《免疫学概述》PPT课件.ppt

免疫学原理技术,江南大学生物工程学院辛瑜85326829生工学院A-517,课本,免疫学基础Immunology（5e），Ivan Roitt,Jonathan Brostoff，David Male,SARS 2003,H1N1 2009-2010,Quizzes for Your Immune System（Yes/1 point/question）,健康状况是否每年三次以上感冒?是否疾病后自愈能力有问题（非用药自愈）？是否对鹅口疮或膀胱炎敏感？是否每年服用两次以上抗生素?是否一年内体质大大下降？是否有家族肿瘤史？是否现在在接受治疗？是否有炎症性疾病（湿疹，哮喘，关节炎）？是否有花粉热？是否有超敏性疾病？,饮食状况是否饮酒？是否每天饮水少于一升？是否每天摄入糖多于15g？是否每天摄入少量果蔬？是否偏爱含有食品添加剂的食物？是否偏爱快速食品（麦当劳、肯德基、德克士）？是否在清晨使用茶、咖啡、香烟等提神？是否白天瞌睡?是否每周摄入肉类超过5次？是否在三餐间隔摄入大量快速食品？,生活状况是否每天日晒少于1h？是否从不进行身体锻炼？是否长期保持坐姿？是否抽烟？是否周围有人抽烟而享受二手烟？是否睡眠质量较差？是否对生活现状不满？是否压力较大、易怒、情绪不定？是否通宵？是否有快速的饮食习惯？,20分：差 10分：中等 10分：好,主要章节,1.免疫学概述2.免疫系统的细胞与组织3.抗原4.抗体5.免疫球蛋白基因的组成和表达6.主要组织相容性复合体7.T-细胞,8.B细胞9.细胞因子10.补体系统11.T细胞介导的免疫应答12.B细胞介导的免疫应答13.免疫调节14.细胞粘附因子15.超敏反应16.免疫学前沿技术,第一章 概述,Historical Perspective（历史）Innate Immunity（先天性免疫，非特异性免疫）Adaptive Immunity（适应性免疫，特异性免疫）Immune Dysfunction and Its Consequences（免疫功能障碍及后果）免疫系统的组织与器官,1.历史,“免疫”最早是指某些病人从某些疾病中康复后再也不会患该种疾病的现象.The Latin term immunis,meaning“exempt,”is the source of the English word immunity,meaning the state of protection from infectious disease.,免疫学定义,1.研究免疫系统结构和功能的学科；2.阐述机体抗感染而无不良后果相关机制的学科；3.分辨自身和非己，并清除非己成分的学科。,免疫学的萌芽时期（免疫学经验时期1218世纪）,1217世纪，中国人种“人痘”预防天花。,英国科技史家罗伯特玛格塔在医学的历史中说：“古代中国人懂得将脓胞结痂研成粉末吸入鼻腔，用来预防天花，在历史上是他们首先做到了这一步。”国历史学家卡尔格德克尔在医药文化史中也说：“在中国古代医学中，预防疾病占有十分重要地位那时的中国人已经懂得把研磨好的天花痂吹入鼻黏膜来预防更严重的天花。”对这样的记述，某些中医学家认为远远不够，他们要争的，不是中国人是否发明了“种人痘”，而是“种牛痘”是从“种人痘”继承而来。,18世纪，英国人爱德华琴纳（Edward Jenner）发明牛痘苗，预防天花，人类最终战胜了天花病毒。13岁，琴纳在外科医生丹尼尔勒德洛身边学徒，在这期间，一个挤奶女工的说法引起他对天花的兴趣。她得过牛痘，所以不会再得天花。？1770年，琴纳21岁，入伦敦圣乔治医院学习医学。1780年，琴纳开始研究天花并进行实验。1792年，琴纳获医学博士学位，并继续进行天花实验。,1796年，琴纳为一名8岁男孩詹姆斯菲普斯进行接种成功。他将实验结果提交伦敦皇家学会，但被认为是一次个别的、孤立的成功，因此没有说服力。1798年，琴纳总结了23个临床病例，以证实他最初的实验。他发表了论文：对天花，在英国西部一些乡村尤其是格洛斯特郡发现的一种疾病，也被人们称作“牛痘”的起因和后果的调查。在世界范围内，这篇论文导致免疫学这门分支学科的诞生。1802年，英国国会因琴纳作出的贡献和成就，奖励他3万英镑。,经典免疫学时期，18世纪末20世纪中叶,Jenner创造牛痘苗之后，免疫的研究几乎近一个世纪没有很大进展，主要由于传染病的病原没有解决，一直到19世纪末法国科学家巴斯德(Louis Pasteur)和德国科学家郭霍(Robert Koch),解决了传染病的病原主要是细菌，并能将其分离培养，从而奠定了制备疫苗的基础。,法国科学家巴斯德（Louis Pasteur,18221895）首先实验证明有机物质的发酵与腐败是由微生物所引起。,德国学者郭霍（Robert Koch,18431910）。他创用固体培养基，可将细菌从环境或病人排泄物等标本中分离成单一菌落，便于对各种细菌分别研究。同时又创用了染色方法和实验性动物感染，为发现各种传染病的病原体提供了有利条件。,1880年巴斯德发现鸡霍乱杆菌的陈旧培养物能预防鸡霍乱的感染，首先创造了减毒疫苗，他为了纪念一个世纪前Jenner的功勋而将这种方法称之为预防接种(vaccination)，并将这种制剂称之为疫苗(vaccine)，相继他又创造了炭疽杆菌减毒疫苗、狂犬病的减毒疫苗，兴起了主动免疫的方法(active immunization)。,Pasteur发明减毒疫苗，开创实验免疫学；,Active immunity and passive immunity,（近代免疫学时期，20世纪中叶）（20世纪60年代以后，1957年以后，属现代免疫学时期）。,Clonal Selection 学说-1959,Burnet,不存在抗原的情况下，成熟的淋巴细胞克隆生成淋巴器官；抗原特异性的淋巴细胞进入淋巴系统；抗原特异性的克隆被抗原选择并激活；抗原特异性的免疫反应发生；,1.确定了免疫（应答）的分类 提出非特异性免疫和特异性免疫（应答）。2.提出了体液和细胞免疫学说。3.观察到免疫应答的两面性 免疫防御作用和病理损伤作用。4.建立了血清学技术 抗原-抗体反应的检测方法。,（一）免疫系统的确立和分类,1.固有免疫系统 固有免疫系统(innate immune system)又称天然免疫系统(natural immune system)或非特异性免疫系统(non-specific immune System)。2.适应性免疫系统 适应性免疫系统(adaptive immune system)又称获得性免疫系统(acquired immunity)或特异性免疫系统（specific immune system）。,（二）免疫应答的认识逐渐完善,1.概念 免疫应答是免疫细胞识别抗原后活化、增殖、分化，产生的免疫应答产物（如抗体和致敏淋巴细胞）参与生理性和病理性效应的过程。2.免疫应答的分类 包括适应性免疫应答和固有免疫应答。3.免疫耐受 提出免疫耐受（immunological tolerance）的概念。,1798，EdwardJenner，牛痘苗预防天花1880，Louis Pasteur，减毒疫苗1883，Metchnikoff，吞噬作用、细胞免疫学说1888，Roux,Yersin，细菌毒素（白喉棒杆菌，白喉毒素）1890，Von Berhring,Kitasato，抗毒素、血清治疗的建立1891，Robert Koch，郭霍现象(初感染，再感染)1893，Haffkine，在印度首次大量预防接种1894，Pfiffer,Isaeff，溶菌现象,免疫学大事记,1894，Borde，补体和溶菌中抗体的作用1896，Durham,von Gruber，特异性凝集现象1896，Widal,Sicard，伤寒血清诊断（肥达反应）1900，Landsteiner，人类A、B、O血型抗原1900，Bordet,Gengou，补体结合试验1902，Richet,Portier，过敏反应（海葵(actinia equina)触角的甘油注射狗，致死，存活的狗再次注射发生反应）1903，Arthus，Arthus现象（水肿、出血和坏死等剧烈炎症反应）,1903，Wright,Douglas，调理作用（证明相应的抗体能增强吞噬细胞对相应细菌的吞噬）1905，von Pirquet,Schick，血清病（异种动物免疫血清（如马的抗白喉血清）治疗患者时，出现死亡）1908，Ehrlich，抗体形成的侧链学说（抗原选择的是受体(抗体)分子）1910，Dale,Laidlaw，组胺的生物学活性1910，Schutz，过敏反应中舒尔茨戴尔试验（Schutz-Dele test）1921，Calmette,Guerin，卡介苗预防接种（用无毒卡介菌(结核菌)人工接种进行初次感染）1921，Prausnitz,Kustner，皮肤过敏反应1923，Ramon，白喉毒素脱毒形成类毒素,1928，Shwartzman，Shwartzman现象（组织的出血性坏死）1930，Breinl,Haurowiz，抗体形成的模板学说 1935，Besredka，局部免疫（不论其血清抗体水平如何,能产生抵抗力）1935-1936，Hidelberger,Kendall，纯化抗体、定量沉淀反应1936，Gorer，小鼠H2组织相容性系统1938，Tielius,Kabat，证实抗体为球蛋白1942，Coons,et al，免疫荧光法1942，Freund，免疫佐剂,1944，Medawar,Burnet，获得性免疫耐受性1945，Coombs,et al，猕猴不全Rh抗体抗球蛋白试验1946，Oudin，凝胶中沉淀反应1948，Ouchterlony,Elek，双向（琼脂）扩散试验1948，Fagraeus，浆细胞中抗体的形成1948，Snell，组织相容性抗原1948-1949，Kabat,et al，A、B、O血型抗原的结构1952，Bruton，人类无丙种球蛋白血症,1953，Grabar,William，免疫电泳分析，免疫球蛋白多样性1955-1957，Jerne,Burnet，克隆选择学说1956，Glick，法氏囊的免疫功能1956，Witebsky,Rose，动物中诱发自身免疫性疾病1957，Fudenber,Kunkel，具有抗体活性的巨球蛋白（冷凝集素、类风湿因子）1958，Dausset,Rapaport，白细胞组织相容性抗原1959，Porter,Edelman，免疫球蛋白分子结构,1960，Yalow,Berson，放射免疫测定1961，Miller，胸腺的免疫功能1962，Gorge，巨噬细胞游动抑制因子1963，Benacerraf,McDevitt，免疫应答基因1966，Avrameas,Pierce，酶标抗体1966，Claman,et al，T细胞与T细胞相互作用1968，Miller,Mitchell，辅助性T细胞、TB细胞协同作用1969，Dumonde，淋巴因子,1971，Gershon,Baker，抑制性T细胞1974，Jerne，免疫网络学说1974，Zinkernagl,Doherty，主要组织相容性复合体限制性1975，Milstein,Kohler，杂交瘤细胞和单克隆抗体1978，Nathenson,Strominger，MHC产物抗原结构1979，Oppenheim,et al，白细胞介素1980，Tonegawa，免疫球蛋白基因结构1981，Herbrman,Kaplan，自然杀伤细胞（NK细胞）,1983，Klein,Mellor，MHC类和类基因1984，McNamara,Ward，独特型抗体疫苗1985，Owen,Collins，T细胞抗原受体1985，Taniguchi，白细胞介素2基因的分子克隆1986，Green,Ptak，反抑制性T细胞1986，Kyewski，胸腺护理细胞1986，Shaw,et al，人类T细胞分化抗原（CD）系统1987，Smith，IL-2受体结构1987，Herberman,Grimm，淋巴因子活化杀伤细胞,1988，Trowsdale,Duncan，人类白细胞抗原（HLA）基因图1988，Marchalouis,et al，T细胞受体（）链1989，Stoolman,et al，粘附分子1990，Fleischer,et al，超抗原1991，Kaufmann,et al，热休克蛋白1992，Carel,et al，B细胞抗原受体1993，Balkwill,et al，细胞因子与细胞因子网络1994，Mckenzie,et al，白细胞介素-131995，Kerr,et al，细胞凋亡1996，Center,Crunkshank，白细胞介素-16,年代获奖者 主要成果1905，Robert Koch(德)，创造结核菌素反应和郭霍现象1908，Elie Metchnikof（俄），发现吞噬作用，创立细胞免疫学说；Paul Ehrlich（德），创立体液免疫学说，提出抗体的侧链学说1912，A Carrel（法），器官移植1913，Charles Richet（法），发现过敏反应1919，Jules Bordet（比），发现补体，建立补体结合反应,免疫学领域诺贝尔奖获得者,1928，Charles J H Nicolle(法），斑疹伤寒的研究1930，Karl Landsteiner（澳地利、美），发现人类血型1951，Max Thelier（南非、美），创造黄热病疫苗1957，Daniel Bovet（意），抗组胺药物治疗超敏反应，阐明Schutz-Dele现象1960，F Macfarlane Burnet（澳），Peter B Medawar（英），提出抗体形成的选择学说、发现获得性免疫耐受性,1972，Gerald M Edelman（美），Rodney R Porter（英），免疫球蛋白的分子结构1977，R S Yalow（美），肽激素的放射免疫测定1980，Baruj Benacerraf（美），Jean Dausset（法），George Snell（美），发现人和动物组织相容性抗原和免疫应答的遗传控制1984，N K Jerne（丹），G Koehler（德），C Milstein（英、阿根廷），免疫网络学说，提出一个BL系产生一种抗体制备单克隆抗体,1987，S Tonegawa（日），Joseph E Murray（美）免疫球蛋白基因结构，抗体多样性遗传原理；1954年首例肾移植成功，创立全身照射免疫抑制1990，E Donnall Thomas（美），1950年骨髓移植降低移植物抗宿主反应1996，Peter C Doherty（美，澳地利），Rolf MZinkernagel（瑞士），1974年首先发现在免疫应答中的MHC限制性,Innate Immunity（先天免疫）,Properties 特性：（1）initial defense 初始防御（2）pass on to the next generation 传代（3）non-specific 非特异性（4）small individual differences 个体差异小Compose and function 组成和功能（1）physiologic barrier 生理屏障（2）biological containment 生物遏制（3）phagocytes and phagocytosis 吞噬细胞与吞噬作用（4）humoral factor:complement,lysozyme 体液因子：补体、溶菌酶,尿路上皮细胞表面的大肠杆菌,吞噬作用的示意图,细胞膜外翻的伪足吞噬体摄取溶酶体融合溶酶体降解消化物释放,1.血管活性和趋药性因子，增加血管毛细作用和渗透性2.增加分泌液和细胞流动性3.吞噬细胞移动至炎症部位4.吞噬细胞和抗菌性分泌液破坏细菌,巨噬细胞（粉色）攻击大肠杆菌（绿色）,Adaptive immunity 适应性免疫,Properties：（1）acquired 后天的（2）antigen specific 抗原特异性（3）no heredity 非遗传（4）big individual differences 个体差异大（5）memory 记忆性Compose and function：Ag humoral immunity：B cell plasmocyte Ab cell-mediated immuity,APC T cell sensitized T cell,lymphokine,Ag,抗原呈现性细胞,抗原呈递细胞（APC）首先内化抗原,包括吞噬或溶解,然后在细胞表面展示抗原的一部分，使之与II型MHC分子识别并结合，然后被 TH cell 识别(Figure 1-6).然后APC发送出信号，激活TH cell,抗原识别,Antigens（抗原）,which are generally very large and complex,are not recognized in their entirety by lymphocytes.Instead,both B and T lymphocytes recognize discrete sites on the antigen called antigenic determinants,or epitopes（抗原决定簇）.Epitopes are the immunologically active regions on a complex antigen,the regions that actually bind to B-cell or T-cell receptors.Although B cells can recognize an epitope alone,T cells can recognize an epitope only when it is associated with an MHC molecule on the surface of a self-cell(either an antigen-presenting cell or an altered self-cell).,B Cell：those displayed on the surfaces of bacteria or viral particles,as well as those displayed on soluble proteins,glycoproteins,polysaccharides,or lipopolysaccharides that have been released from invading pathogens.T Cell：protein epitopes displayed together with MHC molecules on self-cells,including altered self-cells such as virus-infected self-cells and cancerous cells.,Four related but distinct cell-membrane molecules are responsible for antigen recognition by the immune system:Membrane-bound antibodies on B cells T-cell receptors Class I MHC molecules Class II MHC molecules,抗原的内化呈现抗原的自身细胞修饰T细胞受体识别MHC抗原-MHC的结合活化T细胞活化的TH细胞分泌的细胞因子活化TC细胞，B细胞，以及其他细胞活化的CTLs识别并消灭修饰的自身细胞B细胞和抗原作用并分化出分泌抗体的细胞抗体抗原结合并清除,The Major Histocompatibility Molecules（MHC）,The major histocompatibility complex(MHC)is a large genetic complex with multiple loci.The MHC loci encode two major classes of membrane-bound glycoproteins:class I and class II MHC molecules.As noted above,TH cells generally recognize antigen combined with class II molecules,whereas TC cells generally recognize antigen combined with class I molecules.,In order for a foreign protein antigen to be recognized by a T cell,it must be degraded into small antigenic peptides that form complexes with class I or class II MHC molecules.This conversion of proteins into MHC-associated peptide fragments is called antigen processing and presentation.Whether a particular antigen will be processed and presented together with class I MHC or class II MHC molecules appears to be determined by the route that the antigen takes to enter a cell.,Exogenous（外生）antigen is produced outside of the host cell and enters the cell by endocytosis or phagocytosis.Endogenous(内生）antigen is produced within the host cell itself.endosome：内涵体或包涵体 lysosome的解释是：溶酶体,天然免疫和适应性免疫的比较,Comparative Immunity,Invertebrate animals：无脊椎动物；Annelids：环节动物；Arthropods：节肢动物；Vertebrate animals：脊椎动物；Teleost fish and bony fish：骨鱼和硬骨鱼；Amphibians：两栖动物；Reptiles：爬行动物；,Immune Dysfunction andIts Consequences,Allergy and asthma（过敏和哮喘）Graft rejection and graft-versus-host disease（排斥反应和移植物抗宿主病）Autoimmune disease（自身免疫性疾病）Immunodeficiency（免疫缺陷）,Tissue of immune System,Immune system：composed of immune tissues,organs,cells,moleculeImmune tissue：lymphoid tissue Immune organs：thymus（胸腺）,bone marrow（骨髓）,spleen（脾）,lymphnode（淋巴）Immune cells：phagocytes（吞噬细胞）,lymphocytes（淋巴细胞）,NK（自然杀伤细胞）Immune molecule：antibody（抗体）,cytokine（细胞因子）,complement（补体）,Lymphoid organs,Primary organs:bone marrow(B cell)、thymus（T cell）Secondary organs:spleen、lymphnode、skin associated lymph tissue(SALT)、Mucosa（粘膜）associated lymph tissue(MALT),免疫系统的功能,1.免疫防御：抗感染；2.免疫监视：识别并清除新出现的非己成分，包括肿瘤和衰变凋亡细胞；3.内环境稳定：涉及机体对自身应答的耐受和调节。,