第二篇 免疫学基础.

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1 第二篇 免疫学基础

2 前言 一、概念 传统概念：抗感染免疫（病源性、外源性、保护性、正应答）
现代免疫：机体识别“自己”和“非己”，对其产生免疫应答（清除抗原性异物，或维持免疫耐受），从而维持内环境的稳定的生理性防御机制。

3 二、免疫的功能和“机构” 行使免疫功能的机体结构——免疫系统 免疫系统：细胞、组织、器官等组成 免疫主要有三大功能

4 免疫系统三大功能 功能 生理性 病理性 免疫防御 抗感染免疫，防御病原微生物 超敏反应或免疫缺陷 免疫自稳 清除体内衰老损伤细胞 自身免疫病
免疫监视 监视并清除畸变或突变细胞 癌症或持续感染

5 三、免疫类型 人体的防卫线 固有性免疫应答 获得性免疫应答 皮肤 吞噬细胞、NK细胞 淋巴细胞 粘膜 抗菌蛋白 抗体 皮肤及粘膜分泌物
第一道防线 第二道防线 第三道防线 皮肤 吞噬细胞、NK细胞 淋巴细胞 粘膜 抗菌蛋白 抗体 皮肤及粘膜分泌物 炎症应答

6 免疫类型 非特异性免疫（自然免疫）：并非针对特定Ag 特异性免疫（获得性免疫）：针对特定Ag 屏障结构 非特异性免疫效应细胞和分子
皮肤与粘膜屏障 血脑屏障 血胎屏障 非特异性免疫效应细胞和分子 吞噬细胞吞噬功能 炎症反应 正常组织及体液中的抗菌物质：补体、溶菌酶等 特异性免疫（获得性免疫）：针对特定Ag 自然获得性免疫（naturally acquired immunity） 隐性感染或痊愈 通过胎盘、初乳 人工获得性免疫（artificially acquired immunity） 人工自动免疫：接种Ag（类毒素、疫苗） 人工被动免疫：注射Ab（抗毒素、免疫球蛋白）、细胞因子等

7 四、免疫学发展简史 免疫学开始于抗感染的研究，起源于微生物学、病理学等 推进现代生命科学的三驾马车： 免疫学分类：
现代免疫学、细胞生物学、神经生物学 免疫学分类： 基础免疫学、临床免疫学 免疫学检验 免疫药理学 分子免疫学

8 历史上多种传染病 天花、鼠疫、霍乱、斑疹伤寒、麻风 Day 3 Day 5 Day 7

9 免疫学发展简史 I.开创期（经验期）：16-18世纪 采用人痘苗预防天花（中国） II.传统（经典）免疫学时期 ：19-20世纪初
牛痘苗的发明（Jenner) II.传统（经典）免疫学时期 ：19-20世纪初 III.近代免疫学时期（20世纪中期） Ⅳ.现代免疫学时期:60年代至今

10 Ⅰ.经验免疫学时期（开创期） 16-17世纪明朝隆庆年间，中国医生发明了人痘苗预防天花 1．痘衣法 2．痘浆法 3．旱苗法 4．水苗法 《种痘心法》中说： “其苗传种愈久，则药力之提拔愈清，人工之选炼愈熟，火毒汰尽，精气独存，所以万全而无害也。

11 Ⅱ. 经典免疫学时期(兴盛期) 18-20世纪初 牛痘苗的发明（Jenner，1798) 减毒疫苗的发明(Pasteur，1879)
抗毒素的发现（Behring）(1890) 原始的细胞免疫学说（Metchnikoff)(1908) 原始的体液免疫学说（Ehrlich)(1908) 两个学说的统一(Wright和Douglas)（1903） 补体的发现（Bordet）(1919) 血清学方法的建立、免疫病理概念的形成

12 Ⅱ. 经典免疫学时期 Pasteur—— 微生物学之父、疫苗之父
研究病原微生物，研制了减毒的炭疽菌苗、狂犬疫苗、鸡霍乱杆菌菌苗，标志着免疫学作为独立学科正式诞生 Louis Pasteur , Father of immunology

13 Ⅱ. 经典免疫学时期 原始细胞免疫学说（Elie Metchnikoff ）
机体遭受微生物侵袭后，微生物及其有害物质可被体内的分叶核粒细胞和单核细胞等有吞噬作用的细胞吞噬和破坏，并引起炎症反应，进一步清除微生物及其有害物质，以达到免疫的目的。他认为吞噬细胞在免疫中起主导作用。 俄国学者，梅契尼科夫

14 Ⅱ. 经典免疫学时期 Behring与抗毒素(antitoxin）
1890年，德国学者E von Behring和日本学者北里（S Kitasato）在Koch研究所应用白喉外毒素给动物免疫，发现在其血清中有一种能中和外毒素的物质，称为抗毒素。将这种免疫血清转移给正常动物也有中和外毒素的作用。这种被动免疫法很快应用于临床治疗。 1901年Behring获得诺贝尔生理学奖(首次医学和生理学奖) E von Behring 与S Kitasato免疫马制抗血清

15 Ⅱ. 经典免疫学时期 原始的体液免疫学说（ Paul Ehrlich, Nobel Prize in 1908 for demonstrating production of antibody ） 1894年他在一篇论文中用右图来解释他提出的抗体形成的侧链假说。 一个细胞可以表达多种不同的“侧链”，抗原与其中之一发生特异性结合，将诱导该细胞合成更多的相应侧链。侧链从细胞表面脱落下来即成为血清抗体。 德国学者欧立希 抗体形成的侧链假说

16 Ⅱ. 经典免疫学时期 补体的发现（J.Bordet, 1894）

17 Ⅲ.近代免疫学时期 20世纪中期 特异性细胞免疫现象的存在 免疫耐受现象的发现 抗体生成克隆选择学说的提出 免疫球蛋白基本结构的阐明

18 Ⅳ.现代免疫学时期 60年代至今 胸腺的免疫功能、淋巴细胞的免疫功能、T细胞亚类的发现、MHC限制性的发现(1980)、免疫网络学说的提出(1984)、抗体多样性的遗传控制(1987)、T细胞抗原受体的证明、细胞因子研究进展、免疫学技术的发展（杂交瘤技术、T细胞克隆技术的建立、转基因技术、分子杂交技术）

19 免疫学相关诺贝尔奖 1901年首次医学和生理学奖的获得者就是在免疫学有突出贡献的von Behring。截至1996年止，该奖共颁发87次，而免疫学以及与免疫学密切相关的科学成果就占16项，为获奖次数的18.4%。这是任何生物医学学科所属的单一学科所不比拟的。这一事实说明免疫学及其成就的重要性，同时也反映了免疫学是生物医学领域中的一块肥沃的原野，具有极为广阔的发展前景。

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21 授课主线（免疫过程） 免疫应答 Ag 产生Ab/致敏淋巴细胞 非活化补体 活化补体 (C) 协助补充抗体免疫溶菌溶血作用
（过激——超敏反应） 免疫应答 Ag 产生Ab/致敏淋巴细胞 Ag-Ab复合物 非活化补体 活化补体 (C) 协助补充抗体免疫溶菌溶血作用 进入机体 刺激免疫系统 活化并发挥各种效应 特异结合

22 授课顺序 I. Ag: Chap11 Ag II.免疫系统 II -1. Chap12 免疫分子
IV. Chap15 超敏反应 V.免疫学应用（检测、诊断、预防） V-1. Chap16 免疫学检测 V-2. Chap17 免疫学应用

23 Chap11 抗原 (antigen, Ag) p316 哪些物质是抗原？ 细菌、病毒、真菌等微生物及其毒性代谢产物 疫苗（如菌苗、类毒素）
异种蛋白、异种动物免疫血清、异种组织细胞 同种异体组织细胞、血型抗原、肿瘤抗原等

24 免疫原性(immunogenicity) 免疫反应性 or 反应原性(immunoreactivity)
抗原是什么？ 免疫原性(immunogenicity) ① 抗原是能刺激机体免疫系统产生特异性免疫应答，并能与相应免疫产物（抗体或致敏淋巴细胞）发生特异性反应的物质 ② 免疫反应性 or 反应原性(immunoreactivity)

25 抗原的基本特性 半抗原 载体 抗体 刺激产生 完全抗原 免疫原性 免疫反应性 免疫反应性

26 完全抗原or免疫原(immunogen) 半抗原（hapten）
——免疫原性 + 免疫反应性 半抗原（hapten） ——无免疫原性，仅有免疫反应性

27 §1 抗原免疫原性的决定因素（构成抗原的条件）
异物性 理化条件 分子大小、化学组成和结构、 立体构象、物理性状等 其它条件 宿主因素、免疫方法

28 一、异物性（首要条件） 概念：与自身成分相异或免疫系统发育成熟前未接触过的物质。
判断标准：以成熟淋巴细胞是否识别为标准（胚胎期淋巴细胞是否与之接触过） 分类： 异种物质：细菌，类毒素等 同种异型（体）物质：移植器官，血型抗原等 自身物质：晶状体蛋白，精液等 感染细胞、肿瘤细胞

29 二、理化条件 分子大小：一般>10kDa，分子量越大，免疫原性越强
复杂的化学组成和结构：一般大分子蛋白质免疫原性较强，复杂的多糖有免疫原性，核酸及脂类一般不具有免疫原性 立体构象与易接近性 物理性状：颗粒抗原强于可溶性抗原，聚合状态强于单体

30 立体构象的影响

31 三、其他条件 宿主因素：种属、遗传因素、年龄、性别、健康状况等 免疫方法：剂量、途径、次数、佐剂等

32 §2 抗原特异性与交叉反应 抗原特异性 免疫原性 免疫反应性 抗原决定簇 （刺激相应的免疫细胞产生应答） （与相应抗体或淋巴细胞反应）
分子基础 抗原决定簇

33 一、抗原决定簇 (抗原表位，epitope)
概念：是Ag分子表面有一定空间构象的特殊的化学基团，（其性质、数目、空间构型）决定抗原特异性。 一个功能性表位就是一个抗体或细胞能与之结合的抗原的最小单位（一价）。完全Ag一般为多价。 通常由5-15个aa残基、5-7个多糖残基或核苷酸组成。 意义：抗原被免疫细胞识别的标志； 免疫反应具有特异性的物质基础。

34 抗原决定簇分类 根据结构特点： 根据识别细胞： 根据是否暴露： 半抗原决定簇，载体决定簇 线性决定簇：序列相连形成
构象决定簇：序列不相连而依赖空间构象形成 根据识别细胞： T表位，B表位 根据是否暴露： 功能性表位：位于分子表面，易接近 隐蔽性表位：位于分子内部，一般不引起应答 半抗原决定簇，载体决定簇

35 抗原表位与抗原特异性 试验抗原 用于制 备抗血清的物质 抗原决定簇的性质、数目、空间排列、立体构型等均可决定抗原抗体反应的特异性

36 二、交叉反应 共同抗原：若不同抗原含有相同或相似的抗原决定簇，则这样的抗原称为共同抗原或交叉抗原。
交叉反应：某些抗原不仅可与其特异性应答产物发生反应，还可与其他抗原诱生的应答产物发生反应，称为交叉反应。 相同或相似抗原决定簇 意义：造成诊断干扰、免疫损伤，鉴定物种亲缘性

37 交叉反应图示 A a A a A a A a B b B C C c

38 §3 抗原的分类 抗原性能：完全抗原，半抗原 抗原来源：天然抗原，人工抗原 诱生抗体对T细胞的依赖关系：TD-Ag，TI-Ag
§3 抗原的分类 抗原性能：完全抗原，半抗原 抗原来源：天然抗原，人工抗原 诱生抗体对T细胞的依赖关系：TD-Ag，TI-Ag 与机体亲缘关系：异种抗原，同种异型抗原，非己抗原，自身抗原，异嗜性抗原（P322） 激活T细胞的能力：普通抗原，超抗原（p324） 是否由APC所摄取：内源性抗原、外源性抗原 抗原理化性质：颗粒抗原、可溶性抗原、蛋白抗原、多糖抗原等 抗原诱导免疫应答的性质：移植抗原，肿瘤抗原，变应原，耐受原等

39 异嗜性抗原 一类与种属无关，存在于人、动物及微生物之间的共同抗原，最初由Forssman发现，故命名为Forssman抗原。 P322
常见的异嗜性抗原： 溶血性链球菌表面成分 : 人肾小球基底膜及心肌组织——肾小球肾炎或心肌炎 大肠杆菌O14型脂多糖 : 人结肠黏膜——溃疡性结肠炎 牛心肌中的心肌类脂 : 梅毒螺旋体——利用牛心肌提取液检测患者体内是否存在抗梅毒抗体，作为诊断依据

40 超抗原（superantigen, SAg）
一般抗原只被极少数具有抗原特异性受体的T细胞克隆识别并激活，而某些抗原只需极低浓度（1~10ng/ml）即可激活大量T细胞或B细胞克隆（2%~20%），产生极强的免疫应答，这类抗原称为超抗原，多为微生物及其代谢产物。 如金葡菌肠毒素、A蛋白（SPA）、HIV表面糖蛋白gp120

41 肿瘤抗原 肿瘤抗原泛指在肿瘤发生、发展过程中新出现或过度表达的抗原物质，分为肿瘤特异性抗原（tumor specific antigen，TSA）和肿瘤相关抗原（tumor associated antigen，TAA）两类 TSA是某些肿瘤细胞所特有的，不存在于任何发育阶段的正常细胞上。如黑色素瘤等肿瘤细胞表面存在的MAGE-1，可用单抗技术测到。 TAA非肿瘤细胞特有，在正常细胞也可存在。但在细胞癌变时，其含量明显增加。例：鼻咽癌——EBV抗原；肝癌——甲胎蛋白（AFP）

42 §4 医学上重要的抗原（补充） 病原微生物抗原 → 细菌毒素抗原 → 异种动物免疫血清 同种异型抗原 其它抗原：异嗜性抗原等 红细胞血型抗原
病原微生物抗原 → 细菌毒素抗原 → 异种动物免疫血清 同种异型抗原 红细胞血型抗原 组织相容性抗原 其它抗原：异嗜性抗原等 → §5

43 一、病原微生物抗原 细菌： 菌体抗原，荚膜抗原，鞭毛抗原，菌毛抗原等 病毒： 表面抗原， 内部抗原

44 二、细菌毒素抗原 细菌外毒素 0.3%-0.4%甲醛 类毒素 预防用 脱毒性保留抗原性 免疫注射马 三、异种动物免疫血清 抗体：中和外毒素
细菌外毒素 0.3%-0.4%甲醛 类毒素 预防用 免疫注射马 三、异种动物免疫血清 从血清中提取 抗毒素 治疗用 抗体：中和外毒素 抗原：超敏反应 ←

45 四、红细胞抗原-输血反应 血型 A B AB O 红细胞上血型抗原 A 、B ---（无A、B） 血浆中抗体 b a ---(无a、b)
激活补体 溶血 A 输血 B ←

46 §5 非特异性免疫刺激剂 佐剂（adjuvant）：一种非特异性免疫增强剂，先于或与抗原同时注入机体后，能非特异性地增强机体对该抗原的免疫应答或改变免疫应答的类型。 常见佐剂： 无机佐剂：Al2(OH)3，明矾等 有机佐剂：微生物及其代谢产物，如分枝杆菌，百日咳杆菌，内毒素， 合成佐剂：双链多聚肌苷酸等 油剂：矿物油，弗氏佐剂 新型佐剂：微型胶囊、脂质体、免疫刺激复合物、细胞因子等

47 课后复习题 1、名词解释：抗原，半抗原，免疫原性，反应原性，完全抗原，半抗原，抗原决定簇，共同抗原，交叉反应，异嗜性抗原，超抗原，毒素（外毒素、内毒素、类毒素、抗毒素），佐剂 2、常见缩写：TD-Ag，TI-Ag 3、构成抗原的条件有哪些？ 4、医学上有哪些主要抗原？ 5、红细胞血型抗原有哪几种？人类血型如何分类？为何不能异型输血？