免疫学导论 授课教师 林科Tel 13884753926Email keke5110 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细胞与组织器官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超敏反应第十一章异常免疫应答第十二章免疫系统的进化 重点 第一章绪论 第一节免疫学的由来和发展第二节免疫学的基本概念 免疫系统 免疫组织与器官 免疫细胞 免疫分子 机制 途径 防御 识别 排除异物 经验免疫学时期 公元18世纪末以前 免疫学起源阶段天花病人复原后对天花有持续的免疫性人痘牛痘 英国医生Jenner 第一节免疫学发展简史 7天 3天 5天 天花发病过程 科学免疫学时期 19世纪中叶 20世纪中叶 免疫学创立及实验阶段 1880年Pasteur首次制备减毒活霍乱疫苗 免疫学诞生的重要标志 1890年Behring抗体 Ab 的发现 1898年 P Ehrlich关于抗体形成的侧链学说 1901年Landsteiner发现了ABO血型系统 路易 巴斯德 LouisPasteur 1822 1895 法兰西的英雄葡萄酒之父微生物学的奠基人培育免疫疫苗第一人 机遇偏爱有准备的头脑 ABO血型系统根据红细胞表面有无特异性抗原 凝集原 A和B来划分先天遗传血型的划分血型的遗传 血型不合与新生儿溶血症对新生儿而言 如果刚出生的孩子与母亲的血型不合就容易造成溶血 表现为黄疸 贫血 新生儿发生溶血 最常见的是母婴ABO血型不合引起的同族免疫性溶血 尤其是母亲血型为O型 父亲是AB型的时候 因为这样血型的父母生出的孩子 血型不是A型就是B型 必然发生母婴血型不合 据统计 在所有分娩中 大概有20 30 出现母婴血型不合 但发生新生儿溶血病的只占约10 Rh血型在人类红细胞上存在一种特殊的抗原 与恒河猴 RhesusMacacus 红细胞上的抗原相同 称 Rh 抗原 凡含有这种抗原的为Rh阳性 不含这种抗原的为Rh阴性 在白种人中Rh阴性者较多 占15 而我国汉族人群中绝大多数为Rh阳性 Rh阴性者不足1 临床意义 1 防止Rh血型系统所致的溶血性输血反应 Rh阴性患者如输入Rh阳性血液后便可刺激机体产生抗Rh抗体 当再次输入Rh阳性血液时 就会发生溶血性输血反应 如Rh阴性妇女曾孕育过Rh阳性胎儿 当输入Rh阳性血时亦可发生溶血反应 所以需要输血的患者和供血者 除检查ABO血型外 还应做Rh血型鉴定 以避免这种情况的发生 2 Rh阳性红细胞引起的新生儿溶血症 Rh阴性的母亲孕育了Rh阳性的胎儿后 胎儿的红细胞若有一定数量进入母体时 即可刺激母体产生抗Rh阳性抗体 如母亲再次怀孕生第二胎时 此种抗体便可通过胎盘 溶解破坏胎儿的红细胞造成新生儿溶血 若孕妇原曾输过Rh阳性血液 则第一胎即可发生新生儿溶血 近代免疫学时期 20世纪中叶至今 免疫学发展阶段体液免疫方面1944年 Burnet发现了免疫耐受性1957年 Burnet提出克隆选择学说1959年 G M Edelman和R R Porter对抗体一级结构的阐明1975年 Kohler和Milstein发明制备单克隆抗体的杂交瘤技术 细胞免疫方面1957年 Glick发现了B细胞1961年 Miller等发现了T细胞1963年 G D Snell关于与移植排斥密切相关的MHC1967年 Claman等证明了T B细胞间的协同作用 1975年后 分子生物学带动免疫学的发展 也产生了许多分支学科目前研究的热点T B细胞抗原识别受体多样性产生的机制信号转导通路细胞程序性死亡途径免疫诊断 治疗 DNA疫苗等 第二节免疫学的基本概念 免疫组织与器官 红细胞 redbloodcell RBC 血小板 platelet 滤泡树突状细胞 folicularDC FDC 朗格汉斯细胞 Langerhan scells LH 嗜碱性粒细胞 basophilicgranulocyte 嗜酸性粒细胞 eosinophilicgranulocyte 嗜 中性粒细胞 neutrophilicgranulocyte 肥大细胞 mastcell 巨噬细胞 macrophage 第二章抗原 第一节抗原的基本概念及类别第二节抗原的分子基础第三节抗原的免疫特性第四节侵染性抗原第五节疫苗 抗原 antigen Ag 是一类能刺激机体免疫系统发生免疫应答 并能与相应免疫应答产物 抗体或T细胞受体 在体内外发生特异性结合的物质TCR Tcellreceptor T细胞 抗原识别 受体BCR Bcellreceptor B细胞 抗原识别 受体 T细胞表面受体 TCR B细胞表面受体 BCR Ag T T B 浆细胞 致敏T细胞 抗体 抗原性 免疫原性 凡具有免疫原性和抗原性的物质称为完全抗原 只有抗原性而不具有免疫原性的物质称为半抗原 如二硝基酚 青霉素 赋予半抗原以免疫原性的蛋白质称为载体 半抗原 蛋白质 载体 完全抗原 半抗原 载体 抗体 完全抗原 常用载体1 大分子蛋白质BSA 牛血清蛋白 OA 卵清蛋白 BGG 牛血清丙种球蛋白 KLH 匙孔蛴血蓝蛋白 2 多聚赖氨酸 半抗原没有免疫原性 不会引起免疫反应 但在某些特殊情况下 如果半抗原和大分子蛋白质结合以后 就获得了免疫原性而变成完全抗原 也就可以刺激免疫系统产生抗体和效应细胞 在青霉素进入体内后 如果其降解产物和组织蛋白结合 就获得了免疫原性 并刺激免疫系统产生抗青霉素抗体 当青霉素再次注射人体内时 抗青霉素抗体立即与青霉素结合 产生病理性免疫反应 出现皮疹或过敏性休克 甚至危及生命 同种异型 异种抗原 机体对正常的自身组织和体液成分处于免疫耐受状态 当自身耐受被打破 即可引起自身免疫应答 包括改变的自身抗原和隐蔽的自身抗原 自身抗原 异嗜性抗原 heterophilantigen 又称Forssman抗原 概念 不同种属生物间存在的共同抗原 超抗原 superantigen SAg 只需极低浓度即可激活2 20 T细胞克隆 产生极强的免疫应答的抗原 类似丝裂原的作用 1 10000 佐剂 adjuvant 概念预先或与抗原同时注入机体 可增强机体对抗原的免疫应答或改变免疫应答类型的非特异性免疫增强性物质 种类微生物及其产物 如结核杆菌 卡介苗短小棒状杆菌 白日咳杆菌等无机化合物 氢氧化铝 明矾等合成佐剂 如双链多聚肌胞苷酸 polyI C 油剂 如弗氏佐剂 矿物油 植物油弗氏佐剂与弗氏不完全佐剂 动物实验最常用 佐剂的作用机制改变抗原物理性状 延长抗原在体内存留的时间 刺激单核巨噬细胞增强其对抗原的处理和递呈能力 刺激淋巴细胞增生和分化 从而增强和扩大免疫应答的效应 佐剂的注射方式皮下 腹腔一周以上 第四节侵染性抗原 细菌 2020 5 22 50 可编辑 链球菌 痢疾杆菌 伤寒杆菌 真菌 丝状菌 白色念珠菌 病毒 腺病毒 狂犬病毒 流感病毒 冠状病毒 基因枪法 第三章抗体 抗体主要存在血液中 也可以存在组织液和外分泌液中 因此 将抗体介导的免疫就称为体液免疫1937年Tiselius和Kabat用电泳技术将血清蛋白分成白蛋白 及 球蛋白等组分 其后证明抗体活性是在 球蛋白部分 因此 很长一段时间内 抗体就称为 球蛋白 丙种球蛋白 实际上 抗体的活性除 球蛋白外还存在 和 球蛋白处 抗体的发现 抗体和免疫球蛋白 抗体 Antibody Ab 指能和相应抗原特异性结合的具有免疫功能的球蛋白免疫球蛋白 Immunoglobulin Ig 指具有抗体活性的或化学结构与抗体相似球蛋白Ab都是Ig Ig不一定是Ab 即并非所有的免疫球蛋白都具有抗体活性 Ig包含Ab Ab是生物学功能上概念 Ig是化学结构上概念 免疫球蛋白的结构与功能 由二硫键连接四条肽链形成的Ig单体分子 可变区 variableregion V区 恒定区 constantregion C区 重链 heavychain H 2条轻链 lightchain L 2条 可分为 型和 型 重链的可变区称为VH 轻链的可变区称为VL重链的恒定区称为CH 轻链的恒定区称为CL V区中 某些位置的氨基酸的组成和排列顺序变化频率更高 这些区域称为超变区 超变区 hypervariableregion HVR VH和VL的三个高变区共同组成Ig的抗原结合部位 该部位形成一个与抗原决定簇互补的表面 故高变区又称为决定簇互补区 complementarity diterminingregion CDR 分别称为CDR1 CDR2 CDR3 框架区 frameworkregions FRs V区中 高变区以外的区域 氨基酸的组成和排列相对稳定 称为框架区框架区不与抗原直接结合 但能维持高变区结构的稳定性 X射线晶体衍射分析表明 FRs的保守序列形成 片层结构 而CDRs则位于环形结构中 铰链区 hingeregion 在CHl和CH2之间 含较多脯氨酸和半胱氨酸残基 不易构成氢键 妨碍螺旋结构的形成 而呈伸展状态 从而保持相当柔曲性 铰链区功能为 当Ig与抗原结合时 该区可转动 以使Ig分子两个可变区的抗原结合部位尽量与不同距离的2个抗原表位 epitope 配合 起弹性和调节作用 有利于Ig分子变构 暴露lg的补体结合点 铰链区对木瓜蛋白酶 胃蛋白酶敏感 易被这些酶水解 IgM和IgE无铰链区 Ig的功能区 L链功能区 VL CLH链功能区 VH CH1 CH2 CH3 IgG IgA IgD IgM和IgE的重链有五个功能区 多一个功能区 CH4 1 VH和VL 抗原结合的部位2 CL和CH1 同种异型遗传标志所在3 IgG CH2和 IgM CH3 补体结合位点4 IgG CH2和CH3 通过胎盘和粘膜5 IgG CH3及 IgE CH2和CH3 Fc受体结合位点 免疫球蛋白的其他成分 连接链 joiningchain 简称J链 由浆细胞合成 连接5个单体IgM成五聚体 2个IgA成双聚体 故J链起稳定多聚体的作用分泌片 secretorypiece 简称SP 由上皮细胞合成 和分泌型IgA连接 使之不受环境中酶的破坏 Ig的四级结构 一级结构 110个aa左右二级结构 片层和Loop环三级结构 结构域四级结构 四条肽连二硫键和非共价键 抗体的异质性不同抗原甚至同一抗原刺激B细胞产生的免疫球蛋白 在其特异性以及类型等诸多方面均不尽相同 呈现出明显的异质性 表现为两个方面 免疫球蛋白的分类 ADCC Antibody dependentcell mediatedCytotoxicity 抗体依赖细胞介导的细胞毒作用 IgG或IgA与靶细胞结合后其Fc段和携带Fc R的效应细胞 NKcells M 嗜酸性粒细胞和嗜中性粒细胞 结合 释放穿孔素或颗粒酶导致靶细胞溶解或凋亡 Ig基因转录的调控 Ig基因的多样性 胚胎细胞的V J或V D J重排 DNA多样性的主要来源 基因重组的连接变异性 三方面 体细胞基因突变 免疫球蛋白的生物学功能1 与抗原特异性结合2 激活补体3 与组织细胞表面Fc受体结合 介导调理作用ADCC作用和超敏反应4 通过胎盘和黏膜 Ig的类别转换1 定义一个B细胞克隆在分化过程中V D J功能性基因片段保持不变 而发生C基因重排 使其表达的抗体分子发生H链类的改变 称为类别转换 classswitching 2 举例B细胞克隆 IgM IgG IFN IL 4 IgE IL 5 IgA B细胞的发育过程 第四章补体系统 二 补体系统的三条激活途径经典途径 classicalpathway 替换途径 alternativepathway 凝集素途径 MBLpathway 一 经典 传统 激活途径1 激活剂Ag Ab复合物 IgG IgM 2 参与成分C1 C93 激活过程 三个阶段 识别阶段活化阶段膜攻击阶段 1 识别阶段 C1脂酶形成Ag Ab复合物 C1q C1r活化 C1s活化 2 活化阶段C3转化酶和C5转化酶的形成 2 活化阶段C3转化