第十二章 免疫耐受
第一节 概 述 一、免疫耐受(Immunological tolerance) 机体免疫系统接触某种抗原后,针对该抗原的特异性无应答现象。 第一节 概 述 一、免疫耐受(Immunological tolerance) 机体免疫系统接触某种抗原后,针对该抗原的特异性无应答现象。 二、免疫抑制(Immunological Suppression) 机体在后天外界因素的影响下,对所有抗原的免疫应答能力下调或丧失。 三、免疫缺陷(Immunodeficiency) 非特异性低应答或无应答状态。 四、耐受原---引起免疫耐受的抗原 自身组织抗原 天然诱导耐受; 非自身抗原(如细菌、病毒、毒素、异种个体组 织抗原等) 免疫原 特异性免疫应答 耐受原 无特异性免疫应答
第二节 免疫耐受形成的机制 一、固有性免疫耐受 --- 两种机制 1.吞噬细胞缺乏识别自身抗原的受体; 2.NK细胞存在抑制性受体。 (一) 吞噬细胞对自身抗原的耐受 吞噬细胞 (甘露糖受体) 识别微生物(甘露糖) 杀死微生物; 不识别正常细胞(无相应甘露糖或被遮盖) 不杀伤正常细胞。杀伤异常细胞: A.红细胞衰老死亡 唾液酸结构消失 暴露 N-已酰葡糖胺 被吞噬细胞识别吞噬; B.理化因素(如射线、药物等) 细胞结构改变 被吞噬细胞识别,损伤变性的自身细胞。
(二)NK细胞对自身抗原的耐受 --- 存在KAR和KIR,只杀伤病毒感染细胞和肿瘤细胞,不杀伤正常细胞。 病毒感染细胞 KIR识别分子(如 MHC-I类分子)表达 抑制性信号不足 被NK细胞杀伤。 NK细胞KIR表达 自身免疫病。
二、中枢免疫耐受 中枢免疫器官(胸腺和骨髓)内,发育中尚未成熟的T、B淋巴细胞,识别自身抗原的细胞克隆被清除而形成的自身耐受。 2.骨髓内发育中的B细胞(表达mIgM的未成熟B细胞) 阴性选择 识别自身抗原的未成熟B细胞克 隆消除或处于无反应性(anergy)状态。
三、外周免疫耐受 在外周免疫器官,成熟的T和B淋巴细胞遇到自 身或外源性抗原形成的耐受。 产生机制可归纳为六个方面: 1.克隆无反应性导致耐受; 2.活化诱导的细胞死亡导致耐受; 3.克隆忽视导致耐受; 4.免疫调节细胞所致耐受; 5.独特型网络的致耐受作用; 6.新学说---危险模式假说的提出。
1.克隆无反应性(clonal anergy)导致的耐受 指在某些情况下,T、B细胞虽然仍有与抗原反应的TCR或mIg表达,但对该抗原呈功能上无应答或低应答状态。 (1)成熟T细胞 活化信号(两种)之一缺乏 T细胞 不活化,处于无反应状态。 1)自身组织(外周)抗原浓度低 刺激信号弱 T细 胞不活化; 2)APC表达协同刺激分子(B7、LFA-1及CD40等)异 常 提供第二信号不足; 3)活化T细胞(自身反应性)表达CTLA-4 与B7分 子结合 抑制性信号 T细胞不活化。
(2)成熟B细胞 缺少刺激信号 处于无反 应状态。 自身反应性T细胞被清除或无功能 无第 二信号刺激B细胞 B细胞的活化抑制。
2.活化诱导的细胞死亡(activation induced cell death, AICD)导致的耐受 FasL(自身反应性T细胞) + Fas(自身反应性B细胞) 启动AICD 针对自身抗原的细胞消除。 动物实验证明:如果Fas基因和FasL基因发生突变, 引起自身免疫病。 3.克隆忽视(clonal ignorance)导致的耐受 “隐蔽抗原”(如甲状腺球蛋白、髓磷脂碱性蛋白、晶体、精子等) 不与免疫细胞接触 逃避免疫系统作用。
4.免疫调节细胞所致的耐受 调节性T细胞 分泌TGF-β、IL-10、IL-4等抑制性细胞因子 抑制Th和CTL、B淋巴细胞的免疫应答。 淋巴细胞(CD25+CD4+T细胞,免疫耐受小鼠) 转输给正常小鼠 引起对相同抗原(同耐受小鼠)的耐受。 5.独特型网络的致耐受作用 可能机制为: (1) 独特型抗原决定簇(B细胞)+抗独特型抗体 B细胞膜被破坏或抗体产生受抑制; (2) 独特型抗原决定簇(T细胞)+抗独特型抗体 T细胞活化受抑制。
危险信号 活化APC 活化T细胞 引 6.新学说 --- 危险模式(danger model)假说 认为机体免疫系统并不能区分“自己”和“非己”,只区分危险信号。 危险信号来源:损伤、异常死亡细胞;微生物的产物。 预存型:如甘露糖和线粒体; 诱导型:如热休克蛋白。 机制: 危险信号 活化APC 活化T细胞 引 起免疫应答; 无危险信号 APC未活化 T细胞耐受。
第三节 人工诱导免疫耐受形成 一、人工诱导免疫耐受形成的意义 1.用于自身免疫病治疗 (1) MBP(口服) 小鼠 治疗实验性变态反应 性脑脊髓炎(EAE); (2) 胰岛素 治疗非肥胖性糖尿病(NOD)。 2. 用于超敏反应性疾病治疗 脱敏疗法治疗I型超敏反应。 3. 器官移植预防与治疗 单体抗原或免疫抑制剂(静脉) 受者(移植 前) 对移植物的耐受(一定程度)。
二、人工诱导免疫耐受形成的条件 (一)抗原方面 1.抗原的性质 (1)结构简单、分子小、亲缘关系近 易诱 发免疫耐受,如血清蛋白、多糖和脂多糖。 (2)表位不同 鸡卵溶菌酶(天然,含N端表位) 诱导Ts细 胞活化 致免疫耐受; 鸡卵溶菌酶(去除N端3个氨基酸) 诱导Th 细胞活化 辅助B细胞产生Ab。 2.抗原的剂量 小剂量TD-Ag T细胞耐受 大剂量TD-Ag和TI-Ag T细胞和B细胞耐受
表12- 1 低带耐受和高带耐受的主要特征 低带耐受 高带耐受 诱生抗原 小剂量TD抗原 大剂量TD或TI抗原 参与细胞 T细胞 T和B细胞 产生速度 快,1天 慢,8~15天 持续时间 长,120~135天 短,40~50天
3.抗原注射的途径 诱导耐受 经鼻内、口服、静脉注射 > 腹腔注射 > 皮下及肌肉注射。 4.抗原在体内的持续时间 抗原持续刺激 免疫耐受; 抗原消失 免疫耐受逐渐消退。 5.不添加佐剂 抗原不加佐剂易致耐受,添加佐剂则易诱导免疫 应答。
(二)机体方面的因素 1.免疫系统的成熟程度 抗原 胚胎期或新生期 易诱导免疫耐受; 抗原 成年期 不易诱导免疫耐受。 2. 动物的种属和品系 (1) 不同种属: 大鼠和小鼠:胚胎期和新生期易建立免疫耐受; 家兔、有蹄类和灵长类:胚胎期可诱导免疫耐受。 (2) 同一种属不同品系: HGG(0.1mg) C57BL/6小鼠 产生耐受性; HGG(1.0mg) A/J小鼠 产生耐受性; HGG(10mg) BALB/c小鼠 产生耐受性。
3.免疫抑制的主要措施 (1) 亚致死量X线全身照射,杀灭绝大多数淋巴 细胞; (2) 胸导管引流,除去循环中的淋巴细胞; (3) 用抗淋巴细胞单克隆抗体破坏相应淋巴细 胞; (4) 应用大剂量免疫抑制剂(如环磷酰胺、环孢酶 素A或FK506),抑制免疫反答。
(三)新方法的应用 --- 使用第二信号阻断剂 1. CTLA4-Fc(Ig)融合蛋白 与B7结合 阻 断B7-CD28结合; 2. 抗CD40L 与CD40L结合 阻断CD40-CD40L 结合; 3. 异体胰岛 注入糖尿病大鼠胸腺内 血糖 恢复正常,再移植胰岛于肾包膜下不被排斥。
第四节 人工终止耐受 一、意义 治疗一些临床疾病, 如肿瘤、慢性感染性疾病。 二、举例 理化或生物因素 耐受原结构改变; 交叉抗原 与耐受原结构类似。
本章要点 1. 免疫耐受的特点及其生物学意义。 2. 免疫耐受形成的主要机制。 3. 在哪些情况下须打破免疫耐受;哪些情况下须建立免疫耐受。打破或建立免疫耐受的原则。