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文檔簡介
1、抗原(Ag):是一類能刺激機體免疫系統產生特異性免疫應答;并能與相應的免疫應答產物(抗體和/或效應淋巴細胞)在體內或體外特異性結合的物質。兩種特性:免疫原性、抗原性。1.免疫原性(immunogenicity):刺激機體產生抗體或致敏淋巴細胞的性能。Ag + immune cellsImmune responseAntibody(Ab) effector cells;2.抗原性(antigenicity):抗原能夠與相應的抗體或致敏淋巴細胞特異性結合的性能。Ag +Antibody(Ab) Effector cellsSpecific reaction。半抗原(Hapten) :只具有反應原性
2、而無免疫原性的物質。半抗原+載體蛋白=完全抗原。載體效應:當初次與再次免疫時,半抗原需要結合在相同的載體上才能產生抗半抗原抗體的增強效應。載體不是單純起運載半抗原的作用,而是具有載體特異性。變應原(allergen): 能誘導變態反應的抗原; 耐受原(tolerogen): 可誘導機體產生免疫耐受的抗原. 決定抗原免疫原性的條件:(一)異物性(Forreignness)抗原與被刺激機體的自身物質間的差異。非己物質,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。異種物質: 如各種病原體、動物蛋白等;同種異體物質: 如ABO血型物質;隱蔽的自身物質: 如精子、腦組織、眼晶狀體蛋白等
3、。(二)理化性狀:必須是大分子物質: MW > 10 kD 有免疫原性;MW < 10 kD 免疫原性弱;MW < 4 kD 無免疫原性。分子結構越復雜,其免疫原性就越強:蛋白質 > 核蛋白、糖蛋白、脂蛋白 >核酸;聚合蛋白質免疫原性 > 單體分子。類脂無免疫原性,無機物不能成為抗原;(三)抗原的特異性:是指抗原只能與相應抗體或受體(BCR/TCR)互補結合的特性??乖砦?Epitope) :抗原分子中決定抗原特異性的特殊化學基團,其性質、數目、位置和空間構象決定著抗原的特異性。抗原結合價:抗原分子上能與相應抗體發生特異性結合的抗原表位的總數。
4、表位類型:T細胞表位:被TCR識別的抗原表位。其成分為蛋白質降解后的多肽,存在于抗原分子的任何部位,為線性表位,需經抗原遞呈細胞(APC)加工處理,與MHC結合被TCR識別的肽段。MHCI類分子(CD8+T)提呈812個氨基酸殘基的表位,而MHCII類分子(CD4+T)提呈1317個氨基酸殘基的表位;B細胞表位:被BCR識別的抗原表位。其成分為各種天然抗原分子,構象表位或線性表位,存在于抗原分子表面或轉折處,具有構象依賴性無需與MHC結合,也無須APC加工,可直接被BCR識別。表位大小為515個氨基酸,57個單糖或核苷酸。共同抗原:兩種不同的抗原之間存在有相同或相似的抗原表位。交叉反應:抗原除
5、與相應抗體發生特異性結合反應外,也可與其它相關抗體發生反應。 意義: 研究免疫性疾病的發病機理; 用于某些疾病的診斷。 (四)免疫途徑和劑量:抗原劑量:太低和太高則可誘導免疫耐受;免疫途徑: 皮內、皮下、腹腔和靜脈免疫;口服易誘導耐受;選擇好免疫佐劑.5.遺傳因素;6。年齡、性別和健康狀態??乖姆N類:(半)抗原、免疫原、耐受原、變應原;蛋白質,多糖,脂多糖抗原等。根據誘生抗體時需否Th細胞參與分類:(一)胸腺依賴性抗原(TD-Ag):刺激B細胞產生抗體必須有T細胞輔助。大多為大分子蛋白質,表位種類多。如:細菌、血細胞、血清蛋白等。特點:需要Th細胞輔助能誘導體液免疫和細胞免疫抗體
6、: IgG, IgM等抗體可引起回憶反應(Bm);(二)胸腺非依賴性抗原(TI-Ag):刺激B細胞產生抗體時不需T細胞輔助??乖瓗в兄貜统霈F的同一抗原決定簇。如:細菌脂多糖、聚合鞭毛素、莢膜多糖。特點: 不需Th細胞輔助只能誘導體液免疫抗體:只產生IgM不引起回憶反應。醫學上的重要抗原:(一)病原微生物: 每種病原微生物都是由多種抗原組成的復合體,都是良好的抗原。如:細菌 病毒 衣原體 支原體 立克次體及各種疫苗等;(二)細菌外毒素和類毒素:外毒素:為蛋白質,有很強的免疫原性,刺激機體產生的抗毒素,可中和外毒素毒性。類毒素:外毒素經甲醛處理,失去毒性作用而保留原有的免疫原性,即成類毒素。可刺激
7、機體產生抗毒素。 破傷風外毒素(tetanus-toxin);白喉外毒素(diphtheria toxin);破傷風類毒素(tetanus-toxoid);白喉類毒素 (diphtheria-toxoid)。(三)動物免疫血清:具有二重性,含特異性抗體(抗毒素),可中和相應的毒素.動物血清對人而言是異種蛋白,具有免疫原 性,可引起過敏反應。(四)同種異型(體)抗原:ABO血型抗原;Rh血型抗原;HLA抗原;Ig的同種異性抗原。(五)異嗜性抗原:又稱Forsmman抗原,存在于人、動物、植物及微生物等不同種生物間的共同抗原。 鏈球菌與人腎小球基底膜及心肌內膜; 大腸埃希菌86、人類血
8、型物質。致斑疹傷寒的立克次體;致原發性肺炎非典型肺炎的支原體。醫學意義:是引起免疫病理損傷的物質基礎。借助異嗜性抗原輔助臨床診斷。(六)自身抗原:隱蔽的自身抗原:腦, 晶體蛋白, 精子, 甲狀腺球蛋白等;修飾的自身抗原(七)腫瘤抗原:腫瘤特異性抗原(tumor specificantigen,TSA):指只存于某種腫瘤細胞表面。而不存在于相應組織正常細胞或其他腫瘤細胞表面的抗原。如:黑色素瘤、結腸癌。2.腫瘤相關抗原(tumor associated antigen,TAA):不是腫瘤細胞所特有的,在正常細胞上也可微量表達的抗原分子。在細胞癌變時數量明顯增高,而無嚴格的腫瘤特異性。胚胎性抗原:
9、如甲胎蛋白原發性肝癌;病毒誘發的腫瘤抗原:如: EB病毒與鼻咽癌、Burkitt淋巴瘤、乙肝病毒與原發性肝癌;(八)非特異性免疫刺激劑:超抗原(super antigen,SAg):SAg:是一類極低濃度(110ng/ml)可激活多克隆T細胞,產生很強的免疫應答抗原物質;某些細菌外毒素和逆轉錄病毒蛋白;作用不受MHC限制,無嚴格抗原特異性,(無需加工可直接與兩類分子結合). 免疫佐劑adjuvant:與抗原一起或預先注入機體,可增強抗原的免疫原性或改變免疫應答類型的物質:常用的佐劑有生物佐劑(如BCG、CP、LPS和細胞因子等)、化學佐劑(如氫氧化鋁、明礬等)及人工合成的佐劑(poly I:C
10、、poly A:U)等。作用機制是:改變抗原的物理性狀,增加抗原在體內存留的時間;增加單核巨噬細胞對抗原的處理及提呈;刺激淋巴細胞增生分化,增強和擴大免疫應答的能力。作用:增強免疫原性;增加抗體滴度;改變產生抗體類型;產生或增強IV型超敏反應;形成抗原儲存庫;形成局部肉芽腫;刺激淋巴增值和分化;綜合效應是增強體液免疫和細胞免疫應答。有絲分裂原:刀豆蛋白-A(Con-A)、植物血凝素(PHA)、細菌脂多糖(LPS) 抗體(Ab):B細胞接受抗原刺激增殖為漿細胞,由漿細胞合成分泌的,并能與相應的抗原發生特異性結合的球蛋白。 免疫球蛋白(Ig):具有抗體活性或化學結構與抗體相似的球蛋白。Ig:分泌型
11、、膜型(membrane Ig, mIg)抗體(Ab):能與抗原結合。天然Ig: 血型抗體;異常Ig: 骨髓瘤蛋白;膜型Ig:細胞受體(BCR)。抗體都是免疫球蛋白,但免疫球蛋白不一定都具有抗體活性。【Ig的結構(Structure) : 單體免疫球蛋白分子基本結構呈“Y”字形,由兩條相同的重鏈和兩條相同的輕鏈藉二硫鍵連接而成。重鏈和輕鏈近氨基端的1/4或1/2氨基酸序列變化很大,為可變區;其他部分氨基酸序列相對恒定,為恒定區;位于CH1與CH2之間、富含脯氨酸的區域為鉸鏈區。VH和VL分別代表重鏈和輕鏈的可變區,CH和CL分別代表重鏈和輕鏈得恒定區。 H鏈:約450550氨基酸,根據H鏈結構
12、和抗原性分為5類:IgG、IgM、IgA、IgD、IgE;L鏈:約210氨基酸,根據L鏈結構和抗原性分為2種: : 2:1??勺儏^(variable region,V):在氨基端:L鏈1/2VL, H鏈1/4VH;是抗原結合部位嗎,有高變區和骨架區組成。高變區(HVR):VH和VL各有3個氨基酸組成和排列順序高度可變的區域,Ig分子獨特性決定簇存在的主要部位,其肽鏈通過折疊形成的空間構型與表位互補.恒定區(constant,region,C)在羧基端: L鏈1/2-CL, H鏈1/4-CH (CH1 CH2 CH3)。重鏈和輕鏈折疊形成的功能區為結構域,CDR為互補決定區,FR為骨
13、架。3.鉸鏈區(hinge):CH1CH2之間,富含脯氨酸,對蛋白酶敏感,易伸展彎曲,利于Ig與抗原結合,IgM和IgE無鉸鏈區。4.J鏈:借二硫鍵連接到鏈或鏈,存在于sIgA、IgM,Ig單體可以通過J鏈聚合成多聚體。分泌片(SP/SC):由粘膜上皮細胞合成分泌,結合到二聚體(IgA和IgM)上,介導分泌型IgA的轉運,IgA缺陷者可合成SC,抗蛋白水解酶,保護SIgA的鉸鏈區。 Ig功能域及其功能: VL VH:抗原結合部位.CL CH1:具有部分同種異型的遺傳標記. CH2:補體結合位點(IgG),通過胎盤(IgG),結合FcRI(IgE). CH3:結合細胞FcR(IgG),活化補體(
14、IgM).CH4:結合細胞FcR(IgE). 鉸鏈區:可使Ig自由轉動和伸展.】酶解片段(Enzymatic Fragments):木瓜蛋白酶水解IgG,裂解部位:H鏈二硫鍵近N端 ,IgG 2 Fab: 抗原結合部位(1價)+Fc: 激活補體,結合細胞; 胃蛋白酶水解IgG ,IgG F(ab)2: 抗原結合部位(2價)+pFc。Ig的異質性(heterogenecity):免疫球蛋白的類型:類(class):根據重鏈C區抗原性差異,分為g、a、m、d、e鏈, 即IgG、IgA、IgM、IgD和IgE。亞類(subclass):根據重鏈的二硫鍵數目和位置不
15、同,又可分為亞類,人IgG有IgG1IgG4四個亞類;型(type):根據輕鏈C區所含抗原表位的不同,可將Ig輕鏈分為兩種:ll和k型。Ig的血清型(Serum types)Ig 具有三種抗原性:同種型(isotype):同一種屬內所有個體Ig共有的抗原特異性標記.位于CH和CL上。 同種異型(allotype):同一種屬不同個體間的Ig抗原性的不同.可作為個體遺傳標記.獨特型(idiotype):是指存在于Ig分子V區上的抗原特異性.抗體的生物學功能:與抗原特異性結合:抗體的Fab段與抗原表位立體互補結合,表現出多種生物學效應。生理效應: 中和毒素,中和病毒作用。病理效應: 自身免疫性疾?。?/p>
16、在B細胞表面起受體作用(mIg)。抗體阻止細菌吸附。激活補體 :Abs與Ag結合,能夠激活補體,激活補體經典途徑:IgG1-3,IgM;旁路途徑:IgA、IgG4、IgE。 Abs與細胞結合(FcR):Mf, NK cells, mast cells, basophils.;IgG + M 調理作用(Opsonization):抗體、補體C3b等調理素能促進吞噬細胞吞噬細菌等顆粒性抗原的作用;IgG + NK、巨噬細胞、中性粒細胞ADCC(抗體依賴的細胞介導的細胞毒作用,特點:靶細胞與特異性抗體結合,對靶細胞的殺傷作用是非特異性的);IgE + mast cell、嗜堿性細胞I型超
17、敏反應(hypersensitivity);通過胎盤和粘膜:IgG fetus, SIgA baby。各類Igs的生物學特性與功能: IgG:特性:四鏈單體,4個亞類,是再次應答的主要Ig,血清中含量最高,約占血清總Ig的75%,出生后3個月開始合成, 分布于血液及組織液中,半衰期為23天,能與SPA、Clq、FcR、Ag結合。功能:具有抗菌、抗病毒、抗毒素作用,起主力免疫作用。激活補體,介導溶菌、殺毒和細胞毒作用:IgG13激活經典途徑溶菌溶細胞;IgG4 激活旁路途徑 溶菌溶細胞。通過胎盤。結合細胞,介導調理作用和ADCC效應某些自身抗體IgG可引起II、III型超敏反應。 IgM特性:五
18、聚體, 90kD, 分子量最大, 巨球蛋白,是初次應答的主要Ig, 約占血清總Ig的510%, 胚胎晚期合成,個體發育中最早出現,半衰期短,約5天,無鉸鏈,主要在血液中發揮抗感染作用。功能:早期抗菌、抗病毒、抗毒素抗體,起先鋒免疫作用;活化補體:比IgG強大;不能通過胎盤, 若臍血中檢出IgM,提示宮內有感染;天然血型抗體屬于IgM;在B細胞表面起抗原受體作用(mIgM);某些自身抗體IgM, 可引起型超敏反應。 IgA:血清型IgA:單體, 出生后4-6個月合成,占血清總Ig的 10%, 半衰期約56天,可介導調理作用和ADCC效應。分泌型IgA(SIgA):二聚體, 具有免疫排除功能,分布
19、于初乳、唾液、淚液、胃腸液、氣管分泌液等外分泌液中, 在免疫防護中起局部免疫作用。粘膜局部抗感染;抗菌、抗病毒、抗毒素、抗寄生蟲感染。 IgD:性質不穩定、易被蛋白酶降解;血清IgD的功能尚不清楚。B細胞表面起抗原識別受體作用(mIgD). IgE 為單體,血清含量極少,為親細胞抗體,無鉸鏈區,有CH4區,介導I型超敏反應。克隆(clone)是指由一個祖先細胞經分化、增埴所產生的遺傳性狀完全相同的細胞系或細胞群。單克隆抗體(McAb):由單一B細胞克隆針對某一特定抗原表位所產生的,只能與該抗原表位結合的均一特異性Ab。抗體形成細胞骨髓瘤細胞雜交瘤細胞 McAb。雜交瘤細胞(hybridoma)
20、:2個或2個以上 不同特性細胞(其中一個是瘤細胞)融合組成的異型核細胞。具有兩種親本細胞的基因和特性。該項技術稱為雜交瘤技術。1975年,kohler 和milstein應用小鼠骨髓瘤細胞和綿羊紅細胞致敏的小鼠脾細胞融 合,得到的一融合雜交細胞既能穩定持續生長,又能分泌抗SRBC抗體, 將這種雜交細胞系統稱為雜交瘤。主要特點:高度均一、高度特異性、可持續穩定大量生產。成熟B淋巴細胞的表面Ig為mIgD和mIgM。在自然被動免疫中發揮作用的是SIgA和IgG。Ig超家族的多肽鏈折疊方式與Ig相似,至少有1個免疫球蛋白或免疫球蛋白樣功能區,氨基酸序列和免疫球蛋白V區或C區有高度的同源性,可能來自于
21、同一原始祖先基因。補體系統:由30多種蛋白質組成,廣泛存在于血清、組織液和細胞膜表面. 被激活后具有調理吞噬、溶解細胞、介導炎癥、調節免疫應答和清除免疫復合物等生物學功能。三條激活途徑:一系列絲氨酸蛋白酶的級聯酶解反應.補體系統的組成與命名:1.補體固有成分:經典激活途徑組分: C1(qrs)、C2、C4、C3;旁路激活途徑組分:Bf、Df、Pf、C3;MBL途徑組分:MBL、MBL相關絲氨酸蛋白酶(MASP)、C3;共同末端反應組分: C5、C6、C7、C8、C9。補體調節蛋白(regulatory protein) :血漿可溶性調節蛋白: H因子、I因子、C1INH、C4bp、S蛋白、Sp
22、40/40;膜結合調節蛋白:衰變加速因子(DAF)、膜輔助蛋白(MCP)、CD59等。補體受體(complement receptor,CR):CR1、CR2、CR3、CR4、CR5、C3aR、C4aR、C5aR、C1qR等。補體成分理化特性:均為球蛋白(C1q分子量最高;D因子最低);含量相對穩定(C3含量最高;D因子最低);性質極不穩定,理化因素影響而滅活,5630分鐘可被滅活;激活后最終形成攻膜復合物(MAC), 產生具有生物學活性的補體片段。補體含量不隨抗原刺激而升高。補體的活化:經典途徑(Classical pathway):指激活物與C1q結合,順序活化C1r、C1s、 C2、C4
23、、C3,形成C3轉化酶C4b2a與C5轉化酶C4b2a3b的級聯酶促反應過程.激活物:抗原-抗體復合物;抗體:IgG1、IgG2、IgG3和IgM. 激活過程:三階段:識別階段: C1酯酶形成;活化階段: C3轉化酶(形成抑制劑:C4結合蛋白-C4bp、I因子、補體受體1-CR1、膜輔助蛋白-MCP、衰變加速因子-DAF)和C5轉化酶形成。膜攻擊階段: 攻膜復合體(C56789)形成(membrane attack complex,MAC) MBL 途徑(MBL pathway) :指由血漿中MBL直接識別多種病原甘露糖,進而依次活化MASP1-2,C4,C2,C3,形成與經典途徑中相同的C3
24、轉化酶與C5轉化酶的級聯酶促反應過程.MBL識別含糖基病原體激活MASP2裂解C4和C2C3轉化酶(C4b2a)進入經典途徑。MBL識別含糖基病原體激活MASP1裂解C3旁路途徑C3轉化酶(C3bBb)進入旁路途徑正反饋環路。旁路途徑(Alternative pathway):指微生物或外源異物直接激活C3,由B因子、D因子和備解素參與,形成C3轉化酶、與C5轉化酶的級聯酶促反應過程。無需C1參與,正常情況下產生極少量的C3b。激活物:主要是細菌細胞壁成分脂多糖、酵母多糖、病毒感染的細胞、蛋白水解、酶、內毒素等激活順序:細菌(多糖成分)提供反應表面 C3b、Bf、Df參與C3轉化酶和C5轉化酶
25、; C3b放大效應(正反饋): 。激活過程: 三階段:生理狀態準備階段:C3b,C3轉化酶。活化階段:C3轉化酶(C3bBb)、C5轉化酶(C3bnBb)膜攻擊階段:攻膜復合體(C56789)形成。三條激活途徑的比較:激活物質:抗原-抗體(IgM、IgG1,IgG2)復合物(C)、MBL相關的絲氨酸蛋白酶(MASP)(M)、肽聚糖、酵母多糖、脂多糖,凝集的IgA、IgG4(A);起始分子:C1q(C)、C2、C4(M)、C3(A);補體成分:C1、C4、C2、C3、C5C9(C)、C2C9、MASP(M)、C3、C5C9、B因子、D因子(A);所需離子:Ca2+、Mg2+(C)、Ca2+(M)
26、、Mg2+(A);C3轉化酶:C4b2a(C)、C4b2a(M)、C3bBb(A);C5轉化酶:C4b2a3b(C)、C4b2a3b(M)、C3bnBb(A);生物學作用:參與特異性免疫的效應階段,感染后期發揮作用(C)、參與非特異性免疫的效應階段,在感染早期發揮作用(M、A)。補體活化的調控(Regulation):補體活性片段發生自發性衰變;控制補體活化的啟動;血漿和細胞膜表面多種補體調節蛋白,控制級聯酶促反應過程中酶活性和MAC組裝等關鍵步驟而發揮調節作用。補體的生物學作用(1)溶菌和溶細胞作用:補體系統激活后,在靶細胞表面形成MAC,從而導致靶細胞溶解。(2)調理作用:補體激活過程中產
27、生的C3b、C4b、iC3b(IgG)都是重要的調理素,可結合中性粒細胞或巨噬細胞表面相應受體,因此,在微生物細胞表面發生的補體激活,可促進微生物與吞噬細胞的結合,并被吞噬及殺傷。(3)引起炎癥反應:激肽樣作用(C2a): C2a能引起局部炎癥充血和水腫。過敏毒素(C3a,C5a): C3a和C5a被稱為過敏毒素(anaphylatoxin),可使肥大細胞、嗜堿性粒細胞釋放組胺等。趨化因子(C3a,C5a,C567): C5a對中性粒細胞等有很強趨化作用,使其活化,移居至感染部位發揮吞噬作用. (4)清除免疫復合物:機制為:補體與Ig的結合在空間上干擾Fc段之間的作用,抑制新的IC形成或使已形
28、成的IC解離。循環IC可激活補體,產生的C3b與抗體共價結合。IC借助C3b與表達CR1和CR3的細胞結合而被肝細胞清除。(5)免疫調節作用:C3可參與捕捉固定抗原,使抗原易被APC處理與遞呈。補體可與免疫細胞相互作用,調節細胞的增殖與分化。參與調節多種免疫細胞的功能。(6)免疫黏附:機體清除循環免疫復合物的重要機制.可溶性抗原-抗體復合物活化補體所產生C3b與免疫復合物共價結合C3b與表達CR1的紅細胞、血小板粘附免疫復合物轉移至肝、脾被巨噬細胞清除。C3b具有免疫黏附、調理吞噬的作用。抑制MAC形成的有C8bp(HRF)、MIRL(CD59)。補體激活過程的調節:包括正反饋途徑的擴大效應、
29、自行衰變的調節、C4bp抑制C4b與C2結合、C8bp抑制MAC生成。意義:補體成分裂解產物的自行衰變是一種自控機制;調節因子的缺失是某些疾病產生的原因;可溶性補體調節因子可分別滅活其特定的補體成分,DAF、CD59等膜結合性調節因子具有保護宿主自身細胞的功能。C5C9的生物學活性包括細胞毒作用、溶菌作用、殺菌作用。補體系統的調節因子:I因子、H因子、促衰變因子(DAF)。細胞因子(CK)是由細胞合成分泌的、具有調節多種細胞生理功能、參與免疫應答和介導炎癥反應等多種生物效應的小分子多肽或糖蛋白。產生細胞:1) 免疫細胞: T, B, Mo/M, NK;2) 非免疫細胞:成纖維細胞, 內皮細胞,
30、 表皮細胞;3) 腫瘤細胞。共同特點:(1) 為低分子量(6kD60kD)分泌型糖蛋白(2) 一種細胞可產生多種細胞因子,一種細胞因子也可由多種細胞產生。(3) 存在形式:單體、雙體和三聚體(4) 細胞因子分泌是短暫的自限過程,分泌后在局部迅速而短暫地(數小時)發揮作用(5) 以非特異性方式發揮作用, 不受MHC限制(6)細胞因子主要通過自分泌、旁分泌或內分泌的形式發揮作用。(7)細胞因子通過與細胞表面相應的高親和力受體結合發揮作用 (8)作用特點:高效性、多效性、重疊性、拮抗性、協同性(9)以網絡形式發揮作用。細胞因子的生物學活性 :1、介導天然免疫:抗細菌感染: 主要由巨噬細胞釋放的IL-
31、1、TNF-a,、IL-6、 IL-8等發揮作用。 抗病毒感染: IFN;2、參與和調節特異性免疫:免疫識別階段:IFN等誘導APC表達MHC類分子,促進抗原提呈;IL-10減少MHC類分子和協同刺激分子B7表達。免疫應答增生階段:IL-2 、IL-4、IL-5、IL-6等促進T、B細胞活化、增生和分化。應答效應階段:TNF直接產生細胞毒效應 。3、刺激造血;4、誘導凋亡;5、促進組織修復。細胞因子共分六類:白細胞介素、干擾素、腫瘤壞死因子、集落刺激因子、生長因子和趨化性細胞因子。白細胞介素(Interleukin,IL):1 產生細胞:淋巴細胞、單核吞噬細胞等2、作用:介導白細胞
32、間相互作用、調節細胞的生長分化、參與免疫應答和介導炎癥反應3、種類:IL-1-IL-30。IL-1 發熱, 促進T、B細胞增殖分化; IL-2 T細胞生長因子,增強NK細胞和LAK細胞的殺傷活性; IL-3 刺激骨髓多能干細胞的增殖分化;IL-4:促進B細胞增殖分化,誘導B細胞發生Ig類別轉換,產生IgE或IgG類抗體,抑制Th1細胞;IL-5: 促進B細胞增殖分化,誘導B細胞發生Ig類別轉換,產生IgA類抗體,刺激T細胞增殖分化;IL-6:促進T、B細胞增殖分化;IL-7: 誘導胸腺細胞分化、前T和前B增殖;IL-8: 趨化因子; IL-10:抑制性細胞因子,抑制TH
33、1細胞合成分 泌細胞因子;IL-13: 抑制單核巨噬細胞合成分泌炎性細胞因子(IL-1、6、8和TNF-a)。(二)干擾素(Interferon,IFN):抵抗病毒的感染,干擾病毒復制的細胞因子,包括 IFNa、b、g 。I型干擾素: 干擾素、,來源:白細胞、成纖維細胞、病毒感染的組織細胞等,功能:抗病毒感染、抗腫瘤生長 、免疫調節(較弱);應用:病毒感染性疾病等,肝炎、 SARS。II型干擾素:干擾素(IFNg) :來源:活化的T細胞和NK細胞產生,功能:免疫調節、提高單核巨噬細胞、樹突狀細胞的抗原提呈能力、增強Tc細胞
34、和NK細胞的殺傷活性、抑制TH2細胞形成,下調體液免疫應答、趨化作用、抗病毒和抗腫瘤作用(次要)。(三)腫瘤壞死因子(Tumor necrosis factor,TNF):可以直接誘導腫瘤細胞凋亡的細胞因子。分類:TNFa :活化的單核巨噬細胞產生 亦稱惡液質素;TNFb:活化的T細胞產生,亦稱淋巴毒素。兩種TNF的分子量為51kD, 結構為同源三聚體,具有相同的結合受體和生物學活性。TNF的生物學活性:1 殺瘤、抑瘤作用:(1)直接殺傷或抑制腫瘤細胞;(2)激活NK細胞和巨噬細胞,間接發揮作用;(3)損傷血管內皮細胞,促進血栓的形成,阻斷腫瘤組織的血流供應,導致腫瘤出血壞死; 2
35、 免疫調節作用:(1)刺激靶細胞合成分泌細胞因子,如IL-1、IL-6、IL-8等;(2)增強T、B細胞對抗原和有絲分裂原的增殖反應;(3)增強Tc細胞對靶細胞的殺傷活性;3 促進炎癥反應:(1)誘導血管內皮細胞表達細胞間粘附分子1(ICAM-1);(2)分泌IL-1、 IL-8等炎癥分子和趨化因子;(3)增強中性粒細胞和單核吞噬細胞的吞噬功能;4 抗病毒作用:(1)類似于IFN的作用;(2)直接殺傷病毒感染細胞;5 致熱作用:內熱性熱源質 (1)直接作用于下丘腦體溫調節中樞;(2)刺激巨噬細胞釋放IL-1;6 引發惡液質:由TNFa引起,能夠促進蛋白脂肪消耗、分解,引起代謝紊亂,表現為厭食、
36、惡心、消瘦、衰弱和貧血。(四)集落刺激因子:(Colony stimulating factor, CSF):分類:粒細胞集落刺激因子(granulocyte-CSF, G-CSF)、巨噬細胞集落刺激因子(macrophage-CSF,MCSF)、粒細胞巨噬細胞集落刺激因子(granulocyte-maceophage-CSF, GM-CSF)、紅細胞生成素(erythropoietin, EPO)、干細胞生成因子(stem cell factor,SCF)、多能集落刺激因子(multi-CSF);(五)生長因子(Growth factor):具有促進不同類型細胞生長效應的細胞因子。分類:轉化
37、生長因子b(transforming growth factor-b,TGFb)、表皮生長因子(epidermal growth factor, EGF)、血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)、成纖維細胞生長因子(fibroblast growth factor, FGF)、神經生長因子(nerve growth factor, NGF)、血小板衍生的生長因子(platelet derived growth factor, PDGF)、肝細胞生長因子(hepatic growth factor, HGF)。轉化生長因子b:為同源二
38、聚體,MW25kD,產生細胞:正常細胞和腫瘤細胞(1)對造血干細胞、上皮細胞、血管內皮細胞、T細胞和B細胞具有生長抑制作用,但對腫瘤細胞的生長無抑制作用(2)抑制IL-2誘導的T、B細胞活化。(3)抑制巨噬細胞、NK細胞、LAK細胞和Tc細胞的殺傷活性4)促進間質細胞增殖,對成纖維細胞、成骨細胞和平滑肌細胞等促分裂作用(5)對單核細胞和成纖維細胞具有趨化作用,促進傷口愈合。(6)促進細胞外基質如膠原蛋白和纖粘連蛋白的生成,在細胞形態維持和增殖、分化過程中起重要作用,有利于胚胎發育和細胞修復 (六)趨化因子(Chemokine): 一組具有趨化作用的細胞因子,能吸引免疫細胞到免疫應答
39、局部,參與免疫調節和免疫病理反應。細胞因子受體:分類1、免疫球蛋白超家族: IL-1R、IL-6R、M-CSFR ;2、紅細胞生成素受體家族(I型):IL-27R、IL-9、11、12、13、15R、GM-CSFR、G-CSFR、EPO;3、干擾素受體家族(II型):IL-10R、M-CSFR、IFN;4、腫瘤壞死因子受體超家族(III型):TNFR 、NGFR 、CD40、Fas分子等;5、趨化性細胞因子受體家族:IL-8、MCP-1多亞單位受體和細胞因子受體共用亞單位:細胞因子受體屬多亞單位受體,許多細胞因子受體有共用亞單位??扇?/p>
40、性細胞因子受體(sCKR):1 、sCKR產生機制:(1)膜受體脫落(2)分泌型 mRNA的不同剪接2 、sCKR生物學功能:(1)作為CK運載蛋白;(2)調節CK的生物學功能。 白細胞分化抗原:造血干細胞在分化成熟為不同譜系、各個譜系分化的不同階段,以及成熟細胞活化過程中,出現或消失的細胞表面分子。CD抗原:應用以單克隆鑒定為主的方法,將來自不同實驗室的單克隆抗體所識別的同一分化抗原稱CD抗原,CD1-350。免疫細胞膜表面分子: Receptors: BCR, TCR, CKR, FcR,CR,PRR;MHC;AM;Co-stimulating molecules。粘附分子 (
41、AM)是一類介導細胞與細胞、細胞與細胞外基質間相互接觸和結合的一類膜表面分子的總稱。主要參與細胞的信號傳導和活化細胞的伸展和移動細胞的生長和分化炎癥血栓形成腫瘤轉移創傷愈合等一系列重要生理和病理過程。化學組成:糖蛋白/糖脂。粘附分子的特性:整合素家族:結構與組成:由、鏈組成的異源二聚體,鏈 至少有17種,多數只能結合一條鏈,鏈 至少有8種,大部分能結合數種不同的鏈,按鏈不同可分為8組( 1-8組)。分布:分布廣泛,一種整合素可表達于多種組織。多數細胞可同時表達數種不同的整合素分子。不同類型的細胞表達的整合素分子的種類是不同的。某些整合素分子表達有顯著的細胞類型特異性,如 2組主要分布在白細胞表
42、面。(3)功能:介導細胞與細胞介質的粘附,使細胞得以附著而成為整體。介導白細胞與血管內皮細胞的粘附。選擇素家族:基本結構:為穿膜糖蛋白,可分為胞膜外區、穿膜區和胞漿區。各成員胞膜外區有較高同源性,由C型凝集素結構域(CL)、表皮生長因子結構域(EGF)和補體調控蛋白結構域(CCP)構成(2)選擇素家族的配體:主要是糖類物質,都是一些寡糖基團(唾液酸化路易斯寡糖)或類似結構分子,表達于白細胞、血小板和某些腫瘤細胞表面。(3)選擇素家族成員:選擇素P 表達于內皮細胞表面,主要介導白細胞與內皮細胞和血小板的起始粘附。選擇素E 表達于活化內皮細胞,參與白細胞與內皮粘附,向炎癥部
43、位游走,腫瘤轉移。選擇素L 表達于白細胞表面,介導白細胞與內皮細胞粘附,參與炎癥、淋巴細胞歸巢。 免疫球蛋白超家族 :結構與Ig相似,配體多為IgSF和整合素家族。鈣粘蛋白家族:屬鈣離子依賴性粘附分子。為單鏈糖蛋白,大多數在膜外區有5個重復的結構域。與免疫關系密切的有:E-cadherin、N-cadherin、P-cadherin。功能:介導細胞連接;參與細胞分化;抑制細胞遷移等。粘蛋白樣家族:選擇素的配體,參與早期造血的調控、淋巴細胞歸巢和炎癥細胞的遷移。該家族包括CD34、GlyCAM-1和PSGL-1三個成員。粘附分子的功能:參與免疫細胞的發育和分化;參與免疫應答和免疫調節
44、;參與炎癥過程中白細胞與血管內皮細胞粘附;參與淋巴細胞歸巢: 是淋巴細胞的定向遷移,包括成熟淋巴細胞向外周淋巴器官歸巢,淋巴細胞再循環以及淋巴細胞向炎癥部位遷移。分子基礎:淋巴細胞歸巢受體=血管地址素。粘附分子與臨床:發病機制研究: CD4HIV;D44腫瘤轉移;疾病診斷和預后: CD4/CD8與AIDS;分化良好的上皮性腫瘤細胞E-鈣粘素表達正常;中等分化腫瘤細胞E-鈣粘素表達降低;低分化腫瘤細胞E-鈣粘素幾乎不表達。疾病預防和治療:Anti-CD3;Ab: transplantation rejection; Anti-CD20 Ab: B
45、lymphoma。組織相容性抗原:代表個體特異性的同種抗原(或移植抗原).分為主要組織相容性抗原和次要組織相容性抗原.MHC: 編碼主要組織相容性抗原的基因組,彼此緊密連鎖于某條染色體上。參與免疫細胞間相互識別, 抗原提呈,T細胞活化等。編碼小鼠H-2的基因稱為H-2復合體。編碼HLA的基因稱為HLA復合體。HLA復合體 (MHC)的結構: 是人類MHC, 編碼HLA的基因群,彼此緊密連鎖于第6號染色體上(6p21.31), 大約4000kb。224個基因座位128個功能性基因,96個假基因。由HLA 類、類、類基因組成,HLA-I類基因集中在遠離著絲點的一端,包括B、C、A三個座位(經典基因
46、),HLAII類基因在復合體中位于近著絲點一端,由DP、DQ、DR三個亞區組成,HLA類基因包括編碼補體成分的基因和炎癥相關基因。多基因性:指復合體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:是一個群體概念,指染色體同一基因座位上存在多個等位基因,編碼多種產物。共發現2641個等位基因。HLA-類基因: 經典的HLA 類基因:HLA-A、HLA-B、HLA-C三個基因座位,參與內源性抗原的遞呈和免疫調控。非經典的HLA 類基因:HLA-E、HLA-F、HLA-G等基因座位,參與免疫調控。MHC 類鏈相關基因(MIC):功能基因和假基因。HLA-類基因: 經典的HLA
47、II類基因:HLA-DP、HLA-DQ、HLA-DR亞區,參與外源性抗原的遞呈和免疫調控;抗原加工相關基因:HLA-DM:HLA-DMA/DMB-正調作用;HLA-DO:HLA-DOA/DOB-負調作用;TAP基因+ LMP基因參與內源性抗原的加工。TAP(transporter associated with antigen processing):編碼抗原加工相關轉運體,參與內源性抗原加工中抗原肽的轉運;LMP(low molecular weight peptide):編碼蛋白酶LMP2和LMP7,是免疫蛋白酶體的組成成分,參與內源性抗原的加工。DM, DO, TAP相關蛋白基因;假基因
48、:DPA2, DPB2, DQA2, DQB2, DQB3。HLA- 類基因:含75個基因,小部分基因編碼可溶性免疫分子,免疫應答相關基因。中央區基因:位于HLA 類和 類基因之間;補體基因和炎癥相關基因。補體: C2, C4A, C4B, Bf;細胞因子: TNF-, TNF-;熱休克蛋白(HSP70);類固醇21羥化酶(cyp21)。 HLA復合體遺傳特征:1.共顯性遺傳: 是指每對染色體上的等位基因都能轉錄、翻譯成抗原,共同表達于細胞膜上。2.高度多態性:指一隨機婚配的群體中,染色體同一個基因座上有多個等位基因, 編碼多種產物。3.連鎖不平衡:指分屬兩個或兩個以上基因座位的等
49、位基因, 同時出現在一條染色體上的幾率高于隨機出現的幾率.4.單元型遺傳:單元型:指同一條染色體上的 HLA基因組成一條單元型. 在遺傳過程中, HLA單元型作為一個完整的遺傳單位由親代傳給子代?;蛐停篐LA基因在體細胞兩條染色體上的組合。HLA 單元型終生不變,可作為個體的遺傳標志。HLA抗原分子的結構與分布:1.HLA 類抗原分子結構與分布:由鏈(重鏈)和鏈(輕鏈)組成: 鏈:跨膜分子,1、2、3;2m:15號染色體的非HLA基因編碼.分4個區:多肽結合區:由12組成抗原結合槽,抗原肽結合部位; Ig樣區: 3是CD8分子識別結合部位,2m 維持分子構型穩定性;跨膜區: 將類分子錨定在胞
50、膜上,固定作用;胞漿區: 與細胞骨架相連,參與細胞內外信號傳遞.分布:廣泛分布于體內有核細胞表面,包括血小板和網織紅細胞; 成熟紅細胞一般不表達類抗原。2.HLA 類抗原分子結構與分布:由和鏈組成:鏈:1/2; 鏈:1/2;分4個區: 多肽結合區 由1與1組成抗原 肽結合槽; Ig樣區:由2與2組成,2是CD4分子識別結合部位。 跨膜區:固定分子。 胞漿區:傳遞細胞內外的信息。分布: 表達于B, Mo/Mac, DC,激活的T細胞表面。【HLA分子與抗原肽的相互作用:分子基礎:空間構象的拓樸;錨定殘基 Anchor residue;&
51、#160; 共同基序 consensus motif;結合的特異性與包容性(組成共同性基序的x氨基酸,順序和結構可變同一MHC分子要求的錨定殘基不止一種氨基酸不同MHC分子接納的抗原肽可有相似的共同基序)。MHC-I: 與分子結合的抗原肽:811肽;MHC-II:與分子結合的抗原肽:1318肽。一種HLA分子可與序列不同的肽結合;不同HLA分子可以提呈同一種抗原的不同表位;HLA分子不能區分自身肽與非己肽?!縈HC分子的功能:1.參與抗原加工與提呈:內源性抗原+ MHC類分子抗原肽-MHC類分子CD8+T細胞;外源性抗原 +MHC類分子抗原肽-MHC類分子CD4+T細胞。2.約束免
52、疫細胞間相互作用:MHC限制性:是指具有相同MHC分子的免疫細胞才能有效地相互作用。M與TH細胞間相互作用受MHC類分子限制。 Tc與靶細胞間相互作用受MHC類抗原約束。3.輔助T細胞的活化:MHC分子是T細胞活化的重要輔助因子,類分子識別CD8+ T細胞上的CD8分子;類分子識別CD4+ T細胞上的CD4分子。4.參與T細胞分化過程;5.參與對免疫應答的遺傳控制(Ir基因):具有Ir基因的動物對相應抗原呈高應答者,缺乏該基因者呈無應答或低應答者。6. 在移植排斥反應中起作用。HLA與醫學的關系:1.HLA與疾病的相關性;2.HLA表達異常與疾?。篐LA 類抗原表達異常:某些腫瘤細胞表面類抗原
53、表達降低或缺失,致使CTL對腫瘤細胞上的抗原不能識別,使腫瘤細胞逃脫宿主的免疫攻擊。HLA 類抗原表達異??蓪е伦陨砻庖咝约膊。缣悄虿?。3.HLA與排斥反應;4.HLA與輸血反應;5.HLA與法醫:根據HLA復合體高度多態性, 單元型遺傳等特征, 借助HLA基因型和表型, 法醫學可用于個體識別和親子鑒定。免疫功能相關基因:1、血清補體成分編碼基因: C4B、C4A、Bf、C2;2、抗原加工提呈相關基因:低分子量多肽(LMP)基因、抗原加工相關轉運體(TAP)基因、HLA-DM基因、HLA-DO基因、TAP相關蛋白基因3、非經典I類(Ib)基因:HLA-E、HLA-G、HLA-F;
54、4、炎癥相關基因腫瘤壞死因子基因家族:TNF、LTA、LTB;轉錄調節基因或類轉錄因子基因家族:I-kB、B144、ZNF173、ZNF178;MHC I類相關基因(MIC)家族;熱休克蛋白基因家族:HSP70(分子伴侶)。免疫功能的類型:1非特異性免疫(nonspecific immunity):是種群在長期進化過程中逐漸形成的防御功能遺傳獲得,非針對特定抗原(天然免疫、固有免疫)。特點:先天具有;無特異性;無記憶性;作用快。2. 特異性免疫(specific immunity):個體接觸抗原(決定基)而產生,僅對該特定抗原(決定基)而發生反應。特點:后天獲得;有特異性;有記憶性、耐受性。固
55、有免疫的特點:1. 遺傳決定的。2. 出生即有。3. 作用范圍廣、泛特異性。4. 維持時間短、無免疫記憶。5 .是特異性免疫的基礎。6.無細胞增值、分化與克隆擴增。7.快速反應:感染096小時之內,各類屏障和預存的可溶性分子、中性粒細胞、CK等。組成:(一)屏障結構: 1種間屏障:遺傳決定的種屬對特定因子的抵抗性,病原體感染可因種屬而異。2皮膚黏膜及其附屬成分的屏障作用:物理屏障(膚,黏膜、呼吸道上皮、纖毛運動)、化學屏障(汗腺乳酸、皮脂腺不飽和脂肪酸;溶菌酶、抗菌肽、補體等)、微生物屏障(正常菌群)3血-腦屏障4血-胎屏障:由母體子宮內膜的基蛻膜和胎兒的絨毛膜滋養層細胞共同構成。(二)參與天
56、然免疫的分子: 1.補體: (complement):由30余種存在于血清、組織液和細胞膜表面蛋白質組成的、有精密調控機制的蛋白質反應系統,其活化過程表現為一系列絲氨酸蛋白酶的級聯酶解反應。 C3a、C5a 促進中性粒細胞趨化;【C5a的生物學作用:1. 激活中性粒細胞。2. 促使中性粒細胞粘附。3. 促進中性粒細胞遷移和趨化作用。 4. 激活單核細胞。 5.激活肥大細胞?!?. 溶菌酶: 不耐熱的堿性蛋白質,破壞G+菌細胞壁中肽聚糖,導致菌細胞溶解。3.細胞因子: 抗病毒作用:(IFN-a / b);促進炎癥反應:(IL-6、IL-1、TNF-a );增強抗腫瘤作用:IFN- g
57、、 IL-12、 IL-2 。4. 抗菌肽:具有抗菌活性的短肽。防御素:(defensin)是一組耐受蛋白酶的一類富含精氨酸的小分子多肽,對細菌、真菌和某些有包膜病毒具有直接殺傷作用??拱麅染筒《靖腥镜牡谝坏婪谰€。分布:黏膜、上皮、外周血。參與體表皮膚黏膜的免疫防御。 機制:靜電作用,破壞病原體膜導致病原體死亡;誘導病原體產生自溶酶;致炎和趨化作用。5. 乙型溶素: 對熱穩定的堿性多肽,由血小板釋放,作用于G+菌膜,產生非酶性破壞效應,對G-菌無效。6 .其他:一氧化氮(NO)、C-反應蛋白、白三烯等。(三)參與天然免疫的細胞:1. 吞噬細胞:(1)種類:小吞噬細胞:中性粒細胞;大吞噬細胞:
58、單核細胞(血液中)和巨噬細胞 (組織中)。巨噬細胞的三種活化狀態:靜息狀態(resting state);活化狀態(primed state)- IFN-;亢奮狀態(activated state)- C3b+LPS+IFN-。來源及分化: 單核/巨噬 細胞來源于 骨髓,骨髓多能干細胞經髓樣干細胞-原單核細胞-前單核細胞發育分化為單核細胞進入血流,在血液中僅停留1224小時, 然后進入全身組織器官發育成熟為巨噬細胞。所處部位不同而有不同的形態和名稱,主要作用是清除體內衰老損傷或凋亡的細胞。 形態特點: 巨噬細胞體積較淋巴細胞略大,外型不規則,膜表面有許多皺褶,胞質中富含溶酶體及其它各種細胞器,
59、單核細胞一般為圓形。一般特點: (1)吞飲吞噬攝取異物。(2)具有趨化作用,可識別某些化學刺激物的濃度梯度表現出定向運動的能力。(3)吞噬攝取異物后代謝增強,能量增加.(4)具有變形運動,對玻璃和塑料表面有很強的黏附能力。(2)表面受體: 1.模式識別受體:識別病原體相關分子模式及調亡細胞相關分子模式。主要包括脂多糖、磷壁酸、肽聚糖、甘露糖、細菌DNA 、雙鏈 RNA 和葡聚糖等。這些結構通常不存在于宿主細胞表面。(1)甘露糖受體(mannose receptor ,MR):識別病原體細胞壁的甘露糖和巖藻糖殘基。(2)清道夫受體(scavenger receptor,SR):可識別乙酰化低密度脂蛋白、細菌脂多糖、磷壁酸和磷脂酰絲氨酸等。(3)Toll 樣受體 (Toll like receptor,TLR):識別的配體種類較多,包括肽聚糖和磷壁酸、脂蛋白和脂肽 (1ipopeptide) 、酵母多糖 (zymosan) 、熱休克蛋白等。TLR的生物學特征:* 識別保守的PAMP,提供感染的信號; * TLR可單獨或共同識別多種結構的配體。* TLR與相應配體結合®啟動胞內信號轉導®介導生物學效應。TLR的生物學功能:激活天然免疫: 識別微生物PAMP®
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