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1、第四章 免疫 第一节 免疫学的诞生 一 柯赫（Robert Koch，1843-1910）四原则 二 巴斯德（Louis Pasteur，1822-1895）人工 免疫实践的开拓性工作 1. 解决了鸡霍乱的免疫问题 2. 解决了牛羊炭疽病的免疫问题 3. 解决了恐水症的免疫问题 第二节 免疫系统 一. 免疫的概念及免疫功能 免疫（immune）是高等生物体识别自身物质和非自身物质 的能力，具有保护机体的作用，在一些情况下亦可引起疾 病。 在正常情况下，这种生理功能对机体有益，可以产生抗感 染、抗肿瘤等维持机体生理平衡和稳定的免疫保护作用； 但在一定的条件下，当免疫功能失调时，也会产生对机体 有
2、害的反应和结果，如引起超敏反应、自身免疫性疾病和 肿瘤疾病等。 1. 免疫防御（immunological defence） 免疫防御是机体排斥外来抗原性异物的一种 免疫保护功能。免疫功能在正常情况下，机 体可抵抗病原微生物及其毒性产物的感染和 损害，此功能即为抗感染免疫；在异常情况 下，免疫防御反应过强会引发超敏反应，反 应过弱或缺如可发生免疫缺陷。 2. 免疫自稳（immunological homeostasis） 免疫自稳是机体免疫系统维持内环境相对稳 定的一种生理功能。当免疫自身稳定功能处 于正常情况状态时，机体可及时清除体内损 伤、衰老、变性的血细胞和抗原-抗体复合 物等抗原异物，
3、而对自身成分保持免疫耐受 ；若免疫自身稳定功能失调，则可发生生理 功能紊乱或自身免疫性疾病。 3. 免疫监视（immunological survillance） 免疫监视是机体免疫系统及时识别、清 除体内突变、畸变的细胞和病毒感染细 胞的一种生理保护作用。免疫监视功能 失调时，机体突变细胞失控，有可能导 致肿瘤发生，或因病毒不能被清除而出 现病毒持续性感染状态。 二. 免疫系统 免疫系统 免疫器官 免疫细胞 免疫分子 中枢免疫器官 外周免疫器官 骨髓 法氏囊 胸腺 淋巴结 脾 粘膜相关 淋巴组织 造血干细胞 淋巴细胞 T、B淋巴细胞 第三群淋巴细胞 单核吞噬细胞 其他免疫细胞 抗体（anti
4、body） ：IgG、M、A、D和E 补体 细胞因子（cytokine，CK） 1. 免疫器官 1) 中枢免疫器官 a. 骨髓（bone marrow） b. 法氏囊（bursa of Fubricius） c. 胸腺（thymus） 2) 外周免疫器官 a. 淋巴结（lymphoid node） b. 脾（spleen） c. 粘膜相关的淋巴组织 2. 免疫细胞 1) 造血干细胞（hemopoietic stem cell） 2) 淋巴细胞（lymphoid node） a. T淋巴细胞 b. B淋巴细胞 c. 第三群淋巴细胞（third population of lymphocyte）
5、自然杀伤细胞（natural killer cell，NK细胞） 淋巴因子激活的杀伤细胞（lymphokin activated killer cell，LAK细胞） 3) 单核吞噬细胞 4) 其他免疫细胞 4) 其他免疫细胞 a. 中性粒细胞（neutrophil） b. 嗜酸性粒细胞（eosinophil） c. 嗜碱性粒细胞（basophil）、肥大细胞 d. 红细胞 1) 抗体（antibody） ：IgG、IgM、IgA、IgD和IgE 3. 免疫分子 抗体就是免疫球蛋白。 2) 补体 补体系统（complement system）是由一系列蛋白质 分子组成，能参与破坏或者清除那些与
6、抗体结合的 抗原，包括与抗体结合的细胞。 3) 细胞因子（cytokine，CK） 细胞因子是指由活化免疫细胞或非免疫细胞（如骨髓 或胸腺中的基质细胞、血管内皮细胞、成纤维细胞等 ）合成分泌的、能调节细胞生理功能、介导炎症反应 、参与免疫应答和组织修复等多种生物学效应的小分 子多肽，是除免疫球蛋白和补体之外的又一类分泌型 免疫分子。 第三节：免疫反应类型及免疫反应发生 一. 免疫反应类型（三种分类方式） 1. 正常免疫反应和异常免疫反应 正常免疫反应是一种生理性免疫反应。能够维持机 体免疫功能的相对稳定性，提高抗病能力，抗御病 原微生物等的侵袭，发挥机体自我稳定和免疫监视 作用，防止自身免疫性
7、疾病和肿瘤的发生发展。 异常免疫反应是一种病理性免疫反应。机体免疫失 调、生理机能紊乱，出现过高或过低的反应。反应 过高（反应过度）表现为变态反应和自身免疫病； 反应过低（反应不足）表现为反复感染，容易发生 肿瘤，常见于免疫缺损症病人。 2. 特异性免疫反应和非特异性免疫反应 特异性免疫反应是由后天获得，是机体在生理过程 中，反复与抗原物质作斗争或通过人工预防接种而 建立起来的免疫反应。有个体特征，针对性强，可 专一地对某种抗原起反应。根据获得特异性免疫反 应的方法不同，可将特异性免疫反应再分为自动免 疫和被动免疫反应。前者是通过自然的感染或有意 识地人工接种而获得的特异性免疫反应；后者是借
8、助转输抗体或淋巴细胞，将免疫性从一个个体传递 到另一个无免疫力的个体中而获得的特异性免疫反 应。 非特异性免疫反应是由先天遗传而来，是生物在种 系发生和进化过程中，不断与病原微生物等抗原物 质作斗争而获得。有“种”的特征。非特异性免疫 反应能对初次侵入机体的抗原起反应，对抗原无针 对性，是机体免疫反应的基础。 3. 细胞免疫反应和体液免疫反应 细胞免疫：由机体内的免疫淋巴细胞及其产生的 免疫活性细胞参与的免疫反应； 体液免疫：由抗体参与的免疫反应。 二. 免疫反应发生 1. 种系发生与免疫反应 2. 个体发育与免疫反应 1) “0”级阶段，可产生免疫耐受性，即在胚胎时 ，接触过某些抗原，将来成
9、长的个体对这些抗 原不产生免疫反应。 3) “”级阶段免疫反应是特异性抗体起主导作用 。出生3个月后，新生儿体内开始合成免疫球 蛋白，先出现现的是IgM，随后是IgG和IgA等， 6-12个月可以达到成年人水平。 2) “”级阶段的免疫反应（胚胎后期出现）是免 疫活性细胞对相应抗原发生的特异性免疫反应 。T淋巴细胞在此阶段起主导作用，抗体不起 作用。 第四节 抗原 （antigen，Ag） 一. 抗原的基本概念及类别 1. 抗原的基本概念 抗原是一类能够刺激机体免疫系统产生特异性免疫 应答的，并能与相应免疫应答产物即抗体或致敏淋 巴细胞在体内或体外发生特异性结合的物质。 1) 抗原的定义 2)
10、 抗原必须具备以下几个条件： a. 抗原必须具有特定的化学基团； b. 抗原必须是大分子，否则易被机体排除，分子 量一般在10000以上； c. 由于在免疫功能正常条件下机体对自身组织、 蛋白质不形成免疫反应，因此抗原必须是异体 大分子； d. 抗原在机体内不易被蛋白酶完全水解，否则易丧 失抗原性。 3) 抗原具有两种性能： a. 免疫原性（Immunogenicity） 是指抗原分子能够刺激免疫细胞，使之活化、增 殖、分化，最终产生免疫效应分子（如抗体）和 免疫活性细胞（如致敏T细胞）的性能；这种物质 称作免疫原（immunogen）。 b. 免疫反应性（Immunoreactivity）
11、是指抗原分子能与相应的免疫应答产物（如抗 体或致敏T细胞）在体内或体外发生特异性结合 产生免疫反应的性能。 4) 根据抗原的特性将抗原分为： a. 完全抗原（complete antigen）： 指同时具有免疫原性和免疫反应性的抗原，如 大多数异种蛋白质、细菌及其外毒素、病毒和 动物免疫血清等； b. 不完全抗原（incomplete antigen）或半抗原 （hapten） 只具有免疫反应性的抗原为半抗原。 半抗原大多为小分子物质，如大多数的糖、类脂 、某些药物、简单化合物等。半抗原单独作用时 无免疫原性，但与大分子蛋白质载体结合后形成 半抗原载体复合物后，就具有了免疫原性，这 种复合物不
12、但可以刺激机体产生针对半抗原的抗 体，也可刺激机体产生针对蛋白质载体的抗体。 5) 根据抗原作用的强度，可将抗原分为： a. 变应原（allergen） 有些抗原能刺激机体发生病理性免疫应答即产 生超敏反应，此类抗原称作变应原。 b. 耐受原（tolerogen） 在某些特定的条件下，抗原也可诱导机体对该 抗原表现出特异性无应答，即产生免疫耐受性 ，此类抗原被称作耐受原。 2. 抗原的类别 1) 天然抗原：天然的生物、细胞及天然的生物大 分子 用天然抗原免疫动物时，其抗原性会因被免疫 的动物与产生这些抗原的动物之间亲缘关系的 远近而有不同的表现。以这种关系来划分抗原 ，天然抗原可分为如下三类：
13、 a. 自身抗原（autoantigen） 抗原来自自身，是机体自身的正常组成成分。 b. 同种型抗原（isoantigen） 抗原来自同种动物在遗传上是不相同的个体。 c. 异种抗原（xenoantigen） 来自不同物种的抗原，但有极为相似的抗原性。 2) 人工抗原 经过人工化学改造的天然抗原即为人工抗原。 抗原与抗体的结合并非与整个分子所有部位结合， 只是抗原分子的一部分特殊结构与抗体结合，这种 特殊结构就称作抗原决定簇（antigenic determinant ） 。抗原决定簇又称作抗原表位（epitope），是位 于抗原物质分子表面或其他部位的具有一定组成和 结构的特殊化学基团，其
14、功能是与免疫系统中淋巴 细胞上的受体结合以及与相应抗体分子结合，是免 疫原引起免疫应答以及与抗体产生特异性反应的基 本结构单位。一个抗原分子可能有多个不同的决定 簇。 抗原决定簇 3) 合成抗原和超抗原 合成抗原是化学合成的分子。 一般的多肽抗原只能被少数抗原特异性T细胞识 别并激活相应的 T 细胞，正常情况下最多仅能 刺激10000个T细胞中的一个。 只需极低浓度（如1-10ng/ml）即可诱发最大的 免疫效应，可使5个淋巴细胞中的1个激活，是普 通抗原刺激能力的2000倍，这种抗原称作超抗原 （superantigen）。 二. 抗原的免疫特性 1. 抗原的外源性 免疫学理论中这种“非自身
15、”成分的概念既包括异己成 分，也包括自身免疫系统从为接触过的“自身”成分， 尽管这些“自身”成分是动物体内的正常成分，但由于 它们与免疫系统隔绝从未接触过，一旦因某种原因使之 暴露于免疫系统面前，将被免疫系统视为“非自身”成 分予以识别，并可诱发免疫应答，导致自身免疫疾病发 生。此外，抗原的免疫原性的大小或作用的强弱和抗原 （免疫原）与被免疫动物之间在系统发育上的距离有关 ，距离越远，免疫原性表现越强。不同物种之间的免疫 原性一般大于同一物种中不同个体之间的免疫原性。 2. 免疫原性与免疫个体及免疫方式的关系 1) 免疫原性与免疫个体的遗传性的关系 2) 抗原的剂量和佐剂 （adjuvant）
16、 免疫原用量过大会引起动物死亡或者引起免疫耐 受性而不发生免疫应答 ；用量过少则不能产生有 效刺激而产生期望的免疫应答。一般来说，免疫 原性强的免疫原用量要少，而免疫原性较弱的免 疫原用量可适当增大，并要多次免疫或加佐剂帮 助。 佐剂有增强免疫应答的作用，主要表现三个方 面：使抗原暂存，逐步释放刺激淋巴细胞； 佐剂能引起肉芽肿或炎症细胞；参与刺激 淋巴细胞增殖分化。佐剂是属于非特异性的免 疫原性增强剂。使用佐剂的免疫注射常采用皮 下或腹腔注射的方式，每次注射的时间间隔为 一周以上；不使用佐剂的免疫注射常采用静脉 注射的方式，每次注射的时间间隔为三天左右 。 3. 抗原的特异性和免疫优势 （immunodom
