医学免疫学全套PPT课件.ppt

,医学免疫学,第一章 免疫学概论,免疫学是一门古老又年轻的学科。免疫学（Immunology）:是研究机体免疫系统识别和清除有害生物及其成分的应答过程及机制的科学；是研究免疫系统对自身抗原耐受，防止自身免疫病发生的科学；是研究免疫功能异常与相应疾病发病机制及其防治措施的科学。,第一节 免疫的基本概念一、免疫的含义免疫的原意： 免税， 引伸为免除疾病免疫的传统概念：针对外来病原微生物产生的抗感染防御能力。现代免疫的概念：对“自己”或“非己”的识别，并排除“非己”以保护体内环境稳定的一种生理反应。,二、免疫的功能,三、免疫的类型 (一)先天性免疫（固有性免疫） 1. 特征 （1）出生时即具有，遗传获得（2）反应迅速，针对范围广，也称非特异性免疫。,2. 组成 （1）屏障结构 皮肤和粘膜屏障，血脑屏障，胎盘屏障 （2）吞噬细胞 吞噬、分解生物大分子，杀灭病原体。（3）正常组织和体液中的杀菌物质 抗体、补体、溶菌酶等,（二）适应性免疫（获得性免疫）1. 特征 （1）个体出生后，由于接触抗原而获得。 （2）针对性强（特异性强），也称特异性免疫。 （3）有多样性、记忆性、耐受性和自限性。,2. 组成 （1） 体液免疫 B细胞介导（2） 细胞免疫 T细胞介导,四、医学免疫学分类1. 基础免疫学 主要研究抗原物质、机体的免疫系统、免疫应答过程及免疫耐受、免疫调节、免疫效应、免疫遗传等生理现象。2. 临床免疫学主要研究人体健康和临床疾病密切相关的各种免疫现象，如超敏反应、免疫缺陷病、自身免疫病、肿瘤免疫和移植免疫等。,第二节 免疫学发展简史根据所用的技术和方法，免疫学的发展历史可分为三个时期：一、免疫学的经验时期 1.用人痘苗接种预防天花。 2.接种牛痘苗预防天花。 Jenner,二、免疫学的兴盛时期1. 人工主动免疫和被动免疫的研究 减毒疫苗（鸡霍乱杆菌、炭疽杆菌、狂犬病毒） Pasteur 抗毒素血清（白喉杆菌外毒素、破伤风杆菌外毒素）,2. 免疫应答机制的研究 细胞学说：吞噬细胞发挥吞噬作用 体液学说：体液中产生了针对各种病原微生物的相应抗体，并发现在试管中这些抗体能与相应的病原微生物发生凝集、沉淀等现象。,3. 免疫病理概念的形成,海葵触角的甘油提取液,狗,死亡,存活（少数）,（34周后注射1/20量）,立即死亡（反常现象）,这种反常现象被称为“过敏反应”。,三、 近代免疫学时期抗体生成的克隆选择学说：免疫细胞在分化成熟过程中，能随机地形成多样性的细胞克隆（clone，即细胞系）。每一克隆只表达同一特异性的抗原受体。抗原进入机体后选择相应的细胞系与之结合、活化，使之克隆扩增，并产生大量具有相同特异性的抗体。,禁忌克隆:,某种抗原,胚胎期间接触,相应细胞系,细胞系被排除或失去活性,致使机体失去针对这种抗原的反应性，形成免疫耐受性 。,（一）免疫系统的研究1. 外周淋巴细胞不是终末细胞，可以再循环；可以母细胞化，可以成为记忆细胞。2.T细胞可以分化为淋巴母细胞，完成细胞免疫应答。3.胸腺是中枢免疫器官，T细胞的成熟与其有关。4.T-B细胞协作才能诱导B细胞产生抗体。5.胚胎期T细胞迅速增殖后又迅速凋亡，这也许与自身免疫耐受有关。,（二）抗体的研究产生抗体的细胞、抗体的活性、基本化学结构、克隆出编码产生抗体的基因及T细胞抗原受体的基因等。（三）免疫遗传学的研究主要组织相容性复合体的基因座、表达产物、功能。 （四）单克隆抗体技术的发展单克隆抗体的制备、检测（CD抗原）等。,第三节 免疫学发展近况及展望近年医学免疫学发展的内容很多，结合临床较为感兴趣的主要有1.淋巴细胞信号转导途径的发现2.免疫突触的研究3.免疫耐受的研究4.危险信号假说5.细胞凋亡的研究,6.蛋白工程新技术 7.转基因动物和基因敲除动物模型的应用8.展望免疫学的发展基础免疫学方面：临床免疫学方面：,要求 掌握免疫的概念、免疫的三大功能（包括异常情况）。 掌握免疫应答的类型、固有免疫和适应免疫的比较（特征、组成）。 熟悉对免疫学作出巨大贡献的伟人及了解免疫学发展史,第二章 抗 原（antigen，Ag）,第一节 抗原的概念,1.概念 能刺激机体免疫系统启动免疫应答，并能与相应的免疫应答产物在体内或体外发生特异性结合的物质，即抗原。2. 特性 （1）免疫原性 （2）免疫反应性,抗原性(免疫反应性),免疫原性,抗体和致敏淋巴细胞,机体,3. 相关名词术语半抗原 只有免疫反应性，而无免疫原性的小分子物质。如药物、多糖、类脂等。载体 赋予半抗原具有免疫原性的蛋白质分子，即为载体。半抗原 结合 某些蛋白质 抗原（完全抗原）,载体(Carrier，C) ：大分子，Pro.等半抗原(Hapten，H)： H1、H2、H3 完全抗原(Ag) = C + nH,第二节 影响抗原分子免疫原性的因素 一、异物性 1.抗原与自身成分相异（异种物质、异体物质）2.未与宿主胚胎期免疫细胞接触过的自身物质。（隔绝的自身成分和修饰的自身成分）,二、理化状态 (一)化学性质 天然抗原多为大分子有机物。一般蛋白质是良好的抗原。多糖及多肽也具有一定的免疫原性。,（二）分子量大小 要求分子量一般在10.0kD以上。 （三）化学结构的复杂性必须有较复杂的化学组成和特殊的化学基团（要含有大量的芳香族氨基酸）。（四）物理状态 聚合状态的蛋白质较其单体免疫原性强，颗粒性抗原强于可溶性抗原。,（五）分子结构和易接近性分子结构是指抗原分子中一些特殊化学基团的立体构象。易接近性是指抗原表面这些特殊的化学基团与淋巴细胞表面相应受体相互接触的难易程度。易接近性常与这些化学基团在抗原分子中分布的部位有关。,三、机体因素 遗传、年龄、生理状态、个体差异等因素抗原进入机体的方式和途径也有关。四、抗原进入机体的方式抗原进入机体的数量、途径、两次免疫间的时间间隔、次数以及免疫佐剂类型等都影响机体对抗原的应答。,第三节 抗原的特异性与交叉反应特异性既表现在免疫原性上，也表现在免疫反应性上。特异性的物质基础是抗原表位或抗原决定簇。,一、表位或抗原决定簇,1.概念,表位（epitope）或抗原决定簇（antigenic determinant）是指存在于抗原分子中决定抗原特异性的特殊化学基团。其性质、数量和空间构象决定了抗原的特异性。,抗原籍表位结合,相应淋巴细胞表面受体,相应抗体,表位是免疫细胞识别的标志及免疫反应具有特异性的物质基础。,2.种类 分两类 (1)构象表位（决定簇） 序列上不相连的多肽或多糖，由空间构象形成的；一般位于抗原分子的表面。易被相应的淋巴细胞识别，启动免疫应答，称为功能性表位。,（2）顺序表位（决定簇） 一段顺序相连的氨基酸序列，又称线性决定簇；多存在于抗原分子的内部。一般不能引起免疫应答，称为隐蔽性表位。3.抗原结合价 能和相应抗体结合的功能性表位的数目。半抗原为单价，天然抗原为多价。,二、T细胞表位与B细胞表位,实验：,BSA,免疫动物,抗BSA抗体,针对BSA的效应淋巴细胞,天然BSA,结合抗BSA的抗体,刺激T细胞增殖,加热变性BSA,不结合抗BSA抗体,刺激T细胞增殖,表明TSA中含有两类不同性质的表位，分别称为T细胞表位和B细胞表位。,1. B细胞表位 （B细胞决定基）构象决定簇或顺序决定簇；一般存在于抗原分子表面或转折处，呈三级结构。可直接与B细胞抗原受体（BCR）结合，被B细胞识别。,2. T细胞表位 顺序决定簇；存在抗原分子的任何部位；需经抗原递呈细胞（APC）加工处理，并与其MHC类分子结合后，才能与T细胞抗原受体（TCR）结合，被T细胞识别。,表3-1 T细胞表位和B细胞表位的特性比较 T细胞表位 B细胞表位表面受体 TCR BCRMHC分子 必需 无需表位性质 主要是线性短肽 天然多肽,多糖表位大小 8-12个aa （CD8+Tc） 5-15个aa,核苷酸 12-17个aa(CD4+ Th) 或5-7个单糖表位类型 线性表位 构象和线性表位表位位置 抗原分子任意部位 抗原分子表面抗原种类 TD-Ag TD-Ag + TI-Ag,三、半抗原-载体效应,半抗原+蛋白质载体,人工复合抗原,免疫,动物,产生针对载体蛋白的抗体,产生针对半抗原的抗体,在免疫应答中，B细胞识别半抗原，T细胞识别载体表位。并以此将T、B细胞连接起来，共同发挥效应。,抗原,四、抗原抗体反应的特异性1.含有不同化学基团的复合抗原只能与相应抗体特异性结合。2. 同种化学基团由于连接位置不同所获得抗体也只能与相应抗原发生强结合反应。 3. 同种化学基团的空间构象不同特异性亦不同。,五、共同抗原和交叉反应共同抗原：两种不同的物质间有相同或相似的表位（抗原决定簇），称为共同抗原。交叉反应：抗体与具有相同或相似表位的其他抗原之间的反应，称交叉反应。,特异性 反应,第四节 抗原的分类一、根据抗原与机体的亲缘关系分类 1. 异种抗原 2. 同种异型抗原3. 自身抗原,二、根据抗原刺激机体发生免疫应答过程中是否需要T细胞的协助分类 1.胸腺依赖性抗原（thymus dependent antigen，TD-Ag） 2.胸腺非依赖性抗原（thymus independent antigen，TI-Ag）,三、依据抗原是否在抗原提呈细胞内合成1. 外源性抗原2. 内源性抗原,三、其他分类方法1.根据抗原组成不同分 蛋白质抗原、脂蛋白抗原等2.根据抗原性质分 全抗原、半抗原3.根据抗原获得方式分 天然抗原、人工抗原和合成抗原等,第五节 医学上重要的抗原物质,一、病原微生物及其代谢产物各种病原微生物的化学组成复杂，是含有多种抗原决定簇的复合物。细菌的代谢产物有些也是良好的抗原，如细菌外毒素。,外毒素,机体,产生抗毒素,注入,甲醛脱毒,类毒素,（失去毒性，保留免疫原性）,二、动物免疫血清,动物免疫血清对人体具有两重性。提供了特异性抗体，中和细菌的外毒素，防治疾病。是异种蛋白质，可引起超敏反应。,类毒素,免疫动物,（动物免疫血清）,注入,人体,动物血清中含大量抗毒素,（ 特异性治疗和紧急预防用）,三、异嗜性抗原（Forssman 抗原）概念：是一类与种属特异性无关，存在于不同种系生物间的共同抗原。如：溶血性链球菌的多糖抗原或蛋白质抗原与人的心肌、心瓣膜或肾小球基底膜之间；大肠杆菌O14型的脂多糖与人的结肠粘膜之间；肺炎支原体与链球菌MG株之间等。,四、同种异型抗原 红细胞抗原（ABO血型系统、RH血型系统）、白细胞抗原、免疫球蛋白的抗原性 五、自身抗原 能引起自体发生免疫应答的自身成分称为自身抗原。 六、肿瘤抗原 细胞在癌变过程中出现的新抗原及过度表达的抗原物质的总称。可分为肿瘤特异性抗原和肿瘤相关抗原。,七、超抗原（superantigen，SAg）1.概念 一类可直接结合抗原受体，只需极低浓度即可激活2%20%T细胞或B细胞克隆，并诱导强烈免疫应答的物质。即超抗原。,2.种类 （1）根据激活的细胞分T细胞超抗原 B细胞超抗原 （2）根据化学成分分细菌性超抗原 革兰阳性菌产生的外毒素病毒性超抗原 分内源性和外源性,3.作用特点（1）无需抗原加工与提呈，可直接与MHC类分子结合。（2）形成TCRV-超抗原- MHC类分子复合物。（3）无MHC限制性（4）诱导的T细胞应答是通过分泌大量细胞因子而参与某些病理生理过程的发生与发展。,4.生物学意义（1）毒性作用与诱导炎症反应（2）自身免疫病（3）免疫抑制,八、丝裂原（有丝分裂原） 可致细胞发生有丝分裂，进而增殖得名。在体外：可以非特异性地刺激多克隆的淋巴细胞活化（使静止的淋巴细胞转化为淋巴母细胞）。如植物血凝素、刀豆蛋白A、细菌脂多糖和聚合鞭毛素等。,第六节 佐 剂是一种非特异性免疫增强剂，预先或同抗原一齐注射到机体，能增强对该抗原的免疫应答或改变免疫应答的类型。一、种类1.无机佐剂 氢氧化铝、明矾2.有机佐剂 微生物极其代谢产物3.合成佐剂 多聚肌苷酸、胞苷酸4.弗氏佐剂 不完全佐剂、完全佐剂5.新型佐剂 C3d、Cpg基序、纳米颗粒,二、佐剂的作用机理1.改变抗原的物理性状2.使抗原易被吞噬细胞吞噬3.促进淋巴细胞增殖、分化，从而增强机体的免疫应答。,要求掌握抗原的概念、特性掌握概念：半抗原、完全抗原、抗原表位、 T、B细胞表位、免疫原性、免疫反应性、 TD-Ag、TI-Ag、交叉反应、共同抗原、 异嗜性抗原、 超抗原、佐剂、丝裂原掌握影响抗原分子免疫原性的因素掌握T与B细胞表位、TD-Ag与TI-Ag比较熟悉超抗原、普通抗原、丝裂原的异同点,第三章 免疫球蛋白（immunoglobulin，Ig）,1.抗体（antibody，Ab）,概念：B细胞在抗原的刺激下分化为浆细胞，产生具有与相应抗原发生特异性结合反应的免疫球蛋白，称为抗体。,存在部位：血清、其他体液或外分泌液中。将抗体介导的免疫称为体液免疫。将含有抗体的血清称为抗血清或免疫血清。电泳区带：大部分在区带，故曾有球蛋白（或丙种球蛋白）之称。,2.免疫球蛋白,具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白统称为免疫球蛋白。Ig=Ab+化学结构类似物Ab=Ig Ig Ab,第一节 免疫球蛋白的分子结构,由二硫键相连的四条对称的多肽链构成的单体。形成一“Y”字形结构。 重链 轻链,一、免疫球蛋白的基本结构,（一）重链与轻链 1.重链（heavy chain，H链）450550个氨基酸残基，分子量约5575kD。根据Ig重链抗原性的差异，Ig可分为五类即 IgG、IgM、IgA、IgD、IgE，相应H链为、 、 、 及 链。,2. 轻链轻链为重链的1/2，约由214个氨基酸组成。根据轻链的不同，分为、两型。正常人血清Ig的:=2 :1天然的Ig单体结构中，两条重链同类，两条轻链同型。,（二）可变区和恒定区,1.可变区（variable region，V区） 近N端的1/2 L链和1/4（或1/5）H链，氨基酸的组成及序列变化较大，而得名。 高变区（hypervariable region，HVR）V区内变化最为剧烈的特定部位。L链3个，H链3个。因其在空间结构上可与抗原决定簇形成精密的互补，故又称互补性决定区（complementarity determing region，CDR）,不同Ig分子在超变区结构上各自具有独特的氨基酸排序和构型特点，也称为Ig分子的独特型或独特型决定簇。超变区、互补性决定区和独特型决定簇指的是Ig分子中的同一结构部位，只是从不同的角度阐述而已。,骨架区（framework region，FR）Ig分子V区超变区之外的部位，其氨基酸组成及排列相对保守。作用：主要是稳定CDR的空间构型，以利IgCDR与抗原表位精细的特异性结合。,2.恒定区（constant region，C区）近C端的1/2 L链及3/4（或4/5）H链。氨基酸组成在同一物种的同一类Ig中相对稳定。,（三）其他结构1.J链（jioning chain，J链） 由浆细胞合成。主要作用：在H链的羧基端将Ig单体连接成双体或多聚体，起稳定多聚体结构及参与体内运转的作用。,2.分泌片（secretory piece，SP）由粘膜上皮细胞合成。是分泌型IgA（SIgA）的结构成分。作用：保护SIgA抵抗外分泌液中蛋白酶的降解作用和介导多聚IgA向粘膜上皮外主动输送的作用。,二、免疫球蛋白的功能区（结构域）,约由110个氨基酸组成。由链内二硫键连接并经-片层折叠形成的具有特定功能的球形结构域，称为Ig的功能区或结构域。 （一）功能区的名称 L链：VL、CL H链：CH1、CH2、CH3、CH4（IgM和IgE有）,桶状结构或三明治结构,（二）功能区的功能 1.VL、VH 特异性识别和结合抗原 2.CH、CL 具有同种异型遗传标记 3.IgG的CH2和IgM的CH3 具有补体C1q的结合点；与IgG通过胎盘有关。 4.CH3/CH4 具有多种细胞Fc受体结合的功能，不同的Ig在结合不同的细胞时可产生不同的免疫效应。,（三）绞链区（hinge region） 位于CH1CH2之间。富含脯氨酸，对蛋白酶敏感，易伸展弯曲。作用：1.弯曲利于V区与不同距离的抗原表位结合。2.使Ig分子发生“T” “Y”的构型改变，暴露补体结合位点。,“T” “Y”,三、免疫球蛋白的水解片段,（一）木瓜蛋白酶的水解作用,二个相同的单价抗原结合片段 （fragment of antigen-binding，Fab段）,一个可结晶片段（crystalizable fragment，Fc段）,木瓜蛋白酶,水解,IgG,Fab段保留了特异性结合抗原的功能。Fc段保留了重链的抗原性和Ig相应功能区的生物学活性。,（三）意义1.有利于阐明Ig的结构及生物活性2.有利于生物制品的生产和纯化，避免超敏反应的发生。,（二）胃蛋白酶的水解作用,胃蛋白酶,水解,一个与抗原双价结合的F（ab）2段,小分子多肽碎片（pFc） （无生物学活性）,IgG,第二节 五类免疫球蛋白的特点与功能,一、IgG 1.单体。血清中含量最高。可分为四个亚类，各亚类的生物学活性有差异。2.主要的抗感染抗体。具有抗菌、抗病毒、中和毒素、免疫调理及ADCC作用。3.唯一通过胎盘的抗体（有自然自动免疫作用）。,4.半衰期约1624天，故临床应用以23重复为宜。治疗用的丙球的主要成分为IgG（有人工被动免疫作用）。5.可结合SPA，以纯化抗体，用于免疫诊断。6.某些自身抗体和引起型超敏反应的抗体属此类。,二、IgM1.为五聚体。又称巨球蛋白。激活补体和免疫调理作用较IgG强。2.个体发育中合成最早的Ig。3.半衰期较短，有助于感染性疾病的早期诊断。4.天然的血型抗体。5.单体的IgM是细胞膜表面型免疫球蛋白。,三、IgA1. 有血清型和分泌型。血清型有两个亚类。2. 分泌型IgA（SIgA）存在于外分泌液中，初乳中含量较高。3. SIgA的分子结构中有J链和SP。后者是粘膜上皮细胞的多聚Ig受体的胞外区。4. SIgA是皮肤和粘膜表面局部抗感染的重要因素（如免疫屏障、中和病毒及抑制病毒复制的作用）。,四、IgE1. 血清中含量极低。2. 对肥大细胞及嗜碱性粒细胞有高度的亲和力。与型超敏反应的发生有关。3.可能与机体抗寄生虫免疫有关。五、IgD 1. 血清含量极低。 2. 对蛋白酶敏感，极易降解。,第三节 免疫球蛋白的生物学活性,一、IgV区的功能特异性结合抗原 Ig可特异性识别、结合抗原。V区的CDR在识别和结合特异性抗原中起决定性作用。Ig的V区与抗原结合后，可通过其C区发挥作用，V区本身也可中和毒素或阻断病原入侵。,二、IgC区的功能（一）激活补体IgM、IgG1、IgG2和IgG3可通过经典途径激活补体，凝聚的IgA、IgG4和IgE可通过替代途径激活补体。（二）结合Fc受体1.调理作用 促进吞噬细胞的吞噬作用。2.发挥抗体依赖的细胞介导的的细胞毒作用（ADCC）,3. 介导型超敏反应4. 人IgG的Fc段与SPA结合 阻断IgG对吞噬细胞的调理作用。在体外已用于IgG的纯化及临床检测。（三）穿过胎盘和黏膜人IgG穿过胎盘；IgA经粘膜上皮细胞进入消化道及呼吸道。,第四节 免疫球蛋白的异质性 （heterogeneity） 异质性即：免疫球蛋白分子的不均一性可表现为：（三方面）1.不同抗原表位诱生不同类型的Ig，其识别抗原的特异性不同，其重、轻链类型有差异；2.不同抗原表位诱生的同一类型的Ig，其识别抗原的特异性不同；3.同一抗原表位诱生不同类型的Ig，其识别抗原的特异性相同，但重、轻链类型不同。,一、免疫球蛋白的类型（一）类 五类（二）亚类 （三）型 两型（四）亚型,二、外源因素所致的异质性 Ig的多样性多样性的抗原诱生出多样性的抗体。,三、内源因素所致的异质性 Ig的血清型（一）同种型（isotype） 同一种属所有个体的Ig共有的抗原特异性标志。为种属型标志，存在于IgC区。（二）同种异型（alltype）同一种属内不同个体间的Ig所具有的不同抗原特异性标志，为个体性标志，存在于Ig的C区和V区。,（三）独特型（idiotype）同一个体体内不同B细胞克隆产生的IgV区的抗原特异性各不相同，其VH/VL超变区各自具备的独特型抗原决定簇结构，称为抗体的独特型。Ig的独特型表位可在异种、同种异体及自身体内诱导产生相应的抗体称为抗独特型抗体。,第五节 人工制备的抗体 一、多克隆抗体 由多个克隆细胞产生的多种抗体的混合物即多克隆抗体，也称第一代人工抗体,产生多种针对不同表位的相应抗体 （多克隆抗体）,诱发多个B细胞克隆活化,机体,天然抗原（多个抗原表位）,二、单克隆抗体 (monoclonal antibody, McAb) 由一个始祖细胞分化、增殖所产生的遗传性状完全相同的细胞群称为克隆（clone）。 由一个克隆B细胞产生的、只作用于单一抗原表位的高度特异性抗体称为单克隆抗体。又称第二代人工抗体。,优点：一是结构均一，特异性强；二是效价高，具有高度性。 单克隆抗体是用杂交瘤技术制备的。原理：免疫小鼠的脾细胞（含大量B细胞）与同系小鼠骨髓瘤细胞融合，形成具有亲本细胞共同特点的杂交瘤细胞。杂交瘤细胞既有脾细胞产生特异性抗体的功能，又有瘤细胞可长期在体外传代培养的特点。,三、基因工程抗体由基因重组技术制备的抗体称为基因工程抗体，也称第三代抗体。原理：B细胞获得编码抗体的基因，或以多聚酶链反应扩增技术基因片段，经体外DNA重组后，转化受体细胞，使其表达特定抗体。如人-鼠嵌合抗体、改型抗体、双特异性抗体、小分子抗体等。,NEXT,要求重点：1、免疫球蛋白的结构 (基本结构、水解片断)2、免疫球蛋白的功能 （V、C区功能）3、各类免疫球蛋白的特点和功能 关键词： Ig、Ab、HVR、McAb、基因工程抗体熟悉人工制备抗体的主要方法。了解Ig的异质性。,第四章 补体系统,补体（complement ，C）是存在于人或脊椎动物血清与组织液中的一组具有酶活性的蛋白质。因其是抗体发挥溶细胞作用的必要补充条件，故被称为补体。又因其是由近40种可溶性蛋白质和膜结合蛋白组成的多分子系统，故称为补体系统。,第一节 概 述,一、 补体系统的组成和命名（一） 组成1.补体系统的固有成分 2.补体调节蛋白3.补体的受体分子 （二） 命名1. 参与经典激活途径的固有成分（包括膜攻击复合物组分） 以“C”表示，如“C1，C2，C9”。,2. 替代激活途径的固有成分 以因子命名，用大写英文字母表示，如B因子、D因子等。3. 补体调节蛋白 根据其功能命名，如C1q抑制物、C4结合蛋白等。4. 补体受体 则以其结合对象来命名，如C1qR、C5aR。,5. 补体活化的裂解片段 一般在该成分的符号后加小写字母表示，如C3a、C3b。具有酶活性的成分或复合物在其符号上加一横线表示，如C1，C3bBb，已失活的补体成分则在其符号前冠以“i”表示，如iC3b。,二、补体成分的理化特性 1.化学组成均为糖蛋白，多数为球蛋白，少数几种为或球蛋白。2.补体各成分中以C3含量最高，D因子含量最低。,3.补体系统各固有成分均分别由肝细胞、巨噬细胞、小肠上皮细胞及脾细胞等产生。4.某些补体成分性质极不稳定，许多理化因素等均可使补体失活。,第二节 补体系统的激活,补体系统的激活是在某些激活物质的作用下，各补体成分按一定顺序，以连锁的酶促反应方式依次活化，并表现出各种生物学活性的过程，故亦称为补体级联（complement cascade）反应。,一、经典激活途径（传统途径、第一途径）1.主要激活物质 特异性抗体（IgG或IgM）与抗原结合形成的免疫复合物 2.参与的固有成分 C1（C1q、C1r、C1s） C4,AgAb复合物,C1q,C1r、C1s,活化,C1,形成,3.激活过程（1）识别阶段,C1识别免疫复合物形成C1酯酶的阶段。,（2）活化阶段 形成具有酶活性的C3转化酶（C4b2a）和C5转化酶（C4b2a3b）。,Ag+Ab,AgAb复合物,C1qrs C1qrs,C4,C4a,C4b,C2,C4b2,C2b,C4b2a,C3,C3b,C3a,C4b2a3b,补体经典激活途径示意图,二、旁路激活途径（替代途径、第二途径）该途径越过了C1、C4、C2，直接激活C3。1.主要激活物质 细菌细胞壁成分即脂多糖、肽聚糖、磷壁酸、酵母多糖等，凝聚的IgA和IgG4、眼镜蛇毒素等。2.参与的固有成分 C3，B、D、P、H、I等因子,3.激活过程（1）生理情况下 C3b和C3转化酶的形成（2）C5转化酶的形成激活物 使替代途径从准备阶段过渡到正式激活阶段，为C3b或C3Bb提供保护性微环境过程,（3）补体激活的放大形成C3b正反馈环或称C3b正反馈途径。,三、MBL途径（甘露糖结合凝集素 mannose-binding lectin，MBL）该激活途径与经典途径的激活过程相似，但不依赖抗体、抗原抗体复合物（免疫复合物）的形成和C1q的参加。1.主要激活物 细菌等微生物2.参与的固有成分 C4、C2、C33.激活过程,四、补体活化的共同终末效应上述三途径均产生C5转化酶，启动补体系统的终末成分（C5、C6、C7、C8、C9）的活化，并形成具有溶细胞效应的膜攻击复合物（membrane attack complex ，MAC），导致靶细胞的溶解。,C5转化酶,C5,C6,C7,C8,C9,C5b,C5b6,C5b67,C5b6789（MAC）,C5a,第三节 补体活化的调节（一）自身衰变的调节 C3转化酶和C5转化酶均易衰变失活，游离的C4b、C3b、C5b也易失活。（二）调节因子的作用1.经典途径的调节 C1抑制分子（C1INH） 可与活化的C1r和C1s结合，使其失去酶解正常底物的能力。并能有效地解聚与IC结合的C1大分子。, 抑制经典途径C3转化酶形成 C4结合蛋白（C4bp）与补体受体1 （CR1） I因子 可裂解C4b 膜辅助蛋白（MCP） 促进I因子介导的C4b裂解。 衰变加速因子（DAF） 可同C2竞争与C4b的结合,2.旁路途径的调节 抑制旁路途径C3转化酶的组装 抑制旁路途径C3转化酶形成 促进已形成的C3转化酶解离 对旁路途径的正性调节,3.MAC形成的调节同源限制因子（HRF）也称C8结合蛋白，可干扰C9与C8结合；膜反应性溶解抑制物（MIRL）即CD59，可阻碍C7、C8与C5b6复合物结合，从而抑制MAC形成。,第五节 补体系统的生物学作用一、溶菌、溶细胞作用补体系统激活后，通过级联反应可在靶细胞表面形成许多MAC，导致靶细胞溶解。在感染早期，主要通过旁路途径和MBL途径，待特异性抗体产生后，主要靠经典途径来完成。,二、调理作用 C3b、C4b可促进吞噬细胞的吞噬作用靶细胞 氨基端-C3b-羧基端 吞噬细胞 （C3b受体）三、免疫粘附作用抗原抗体复合物 C3b/C4b 红细胞、血小板等，形成较大的聚合物，易被吞噬细胞吞噬,四、免疫自稳作用1. 清除免疫复合物 补体的存在，可减少IC的产生，并能使已生成的IC溶解，发挥自身稳定作用。2. 清除凋亡细胞多种补体成分可识别和结合凋亡细胞，促进吞噬。,五、炎症介质作用1.激肽样作用（C2a）能增加血管通透性，引起炎症性充血。2.过敏毒素作用（C3a、C4a、C5a） 以C5a的作用最强。3.趋化作用（C3a、C5a、C567）,六、补体与凝血、激肽系统的相互作用1.补体系统、体内凝血系统、纤溶系统和激肽系统的活化均依赖多种成分级联的蛋白酶裂解作用，均借助丝氨酸蛋白酶结构域发挥效应。2.一个系统的活化成分可对另一系统发挥效应。,第六节 补体系统与疾病1. 补体与感染性疾病2. 补体与炎症性疾病3. 补体与异种器官移植,要求 1. 掌握补体三条激活途径的异同。 2. 掌握补体系统的生物学作用。 3. 掌握补体系统的概念及其组成。 4. 熟悉补体激活的调节机制。,第五章 主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex,MHC),MHC是由一群紧密连锁的基因群组成，定位于动物或人某对染色体的特定区域，呈高度多态性。其编码的分子表达于不同细胞表面，参与抗原递呈、制约细胞间相互识别及诱导免疫应答。不同种类哺乳动物MHC及其编码产物的名称各异。,小鼠的MHC称为H-2复合体。人类的MHC通常称为HLA基因或HLA复合体。其编码的分子表达于白细胞上，称为人类白细胞抗原（human leucocyte antigen，HLA）。为和基因区分常称为HLA分子或HLA抗原。,第一节 MHC的结构与特点,一、MHC的基因组成MHC结构十分复杂，表现为多基因性和多态性。,（一）小鼠的MHC基因（H-2复合体）1.定位 第17号染色体2.分区 分为、类基因区类基因区有K、D、L 3个座位类基因区（即Ir基因）4个座位，组成I-A和I-E亚区。类基因区编码血清补体成分。,（二）人类MHC基因（HLA复合体）1.定位 第6号染色体的短臂2.分区 分、类基因区类基因区中A、B、C基因座为经典类基因类基因区包括、3个经典类基因类基因区包括编码补体C4、C2、B因子的基因及某些炎症相关的基因。,3.组成（1）经典MHC基因 1经典MHC类基因（Ia基因） 包括A、B、C 3个座位 产物为HLA分子,2经典MHC类基因 HLA-DP、-DQ、-DR 3个亚区 产物为HLA 类 分子,（2） 免疫功能相关基因在抗原的加工和胞内运转、免疫应答和免疫调节中发挥重要作用。1 编码补体成分的基因2 抗原加工递呈相关基因 位于类基因区低分子量多肽（LMP）基因 抗原肽转运体（TAP）基因HLA-DM、HLA-DO基因 非经典类基因TAP相关蛋白基因,（3）非经典类基因* 又称Ib基因包括HLA-E、-F、-G、-H等。1 HLA-E基因 (HLA-C、-B座位之间)编码HLA-E分子（结构与经典I类分子相似）。HLA-E分子作用： 与维持母胎界面稳定有关逃避免疫监视（病毒感染细胞、肿瘤细胞）,2HLA-G基因 (HLA-H和HLA-F座位之间)编码HLA-G分子（结构与经典I类分子相似）。HLA-G分子生物学功能：保护胚胎可能参与妊娠期血管生成。可能参与胸腺细胞选择的某些过程。有调控HLA-E表达的作用（一定条件）。,（4）炎症相关基因*1肿瘤坏死因子基因家族 2热休克蛋白基因家族 3MHC类相关基因家族 4转录调节基因或类转录基因家族,二、MHC的遗传特点（一）单元型遗传通常将HLA单元型以一个完整的遗传单位由亲代传给子代， 称之为单元型遗传。HLA单元型HLA基因型HLA表型（基因型的表达产物）,（二）多态性在随机婚配的群体中，染色体同一基因座位上存在多个等位基因，这就是多态性。多态性可导致群体中不同个体所拥有的等位基因的差别。现知HLA复合体是人体多态性最为明显的基因系统。,MHC类基因 MHC类基因,HLA多态性形成的原因主要有： HLA基因结构变异 复等位基因 共显性表达,生物学意义 ：1.赋予种群适应多变的环境条件2. 实现对机体免疫应答的遗传控制 3.使MHC成为个体的终身遗传标志4.增加了寻找合适同种器官移植供者的难度。,（三）连锁不平衡HLA复合体等位基因在人群中有各自的基因频率。基因频率是指群体中携带某一等位基因的个体数目与携带该基因座位各等位基因个体数目总和的比例。由于HLA复合体各座位的等位基因紧密连锁，使得实际上各基因并非随机地组成单元型，某些等位基因经常（或很少）连锁在一起，从而出现连锁不平衡。,第二节 MHC分子的结构与功能,1. MHC类分子 链和2m非共价结合的异二聚体分子。1链由胞外区、跨膜区和胞内区组成。胞外区： 1、2 和 3 封闭的肽结合槽 非共价结合2m （容纳812个aa） 结合CD8分子（Tc） 多态性的基础跨膜区、胞内区：穿胞膜入胞内，锚定类分子,22m无种属特异性，有助于维持类分子天然构象的稳定性。,2. MHC类分子异二聚体分子（链和链）。均由胞外区、跨膜区和胞内区组成。1 胞外区 1、 1 2、2 开放的肽结合槽 Ig超家族 （容1317个aa） 结合CD4分子（Th） 多态性的基础 槽外侧可结合超抗原2 跨膜区 、胞内区 作用似类分子。,分子结构 HLA-I类分子 HLA-II类分子肽结合区 1+2 1+1 （多态区） 封闭槽 开放槽 （容纳8-10AA） （容纳13-17AA） Ig样区 3+2m 2 +2 组织分布 有核C（淋巴C） B、M、DC等APC（细胞膜 ） 除神经C、 腺上皮C、活化T 滋养层C 外 血管内皮C、 功能 识别内源性抗原肽 识别外源性抗原肽（辅助受体） CD8-3 CD4-2 限制CTL的识别* 限制TH的识别*,（二）MHC分子的分布与调节1. 经典MHC类分子广泛分布于所有有核细胞表面，包括血小板和网织红细胞。以淋巴细胞密度最高。少数细胞如分化某一阶段的滋养层细胞、神经原和精细胞不表达类分子。,2. 经典MHC类分子主要分布于单核/巨噬细胞（Mon/M）、树突状细胞（DC）和B细胞等APC表面。其表达水平与细胞分化及抗原刺激有关。某些情况下，活化的T细胞、胸腺上皮细胞、血管内皮细胞等也表达。,二、MHC分子的生物学功能,（一）MHC分子是抗原递呈分子,内源性抗原外源性抗原,APC,MHC分子-抗原肽复合体,T细胞,免疫应答,1. MHC分子与抗原肽相互作用的分子基础 锚定位（锚定残基）和小袋,任一抗原肽,与同一型别MHC分子相结合的不同抗原肽，其锚定位和锚定残基往往相同或相似。,MHC /类分子,小袋（多态性残基构成）,锚定位（锚定残基）,结合,小袋与相应的锚定残基侧链互补结合，将抗原肽锚定在/类分子的肽结合槽内，部分非锚定残基可向上拱起，其侧链供T细胞识别。,.MHC分子与抗原肽相互作用的特点与意义（1）MHC分子接纳与递呈抗原肽 有一定的选择性小袋可选择性结合抗原肽（锚定残基）。这种选择性可导致不同个体对同一抗原出现免疫应答强弱的差异。,（2）MHC分子接纳和递呈抗原肽 具有相当的灵活性一种MHC分子可以识别并结合带有特征性共同基序一群肽段，由此显示两者相互作用的灵活性。这种灵活性可导致某一个体对不同抗原均出现免疫应答。,Y,L,（3）MHC分子与抗原肽结合具有低亲和性 二者结合与解离均很缓慢，一旦结合，可维持数小时甚至数天，这将确保被T细胞识别。,（二）参与T细胞分化及中枢性免疫耐受的建立（三）MHC限制性TCR（T细胞抗原受体）在识别抗原肽的同时，必需识别自身MHC分子，此即MHC限制性。,第五节 HLA与医学,一、HLA与疾病的关系（一）HLA与疾病的相关性通常用关联进行研究。关联是指两个遗传学性状在群体中同时出现呈非随机分布，以相对危险率来评估。（二）HLA表达异常与某些疾病的关系 1. HLA类分子表达异常 肿瘤细胞表面表达HLA类分子缺失或密度降低，或HLA型别变异，使Tc不能对其识别。,HLA与某些疾病的关联疾 病 HLA型别 RR强直性脊柱炎 B27 100Reiters病 B27 37牛皮癣关节炎 B17 6 CW6 13I型糖尿病 DR3/DR4 20多发性硬化病 DR2 4类风湿性关节炎 DR4 6系统性红斑狼疮 DR3 5.8,2. HLA类分子表达异常 （1） HLA类分子表达缺陷如：裸淋巴细胞综合征患者（2） HLA类分子异常表达如：某些器官特异性自身免疫病患者可能以组织特异性方式将自身抗原递呈给自身反应性T细胞，从而启动致病性自身免疫应答。,二、HLA与器官移植的关系被移植器官或组织的存活率高低，与供、受者间的HLA是否匹配或匹配程度密切相关。近年发现，HLA类分子的配合比类分子更为重要。测定血清中可溶性HLA分子含量，有助于监测移植物的排斥危象。,三、HLA与输血反应的关系多次接受输血的病人可发生非溶血性输血反应，主要表现为发热、白细胞减数与荨麻疹等。这类输血反应大多是由于病人血液中存在抗白细胞和抗血小板HLA分子的抗体所致。,四、HLA与母胎关系成熟的胎盘滋养层细胞不表达经典的HLA类分子，使母体T细胞不能识别胎儿组织中来自父方的HLA分子；滋养层细胞表达非经典的类分子HLA-G、HLA-E，可与子宫蜕膜的NK细胞、CTL细胞的抑制性受体结合，形成