免疫学第一章 绪论ppt课件.ppt

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1、免疫学导论Introduction to Immunology,课 程 介 绍,专 业： 生物技术、生物工程课程类别： 专业必修课先修课程： 动物学、生物化学 总 学 时 ： 34学时理论课+ 17学时实验课学 分： 3 考核类型： 考试,考 核 方 法,课程成绩考核采用考勤、作业(30%)+期末考试(70%)的综合考评办法。,参 考 资 料,参考书 现代免疫学免疫的细胞和分子基础 刘建欣 郑昌学编 医学免疫学 邵传森 周丽萍主编 医学免疫学 吴敏毓 刘恭植主编 免疫学基础 安云庆主编 基础免疫学 （上、下册） 吴玉章等译 免疫学 薛彬 魏雪涛译 过敏 孙晖 林源编著， 免疫学概览 美松佩拉克

2、著，李琪涵等译，专业杂志 免疫学杂志 中国免疫学杂志 现代免疫学 中国微生物和免疫学杂志,第一章 绪论第二章 抗原第三章 抗体第四章 补体系统第五章 免疫系统的组织器官与细胞第六章 主要组织相容性复合物第七章 抗原抗体反应及应用第八章 细胞介导的免疫应答第九章 免疫调节第十章 感染免疫与疫苗第十一章 超敏反应第十二章 异常免疫应答第十三章 免疫系统的进化（自学）,第一章 绪论,人类生存在一个充满危险的环境中 在人类生存的环境中存在有大量的致病原，其中包括细菌、真菌、病毒、病原虫等。这些病原生物的存在严重地危胁着人类的健康和生命。任何科学研究的目的都是为了延长人类的寿命，提高人类的生存质量。,W

3、hy we study immunology？,自古以来，传染性疾病（天花、鼠疫、霍乱）对人类的健康造成了极大的危胁。由于传染病死亡的人数远远超过了任何一场战争。1918年流感的全球性大暴发，夺走了4000多万人的生命，这一数字远远超过了第一次世界大战中的死亡人数。100年前，世界疾病死亡率前三位的均为传染性疾病，但是目前已被各种心脑血管病和癌症所取代。这些得益于免疫学理论和实验技术的快速发展。,预防注射表：初生至 2 个月（争取在 1 个月内）结核菌苗（卡介苗）26个月 脊髓灰质炎减毒疫苗、百日咳菌苗，白喉类毒素612个月 乙型脑炎疫苗（每年一次），麻疹减毒活疫苗1岁 流行性脑膜炎菌苗（每年

4、一次），结核菌苗3 岁 百日咳菌苗，白喉类毒素4 岁 结核菌苗7 岁 结核菌苗、白喉类毒素10 岁 结核菌苗11 岁 白喉类毒素14 岁 结核菌苗,第一节 免疫学的由来和发展,免疫学发展经历的阶段,经验免疫学时期（11世纪17世纪）经典免疫学时期（18世纪20世纪中叶）近代和现代免疫学时期（自20世纪中叶至今）,一、经验免疫学时期（11-17世纪） （疾病的传染与免疫）11世纪的中国，人们就发现天花病人愈后的痂皮可以对天花起到预防作用，并将种人痘的方法用于天花的预防。这种方法沿丝绸之路传入土耳其， 1721年经土耳其的大使夫人将此方法传入英国。,二、经典免疫学时期（18世纪末-20世纪中叶）J

5、enner和牛痘的发明Pasteur和减毒疫苗Koch和病原菌致病的提出,Metchnikoff与细胞免疫学Paul Ehrlich与体液免疫学Behring和血清疗法Bordet和补体的发现,三、免疫学的近代发展和现代发展1. 在体液免疫方面Edleman、Porter和抗体的结构1957年，Burnet提出“克隆选择学说”。1969年，Edelman测定免疫球蛋白一级结构。1974年，Jerne提出“免疫网络学说”。1975年， Milstein 和Kohler创立制备单克隆抗体的技术。1980年，Tonegawa证实了免疫球蛋白基因的重排。,2. 细胞免疫学方面1945-1953年，免疫

6、耐受现象的发现1962年，Tood和Miller发现胸腺免疫的功能。1974年，Doherty和Zinkernagel确认T细胞抗原受体对抗原的识别受到MHC的限制。20世纪80年代，CD分子研究的迅猛进展，大约247种。细胞因子的研究，已发现数十种。 RNA干扰基因沉默的发现为分子免疫学带来的新的课题,21世纪的免疫学：人类基因组计划完成，已进入后基因时代，从基因结构转向功能基因研究。今后仍要以免疫细胞及免疫学方法为主要手段，研究并开发功能基因及功能蛋白，以防治疾病、提高健康、预防生物恐怖。免疫学必将做出更大贡献。,第二节 免疫学概念要览,Whats immunity,immunis Imm

7、une/Immunity中文“免疫”一词免是免除的意思，而疫则是指能够传染的疾病。二者合起来就是免除疾病的意思。,机体识别自己和非己，对自身形成耐受，对非己发生排斥的一种生理功能。,一、现 代 免 疫的 概 念,免疫防御（immunologic defence） 正常：防御病原生物入侵机体引起疾病， 即抗感染免疫 异常：超敏反应（过高）， 免疫缺陷病（过低）,免 疫 的 功 能,免疫自稳（immunologic homeostasis） 正常：及时清除体内损伤、衰老或变性的细胞或抗 原抗体复合物，维持内环境稳定。异常：则可导致自身免疫性疾病。免疫监视 （immunologic surveill

8、ance） 正常：识别、清除体内出现的突变细胞和病毒感 染细胞，防止肿瘤发生。 异常：发生肿瘤或病毒持续性感染。,1. 先天性免疫 又称自然免疫，是机体接触外来的侵染物之前就已经存在的免疫性。2. 获得性免疫 又称为特异免疫性或适应免疫性，是机体接触外来的侵染物之后才具有的免疫性。,二、免疫的类型,特点：（1） 出生时已具备（早） （2） 可稳定性遗传给后代 （3） 作用广泛：无特异性 （4） 个体差异不大组成和功能 （1）物理屏障 （2）化学屏障 （3）吞噬细胞） （4）体液因子: 补体、溶菌酶,自 然 免 疫,吞 噬 细 胞,获 得 性 免 疫,自然免疫,获得免疫,三、免疫应答,1、获得性

9、免疫应答的特点,特异性适应性区别“自身”与“非自身”记忆性自我调节性,2. 免疫系统1）组成,淋巴组织在全身的分布, 免疫细胞,免疫细胞种类,抗原呈递细胞（APC）电镜照片,3. 体液和细胞免疫应答（详见第八章）体液免疫(humoral immunity)： B淋巴细胞受抗原刺激后，经一系列的分化、增殖成为浆细胞，浆细胞产生抗体，抗体进入体液而形成的特异性免疫。细胞免疫：凡是由免疫细胞发挥效应以清除异物的作用即称为细胞免疫。,主动免疫（active immunization）：是指用抗原刺激一个个体而产生的免疫性，受到免疫的个体再遇到相同的抗原刺激便会作出强烈的免疫应答，被动免疫（passiv

10、e immunization）:是指把一种具有特异性抗体，例如抗某种病毒的单克隆抗体人工转移给未受到过该病毒侵染的个体，使其获得抗该病毒的能力。“过继免疫” （adoptive immunization） ：又称为“过继转移”，是指通过转移免疫的淋巴细胞来将免疫性转移到一个未免疫的个体。使其具有与供体同样的特异免疫性。过继免疫也是被动的，但与被动免疫不同的是过继免疫转移免疫性是通过淋巴细胞而不是通过抗体。,四、免疫学与应用实践1. 免疫预防、诊断与治疗 如疫苗，细胞因子、免疫增强剂，免疫抑制剂2. 非正常的免疫应答与免疫病 如超敏反应、免疫缺陷病,医学实践微生物学,遗传学细胞学生化学化学物理学

11、数学,免疫药理学免疫病理学临床免疫学移植免疫学感染免疫学中医免疫学,理论免疫学,医学,五、免疫学的分支学科及其发展,免疫学方面获诺贝尔医学与生理学奖一览表,学科特点：,1. 理论深奥、抽象，但引人入胜；2. 名词概念的英文缩略语多，但催人奋进；3. 分子及基因水平的内容多，但令人流连忘返；4. 前后知识联系特别紧密，但特别有助于训练逻辑思维 能力;5. 是当今生命科学三大前沿学科之一，并稳坐第一把交 椅，从而独领风骚。,抗原,免疫系统,MHC,细胞因子,抗体,补体,免疫应答,抗原呈递细胞,T细胞,B细胞,NK细胞,其它细胞,免疫调节免疫耐受免疫增生免疫缺陷自身免疫超敏反应肿瘤免疫移植免疫感染免

12、疫免疫防治,学科特点：,一、名词解释自然免疫、获得免疫、体液免疫、细胞免疫二、简答题1.简述克隆选择学说的主要内容。2.简述免疫学史上的重大发现及其意义。,课 后 练 习,再 见,Progression of Smallpox（天花）,Day 7,Day 3,Day 5,天花病毒 Pox virus,smallpox,the Pharoh Ramses V, who died in 1157BC, is believed to have succumbed to smallpox,See the pustular lesions on the face of the mummy.,拉美西斯五世

13、木乃伊布满痘痕的头部,1949年，美国最后一例自然感染 天花患者1961年，我国最后一例天花病人 的痊愈 1974年，日本最后一例天花病人 （1.28）1975年，亚洲最后一例天花出现 在孟加拉1977年，世界上最后一例天花自 然感染者在索马里报道,The last known person in the world to have smallpox of any kind. Variola minor in 23-year-old Ali Maow Maalin, Merka, Somalia，Oct. 1977,1979年12月9日，WHO在日内瓦开会，确认天花被人类彻底消灭1980年5月

14、8日，WHO第33次大会在肯尼亚的内罗毕召开，宣布危害人类数千年的天花已被根除,鼠疫杆菌,第一次发生在公元6世纪，从地中海地区传入欧洲，死亡近1亿人； 第二次发生在14世纪，波及欧、亚、非； 第三次是18世纪，传播32个国家，波及我国。,肆虐欧洲大陆的黑死病(鼠疫plague),1793年云南师道南所著“死鼠行”中描述当时鼠疫在我国流行十分猖獗。东死鼠，西死鼠，人见死鼠如目虎。鼠死不几日，人死如拆堵。昼死人，莫问数，日色惨淡愁云护。三人行，未十步，忽死二人横截路；夜死人，不敢哭，疫鬼吐气灯摇绿。须灾风起灯忽无，人鬼尸棺暗同屋。鸟啼不断，犬泣时闻，人含鬼色，鬼夺人神。白日逢人多见鬼，黄昏遇鬼反疑

15、人。人死满地人烟倒，人骨渐披风吹老。田禾无人收，官租向谁考。,佩皮斯在1665年10月16日的日记中写道:“我的天哪！大街上没有人走动，景象一片凄惨。许多人病倒在街头。我遇到的每个人都对我说，某某病了，某某死了”,塞缪尔佩皮斯（英国）,1633.2.231703.5.26,霍乱疫情爆发,霍乱疫情爆发,1918年，堪萨斯的急救医院,1918年大流感死者的墓地,流感病毒,1918年流感爆发期间，数以百计的人群拥进加利福尼亚州弗雷斯诺市的圣十字教堂，向上帝祈祷抵御流感。,为避免高传染性流感的传播，有些公务被移到室外进行，以保护人们不受感染。,在流感大爆发时，准备报名参加护士工作的妇女们。她们背后墙上

16、的图表显示爆炸性增长的死亡率-其中一幅可怕的图表显示的是每周婴儿死亡率。,2009年致命性猪流感爆发期间，在墨西哥市，一位年轻女子手里拿着一幅墨西哥守护神瓜达卢佩圣母像。流行性感冒和全国性流感仍然是大自然最致命和最有效的杀手。,墨西哥政府关闭首都的学校和公共场所，希望控制住2009年致命性猪流感的爆发。,一位孤零零的球迷在墨西哥的阿芝台克体育馆观看足球比赛；2009年的猪流感爆发导致该国家大部分场所被关闭。,2000 B.C. GilgameshBabylonian Epic 瘟疫的流行430 B.C. Thucydides On Contagion 患过病者可免于再患晋朝葛洪肘后方 天行发斑

17、疮隋唐王焘 外台秘要 豌豆疮唐开元年江南赵氏 鼻苗种痘术，时苗宋真宗年峨嵋山人 痘术(VARIOLATION)明隆庆年（1567）俞茂鲲 科金镜赋集解 异人传宁国府人种“熟痘”1695 张 璐 医通 痘浆、旱苗、痘衣法 1713朱纯碬 痘疹定论 “种痘”救子1741张 琰 种痘新书 经余种者不下七、八千人 所莫救者，二、三十耳1742 吴 谦 种痘心法要旨 痘衣、痘浆、旱苗、水苗,1717 England: Lady Mary Montagu,The small pox, so fatal, so general amongst us, is entirely harmless here by

18、 the invention of ingrafting.I am patriot enough to bring this invention into fashion in England.,英国驻土耳其大使夫人,1798年Jenner发表了关于牛痘疫苗的文章，为当时人们抵御天花做出了贡献。,Jenner和牛痘的发明,Edward Jenner, Sarah Nelmes, James Phipps and his motherGetting the jab. Jenner inoculated an 8 year old boy James Phipps with cowpox on M

19、ay 14 1796.,1791vaccinated his 18 month old son with swine-pox. In 1798 he vaccinates his son with cow-pox.,Pasteur和减毒疫苗,1880年，巴斯德用长期培养后减毒的鸡霍乱弧菌制备成活菌苗，预防鸡霍乱，此后又制备成功炭疽杆菌死菌苗和狂犬病毒减毒活疫苗。(人工主动免疫方法),Wood engraving of Louis Pasteur watching Joseph Meister receive the rabies vaccine.,Robert Koch (1843-1910)

20、,M. Tuberculosis,Koch Phenomenon,Robert Koch 1843-1910, Nobel Prize in 1905 for his work on tuberculosis, Anthrax, Cholera, Tubercule bacillus,1877年anthrax bacillus 炭疽病1882年 Tubercule bacillus 结核菌1883年cholera 霍乱,确定病原微生物的“科赫法则”,科赫法则（Kochs Postulates）,一种病原微生物必然存在於患病动物体内,但不应出现在健康动物内；此病原微生物可从患病动物分离得到纯培养

21、物；将分离出的纯培养物人工接种敏感动物时，必定出现该疾病所特有的症状；从人工接种的动物可以再次分离出性状与原有病原微生物相同的纯培养物。,科赫法则（Kochs Postulates）,Metchnikoff与细胞免疫学,1908年诺贝尔奖关于免疫吞噬的理论,梅契尼柯夫,Ehrlich在前人工作的基础上提出了抗体形成的侧链学说，并以此为中心的体液免疫学说，其主要内容是免疫力依赖于体液中具抗体活性的物质。,Paul Ehrlich与体液免疫,侧链学说,Paul Ehrlich (1854-1915),Elie Metchnikoff (1845-1916),1908 in recognition

22、of their work on immunity,Behring和血清疗法,The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1901,发现：白喉杆菌培养液过滤滤液接种动物-动物血清可中和毒素称抗毒素（antitoxin）。抗血清转移被动免疫（passive immunization） 抗体：后来把抗毒素物质称抗体 抗原：诱导抗体产生的物质称抗原,Bordet和补体的发现,1894年R. F. J. Pfeiffer和J. J. B. V. Bordet从血清中分离出一类与抗体不同得成分，但能参与对细菌的破坏作用，称为补体。,Bordet的免疫血清溶破红细胞

23、实验证明免疫血清中的热敏感物质具溶细胞的作用。,抗体是免疫化学研究的中心。1938年用电泳的方法证明Ig属于-球蛋白；1959年，Edleman 和Porter利用巯基乙醇和酶解的方法证明了抗体是由两条重链和两条轻链组成的Y型结构。,Edleman、Porter和抗体的结构,Edelman,Porter,The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1972,木瓜蛋白酶水解,胃蛋白酶水解,1945年，Owen在异卵双生小牛中发现血型不同的小牛的血细胞可以互混，从而提出免疫耐受的概念。1953年Burnet和Medawar进行了小鼠胚胎免疫移植实验，并因此获

24、得了1960年诺贝尔奖。,免疫耐受的发现,1958年Burnet提出了克隆选择学说，是“近代免疫学奠基人”。利用这个学说可以较好的解释抗体多样性在细胞水平上的产生机制，自身耐受如何产生等重要的免疫学问题。,Burnet和克隆选择学说,克隆选择学说(Clonal Selection Theory),T细胞和B细胞无数的特异性是在与外来抗原物质接触之前就已存在的。参与免疫应答的淋巴细胞表面有抗原特异性受体，而且每个淋巴细胞只带有一种特异性受体。当一抗原表位与特异性淋巴细胞受体识别并结合以后，便活化了这一特异性的淋巴细胞，使其分化增殖成熟为一个淋巴细胞克隆，释放各种产物，发挥免疫效应。,克隆选择理论

25、 (Clonal Selection Theory),能特异识别机体“自身”抗原的淋巴细胞在淋巴发育成熟之前的某个阶段就被杀死清除，所以以后不诱导免疫应答，称为“克隆流产”。 免疫细胞克隆可因突变，成为能与自身抗原发生反应的细胞克隆。,20世纪50年代Edelman与Porter等利用多发性骨髓瘤患者的血清及尿液作为材料，用酶切等多种化学方 法，研究了抗体的基本化学结构。1964年世 界卫生组织将其统一命名为免疫球蛋白。1969年 Edelman完成了人类免疫球蛋白全部 一级结构的测定，并于1972年获得诺贝尔生理和医学奖。,Edelman与免疫球蛋白结构,Jerne强调免疫系统中各个细胞克隆

26、不是处于一种独立状态，而是通过自我识别、相互刺激和相互特约构成一个动态平衡的网络结构。且构成相互刺激和相互制约的物质基础是独特型和抗独特型。,Jerne和免疫网络学说,1984年诺贝尔奖获得者,Kohler及Milstein制备单克隆抗体,Milstein,Kohler,Kohler与 Milstein 从一株细胞系（克隆）产生的抗体称为单克隆抗体， 要获得大量的单克隆抗体，必须借体外繁殖的方法以获得能分化成产生这种抗体的B细胞系，但淋巴细胞很难在体外生长繁殖。1975年Kohler及Milstein用杂交瘤技术解决了此问题，并能大量制备单克隆抗体，这对免疫学的研究起了很大的推动作用。用单克隆做分子探针进行免疫鉴定及免疫治疗和治疗药物的抗体导向运载等研究和应用得到迅速的发展，对分子生物学、细胞学、免疫学、医学等许多学科领域的发展也起了重要的推动作用。,1980年S.Tonegawa（利根川进）进一步阐明了免疫球蛋白的基因结构，其重排和突变是抗体多样性的根据。,Tonegawa,T、B 细胞联合免疫缺陷 Severe Combined Immunodeficiency，SCID,超敏反应性疾病,RA （类风湿性关节炎）患者手指关节实质性损伤,Autoimmune diseases 自身免疫病,