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文檔簡介

1、第一章 免疫學基礎 免疫學(immunology)是研究免疫系統的結構與功能的學科,涉及免疫識別、免疫應答與免疫耐受或免疫調節等的免疫學基本科學規律與機制研究,以及免疫機制在相關疾病發生發展中的作用和免疫學技術在疾病診斷、治療與預防中的應用。1、 免疫的概念免疫(immunity)又稱免疫性、免疫力或抵抗力。古典免疫的概念是指人或動物機體對病原微生物的抵抗力和對同種微生物再感染的特異性的防御能力。然而隨著免疫學的發展和研究的深入,發現很多現象如過敏反應,動物的血型,移植排斥反應,自身免疫病等均與病原微生物的感染無關。因此,對免疫這個概念應賦予新的內涵,從而形成了現代免疫的概念。現代免疫的概念已

2、不再局限于抵抗微生物感染這個范圍,它是指人或動物機體對“自身”和“非自身”的識別,產生免疫應答,并清除異己抗原,維持自身內環境完整,平衡及穩定的復雜生物學反應。2、 免疫的基本特性(一)識別自身和非自身 即能識別自身與非自身的大物質,這是機體產生免疫應答的基礎。動物機體識別的物質基礎是存在于免疫細胞膜表面的抗原受體,它們能與一切大分子抗原物質的表位,即抗原決定簇結合。高等動物機體的這種識別功能是相當精細的,不僅能識別存在于異種動物之間的一切抗原物質,而且對同種動物不同個體之間的組織和細胞,即使這些細胞和蛋白成分存在微細的差別也能加以識別。同種動物不同個體之間的組織移植排斥反應正是基于這種識別能

3、力。機體免疫系統的識別功能對保證機體的健康是極其重要的,一旦識別功能降低就會對“敵人”寬容,從而降低或喪失對病原微生物或腫瘤的防御能力,造成識別能力的紊亂,導致嚴重的功能失調,如把自身的組織或細胞當作“敵人”,從而引起自身免疫疾病。(二)特異性 機體的免疫應答和由此產生的免疫力具有高度的特異性,即具有很強的針對性,如接種天花疫苗可使人體產生對天花病毒的抵抗力,而對其它病毒如流感病毒無抵抗力。(三)免疫記憶 免疫具有記憶功能。機體對某一抗原物質或疫苗產生免疫應答,體內產生體液免疫(抗體)和細胞免疫(致敏淋巴細胞及淋巴因子)而經過一定時間,這種抗體消失,但免疫系統仍然保留對該抗原的免疫記憶,若用同

4、樣抗原物質或疫苗加強免疫時,機體可迅速產生比初次接觸抗原時更多的抗體,這就是免疫記憶現象。 動物患某種傳染病康復后或用疫苗接種后之所以可使動物產生長期的免疫力即是歸功于免疫記憶。這種免疫記憶功能是由于機體在初次接觸抗原物質的同時,除刺激機體形成產生抗體的細胞外,與此同時也形成了免疫記憶細胞,可對再次接觸的抗原物質產生更快的免疫應答。3、 免疫的基本功能(一)抵抗感染,又稱免疫防御 是指機體抵御病原微生物的感染和侵襲的能力。人體的免疫功能正常時,就能充分發揮對由呼吸道、消化道、皮膚相粘膜等途徑進入人體內的各種病原微生物的抵抗力,通過機體的非特異性和特異性免疫,將微生物消滅。若免疫功能異常亢進時,

5、可引起過度免疫反應即:變態反應;而免疫功能低下或免疫缺陷,可引起機體的反復感染或免疫耐受。(二)自身穩定,又稱免疫穩定 清除衰老和死亡的細胞。在人體的新陳代謝過程中,每天都有大量的細胞衰老死亡,這些失去功能的細胞積累在體內,會影響正常細胞的功能活動。免疫的第二個重要功能就是把這些細胞清除出體內,以維護機體的生理平衡,若此功能失調,則可導致自身免疫性疾病。(三)免疫監視 機體內的細胞常因物理、化學和病毒等致癌因素的作用而突變為腫瘤細胞,這是體內最危險的敵人。人體免疫功能正常時即可對這些腫瘤細胞加以識別,然后調動一切免疫因素將這些腫瘤細胞清除,這種功能即為機體的免疫監視,若此功能低下或失調,則可導

6、致腫瘤的持續發生或病毒的持續感染。圖1 免疫的功能四、抗原抗原(antigen, Ag):又稱免疫原,是一類刺激機體免疫系統使之產生的特異性免疫應答,并能與相應免疫應答產物(如抗體或致敏淋巴細胞)在體內外發生特異性結合的物質。某一物質能否成為抗原,首先是由它本身的某些性質決定的。多為體外的蛋白、病菌等各類物質,也有機體本身的,如體內的衰老細胞,自身抗體等。抗原具有兩個基本性質:1)免疫原性,即抗原刺激機體產生特異性免疫應答的能力。2)反應原性,即抗原可在體內外與相應的免疫效應產物(抗體或致敏淋巴細胞)發生特異性結合的特性。同時具有此兩種性能的抗原物質稱為免疫原(immunogen),又稱為完全

7、抗原,即通常所指的抗原,如病毒微生物和蛋白質等;具有反應原性而不具有免疫原性的物質稱為不完全抗原,又稱為半抗原,如一些小分子化學物質和藥物等。具有免疫原性的物質一般為完全抗原。構成抗原的首要條件:異物性。異物性是指抗原與所刺激機體的自身物質的差異,這是構成抗原免疫原性的首要條件。在正常情況下,機體的自身物質不能刺激自身的免疫系統,誘發免疫應答。因此,抗原是指非己的異種物質或異體物質,例如病原微生物及動物血清對人體都是良好的抗原。免疫系統對異物的識別功能,是機體在個體發育中建立起來的。凡胚胎期淋巴細胞與之接觸過的物質,免疫系統視其為“自身”物質,反之則視為“異己”。在正常情況下,機體自身成分無免

8、疫原性,但在長期感染或理化因素的作用下,其結構可能發生改變而成為自身抗原。此外,體內有些物質從胚胎發生時即處于隱蔽狀態,從未與免疫細胞接觸,若因外傷,感染等原因誤入血流時,也可成為自身抗原,引起免疫應答而導致自身免疫性疾病。如引起男女不育癥的精子和卵子抗體就是典型的一例。由此可見,異物性不是指體外的物質而言,而是以在胚胎期淋巴細胞是否與之接觸而定。決定抗原免疫原性的其他因素還包括抗原分子的理化特性;宿主因素;免疫方法等。五、 免疫應答免疫應答是免疫系統識別和清除抗原的整個過程。根據免疫應答識別的特點、獲得形式以及效應機制,可分為固有免疫應答(innate immunity)和適應性免疫應答(a

9、daptive immunity)兩大類。固有免疫亦稱為先天性免疫或非特異性免疫,適應性免疫亦稱獲得性免疫或特異性免疫。 (一) 固有免疫 固有免疫是生物在長期進化中逐漸形成的,是機體抵御病原入侵的第一道防線。主要由組織屏障、固有免疫細胞和固有免疫分子組成。1組織屏障包括皮膚黏膜及其附屬成分和體內屏障:皮膚黏膜及其附屬成分包括由致密皮膚和黏膜組成的物理屏障,皮膚和黏膜分泌的殺菌物質、體液內溶菌酶和抗菌肽、胃酸等組成的化學屏障,寄居在皮膚和黏膜表面的正常菌群組成的微生物屏障。體內屏障:包括血一腦屏障和血一胎屏障。血一腦屏障組織結構致密,能阻擋血液中病原體等進入腦組織及腦室。血一胎屏障由母體子宮內

10、膜的基蛻膜和胎兒的絨毛膜滋養層細胞共同構成,可防止母體內病原體進入胎兒。2參與固有免疫的細胞如單核巨噬細胞、樹突狀細胞、粒細胞、自然殺傷細胞(NK)和NK T細胞,其識別免疫原雖然不像T細胞和B細胞那樣具有高度的特異性,但可通過一類模式識別受體去識別病原微生物表達的稱為病原體相關模式分子的結構。 固有免疫的特征是:1)無特異性,作用廣泛;2)先天具備;3)初次與抗原接觸即能發揮效應,但無記憶性;4)可穩定遺傳;5)同一物種的正常個體間差異不大。固有免疫是機體的第一道免疫防線,也是適應性免疫的基礎。(二)適應性免疫 適應性免疫是機體與抗原接觸后獲得的有針對性的防御功能。即免疫細胞受抗原

11、刺激后對抗原產生特異性識別而活化、增殖、分化,最終形成效應細胞,并通過其所分泌的抗體或細胞因子來表現出一定生物學效應的過程。適應性免疫應答具有兩個特點,即特異性和記憶性。分為T細胞介導的免疫應答(細胞免疫)和B細胞介導的免疫應答(體液免疫)兩種。細胞免疫應答又稱細胞介導的免疫,是指T細胞特異性識別抗原后活化、增殖、分化成效應T細胞,由效應T細胞發揮免疫效應的過程。此過程無B細胞,抗原多為T細胞依賴的蛋白質抗原(TD-Ag),抗原呈遞細胞多為樹突狀細胞(dendritic cells)、巨噬細胞(macrophages)和輔助T細胞等。其主要效應功能是清除細胞內感染的細菌和病毒、殺傷腫瘤細胞和變

12、性的靶細胞、介導遲發型變態反應、同種移植排斥反應、移植物抗宿主反應、某些藥物過敏癥及某些自身免疫病。細胞免疫應答不僅是多細胞相互合作的過程,在一定條件下,還需要抗體、補體等體液分子的參與。體液免疫,是指B細胞特異性識別抗原后活化、增殖、分化成漿細胞,漿細胞合并成并分泌相應抗體,最終由抗體發揮免疫效應的過程。主要表現為,抗體與抗原結合中和毒素、病毒及抗化膿菌的作用,并激活補體發揮殺菌、溶菌效應,通過NK細胞等發揮抗體依賴的細胞毒性作用(ADCC)殺傷靶細胞及病原感染細胞。適應性免疫應答可分為三個階段:1. 識別階段:T細胞和B細胞分別通過TCR和BCR精確識別抗原,其中T細胞識別的抗原必須由抗原

13、提呈細胞來提呈;2. 活化增殖階段:識別抗原后的淋巴細胞在協同刺激分子的參與下,發生細胞的活化、增殖、分化,產生效應細胞(如殺傷性T細胞)、效應分子(如抗體、細胞因子)和記憶細胞;3. 效應階段:由效應細胞和效應分子清除抗原。(三)非特異性免疫和特異性免疫不同點 圖2:非特異性免疫和特異性免疫的不同點六、 免疫系統及組成 免疫系統(immune system)是人和高等動物中識別自我和危險信號,引發免疫系統應答、執行免疫效應和最終維持自身穩定的物質基礎。免疫系統是在生物種發育、進化過程中逐步建立和完善的,是由淋巴器官和組織、免疫細胞及免疫活性分子等組成,分布于全身各處,以完成適宜的免疫防御功能

14、。免疫器官根據功能不同可分為中樞免疫器官和外周免疫器官。(一) 中樞免疫器官 中樞免疫器官又稱一級免疫器官或初級淋巴器官,是免疫細胞發育、成熟及分化為免疫活性細胞的場所,對外周免疫器官的發育起著主導作用。哺乳動物的中樞免疫器官包括胸腺和骨髓。胸腺是T細胞分化、發育和成熟的場所。骨髓是:1)各類血細胞和免疫細胞發生的場所:2)B細胞分化成熟的場所:3)再次免疫應答產生抗體的場所。(二)外周免疫器官外周免疫器官(peripheral immue organ)又稱二級免疫器官或次級免疫器官,是T、B免疫細胞定居的場所,也是它們識別外來抗原后發生免疫應答的所在位置。外周免疫器官包括淋巴結、脾及粘膜相關

15、淋巴組織。1. 淋巴結是:1)T細胞和B細胞定居的場所;2)免疫應答發生的場所;3)參與淋巴細胞再循環;4)過濾作用。2脾是:1)T細胞和B細胞定居的場所;2)免疫應答發生的場所;3)合成某些生物活性物質;4)過濾作用。3粘膜相關淋巴組織包括呼吸道、胃腸道及泌尿生殖道粘膜下分布的淋巴組織;扁桃體;闌尾等,是構成機體抵抗病原體入侵的第一道免疫屏障。局部黏膜的免疫狀況是決定機體是否被感染的首要因素,主要功能是發生局部特異性免疫應答的主要部位。七、免疫細胞免疫應答的發生需要免疫細胞的參與。免疫細胞是泛指所有參與免疫應答或與免疫應答有關的細胞及其前身,包括造血干細胞、淋巴細胞、巨噬細胞及白細胞、紅細胞

16、等。在免疫應答過程中起核心作用的是淋巴細胞。淋巴細胞包括T細胞、B細胞及NK細胞,其中T細胞、B細胞表面具有抗原受體,能特異性識別抗原而活化、增殖和分化,介導特異性免疫應答,被稱為抗原特異性淋巴細胞或免疫活性細胞。(一)T細胞 T細胞來源于骨髓中的淋巴樣細胞,在胸腺中發育成熟。胸腺中成熟的T細胞隨血流遷移到外周免疫器官即為初始T細胞,初始T細胞經抗原刺激后活化。T細胞的活化需要接收兩個信號的刺激:第一信號,來自TCR識別抗原呈遞細胞(APC)表面的MHC限制性的抗原肽;第二信號,由協同刺激分子相互作用提供。活化的T細胞表面標志發生變化,并發生增殖和分化,產生效應T細胞,發揮相應的生物學功能并產

17、生免疫應答。 1. T細胞的表面分子 1)TCR-CD3 復合物:T細胞特征性表面標志,是T細胞識別抗原和轉導信號的主要單位。TCR:所有T細胞具有識別和結合特異性抗原的分子結構,稱T細胞抗原受體(T cell receptor, TCR)。在T細胞發育過程中,各個幼稚T細胞克隆的TCR基因經過不同的重排列后可形成幾百萬種以上不同序列的基因,因而可編碼相應數量的不同特異性的TCR分子。每個成熟的T細胞克隆內各個細胞具有相同的TCR,能識別同一種特異性抗原。在同一體內,可能有數百萬種T細胞克隆及其特異性的TCR,故能識別許多多種抗原。TCR與細胞膜上的CD3抗原通常緊密結合在一起形成復合體,稱為

18、TCR-CD3復合體。CD3(CD,cluster of differentiation,細胞分化簇。CD3代表細胞分化抗原3):主要的功能是穩定TCR的結構,傳遞T細胞活化信號。2)CD4、CD8分子:成熟的T細胞只能表達CD4或CD8分子其中的一種。CD4和CD8分子是T細胞的輔助受體,分別能與MHC-類和MHC-類分子結合,增強T細胞與抗原呈遞細胞(APC)或細胞毒性T細胞與靶細胞的相互作用,并輔助TCR識別結合抗原肽。3)協同刺激分子CD28分子,主要表達于成熟的T細胞表面,能夠與APC上的CD80/86結合,為T細胞活化提供第二信號。CD2分子,又稱淋巴細胞功能相關抗原2(LFA-2

19、)。與APC上的CD48、CD58結合,可增強T細胞與APC或靶細胞間的結合強度,有助于T細胞對抗原的識別及參與輔助活化信號的傳導。4)細胞因子受體 細胞因子生物學活性的發揮在于細胞表面相應細胞因子受體的表達和受體與配體的相互作用。T細胞表面有許多細胞因子受體(receptor),如IL-1R、IL-2R、IL-4R、IL-6R、IL-8R、IL-9R、IL-13R等,它們是一些具有類似結構特征的大分子物質,對于細胞生物活性起著調節作用。5)絲裂原結合蛋白 絲裂原如植物血凝素(PHA),刀豆蛋白(ConA)能夠與T細胞表面表達的絲裂原結合蛋白相互結合,能夠非特異性的激活T細胞的克隆增殖。2.

20、T細胞亞群成熟的T細胞無論在表型上還是在功能上都是一個相當復雜的異質性群體,不同群體細胞具有不同的表面標志和功能。T細胞根據不同的分類方法可分為不同亞群。按所處的活化階段分為:初始T細胞、效應T細胞、記憶性T細胞。按表達TCR的類型分為:T細胞、T細胞。按表達CD4或CD8分為:CD4+T細胞(代表CD4陽性的T細胞),CD8+T細胞。按免疫效應功能分為:輔助性T細胞(T helper cells, Th)、細胞毒性T細胞(cytotoxic T cell , Tc/CTL)、調節性T細胞(T regulatory cell, Tr)。1)初始T細胞、效應T細胞、記憶性T細胞 指從未

21、接受過抗原刺激的成熟T細胞。主要功能是識別抗原。在外周免疫器官接受抗原呈遞細胞如樹突狀細胞(DC)提呈的抗原刺激而活化,最終分化為效應性T細胞核記憶性T細胞。效應T細胞主要向外周炎癥部位或某些器官組織遷移。記憶性T細胞可存活數年,介導再次免疫應答。2)T細胞、T細胞 T細胞是識別由MHC分子提呈的抗原肽,并且具有MHC限制性。T細胞識別抗原無MHC限制性。3)CD4+T細胞,CD8+T細胞 CD4+T細胞識別外源性抗原肽,受MHC-類分子的限制。活化后,分化的效應細胞主要為Th細胞。 CD8+T細胞識別內源性抗原肽,受MHC-類分子的限制。活化后,分化的效應細胞為Tc(CTL)細胞。4) 輔助

22、性T細胞(Th)、細胞毒性T細胞(Tc/CTL)、調節性T細胞(Tr) 這些細胞實際上是初始CD4+T細胞或初始CD8+T細胞活化后分化成的效應T細胞或調節性T細胞A. Th細胞:初始CD4+T細胞根據分泌細胞因子和所介導功能的差異分為Th1、Th2和Th17三類效應Th細胞.。Th1細胞主要分泌IL-2、IFN-和腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor, TNF)-,介導遲發型變態反應和巨噬細胞活化等細胞免疫應答。Th2細胞分泌IL-4、IL-5、IL-6和IL-10,介導體液免疫應答。Th1和Th2細胞是一對重要的調節細胞,同時又相互抑制,它們的失調與感染性疾病和自身免疫

23、疾病相關。Th17細胞分泌IL-17、IL-6和TNF-,參與胞外病原菌感染引起的炎性反應、自身免疫性疾病、腫瘤和移植排斥等的發生和發展。B. CD8+CTL(Tc)細胞:CD8+CTL是細胞毒T淋巴細胞,能特異殺傷靶細胞。CTL殺傷靶細胞的機制:分泌穿孔素(perforin)、顆粒酶(granzyme)和顆粒溶解素(granulysin)殺傷靶細胞。穿孔素能在靶細胞膜上形成跨膜通道,引起靶細胞因滲透壓改變導致溶解性死亡,顆粒酶和LT則介導靶細胞凋亡;活化的CTL能表達FasL,介導Fas+的靶細胞凋亡。CD8+ CTL是介導細胞免疫的主要效應細胞。 C. CD4+CD25+調節性T細胞(Tr

24、):Tr表達IL-2R的鏈(CD25),主要發揮免疫負調節作用;抑制抗原特異性T細胞增殖,抑制APC的功能,在免疫耐受中發揮重要作用。圖3 初始CD4+ T細胞的分化(二)B細胞成熟的B細胞在由骨髓淋巴干細胞先分化為前B細胞,然后在骨髓微環境中發育成熟為可識別抗原的成熟B細胞,最后經血液循環定居在外周淋巴器官。B細胞接受抗原刺激后活化、增殖和分化為漿細胞,由漿細胞產生特異性免疫球蛋白,發揮體液免疫功能(一般只能存活2天),一部分B細胞成為免疫記憶細胞,參加淋巴細胞再循環,它們是長壽細胞,可存活100天以上。B細胞是免疫系統重要的免疫細胞,主要功能是介導體液免疫。B細胞也是重要的抗原呈遞細胞,能

25、攝取、加工和呈遞抗原,同時還能分泌細胞因子調節免疫應答。1B細胞的表面分子1) BCR-CD79a/b 復合物BCR(B細胞抗原受體),即mIg。能特異性識別和結合抗原,產生B細胞活化的第一信號。與B細胞膜表面的另一對分子CD79a(Ig)和CD79b(Ig)結合形成復合物,將抗原刺激信號傳遞至細胞質和細胞核內,使B細胞活化。2) 激活性輔助受體 CD19/CD21/CD81/CD225是BCR復合物的激活性輔助受體,利于B細胞的激活。3) 抑制性輔助受體 BCR復合物的抑制性輔助受體有CD32,CD22和CD72,對BCR復合物識別抗原產生的信號起抑制作用,防止B細胞過度激活。4) 協同刺激

26、分子 CD80,CD86分子能夠與T細胞表面的CD28相結合,提供T細胞活化的第二信號。 CD40分子,組成性表達于成熟的B細胞表面,起配體CD40L表達于活化的T細胞表面。CD40與CD40L結合,為B細胞活化提供第二信號。2. B細胞亞群 根據是否表達CD,B細胞可分為CD5+B細胞(B1細胞)和CD5-B細胞(B2細胞)兩個亞群。 B2細胞即通常所指的B細胞。B2細胞參與適應性免疫應答,產生高親和力的抗體,一種方式中和體內感染的病毒或細菌,另一方式是介導抗體依賴的細胞介導的細胞毒作用(ADCC)。同時B細胞是一類專職的APC,發揮呈遞抗原的作用。(三)第三群淋巴細胞 有一類淋巴細胞既無T

27、細胞的表面標志如E受體(CD2),又無B細胞的表面標志如SmIg,稱為裸細胞。主要包括具有非特異性殺傷功能K細胞和NK細胞。1殺傷細胞(killer cell, K細胞):主要特點是細胞表面具有抗體IgG的Fc受體,當靶細胞與相應的IgG結合,K細胞可與結合在靶細胞上的IgG的Fc結合,從而使自身活化,釋放細胞毒因子,裂解靶細胞,這種作用稱為抗體依賴性細胞介導的細胞毒作用(ADCC)。2自然殺傷細胞(natural killer cell, NK細胞):是一群既不依賴抗體參與,也不需要抗原刺激和致敏就能殺傷靶細胞的淋巴細胞,因此稱為自然殺傷性細胞。人類自然殺傷細胞的主要表面標志有CD56、CD

28、16、CD18和一些與其活化和抑制相關的受體。其中CD56是NK細胞最具有代表性的表面標志,目前臨床檢測中將表型CD3-CD56+CD16+的淋巴細定為NK細胞。NK細胞表面存在著識別靶細胞表面分子的受體結構,通過此受體與靶細胞結合而發揮殺傷作用。NK細胞表面也有IgG的Fc受體,凡被IgG結合的靶細胞均可被NK細胞通過其Fc受體的結合而導致靶細胞溶解,即NK細胞也具有ADCC作用。NK細胞殺傷效應的機制主要是由穿孔素(perforin)介導,其殺傷的靶細胞包括腫瘤細胞、病毒或細菌感染的細胞以及機體某些正常細胞。因此,NK細胞具有抗腫瘤、抗感染和免疫調節功能。此外,NK細胞亦參與移植排斥反應、

29、自身免疫病和超敏反應的發生。另外NK細胞可釋放IFN及其他細胞因子(如IL-1、GM-CSF),調節免疫應答和造血過程。(四)抗原呈遞細胞 抗原呈遞作用(antigen-presenting cells, APC)又稱輔佐細胞。T細胞和B細胞室免疫應答的主要承擔者,但這一反應的完成,需要APC協助參加。這些細胞,在免疫應答過程中,主要是對抗原進行捕捉、加工和處理呈遞給T、B淋巴細胞的一類免疫細胞,因此稱為抗原呈遞細胞。APC主要包括巨噬細胞、樹突狀細胞、B細胞以及內皮細胞、上皮細胞、成纖維細胞等。可分為專職APC和非專職APC。專職APC是指一類特化的細胞,它們具有攝入、加工、處理、提呈胞外抗

30、原,激活CD4+T細胞,誘導免疫應答的能力。這類細胞必須表達MHC-類分子、協同刺激信號分子和各種粘附分子。專職APC包括單核-巨噬細胞、樹突狀細胞、和B細胞。通常情況下不表達MHC-類分子、協同刺激信號分子和各種粘附分子的細胞,而受到刺激后能夠表達這些分子,稱為非專職APC,包括內皮細胞,上皮細胞和成纖維細胞。1. 巨噬細胞 巨噬細胞(macrophages)是由來源于骨髓多功能造血干細胞的單核細胞分化而來。巨噬細胞表達高水平的CD14,被認為是較特異的表面標志,目前主要用于細胞表型的鑒定。研究表明,巨噬細胞參與非特異性免疫和特異性免疫。在非特異性免疫中,主要是通過吞噬作用殺滅和清除病原體和

31、異物,并介導炎癥反應;在特異性免疫中,主要發揮免疫調節以及抗原呈遞功能。其細胞表達多種表面分子,如模式識別受體(甘露糖受體、清道夫受體和Toll受體),IgG Fc受體,補體受體和多種細胞因子受體等,巨噬細胞至少有兩個亞類,即M1型和M2型。M1型巨噬細胞參與促炎反應,且在宿主防御細菌和病毒感染中發揮核心作用。M2巨噬細胞與抗炎反應,寄生蟲感染、組織重構、纖維化以及腫瘤疾病發展相關。2樹突狀細胞人樹突狀細胞(dendritic cell, DC)起源于骨髓造血干細胞(hemopoietic stem cell)。DC的來源有兩條途徑:髓樣干細胞在GM-CSF的刺激下分化為DC,稱為髓樣DC(m

32、yeloid dendritic cells, MDC),也稱DCl,與單核細胞和粒細胞有共同的前體細胞;包括朗格漢斯細胞,間皮(或真皮)DCs以及單核細胞衍生的DCs等;來源于淋巴樣干細胞,稱為淋巴樣DC(Lymophiod dendritic cells, LDC)或漿細胞樣DC(plasmacytoid dendritic cells, piX),即DC2,與T細胞和NK細胞有共同的前體細胞。樹突狀細胞(DC)盡管數量不足外周血單核細胞的1%,但表面具有豐富的抗原遞呈分子(MHC-和MHC-)、共刺激因子(CD80/B7-1、CD86/B7-2、CD40、CD40L等)和粘附因子(ICA

33、M-1、ICAM-2、ICAM-3、LFA-1、LFA-3等),是功能強大的專職抗原遞呈細胞(APC)。DC自身具有免疫刺激能力,是目前發現的惟一能激活未致敏的初始型T細胞的APC,而巨噬細胞和B細胞等僅能刺激已活化的T細胞或記憶性T細胞。因此DC是特異性免疫應答的始動者。 成熟DC的細胞表型特征是高表達MHC-類分子、MHC-類分子、CD80、CD86、CD40免疫刺激分子,CD1a、CD11c及CD83也是成熟DC的標志。DC的生物學功能:1)向T細胞呈遞抗原;2)參與T細胞亞群的分化和免疫調節;3) 參與誘導免疫耐受;4)向B細胞呈遞抗原。八、免疫分子免疫分子,是機體免疫系統中免疫組織或

34、細胞所分泌一類具有重要生物學活性的分子,包括抗體、補體系統和各種細胞因子。其在免疫應答和免疫調節過程中具有非常重要的作用。(一)免疫球蛋白-抗體 免疫球蛋白(immunoglobulin, Ig)是具有抗體活性或化學結構與抗體相似的球蛋白的統稱。抗體(antibody, Ab):是機體免疫系統受到抗原刺激后由B細胞產生的一類能與相應抗原發生特異性結合的球狀糖蛋白。抗體均為免疫球蛋白,但免疫球蛋白不一定都是抗體。免疫球蛋白可以分泌型存在于體液中,具備抗體的各種功能;也可存在于B細胞膜上,稱為抗原受體。1. 免疫球蛋白的功能1)特異性識別結合抗原 抗體在體內與相應抗原特異結合,發揮免疫效應,清除病

35、原微生物或導致免疫病理損傷。在體外與抗原結合引起各種抗原抗體反應,用于診斷疾病。2)激活補體。3)結合細胞表面的Fc受體 Ig的Fc段可與具有IgFc受體的免疫細胞結合,產生不同效應。免疫調理作用:IgG Fc與中性粒細胞、巨噬細胞上IgG Fc受體結合,增強這些細胞對抗原的吞噬作用。抗體依賴的細胞介導的細胞毒作用(ADCC):表達Fc受體的NK細胞、巨噬細胞和中性粒細胞可通過與IgG Fc段的結合,直接殺傷IgG包被的靶細胞。介導I型變態反應。4)選擇性轉運 Ig可通過Fc段被轉運到原先不能到達的部位。25類免疫球蛋白的特性與功能所有的抗體按其結構的不同可分為五大類:IgG、IgM、IgA、

36、IgD和IgE。每種類型都有多種不同的抗體,它們在獲得性免疫系統中擔任著不同的角色。IgG和IgM:這兩類抗體是體液免疫中起主要作用的抗體。IgG是血清中含量最高的抗體,占血清Ig總量的75%。IgG不僅具有調理作用,還有抗體依賴的細胞介導的細胞毒作用以及激活補體等眾多效應,而且是唯一通過胎盤使嬰兒被動獲得體液免疫的抗體,同時是機體抗感染的抗體。IgM是B細胞上的抗原受體,并且是免疫應答時產生的第一個抗體,也是初次應答最早出現的抗體,據此可通過檢查血液中IgM,進行感染的早期診斷。IgA:是防御通過粘膜表面(呼吸道、胃腸道和泌尿生殖道)進入的微生物的第一道防線。此抗體防止病原體在黏膜表面定居并

37、介導它們的吞噬作用。IgD: mIgD是B成熟的標志。IgE: 是血清中含量最低的抗體,主要生物學功能是參與超敏反應和抗寄生蟲感染。3人工抗體目前人工制備的抗體由3種類型,即多克隆抗體、單克隆抗體和基因工程抗體,它們被廣泛地應用于臨床診斷和治療及實驗室研究。多克隆抗體:是由針對不同抗原表位(又稱抗原決定簇,指抗原分子中決定抗原特異性的特殊化學基團)的抗體組成的混合物。單克隆抗體:針對單一抗原表位的一個B細胞克隆產生的抗體。(二)補體系統 補體(Complement, C):是存在于人和動物血清中的,與免疫有關并具有酶活性的一組球蛋白。補體并非單一物質,而是由多種成分組成的一組蛋白質,故稱為補體

38、系統。 補體主要由巨噬細胞、腸道上皮細胞和肝、脾細胞合成。正常情況下,補體各成分以非活化狀態存在于血清中,當受到病原微生物入侵而感染或收到抗原刺激時,補體就被激活而發揮多種生物學功能,如趨化作用、調理作用和免疫粘附作用等。從而增強吞噬活性和溶解靶細胞的能力。(三)細胞因子 細胞因子(cytokines,CK):是指由免疫細胞和某些非免疫細胞(如血管內皮細胞和表皮細胞等)經刺激而合成并分泌的一類生物活性分子,它們介導細胞之間的信息交換與相互調節,參與免疫應答、免疫調節和炎癥反應過程。 細胞因子種類繁多,功能廣泛。一種細胞可產生多種細胞因子,同一種細胞因子對不同的靶細胞也可能具有不同的作用。其主要

39、作用方式是通過與靶細胞表面的細胞因子受體結合而發揮各種生物學功能。 按照其功能特點,細胞因子可被分為以下六大類:1)白細胞介素(inerleukin, IL)是單核-巨噬細胞、淋巴細胞等其他細胞所分泌的某些非特異性發揮免疫調節和在炎癥反應中起作用的因子。免疫系統的功能,在很大程度上依賴于白細胞介素。目前報道的白細胞介素已有33種,即IL-1-IL-33。白細胞介素在傳遞信息,激活與調節免疫細胞,介導T、B細胞活化、增殖與分化及在炎癥反應中起重要作用。2)干擾素(interferon, IFN)是最早發現的細胞因子,因其具有干擾病毒感染和復制,調節免疫應答的能力故稱干擾素。目前已發現有三型干擾素

40、,分別為型IFN(IFN-, IFN-),型IFN(IFN-),型IFN(IL-28A/B)。型IFN和型IFN主要是由白細胞、成纖維細胞和病毒感染的組織細胞產生,其發揮的作用一致,主要是抗病毒和抗腫瘤作用。同時也能夠發揮免疫調節作用,如促進MHC 類分子的表達。型IFN主要是由活化的T細胞和NK細胞產生,主要的功能是激活巨噬細胞,促進MHC分子表達和抗原提呈,抑制Th2細胞因子的分泌等。3)腫瘤壞死因子(tumor necrosis facor, TNF)是具有誘導腫瘤凋亡效應的細胞因子。根據來源和結構不同分為:TNF-和TNF-。TNF-主要是單核-巨噬細胞分泌,另外T細胞、NK細胞,肥大

41、細胞也有分泌。TNF-除具有強烈的殺傷腫瘤細胞作用外,且參與免疫調節,與炎癥、休克、發熱、多器官功能衰竭及惡病質等均有密切關系。TNF-又稱淋巴毒素與TNF-的氨基酸序列為28%同源性,二者結合同一受體。是由激活的T細胞產生,生物學功能與TNF-相似,在局部發揮效應;與細胞表面LT-形成復合物發揮作用。4)集落刺激因子(colony stimulating factor, CSF)是指能夠刺激多能造血干細胞和不同發育分化階段的造血干細胞進行增殖分化,并在半固體培養基中形成相應細胞集落的細胞因子。5)生長因子(growth factor, GF)具有刺激細胞生長作用的細胞因子,主要參與組織修復過

42、程。6)趨化因子(chemokine) 吸引白細胞向一定方向移行,也可刺激白細胞活化的小分子擔保。根據其分子結構分為4種亞家族,包括CXC、CC、C和CX3C。趨化因子除具有經典的白細胞趨化和趨化激活作用外,還在機體的多種生理、病理過程中發揮作用。九、免疫疾病免疫疾病是指免疫系統對抗原不適當的應答,即過高或過低的應答,或對自身組織抗原的應答,從而導致的免疫病理過程。按發病機制不同,免疫疾病可分為三大類:超敏反應病、免疫缺陷病和自身免疫病。(一) 超敏反應病免疫系統正常時以很輕或不損傷宿主組織的方式應答種種入侵的微生物,然而,在某些情況下,免疫應答可到導致嚴重的組織損傷反應,從而導致免疫病理過程

43、,這種由于免疫系統對抗原的“過度反應”而造成的生理功能紊亂或組織細胞損傷就是超敏反應疾病的表現。 超敏反應是指機體對某些抗原初次應答后,再次接受相同抗原時,發生的一種以機體生理功能紊亂或組織損傷為主的特異性免疫應答,俗稱變態反應或過敏反應。按超敏發作的時間及機制不同可將其分為:遲發型超敏反應和速發型超敏反應。遲發型超敏反應:由細胞免疫介導,發作慢,主要見于結核病,接觸性皮炎等。速發型超敏反應:由抗體介導,發作快,如哮喘,過敏性休克及輸血反應等。(二)免疫缺陷病 免疫系統的先天性遺傳型缺陷及后天因素所致缺陷,均致免疫功能地下或缺失,因此易發生嚴重感染及腫瘤。免疫缺陷病可分為原發性和繼發性兩種類型

44、。原發性免疫缺陷又稱先天性/遺傳性缺陷,是生來具有的,它可因缺陷發生部位不同而導致不同程度的免疫功能低下,如發生在淋巴干細胞階段可致T、B細胞嚴重缺失,形成重癥聯合免疫缺陷癥(SCID)。 繼發性免疫缺陷又稱后天性免疫缺陷,是由后天因素造成的,這種免疫缺陷癥常發生于慢性感染、放射線照射及免疫抑制藥物的長期使用之后,最突出的例子是艾滋病(AIDS)。(三)自身免疫病 在正常情況下,自身抗原不能活化自身T、B細胞,因此T、B細胞不增殖,不能對其產生免疫應答,所以不導致自身免疫疾病。但在長期感染,物理、化學因素刺激下,這些自身T、B細胞就會被活化,從而對自身抗原產生應答而導致自身免疫病。自身免疫病發

45、病的主要機制:自身抗原的改變或隱蔽性自身抗原的釋放而導致自身耐受的破壞。自身免疫病在一般人群中很普遍,據估計約有3.5%的人患病。非常普遍的是型糖尿病、類風濕性關節炎、系統性紅斑狼瘡和由隱蔽性抗原釋放而致的男女不育及其他疾病等。十、免疫治療免疫治療是指利用免疫學原理,針對疾病的發生、發展機制,應用各種治療因子調整機體的免疫功能,以達到治療目的所采取的措施。(一)免疫治療的分類 1根據對機體免疫應答影響分類 1.1 免疫增強療法 指用免疫調節等手段調節機體的免疫功能,使患者免疫功能低下的狀態得以恢復或增強,主要用于腫瘤、免疫功能低下等疾病的治療。 1.2 免疫抑制療法 指用免疫調節等手段使機體亢進的免疫狀態得以下調或恢復正常,主要用于超敏反應、自身免疫病、移植排斥等疾病的治療。 2. 根據治療所用制劑的特點分類 2.1 主動免疫療法 指給機體輸入抗原物質,刺激機體產生免疫應答,達到抵抗疾病的目的。特點:治療效果維持時間長,但見效比較慢。 2.2 被動免疫療法 指將對疾病有免疫力的個體的免疫應答產物(抗體或效應細胞)轉移給受者,或自體免

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