膜表面
三、免疫球蛋白的水解片段
㈠木瓜蛋白酶水解片段 水解IgG的部位:鉸鍊區二硫鍵連接配接的二條重鍊的近N端→2個Fab,1個Fc
Fab可結合抗原,不發生凝集、沉澱反應,Fc可形成結晶,是Ig與效應分子、細胞互相作用的部位
㈡胃蛋白酶水解片段 水解部位:鉸鍊區二硫鍵所連接配接的兩條重鍊的近C端→1個F(ab’)2,小片段pFc’
1個F(ab’)2,可結合抗原,可發生凝集、沉澱反應,避免了Fc段抗原性可能引起的副作用
第二節 免疫球蛋白的異質性
一、免疫球蛋白的類型
㈠類 重鍊不同 ㈡亞類 重鍊的抗原性及二硫鍵數目、位置不同 ㈢型 輕鍊不同 ㈣亞型 輕鍊C區N端AA不同
二、外源因素所緻的異質性——Ig的多樣性
含有多種不同抗原表位的抗原刺激機體免疫系統,導緻免疫細胞的活化,産生多種不同特異性的抗體
三、内源因素所緻的異質性——Ig的血清型
㈠同種型 種屬型标志,存在于C區
㈡同種異型 個體型标志,存在于C區
㈢獨特型 存在于V區,是每個Ig分子所特有的抗原特異性标志
第三節 免疫球蛋白的功能
一、可變區(IgV)功能
1. 識别并特異性結合抗原:特異性識别和結合抗原是Ig 的基本功能。
Ig結合抗原表位的個數稱為抗原結合價,單體Ig 為雙價,分泌型Ig A為4價,五聚體IgM理論上為10價,但實際一般為5價。
2. 中和作用:抗體與細菌抗原或病毒結合後,具有中和毒素、阻斷病原微生物入侵和清除病原微生物等免疫防禦功能。
二、恒定區(IgC)功能
1. 激活補體
抗體(IgG1、IgG2、IgG3和IgM)與抗原結合後,可通過經典途徑激活補體系統,産生多種效應功能;聚合的IgA、IgE和IgG4可通過旁路途徑激活補體系統。
2. 結合Fc段受體
IgA、IgE和IgG的Fc段可與多種細胞表面的相應Fc受體結合,産生一系列生物學功能。
(1) 調理作用(opsonization)IgG的Fc段與巨噬細胞、中性粒細胞表面的IgG Fc受體結合,促進吞噬細胞對抗原的吞噬。
(2) 抗體依賴的細胞介導的細胞毒作用(antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity, ADCC)具有殺傷活性的細胞通過其表面表達的Fc受體識别包被于靶抗原(細菌或惡性良性腫瘤細胞)上的抗體的Fc段,通過釋放媒體直接殺傷靶細胞。自然殺傷細胞(NK細胞)是介導的ADCC的主要細胞。
(3) 介導I型超敏反應:IgE的Fc段與嗜堿性粒細胞、肥大細胞表面IgE Fc受體結合,參與I型超敏反應的發生。
3. 穿過胎盤和黏膜
在人類,IgG是惟一能通過胎盤到達胎兒體内的免疫球蛋白,進而形成嬰兒的天然免疫;IgA可通過呼吸道和消化道粘膜,是局部免疫的重要因素。
第四節 各類免疫球蛋白的特性與功能
一、IgG
重鍊為γ鍊,血清中以單體形式存在,占血清Ig總量的75~80%,半壽期20~23天。人IgG有4個亞類:IgG1、IgG2、IgG3和IgG4,是再次免疫應答産生的、體内主要的抗感染抗體。能通過胎盤,可激活補體,通過Fc受體結合細胞發揮ADCC和調理作用。IgG與SPA結合的特性可用于抗體純化及免疫診斷。
二、IgM
重鍊為μ鍊,血清中以五聚體形式存在,五個單體通過J鍊和二硫鍵聯接而成,是分子量最大的Ig,故又稱為巨球蛋白(macroglobulin)。IgM無鉸鍊區。IgM占血清Ig的5~10%左右,半壽期10天。也是體内主要的抗感染抗體,感染早期首先出現的抗體是IgM,IgM激活補體的能力遠遠大于IgG。IgM也是B細胞表面抗原受體的主要成分。
三、IgA
重鍊為α鍊,血清中以單體形式存在,分泌液中以二聚體形式存在,稱分泌型IgA(secretory IgA, SIgA)。SIgA由兩個單體、一個J鍊和一個分泌片組成。血清中IgA占血清Ig總量的10~15%,半壽期為6天。SIgA可通過黏膜,主要存在于唾液、淚液、乳汁(尤其是初乳)及呼吸道、消化道、泌尿道的分泌液中和黏膜表面,在機體黏膜局部抗感染免疫中發揮重要作用。
四、IgE
重鍊為ε鍊,在血清中以單體形式存在。IgE無鉸鍊區。血清中含量極微,半壽期2.5天。IgE與肥大細胞、嗜堿性粒細胞極易結合,主要參與I型超敏反應及抗某些寄生蟲感染。
五、IgD
重鍊為δ鍊,分子形式為單體。IgD在血清中含量很低,半壽期3天。對IgD的生物學功能了解甚少,可能和某些超敏反應、自身免疫疾病有關,尚未證明IgD有抗感染作用。和IgM一樣,IgD是B細胞表面抗原受體的成分,現認為IgD和B細胞的分化、成熟有關。
第五節 人工制備抗體
一個B細胞克隆識别其特異性抗原表位而被激活後,隻産生一種特異性抗體。
1. 多克隆抗體(polyclonal antibody):天然抗原往往具有多種表位,刺激機體産生的抗體中包含針對多種不同抗原表位的Ig,系由多個B細胞克隆産生的抗體混合物,故稱為多克隆抗體。多克隆抗體來源廣泛但特異性不高。
2. 單克隆抗體(monoclonal antibodies, mAb):由一個B細胞克隆産生的識别單一抗原表位的同源抗體,稱為單克隆抗體。mAb一般通過雜交瘤技術制備,具有結構高度均一、抗原結合部位和同種型相同、純度高、特異性強和效價高等特點。
第五章 補體系統
第一節 補體概述
補體系統包括30餘種成分,廣泛存在于血清、組織液、細胞膜表面,是一個具有精密調控機制的蛋白質反應系統。血漿中補體成分在被激活前無生物學活性
㈠補體系統的組成 ⒈補體固有成分 ⒉補體調節蛋白 ⒊補體受體
㈡補體的命名
經典、終末途徑按其發現順序命名;旁路途經成分分别稱為BPHID因子
有酶活性的補體分子,均在其上以橫線表示;裂解片段字尾以英文小寫字母
㈢補體的生物合成
90%血漿補體成分由肝髒組成
第二節 補體激活
一、經典途徑
1. 參與成分:包括C1(C1q、C1r、C1s)、C4、C2、C3。
2. 激活物
激活物為AgAb免疫複合物(IC),Ab為IgM 、IgG1、IgG2或IgG3。每個C1須同時與兩個以上Ig 分子的Fc 段結合。
3. 活化過程
(1)抗原抗體結合後,抗體構型改變,暴露Fc 段中補體結合部位,C1q 可主動識别其補體結合位點,啟動經典途徑。當一分子C1q 中兩個以上的球形頭部與免疫複合物(IC)中IgM 或IgG Fc 段結合後,C1q 的構象發生改變,C1r 活化,并激活C1s 的絲氨酸蛋白酶活性;
(2)C1s 依次裂解C4、C2,産生C4b+C4a 和C2a +C2b,C2a 與C4b 結合成C4b2a 複合物(C3轉化酶);
(3)C3轉化酶将C3裂解成C3b+C3a ,C3b 與C4b2a 結合形成C4b2a3b 複合物(C5轉化酶)。
二、旁路途徑
1. 參與成分:C3、B因子、D因子和P因子。
2. 激活物:某些細菌、内毒素、酵母多糖等以及凝集的IgA和IgG4等,上述物質實際上是為補體激活提供保護性環境和接觸表面。
3. 活化過程:各種因素産生的C3b結合于激活物表面,再與B因子結合産生C3bB,在D因子作用下産生C3bBb(旁路C3轉化酶)。C3bBb與多份C3b結合形成C3bBb3b(旁路C5轉化酶),後者裂解C5,引起共同的末端效應。旁路途徑可以識别自己與非己,具有放大效應。
三、MBL途徑(甘露糖結合凝集素)激活途徑
1. 參與成分:包括MBL、MASP-1、MASP-2、C4、C2、C3。
2. 激活物:含N氨基半乳糖或甘露糖基的病原體。
3. 活化過程:MBL識别和結合細菌N氨基半乳糖或甘露糖基等糖結構後,通過構象改變激活與之相連的MASP。MASP-2具有類似活化的C1s的活性,可水解C4和C2,産生經典途徑C3轉化酶C4b2a,其後反應過程同經典途徑。MASP-1直接裂解C3生成C3b,形成旁路途徑C3轉化酶C3bBb。
四、補體活化的共同終末過程
三條途徑産生的C5轉化酶,均可裂解C5,引發共同終末效應。
C5轉化酶作用于C5,産生C5b和C5a,C5b結合在細胞表面,依次與C6、C7結合形成C5b67複合物,插入細胞膜中,再與C8結合形成C5b678,後者可牢固附着于細胞表面。
C5b678再與多分子C9結合 C5b6789n,即MAC(攻膜複合物),導緻細胞崩解。
經典途徑 | 旁路途徑 | MBL途徑 | |
激活物 | IgG1-3或IgM與抗原 | 細菌内毒素、酵母多糖、形成的免疫複合物 凝聚的IgA、IgG4 | MBL與病原體結合 |
起始分子 | C1q | C3 | C2、C4 |
C3轉化酶 | C4b2b | C3bBb | C4b2bC |
C5轉化酶 | C4b2b3b | C3bnBb、C3bBb3b | C4b2b3b |
作用 | 參與特異性體液免疫,在感染晚期發揮作用 | 參與非特異性免疫,在感染早期發揮作用 | 參與非特異性免疫,在感染早期發揮作用 |
第三節 補體系統的調節
①控制補體活化的啟動
②補體活性片段發生自發性衰變
③血漿和細胞膜表面存在多種補體調節蛋白,通過控制級聯酶促反應過程中酶活性和MAC組裝等關鍵步驟而發揮調節作用
第四節 補體的生物學意義
一、補體的生物功能
⒈溶菌、溶解病毒和細胞的細胞毒作用
MAC溶解紅細胞、血小闆和有核細胞;參與宿主抗細菌、抗病毒防禦機制
⒉調理作用
調節吞噬作用是機體抵禦全身性細菌、真菌感染的主要機制之一
⒊免疫黏附
是機體清除循環免疫複合物的重要機制
⒋發炎媒體作用
①C3a、C5a為過敏毒素,介導局部發炎反應 ②C5a對中性粒細胞等有強趨化作用
二、補體的病理生理學意義
⒈機體抗感染防禦的主要機制
⒉參與适應性免疫反應
⒊補體系統與血液中其他級聯反應系統的互相作用
第六章 細胞因子
細胞因子:是有免疫原、絲裂原或其他因子刺激細胞所産生的低分子量可溶性蛋白質,為生物資訊分子,具有調節固有免疫和适應性免疫應答,促進造血,以及刺激細胞活化、增殖和分化等功能
第一節 細胞因子的共同特點
①多為小分子多肽
②在較低濃度下既有生物學活性
③通過結合細胞表面高親和力受體發揮生物學效應
④以自分泌、旁分泌或内分泌形式發揮作用
⑤具有多效性、重疊性、拮抗性或協同性
第二節 細胞因子的分類
1.白細胞介素:IL-2通過自分泌作用促進TC;IL-4為Th2型細胞因子;IL-6促炎因子;IL-12促進體細胞增殖分化
2.幹擾素家族:最早發現,因具有幹擾病毒的感染和複制的功能得名
3.惡性良性腫瘤壞死因子超家族:能使惡性良性腫瘤發生出血、壞死的細胞因子。分為TNF-α和淋巴毒素
4.集落刺激因子 指能刺激多能造血幹細胞和不同發育分化階段的造血祖細胞增殖、分化的細胞因子有:GM-CSF,M-CSF,G-CSF,EPO,SCF,TPO
5.趨化因子家族
6.其他細胞因子 如TGF-β,VEGF,EGF,FGF
第三節 細胞因子的生物學活性
一、調節固有免疫應答
二、調節适應性免疫應答
⒈B細胞:IL4,5,6,13,惡性良性腫瘤壞死因子超家族的BAFF等可促進B細胞的活化、增殖和分化為抗體産生細胞
⒉T細胞:IL-2,7,18等活化T細胞促進其增殖 Th1→IL12,IFN-γ;Th2→IL-4
三、刺激造血
骨髓和胸腺造血微環境中産生的細胞因子尤其是集落刺激因子對調控血細胞增殖分化有重要作用
四、促進凋亡,直接殺傷靶細胞
TNF-α,LT-α可直接殺傷惡性良性腫瘤細胞或病毒感染細胞;活化T細胞表達的Fas配體結合靶細胞的Fas,誘導其凋亡
五、促進創傷的修複 TGF-β,VEGF,FGF,EGF
第四節 細胞因子受體
一、細胞因子受體的分類
1.免疫球蛋白超家族受體
2.Ⅰ類細胞因子受體家族
3.Ⅱ類細胞因子受體家族
4.惡性良性腫瘤壞死因子受體超家族
5.趨化因子家族受體
二、可溶型細胞因子受體和細胞因子受體拮抗劑
許多細胞因子的受體除跨膜蛋白形式外,還存在着分泌遊離的形式,即可溶性細胞因子受體。可作為細胞因子的運載體,也可與相應的膜受體競争配體而起抑制作用。可溶性細胞因子受體與某些疾病發生有關。
第七章 白細胞分化抗原和黏附分子
第一節 人白細胞分化抗原
一、人白細胞分化抗原的概念
白細胞分化抗原:指造血幹細胞在分化成熟為不同譜系、各個譜系分化不同階段,以及成熟細胞活化過程中,出現或消失的細胞表面分子。它們大多是穿膜的蛋白或糖蛋白,具有重要的生理功能。在免疫應答過程中,它們參與抗原的識别,細胞間互相作用,細胞的活化、增殖、分化和效應。
注意概念:雖然名字是白細胞分化抗原,但實際上包含所有血細胞的表面分子
CD 的概念:應用以單克隆抗體鑒定為主的聚類分析法,可将分化抗原歸為分化群(cluster of differentiation ),簡稱為 CD。分化抗原以 CD加序号命名。
第二節 黏附分子
黏附分子:是衆多介導細胞間或細胞與細胞外基質間互相接觸和結合的分子的統稱。
粘附分子以配體- 受體配對的方式發揮作用,導緻細胞與細胞間、細胞與基質間或細胞- 基質- 細胞之間的粘附,并參與細胞間的識别、細胞的活化和信号轉導、細胞的增殖與分化、細胞的伸展與移動,是免疫應答、發炎發生、凝血、惡性良性腫瘤轉移、創傷愈合等一系列重要生理和病理過程的分子基礎。
一、分類
1.整合素家族:主要介導細胞與細胞外基質的粘附,以及白細胞與血管内皮細胞粘附。都是由αβ兩條鍊經非共價鍵組成的異源二聚體
2.選擇素家族:成員L-選擇素、P-選擇素、E-選擇素,選擇素識别的是一些寡糖集團,選擇素在白細胞與内皮細胞黏附、發炎發生、淋巴細胞歸巢中發揮重要作用。
二、黏附分子的功能
1.免疫細胞識别中的輔助受體和協同刺激或抑制信号
輔助受體和協同刺激信号 指免疫細胞在接受抗原刺激的同時,還必須有輔助受體提供輔助活化信号才能被激活
2.發炎過程中白細胞與血管内皮細胞黏附
3.淋巴細胞歸巢
是淋巴細胞的定向遷移,包括淋巴細胞再循環和白細胞向發炎部位遷移
分子基礎:淋巴細胞歸巢受體(表達在淋巴細胞上的黏附分子),血管位址素(表達在内皮細胞上的黏附分子)
第八章 主要組織相容性複合體及其編碼分子
主要組織相容性複合體(major histocompatibility complex, MHC)是一組緊密連鎖的基因群,其編碼的産物稱MHC分子,生物學功能是提呈抗原肽,調控免疫應答,在特異性免疫應答中起重要作用。人的MHC稱為HLA基因(複合體),其産物稱為 HLA分子或HLA抗原。
第一節 MHC結構及其多基因特性
MHC結構複雜,顯示多基因性、多态性
多基因性:指複合體由多個緊密相鄰的基因座位所組成,編碼産物具有相同或相似的功能
多态性:指一個基因座位上存在多個等位基因
一、經典的MHCⅠⅡ類基因
經典HLAⅠ類基因集中在遠離着絲點的一端,按序包括BCA三個座位
經典HLAⅡ類基因在複合體中靠近着絲點,結構複雜,順序由DP、DQ、DR三個壓區組成
二、ⅠⅡ類基因的表達産物——HLA分子
HLA抗原類别 | 分子結構 | 肽結合結構域 | 表達特點 | 組織分布 | 功能 |
HLA I類(A,B,C) | α鍊45kD | Α1+α2 | 共顯性 | 所有有核細胞表面 | 識别和提呈内源性抗原肽,與輔助受體CD8結合,對CTL的識别起限制作用 |
HLA II類(DR,DQ,DP) | α鍊35kD\ β鍊28kD | Α1+β1 | 共顯性 | APC,活化的T細胞 | 識别和提呈外源性抗原肽,與輔助受體CD4結合,對Th的識别起限制作用 |
第二節 MHC的多态性
一、多态性的基本概念
多态性:指一個基因座位上存在多個等位基因,是一個群體概念,指群體中不同個體在等位基因擁有狀态上存在差異
HLA等位基因及其産物結構上存在的差異亦即多态性,主要表現在構成抗原結合槽的氨基酸殘基在組成和序列上不同
二、連鎖不平衡和單體型
連鎖不平衡:指分屬兩個或兩個以上基因座位的等位基因,同時出現在一條染色體上的幾率高于随機出現的頻率
單體型:指染色體上MHC不同座位等位基因的特定組合
MHC多态性從基因的儲備上,造就了不同個體對病原體的反應性和易感性不同。這一現象的群體效應,賦予物種極大的應變能力。
第三節 MHC分子和抗原肽的互相作用
MHCⅠⅡ類分子接納抗原肽的結構,是位于該分子遠膜端的抗原結合槽,Ⅰ類分子凹槽兩端封閉 Ⅱ兩端開放
一、抗原肽和HLA分子互相作用的分子基礎
能與HLA結合的抗原都帶有兩個或兩個以上與MHC分子凹槽相結合的特定部位,稱為錨定位,該位置的氨基酸殘基稱為錨定殘基
二、抗原肽和MHC分子互相作用的特點
①特定MHC分子可憑借所需要的共用基序選擇性地結合抗原肽,有一定的專一性
②一種類型的MHC分子可以識别一群帶有特定共同基序的肽段,由此構成包容性
第四節 MHC的生物學功能
一、提呈抗原、參與适應性免疫應答
(1) 提呈抗原供T 細胞識别,啟動特異性免疫應答。MHCI 類分子提呈内源性抗原肽供CD8+T細胞識别;MHCII 類分子提呈外源性抗原肽供CD4+T細胞識别。
(2) 介導T 細胞在胸腺中的分化、成熟。
(3) 疾病易感性個體的主要決定者。
(4) 調控機體免疫功能
2.參與固有免疫應答
MHC免疫功能相關基因參與對非特異性免疫應答的調控
(1) 補體基因——參與補體反應和免疫性疾病的發生。
(2) 非經典Ⅰ類基因——調控NK細胞活性
(3) 發炎相關基因——調控發炎反應
第九章 B淋巴細胞
B細胞由哺乳動物骨髓或鳥類法氏囊中的淋巴樣幹細胞分化而來,成熟B細胞主要定居于外周淋巴器官的淋巴小結内,不僅能通過産生抗體發揮特異性體液功能,也是重要的抗原提呈細胞
第一節 B細胞的分化發育
骨髓中髓質基質細胞表達的細胞因子和黏附分子是誘導B細胞發育成熟的必要條件,在中樞免疫器官中分化發育中主要事件是:功能性BCR的表達、自身免疫耐受的形成
一、BCR的基因結構及其重排
BCR是表達于B細胞表面的免疫球蛋白,即膜型免疫球蛋白,B細胞通過BCR識别抗原,接受抗原刺激,啟動體液免疫應答。
⒈BCR的胚系基因結構
人重鍊基因由編碼可變區的V、D、J片段以及編碼恒定區的C片段組成,輕鍊隻有V、J
⒉BCR的基因重排及其機制
V區基因的重組是通過重組酶作用實作的,重鍊在先
Ig的胚系基因是以被分隔開的基因片段的形式成簇存在的,隻有通過基因重排形成VDJ(重鍊)或VJ(輕鍊)連接配接後,再與C基因片段連接配接,才能編碼完整的Ig多肽鍊,進一步加工,組裝成有功能的BCR
⒊等位基因排斥和同種型排斥
等位基因排斥:B細胞中位于一對染色體上的輕鍊或重鍊基因,其中隻有一條染色體上的基因得到表達,先重排成功的基因抑制了同源染色體上另一等位基因的重排
同種型排斥:κ輕鍊和λ輕鍊之間的排斥,κ輕鍊基因的表達成功即抑制λ輕鍊基因的表達
二、抗原識别受體多樣性産生的機制
⒈組合造成的多樣性
⒉連接配接造成的多樣性
⒊體細胞高頻突變造成的多樣性
已成熟B細胞已完成V基因重排,而且發生在抗原刺激外周淋巴器官生發中心的B細胞,主要發生為點突變
三、B細胞在中樞免疫器官中的分化發育
第一階段發生在骨髓:骨髓中的pro-B細胞重鍊V-D-J重排,即轉化為pre-B細胞,進而發育為μ+的不成熟B細胞;進一步發育為μ+δ +的成熟B細胞。B細胞分化的非抗原依賴期,進行陰性選擇。
第二階段發生在外周免疫器官:接受抗原刺激後,B細胞可發生類型轉換,最終分化為漿細胞。B細胞分化的抗原依賴期,進行陽性選擇。
在骨髓中發育的未成熟B細胞通過上述的克隆清除、受體編輯和失能等機制形成了對自身抗原的中樞免疫耐受。
骨髓中未發育成熟的B細胞,表面表達mIgM,此時的mIgM若與骨髓中的自身抗原結合,不僅不能活化B細胞,反而會導緻該細胞凋亡,形成克隆清除;一些識别自身抗原的未成熟B細胞可以通過受體編輯,改變其BCR特異性
未成熟B細胞與自身抗原的結合在某些情況下可引起mIgM表達的下調,這類細胞雖然可以進入外周淋巴細胞,但對抗原刺激不産生應答,稱為無能或失能
第二節 B細胞的表面分子及其作用
一、B細胞抗原受體複合物
由識别和結合抗原的mIg和傳遞抗原刺激信号的Igα/Igβ(CD79a/CD79b)異源二聚體組成
⒈mIg 是B細胞的特征性表面标志,單體形式存在,需要其他分子輔助完成BCR結合抗原後信号的傳遞
⒉Igα/Igβ 均是免疫球蛋白超家族的成員,胞質區有免疫受體酪氨酸活化基序(ITAM),通過募集下遊信号分子,轉導特異性抗原與BCR結合所産生的信号
二、B細胞共受體(輔助受體)
B細胞表面的CD19、21、81非共價相聯,形成B細胞特異性的多分子活化共受體,提高B細胞對抗原刺激的敏感性
三、協同刺激分子
第二信号主要由Th細胞和B細胞表面的協同刺激分子間的互相作用産生
⒈CD40 屬惡性良性腫瘤壞死因子超家族,組成性地表達于成熟B細胞,其配體(CD154)表達于活化T細胞
⒉CD80、86 靜息B細胞不表達或低表達,活化B細胞表達增強
⒊其他黏附分子
四、其他表面分子 CD20、22、32
第三節 B細胞的亞群
根據是否表達CD5分子,B細胞可分為CD5+B-1細胞和CD5-B-2細胞兩個亞群
一、B-1細胞
定居于腹膜腔、胸膜腔、腸道固有層,合成低親和力IgM能和多種不同的抗原表位結合,表現多反應性,屬固有免疫細胞,可自發分泌天然抗體
二、B-2細胞
主要定居于淋巴器官,參與體液免疫的主要細胞
性質 | B-1細胞 | B-2細胞 |
CD5分子表達 | + | - |
更新的方式 | 自我更新 | 由骨髓産生 |
自發性Ig的産生 | 高 | 低 |
針對的抗原 | 碳水化合物類 | 蛋白質類 |
分泌的Ig類别 | IgM>>IgG | IgG>IgM |
特異性 | 多反應性 | 單特異性 |
體細胞高頻突變 | 低/無 | 高 |
免疫記憶 | 少/無 | 有 |
第四節 B細胞的功能
一、産生抗體介導體液免疫應答
⒈中和作用 某些針對病原體的抗體,可阻斷病原體與靶細胞的結合,抗體的這種作用稱為中和作用
⒉調理作用 抗體與病原體表面結合,其Fc段又可與吞噬細胞表面的Fc受體結合,将病原體帶至吞噬細胞處,使之易被吞噬,抗體的這種作用稱為調理作用
⒊參與補體的溶細胞或溶菌作用
⒋ADCC
二、提呈可溶性抗原
B 細胞可藉BCR 結合可溶性抗原,對其加工、處理後,以抗原肽-MHC分子複合物的形式提呈給T 細胞。
第十章 T淋巴細胞
第一節 T細胞的分化發育
一、T細胞在胸腺中的發育 場所:胸腺
由胸腺基質細胞、細胞外基質和細胞因子組成的胸腺微環境是T細胞發育分化的必要條件
根據CD3以及輔助受體CD4、8的表達,胸腺中的T細胞可分為雙陰性(DN)、雙陽性(DP)、單陽(SP)性三個階段
最核心事件:獲得功能性TCR的表達、自身MHC限制、自身免疫耐受的形成
⒈TCR的發育 基因重排同B細胞
⒉T細胞發育過程中的陽性選擇
部位: 胸腺皮質,主要由胸腺上皮細胞發揮選擇作用。
在胸腺皮質中,CD4 CD8+雙陽性T細胞,其TCR 能與胸腺基質細胞表面的MHCⅠ/ Ⅱ類分子- 抗原肽結合,且具适當親和力的DP細胞分化為單陽性(SP)T細胞,其中與Ⅰ類分子結合的DP細胞分化為CD8+T細胞(SP);與Ⅱ類分子結合的DP細胞分化為CD4+T細胞(SP);而不能與 MHC-抗原肽結合或親和力過高的DP細胞則發生凋亡遭克隆清除。此過程也稱為胸腺的陽性選擇。
意義:陽性選擇淘汰了不能與自身MHC分子結合的T細胞,使繼續發育的SP細胞的TCR隻能與自身MHC-Ⅰ或MHC-Ⅱ類分子結合,這就使T細胞獲得了自身MHC限制性。
⒊T細胞發育過程中的陰性選擇
部位:胸腺皮髓交界處、髓質,
經曆陽性選擇的SP 細胞在胸腺的皮髓質交界處及髓質區還須經曆陰性選擇:凡是能識别自身抗原-MHC 複合物、且具有高親和力的 SP細胞發生凋亡遭克隆清除,其實質是清除自身反應性 T 細胞,即陰性選擇。
意義:陰性選擇淘汰了識别自身抗原的T細胞,使繼續發育的T細胞獲得了自身抗原的耐受性。具有兩種性能的成熟T細胞離開胸腺,進入血液并移居到外周淋巴組織。
第二節 T細胞的表面分子及其作用
一、TCR-CD3複合物
TCR為T細胞表面的特征性标志,以非共價鍵與CD3分子結合,形成TCR-CD3複合物
⒈TCR的結構和功能
TCR隻能特異性識别抗原提呈細胞或靶細胞表面的抗原肽-MHC分子複合物(pMHC),且識别有雙重特異性,即既要識别抗原肽的表位,又要識别自身MHC分子的多态性部分 TCR分為TCRαβ、TCRγδ兩類
⒉CD3分子的結構和功能
CD3有五種肽鍊γδεζη
CD3分子的功能是:轉導TCR識别抗原所産生的活化(第一)信号。
二、CD4分子和CD8分子(T細胞的輔助受體)
功能:1、輔助TCR識别抗原2、參與T細胞活化(第一)信号的轉導。
CD4-與MHCⅡ類分子β鍊的β2結構域結合;CD8-與MHCⅠ類分子重鍊的α3結構域結合
三、協同刺激分子
位于T細胞膜上的各種膜分子,通過與APC或靶細胞上的配基結合,提供T細胞活化的第二信号
第一信号由TCR識别抗原産生,經CD3分子将信号轉導至細胞内,作用是使T細胞克隆被抗原活化後産生的适應性免疫應答具有嚴格的特異性
⒈CD28 是協同刺激分子B7的受體。B7分子包括B7-1(CD80)和B7-2(CD86),主要表達于專職APC。CD28分子與B7分子結合産生的協同刺激信号在T細胞活化中發揮重要作用,誘導T細胞表達抗細胞凋亡蛋白,刺激T細胞合成IL-2及其他細胞因子,并促進T細胞的增殖和分化。
⒉CTLA-4(CD152) 表達于已活化的T細胞上, CTLA4 -CD80/86結合,使已活化T細胞産生抑制信号。CTLA-4分子的胞漿區有I/VxYxxL基序(免疫受體酪氨酸抑制基序ITIM)。可抑制T細胞活化信号的轉導。
⒊ICOS ⒋PD-1 ⒎LFA-1和ICAM-1
⒌CD2又稱綿羊紅細胞受體 人的CD2分子表達在95%成熟T細胞、50-70%胸腺細胞以及部分NK細胞
⒍CD40配體 主要表達于活化的CD4+T細胞,其受體CD40表達于專職APC(B細胞,巨噬細胞、樹突狀細胞)
第三節 T細胞的亞群
一、T 細胞按表面标志,功能不同分為不同亞群。
1. 初始T 細胞:未經抗原刺激的成熟T 細胞,表達CD45RA 和CD62L。
2. 效應T 細胞:表達高親和力IL-2R ,CD44和CD45RO ,介導免疫效應。
3. 記憶T 細胞:表達CD45RO ,CD44,介導再次免疫應答。
二、αβT 細胞和γδ T 細胞
1. γδ T 細胞:γδ T 細胞占T 細胞總數的5%以下,大多為CD4-CD8-,主要分布于皮膚,黏膜。γδ T 細胞識别CD1 分子提呈的脂類或糖脂抗原,在抗微生物感染中起重要作用。
2. αβT 細胞:αβT 細胞占T 細胞總數95% 以上,識别由MHC分子提呈的蛋白質抗原,具有MHC限制性,是介導細胞免疫及免疫調節的主要細胞。
三、 CD4+T細胞和CD8+T細胞
CD4 +T細胞識别由MHCⅡ類分子提呈的外源性抗原肽,活化後分化為Th細胞 CD8 T細胞識别由MHCⅠ類分子提呈的内源性抗原肽,活化後分化的效應細胞為Tc (CTL )細胞,可特異性殺傷靶細胞,是細胞免疫的主要效應細胞。
四、Th、CTL、Treg細胞
1.Th細胞 初始CD4+T細胞可分化為Th1、2、17三類,前兩者在細胞、體液免疫應答中發揮重要作用,後者通過分泌IL-17參與固有免疫和某些發炎的發生
2.CTL(Tc)細胞 通常指表達TCR ab CD8+CTL細胞,根據分泌的細胞因子的不同進一步分為Tc1、2
3.調節性T細胞(Treg)
(1)自然調節性T細胞nTreg 直接從胸腺中分化而來,表型為CD4+CD25+Foxp3+
(2)适應性調節性T細胞,又稱誘導性調節性T細胞(iTreg),一般在外周由抗原及其他因素誘導産生,主要來自初始CD4+T細胞,有Tr1和Th3兩種亞群
(3)其他調節性T細胞
第十一章 抗原提呈細胞與抗原的處理及提呈
第一節 抗原提呈細胞的種類與特點
抗原提呈細胞(antigen-presenting cells ,APC):能夠攝取、處理(加工)抗原并将抗原資訊提呈給 T 淋巴細胞的一類細胞稱為抗原提呈細胞。通常所說的 APC ,指樹突狀細胞(DC)、單核- 巨噬細胞(Mo/ Mφ) 和B 淋巴細胞。
專職APC:DC、B細胞、巨噬細胞
一、樹突狀細胞(Dendritic cell, DC)
能夠顯著刺激初始TC增殖,是機體适應性TC免疫應答的始動者,是連接配接固有、适應性免疫的橋梁
㈠類型與特點
⒈根據來源的分類
髓系DC、淋巴系DC,前者為經典、正常意義上的DC,主要參與免疫應答的誘導和啟動;後者指漿細胞樣DC,活化後釋放I型幹擾素,參與抗病毒免疫應答,也可參與自身免疫性疾病的發生發展
⒉根據分化成熟狀态的分類
未成熟 DC :大多數髓系DC離開骨髓後以未成熟狀态存在,具有強的抗原攝取、加工處理能力,但表面 MHC Ⅱ類分子、共刺激分子和黏附分子的表達水準低,故提呈抗原刺激初始T 細胞能力很低。
成熟 DC: DC 攝取抗原和受某些刺激後逐漸成熟,并向引流淋巴組織遷移。成熟過程中,MHC分子(特别是Ⅱ類分子)、共刺激分子和黏附分子表達顯著提高,能夠提呈抗原刺激初始T 細胞。
⒊根據組織分布的分類
①淋巴樣組織中的DC
并指狀
濾泡樣DC(FDC ):位于淋巴濾泡内,不表達MHC Ⅱ類分子,主要作用是攜帶抗原抗體補體複合物供B 細胞識别。
②非淋巴樣組織中的DC
間質性DC
朗格漢斯細胞(LC):分布于表皮和黏膜上皮部位,具有強的抗原攝取和處理能力
③體液中的DC 存在于輸入淋巴管和淋巴液中的隐蔽細胞和血液DC
㈡功能
⒈抗原提呈與免疫激活功能
⒉免疫調節作用
⒊免疫耐受的維持與誘導
二、單核巨噬細胞
單核細胞來源于骨髓前體細胞,經血液移行至全身組織,分化成巨噬細胞。參與免疫防禦和發炎反應。正常情況下多數表達MHC-I 分子,也有MHC-II分子和協同刺激分子水準較低。抗原加工能力強,提呈能力弱。在IFN-γ等作用下,發揮專職APC的作用。
三、B淋巴細胞
能将蛋白抗原提呈給輔助性T細胞。 可通過膜表面Ig将低濃度的抗原濃集并使抗原内化,發揮提呈作用。
第二節 抗原的處理和提呈
APC将胞質内自身産生的或者攝取入細胞的抗原分子降解并加工處理成一定大小的多肽片段,使之與MHC分子結合,以抗原肽-MHC複合物的形式表達于APC表面,此過程統稱為抗原加工或處理
在APC與T細胞接觸的過程中,表達于APC表面的抗原肽-MHC複合物被T細胞識别,進而将抗原資訊提呈給T細胞,此過程稱為抗原提呈,是指APC表面的抗原肽與MHC分子結合的複合物與T細胞表面的TCR結合為TCR-抗原肽-MHC三元體,進而活化T細胞的全過程,CD4、CD8也發揮重要作用
根據來源不同,将抗原分為兩類:外源性抗原、内源性抗原,前者來源于APC之外,後者在靶細胞内合成
根據抗原的性質和來源不同,APC通過四種途徑進行抗原的加工、處理、提呈:
MHCⅠ類分子途徑(内源性抗原提呈途徑)
MHCⅡ類分子途徑(外源性抗原提呈途徑)
非經典的抗原提呈途徑(MHC分子對抗原的交叉提呈)
脂類抗原的CD1分子提呈途徑
㈠MHCⅠ類分子途徑
内源性蛋白抗原被蛋白酶體降解→與抗原加工相關轉運體(TAP)結合,并由TAP選擇性地将抗原肽轉運至ER→與ER内組裝的MHCⅠ類分子結合形成抗原肽-MHCⅠ類分子複合物→經高爾基體轉運至細胞膜→CD8+T細胞識别→完成抗原提呈過程
㈡MHCⅡ類分子途徑
外源性抗原被APC識别攝取→胞内形成内體→内體轉運至溶酶體或與溶酶體融合→抗原随後被降解為多肽而轉運至MⅡC中→(MHCⅡ類分子在ER中合成并與Ii鍊結合形成複合物→經高爾基體轉運至MⅡC)→Ii鍊被降解而将CLIP殘留于MHCⅡ類分子的抗原多肽結合槽中→在HLA-DM的作用下抗原結合多肽結合槽的CLIP被待提呈的抗原肽所置換,形成穩定的抗原肽-MHCⅡ類分子複合物→轉運到APC膜表面→将抗原肽提呈給CD4+T細胞
MHCⅠ類分子途徑 | MHCⅡ類分子途徑 | |
抗原來源 | 内源性抗原 | 外源性抗原 |
抗原降解的胞内位置 | 胞質蛋白酶體 | 内體、溶酶體 |
抗原與MHC分子結合部位 | 内質網 | 溶酶體及内體中MⅡC |
提呈抗原多肽的MHC分子 | MHCⅠ類分子 | MHCⅡ類分子 |
伴侶分子 | TAP、鈣聯素 | Ii鍊、鈣聯素 |
處理和提呈抗原的細胞 | 所有有核細胞 | 專職性抗原提呈細胞 |
識别和應答細胞 | CD8+T細胞(主要是CTL) | CD4+T細胞(主要是Th) |
㈢非經典的抗原提呈途徑(MHC分子對抗原的交叉提呈) 又稱交叉緻敏,指抗原提呈細胞能将外源性抗原攝取、加工、處理,并通過MHCⅠ類分子途徑提呈給CD8+T細胞(CTL)
㈣脂類抗原的CD1分子提呈途徑 脂類抗原可與表達于抗原提呈細胞表面的CD1分子結合而被提呈,主要通過CD1分子地再循環過程,沒有明顯的抗原的加工處理
第十二章 T淋巴細胞介導的細胞免疫應答
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三個階段:①T細胞特異性識别抗原階段②T細胞活化、增殖、分化階段③效應T細胞的産生及效應階段
第一節 T細胞對抗原的識别
抗原識别:初始T細胞膜表面抗原識别的受體TCR與APC表面的抗原肽-MHC分子複合物特異結合的過程稱抗原識别
MHC限制性:TCR在特異性識别APC所提呈的抗原多肽的過程中,必須同時識别與抗原多肽形成複合物的MHC分子,這種特性成為MHC限制性
一、APC向T細胞提呈抗原的過程 (蛋白質抗原)
外源性:APC/MHCⅡ類分子→CD4+Th細胞 内源性:APC/靶細胞/MHCⅠ類分子→CD8+T細胞(CTL)
二、APC與T細胞的互相作用 淋巴結副皮質區
1.T 細胞與APC 非特異結合 T 細胞上的LFA-1 和CD2 分别與APC 表面的ICAM-1 、LFA-3 結合,使得TCR 與MHC-肽接近。如TCR 不能識别MHC-肽,T 細胞與APC 分離。
2.T 細胞與APC 特異性結合 如TCR 能識别MHC-肽,則兩個細胞發生特異性結合,細胞膜形成免疫突觸,增強TCR 與MHC-肽結合的親和力,促進T 細胞信号轉導分子的互相作用,信号通路的激活,促進T 細胞活化。
雙識别:識别自身的MHC分子,特異識别抗原
第二節 T細胞的活化、增殖和分化
一、T細胞活化涉及的分子 細胞因子促進T細胞充分活化
1.第一信号 來自其TCR與pMHC的特異性結合,即T細胞對抗原的識别
2.第二信号 來自協同刺激分子,即APC表達的協同刺激分子與T細胞表面的相應受體或配體互相作用介導的信号
二、T細胞活化的信号轉導途徑 PLC-γ活化途徑;MAP激酶活化途徑
TCR 胞内部分較短,要借助CD3、CD4/8、CD28等分子将刺激信号傳到細胞内部,緻轉錄因子活化,轉位到核内,活化相關基因。這一過程稱為信号轉導
1、受體交聯 抗原-抗原受體結合,使TCR的構像及位置發生改變,CD3、CD4/CD8分子的尾部聚集在一起,即發生受體交聯,激活胞内的信号蛋白和酶。
2、PTK活化 受體交聯首先激活膜上的蛋白酪氨酸激酶(PTK),如:Fyn(P59)--CD3
的ζ 鍊Lck( P56)--CD4/CD8,PTK 活化促使帶有酪氨酸的ITAM蛋白發生磷酸化而活化,胞漿中的ZAP-70的SH2附着于ITAM而活化
三、T細胞活化信号涉及的靶基因
IL-2基因的轉錄調節可作為T細胞活化期間細胞因子轉錄調節的重要代表
編碼T細胞效應分子基因包括細胞因子基因、細胞因子受體基因、黏附分子基因、MHC等
四、抗原特異性T細胞克隆性增殖和分化
IL-2是促進活化後T細胞增殖的最重要的細胞因子:IL-2R表達:
靜止T細胞:中等親和力受體, βγ 活化T細胞:高親和力受體,αβγ
IL-2選擇性地促進經抗原活化的T細胞增殖。
第三節 T細胞的效應功能
一、Th細胞的效應功能
1.Th細胞的效應
(1) Th1 細胞的生物學活性:
1) 通過分泌細胞因子和表達CD40L 誘生、募集和激活Mφ,消滅胞内寄生菌;誘導Mφ高表達 B7和MHCⅡ類分子,促進抗原的加工和提呈。
2) 促進 CTL 活化增殖。也促進Th細胞和 NK細胞的活化增殖,輔助B 細胞産生調理性抗體
3) 活化中性粒細胞,促進殺傷病原體。
(2) Th2 細胞的生物學活性:
1) 輔助體液免疫應答 促進B 細胞活化、增殖和分化為漿細胞,産生抗體。
2) 參與I型超敏反應和抗寄生蟲免疫。
(3) Th17細胞的生物學活性:
分泌 IL-17,刺激上皮細胞、内皮細胞、成纖維細胞和巨噬細胞分泌多種細胞因子等,促進固有免疫,參與發炎反應、感染性疾病和自身免疫病的發生。
二、CTL細胞的效應功能
主要殺傷胞内寄生病原體的宿主細胞、惡性良性腫瘤細胞等,可高效、特異性殺傷靶細胞,而并不損傷正常組織。殺靶機制:
⒈效-靶細胞結合
⒉CTL的極化
⒊緻死性攻擊 主要兩種途徑殺傷靶細胞⑴穿孔素/顆粒酶途徑⑵Fas/FasL途徑
三、記憶性T細胞
T 細胞增殖後一部分分化成記憶細胞,其表型為CD45RO+,有較長的壽命。記憶細胞對特異性抗原有記憶能力,再次遇到
抗原後能迅速活化、增殖、分化為效應細胞,産生更迅速、更強、更有效的應答。
第十三章 B淋巴細胞介導的體液免疫應答
外來抗原進入機體後誘導抗原特異性B細胞活化、增殖,并最終分化為漿細胞,産生特異性抗體,存在于體液中,發揮重要的免疫效應作用,此過程稱為特異性體液免疫應答
第一節 B細胞對TD抗原的免疫應答
一、B細胞對TD抗原的識别特點
①不僅能識别蛋白質抗原,還能識别多肽、核酸、多糖類、脂類、小分子化合物②可特異性識别完整抗原的天然構象或識别抗原降解所暴露的表位的空間構象③識别抗原無需經APC的加工處理,無MHC限制性
二、B細胞活化需要的信号
(1)第一信号
1.第一活化信号經由Ig/αIgβ傳導入胞内 BCR被多價抗原交聯後,ITAM模體中酪氨酸磷酸化,募集并活化Syk,活化細胞内信号轉導的級聯反應,經PKC、MAPK、鈣調蛋白三條途徑激活轉錄因子,參與并調控B細胞激活、增殖互相基因的表達
2.B細胞活化中共受體的作用 成熟B細胞表面,CD19、21、81非共價鍵結合成共受體複合物,提高敏感性
(2)第二信号
主要由黏附分子對的互相作用所提供,最重要的是CD40/CD40L
(3)TB細胞互相作用與B細胞免疫應答
一方面,B細胞可作為抗原提呈細胞活化T細胞,另一方面活化的T細胞可以提供B細胞活化的第二信号,并分泌多種IL-4等細胞因子協助B細胞的進一步分化
三、B細胞增殖和終末分化
需Th細胞的輔助,發生于外周淋巴器官的T細胞區和生發中心
四、B細胞在生發中心的分化成熟
在外周淋巴器官的T細胞區激活的部分B細胞進入初級淋巴小結,分裂增殖,形成生發中心,分裂增殖的B細胞稱為生發中心母細胞,母細胞分裂增殖産生的子代細胞體積小,稱為生發中心細胞
生發中心分為兩個區域:明區、暗區,前者FDC(濾泡樹突狀細胞)較多,後者生發中心母細胞緊密聚集
DC的樹突表面高表達CD21分子,抗原-抗體複合物通過C3d與CD21分子結合,附着在FDC樹突上,或結合于FDC樹突上的Fc受體,聚集在一起,呈串珠狀,稱串珠樣小體
生發中心四個事件
(1)體細胞高頻突變和Ig親和力成熟 生發中心母C的輕鍊和重鍊V基因,可發生高頻率的點突變,稱體細胞高頻突變
(2)Ig的類别轉換 可變區相同而Ig類别變化的過程稱Ig的類别轉換,或稱同種型轉換,
遺傳學基礎是同一V區基因與不同重鍊C基因的重排
(3)漿細胞的形成 漿細胞是B細胞分化的終末細胞,除了少量線粒體,内含大量粗面内質網,分泌抗體,BCR表達少
(4)記憶B細胞的産生 特異性表面标志:CD27,不産生抗體,再次遇同一抗原可迅速活化大量産生特異Ig
第二節 B細胞對TI抗原的免疫應答
某些抗原,如細菌多糖、多聚蛋白質及脂多糖等屬TI抗原,能激活初始B細胞而無需Th細胞的輔助
㈠B細胞對TI-1抗原發生的應答
TI-1抗原又稱B細胞絲裂原,成熟或不成熟的B細胞均可被TI-1抗原激活,誘導産生低親和力的IgM,無記憶性
㈡B細胞對TI-2抗原發生的應答 TI-2僅能激活成熟B細胞,主要是B-1細胞
TI-2抗原通過高度重複的抗原表位使B細胞的mIg廣泛交聯而被激活,(但過度交聯使成熟B細胞産生耐受)可直接激活B-1細胞,T細胞分泌的細胞因子可明顯增強此類B細胞的免疫應答,并發生抗體類型轉換,可産生IgM IgG
第三節 體液免疫應答抗體産生的一般規律
特定抗原初次刺激機體所引發的應答稱為初次應答;初次應答中形成的記憶淋巴細胞再次接觸相同抗原刺激後,可迅速、高效、持久的應答,即再次應答或回憶應答
㈠初次應答
特點為潛伏期長,抗體水準低,親和力低,抗體升高所需時間長,抗體主要為IgM
㈡再次應答
①潛伏期短②抗體濃度增加快③抗體維持時間長④誘發再次應答所需抗原劑量小⑤再次應答産生高親和力抗體IgG
再次應答的強弱取決于兩次抗原刺激的間隔長短,過長或過短反應均弱
第十四章 固有免疫系統及其應答
固有免疫,亦稱非特異性免疫,是長期進化形成的防禦機制,包括屏障結構、固有免疫細胞、體液中的抗菌物質
第一節 組織屏障及其作用
一、皮膚黏膜及其附屬成分的屏障作用
⒈實體屏障
⒉化學屏障
⒊微生物屏障
二、體内屏障
⒈血-腦屏障
⒉血-胎屏障
第二節 固有免疫細胞
主要包括吞噬細胞(中性粒細胞和單個核吞噬細胞)、樹突狀細胞、NK細胞、NK T細胞、γδT細胞、B1細胞、肥大細胞、嗜堿性粒細胞、嗜酸性粒細胞等。
一、吞噬細胞
1.中性粒細胞
有很強的趨化作用、吞噬功能,病原體在局部引發感染時,可迅速穿越血管内皮進入感染部位進行殺傷
2.單核吞噬細胞
包括血液中的單核細胞群組織器官中的巨噬細胞,可做變形運動,對玻璃和塑膠表面有很強黏附能力,借此在體外培養時可與淋巴細胞分離
巨噬細胞特點
①壽命長,可在組織中生存數月
②形态大,呈多樣性
③表達MHCⅠ或Ⅱ類分子
④對玻璃塑膠可吸附
3.巨噬細胞表面受體及其配體
(1)巨噬細胞表面受體及其識别的配體
(a)模式識别受體(PRR) 指單核巨噬細胞和DC等固有免疫細胞表面或細胞器室膜上,能夠識别病原體某些共有特定分子結構的受體。包括甘露糖受體、清道夫受體(可識别磷脂酰絲氨酸,即凋亡細胞重要表面标志)、Toll樣受體(分兩類,表達于細胞膜上的和細胞器膜上的),
(b)病原相關模式分子(PAMP) 即PRR識别結合的配體,是病原體及其産物所共有的、某些高度保守的特定分子結構
(c)調理性受體 巨噬細胞表面參與調理作用的受體,包括IgG Fc受體和補體受體
(d)細胞因子受體 包括趨化因子受體MCP-1R、MIP-1α/βR等,在相應趨化因子作用下,可募集至感染和發炎部位;IFN-γ等細胞因子受體,通過與相應細胞因子結合而使巨噬細胞活化。
4.巨噬細胞的生物學功能
①清除、殺傷病原體
巨噬細胞借助表面的PRR和調理性受體,攝取抗原性異物,殺傷病原體
⑴氧依賴性途徑 主要效應分子是反應性氧中間物和反應性氮中間物
⑵氧非依賴性途徑 無需氧分子參與的殺菌作用,包括酸性環境、溶菌酶、防禦素
⑶消化和清除 溶酶體起作用
②參與和促進發炎反應
通過分泌趨化因子、促發炎細胞因子等發揮作用
③殺傷靶細胞
④加工、提呈抗原
⑤免疫調節
二、樹突狀細胞
能誘導初始T細胞活化,是重要的免疫調節細胞 ,廣泛分布于腦以外的全身組織和髒器。
據來源分為:髓樣DC和淋巴樣DC。是專職抗原提呈細胞,未成熟 DC 攝取、加工處理抗原能力強,提呈抗原能力弱;成熟DC 攝取、加工處理抗原能力弱,提呈抗原能力強。
成熟DC分兩個亞群:①髓樣樹突狀細胞(mDC)②漿細胞樣樹突狀細胞(pDC)
三、自然殺傷細胞
來源于骨髓淋巴幹細胞,發育成熟需要骨髓的微環境。主要分布于外周血和脾。
無需抗原預先激活即可殺傷惡性良性腫瘤及病毒感染細胞。在抗體存在的情況下,也可通過細胞表面的Ig G FcR殺傷與IgG結合的惡性良性腫瘤細胞或病毒感染細胞,這種作用為抗體依賴性細胞介導的細胞毒作用(ADCC)
㈠NK細胞殺傷作用的機制
⒈穿孔素/顆粒酶途徑
⒉Fas/FasL途徑
⒊TNF-α/TNFR-I途徑
㈡NK細胞活性的調節
按照NKC受體識别的配體性質不同,分為識别HLAⅠ類分子和非的HLAⅠ類分子調節性受體
按照受體功能分,有兩類受體:
殺傷細胞活化受體——與靶細胞表面相應配體結合後,可激發NK細胞産生殺傷作用
殺傷細胞抑制受體——與靶細胞表面相應配體結合後,可抑制NK細胞産生殺傷作用
⒈識别HLAⅠ類樣分子的活化性受體 殺傷細胞免疫球蛋白樣受體;殺傷細胞凝集素樣受體
⒉識别非HLAⅠ類樣分子的活化性受體 NKG2D;自然細胞毒性受體(是NKC特有标志,也是其活化性受體)
四、NK T細胞 指能同時組成性表達CD56和TCR-CD3複合受體的T細胞
五、γδT細胞
六、B1細胞
七、其他固有免疫細胞
⒈肥大細胞
⒉嗜堿性粒細胞
⒊嗜酸性粒細胞
第三節 固有體液免疫分子及其主要作用
主要包括補體系統、急性期蛋白、細胞因子、抗菌肽、具有抗菌作用的酶類物質
第四節 固有免疫應答
固有免疫應答 指體内固有免疫細胞和分子,識别、結合病原體及其産物或其他抗原性異物,被迅速活化,并産生相應生物學效應,進而将病原體等抗原性異物殺傷、清除的過程
一、固有免疫應答作用時相
⒈瞬間~階段 ①屏障作用②巨噬細胞的作用③補體激活④中性粒細胞的作用 0-4h
⒉早期~階段 ①巨噬細胞募集②巨噬細胞活化③B-1細胞活化④NK細胞、NK
T細胞、γδT細胞活化 4-96h
⒊适應性免疫應答誘導階段
96h後,誘導T細胞活化
二、固有免疫應答特點
非特異性識别;未經克隆擴增即可迅速産生免疫效應
三、固有免疫應答與适應性免疫應答的關系
⒈啟動适應性免疫應答
⒉影響适應性免疫應答的類型
⒊協助适應性免疫應答産物發揮免疫效應
固有免疫應答 | 适應性免疫應答 | |
主要參與的細胞 | 黏膜上皮細胞,吞噬細胞,樹突狀細胞,NK細胞,NK T細胞,γのT細胞,B-1細胞 | αβ T細胞,B-2細胞 |
主要參與的分子 | 補體,細胞因子,抗菌蛋白,酶類物質 | 特異性抗體,細胞因子 |
作用時相 | 即刻 96小時 | 96小時後啟動 |
識别受體 | 模式識别受體 較少多樣性 | 特異性抗原識别受體,胚系基因重排編碼,具有高度多樣性 |
識别特點 | 直接識别病原體某些共有高度保守的分子結構,具有多反應性 | 識别APC提呈的抗原肽-MHC分子複合物或B細胞表位,具有高度特異性 |
作用特點 | 未經克隆擴增和分化,迅速産生免疫作用,免疫免疫記憶功能 | 經克隆擴增和分化,成為效應細胞後發揮免疫作用,有免疫記憶功能 |
維持時間 | 維持時間較短 | 維持時間較長 |
第十五章 免疫耐受
對抗原特異應答的T、B細胞,在抗原刺激下,不能被激活,不能産生特異免疫效應及或特異性抗體,進而不能執行免疫應答的現象,稱免疫耐受 誘導免疫耐受的抗原稱耐受原
第一節 免疫耐受的形成及表現
一、胚胎期及新生期接觸抗原所緻的免疫耐受
⒈胚胎期嵌合體形成中的耐受 :接觸同種異型抗原所緻免疫耐受
⒉在胚胎期人工誘導的免疫耐受: 胚胎發育期,不成熟自身免疫應答細胞接觸自身抗原後,發生克隆清除,形成對自身抗原的耐受
二、後天接觸抗原導緻的免疫耐受
㈠抗原因素
⒈抗原劑量 抗原劑量過高或過低引起的免疫耐受,稱為低帶及高帶耐受
⒉抗原類型及劑型 單體易激活耐受,多聚體易産生應答
⒊抗原免疫途徑 靜脈注射及口服易緻全身耐受
⒋抗原持續存在
⒌抗原表位特點 能誘導Treg細胞活化的抗原表位,稱為耐受原表位 ⒍抗原變異
㈡機體方面的因素
受客觀環境因素影響
第二節 免疫耐受機制
中樞耐受 指在胚胎期及出生後T、B細胞發育過程中,遇自身抗原所形成的耐受
外周耐受 指成熟T、B細胞,遇内源性或外源性抗原,不産生正免疫應答,而顯示免疫耐受
一、中樞耐受
T細胞及B細胞分别在胸腺及骨髓微環境中發育,此間進行陰性選擇,啟動細胞凋亡,緻克隆消除,減少出生後自身免疫病的發生。
誘導中樞耐受的抗原:
1)體内各組織細胞普遍存在的抗原
2)組織特異性抗原:如部分内分泌相關蛋白,胰島素、甲狀腺球蛋白可表達于胸腺髓質上皮細胞。
二、外周耐受
1.克隆清除及免疫忽視
克隆清除 指體内某些組織特異性抗原濃度很高,且外周存在對其有高親和力的T細胞克隆,一旦與抗原接觸後,可經APC提呈,但因這些未經活化的APC表達較少的協同刺激分子,不能産生第二信号,緻使此類被自身抗原活化的T細胞發生凋亡,而被克隆清除。
免疫忽視 指體内某些組織特異性抗原濃度低,或外周存在的T細胞克隆對其親和力低,雖由活化的APC提呈,因缺乏第一信号,不足以活化T細胞,表現為自身組織特異性抗原與自身應答性T細胞克隆并存狀态,在正常情況下不引起自身免疫病,稱為免疫忽視。
2.克隆無能及不活化 絕大多數組織特異性抗原濃度太低,不足以活化相應的T細胞。當抗原濃度适宜,自身反應性T細胞與組織細胞MHC-I—自身Ag複合物接觸,産生第一信号,但無第二信号,細胞不能充分活化,導緻細胞克隆處于無能或不活化狀态。
3. 免疫調節細胞的作用 調節性T細胞(Treg):CD4+CD25+Foxp3+,具有負調節作用,通過細胞間的直接作用,抑制CD8+、CD4+T細胞的應答。
後天誘導Treg細胞和其他類型T細胞,通過分泌IL-10、TGF-β,抑制DC的成熟,抑制Th1、CTL的功能。
4.細胞因子的作用
5.信号轉導障礙與免疫耐受 蛋白酪氨酸磷酸酶、ITIM基序等分子是負信号調控分子,如果這些負調控分子表達不足或缺陷,會破壞免疫耐受,緻自身免疫病。
6.免疫隔離部位的抗原在生理條件下不緻免疫應答
腦及眼的前房部位為特殊部位,抑制同種異型抗原的組織,不誘導應答,移植物不被排斥,為免疫隔離部位
原因:①生理屏障②抑制性細胞因子③PD-1的負調控作用
第三節 免疫耐受與臨床醫學
一、建立免疫耐受
⒈口服免疫原
⒉靜脈注射抗原
⒊移植骨髓及胸腺
⒋轉染基因
⒌脫敏治療 抑制IgE産生
⒍防止感染
⒎誘導産生具有特異拮抗作用的調節性細胞 小鼠EAE是實驗性自身免疫性脊髓炎
⒏自身抗原肽拮抗劑的使用
二、打破免疫耐受
⒈免疫原及免疫應答分子用于惡性良性腫瘤免疫治療
⒉抗免疫抑制分子及調節性T細胞用于惡性良性腫瘤免疫治療
⒊細胞因子及其抗體的合理使用
⒋多重抗感染措施,防止病原體産生抗原拮抗分子
第十六章 免疫調節
第一節 免疫調節是免疫系統本身具有的能力
免疫調節是機體對免疫應答過程做出的生理性回報
⒈感覺與調節 可以由免疫系統自行實施
⒉應答與調節 主要是負回報調節,調節和應答各司其職
⒊調節與幹預 幹預為人為介入,包括對正常免疫應答途徑實施幹預、對免疫調節途徑進行變革
⒋調節與疾病
第二節 固有免疫應答的調節
一、發炎因子分泌的回報調節
Toll樣受體(TLR)與病原相關模式分子(PAMP)結合後,通過NF-kB和MAP激酶相關信号途徑,引起多種促發炎因子基因的激活,通過發炎反應清除病原體感染。然而,過量出現的發炎媒體可能導緻局部和全身性疾病,為此,免疫系統必需啟動相應的機制,對TLR介導的發炎應答實施調節。
效應期:維持适當的反應強度;耐受期:無反應性
二、SOCS蛋白調控細胞因子的分泌 SOCS: 細胞因子信号轉導抑制蛋白
細胞因子一旦與受體結合,受體分子間的聚合作用使與之相聯的Jak激酶因互相磷酸化而激活,招募帶有SH2結構域的STAT并使其磷酸化。細胞因子得以發揮其生物學功能。
三、補體調節蛋白對補體效應的調節
補體活化途徑的調控,保證了補體在啟用調理作用、發炎反應和介導細胞毒性清除病原體的同時,不緻無節制地大量消耗,也可避免補體對自身組織和細胞的損傷。
第三節 抑制性受體介導的免疫調節
一、免疫細胞激活信号轉導的調控
1.信号轉導中兩類功能相反的分子
PTK為蛋白酪氨酸激酶;PTP為蛋白酪氨酸磷酸酶。
受體分子胞内段上特定的氨基酸基序:
ITAM和ITIM
2.免疫細胞活化中兩類功能相反的免疫受體
激活性免疫受體®帶有ITAM®招募PTK®一般啟動激活信号的轉導;
抑制性免疫受體®帶有ITIM®招募PTP®一般終止激活信号的轉導。
兩類受體的表達在時相上會有差别,即PTP的招募和激活往往在免疫細胞行使功能活化之後。
二、各種免疫細胞的抑制性受體及其回報調節
1.共信号分子對T細胞增殖的回報調節 CTLA-4,配體是B7;PD-1,配體是B7家族的PD-L1/L2。
一般在T細胞獲得雙重激活信号後約24小時誘導性表達 , 而CD28組成性地先表達。
2.B細胞通過FcgRII-B受體實施對特異性體液應答的回報調節
配體:IgG Fc段,其活化需與BCR交聯。 激活成分:抗抗體,或抗原抗體複合物。
FcrR II-B受體的胞漿段有ITIM基序,可引發抑制性信号,終止B細胞的分化和分泌抗體。抗BCR抗體必需是BCR或相應抗體分子大量出現,越過免疫系統感覺的門檻值,将被視作為一種新出現的、以特定獨特型為表位的自身抗原,并産生相應的抗BCR IgG抗體。
3.殺傷細胞抑制性受體調節NK細胞活性
(1)殺傷細胞Ig樣受體(KIR):配體是HLAⅠ類分子和非經典的HLA-G分子;
(2)殺傷細胞凝集素樣受體(KLR):配體是非經典Ⅰ類分子HLA-E提呈的肽段;
(3)免疫球蛋白樣轉錄體(ILT),配體為HLAⅠ類分子的近膜端結構域(a3結構域)。
4.其他免疫細胞的調節性受體
第四節 調節性T細胞參與免疫調節
一、自然調節T細胞
表型:CD4+CD25+foxp3+
二、适應性調節T細胞
又稱誘導性調節T細胞(iTreg)一般在外周由抗原及多種因素激發而産生,可以來自初始T細胞,也可從自然調節性T細胞分化而來。适應性調節T細胞的分化和功能發揮必需有特定細胞因子的參與。
Tr1和Th3是兩類重要的适應性調節T細胞。
特 點 | 自然調節性T細胞 | 适應性調節T細胞 |
誘導部位 | 胸腺 | 外周 |
CD25表達 | + + + | -/+ |
轉錄因子Foxp3 | + + + | + |
抗原特異性 | 自身抗原(胸腺中) | 組織特異性抗原和外來抗原 |
發揮效應作用的機制 | 細胞接觸為主 | 分泌細胞因子為主 |
功能 | 抑制自身反應性T細胞介導的病理性應答 | 抑制自身損傷性發炎反應、阻遏 病原體和移植物引起 |
舉例 | CD4+ CD25+ T細胞 | CD4+ 的Tr1和Th3 |
三、Th1和Th2的免疫調節作用
Th1分泌IFN-γ Th2分泌IL-4
第五節 抗獨特型淋巴細胞克隆對特異性免疫應答的調節
一、抗獨特型抗體和獨特型網絡
1.抗體分子的抗原表位(同種型、同種異型、獨特型)
同種型:有兩重含義,一是指物種内抗體類别的差異;二是指同類抗體結構的種間差異。顯然,由抗體分子同種型誘導産生抗抗體,必需通過種間免疫。
同種異型:同一物種個體間針對同種異型的抗抗體有可能在同種異體輸血中出現。
獨特型:是指TCR、BCR或Ig的V區具有的獨特的氨基酸順序和空間構型。
2.獨特型網絡與抗原内影象 抗獨特型抗體有兩種:針對支架部分的稱Ab2α型,針對抗原結合部位的稱Ab2β型。
抗原内影像:抗獨特型抗體中的Ab2b, 因其結構和抗原表位相似,并能與抗原競争性地和Ab1結合,因而b型的抗獨特型抗體被稱為體内的抗原内影像
3.獨特型網絡調控的實質是淋巴細胞克隆在BCR或TCR間引發的互相作用
關鍵成分是 表達特定BCR的B細胞克隆及随後發生的克隆擴增
二、以獨特型為核心的兩種調控格局
1.通過第二抗體增強機體對抗原的特異性應答
2.通過第二抗體抑制機體對抗原的特異性應答
第五節 其他形式的免疫調節
一、活化誘導的細胞死亡對效應功能的回報調節
1、活化誘導的細胞死亡的機制及免疫調節:
已激活的T細胞,發揮效應後可以自行發生凋亡,這一現象為激活誘導的細胞死亡(AICD)主要由Fas和FasL介導
2.AICD的失效引發臨床疾病
Fas或FasL基因發生突變後,使回報調節失效。人類的常見疾病為自身免疫性淋巴細胞增生綜合症
二、免疫-内分泌-神經系統的互相作用和調
第十七章 超敏反應
超敏反應(hypersensitivity)是指機體受到某些抗原刺激時,出現生理功能紊亂或組織細胞損傷的異常适應性免疫應答。超敏反應又常被稱為變态反應。前三型均由體液免疫介導,可經抗體被動轉移;第IV型由細胞免疫介導 。
型别 | 參加成分 | 發生機制 | 臨床常見病 | |
特異性免疫物質 | 非特異性輔助物質 | |||
Ⅰ型速發型過敏反應 | IgE IgG4 | 肥大細胞 嗜堿性粒細胞 嗜酸性粒細胞 | 1.抗原刺激機體産生IgE,IgE結合于肥大細胞或嗜堿性粒細胞表面 2.抗原再次進入機體,與細胞表面IgE結合 3.靶細胞活化,釋放生物媒體 4.媒體作用于效應器官,導緻平滑肌痙攣,小血管擴張,毛細血管通透性增加,腺體分泌增加 | 1.過敏性休克 2.支氣管哮喘 3.過敏性鼻炎 4.過敏性胃腸炎 5.荨麻疹 |
Ⅱ型細胞毒型細胞溶解型 | IgG IgM | 補體系統 吞噬細胞 NK細胞 | 1.抗體與細胞本身或粘附在細胞表面的抗原結合,或抗原抗體複合物吸附在細胞表面 2.激活補體,溶解靶細胞 3.調理Mφ,吞噬靶細胞 4.激活殺傷細胞,殺傷靶細胞 | 1.異型輸血反應 2.新生兒溶血性症 3.免疫性血細胞減少症 4.甲狀腺機能亢進 |
Ⅲ型免疫複合物型血管炎型 | IgG IgM | 補體系統 中性粒細胞 嗜堿性粒細胞 血小闆 | 1.中等大小可溶性IC沉積于血管基底膜、關節滑膜等處 2.激活補體 3.吸引中性粒細胞,釋放溶酶體酶 4.引起血管炎及血管周圍炎 | 1.血清病 2.感染後腎小球腎炎 3.系統性紅癍狼瘡 4.類風濕性關節炎 5.過敏性肺泡炎 |
Ⅳ型遲發型細胞介導型 | 緻敏T細胞 | 淋巴因子 巨噬細胞 | 1.抗原刺激T細胞緻敏。 2.緻敏T細胞再次與抗原相遇,産生免疫效應 3.TH 1釋放淋巴因子,引起發炎反應 4.Tc直接殺傷靶細胞 | 1.傳染性超敏反應 2.接觸性皮炎 3.移植排斥反應 |
第十八章 自身免疫性疾病
免疫自身穩定 是指機體的免疫系統對自身的組織細胞成分處于免疫耐受狀态不發生免疫應答。
第一節 概述
自身免疫:機體免疫系統對自身成分發生免疫應答的能力,通常對機體不造成損傷。
自身免疫病:因機體免疫系統對自身成分發生免疫應答而導緻的疾病狀态
自身免疫性疾病的特點
1)患者體内可檢測到針對自身抗原的自身抗體和/或自身反應性T淋巴細胞
2)自身抗體和/或自身反應性T淋巴細胞介導對自身細胞或自身成分的适應性免疫應答,造成損傷或功能障礙;
3)病情的轉歸與自身免疫反應強度密切相關;4)易反複發作,慢性遷延。
自身免疫性疾病的分類
1.器官特異性自身免疫病(患者的病變一般局限于某一特定的器官)
(1)針對自身抗原的自身抗體或淋巴細胞損傷靶器官或腺體細胞。
(2)某些自身抗體可通過對靶器官或腺體的正常功能過度刺激或抑制.
代表疾病:橋本氏甲狀腺炎、毒性彌漫性甲狀腺腫、胰島素依賴的糖尿病
2.全身性自身免疫病
由針對多種器官群組織靶抗原的自身免疫反應引起,患者的病變可見于多種器官群組織。代表疾病:系統性紅斑狼瘡
第二節 自身免疫性疾病的免疫損傷機制及典型疾病
發病原因:自身抗體和/或自身反應性T淋巴細胞介導的免疫應答。
發病機制:由自身抗體/自身反應性T淋巴細胞,或二者共同引起的針對自身抗原的超敏反應性疾病,其發病機理和超敏反應的發病機理相同。
一、自身抗體引起的自身免疫性疾病
自身抗體包括:
細胞膜或膜吸咐成分自身抗體
細胞表面受體自身抗體(1)激動型抗受體自身抗體(2)阻斷型抗受體自身抗體
細胞外成分自身抗體(細胞外基質成份)
1. 自身抗體引起的細胞破壞性自身免疫性疾病:自身抗體與細胞表面抗原結合後引起的損傷機制:a. 補體依賴的細胞毒作用(CDC)、b. 補體和抗體的調理作用、c. ADCC、d. 嗜中性粒細胞的破壞細胞作用。常見疾病有自身免疫性溶血性貧血、血小闆減少性紫癜、血型不合引起的輸血反應。
2. 細胞表面受體自身抗體引起的自身免疫性疾病:抗體與細胞表面受體結合,過度刺激器官功能(如Graves病),或阻斷受體與配體結合,抑制器官功能(如重症肌無力)。
3. 細胞外成分自身抗體引起的自身免疫性疾病:如肺出血腎炎綜合征,系由抗基底膜Ⅳ膠原自身抗體啟動的免疫應答,導緻腎炎和肺部出血。
4. 自身抗體-免疫複合物引起的自身免疫性疾病:如SLE,因免疫複合物沉積在各種組織的小血管壁,激活補體引起細胞損傷;核抗原物質釋出又導緻産
生更多的自身抗體,進一步加劇損傷。
二、自身反應性T淋巴細胞介導的自身免疫性疾病
⒈胰島素依賴型糖尿病:CTLà胰島的β細胞 --使胰島素分泌嚴重不足
⒉實驗性變态反應性腦脊髓膜炎(EAE) 存在:髓鞘堿性蛋白(MBP)特異的Th1
⒊人多發性硬化病(MS)存在:髓鞘堿性蛋白(MBP)特異的Th1
⒋多發性硬化症(中樞神經系統的疾病)
三、自身抗體、自身反應性淋巴細胞均可導緻發病
重症肌無力(MG)(抗乙酰膽堿受體自身反應性T細胞) 類風濕關節炎:(抗關節滑膜抗原的自身反應性淋巴細胞 )
第三節 自身免疫性疾病發生的相關因素
一、抗原方面的因素
1.免疫隔離部位抗原的釋放 免疫隔離部位
2. 自身抗原發生改變:由生物、實體、化學以及藥物等因素引起。
3. 分子模拟 有些微生物與人的細胞或細胞外成分有相同或類似的抗原表位,在感染人體後激發的針對微生物抗原的免疫應答,也能攻擊含有相同或類似表位的人體細胞或細胞外成分,這種現象被稱為分子模拟。
二、免疫系統方面的因素
1.MHCⅡ類分子的異常表達 : 隻在APC表達。胰島素依賴糖尿病β胰島細胞高表達MHCII。
2.免疫忽視的打破:免疫忽視 是指免疫系統對低水準抗原或低親和力抗原不發生免疫應答的現象。
3.調節性T細胞的功能失常:發揮免疫抑制。
4.活化誘導的C死亡發生障礙:激活的效應性淋巴C在行使效應功能後死亡的現象稱為活化誘導的細胞死亡(AICD)。
5.淋巴細胞的多克隆激活:
6.表位擴充:免疫系統針對一個優勢表位發生免疫應答後,可能對隐蔽表位相繼發生免疫應答,這種現象被稱為表位擴充 。
三、遺傳方面的因素
1.HLA等位基因的基因型和人類自身免疫性疾病的易感性相關
2.與自身免疫性疾病發生相關的其他基因
3.性别與某些自身免疫性疾病的發生相關
第四節 自身免疫性疾病的防治原則
1.預防和控制微生物感染:采用疫苗和抗菌素控制,尤其長期感染。
2. 應用免疫抑制劑:環孢菌素A和FK506。特異性抑制T細胞功能,如抑制IL-2産生。
3.應用細胞因子及其受體的抗體或阻斷劑: