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文檔簡介
1、第一章免疫學概論一、免疫系統的基本功能免疫(immunity) :是免疫系統抵御抗原異物的侵入,識別“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,維持機體內環境平衡和穩定的生理功能。抗原的概念稍后會介紹,這里通俗的說,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:免疫防御 免疫監視 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御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
2、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腫瘤發生,病毒持續感染、免疫應答的種類及其特點免疫應答( immune response ):是指免疫系統識別和清除抗原的整個過程。分為固有免疫和適應性免 疫固有免疫( 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步形成的,是 機體抵御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。適應性免疫 (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別抗原后, T、 B淋巴細胞活化、增殖并發揮免疫效應、清除抗原;須經歷克隆
3、增殖;分為三個階段:識別階段 活化增殖階段 效應階段三個主要特點 特異性 耐受性 記憶性因需要細胞的活化、增殖等較復雜過程,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。中胸腺T細胞分化、發育、成熟的場所樞骨髓各種血細胞和免疫細胞發生及成熟的場所淋巴結TB細胞定居,免疫應答,過濾作用免疫器官外脾臟周免粘膜相關參與黏膜局部免疫應答疫淋巴組織(B 細胞)產生分泌型 IgA系造血干細胞產生紅細胞及免疫細胞免疫淋巴細胞細胞免疫和體液免疫統細胞抗原提呈細胞捕獲、處理并遞呈抗原其他免疫細胞抗體免疫補體分子細胞因子MHC 分子、 CD 分
4、子第一節 中樞免疫器官和組織中樞免疫器官,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骨髓的功能各類血細胞和免疫細胞發生的場所B 細胞分化成熟的場所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;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。胸腺的功能T 細胞分化、成熟的場所免疫調節 自身耐受的建立與維持第二節 外周免疫器官和組織外周免疫器官 是成熟淋巴細胞定居的場所,也
5、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細胞定居的場所免疫應答發生的場所參與淋巴細胞再循環過濾作用(過濾淋巴液)二、脾 人體最大的外周免疫器官T、B 細胞定居的場所 免疫應答發生的場所 合成某些生物活性物質過濾作用(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參與黏膜局部免疫應答( B 細胞)產生分泌型 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
6、為四類: 淋巴細胞:包括 T、B淋巴細胞,由于 T、B細胞可以 TCR、BCR 特異識別抗原故也稱抗原特異性淋巴細 胞。其分別介導細胞免疫和體液免疫。 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。 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。 自然殺傷細胞 :即 NK 細胞 ,可自發殺傷病毒感染細胞及腫瘤細胞,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后,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
7、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復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 使體內淋巴細胞在外周免疫器官和組織分布的更趨合理 淋巴細胞可不斷從循環池中得到新的淋巴細胞得到補充增加了抗原和 APC 接觸的機會 使機體所有免疫器官和組織聯系成為一個有機整體,并將免疫信息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,產生抗體或致敏淋巴細胞,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:
8、免疫原性、抗原性 免疫原性:抗原刺激機體產生免疫應答,誘導產生抗體或效應淋巴細胞的能力 抗原性:即抗原與其所誘導產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,后面就這么叫了第一節 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。 異物性不僅存在于不同種屬之間; 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
9、發生改變;在胚胎期未與免疫活性細胞充分接觸。)、特異性是指抗原刺激機體產生免疫應答及其與應答產物發生反應所顯示的專一性,即某一特定抗原只能刺激機體產生特異性的抗體或致敏淋巴細胞,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) 抗原分子中決定抗原特異性的特殊化學基團; 它是與 TCR/BCR 及抗體特異性結合的基本結構單位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
10、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區別:T細胞表位B 細胞表位識別表位受體TCRBCRMHC 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 細胞應答產生抗體需要 Th 細胞的輔助。半抗原為簡單分子,只能提供 B 細胞表位;載體則提供 Th 細 胞識別的 T 細胞表位。在免疫應答中, B細胞識別
11、半抗原,并提呈載體表位給CD4+ T 細胞, Th細胞識別載體表位,這樣載體就可把特異 TB細胞連接起來( T-B橋聯), T細胞才能激活 B 細胞。4. 共同抗原表位 (common epitope) 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。 某些抗原不僅可與其誘生的抗體或致敏淋巴細胞反應,還可與其他抗原誘生的抗體或致敏淋巴細胞反 應。 、5. 交叉反應 (cross-reaction) :抗體或致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
12、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,結構越復雜,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. 結構的復雜性4. 分子構象 (conformation): 某些抗原分子在天然狀態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. 物理狀態: 一般聚合狀態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。 因此常將免疫原性弱
13、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:遺傳因素 年齡、性別與健康狀態三、抗原進入機體方式的影響:抗原劑量要適中,太低和太高則誘導免疫耐受;免疫途徑:皮內免疫 皮下免疫 腹腔注射 / 靜脈注射 口服易誘導耐受; 注射間隔時間要適當,次數不要太頻; 要選擇好免疫佐劑,弗氏佐劑主要誘導 IgG 類抗體產生,明礬佐劑易誘導 IgE 類抗體產生。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細胞產生 Ab ,由 T細胞表位和 B 細胞表位組成。
14、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產生抗體,由多個重復的 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細胞表位重復 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
15、在于人、動物及微生物之間的共同抗原。如:溶血性鏈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細胞抗原識別受體( TCR)及
16、 BCR或 Ig 的 V 區所具有的獨特的 氨基酸順序和空間構象, 可誘導自體產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內合成分類1.內源性抗原 (endogenous antigen) :指在抗原提呈細胞內新合成的抗原。如病毒感染細胞合成的病毒 蛋白、腫瘤細胞內合成的腫瘤抗原等。此類抗原在細胞內加工處理為抗原短肽,與 MHC- 類分子結合成 復合物,被 CD8+T 細胞的 TCR 識別。2.外源性抗原 (exogenous a
17、ntigen) :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、胞飲和受體介導的內吞等作用攝取外源性抗原,如吞噬的細胞或細菌等。在內吞體及溶酶體 內,此類物質被酶解加工為抗原短肽后,與 MHC- 類分子結合為復合物,被 CD4+T 細胞的 TCR 識別。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,只需要極低濃度 (110ng/ml) 即可激活 220 T細胞克隆,產生 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:具有強激活 T 細胞作
18、用不需 APC 處理 可激活 T細胞,又可致 T細胞產生免疫耐受或抑制 .實際為多克隆激活劑,有內源性和外源性之分二、佐劑預先或與抗原同時注入體內,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:生物性:卡介苗 (BCG) 、短小棒狀桿菌 (CP) 、脂多糖 (LPS)和細胞因子 (如 GM-CSF);無機化合物:氫氧化鋁 Al(OH)3 ; 人工合成: 雙鏈多聚肌苷酸: 胞苷酸 (poly I:C) 和雙鏈多聚腺苷酸: 尿苷酸 (poly A:U) ;礦物油;脂質體; 免疫刺激復合物 (ISCOMs) ;含 CpG 脫氧寡
19、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:改變抗原物理性狀,延緩抗原降解和排除,延長抗原在體內潴留時間;刺激單核巨噬細胞系統,增強其對抗原的處理和提呈能力; 刺激淋巴細胞的增殖分化,從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,因可致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
20、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 細胞接受抗原刺激后增殖分化為漿細胞所產生的球蛋白,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、免疫球蛋白的基本結構重鏈和輕鏈重鏈 分為五類或五個同種型 IgM 、IgD 、IgG 、IgA 、 IgE,相應重鏈為 鏈輕鏈 分為兩型,相應輕鏈為
21、 鏈可變區和恒定區輕鏈和重鏈接近 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 CDRVH 和 VL 的 3 個 CDR 共同組成 Ig 的抗原結合部位,決定著抗體的特異性,負責識別及結合抗原,從而 發揮免疫效應FRV 區中, CDR 之外區域的氨基酸和排列順序相對不易變化,稱為骨架區恒定區同一種屬的個體,針對不同抗原的同一類別的 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 區相同鉸鏈區 位于 CH1 和
22、 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結構域 Ig 的兩條重鏈和兩條輕鏈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鏈: VL、CL重鏈: VH、CH1、CH2 、CH3二、免疫球蛋白的其他成分J 鏈是一富含半胱氨酸的多肽鏈,由漿細胞合成,主要功能是將單體 Ig 分子連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 鏈分泌片 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
23、 功能:保護分泌型 IgA 鉸鏈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木瓜蛋白酶水解片段 水解 IgG 的部位:鉸鏈區二硫鍵連接的二條重鏈的近 N 端2個 Fab ,1個 FcFab 可結合抗原,不發生凝集、沉淀反應, Fc 可形成結晶,是 Ig 與效應分子、細胞相互作用的部位胃蛋白酶水解片段 水解部位:鉸鏈區二硫鍵所連接的兩條重鏈的近C 端 1 個 F( ab ')2,小片段Fc 段抗原性可能引起的副作用pFc '1個 F( ab ')2,可結合抗原,可發生凝集、沉淀反應,避免了 第二節 免疫球蛋白的異質性一、
24、免疫球蛋白的類型類 重鏈不同 亞類 重鏈的抗原性及二硫鍵數目、位置不同 型 輕鏈不同 亞型 輕鏈 C 區 N 端 AA 不同二、外源因素所致的異質性 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,導致免疫細胞的活化,產生多種不同特異性的抗體三、內源因素所致的異質性 Ig 的血清型同種型種屬型標志,存在于C區同種異型個體型標志,存在于C區獨特型存在于 V 區,是每個Ig 分子所特有的抗原特異性標志第三節 免疫球蛋白的功能一、可變區( IgV )功能1. 識別并特異性結合抗原:特異性識別和結合抗原是 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
25、 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后,具有中和毒素、阻斷病原微生物入侵和清除病原微生物等 免疫防御功能。二、恒定區( IgC )功能1. 激活補體抗體( IgG1 、 IgG2 、 IgG3 和 IgM )與抗原結合后,可通過經典途徑激活補體系統,產生多種效應功能; 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,產生一系列生物學功能。( 1) 調理作用( opsonizatio
26、n )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 受體識別包被于靶抗原(細菌或腫瘤細胞)上的抗體的 Fc 段, 通過釋放介質直接殺傷靶細胞。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
27、人類, IgG 是惟一能通過胎盤到達胎兒體內的免疫球蛋白 ,從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重鏈為 鏈,血清中以單體形式存在,占血清 Ig 總量的 75 80% ,半壽期 2023天。人 IgG 有 4個亞 類: IgG1 、IgG2 、 IgG3 和 IgG4 ,是再次免疫應答產生的、體內主要的抗感染抗體。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重鏈為 鏈,血清中以五聚體形式存在,五個
28、單體通過J 鏈和二硫鍵聯接而成,是分子量最大的Ig ,故又稱為巨球蛋白( macroglobulin)。 IgM 無鉸鏈區。IgM 占血清 Ig 的 510% 左右,半壽期 10 天。也是體內主要的抗感染抗體, 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。IgA 重鏈為 鏈,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 鏈和一個分泌片組成。血清中 IgA 占血清 Ig 總量的 1015% ,半壽期為 6 天。 SIg
29、A 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重鏈為 鏈,在血清中以單體形式存在。 IgE 無鉸鏈區。 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重鏈為 鏈,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,尚未證實 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 I
30、gD 和 B 細胞的分化、成熟有關。第五節 人工制備抗體一個 B 細胞克隆識別其特異性抗原表位而被激活后,只產生一種特異性抗體。1. 多克隆抗體( polyclonal antibody) : 天然抗原往往具有多種表位,刺激機體產生的抗體中包含針對多種不同抗原表位的 Ig ,系由多個 B 細胞克隆產生的抗體混合物, 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 細胞克隆產生的識別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
31、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 余種成分,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補體系統的組成 補體固有成分 補體調節蛋白 補體受體補體的命名經典、終末途徑按其發現順序命名;旁路途經成分分別稱為 BPHID 因子有酶活性的補體分子,均在其上以橫線表示;裂解片段后綴以英文小寫字母補體的生物合成90%血漿補體成分由肝臟組成第二節 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 免疫復
32、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)抗原抗體結合后,抗體構型改變,暴露Fc 段中補體結合部位, C1q 可主動識別其補體結合位點,啟動經典途徑。當一分子 C1q 中兩個以上的球形頭部與免疫復合物( IC)中 IgM 或 IgG Fc 段結合后, 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 ,產生 C4b+C4a 和 C2a +C2b ,C2a 與C4b 結合成 C4b2a 復合物(C3 轉化酶);3)C3 轉
33、化酶將 C3 裂解成 C3b+C3a ,C3b 與 C4b2a 結合形成 C4b2a3b 復合物 (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、內毒素、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: 各種因素產生的 C3b 結合于激活物表面, 再與 B因子結合產生 C3bB ,在 D因子作用下產 生 C3bBb (旁路 C3 轉化酶)。 C3bBb 與多份 C3b 結合形成 C3bBb3b (旁路 C5 轉化酶),后者裂解 C5 ,引起共同的末端效應。旁路途徑可
34、以識別自己與非己,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 識別和結合細菌 N 氨基半乳糖或甘露糖基等糖結構后,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 ,產生經典途徑 C3 轉化酶 C4b2a ,其 后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產生
35、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,產生 C5b 和 C5a ,C5b 結合在細胞表面,依次與 C6 、C7 結合形成 C5b67 復合 物,插入細胞膜中,再與 C8 結合形成 C5b678 ,后者可牢固附著于細胞表面。C5b678 再與多分子 C9 結合 C5b6789n ,即 MAC (攻膜復合物),導致細胞崩解。經典途徑旁路途徑MBL 途徑激活物IgG1-3 或 IgM 與抗原細菌內毒素、酵母多糖、形成的免疫復合物 凝聚的 IgA 、 IgG4MBL 與病原體結合起始分子C1qC3C2 、C4C3 轉化酶C4b2bC3bBbC4b2bCC5 轉
36、化酶C4b2b3bC3bnBb 、C3bBb3bC4b2b3b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 控制補體活化的啟動 補體活性片段發生自發性衰變MAC 組裝等關鍵步 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 驟而發揮調節作用第四節 補體的生物學意義 一、補體的生物功能溶菌、溶解病毒和細胞的細胞毒作用MAC 溶解紅細胞、血小板和有核細胞;參與宿主抗細菌、抗病毒防御機制調理作用調節吞噬作用是機體抵御全身性細菌、真菌感染的主要機制之一免疫黏附是機體清除循環免疫復合
37、物的重要機制炎癥介質作用 C3a 、C5a 為過敏毒素,介導局部炎癥反應 C5a 對中性粒細胞等有強趨化作用 二、補體的病理生理學意義機體抗感染防御的主要機制參與適應性免疫反應補體系統與血液中其他級聯反應系統的相互作用第六章 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產生的低分子量可溶性蛋白質,為生物信息分子, 具有調節固有免疫和適應性免疫應答,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多為小分子多肽 在較低濃度下既有生物學活性 通過結合細胞表面高親和力受體發揮生物學效應 以自分泌、旁分泌或內分泌形式發揮作用 具有多效性、重疊性、拮抗性或協同性第二
38、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. 干擾素家族:最早發現,因具有干擾病毒的感染和復制的功能得名3. 腫瘤壞死因子超家族:能使腫瘤發生出血、壞死的細胞因子。分為TNF-和淋巴毒素4. 集落刺激因子 指能刺激多能造血干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,TPO5. 趨化因子家族6. 其他細胞因子 如 TGF-,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、調節適應
39、性免疫應答B細胞: IL4,5,6,13,腫瘤壞死因子超家族的 BAFF等可促進 B細胞的活化、增殖和分化為抗體產生細胞T細胞: IL-2,7,18 等活化 T細胞促進其增殖 Th1IL12,IFN-;Th2IL-4三、刺激造血 骨髓和胸腺造血微環境中產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-,LT-可直接殺傷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、促進創傷的修復 TGF-,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. 類細胞因子受體
40、家族3. 類細胞因子受體家族4. 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,還存在著分泌游離的形式,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爭配體而起抑制作用。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 :指造血干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
41、與抗原的識別,細胞間相互作用,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,可將分化抗原歸為分化群( cluster of differentiation ),簡稱為 CD 。分化抗原以 CD 加序號命名。第二節 黏附分子黏附分子: 是眾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,導致細胞與細胞間、細胞與基質間或細胞 - 基質 - 細胞之間 的粘附,并參與細胞間的識別、細胞的活化和信號轉導、細胞的增殖與分化、細胞的伸展與移動,是免
42、疫 應答、炎癥發生、凝血、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,以及白細胞與血管內皮細胞粘附。都是由 兩條鏈 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,選擇素識別的是一些寡糖集團,選擇素在白細胞與 內皮細胞黏附、炎癥發生、淋巴細胞歸巢中發揮重要作用。二、黏附分子的功能1.免疫細胞識別中的輔助受體和協同刺激或抑制信號輔助受體和協同刺激信號 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號才能 被激活2.炎癥過程中白細胞與血管內皮細胞黏附3. 淋巴細胞歸巢是淋
43、巴細胞的定向遷移,包括淋巴細胞再循環和白細胞向炎癥部位遷移 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),血管地址素(表達在內皮細胞上的黏附分子)第八章 主要組織相容性復合體及其編碼分子主要組織相容性復合體 ( major histocompatibility complex, MHC)是一組緊密連鎖的 基因群 ,其編碼的產物稱 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(復合體),其產物稱為 HLA 分子或 HLA 抗原。第一節 MHC 結構及其多基因特性MHC 結構復雜,顯示多基因性、多態性多基因性:指復合體
44、由多個緊密相鄰的基因座位所組成,編碼產物具有相同或相似的功能多態性:指一個基因座位上存在多個等位基因一、經典的 MHC 類基因DP、DQ、DR 三個壓區組成經典 HLA 類基因集中在遠離著絲點的一端,按序包括BCA 三個座位 經典 HLA 類基因在復合體中靠近著絲點,結構復雜,順序由、類基因的表達產物 HLA 分子HLA 抗原類別分子結構肽結合結構域表達特點組織分布功能HLA I 類鏈45kD1+2共顯性所有有識別和提呈內源性抗原(A,B,C )核細胞肽,與輔助受體 CD8 結表面合,對 CTL 的識別起限制作用HLA II 類鏈35kD1+1共顯性APC ,活識別和提呈外源性抗原(DR,DQ
45、,DP)鏈28kD化的 T細肽,與輔助受體 CD4 結胞合,對 Th 的識別起限制作用第二節 MHC 的多態性一、多態性的基本概念多態性: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態 上存在差異HLA 等位基因及其產物結構上存在的差異亦即多態性, 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隨機出現 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 多態性從基因的儲備上,造就了不同個體對病原體的反應性和易感性不同。這一現
46、象的群體效應, 賦予物種極大的應變能力。第三節 MHC 分子和抗原肽的相互作用MHC 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,類分子凹槽兩端封閉 兩端 開放一、抗原肽和 HLA 分子相互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 分子相互作用的特點特定 MHC 分子可憑借所需要的共用基序選擇性地結合抗原肽,有一定的專一性一種類型的 MHC 分子可以識別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、參與適應性免疫應答( 1
47、) 提呈抗原供 T 細胞識別,啟動特異性免疫應答。 MHCI 類分子提呈內源性抗原肽供 CD8+T 細胞識 別; MHCII 類分子提呈外源性抗原肽供 CD4+T 細胞識別。( 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) 非經典類基因調控 NK 細胞活性( 3) 炎癥相關基因調控炎癥反應第九章 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干細胞分化而來,成熟B 細胞主要定居于外周淋巴器官的淋巴小結
48、內,不僅能通過產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 識別抗原,接受抗原刺激, 啟動體液免疫應答。 BCR 的胚系基因結構人重鏈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,輕鏈只有 V、J BCR 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現的,重
49、鏈在先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, 只有通過基因重排形成 VDJ(重鏈) 或 VJ(輕 鏈)連接后,再與 C 基因片段連接,才能編碼完整的 Ig 多肽鏈,進一步加工,組裝成有功能的 BCR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鏈或重鏈基因,其中只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 :輕鏈和 輕鏈之間的排斥, 輕鏈基因的表達成功即抑制 輕鏈基因的表達 二、抗原識別受體多樣性產生的機制組合造成的多樣性連接造成的多樣性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,
50、 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 細胞重鏈 V-D-J 重排,即轉化為 pre-B 細胞,進而發育為 + 的不 成熟 B細胞;進一步發育為 + + 的成B熟細胞。 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 :接受抗原刺激后, 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 m
51、IgM ,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,反而會導致該細胞凋亡,形成克隆清除;一些識別自身抗原的未成熟 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,但對抗原刺激不產生應答,稱為無能或失能第二節 B 細胞的表面分子及其作用一、B 細胞抗原受體復合物由識別和結合抗原的 mIg 和傳遞抗原刺激信號的 Ig /Ig CD(79a/CD79b )異源二聚體組成 mIg 是B細胞的特征性表面標志, 單體形式存在, 需要其他分子輔助完成 BCR 結合抗原
52、后信號的傳遞 Ig /Ig 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 ),通過募集下游信號分子,轉導特異性抗原與 BCR 結合所產生的信號二、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號主要由 Th細胞和 B 細胞表面的協同刺激分子間的相互作用產生CD40屬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CD80 、86 靜息 B細胞不表達或低表達,活化 B細胞表達增強其他黏附分子四、其他表
53、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產生自發性 Ig 的產生高低針對的抗原碳水化合物類蛋白質類分泌的 Ig 類別IgM>>IgGIgG>IgM特異性多反應性單特異性體細胞高頻突變低/無高免疫
54、記憶少/無有第四節 B 細胞的功能一、產生抗體介導體液免疫應答中和作用 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,將病原體帶至吞噬細 胞處,使之易被吞噬,抗體的這種作用稱為調理作用參與補體的溶細胞或溶菌作用ADCC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、處理后,以抗原肽 MHC 分子復合物的形式提呈給 T 細 胞。第十章 T 淋巴細胞第一節 T 細胞的分化發育、 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TCR的發育 基因重排同 B 細胞 T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 MHC / 類分
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