免疫学 Immunology 第一章 绪论 第二章 抗原 第三章 免疫球蛋白 第四章 补体系统 第五章 免疫系统概述 第六章 免疫应答 第七章 主要组织相容性复合物 第八章 免疫耐受 第九章 超敏反应 第十章 免疫学检测 第一章 绪论 本章要点：1. 掌握免疫的基本概念和免疫的功能； 2. 了解免疫学的发展和应用。 第一节 免疫的基本概念 1. 免疫的含意 免疫(immune)一词源于拉丁文immunis,原意为古罗 马元老院议员在任职期间可免除各项公民义务(如税收 、兵役等)。以后延伸至保护机体不得疫病之意。 免疫性(immunity)表示生物机体识别和清除抗原性 异物，以维持机体的稳定性的一种生理反应(不论其生 理/病理结果如何) 。 2. 免疫的功能 免疫的功能包括：免疫防御(immunologic defence) 、免疫稳定(immunologic homeostasis)和免疫监视 (immunologic surveillance)。 免疫功能的分类及其表现 功能 正常表现 异常表现 免疫防御 抗病原微生物的侵袭 超敏反应、免疫缺陷病 免疫稳定 消除损伤或衰老有细胞 自身免疫性疾病 免疫监视 防止细胞癌变或持续性感染 肿瘤或持续性感染 3. 免疫性的获取 3.1 天然免疫和获得性免疫 3.1.1 天然免疫 机体在接触外来抗原性异物之前就 巳具备的一系列免疫防卫功能，是在长期进化和种系 发育过程中逐步建立起来的。天然免疫体系主要由组 织屏障(皮肤、粘膜、血脑/血胎)、免疫细胞(中性粒 细胞、单核吞噬细胞、NK细胞)和正常的免疫因子(补 体、溶菌酶)等构成，其特点是：作用范围广，不针 对某一特定抗原；同种系不同个体都有，可遗传， 较稳定；个体出生时就具备，对外来抗原应答迅速 ；再次接触相同抗原时其作用不会增减。 3.1.2 获得性免疫 机体须与外源抗原性异物接触后 所获得的免疫性，其特点是：针对性强，只对引发 免疫力的同一种抗原有作用，对他种抗原无效；不 可遗传，必须机体个体接触抗原后形成，因而消除抗原 性异物较慢(10-14d)；机体再次接触相同抗原时其免 疫力强度会增加。 3.2 主动免疫和被动免疫 3.2.1 主动免疫 机体接触抗原性异物刺激诱导而获得 免疫性的方式包括自然主动免疫和人工主动免疫(接种 疫苗)。 3.2.2 被动免疫 机体未曾受到抗原刺激，而是接受了 特异性抗血清(Ab)或免疫细胞而得以直接获得对某种抗 原的免疫性的方式，包括自然被动免疫(胎儿、哺乳)和 人工被动免疫(注射抗毒素)。 第二节 免疫学的进展 免疫学是随着医学实践和细菌学的发展而出现(虽 然学出自微生物学)，现代免疫学的发展表明其是一门 生物学科；因为以识别自身和异己为主线的免疫功能 不仅存在于人类，还存在于其他高等动物；而且在所 有不同进化阶段的生物都具有，只是在功能上有高低 之分。免疫如同生长、代谢、繁殖和遗传变异一样是 生物的特征，故免疫学巳是一门独立的、完整的生物 学科。 免疫学的发展过程大致可分为三个阶段：免疫学 开创阶段(公元1018世纪)，即免疫学的经验时期； 免疫学兴起时期(公元18世纪末20世纪中)，或称实 验免疫学时期；免疫学飞跃阶段(1957年-)，此为现 代免疫学时期。 现在大概一般人都不觉得天花这个字眼有多可怕 ，因为在1977年10月26日，世界上最后一位天花患者 马林，在非洲索马里梅尔卡市医院痊愈，然后经过2 年的观察，1979年10月26日，世界卫生组织郑重宣布 ：人类历史上最后一名天花病人被完全治愈。于是各 国政府纷纷停止天花疫苗接种，在1982年，我国政府 也宣布停止全民接种牛痘。 1. 基础免疫学 1.1 主要组织相容性复合体(MHC) 生物体免疫应答的遗传学基础及基因调控主要涉 及Ig、TCR和MHC三个基因系统。MHC在区别同一种群内 个体免疫应答能力和疾病易感性的差异方面起重要作 用，因而MHC是近年来免疫遗传学中最为活跃的部分。 1.2 TCR 随着抗原特异性T-细胞克隆和分子杂交技术的应 用得以逐步对TCR有了较清楚的认识。TCR为二条不同 肽链组成的异二聚体，分为TCR-1和TCR-2；其中TCR-2 由，二链组成；而TCR-1则由，链组成。人类 的，肽链编码基因位于第14号染色体， ，肽 链基因位于第7号染色体。. 1.3 细胞因子 细胞因子是一组激素样功能的低分子量的肽类或 糖蛋白，能够传递免疫信息，激活、调节细胞生长、 分化和增殖，并参与免疫应答和炎症反应。其可由多 种免疫细胞和非免疫细胞产生，对细胞因子研究的最 多的是IL。 1.4 超抗原 一般的抗原只能与具有相应TCR的T-细胞结合而 引发免疫应答，但有些细菌外毒素可以激活多种T-细 胞，这种物质就称为超抗原。超抗原对机体具有利弊 两重性，少量细菌侵入机体产生微量毒素时，就可能 激发大量T-细胞，继而辅助B-细胞克隆扩增，分化形 成体液免疫。但若毒素较多，过量增殖的T-细胞会释 放大量的IL-2，-干扰素和肿瘤坏死因子等，可能 造成休克等严重后果。超抗原有时可能使宿主呈现无 免疫应答或低免疫应答，这适于病菌生长；有时可激 活某些能与宿主组织发生反应的T-细胞群而导致自身 免疫疾病的发生。 1.5 免疫球蛋白超家族 将编码Ig自身和具有与Ig同源功能区的一系列糖 蛋白分子的基因总称为免疫球蛋白超家族。Ig基因超 家族各成员主要参与细胞识别、粘附和结合，与免疫 应答、神经信息传递、以及胚胎发生等密切相关。 1.6 热休克蛋白(HSP) 当生物体受环境温度突然升高时会产生一种蛋白 ，称为热休克蛋白(应激蛋白)。现已发现炎症、辐射 、病毒感染、恶性转化、缺氧及接触氧化剂、重金属 离子等有害刺激时，均可能诱导原核，真核细胞合成 这类蛋白。 2. 临床免疫学 2.1 免疫治疗剂 2.1.1 FK506（tacrolimus） 是一种强效免疫抑制 剂，由日本学者于1984年从筑波山土壤链霉菌属（ streptomyces tsukubaensis，津岛链霉菌）分离出，其化学 结构属23元大环内酯类抗生素，分子量为815U（822Dal ）。FK506作用于细胞G0期，抑制不同刺激应答中的淋 巴细胞增殖，包括刀豆素A（ConA）、T细胞受体（TCR ）的单克隆抗体、CD3复合体或其它细胞表面受体等， 但对已被IL-2激活的淋巴细胞的增殖无抑制作用。研 究表明，FK506-FK结合蛋白（FK506 binding protein， FKBP）复合物，与Ca2+依赖的钙神经素/钙调节素结合 可阻碍Ca2+依赖的信号传导，同时降低钙神经素的丝 氨酸/苏氨酸磷酸酯酶的活性，通过转录因子（NF-AT） 的作用降低细胞因子的基因活性，抑制IL-2、 IL-3、 IL-4、GM-CSF、-TNF和-INF等淋巴因子的表达， 并能直接抑制IL-2的基因转录，抑制Ca2+依赖性T和B 细胞的活化，发挥强大的免疫抑制作用。1989年， Strarzl等首次将FK506应用于肝脏移植，1年后又试 用于肾脏移植，取得了满意的疗效。与CsA(环胞素A) 相比，FK506能显著减少急性排斥反应的发生率和严 重程度，具有更强的免疫抑制作用和相同的靶细胞选 择性；因此，若以FK506作为移植术后的基础免疫抑 制剂治疗，将提高患者的长期生存率和移植物存活率 。 2.1.2 天花粉蛋白 这是一种从栝楼(gulu 葫芦科栝楼属)中提取出来 的碱性蛋白，过去主要作为产科用药。1989年有人用 高度纯化的26，000组分GLQ223处理用人类免疫缺陷 病毒(HIV-1)体外感染人的正常外周血单核-巨噬细胞 和T-细胞系，证实GLQ223可以杀伤HIV-1感染的CD4+T- 细胞和储存HIV的巨噬细胞，这提示其治疗HIV急性/ 慢性感染均可。 2.2 肿瘤免疫 1980年有研究人员发现荷瘤小鼠脾细胞在含有IL- 2的培养液中短期孵育后，对肿瘤细胞具有高度杀伤 活性；后来证实在人类中也有类似现象。这种杀伤细 胞后称为淋巴因子激活的杀伤细胞(LAK-Cell)。 1986年研究人员发现从实体肿瘤组织中分离的肿 瘤浸润性淋巴细胞(TIL)在体外经IL-2激活扩增后， 对肿瘤细胞具有高度杀伤活性，且副作用较轻(而 LAK+IL-2的副作用较严重)。 2.3 移植免疫 除FK-506外，1991年还发现紫外线照射具有高度 的免疫调节作用；UV直接照射BALB/C(H-2d)小鼠的骨 骼和脾细胞，然后将其移植于CBA(H-2k)小鼠，结果有 50%的受体小鼠不出现排斥反应或GVH(移植物抗宿主) 。 2.4 DNA免疫 DNA免疫(或DNA疫苗)是20世纪后期发展起来的新 型疫苗，除了可诱发保护性体液免疫应答外，更重要 的是还能诱发以特异性CTL为代表的保护性细胞免疫 应答。目前已经在流感病毒、人和猴免疫缺陷病毒 (HIV及SIV)、HBV、HCV、人疱疹病毒、结核杆菌、疟 原虫，以及肿瘤免疫学等方面进行了深入研究，其中 HIV、HBV、轮状病毒的DNA免疫已经进入临床试验阶 段。 3. 免疫技术 3.1 体液免疫技术 免疫标记技术中的标记物主要有荧光素、酶和核 素三大类，用标记物标记抗体或抗原后可用于不同要 求的研究领域。其中酶免疫是应用最广泛的一种标记 技术；而以生物素-亲和素系统的效果最令人满意， 其比普通酶标法的灵敏度提高数倍至数百倍。另外， 荧光免疫技术从以往常用的仪器-显微荧光光度计发 展到了荧光激活细胞分离器，借此可在较短时间内利 用免疫荧光原理将染上不同荧光色素的特异表位的细 胞予以分离。 3.2 细胞免疫技术 应用多种单克隆抗体通过检测不同抗原表位来区 分淋巴细胞亚群、单核吞噬细胞等免疫细胞的类型， 及这些细胞后所携带的各种不同受体. 3.3 实验动物 将外源基因导入小鼠等哺乳动物的受精卵或其胚 胎中的转基因技术所建成的转基因动物，不需要通过 有性杂交就能获得新的基因。其在Ig基因重排、MHC 基因的表达功能、TCR、细胞因子、生长激素和癌基 因的表达等方面的研究中非常有用。另外，培育免疫 缺陷动物用于构建人-动物嵌合体模型(人-鼠)，可为 免疫学研究提供一种新的实验研究材料。