微生物學與免疫學

(藥學本科多媒體課件)1目前一頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點第一篇免疫學2目前二頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點第七章免疫應答及其調節(jié)第一節(jié)免疫應答概述免疫應答：是指機體免疫系統(tǒng)受到抗原物質刺激后，免疫細胞對抗原分子的識別，自身活化、增殖和分化，產生免疫物質發(fā)揮特異性免疫效應的過程。免疫應答的生物學意義：及時清除體內抗原性異物，保持體內環(huán)境的相對穩(wěn)定；在某些條件下免疫應答也可對機體造成損傷。3目前三頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點一、免疫應答的類型*非特異性免疫應答：補體的溶菌作用、吞噬細胞的吞噬作用。*特異性免疫應答：T、B細胞介導根據(jù)介導效應的免疫細胞的不同分為：B細胞介導的體液免疫應答T細胞介導的細胞免疫應答4目前四頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點免疫應答的效果

免疫功能正常——自身耐受自身抗原

免疫功能異常——產生自身免疫病

免疫功能正常——免疫防御異己抗原

免疫功能異常——不應答——免疫耐受、反復感染

高應答——超敏反應5目前五頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點1、感應階段

抗原遞呈細胞對抗原的加工處理和遞呈，以及T/B細胞對抗原的識別階段。2、反應階段T/B細胞識別抗原后活化，進行增殖與分化，以及產生效應性細胞和效應分子的過程。3、效應階段

T細胞通過直接殺傷靶細胞的細胞毒作用和釋放淋巴因子引起炎癥反應，產生細胞免疫；漿細胞合成抗體，產生體液免疫。二、免疫應答的基本過程6目前六頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點

第二節(jié)抗原提呈

抗原加工或抗原處理:APC將胞質內自身產生或攝入胞內的抗原分子降解并加工處理成一定大小的多肽片段，使多肽適合與MHC分子結合，然后以抗原肽-MHC復合物的形式表達于APC表面。

7目前七頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點抗原提呈:在APC與T細胞接觸的過程中，表達于APC表面的抗原肽-MHC復合物被T細胞所識別，從而將抗原信息提呈給T細胞。其實質是APC表面的抗原肽與MHC分子結合的復合物與T細胞表面的TCR結合為TCR-抗原肽-MHC三元體，從而活化T細胞的全過程。8目前八頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點抗原攝取-處理

表達提呈

(二元體)(三元體)

抗原肽-MHCTCR∥抗原肽-MHC外源性抗原：MHC-Ⅱ類分子→CD4+T細胞(細菌、蛋白質抗原、被吞噬的細胞等)內源性抗原：MHC-Ⅰ類分子→CD8+T細胞

(病毒/腫瘤、某些胞內的自身成分)9目前九頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點APC進行抗原加工、處理和提呈的三條途徑MHCⅠ類分子途徑（內源性抗原提呈途徑）；MHCⅡ類分子途徑（外源性抗原提呈途徑）；脂類抗原的CD1分子提呈途徑。10目前十頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點抗原的處理和提呈11目前十一頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點12目前十二頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點MHCⅠ/Ⅱ類分子抗原提呈途徑的比較

MHCⅠ類分子途徑MHCⅡ類分子途徑抗原來源內源性抗原外源性抗原抗原降解場所胞質蛋白酶體內體、溶酶體抗原與MHC分子結合部位內質網溶酶體及內體中MⅡC參與的MHC分子MHC-Ⅰ類分子MHC-Ⅱ類分子處理和提呈抗原的細胞所有有核細胞專職APC識別和應答細胞CD8+T(主要是Tc)CD4+T(主要是Th)13目前十三頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點（一）MHCＩ類分子途徑1.內源性抗原的加工、處理與轉運

蛋白酶體參與內源性抗原的降解，它們負責將蛋白抗原降解為多肽片段（6-30Aa）。

經降解的抗原肽，轉移至內質網（ER）腔內與新組裝的MHCⅠ類分子結合，該過程依賴于ER表面的抗原加工相關轉運物（TAP）。TAP可選擇性轉運適合與MHCⅠ類分子結合的含8-12Aa的抗原肽。14目前十四頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點2.MHCⅠ類分子的生成與組裝

MHCⅠ類分子α鏈和β2m在ER中合成,MHCⅠ類分子中的α鏈即刻與伴侶蛋白結合,伴侶蛋白參與α鏈的折疊、保護α鏈不被降解，參與α鏈與β2m組裝成完整的MHCⅠ類分子。15目前十五頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點

在伴侶蛋白參與下，MHCⅠ類分子組裝成二聚體，其α鏈的α1和α2功能區(qū)構成抗原肽結合槽，在ER內與已被降解的8-12Aa抗原肽結合，經高爾基體轉運至細胞膜上，提呈給CD8+T細胞。3.抗原多肽與MHC-Ⅰ類分子復合物的形成與多肽的提呈16目前十六頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點

小結：

內源性蛋白抗原→蛋白酶體降解→抗原肽TAP轉運至ER內→形成抗原肽-MHCⅠ類分子復合物→經高爾基體轉運至細胞膜上→供CD8+T細胞識別。17目前十七頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點18目前十八頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點（二）MHCⅡ類分子途徑1.外源性抗原的加工處理

外源性蛋白抗原被APC攝入后在胞內形成內體，并隨內體轉運至溶酶體或融合為內體/溶酶體。溶酶體是APC加工處理外源性抗原的主要場所。溶酶體可將蛋白抗原降解為適合與MHCⅡ類分子結合的含有13-18Aa的短肽。19目前十九頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點2.MHCⅡ類分子的合成與轉運

內質網中新合成MHCⅡ類分子α鏈與β鏈折疊成二聚體，與Ii相關恒定鏈結合形成（αβIi)3九聚體。

MHCⅡ類分子被高爾基體由ER轉運至胞漿內，形成富含MHCⅡ類分子腔室（MⅡC）,含外來抗原多肽的內體/溶酶體可與MⅡC融合，酸性蛋白酶將與MHCⅡ類分子結合的Ii鏈部分降解，僅在抗原肽結合槽中殘留一小段，稱為MHCⅡ類分子相關的恒定鏈多肽（CLIP）。20目前二十頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點

在MⅡC中，由HLA-DM分子輔助使CLIP與抗原肽結合槽解離，CLIP被待提呈的抗原肽置換，形成穩(wěn)定的抗原肽-MHCⅡ類分子復合物，轉運至細胞膜表面，供CD4+T細胞識別，從而將外源性抗原提呈給CD4+T細胞。3.MHCⅡ類分子與抗原多肽的提呈21目前二十一頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點小結：MHCⅡ類分子提呈過程

APC識別攝取外源性抗原→形成內體/溶酶體→MHCⅡ類分子在內質網內合成，被高爾基體由ER轉運至MⅡC與內體/溶酶體融合→Ii鏈被降解，CLIP殘留→在HLA-DM作用下CLIP被抗原肽置換→形成抗原肽-MHCⅡ類分子復合物→轉運至APC膜表面→將外源性抗原提呈給CD4+T細胞。22目前二十二頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點23目前二十三頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點24目前二十四頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點25目前二十五頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點第三節(jié)T細胞介導的細胞免疫應答T細胞介導的細胞免疫應答分為三個階段：T細胞特異性識別抗原階段T細胞活化、增殖和分化階段效應性T細胞的產生及效應階段26目前二十六頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點T淋巴細胞對抗原的識別一、APC向T細胞提呈抗原的過程

外源性抗原被APC攝取、加工和處理，以抗原肽-MHCⅡ類分子復合物的形式表達于APC表面，將抗原提呈給CD4+T細胞識別。Th細胞通過分泌CK，調節(jié)細胞和體液免疫應答。內源性抗原以抗原肽-MHCⅠ類分子復合物的形式表達于細胞表面，供特異性CD8+T細胞識別。CD8+T細胞活化、增殖和分化為效應細胞后，發(fā)揮細胞毒性T細胞的功能。27目前二十七頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點APC與T細胞的相互作用

在T細胞與APC結合的過程中，若TCR識別相應的特異性抗原肽-MHC復合物（pMHC）后，則T細胞可與APC發(fā)生特異性結合，并由CD3向胞內傳遞信號，從而誘導抗原特異性T細胞激活和增殖。T細胞和APC表面多種協(xié)同刺激分子有助于維持和加強T細胞與APC的直接接觸。28目前二十八頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點二、T細胞的活化、增殖和分化T細胞活化涉及的分子T細胞的完全活化有賴于雙信號和細胞因子的作用；T細胞活化的第一信號來自T細胞對抗原的識別；T細胞活化的第二信號來自APC表達的協(xié)同刺激分子(B7)與T細胞表面的相應受體(CD28)相互作用介導的。29目前二十九頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點（一）T細胞活化的第一信號

TCR特異性識別APC提呈pMHC，即既要識別抗原肽也要識別MHC分子，提供T細胞活化的第一信號。

共受體（CD4/CD8分子）與MHC分子結合，使共受體尾部的酪氨酸激酶與CD3胞質區(qū)ITAM中的酪氨酸磷酸化→啟動激酶活化的級聯(lián)反應→導致細胞因子等產物合成→發(fā)揮相應的功能。30目前三十頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點-S-S--S-S--S-S--S-S--S-S--S-S--S-S--S-S-S-SCD3TCRCD3CD3-S-S--S-S-γεαβδεζζζη

或細胞外細胞膜細胞內TCR-CD3復合物結構模式圖ITAM免疫受體酪氨酸活化基序31目前三十一頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點T細胞與APC表面協(xié)同刺激分子相互作用產生T細胞活化第二信號；正性共刺激分子：CD28/B7作用是促進IL-2基因轉錄和穩(wěn)定IL-2mRNA，從而促進IL-2合成；負性共刺激分子：CTLA4/B7作用是介導負性信號的傳導，有效地調節(jié)了適度的免疫應答；缺乏/阻斷協(xié)同刺激信號使自身反應性T細胞處于無能狀態(tài)。（二）T細胞活化的第二信號32目前三十二頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點雙信號活化：CTLA433目前三十三頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點（三）細胞因子促進T細胞充分活化

T細胞的充分活化，有賴于雙信號和多種細胞因子的參與。活化的APC可分泌IL-1和IL-6等多種細胞因子，可促進靜止的T細胞表達IL-2的受體，活化的T細胞分泌IL-2，是在T細胞充分活化所必需的細胞因子。34目前三十四頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點靜止T細胞活化T細胞T細胞增殖、分化T細胞活化中IL-2的作用35目前三十五頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點1.CD4+T細胞的增殖分化初始CD4+T細胞Th0Th1Th2IL-4IL-12IFN-γ介導細胞免疫應答介導體液免疫應答Tregs(CD4+CD25+Foxp3+)免疫抑制免疫調節(jié)維持自身耐受36目前三十六頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點初始CD8+T細胞激活有以下兩種方式：1）Th細胞依賴性：CD8+T細胞作用的靶細胞一般僅低表達或不表達共刺激因子，不能激活初始CD8+T細胞，需要APC和CD4+T細胞的輔助。2）Th細胞非依賴性：高表達協(xié)同刺激分子的病毒感染DC，不需要Th細胞的輔助而直接刺激CD8+T細胞產生IL-2，誘導其增殖分化為CTL。2.CD8+T細胞的增殖分化37目前三十七頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點T細胞的活化IL-1、IL-2、IL-6、IL-12等

雙信號活化★第一信號：雙識別抗原肽MHCCD4/CD8第二信號：協(xié)同剌激B7(CD80/86)CD28增強信號：細胞因子TCR-CD3小結38目前三十八頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點

三、T細胞的效應及其機制兩類重要的細胞效應

1.CD4+T細胞活化MΦ而誘生炎癥，抗胞內菌感染；

2.CD8+CTL細胞殺傷靶細胞。39目前三十九頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點1.Th1細胞對巨噬細胞的作用

激活巨噬細胞：

Th1細胞產生IFN-γ等活化巨噬細胞；Th1細胞表達CD40L與MΦ表面CD40結合，激活MΦ。

誘生并募集MΦ：Th1細胞產生IL-3促進骨髓造血干細胞分化為MΦ；Th1細胞產生TNF-α和TNF-β等募集炎癥細胞在感染灶部位。（一）Th1細胞的生物學活性40目前四十頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點IFNIFNRCD40LCD40Th細胞活化①CD40分子和TNF受體表達增加，TNF-分泌→協(xié)同IFN-增加巨噬細胞抗胞內微生物作用。②B7分子和MHCII分子的表達增加。Mφ41目前四十一頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點2.Th1細胞對T細胞的作用：

產生IL-2等細胞因子，促進Th1、Th2、CTL、NK細胞等細胞的活化與增殖。3.Th1細胞對中性粒細胞的作用：

Th1細胞產生淋巴毒素和TNF-α可活化中性粒細胞，殺傷病原體。

42目前四十二頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點（1）效-靶細胞結合

雙信號識別效應性CTL

直接接觸37oC、Mg2+

靶細胞二、CTL細胞的細胞毒效應（2）CTL的極化

細胞骨架系統(tǒng)、高爾基體、胞漿顆粒等向效-靶接觸部位重新排列、分布，保證CTL分泌的效應分子有效作用于所接觸的靶細胞。

CD8+Tc細胞（CTL）介導的細胞毒作用，分泌細胞毒素及誘導靶細胞凋亡，殺傷帶抗原的靶細胞。43目前四十三頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點（3）致死性攻擊

1）穿孔素/顆粒酶途徑

穿孔素插入靶細胞形成孔道，使靶細胞崩解；顆粒酶進入靶細胞激活胱天蛋白酶-10

，引發(fā)激聯(lián)反應，激活DNA內切酶，核小體斷裂，導致靶細胞死亡。

2）Fas/FasL途徑

效應CTL表達FasL，并分泌TNF-α，效應分子與靶細胞表面的Fas和TNFR結合，通過激活胞內胱天蛋白酶8，導致靶細胞凋亡。44目前四十四頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點

Tc殺傷靶細胞的過程45目前四十五頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點46目前四十六頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點（三）細胞免疫的生物學效應（1）細胞內抗感染作用

細胞免疫主要針對細胞內寄生菌、病毒、真菌和某些寄生蟲感染。（2）抗腫瘤作用

CTL可直接殺傷帶有相應抗原的腫瘤細胞，細胞免疫過程中產生的某些細胞因子（TNFIFN）在抗腫瘤免疫中具有一定的作用。（3）引起免疫損傷

可導致遲發(fā)性超敏反應，移植排斥反應和某些自身免疫性疾病等。47目前四十七頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點第四節(jié)B細胞介導的體液免疫應答外來抗原進入機體后誘導B細胞活化、增殖并最終分化為漿細胞，產生特異性抗體，發(fā)揮重要的免疫效應作用，此過程稱為體液免疫應答。

B細胞識別的抗原包括TD-Ag和TI-Ag，B細胞對TD-Ag的應答需要Th細胞的幫助。48目前四十八頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點一、B細胞對TD抗原的免疫應答（一）B細胞對TD-Ag的識別

BCR特異性結合抗原，產生B細胞活化的第一信號；

B細胞內化、加工處理所結合的抗原，形成抗原肽-MHCⅡ類分子復合物，提呈給抗原特異性Th細胞，活化的Th又可提供B細胞活化的第二信號。49目前四十九頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點（二）B細胞活化需要的信號1、B細胞活化的第一信號（1）特異性BCR直接識別天然抗原的B細胞表位，所產生的識別信號（第一活化信號）由Igα/Igβ傳導入胞內。

50目前五十頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點（2）B細胞活化中共受體的作用A、可使B細胞對抗原刺激的敏感性增強；B、對結合有補體片段的IC或抗原，BCR可特異性識別抗原成分，而BCR共受體的CD21可與補體片段C3d結合，使CD19胞內段相連的酪氨酸激酶和Igα/Igβ相關的酪氨酸激酶磷酸化，向胞內傳遞信號，通過一系列級聯(lián)反應，促進相關基因的表達，使B細胞活化和增殖。51目前五十一頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點52目前五十二頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點2、B細胞活化的第二信號

B細胞的第二活化信號是由多種粘附分子的相互作用所提供，其中最重要的是CD40/CD40L。CD40的分布：B細胞，Mo和DC表面；CD40L的分布：活化的CD4+T細胞和肥大細胞表面。53目前五十三頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點3、T、B細胞相互作用與B細胞免疫應答B(yǎng)細胞作為APC活化T細胞；活化的T細胞可以提供B細胞活化的第二信號，并分泌多種IL-4等細胞因子協(xié)助B細胞的進一步分化；54目前五十四頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點CD54CD11a55目前五十五頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點（三）B細胞的增殖和分化被TD抗原誘導活化的B細胞大量增殖、分化，最終形成漿細胞和記憶性B細胞；在B細胞激活、增殖與分化過程中，均需Th細胞的輔助;活化Th細胞能分泌多種細胞因子,作用于B細胞;不同細胞因子在誘導B細胞的增殖、分化中發(fā)揮著不同的作用;56目前五十六頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點B細胞在生發(fā)中心的分化成熟部分B細胞遷移至附近的B細胞區(qū)（初級淋巴濾泡），繼續(xù)增殖形成生發(fā)中心（次級淋巴濾泡）；生發(fā)中心為B細胞提供一個適宜的發(fā)育環(huán)境；1、生發(fā)中心的濾泡樹突狀細胞通過其表面的Fc受體和補體受體，將Ag和IC長期滯留在其表面，可持續(xù)向B細胞提供Ag信號；2、B細胞攝取、處理和提呈抗原，使Th細胞激活；3、活化的Th細胞通過其CD40L及分泌的細胞因子，輔助B細胞增殖分化。57目前五十七頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點體細胞高頻突變和Ig親和力成熟

在抗原的誘導下，分裂中的母細胞的突變頻率增大，主要是點突變，常發(fā)生在編碼IgV區(qū)中CDR的核苷酸序列易發(fā)生突變。高頻突變的結果產生多種不同親和力的BCR，只有表達高親和力BCR的B細胞，才能有效地結合抗原，被抗原選擇出來，在Th細胞的輔助下分化增殖，產生高親和力的Ig，稱為Ig親和力成熟。58目前五十八頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點Ig的類別轉換

Ig的類別轉換，又稱同種型轉換，是指B細胞在受抗原刺激后，首先合成IgM，然后轉為合成IgG等類別的抗體，其IgV區(qū)不發(fā)生改變，即結合抗原的特異性相同，但其重鏈類別發(fā)生改變。

Ig的類別轉換在抗原誘導下發(fā)生，而Th細胞分泌的多種細胞因子直接調節(jié)Ig轉換的類別。59目前五十九頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點Ig類別轉換60目前六十頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點漿細胞（plasmacell）的形成:生發(fā)中心部分B細胞分化為抗體產生細胞，即漿細胞。這些細胞停止分裂，可高效合成和分泌抗體。記憶性B細胞（memoryBcell）的產生:生發(fā)中心部分B細胞分化為記憶性B細胞。記憶性B細胞為長壽命、低增殖細胞，但不能產生抗體。一旦遭遇同一抗原刺激后，即迅速活化、增殖和分化，產生大量高親和力抗體。61目前六十一頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點二、體液免疫應答的一般規(guī)律?初次應答（Primaryresponse）:

初次接受抗原刺激引發(fā)的應答。

?再次應答（Secondaryresponse）:

再次遭遇相同抗原刺激引發(fā)的應答。62目前六十二頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點63目前六十三頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點特性初次應答二次應答抗原提呈非B細胞B細胞等抗原濃度高低抗

體產生潛伏期長5—10天短2—5天抗體濃度上升慢快抗體高峰濃度低，維持短高，維持長抗體濃度下降快，等臂對稱慢，不對稱抗體類型主要為IgM主要為IgG(IgA)抗體親和力低高無關抗體多少抗體產生的一般規(guī)律64目前六十四頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點（一）B細胞對TI-1抗原發(fā)生的應答：低劑量TI-1Ag僅激活表達特異性BCR的B細胞。

三、B細胞對TI-Ag的免疫應答

B細胞識別TI-Ag無需APC對抗原的處理和遞呈，也無需Th細胞的輔助；根據(jù)激活B細胞的方式不同可分為TI-1Ag和TI-2Ag。高劑量TI-1Ag可非特異性激活多克隆B細胞；TI-1Ag含B細胞表位，可直接誘導B細胞增殖。65目前六十五頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點

TI-2Ag為細菌胞壁與莢膜多糖,它們含高密度重復B細胞表位，可與抗原特異性B細胞的BCR交連，TI-2Ag不易被降解，使抗原信號延長和持續(xù)，但過度交連可使成熟的B細胞產生耐受。（二）B細胞對TI-2抗原發(fā)生的應答66目前六十六頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點★TD、TI抗原的比較

TD抗原TI抗原抗原組成蛋白質主要為脂多糖、多糖結構特點結構復雜，T表位+B表位，有載體決定簇結構簡單，多重復B表位，無載體決定簇Mφ等APC參與需要不需要T細胞輔助需要不需要免疫應答類型體液+細胞免疫體液免疫產生Ig類型IgG等各類型Ig只有IgMBm形成,記憶性有，再次應答無，只有初次應答抗體發(fā)生時期遲早誘導免疫耐受難易抗原實例白喉毒素、病毒血凝素等百日咳等G—菌胞壁脂多糖，莢膜多糖67目前六十七頁\總數(shù)七十六頁\編于十四點四、B細胞應答的效應（見第二章）中和作用免疫調理作用激活補體抗體依賴性細胞介導的細胞毒作用（ADCC）分泌型IgA的局部抗感染作用免疫損