第三章免疫系統新疆農業大學動物科學學院動物遺傳育種與繁殖教研室室免疫學基礎第一節免疫器官免疫器官:機體執行免疫功能的組織結構稱為免疫器官。免疫器官根據發生的早晚和功能差異，可以分為中樞免疫器官(centralimmuneorgans)或稱一級免疫器官(primaryimmuneorgans)外周免疫器官(peripheralimmuneorgans)或稱二級免疫器官(secondaryimmuneorgans)一、中樞免疫器官

中樞免疫器官發生在胚胎早期，起源于內外胚層連接處，為誘導淋巴干細胞成為免疫活性細胞，并將其輸送給外周免疫器官的場所。中樞免疫器官本身及其中淋巴細胞的發育增殖不需要抗原刺激。

中樞免疫器官包括骨髓、胸腺和禽類特有的腔上囊，它們是免疫細胞發生、分化和成熟的場所，對外周免疫器官的發育也有促進作用。中樞免疫器官缺陷或疾病，將嚴重影響機體的免疫功能。二、外周免疫器官

外周免疫器官主要包括脾臟、淋巴結和淋巴小結。它們是T、B細胞定居和對抗原刺激進行免疫應答的場所。外周免疫器官富含捕獲和處理抗原的巨噬細胞、樹突狀細胞和朗罕氏細胞(Langerhan‘scell)。它們能迅速捕獲抗原，促進處理后的抗原與免疫活性細胞接觸。這些器官起源于胚胎中胚層，并持續地存在于整個成年期。部分切除外周免疫器官一般不影響免疫功能。中樞免疫器官與外周免疫器官的比較級別中樞免疫器官外周免疫器官器官名稱胸腺、法氏囊、骨髓脾臟、淋巴結、腸淋巴細胞、哈德爾氏腺起源原腸的外胚層和內胚層結合部中胚層形成時期胚胎早期胚胎晚期存在時間青春期后退化終生切除后的影響相應的免疫應答功能減弱或消失影響小對抗原刺激無反應出現免疫應答(一)骨髓骨髓多能干細胞具有免疫和造血雙重功能。功能缺損時引起嚴重的混合型免疫缺陷病。淋巴系干細胞髓系干細胞前T細胞前B細胞B細胞T細胞紅細胞血小板巨噬細胞嗜酸性粒細胞嗜中性粒細胞嗜堿性粒細胞第三類淋巴細胞K細胞NK細胞(二)法氏囊（腔上囊）法氏囊是禽類特有的中樞免疫器官，位于泄殖腔后上方，又稱腔上囊。功能：來自骨髓的始祖B細胞在法氏囊內分化、成熟為具有免疫活性的B細胞。新生期切除法氏囊，體液免疫功能缺陷，但細胞免疫功能正常。

法氏囊在雞和火雞為球形，鴨、鵝則為橢圓形的柱狀盲囊。雛雞1日齡時，囊重50一80mg，4一5月齡時體積最大，重3一4g，性成熟后逐漸退化萎縮，至10月齡左右基本消失。鴨、鵝的法氏囊退化較晚，7月齡左右開始退化，鴨12個月前后幾乎完全消失，鵝的消失更遲。(三)胸腺胸腺是T淋巴細胞分化成熟的中樞免疫器官。功能：來自骨髓的前T細胞在胸腺分化成熟為具有免疫活性的T細胞。這種T細胞移居外周免疫器官后，可以接受抗原刺激，增生分化，執行細胞免疫效能。新生期摘除胸腺的動物細胞免疫功能缺乏，體液免疫功能受損。哺乳動物的胸腺是由內胚層分化而來的，由二葉形成，位于胸腔前部縱膈內。馬以胸腔胸腺為主，牛的胸腺則主要存在于頸部兩側。雞的胸腺為14個球狀物，位于兩側頸溝中，每側7個，鴨和鵝的胸腺為10個葉，每側5個。胸腺的大小視年齡不同而異，胸腺與體重的相對大小來說，在初生時最大，但就其絕對大小來說，則在青春期為最大。胸腺至青春期及成年后停止增殖，至老年則退化萎縮，皮質和髓質逐漸為脂肪組織所替代。

牛4一5歲、馬、豬2歲半、狗2歲、羊1一2歲、雞4一5個月胸腺開始退化。此種退化稱為生理退化或年齡退化(ageinvolution)，此外，嚴重營養不良、內分泌失調、微生物感染、藥物中毒、應激反應及免疫排斥(移植物抗宿主反應)均可導致胸腺萎縮退化，稱為意外退化(accidentinvolution)。二、外周免疫器官

外周免疫器官在個體發育過程中出現相對較晚，主要包括脾臟、淋巴結和消化道、呼吸道及泌尿生殖道的淋巴小結。它們是T、B細胞定居和對抗原刺激進行免疫應答的場所，富含捕獲和處理抗原的巨噬細胞、樹突狀細胞和朗罕氏細胞(Langerhan‘scell)。它們能迅速捕獲抗原，并為處理后的抗原與免疫活性細胞的接觸以最大機會。這些器官和中樞免疫器官不同，它們都起源于胚胎晚期的中胚層，并持續地存在于整個成年期。切除部分外周免疫器官一般不影響免疫功能。

(一)淋巴結

淋巴結沿淋巴管道分布，主要含T細胞、B細胞、巨噬細胞和樹突狀細胞。淋巴結是淋巴液的濾器，也是具有免疫活性的T、B細胞移居和接受抗原刺激后產生免疫應答的重要場所。(2)是具有免疫活性的T、B細胞定居和接受抗原刺激后增生分化，產生體液和細胞免疫應答的場所。淋巴結中B細胞產生的抗體主要是IgG和IgM。(1)過濾淋巴液，防止病原體擴散。通過淋巴竇內吞噬細胞的吞噬作用，以及抗體和其他免疫分子的作用，可以殺傷、清除進入淋巴液中的病原微生物和毒素等異物，起到凈化淋巴液，防止病原體擴散的作用。淋巴結的主要功能：(3)淋巴結是血流中淋巴細胞進入淋巴系統、完成淋巴細胞再循環的主要場所。淋巴細胞再循環是指外周淋巴器官或淋巴組織中的淋巴細胞經淋巴管進入血液循環后，又通過外周淋巴器官或組織中的毛細血管后高內皮小靜脈返回到外周淋巴器官或組織中的循環過程。淋巴結的主要功能：11.7131

正常情況下，淋巴細胞只有少部分是在淋巴結內增生產生的，大部分都是來自血液-淋巴系統再循環的淋巴細胞。血中淋巴細胞通過血流到達淋巴結后，穿過毛細血管后進入淋巴結內特定的區域，再經淋巴竇匯人輸出淋巴管，經胸導管進入上腔靜脈，返回血流。參與再循環的淋巴細胞大多數是長命的T細胞(占70%一80%)，循環一周需18一24小時。淋巴細胞再循環，可增加淋巴細胞與抗原接觸的機會，使淋巴細胞各亞群與抗原呈遞細胞及時相互作用，有利于免疫應答的進行和免疫效應的發揮。淋巴細胞再循環

(二)脾臟

脾臟是體內最大的免疫器官，具有造血、貯血和免疫雙重功能。

脾臟可以過濾血液，濾除血液中的抗原異物及自身衰老死亡細胞的碎片等物質，也是具有免疫活性的T、B細胞移居和接受抗原刺激后產生免疫應答的重要場所。脾臟在胚胎時負擔紅細胞的生成，以后則貯存紅細胞和血小板。脾的實質可以分為紅髓和白髓兩部分。

(1)在胚胎期脾臟具有造血功能，成年以后儲存血液。出生后，在嚴重貧血的情況下，脾臟也可恢復部分造血功能。脾竇充滿血液，又是機體的貯血器官，在一定限度內，可根據需要調節體內的血量分布。

(2)脾臟可以過濾血液，清除血液中的病原體和自身衰老損傷的血細胞。

脾臟的功能：

(3)脾臟是淋巴細胞接受抗原刺激后發生免疫應答、產生抗體的重要場所。脾臟中B細胞約占淋巴細胞總數的60%，T細胞約占40%。

脾臟中B細胞產生的抗體主要是IgG和IgM類抗體。

脾臟的功能：(三)黏膜相關的淋巴組織

主要包括扁桃體、腸系膜淋巴結、腸集合淋巴結和闌尾，此外還包括呼吸道、消化道和泌尿生殖道黏膜下分散的淋巴小結和彌散的淋巴組織。

淋巴小結為致密的淋巴組織，接受抗原刺激后可出現生發中心，主要含B細胞和少量T細胞。彌散的淋巴組織則由T細胞、B細胞、巨噬細胞和樹突細胞組成。由黏膜相關的淋巴組織中的B細胞分泌的抗體主要是IgA或IgE。是重要的外周免疫組織，其表面被有復層扁平上皮，上皮向內凹陷形成許多隱窩，隱窩周圍有許多淋巴小結和彌散淋巴組織，淋巴小結中有生發中心。扁桃體是最易受病原異物侵害的部位，因而可以采取病料檢出病原。扁桃體的漿細胞有多種，分泌IgG的占65.2%，分泌IgA的占30.1%，分泌IgM的占3.5%。1．扁桃體(tonsil)

是存在于消化道的淋巴組織的總稱，包括集合淋巴結和闌尾。腸集合淋巴結(peyer'spatches)是哺乳動物腸粘膜下的淋巴濾泡群，在回腸粘膜下固有層中尤為顯著。小結中主要為B細胞，小結之間有彌散的淋巴組織，其中含有T細胞和B細胞。粘膜部的集合淋巴結B細胞占淋巴細胞的70%以上，T細胞僅占10%一20%。集合淋巴小結較易產生IgA和IgE。

2．腸道相關淋巴樣組織(gutassociatedlymphoidtissue，GALT)是禽類眼窩內分泌性腺體之一，亦稱副淚腺、瞬膜腺或第三眼瞼腺。該腺體位于眼球后部中央，在視神經區內呈喙狀延伸。整個腺體呈扁平帶狀，淡紅色。哈德爾氏腺是以B淋巴細胞為主的外周免疫器官。哈德爾氏腺的粘液分泌物從排泄管排進瞬膜和鞏膜形成的小囊內。（四）哈德爾氏腺(Harder'sgland)

哈德爾氏腺對眼具有機械性保護功能，能接受抗原物質的刺激，疫苗點眼后首先接觸的免疫器官是哈德爾氏腺。它能獨立地完成免疫應答效應，分泌的抗體進入眼眶內，匯集于淚液中，起免疫中和效應，從而特異性地保護機體免受抗原的反復刺激。同時，分泌的抗體沿鼻淚管進入呼吸道，匯合于呼吸道粘膜分泌物中，參與上呼吸道的局部免疫應答。在幼雛免疫方面，它對弱毒疫苗發生強烈的應答反應，并且不受母源抗體的干擾，對于確保早期免疫效果具有重要意義。第二節免疫細胞

免疫細胞：指所有參加免疫應答或與免疫應答有關的細胞及其前身。主要包括造血干細胞、淋巴細胞、單核/巨噬細胞及其他抗原呈遞細胞、粒細胞、肥大細胞和紅細胞等。在機體免疫應答中起主要作用的細胞是淋巴樣細胞，包括T細胞、B細胞、無標志細胞(N細胞)、K細胞以及免疫應答過程中的過渡型細胞和終末的效應細胞。免疫活性細胞：在免疫細胞中，受抗原物質刺激后能分化增殖、發生特異性免疫應答、產生抗體或淋巴因子的細胞，稱為免疫活性細胞。主要是T、B淋巴細胞。免疫輔佐細胞：是指在免疫應答過程中捕獲、加工處理、呈遞抗原，啟動淋巴細胞活化的免疫細胞。主要有單核吞噬細胞和樹突狀細胞。

免疫細胞根據功能差異大體可分為三類：第一類是在免疫應答過程中起核心作用的淋巴細胞；第二類是在免疫應答過程中捕獲、加工處理、呈遞抗原，啟動淋巴細胞活化的免疫細胞即抗原呈遞細胞，主要包括單核吞噬細胞、樹突細胞和并指狀細胞等；第三類是以其他方式參與免疫應答或與免疫應答相關細胞，如粒細胞、肥大細胞和紅細胞等。一、淋巴細胞淋巴細胞(lymphocyte)來源于淋巴系干細胞，是一個復雜不均一的細胞群體，它包括許多形態相似而功能不同的亞群。淋巴細胞T細胞B細胞第三群淋巴細胞自然殺傷細胞（NK）淋巴因子激活的殺傷細胞（LAK）

(一)T淋巴細胞

T淋巴細胞：是在胸腺內分化發育成熟的淋巴細胞，故稱胸腺依賴性淋巴細胞(thymusdependentlymphocyte)，簡稱T細胞,主要參與細胞免疫。T、B細胞在光學顯微鏡下，大小、形態酷似，彼此無法區別，但其膜表面具有可供鑒別的特殊結構，稱為表面標志。表面標志包括表面抗原和表面受體：表面抗原：是指細胞表面能用特異性抗體檢測的表面物質。表面受體：是指細胞表面能與相應配基結合的結構。1.T細胞的表面標志小鼠T細胞和B細胞的表面標志研究和發現于70年代，當時尚未出現單克隆抗體系列鑒定方法，故其表面標志多用代號表示。1）小鼠T細胞的表面抗原Thy-l抗原：又叫O抗原。存在于小鼠全部成熟T細胞及大部分未成熟T細胞表面，分子量20-30kD，主要為糖蛋白及糖脂組成。骨髓干細胞及B細胞沒有Thy-l抗原，所以Thy-l抗原是鑒定小鼠T細胞的標志。(1)T細胞表面抗原2）人T細胞的表面抗原HLA抗原：是人類的主要組織相容性抗原。通常靜息狀態的外周T細胞只表達HLAI類抗原，某些活化T細胞可同時表達HLAⅠ類和Ⅱ類抗原，HLA抗原對T細胞激活和產生免疫效應具有重要作用。白細胞分化抗原：簡稱分化抗原，即CD抗原(clusterofdifferentiation)。T細胞表面CD抗原可用OKT單克隆抗體系統檢測鑒定。細胞表面主要CD抗原（分子）介紹如下：

3.白細胞分化抗原CD3分子：存在于外周T細胞和部分胸腺細胞表面。它與T細胞受體（TCR）結合，形成一個TCR-CD3復合體，將TCR與抗原結合所產生的活化信號傳遞到細胞內。

CD4和CD8分子：胸腺皮質區前T細胞同時表達CD4和CD8分子。在外周T細胞表面只表達CD4或CD8一種分子。CD4和CD8分子是MHCⅡ類和Ⅰ類分子的受體，可以加強和穩定T細胞表面TCR與抗原呈遞細胞的結合，并有助于激活信號的傳遞。13111.8（2）T細胞表面受體

l）T細胞抗原受體

是T細胞表面能夠特異性識別和結合抗原的結構，簡稱T細胞受體(Tcellreceptor，TCR)。外周T細胞功能性TCR由α和β兩條肽鏈組成，稱為TCRαβ異二聚體。通常TCRαβ與CD3分子通過非共價結合，組成了TCR-CD3復合受體分子表達于T細胞表面。每個T細胞克隆有不同于其他T細胞克隆的TCR，它們分別識別不同的抗原決定簇；同一克隆T細胞具有完全相同的TCR，可識別同一抗原決定簇。TCRαβ具有兩個功能區，可變區（V區）和恒定區（C區），分別由鏈內二硫鏈連接。其氨基酸種類、數目和排列順序與免疫球蛋白（Ig）有一定相似性，屬Ig超家族成員。T細胞抗原受體結構示意T細胞抗原受體不能直接識別游離的可溶性抗原，只能識別經抗原呈遞細胞(APC)加工處理后表達于APC表面的與MHC分子結合的抗原分子。（即抗原肽-MHC分子復合物）B細胞可直接識別游離抗原。簡稱E受體(CD2分子)，是人類T細胞特有的表面標志。在一定條件下，T細胞與綿羊紅細胞結合，形成玫瑰花樣的細胞集團，稱E玫瑰花環。常用來檢測受試者外周T細胞的比例和數量，能間接反映機體的細胞免疫功能狀況。正常人血淋巴細胞中E玫瑰花環形成細胞數占60%-80%。

2）綿羊紅細胞受體

有絲分裂原是指能非特異性刺激細胞發生有絲分裂的物質，能刺激T、B細胞增生分化。常來自于植物中的糖蛋白和某些細菌產物，主要包括植物血凝素(phytohemagglutinin，PHA)、伴刀豆球蛋白A（concanavalinA，ConA；又稱刀豆蛋白A）、美洲商陸絲裂原（PWM）、脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）、葡萄球菌A蛋白（staphylococcalproteinA，SPA）等。3）有絲分裂原受體

T細胞表面具有植物血凝素受體（PHA-R）、伴刀豆球蛋白A受體（ConA-R）和與B細胞共有的美洲商陸絲裂原受體（PWM-R），可接受相應有絲分裂原刺激，發生有絲分裂，轉化為淋巴母細胞。

4）白細胞介素受體白細胞介素（interleukin，IL）：是指由細胞產生的一組能夠介導白細胞間和其他細胞間相互作用的細胞因子。1）細胞毒性T細胞（cytotoxicTlymphocyte，CTL或Tc）

Tc的殺傷作用不需要抗體的參與，能直接破壞特異性抗原或攜帶特異性抗原的靶細胞。Tc增殖分化為效應T細胞，顯示特異的殺傷作用。Tc可連續殺傷3個靶細胞。Tc約占外周血淋巴細胞的5%一10%。（3）T淋巴細胞的亞群Ts細胞占T細胞的5%-10%，其功能是通過抑制輔助性T細胞（TH）對B細胞的分化及殺傷性T細胞的功能起抑制作用，從而調節和控制免疫應答，抑制體液免疫和細胞免疫，保持機體自身穩定性。如失去Ts，失去抑制功能，則可導致自身免疫病。2）抑制性T細胞(suppressorTlymphocyte，Ts)

TH細胞又稱輔助性-誘導性T細胞(helperinducerTlymphocyte，TH/ind)。外來的抗原入侵后，TH細胞啟動和擴大免疫應答，產生效應細胞，消除外來抗原。到一定階段，啟動Ts細胞活化及分化，抑制Tc、B細胞及TH的功能，調節免疫應答。

3）輔助性T細胞（helperTlymphocyte，TH）

（二）B淋巴細胞

B淋巴細胞：是始祖B淋巴細胞在哺乳類動物骨髓或禽類腔上囊中發育分化成熟的淋巴細胞，故稱骨髓依賴性淋巴細胞（bonemarrowdependentlymphocyte）簡稱B細胞。哺乳動物B細胞在骨髓內的發育，可經歷始祖B細胞(pro-B)、前B細胞(pre-B)，未成熟B細胞（immatureBcell）和成熟B細胞（matureBcell）幾個階段。B細胞在骨髓中的發育是抗原非依賴性的。

1.B細胞在骨髓內的分化發育

（1）始祖B細胞由骨髓淋巴系干細胞衍化而來，形態較大，不表達膜表面免疫球蛋白(surfacemembraneimmunoglobulin，SmIg)，可表達CD19抗原分子(簡稱CD19分子)。（2）前B細胞由始祖B細胞分化而來，不表達SmIg，但胞漿內出現IgM的重鏈分子，即μ鏈，同時膜表面表達CD19和CD20分子及MHCⅡ類分子。前B細胞對抗原無應答能力，不表現免疫功能。

由前B細胞分化而來。其主要特征是IgM單體分子表達于胞膜表面，即出現SmIgM和表達CD2l分子（即C3d受體和EB病毒受體），同時CDlg、CD20分子及MHCⅡ類分子表達量增加。若未成熟B細胞通過表面抗原受體(即SmIgM)與相應自身抗原結合，則可處于無功能抑制狀態。這是B細胞對自身抗原形成天然免疫耐受的機制之一。（3）未成熟B細胞

是由那些未與自身抗原成分結合的未成熟B細胞分化發育而來。成熟的B細胞膜表面除表達SmIgM和CDl9、CD20、CD2l分子，還可表達SmIgD、IgG的Fc受體、CD35分子（C3b受體）和有絲分裂原受體等。未成熟B細胞只有少量離開骨髓遷移到外周免疫器官，成熟B細胞絕大多數遷移到外周免疫器官和組織中。

通常所說的B細胞，即指成熟B細胞。（4）成熟B細胞

（1）B細胞表面抗原

l）HLA抗原

人B細胞表面富含HLAⅠ類和Ⅱ類分子。其中HLAⅡ類分子對B細胞活化、產生免疫應答具有重要作用。

2．B細胞的表面標志

2）白細胞分化抗原(CD抗原)CDl9和CD20分子：是人B細胞特有的抗原分子，存在于前B細胞、未成熟B細胞和成熟B細胞表面。分別由白細胞（leukocyte）單克隆抗體12和16（簡稱leu-l2和leu-16）識別鑒定。主要功能是調節B細胞發育、活化和分化。（2）B細胞表面受體

l）B細胞抗原受體簡稱B細胞受體（BCR），是鑲嵌于B細胞膜脂質雙分子層中的免疫球蛋白，稱膜表面免疫球蛋白（SmIg）。與分泌型免疫球蛋白相比，其竣基末端多了一段疏水跨膜氨基酸（約15個）殘基。

熒光素標記Ig抗體及其與B細胞抗原受體（SmIg）結合示意

B細胞抗原受體(BCR)

SmIg在B細胞不同階段不同，未成熟B細胞的抗原受體為SmIgM，成熟B細胞的抗原受體為SmIgM和SmIgD。SmIg是B細胞表面抗原受體，同時也是B細胞的表面抗原，它能與抗免疫球蛋白抗體（抗Ig抗體）特異性結合，可用熒光素標記的抗Ig抗體來鑒定B細胞。

2）IgGFc受體

是B細胞表面能與IgGFc段結合的結構，簡稱FcγR。當IgG處于游離狀態時，其Fc段與B細胞表面相應受體(FcγR)結合力微弱，極易解離。只有當IgG與相應抗原結合后，其Fc段才能與B細胞表面FcγR獲得牢固的結合。

FcγR不是B細胞特有的標志，在其他免疫細胞，如中性粒細胞、NK細胞、巨噬細胞和其他抗原呈遞細胞表面均可表達FcγR。這些存在于不同免疫細胞上的FcγR有不同的作用。吞噬細胞如中性粒細胞和巨噬細胞可通過表面FcγR介導調理吞噬作用；NK細胞和吞噬細胞可通過表面FcγR介導抗體依賴性細胞介導的細胞毒作用（antibodydependentcell-mediatedcytotoxicity，ADCC）。輔助性T細胞與B淋巴細胞的相互作用（三）第三群淋巴細胞

第三群淋巴細胞（thirdpopulationoflymphocyte）是一類無典型T、B細胞表面標志和特征的淋巴細胞。來源于骨髓淋巴干細胞，在骨髓內發育成熟，主要包括自然殺傷細胞和淋巴因子活化的殺傷細胞。

1．自然殺傷細胞

(naturalkillercell，NK)

存在于血液和淋巴組織，胞漿中含嗜天青顆粒

(largegranularlymphocyte，LGL)。CD56分子是