医学概论07-基础医学-免疫学.ppt
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1、 医学免疫学(Medical Immunology)第一节 免疫学基本概念一、免疫与免疫学 免疫 机体识别非已抗原,对其产生免疫应答并清除之;(正常机体对自身组织抗原成分则不产生免疫应 答,即维持耐受)免疫学 研究机体免疫系统结构和功能的科学。包括免 疫系统的组织结构、对抗原的识别和应答、对 抗原的排异效应及机制、免疫耐受的诱导/维持/破坏及其机制等。,中枢/外周免疫器官分布(图9-1),二、免疫系统及其功能 1.免疫系统的组成与结构 由中枢免疫器官(骨髓/胸腺)和 外周免疫器官(脾/淋 巴结/粘膜免疫系统)组成;免疫器官中具体执行免疫功能的主要是各类免疫C:固有免疫应答C-单核-巨噬C/自然
2、杀伤C/多 形中性粒C 等 适应性免疫应答C-即淋巴细胞,包括T、B 淋 巴C(T-为细胞免疫C,B-为体液免疫C)所有免疫C均来源于造血干C,故后者亦属于免疫C;除免疫器官和C外,多种免疫分子(如免疫球蛋白/细胞因子/抗原受体/CD分子/粘附分子 等)也被视为 免疫系统的组分。,2.免疫系统的功能:免疫防御,即抗感染免疫-主要指针对外来抗原(如 微生物和毒素)的免疫保护作用。免疫监视-由于各种体内外环境因素影响,正常个 体组织细胞不断发生畸变/突变,机体免疫系统可识 别此类C并其清除之。免疫耐受-机体免疫系统对自身组织C表达的抗原 不产生免疫应答,不产生自身免疫病。免疫调节-与N-内分泌系统
3、一起,共同构成N-内分 泌-免疫网络调节系统,不仅调节机体整体功能,也 对免疫系统本身功能进行调节。3.免疫的类型:分为固有免疫(非特异性)和适应性(特异性)免疫二类,固有免疫(天然/先天免疫,非特异性免疫)-种群长期进化过程形成/机体防御的第一道防线;特点:生而有之/作用广泛/非特异性;机制:皮肤/粘膜及其分泌的抑、杀菌物质的屏障 效应+非特异性C和效应分子的生物学作用 适应性免疫(后天/获得性免疫,特异性免疫)-个体生后接触特定抗原而产生;特点:特异性/记忆性/耐受性 机制:T/B 淋巴细胞(特异性识别抗原被激活 分化为效应C介导C免疫/体液免疫),第二节 人体免疫系统 免疫系统:免疫器官
4、(和组织)免疫分子 免疫分子(及相关编码基因)一、免疫器官 依功能不同,分中枢免疫器官和外周免疫器官,二者通过血液循环及淋巴循环互相联系(图9-1,P319)I.中枢淋巴器官 免疫C发生 分化 发育 成熟的场所;对外周免疫器官的发育起主导作用;包括胸腺+骨髓,1.胸腺 解剖相关知识 萎缩性器官(15-20g/新生儿30-40g/青春萎缩退化/老年)/实质由胸腺小叶构成,小叶 分为皮质和髓质;胸腺内主要由胸腺细胞和基质细胞 构成。功能 T 细胞分化-成熟的场所-骨髓前T细胞(在胸腺产生 的相关因子作用下,被吸引至胸腺-)胸腺细胞(循被膜下-皮质-髓质移行,经系列选择性发育,95%胸腺细胞凋亡,仅
5、5%细胞发育成-)成熟T 细胞血循环定居外周淋巴器官,免疫调节功能-基质细胞产生多种肽类物质-既可 促进胸腺分化成熟,又参与调节外周成熟T 细胞。血-胸腺屏障作用 皮质内毛细血管及其周围结构 可阻止血中大分子物质进入。2.骨髓 相关解剖知识 分为红/白骨髓;红骨髓呈海绵状存在 于骨松质的腔隙中,具有活跃的造血功能。功能 各类免疫细胞发生的场所-骨髓造血干C(多能造血干C,HSC)髓样前体C 粒C/单核C/红C/血小板 淋巴样前体CT/B 淋巴C/自然杀伤C B淋巴细胞分化成熟的场所-,部分淋巴样前体C(在骨髓)成熟B淋巴C血循环 外周免疫器官定居 发生B细胞应答的场所 外周器官记忆性B细胞(抗
6、 原剌激下)活化(经血/淋巴入骨髓)分化为浆C抗 体血II、外周淋巴器官 成熟的T/B 细胞等免疫C定居场所/亦是产生免疫 应答的场所/包括淋巴结/扁桃体/脾/粘腊免疫系统。1.淋巴结 解剖相关知识(图9-2,P321)500-600个淋巴结布于全身,淋巴结实质分为皮质和髓质,彼此以淋巴窦相通。皮质浅层为非胸腺依赖区-B细胞定居场所:静止的 成熟B细胞-(+抗原剌激)-B淋巴母细胞浆细胞,图9-2 淋巴结组织结构,图9-3 脾的组织结构,皮质区深层为胸腺依赖区-T细胞(主要是CD4+细胞)髓质区含有B/T/浆/肥大细胞等 功能:T细胞和B细胞定居的场所 T细胞占结内细胞总数 的75%;B细胞占
7、25%免疫应答发生的场所 淋巴结内T/B 细胞-在(抗原 呈递C所摄取的)相应抗原剌激下活化 增殖 分化 参与淋巴细胞再循环 血循环中的淋巴C穿越淋 巴结皮质深层的高内皮小V淋巴结(经输出管)-胸导管/右淋巴管血循环 过滤作用 组织中的细菌/毒素淋巴液淋巴结(被吞噬/清除)2.脾脏,解剖学相关知识(图9-3,P323):最大的淋巴器官/分为白髓、红髓和边缘区/内有T 细胞居住区和B细胞居住区。功能:免疫细胞定居的场所-成熟的B细胞约占脾脏淋巴C 总数的60%/T细胞占40%。免疫应答的场所-是淋巴C接受血源性抗原剌激并发 生免疫应答的重要场所。合成生物活性物质-合成/分泌补体、干扰素等 滤过作
8、用 清除血中病原体/衰老死亡的自身组织/蜕 变的C/免疫复合物等 贮存红细胞的血库-,3.粘膜免疫系统(MIS)/粘膜相关淋巴组织(MALT)MALT组成:鼻相关淋巴组织(NLAT)咽/腭/舌 扁桃体+鼻后部其 它淋巴组织。肠相关淋巴组织(GLAT)集合淋巴结+淋巴滤泡+上 皮间淋巴C+固有层淋巴组织。支气管相关淋巴组织(BLAT)-支气管上皮下淋巴结 MALT 功能/特点:参与粘膜局部免疫应答-在呼吸道/消化道/泌尿生殖 道的局部免疫防御中起关键作用。分泌sIgA-抵御病原体对呼吸道/消化道/泌尿生殖道 的侵袭。参与口服抗原介导的免疫耐受-口服抗原诱导耐受 可阻止本体对肠腔共栖菌群产生免疫应
9、答。,二、免疫细胞 概念 泛指所有参与免疫应答的细胞及其前体。包括造血干 C/淋巴C/专职抗原递呈C(树状突C 单核-巨噬C)/其 它抗原递呈C/粒C/肥大C/红C 等 淋巴C 淋巴C是构成免疫系统的主要C类别,成人体内约含 1012 个淋巴C,占外周白C总数的20-45%。可分为许 多表型与功能不同的群体,如T/B/NK细胞等;T/B细胞 又可分为若干亚群。这些淋巴C及其亚群在免疫应答 过程中相互作用、相互制约,共同完成对抗原物质的 识别、应答和清除,维持体内环境的稳定。,图9-4 TCR-CD3免疫复合体结构,图9-5 T细胞与抗原呈递细胞 之间的主要辅助因子,图9-6 Th1 和 Th2
10、细胞分化示意图(实线为促进 虚线为抑制),1.T淋巴细胞(T细胞)来源与定居-来源于骨髓淋巴样干C,在胸腺分化成熟后,即离开 胸腺经血定居于外周淋巴器官(T细胞占淋巴总数的 65-85%;在外周血占60-70%;在脾占30-50%)。胸腺 髓质中成熟的T细胞CD抗原分化为二种,CD4+CD8-及CD4-CD8+。表面标志-即其膜分子,是T细胞识别抗原、与其它免疫细胞相 互作用,接受信号剌激并产生免疫应答的物质基础。亦是鉴别和分离T细胞的重要依据。在诸多表面标志 中,T细胞抗原受体(TCR)/CD3/CD2等抗原分子是 外周血成熟T细胞各亚群的共有标志。,2.B淋巴细胞(B 细胞)来源与定居-源
11、于骨髓的淋巴样前体细胞。成熟的B细胞定居于 淋巴结皮质浅层(的淋巴小结)和 脾脏红/白髓的淋 巴小结内。在外周血,B细胞约占淋巴总数的10-15%。B 细胞是体内产生抗体的细胞,主要执行体液免疫,也具有抗原呈递功能。表面标志 包括B细胞表面受体和细胞表面抗原。前者含细胞抗 原受体(BCR)/细胞因子受体(IL-)/补体受(CR)/Fc受 体/丝裂源受体等;后者含MHC/CD 抗原等。3.自然杀伤细胞(NK,Natural Kill Cell)又称大颗粒淋巴细胞。无须抗原预先致敏即可直接杀,伤肿瘤细胞/病毒或细菌感染的细胞/机体某些正常 细胞。来源及分布-NK由骨髓中的共同淋巴样祖细胞分化而 来
12、/主要布于脾脏(占脾C总数的3-4%)和 外周血(占淋马虎细胞总数的5-7%),在淋巴结和其它组织内 也有少量NK存在。NK的膜分子及其作用 NK的免疫生物学作用主要由膜分子介导。膜分子包 括三大类,即:杀伤细胞活化受体(KAR)/抑制受体(KIR)/CD3 CD16 CD56等标志性膜分子。NK的生物学作用 细胞毒作用 自然杀伤是指KAR介导的无须抗原剌 激的细胞毒作用。,细胞免疫调节作用:活化巨噬细胞,促进吞噬作用/促进免疫球蛋白类别转换,形成IgG类型抗体/诱导T 细胞分化。4.抗原呈递细胞(APC)是能摄取、加工处理抗原,并将 抗原递呈给淋巴细胞的一类免疫细胞/可分为专职和 非专职AP
13、C二类,前者包括单核巨噬细胞系统、树 突状细胞(DC)、B细胞等;后者包括内皮细胞、纤维母细胞、上皮细胞等。APC生物学功能 抗原递呈功能 DC通过吞饮作用/受体介导的内吞 作用/吞噬作用/表面捕获作用等摄取抗原(图9-8)。辅佐作用 DC对T/B细胞的发育、成熟、活化、增 殖、分化均产生重要的影响。,图9-8 DC摄取抗原的主要形式,单核吞噬细胞系统(MPS)包括骨髓中的前单核细胞、外周血中的单核细胞以 及组织中的巨噬细胞,是体内具有最活跃生物学功 能的细胞类型之一。来源和分布 由骨髓造血干C衍生而来-在血液中存留 数小时至数日穿越血管内皮全身各组织器官(发 育成熟)主要生物学作用 吞噬消化
14、作用-杀伤肿瘤细胞-加工和递呈抗原-调节免疫应答-介导炎症反应-,三、免疫分子 1.细胞因子 由多种细胞(尤其免疫细胞)产生、具有广泛生物 学活性的小分子蛋白;其在免疫细胞分化/发育/免疫 调节/炎症反应/造血功能中均发挥重要作用;并参与 多种生理/病理过程的发生和发展。细胞因子来源、分布与种类 多种免疫细胞(如T/B/单核/巨噬/NK细胞等)、非免疫细胞(血管内皮/表皮/成纤维细胞等)、某些肿 瘤细胞 均可产生细胞因子。多数细胞因子是以可溶性蛋白形式分布于组织 间质和体液中;某些细胞因子(如TNF)可以跨膜分子 形式表达于产生细胞的表面。,至今已发现200多种细胞因子,种类繁多:白细胞介素(
15、IL)由白C产生,又在白C间作用 已发现IL1IL29 干扰素(IFN)-具有干扰病死复制作用 肿瘤坏死因子(TNF)体内外均可直接杀伤肿瘤C 集落剌激因子(CSF)-是一组在体内外均可选择性 剌激造血组细胞增殖、分化并形成某一谱系 细胞集落的剌激因子 生长因子(GF)-是一类可介导不同类型细胞生长和 分化的细胞因子 趋化因子 是一类对不同靶C具有趋化效应的细胞 因子家族(已发现50余个成员)细胞因子作用的共同特点:,作用的多样性-作用的高效性-作用的局部性(图9-9)-作用的短暂性-作用的复杂性-交叉(重叠)性/双向性/网络性 细胞因子的生物学作用:参与细胞的分化和发育-参与免疫应答和免疫调
16、节-介导天然免疫和炎症反应-决定免疫就答类型-其它-2.白细胞分化抗原和粘附分子 白细胞分化抗原 是不同谱系白细胞在正常分化/成熟的,图9-9 细胞因子的作用方式,不同阶段及活化过程中,出现或消失的细胞表面标志。种类繁多 分布广泛。迄今为止,人的CD分子序号已 从 CD1CD247(图9-10,11):参与细胞识别与信号转导的CD-参与提供免疫细胞活化共剌激信号的CD-参与免疫效应的CD-粘附分子 是一类介导细胞与细胞间/或细胞与细胞 外基质间相互接触和结合的分子,多为跨膜糖蛋白。作用广泛:参与炎症反应-参与免疫细胞识别与活化-参与淋巴细胞归巢-参与细胞迁移/凋亡的调节(图9-13)-,图9-
17、10CD3分子结构,图9-11 CD4分子结构,图9-12 CD8分子结构,3.主要组织相容性复合体(MHC)即编码主要组织相容性抗原的一组紧密连锁的基因 群,定位于某对染色体的特定区域,呈高度多态性。人类HLA复合体(图9-14)即人类MHC 位于第六号染色体短臂 MHC分子功能:参与加工与呈递抗原-参与T细胞限制性识别 参与T细胞在胸腺的发育 诱导同种移植排斥反应 参与免疫应答的遗传控制4.HLA与医学实践 NLA与同种器官移植 同种异体器官移植的成败取 决于供-受体间HLA型别的差异(组织相容度)。故术,必须进行HLA配型!HLA与疾病关联 已发现50我种疾病与HLA关联(如 90%强直
18、性脊柱炎患者携带有HLA-B27,而正常人 群只9%)HLA表达异常与疾病发生 恶性肿瘤 HLA-I类分子 表达,CD8+T细胞MHC限制性识别障碍,肿瘤逃避 免疫监视,肿瘤发生。HLA与亲子鉴定和法医学,图9-14 人类HLA基因结构图,第三节 抗原 抗体与补体一、抗原 指可被T、B 淋巴细胞识别,并启动特异性免疫应答 的物质。抗原具有二个重要特征:免疫原性(能剌激机体产生抗体或致敏淋巴C的能 力;是判断一种物质是为抗原的关键)抗原性(能与所诱生的抗体或致敏淋巴细胞特 异性结合的能力)决定免疫原性的条件 免疫原性主要取决于物质本身 的性质及其与机体的相互作用:抗原分子的理化性质-分子量(10
19、KD)/结构/表面 抗原决定基等,抗原与机体的相互作用-宿主方面因素-年龄 性别 遗传因素等 进入机体的途径 剌激机体产生应答的强度依次 为:皮内皮下肌肉腹腔静脉 佐剂的作用 与抗原同时使用,增强机体的免疫应 答(如卡介苗/短小棒状杆菌/脂多糖等)2.抗原的异物性与特异性-人群中对同一抗原可有高、中、低不同程度的应 答;宿主年龄 性别 健康状况对免疫应答亦有影响-特异性指抗原诱导机体产生应答及与应答产物发生 反应所显示的专一性-决定抗原特异性的基本结构或化学基团称为表位(亦称抗原决定基),-交叉抗原与交叉反应 某些特定抗原不仅可与其诱 生的抗体/致敏淋巴C结合或相互作用,还可与其它 抗原诱生的
20、抗体/致敏淋巴C结合或相互作用,这种 抗原称交叉抗原;其与其与抗原诱生的抗体/致敏淋 巴C结合或相互作用,称交叉反应。3.抗原的种类 依抗原诱生抗体时对T细胞的依赖性 胸腺依赖性抗原(TD抗原,T细胞依赖抗原)-非胸腺依赖性抗原(TI抗原,T细胞非依赖抗原)-根据与机体的亲缘关系 异种抗原-病原微生物(下图)及其产物/植物蛋白等 同种异型抗原-同一种属不同个体所具有的特异性抗原(如RBC的ABO、Rh/HLA 等),自身抗原-异嗜性抗原 与种属无关,存在于动植物和人之间的 抗原(如A溶血性链球菌与人肾小球基底膜和心肌具有共同 抗原,链球菌感染诱生的抗体与肾/心组织产生交叉反应肾 炎/心肌炎)依
21、抗原是否由抗原呈递细胞所合成分为:外源性抗原-不由抗原呈递细胞所合成(如被抗原呈 递C吞噬的B./V.等)内源性抗原-由抗原递呈C在其胞内合成的抗原(如 V.感染C合成的病毒蛋白/肿瘤C合成 的肿瘤抗原等)4.其它非特异性免疫剌激剂(略)佐剂-/超抗原-/丝裂原-,二、免疫球蛋白 抗体(Ab)是B细胞接受抗原剌激后增殖分化为浆C所 产生的糖蛋白,是介导体液免疫的重要效应分子。免疫球蛋白(Ig)具有抗体活性或化学结构与抗体相似 的球蛋白。可分为分泌型(存在于血和组织液中,发 挥各种免疫功能)和 膜型(构成B细胞的表面抗原受 体)。1.Ig 的分子结构 基本结构是一“r”字型的四肽链结构,由二条完
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