英国医生 Jenner 在 1796 年首创接种牛痘预防天花。  据记载，宋朝（1000s）就接种 “人痘”预防天花。  1870s ,巴斯德和柯赫系统地用弱毒疫菌接种, 预防羊炭疽病,鸡霍乱，狂犬病等传染病。  1978年世界卫生组织宣布，人类消灭了天花。 牛痘

1796年 首例接种牛痘预防天花 返回

第八讲 人体的防御体系—— 免疫系统 一、人体的两道防线 二、免疫器官和免疫细胞 三、特异性免疫的工作机理 四、免疫学的实际应用

一、人体的两道防线 （本节见参考书第189-191页） 一、人体的两道防线 （本节见参考书第189-191页） 1、免疫系统的任务是消灭“异己”免疫系统的任务就是消灭“异己”， 保证身体的健康生存。

“异己”来自两个方面: (1) 外来的入侵者：侵入身体的各种致 病菌,包括:细菌、真菌、还有致病 的病毒，原生动物，低等生物等等。 (2)“变坏了的”自身细胞。 病毒入侵 物理因子 细胞癌变 化学因子 返回

2、人体有两道防线 面对病原物的入侵，人体出现两类免疫反应，亦可称为两道防线。 2、人体有两道防线 面对病原物的入侵，人体出现两类免疫反应，亦可称为两道防线。

非特异性免疫 特异性免疫 机械阻挡 免疫活性细胞 (皮肤、粘膜) 吞噬细胞 发热反应(炎症，全身发烧) 干扰素 反应较快， 反应较慢， 不具特异性 具特异性 图

(1)探针带来细菌入侵 (2)吞噬细胞赶 赴“现场” (3)消灭入侵，恢复健康

吞噬细胞正在攻击细菌 电镜照片

吞噬细胞正在攻击细菌

在病毒入侵后细胞产生干扰素，作用于同种细胞, 使后者获得抗病毒能力。 返回

二、免疫器官和免疫细胞 （本节见参考书第190-194页） 负责特异性免疫功能的，主要是以 B－细胞和 T－细胞为主的免疫活性细胞。免疫活性细胞在免疫器官内产生、成熟、运行和贮存。

1、免疫器官 人体免疫器官包括以下各部分： 骨髓: 各种血细胞生成场所。 胸腺：T－淋巴细胞成熟场所。 脾脏：贮存淋巴细胞的场所。 淋巴结和淋巴管：构成淋巴细胞贮 存运输系统。

人体免疫系统 胸腺 脾脏 骨髓 淋巴结和 淋巴管 返回

2、免疫细胞 免疫细胞包括各种淋巴细胞、单核细胞，巨噬细胞和粒细胞等一切与免疫有关的细胞。 人体淋巴细胞的总数约 2 x 1010 个。

其中最主要的参与免疫应答的细胞叫免疫活性细胞： B－细胞和 T－细胞。 此外，还有K－细胞，NK －细胞，N －细胞，D －细胞等，也是免疫活性细胞。

B－细胞和T－细胞的共同特点： （1）特异地识别抗原； （2）在抗原刺激下，活化起来，分化， 增殖； （3）发挥特异的免疫应答效应， 产生抗体 产生因子 直接攻击“变坏”细胞。

B－细胞 T－细胞 来源 骨髓 骨髓 成熟 骨髓 胸腺 寿命 几天至十几天 几年 占白细胞总数 20％ 80％ 功能 体液免疫（抗体） 细胞免疫

B细胞活化后成为浆细胞 返回

T－细胞攻击并杀死癌细胞

T－细胞又可区分为： Tc 细胞毒 T 细胞 TH 协助 T 细胞 Ts 抑制 T 细胞 返回

三、特异性免疫的工作机理 （本节见参考书第190-194页） 三、特异性免疫的工作机理 （本节见参考书第190-194页） 1、免疫细胞负责特异性免疫 特异性免疫针对不同抗原给出不同反应。外来的蛋白质或多糖大分子，分子量在 10000 以上，可以作为抗原引起特异性免疫反应。

淋巴细胞负责特异性免疫反应 返回 恢复特异性免疫反应 未恢复 未恢复 亚致死剂量 杀死骨髓细胞 正常小鼠 注射淋巴细胞 分别取出 淋巴细胞 肝细胞 其他细胞 恢复特异性免疫反应 注射肝细胞 放射照射 未恢复 注射其他细胞 亚致死剂量 杀死骨髓细胞 未恢复 淋巴细胞负责特异性免疫反应 返回

2、B－细胞分泌抗体，在体液免疫 中起作用抗体是由四条肽链组成的蛋白质分子。 轻链 可变区 重链 可变区，补体结合区 图

IgG抗体分子电镜三维图

抗体结构 返回

Immunoglobulin G IgG Figure: 22-14 Immunoglobulin G structure. Immunoglobulin G (IgG) consists of two heavy chains (50,000 molecular weight) and two light chains (25,000 molecular weight), with a total molecular weight of 150,000. One heavy and one light chain interact to form an antigen-binding unit. The variable domains of the heavy and light chain (VH and VL) bind antigen and show sequence differences in each different immunoglobulin. The constant domains (CH1, CH2, CH3) are identical in all IgG proteins. The chains are covalently joined by disulfide bonds.

IgG, IgA, IgD 有三段恒定区. (b) IgM, IgE 有四段恒定区 Figure: 22-16a-b Immunoglobulin classes. All classes of immunoglobulins have VH and VL domains (red) that bind antigen (brown). (a) IgG, IgA, and IgD have three constant domains (blue). (b) IgM and IgE each have a fourth constant domain.

Immunoglobulin M (IgM) 5个 IgM 蛋白通过二硫键和J链连接在一起 Figure: 22-17 Immunoglobulin M. Immunoglobulin M (IgM) is found in serum as a pentameric protein consisting of five IgM proteins covalently linked to one another via disulfide bonds and a J chain protein. Because it is a pentamer, IgM can bind up to 10 antigens, as shown.

Immunoglobulin A 2个IgA 蛋白可通过J链连接在一起 Figure: 22-18 Immunoglobulin A. Secretory immunoglobulin A (sIgA) is often found in body secretions as a dimer consisting of two IgA proteins covalently linked to one another via a J chain protein. 2个IgA 蛋白可通过J链连接在一起

抗体与抗原形成特异结合，再通过下列反应消灭抗原。 中和反应：抗体结合抗原以便“吞噬细 胞”吞噬。 聚集反应：抗体是双价的，可以使抗 原聚集，以便吞噬。 沉淀反应：抗体结合后，使可溶性抗 原大分子沉淀，以便吞噬。 图

中和反应 聚集反应 沉淀反应 中和反应：抗体结合抗原以便“吞噬细胞”吞噬 聚集反应：抗体是双价的，可以使抗原聚集，以便吞噬 沉淀反应：抗体结合后，使可溶性抗原大分子沉淀，以便吞噬 返回

活化补体：抗体结合在细菌细胞表面， Fc 结合并活化一系列补体，活化了的补体分子在细菌细胞膜上打个洞，使后者裂解死去。 (补体是存在于血液中的一组蛋白质，参与免疫反应) 图

活化补体

抗体作用的机理 返回

3、T－细胞在细胞免疫中起作用 Tc ——细胞毒,T －细胞直接参与杀伤靶细胞。杀伤机理： （1）直接使靶细胞裂解 （2）诱导靶细胞进入凋亡程序 图

Tc 杀 伤 细 胞

Tc 攻击靶细胞 返回

4、免疫细胞的相互配合 在抗原刺激下，免疫细胞从静息状态的淋巴细胞活化起来。 免疫细胞的活化，不仅需要抗原刺激，还需要其他免疫细胞帮助。 4、免疫细胞的相互配合 在抗原刺激下，免疫细胞从静息状态的淋巴细胞活化起来。 免疫细胞的活化，不仅需要抗原刺激，还需要其他免疫细胞帮助。 图

B细胞活化后成为浆细胞

巨噬细胞起抗原呈递细胞（APC）作用，并分泌 IL－1。 进入 细胞免疫 启动 体液免疫 巨噬细胞起抗原呈递细胞（APC）作用，并分泌 IL－1。 TH 分泌 IL－2，分别作用于 Tc－细胞和 B－细胞。

免疫细胞的协同作用 返回

5、克隆选择学说 （1）特异性免疫的两个特点—— 专一性 记忆性 （2）记忆性的来源是因为激活后的免 疫细胞中一部分变成记忆细胞。 5、克隆选择学说 （1）特异性免疫的两个特点—— 专一性 记忆性 （2）记忆性的来源是因为激活后的免 疫细胞中一部分变成记忆细胞。 图

特异性免疫反应的专一性和记忆性

免疫细胞活化后一部分变成 记忆细胞 返回

（3）免疫细胞何以会对付千变万化的 抗原？ 回答——免疫细胞表面有特异结 合抗原的受体。 免疫细胞表面对付千变万化抗原的各种受体从何而来？ （3）免疫细胞何以会对付千变万化的 抗原？ 回答——免疫细胞表面有特异结 合抗原的受体。 免疫细胞表面对付千变万化抗原的各种受体从何而来？

有两种可能的回答： 或者：身体内储有千千万万种各带不同受体的免疫细胞，每种抗原刺激从中选择活化一种——克隆选择说。 或者：身体内只有一种或数种免疫细胞，不同抗原诱导产生出千变万化的受体来——诱导说/定做说。

各方面证据支持克隆选择说 实验结果支持克隆选择学说 对免疫球蛋白（抗体）编码基因的分子遗传学研究也支持克隆选择学说。   各方面证据支持克隆选择说 实验结果支持克隆选择学说 对免疫球蛋白（抗体）编码基因的分子遗传学研究也支持克隆选择学说。

克隆选择学说 返回

无免疫反应 有免疫反应 证明克隆选择学说的实验 返回 用A抗原吸收处理 ＋A抗原 取出淋巴细胞 亚致死剂量杀死骨髓细胞 正常小鼠 注射 放射照射 注射 A抗原 无免疫反应 有免疫反应 注射 其他抗原 亚致死剂量杀死骨髓细胞 证明克隆选择学说的实验 返回

抗体可变区肽段的核苷酸编码很复杂 返回

编码抗体 L 链的基因有三组: V 基因 有400种拷贝 J 基因 有5种拷贝 C 基因 有2种拷贝 这样，L 链可变区的编码基因可能有的组合方式 400x5x2＝4x103 种

编码 H 链的基因有四组: V 基因 有400种拷贝 J 基因 有5种拷贝 D 基因 有10种拷贝 C 基因 有8种拷贝 这样，H链可变区的编码基因可能有的组合方式： 400 x 5 x 10 x 8＝1.6 x 105 种

L 和 H 合在一起，可能出现的组合方式： 4x103x1. 6x105＝6 L 和 H 合在一起，可能出现的组合方式： 4x103x1.6x105＝6.4x108种 再加上个体可能发生的突变，各种组合总数可达：109－1010种 这样天文数字的可能的抗体结构，足以应付各种抗原结构。

抗体多样性的基因基础

轻链的合成 Figure: 23-05b Immunoglobulin gene rearrangement in human B cells. Immunoglobulin genes are arranged in tandem on three different chromosomes. (b) The kappa() light-chain complex on chromosome 2. The lambda() light-chain genes are in a similar complex on chromosome 22.

重链的合成 Figure: 23-05a Immunoglobulin gene rearrangement in human B cells. Immunoglobulin genes are arranged in tandem on three different chromosomes. (a) The heavy-chain (H) gene complex on chromosome 14. The filled boxes represent immunoglobulin coding genes. The broken lines indicate intervening sequences and are not shown to scale.

四、免疫学的实际应用 （本节见参考书第194-196页） 四、免疫学的实际应用 （本节见参考书第194-196页） 1、人工免疫和生物制品 通过注射、口服等方法使人体摄入抗原类或抗体类物质，使人体增强对外来入侵的免疫能力，称为人工免疫。

用大规模工业化手段生产用于人工免疫的各种生物来源的制剂，统称生物制品。生物制品主要用于传染性疾病的预防、治疗和诊断。

（1）人工自动免疫生物制品——促使人体产生特异免疫能力 注射抗原，使人体“主动地”产生特异抗体。 (2）人工被动免疫生物制品——向人体提供特异的或非特异的免疫能力。 注射含抗体成份的抗血清，使人体“被动地”获得特异的或非特异的抵抗能力。

卡介苗——经过处理，变成弱毒或无毒的活的结核杆菌。 白百破疫苗，伤寒疫苗——经过处理的死菌体。 返回

抗狂犬病毒血清 抗乙肝病毒血清 抗破伤风毒素血清 胎盘球蛋白 血浆－球蛋白 返回

2、免疫技术用于疾病治疗 （1）一些抗血清已用于狂犬病、乙肝、 破伤风的预防和治疗。 （2）器官移植要求免疫抑制环胞菌素作为良好的免疫抑制剂，已广泛用于器官移植。 图

裸鼠 突变无胸腺小鼠 没有免疫活性的 T 细胞 用于器官移植、肿瘤治疗等试验 返回

（3）癌症的免疫治疗 人体免疫系统为什么不能阻止癌细胞增长形成肿瘤？ 免疫活性细胞能否在治疗癌症发挥威力发挥威力？ 能 （3）癌症的免疫治疗 人体免疫系统为什么不能阻止癌细胞增长形成肿瘤？ 免疫活性细胞能否在治疗癌症发挥威力发挥威力？ 能

黑色素瘤病人的肺部 X－光片子。 取出癌块，从中分离T－细胞。 培养增值后，将T －细胞再注回病人体内。 两个月后，疗效显示出来。

Tc 攻击靶细胞 返回

3、免疫技术用作研究手段 （1）亲和层析:利用 抗原 / 抗体专一 性结合原理，从各种杂蛋白中分离目的蛋白。 3、免疫技术用作研究手段 （1）亲和层析:利用 抗原 / 抗体专一 性结合原理，从各种杂蛋白中分离目的蛋白。

少量目的蛋白 制备抗体 使抗体结合在凝胶珠上 目的蛋白结合在柱上，杂蛋白流出 洗脱，获得目的蛋白 返回

（2）酶联免疫吸附法（ELISA）： 专一性检测微量的蛋白质（10－9克）。 专一性强，灵敏度高。 Flash of ELISA

返回 1、把抗体固定在固相支持物上（96孔板）； 2、加入蛋白质样品保温，再洗去未结合的杂蛋白； 3、加入第二抗体，第二抗体结合一个供检测用的酶（辣根过氧化物酶） 4、洗去未结合第二抗体，酶活测定。 返回

Antigens and antigen determinants Conformational determinant

Flash of Monoclonal antibody （3）单克隆抗体 随着在研究上应用日益广泛，对抗体的数量和质量（专一性）要求越来越高。 数量多——传统的实验动物马、兔等免疫不方便。 质量高——大动物免疫难以做到单克隆。 Flash of Monoclonal antibody

单克隆抗体制作过程 返回

用细胞融合技术获得单克隆抗体综合了两方面优势： 淋巴细胞肿瘤——能不断增值，但没有产生专一抗体能力。 从脾脏得到淋巴细胞——能产生专一抗体，但不能不断增值。

  4、与免疫系统有关的疾病   （1）过敏 过敏反应表现：打喷嚏，哮喘，风疹等。过敏源：花粉，地毯灰尘，食物中某些蛋白质，蜜蜂刺蛰。 许多脱敏药物都有抗组胺效应。

组胺的释放引起一系列过敏反应

花 粉 电 镜 返回

蜜蜂刺蜇也会引起过敏反应

蜜 蜂 刺 蜇 返回

（2）自身免疫疾病 正常情况下，人体的免疫系统不会攻击自身细胞和组织。 由于某些尚未清楚的原因，免疫活性细胞攻击自身组织，出现自身免疫疾病。 （2）自身免疫疾病 正常情况下，人体的免疫系统不会攻击自身细胞和组织。 由于某些尚未清楚的原因，免疫活性细胞攻击自身组织，出现自身免疫疾病。

自身免疫疾病包括： 红斑狼疮 类风湿性关节炎 依赖胰岛素的糖尿病综合症 硬化病 肌无力症 等等。 返回

（3）免疫功能低下或缺失 可由多种原因引起 严重综合型免疫缺失症（ SCID ），因为编码腺嘌呤脱氨酶（ADA）的基因缺陷造成。 已开始应用基因治疗。

这个名叫David的男孩已近10岁了,他生下来就在隔离室中长大。 返回

基因治疗的主要步骤 返回

（4）艾滋病（AIDS） 获得性免疫缺失综合症（AIDS）现在认为由 HIV 病毒引起。

HIV 病 毒 模 式 图

HIV 正在攻击 TH－细胞 返回

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