第九章 免疫遗传学基础 （ Immunogenetics ）

免疫遗传学基础主要内容 第一节 免疫学基本概念 第二节 抗原与抗体 第三节 主要组织相容性复合体 第四节 补体系统 第五节 疫苗

第一节免疫学基本概念

中国古代的免疫知识 晋朝葛洪肘后方天行发斑疮 隋唐王焘 外台秘要豌豆疮 唐开元年江南赵氏鼻苗种痘术，时苗 宋真宗年峨嵋山人痘术 (VARIOLATION) 明隆庆年 传代减毒（熟痘） 明朝的《治痘十全》和清朝的《痘疹定论》

免疫： 机体受到抗原物质刺激而产 生特异性免疫应答的过程。 免疫： 机体受到抗原物质刺激而产 生特异性免疫应答的过程。 天然免疫： 机体依赖自身天然存在的屏障 结构来防御有害物质或病原微生物，这些结构 包括皮肤、黏膜、血液和淋巴组织中的巨噬细 胞、自然杀伤细胞及各种细胞因子等。 获得性免疫： 指非遗传所致，个体通过 与外源性物质接触而被诱导和激活的特异性的 免疫能力。 获得性免疫： 指非遗传所致，个体通过 与外源性物质接触而被诱导和激活的特异性的 免疫能力。

艾滋病 （ acquired immunodeficiency syndrome ） 获得性免疫缺陷综合症 AIDS ： 1981 年于 美国率先报道；是感染人类免疫缺陷病 毒（简称 HIV ）后引起的一种致死性传染 病。 HIV 主要破坏人体的免疫系统，使机 体逐渐丧失防卫能力而不能抵抗外界的 各种病原体，因此极易感染一般健康人 所不易患的感染性疾病和肿瘤，最终导 致死亡。

获得性免疫： 可分为体液免疫和细 胞免疫 ; 及主动免疫和被动免疫。 体液免疫： 以 B cells 产生抗体来达到保护 目的的免疫机制。属后天的免疫机制。 细胞免疫：凡是由免疫细胞发挥效应以清 除异物的作用即称为细胞免疫。由 T 细胞介导。

体液免疫作用机制 当抗原 ( 病菌或病毒 ) 第一次感染人体时，会被行先天 免疫的细胞所吞噬、清除，而其中一部分细胞特称 APC ，它们除了能吞噬、分解抗原，还能将分解后的 碎片呈现给 B cell ，使之活化、分裂，并筛选出对抗 原最具亲和力的抗体，抗体的 variable region 能与抗原 产生专一性的结合，阻止它感染正常细胞，并用另一 端的 Fc portion 与巨噬细胞结合，使巨噬细胞吞噬抗 原，达到消菌的目的。

获得性免疫：也 可分为主动免疫和被 动免疫。 主动免疫是指在抗原的刺激下，人体的免疫 系统对抗原出反应，产生了专门对付该抗原 的抗体，以后，如果再碰到这种抗原的话， 抗体等免疫物质就会主动地去攻击这种抗原， 保护人体不受侵害。这个过程就是主动免疫 的过程。 打预防针就是主动免疫的方法之一。 被动免疫则是直接将抗体类物质输入人体， 不需身体的免疫系统 “ 制造 ” 抗体。用于治疗。 注射丙种球蛋白，就是被动免疫的一种。

免疫系统的组成 免疫器官：胸腺，骨髓、脾、淋巴结等。 免疫细胞：淋巴细胞、吞噬细胞等。 体液中的各种抗体和淋巴因子等。

第二节抗原与抗体

抗原（ antigen, Ag ） : 凡是能够刺激机体的免疫系统产生抗体 或效应细胞，并且能够和相应的抗体或效应 细胞发生特异性结合反应的物质，就叫做抗 原。抗原决定簇 抗原物质表面具有的某些特定的化学基团， 抗原依此与相应的抗体或效应 T 细胞发生特异性结 合，即抗原决定簇。

抗原有两种性能，即免疫原性和反应原性。 免疫原性是指能够刺激机体产生抗体或效应细胞； 反应原性是指能够和相应的抗体或效应细胞发生特异 性结合反应。 兼备这两种性能的物质叫做完全抗原。如病原体、异 种动物血清等。只具有反应原性而没有免疫原性的物 质叫做半抗原。如青霉素、吗啡等。 抗原的特性

抗体（ antibody, Ab ） : 机体受抗原刺激后产生的，并且能与该抗原发生 特异性结合的具有免疫功能的球蛋白。 抗体的分布： 主要分布于血清中，也分布于组织液及外分泌液 中，如乳汁中，所以新生儿在一定时间内可由于 获得母体乳汁内的抗体而获得免疫。

功能区（ domain ） 轻链 L: 可变区 VL ，稳定区 CL 轻链 L: 可变区 VL ，稳定区 CL 重链 H: 可变区 VH ，稳定区（ CH1 ， CH2 ， CH3 ） 重链 H: 可变区 VH ，稳定区（ CH1 ， CH2 ， CH3 ）

抗体分子多样性的遗传机制 一个机体何以能产生多达 10 6 ～ 10 8 种具有不同 抗体特异性的 Ig 分子，其机制至今虽未完全清 楚，但从基因的结构组成及重排中可找到一 些答案。众多 v 区基因和一个或少数几个 c 区基 因不连续地排列在染色体上，它们在 DNA 水 平随机地结合是 Ig 分子多样性的基础，而体细 胞突变又可增大 v 区的库容。

Ig 基因重排（组） 重链基因人类重链基因位于第 14 号染色体上，基因结构非常 复杂，分为 4 个不连续的基因节段，从着丝点 5 ＇末端起依次 为：可变区（ vh ）基因、多样性区（ diversityregion ， dh ）基 因、接合区（ jh ）基因和稳定区（ ch ）基因（图 2-5 ）。

第三节主要组织相容性复合体

导致排斥反应的抗原称为组织相容性抗 原，能够对此抗原进行快而强的排斥反 应的免疫系统称为主要组织相容性系统 MHS ，编码 MHS 的基因群为主要组织相 容性复合体 MHC ；同样，引起慢而弱的 排斥反应的基因群称为次要组织相容性 复合体 mHC MHC

MHC 的意义 抗原特异性淋巴细胞不能识别游离或溶 解状态的抗原，只识别 MHC 分子非共价 结合的抗原。当抗原与 MHC 分子结合形 成复合物并呈递到 T 细胞表面时， T 细胞 才能与带有 MHC- 抗原复合物的细胞相互 作用，并被激活。抗原与Ⅰ类还是Ⅱ类分 子结合，决定为激活的 T 细胞种类，也因 此出现不同性质的免疫应答。

两条分开的肽链两条分开的肽链

两条结合肽链两条结合肽链

MHC 基因区 一 小鼠 H-2 复合体 定位：第 17 号染色体 构成： K 、 I 、 S 、 D/L 等位基因

根据编码分子不同分成三类： Ⅰ类基因： K 、 D 、 L 位点 --- 编码Ⅰ类分子的 α 链 Ⅱ类基因： I 位点 I-A 亚区 --- 编码Ⅱ类分子 Aα 和 Aβ 链 I-E 亚区 --- 编码Ⅱ类分子 Eα 和 Eβ 链 III 类基因： S 区（ I 区与 D 区之间） --- 编码 C4 、 C2 、 B 因子及 TNF 等 Ir 基因 （免疫应答基因， immune response gene ）： 位于Ⅰ区 Ia 抗原（ I 区相关抗原， I region associated antigen ）： Ir 基因编码产物

人类 HLA 复合体 定位：第 6 号染色体短臂（ 6p21,3 ） 分成三类基因区： Ⅰ类基因：经典： B 、 C 、 A 位点 非典型： E 、 F 、 G 位点等 Ⅱ类基因：经典： DP 、 DQ 、 DR 位点 非典型： DN 、 DM 、 DO 位点等 Ⅲ类基因： C4 、 C2 、 B 因子、 TNF 、 HSP70 等

第五节补体系统

补体的发现 Bordet （ 1895 ）发现如将新鲜免疫血清加 热到 60 ℃， 30min 则丧失溶菌能力。由于 抗体耐温，这种溶菌能力并非是抗体活性 改变，显然血清中还存在辅助或补充抗体 溶菌但不耐热的物质，这些物质后来称为 补体。为表彰 Bordet 的研究成果而授予他 1919 年诺贝尔奖。

补体：是存在于人和脊椎动物血清与组 织液中一组经活化后具有酶活性的蛋白 质 补体的概念

补体的由三部分组成 ： 补体的固有成分：参与经典激活途径的成 分（ C1 、 C4 、 C2 ）；甘露聚糖结合凝集 素激活途径的 MBL ；丝氨酸蛋白酶；参与 旁路激活途径的成分（ P 、 D 、 B 因子）； 共同： C3 、 C5~C9 。 参与调节的成分（ C1 抑制物、 I 因子、 H 因 子、 C4 结合蛋白等） 补体受体： CR1~5 、 C3aR 、 C2aR 、 C4aR 补体的组成

补体的激活 在生理情况下，大多数血清补体成分以酶前 体的形式存在。补体的激活过程是一系列扩 大的连锁反应。 经典途径：活化的补体成分聚集于抗原细胞 表面并形成管道，从而介导细胞溶解； 旁路途径（替代途径）：补体与抗原细胞表 面直接结合而被活化。。