免疫系统与免疫功能培训课件.ppt
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1、免疫系统与免疫功能,免疫系统与免疫功能,二、抗原(Antigen,Ag),1、抗原:是一类能够诱导机体产生免疫应答,并能与相应抗体或T细胞受体在体内或体外特异性结合的物质。 2、抗原的特性 (1) 免疫原性(immunogenicity):是指一种物质免疫机体后,能使机体产生或激活淋巴细胞产生免疫应答的特性。 (2) 特异反应性(specific reactivity):指抗原与相应抗体或效应淋巴细胞特异性结合的特性,也称抗原性。3、免疫原(immunogen):同时具有免疫原性和特异反应性的物质称为免疫原,或称完全抗原,2,免疫系统与免疫功能,二、抗原(Antigen,Ag)1、抗原:是一类
2、能够诱导机体,4、外来抗原进入体内可能产生四种不同的结果:,(1)无应答:抗原浓度太低或者宿主已经处于耐受状态,(2)抗原特异性体液和细胞免疫应答(正性应答) 宿主此后的一段时间里对该抗原处于免疫状态,(3)超敏反应 抗原特异性免疫应答伴有较强的炎症反应或损伤,(4)诱导免疫耐受(负性应答) 宿主在此后的一段时间里对该抗原处于无反应状态,3,免疫系统与免疫功能,4、外来抗原进入体内可能产生四种不同的结果:(1)无应答:抗,5、抗原类别,(1)天然抗原:指天然的生物、细菌及天然的生物产物。细胞、细菌和病毒 蛋白质类抗原 糖类抗原脂类抗原 核酸抗原,4,免疫系统与免疫功能,5、抗原类别 (1)天然
3、抗原:指天然的生物、细菌及天然,(2)如果按被免疫动物的亲缘关系来划分天然抗原,又可分成3类:,自身抗原(autoantigen):是机体的自身成分,只有在特殊情况下才能被自身免疫系统识别,引起免疫应答,导致自身疾病的发生(autoimmune disease)。同种型抗原(isoantigen):来自同种动物的不同个体。 人类同种异型抗原(allogenic Ag): 血型(红细胞)抗原: ABO系统和Rh 组织相容性抗原(人主要为HLA),5,免疫系统与免疫功能,(2)如果按被免疫动物的亲缘关系来划分天然抗原,又可分成3类,异种抗原(xenoantigen):来自不同物种的抗原。其中有一类
4、是动植物、微生物及人类间共有的、抗原决定簇相同的异种抗原,称为异噬性抗原。,6,免疫系统与免疫功能,异种抗原(xenoantigen):来自不同物种的抗原。其,6、抗原决定簇抗原特异性的分子基础,抗原决定簇(表位): 指抗原分子中决定抗原特异性的特殊化学基团。是被免疫细胞识别的靶结构,也是免疫反应具有特异性的物质基础。一个多肽决定簇含56个氨基酸残基;一个多糖决定簇含57个单糖;一个核酸半抗原决定簇含68个核苷酸。抗原分子表面能与抗体结合的决定簇总数称为抗原结合价,7,免疫系统与免疫功能,6、抗原决定簇抗原特异性的分子基础抗原决定簇(表位): 指,T细胞决定簇: T细胞决定簇位于抗原分子内部,
5、必须由APC将抗原加工处理为小分子多肽并与MHC分子结合,然后才能被TCR所识别。B细胞决定簇: BCR能与未经APC加工的抗原发生反应,其识别的靶结构主要位于抗原分子表面的决定簇。,8,免疫系统与免疫功能,T细胞决定簇: T细胞决定簇位于抗原分子内部,必须由APC将,三、抗体(Antibody,Ab),抗体(Ab):指由B细胞受Ag刺激后所产生的、具有与相应抗原特异性结合的免疫球蛋白(Immunoglobulin, Ig)。其作用是中和病原微生物、通过Ig受体介导细胞免疫应答、促进巨噬细胞的吞噬作用、T细胞和NK细胞的杀伤作用、补体介导的溶菌和溶胞作用等。 抗体的化学本质是糖蛋白。将含抗体的
6、血清称为抗血清或免疫血清。体液免疫(humoral immunity):指抗体介导的免疫应答,主要表现为B细胞的功能。,9,免疫系统与免疫功能,三、抗体(Antibody,Ab)抗体(Ab):指由B细胞受,(一)抗体的基本结构,1、抗体是免疫球蛋白(Immunoglobulin, Ig) 血清蛋白经电泳分离后,依次可以出现白蛋白、球蛋白组分。抗体存在于球蛋白组分内,但也有少量抗体存在于球蛋白组分中。 免疫球蛋白:1968年WHO决定,将具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白称为Ig。,10,免疫系统与免疫功能,(一)抗体的基本结构1、抗体是免疫球蛋白(Immunog,2、免疫球蛋白的基本结构
7、,四肽链结构:所有Ig的基本单位都是四条肽链的对称结构。两条重链(H链)和两条轻链(L链)。每条H链和L链分为氨基端和羧基端。H链和L链之间,H与H链之间以二硫键相连。,11,免疫系统与免疫功能,2、免疫球蛋白的基本结构四肽链结构:所有Ig的基本单位都是四,免疫球蛋白的结构,12,免疫系统与免疫功能,免疫球蛋白的结构12免疫系统与免疫功能,L链:约有214个氨基酸残基组成,近N端的约1/2氨基酸(100110个)组成与顺序变异较大,称为可变区(variable region,V区,VL),近C端1/2的氨基酸组成与顺序在同一物种的同一类Ig中相对稳定,称为恒定区(constant region
8、,C区,CL)。V区是抗原结合的部位H链:约有450550个氨基酸残基组成。近N端的100110个氨基酸组成差异较大,称为VH,其余为CH。,13,免疫系统与免疫功能,L链:约有214个氨基酸残基组成,近N端的约1/2氨基酸(1,高变区,14,免疫系统与免疫功能,高变区14免疫系统与免疫功能,(二) 免疫球蛋白的类别,人类Ig根据其重链稳定区的分子结构和抗原特异性的不同,分为五类:IgG、IgA、IgM、IgD、IgE,其重链分别为:、 1、IgG 约占血清Ig总量的80。是唯一能够穿过 胎盘的Ig。 IgG分子为单体,有四种亚类:IgG1、 IgG2、IgG3、IgG4。 IgG是再次免疫应
9、答产生的主要抗体,具 有抗菌、抗病毒、中和毒素及免疫调节作用。,15,免疫系统与免疫功能,(二) 免疫球蛋白的类别 人类Ig根据其重链稳定区的分,16,免疫系统与免疫功能,16免疫系统与免疫功能,占血清总Ig的1020,有血清型与分泌型之分。血清型IgA:多为单体,免疫作用较弱。分泌型IgA(sIgA):为二聚体或四聚体,有一个J链和分泌片(secretory piece, SP)。广泛存在于外分泌液中,特别是初乳中含量很高。 sIgA的作用:是粘膜表面感染性免疫的主要防线,抑制病毒感染与细菌定植。初乳中sIgA含量高,对新生儿早期抗感染十分重要(出生后46个合成sIgA,至青少年成人水平)。
10、,2、IgA,17,免疫系统与免疫功能,占血清总Ig的1020,有血清型与分泌型之分。2、Ig,约占血清Ig总量510。mIgM为单体,是B细胞发育最早出现的表面标志。 血清中的IgM为五聚体,因其分子量大,又称巨球蛋白,不易透出血管。五聚体中含有一个J链,由浆细胞产生。 IgM是初次免疫应答产生的主要抗体,是个体发育中最早合成的Ig(胚胎晚期开始合成)。 IgM不能通过胎盘。,3、IgM,18,免疫系统与免疫功能,3、IgM18免疫系统与免疫功能,19,免疫系统与免疫功能,19免疫系统与免疫功能,约占Ig总量的0.20.5。因其铰链区长,易被蛋白酶解,故半衰期短,约为2.5d。 IgD为单体
11、,是B细胞成熟的主要标志;不能通过胎盘;不能激活补体。,4、IgD,20,免疫系统与免疫功能,约占Ig总量的0.20.5。因其铰链区4、IgD20,约占Ig总量的0.002,但作用明显,介导速发型超敏反应。IgE主要由呼吸道和消化道粘膜固有层的浆细胞产生,为单体。IgE的FcR主要分布在肥大细胞和嗜碱性粒细胞膜上,与超敏反应有关;分布在M、B细胞、嗜酸性粒细胞膜上,分别与吞噬、IgE产生和抗寄生虫感染有关。 约占Ig总量的0.20.5。因其铰链区长,易被蛋白酶解,故半衰期短,约为2.5d。,5、IgE,21,免疫系统与免疫功能,约占Ig总量的0.002,但作用明显,介导速发型超敏反应。,(三)
12、个体发育中的抗体形成,1、胎儿34月淋巴和Ig达到成人水平,但以mIg为主。2、出生后,首先出现的是IgM,其次是IgG,再次为IgA,7岁左右IgG达到成人水平。3、新生儿6个月内,其体内抗体大部分来自母体,也可从初乳获得高浓度的sIgA。,22,免疫系统与免疫功能,(三)个体发育中的抗体形成1、胎儿34月淋巴和Ig达到成人,23,免疫系统与免疫功能,23免疫系统与免疫功能,(四)抗体产生的一般规律及其效应,抗体产生的一般规律: 个体发育中Ig产生的规律;初次免疫应答和再次免疫应答的规律。再次应答与初次应答的不同之处:潜伏期短;抗体合成快速到达平台期,平台高且持续时间长;下降期持久;诱发再次
13、应答所需抗原量小;再次应答产生的抗体主要为IgG,亲和力高。,24,免疫系统与免疫功能,(四)抗体产生的一般规律及其效应抗体产生的一般规律: 个体发,25,免疫系统与免疫功能,25免疫系统与免疫功能,26,免疫系统与免疫功能,26免疫系统与免疫功能,(五)抗体的主要作用 : 中和作用:抗体与抗原(病毒、毒素)的特异性结合,直接发挥中和作用。但不能直接杀伤靶细胞,需吞噬细胞等发挥效应。调理作用:抗体促进吞噬细胞吞噬功能激活补体作用:抗体与抗原结合,使IgG或IgM的 补体结合位点暴露,激活补体的级联反应,杀伤或溶解靶细胞。,27,免疫系统与免疫功能,27免疫系统与免疫功能,抗体依赖的细胞介导的细
14、胞毒作(ADCC):,IgG与靶细胞结合后,其Fc段可与NK、M等结合,促使它们释放细胞毒颗粒,使靶细胞溶解。,28,免疫系统与免疫功能,抗体依赖的细胞介导的细胞毒作(ADCC): IgG与,BACK,29,免疫系统与免疫功能,BACK29免疫系统与免疫功能,四、非特异性免疫(non-specific immunity),(一)非特异性免疫/自然免疫性(natural immunity)/先天免疫性(innate immunity):指机体在接触外来侵染物之前就已先天存在的免疫特性,是种系在长期进化过程中形成的天然防御功能。其特点(1)无特异性,作用广泛。(2)初次与Ag接触就能发挥效应,但无
15、记忆性。(3)是先天固有的稳定遗传。(4)同一物种的正常个体间差异不大。所以是机体的第一、二道防线,是脊椎与无脊椎动物共有的。,30,免疫系统与免疫功能,四、非特异性免疫(non-specific immunit,(二)起非特异性免疫机制的成分:,1、屏障结构:主要位于机体表面。(1)物理屏障:由完整皮肤、粘膜组构成。(2)化学屏障:机体分泌物中的脂肪酸,机体表面的正常菌落的代谢产物等。(3)内屏障(解剖学屏障):血脑屏障、血胎屏障(子宫内膜和胎儿绒毛膜滋养层)等。(第一道防线),31,免疫系统与免疫功能,(二)起非特异性免疫机制的成分:1、屏障结构:主要位于机体表,2、杀菌物质,位于机体内部
16、。如补体成分、溶菌酶、干扰素等。3、参与非特异性免疫的细胞:(1)吞噬细胞:血液中的中性粒细胞、单核细胞、组织中的巨噬细胞。 单核吞噬细胞包括单核细胞和巨噬细胞(第二道防线)。,32,免疫系统与免疫功能,2、杀菌物质,位于机体内部。如补体成分、溶菌酶、干扰素等。3, 中性粒细胞,嗜中性粒细胞(neutrophil):占WBC4075,25007500个/mm3。具有较强的运动性,化学趋向性和吞噬能力,参与炎症应答反应。当组织发生炎症时,中性粒细胞从血管渗出,向炎症部位运动,吞噬抗原颗粒。该细胞表面有FcR和CR,其中FcR约每个细胞有135000个。主要对抗胞外寄生菌的感染,33,免疫系统与免
17、疫功能, 中性粒细胞嗜中性粒细胞(neutrophil):占WB,单核细胞,34,免疫系统与免疫功能,单核细胞34免疫系统与免疫功能,巨噬细胞(Macrophage M),M 由血液中的单核细胞分化而来,分布于全身各组织器官,如脾白髓中的脾M、淋巴结中的淋巴结M、肝脏中的枯否(kupffer)细胞、肺组织中的尘细胞(Alveolar细胞)、CNS中的小胶质(microglial)细胞、腹水中的腹腔M等。M在发育成熟过程中,细胞的功能发生一系列变化。溶酶体中酶的种类和数量增加,加强了M的吞噬、杀伤及清理作用。M的表面标记:CR1、CR3、CR4 ;MHC和MHC ;FCR和FCR;脂多糖(LPS
18、)受体,甘露糖受体等。,35,免疫系统与免疫功能,巨噬细胞(Macrophage M)M 由血液中的单核,36,免疫系统与免疫功能,36免疫系统与免疫功能,37,免疫系统与免疫功能,37免疫系统与免疫功能,Macrophage Phagocytosis,38,免疫系统与免疫功能,Macrophage Phagocytosis38免疫系统与,39,免疫系统与免疫功能,39免疫系统与免疫功能,单核吞噬细胞的发育:骨髓干细胞原单核(monoblast)前单核(promonocytes)单核细胞(monocyte)巨噬细胞(macrophage或M ) 单核吞噬细胞的功能:() 吞噬作用,对可溶性Ag
19、的吞噬能力较低,但对颗粒性Ag具有强大的吞噬能力。()抗原递呈作用:在细菌成分或CD4T分泌的细胞因子等诱导下, M高表达MHCII 分子,激活效应和记忆T细胞。(iii)分泌生物活性物质,如IL1、IL8、IL10等;TNF(肿瘤坏死因子);GMCSF(粒巨噬细胞集落刺激因子)、MCSF、GCSF;INF等。,40,免疫系统与免疫功能,单核吞噬细胞的发育:骨髓干细胞原单核(monoblast,(2)自然杀伤细胞(nature killer cells,NK ),主要来源于骨髓造血细胞,其分化、成熟依赖骨髓微环境,不依赖胸腺,不需抗原作用,可非特异性地直接杀伤靶细胞、中枢神经系统中的小胶质细胞
20、;,DC分布于全身各器官,表面有指状突起,并带有表面分子。如MHC-I、II抗原、LFA-1、3、胞间粘附分子ICMA-1、2等。其主要作用是,通过吞噬和胞饮摄取抗原,并进行加工,携带抗原的DC进入局部淋巴结,向T细胞递呈抗原,促使B细胞活化。其中朗汉细胞(Langerhans cell)分布于皮肤上的DC,形态和功能与DC类似。,(3)树突细胞(dendritic cell,DC)和朗汉细胞,41,免疫系统与免疫功能,(2)自然杀伤细胞(nature killer cells,,42,免疫系统与免疫功能,42免疫系统与免疫功能,(4)嗜酸性粒细胞(eosinophil):,占WBC25,40
21、440个/mm3。当寄生虫感染和I型超敏反应时,酸性粒细胞数目增加,吞噬AgAb复合物,并释放组胺酶等酶类。该细胞表面有FcR,故对诱发IgE抗体的寄生虫如蠕虫的杀伤性尤强。此外可释放多种酶破坏肥大细胞和嗜碱性粒细胞释放的活性物质,从而对I性超敏反应起负反馈作用。,43,免疫系统与免疫功能,(4)嗜酸性粒细胞(eosinophil):占WBC25,44,免疫系统与免疫功能,44免疫系统与免疫功能,(5) 肥大细胞(mast cell),肥大细胞是一种组织细胞,类似于碱性粒细胞,广泛分布于皮肤、粘膜下层及疏松结缔组织中,有两种亚系:粘膜肥大细胞亚系:含颗粒少,依赖T细胞分化。 结缔组织肥大细胞亚
22、系:含颗粒多,不依赖T细胞而分化,作用类似于碱性粒细胞。,激活后 5 分钟,激活后 60 分钟,静息肥大细胞,45,免疫系统与免疫功能,(5) 肥大细胞(mast cell)肥大细胞是一种组织细,46,免疫系统与免疫功能,46免疫系统与免疫功能,(三)吞噬细胞的胞吞过程,47,免疫系统与免疫功能,(三)吞噬细胞的胞吞过程47免疫系统与免疫功能,五、特异性免疫(specific immunity),特异免疫性/获得免疫性(acquired immunity)/适应免疫性(adaptive immunity):指机体与外来侵害抗原物质接触后获得的、具有针对性的免疫特性。主要由T、B淋巴细胞完成。其
23、特点(1)特异性:T、B细胞只针对相应抗原决定簇。(2)获得性:是出生后经抗原刺激获得的。(3)可传递性:免疫应答产物可直接输注。(4)记忆性:二次反应。(5)自限性:通过免疫调节,使免疫反应在适度水平或自限终止。,48,免疫系统与免疫功能,五、特异性免疫(specific immunity)特异免疫,免疫细胞(immunocytes),免疫细胞:指所有参与免疫应答及与之有关的细胞。(1)免疫活性细胞(immunocompetent cell,ICC): T、B细胞(2)抗原递呈细胞(antigen presenting cell,APC):指能够捕获、加工并递呈抗原的细胞。 DC:递呈吸入性
24、变应原、病毒、细菌、同种异型抗原等。 M:具有强大的吞噬作用,摄取细菌等颗粒性抗原。在细菌或CD4T细胞分泌的细胞因子作用下,M高表达MHC-II 类分子,能够激活效应和记忆T细胞。 B细胞:具有强大的递呈可溶性抗原的能力 ,尤其在二次应答中。表达MHC-II 类分子(3)其他细胞:NK、肥大细胞、碱性粒细胞、酸性粒细胞等,49,免疫系统与免疫功能,免疫细胞(immunocytes)免疫细胞:指所有参与免疫,50,免疫系统与免疫功能,50免疫系统与免疫功能,T细胞的来源 胚胎期来源于卵黄囊和胎肝;成体来自骨髓干细胞。在骨髓微环境中干细胞经过基因重排,成为干细胞前体,但不分化,转移到胸腺中发育成
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