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1、1基础医学概论-免疫学山东大学药学院 张建人体处在各种病原体的包围和侵袭之中，但是人们只是偶尔生病。这是由于人体内有一个重要的防御系统，抵御病原体的入侵，即免疫系统。免疫系统具有免疫监视、防御、调控的作用。这个系统由免疫器官（骨髓、胸腺、脾脏、淋巴结、扁桃体、小肠集合淋巴结、阑尾等）、免疫细胞（淋巴细胞、单核 -巨噬细胞、中性粒细胞、嗜碱粒细胞、嗜酸粒细胞、肥大细胞等），以及免疫活性物质（抗体、溶菌酶、补体、干扰素、白细胞介素、肿瘤坏死因子等细胞因子）组成。免疫系统分为先天免疫（又称为固有免疫或非特异性免疫）和适应免疫（又称为获得性免疫或特异性免疫），其中适应免疫又分为体液免疫和细胞免疫。任何
2、外部入侵的病原体，当其越过皮肤或黏膜的屏障后，都要面对我们的第二道防线先天免疫系统。免疫学家称此为先天是因为这一防卫似乎是所有动物天生都具有的。第一章 基本概念一、人体防线人体共有三道防线：1.第一道防线：是由皮肤和黏膜构成的，它们不仅能够阻挡病原体侵入人体，而且它们的分泌物（如乳酸、脂肪酸、胃酸和酶等）还有杀菌的作用。呼吸道黏膜上有纤毛，可以清除异物。2.第二道防线：是体液中的杀菌物质和吞噬细胞。这两道防线是人类在进化过程中逐渐建立起来的天然防御功能，特点是人人生来就有，不针对某一种特定的病原体，对多种病原体都有防御作用，因此叫做非特异性免疫（又称先天性免疫）。多数情况下，这两道防线可以防止
3、病原体对机体的侵袭。3.第三道防线：主要由免疫器官（胸腺、淋巴结和脾脏等）和免疫细胞（淋巴细胞）组成。第三道防线是人体在出生以后逐渐建立起来的后天防御功能，特点是出生后才产生的，只针对某一特定的病原体或异物起作用，因而叫做特异性免疫（又称后天性免疫）。二、物理屏障机体防卫病原体入侵的第一道防线就是由物理屏障组成的。虽然我们倾向于认为皮肤是机体的主要屏障，但其覆盖的面积只有2平方米。相反，由黏膜所覆盖的消化道、呼吸道、生殖道等，其覆盖面积达到400平方米，这一巨大范围亦是机体的重要屏障。对于病毒、细菌以及寄生虫等病原体，它们对机体的感染依赖于越过这些物理屏障。 2三、免疫系统的基本功能 免疫系统
4、（immune system）是机体执行免疫应答及免疫功能的重要系统。由免疫器官、免疫细胞和免疫活性物质组成，是防卫病原体入侵最有效的武器，它能发现并清除异物、外来病原微生物等引起内环境波动的因素。但其功能的亢进会对自身器官或组织产生伤害。1.识别和清除外来入侵的抗原，如病原微生物等。这种防止外界病原体入侵和清除已入侵病原体及其他有害物质的功能被称之为免疫防御。使人体免于病毒、细菌、污染物质及疾病的攻击。2.识别和清除体内发生突变的肿瘤细胞、衰老细胞、死亡细胞或其他有害的成分。这种随时发现和清除体内出现的“非己”成分的功能被称之为免疫监视。清除新陈代谢后的废物及免疫细胞与 病毒打仗时遗留下来的
5、病毒死伤尸体，都必须藉由免疫细胞加以清除。3.通过自身免疫耐受和免疫调节使免疫系统内环境保持稳定。免疫细胞能修补受损的器官和组织，使其恢复原来的功能。健康的免疫系统是无可取代的，但仍可能因为持续摄取不健康的食物而失效。四、免疫系统的组成结构1.中枢免疫器官（包括胸腺、骨髓）。骨髓：骨髓位于骨髓腔中，分为红骨髓和黄骨髓。红骨髓具有活跃的造血功能。因此，骨髓是各类血细胞和免疫细胞发生及成熟的场所，是人体的重要中枢免疫器官。其功能如下：a.各类血细胞和免疫细胞发生的场所；b.B细胞分化成熟的场所；c.体液免疫应答发生的场所。 胸腺：胸腺是人体主要的淋巴器官，位于胸骨后、心脏的上方，是T细胞分化发育和
6、成熟的场所。人胸腺的大小和结构随年龄的不同具有明显的差异。胸腺于胚胎20周发育成熟，是发生最早的免疫器官，到出生时胸腺约重1520g，以后逐渐增大，至青春期可达3040g，青春期后，胸腺3随年龄增长而逐渐萎缩退化，到老年时基本被脂肪组织所取代，随着胸腺的逐渐萎缩，功能衰退，细胞免疫力下降，对感染和肿瘤的监视功能减低。胸腺具有以下三种功能：a.T细胞分化、成熟的场所；b.免疫调节：对外周免疫器官和免疫细胞具有调节作用；c.自身免疫耐受的建立与维持。2外周免疫器官（包括脾脏、淋巴结、黏膜相关淋巴组织、皮肤相关淋巴组织。）脾：脾脏是血液的仓库,承担着过滤血液的职能，除去死亡的血细胞，并吞噬病毒和细菌
7、。它还能激活B细胞使其产生大量的抗体。脾是胚胎时期的造血器官，自骨髓开始造血后，脾演变为人体最大的外周免疫器官。具有四种功能：a.T细胞和B细胞的定居场所；b.免疫应答发生的场所；c.合成某些生物活性物质；d.过滤作用。淋巴结：淋巴结是一个拥有数十亿个白细胞的小型战场。当因感染而须开始作战时，外来的入侵者和免疫细胞都聚集在这里，淋巴结就会肿大，作为整个军队的排水系统，淋巴结肩负着过滤淋巴液的工作，把病毒、细菌等废物运走。人体内的淋巴液大约比血液多出4倍。人全身有500600个淋巴结，是结构完备的外周免疫器官，广泛存在于全身非黏膜部位的淋巴通道上。淋巴结具有以下功能：a.T细胞和B细胞定居的场所
8、；b.免疫应答发生的场所；c.参与淋巴细胞再循环；d.过滤作用。黏膜相关淋巴组织：黏膜相关淋巴组织（Mucosa-associated lymphoid tissue, MALT）亦称黏膜免疫系统（Mucosal immune system, MIS），主要是指呼吸道、胃肠道及泌尿生殖道黏膜固有层和上皮细胞下散在的无被膜淋巴组织，以及某些带有生发中心的器官化的淋巴组织，如扁桃体、小肠的派氏集合淋巴结（Peyers patches, PP）及阑尾等。主要包括肠相关淋巴组织、鼻相关淋巴组织和支气管相关淋巴组织等。（1）肠相关淋巴组织：包括派氏集合淋巴结（PP）、淋巴小结、上皮间淋巴细胞、固有层弥漫
9、分布的淋巴细胞等。a.M细胞：是一种特殊的抗原转运细胞。存在于肠集合淋巴小结和派氏集合淋巴小结。b.上皮内淋巴细胞：存在于小肠黏膜上皮内。约40%为胸腺依赖性，60%为非胸腺依赖性。在免疫监视和细胞介导的黏膜免疫中具有重要作用。（2）鼻相关淋巴组织：包括咽扁桃体、腭扁桃体、舌扁桃体及鼻后部其他淋巴组织。其主要作用是抵御经空气传播的病原微生物的感染。（3）支气管相关淋巴组织：主要分布在各个肺叶的支气管上皮下。其主要是B细胞。 4扁桃体：扁桃体对经由口鼻进入人体的入侵者保持着高度的警戒。那些割除扁桃体的人患上链球菌咽喉炎和霍奇金病的机率明显升高。这证明扁桃体在保护上呼吸道方面具有非常重要的作用。盲
10、肠：盲肠能够帮助B细胞成熟发展以及抗体（IgA）的生产。它也扮演着交通指挥员的角色，生产分子来指挥白细胞到身体的各个部位。盲肠还能“通知”白细胞在消化道内存在有入侵者。在帮助局部免疫的同时，盲肠还能帮助控制抗体的过度免疫反应。病原微生物最易入侵的部位是口，而肠道与口相通，所以肠道的免疫功能非常重要。集合淋巴结是肠道黏膜固有层中的一种无被膜淋巴组织，富含B淋巴细胞、巨噬细胞和少量T淋巴细胞等。对入侵肠道的病原微生物形成一道有力防线。第二章 获得性免疫系统几乎99的动物都只需要自然屏障和先天免疫系统就足以保其安全，但对于脊椎动物（例如人类），还将有第三道防卫体系-获得性免疫系统，该防卫系统几乎能抵
11、御所有的入侵病原体。 一、B 细胞1.抗体和B细胞如图中所示，一个IgG抗体分子是由两对不同的蛋白组成:重链和轻链。由于这个特定的结构，每个抗体都具有两个特定的“手臂”（Fab区域），它们可以结合抗原。在血液中，IgG占所有抗体的75，另外还有4种其他类型的抗体，即IgA、IgD、IgE和IgM。所有这些抗体都是由B细胞产生，B细胞是一类白细胞，其源于骨髓，然后成熟为被称为“浆细胞”的“抗体工厂”。2. 抗体的功能尽管抗体在机体防御外来病原体入侵方面有着重要的意义，但它们并不会杀灭任何这类病原体。它们的工作只是给入侵病原体一个要予以消灭的标记。因此，抗体仅仅做到鉴别入侵病原体的工作，而让其他的
12、成分来做下一步消灭病原体。我们常见的病原体多是细菌和病毒。抗体能结合这两类病原体，并将其标记为消灭的对象。免疫学家常说抗体能够“调理（opsonize）”这些病原体。这个词来源于德语，意为“为吃某物做准备”，也可以理解为对病原体进行“修饰”，如下图所示，抗体可以结合细菌或病毒的多个部位，从而修饰其表面。因而，当抗体调理细菌或病毒时，抗体分子是以它们的Fab区域与病原体5结合，留下它们的Fc端以便与细胞如巨噬细胞表面的Fc受体结合。这实际上在病原体和吞噬细胞表面之间形成了一个类似桥梁的联系，使得病原体与细胞接近，从而利于细胞对其的吞噬（即吞噬作用的发生）。3.抗原（antigen，Ag）抗原为任
13、何可诱发免疫反应的物质。外来分子可经过 B细胞上免疫球蛋白的辨识或经抗原呈递细胞的处理并与主要组织相容性复合体（MHC）结合成复合物再活化 T细胞，引发连续的免疫反应。所谓抗原的反应原性（抗原性）是指能与由它刺激所产生的抗体或致敏淋巴细胞发生特异性反应。具备免疫原性和反应原性两种能力的物质称为完全抗原，如病原体、异种动物血清等。只具有反应原性而没有免疫原性的物质，称为半抗原，如青霉素、磺胺等。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
14、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。抗原的基本性质具有异物性、大分子性和特异性。（1）异物性是指进入机体组织内的抗原物质，必须与该机体组织细胞的成分不相同。抗原一般是指进入机体内的外来物质，如细菌、病毒、花粉等；抗原也可以是不同物种间的物质，如马的血清进入兔子的体内，马血清中的许多蛋白质就成为兔子的抗原物质；同种异体间的物质也可以成为抗原，如血型、移植免疫等；自体内的某些隔绝成分也可以成为抗原，如眼睛水晶体蛋白质、精细胞、甲状腺球蛋白等，在正常情况下，是固定在
15、机体的某一部位，与产生抗体的细胞相隔绝，因此不会引起自体产生抗体。但当受到外伤或感染，这些成分进入血液时，就像异物一样也能引起自体产生抗体，这些对自体具有抗原性的物质称为自身抗原，所产生的抗体称为自身抗体。由于自身抗体与自身抗原发生反应，于是就引起自身免疫疾病，如过敏性眼炎、甲状腺炎等。机体其它自身组织的蛋白可因电离辐射、烧伤、某些化学药品和某些微生物等理化和生物因素的作用发生变性时，也可成为自身抗原，引起自身免疫疾病，如红斑狼疮病、白细胞减少病、慢性肝炎等。（2）大分子性是指构成抗原的物质通常是相对分子质量大于10000的大分子物质，分子量越大，抗原性越强。绝大多数蛋白质都是很好的6抗原。为
16、什么抗原物质都是大分子物质呢？这是因为大分子物质能够较长时间停留在机体内，有足够的时间和免疫细胞（主要是巨噬细胞、 T淋巴细胞和 B淋巴细胞）接触，引起免疫细胞作出反应。如果外来物质是小分子物质，将很快被机体排出体外，没有机会与免疫细胞接触，如大分子蛋白质经水解后成为小分子物质，就失了抗原性。（3）特异性是指一种抗原只能与相应的抗体或效应T细胞发生特异性结合。抗原的特异性是由分子表面的特定化学基团所决定的，这些化学基团称为抗原决定簇。抗原以抗原决定簇与相应淋巴细胞的抗原受体结合而激活淋巴细胞引起免疫应答。换言之，淋巴细胞表面的抗原识别受体通过识别抗原决定簇而区分“自身”与“异己”。抗原也是以抗原决定簇与相应抗体特异性结合而发生反应的。因此，抗原决定簇是免疫应答和免疫反应具有特异性的物质基础。4.IgE型抗体 过敏性休克是由肥大细胞脱颗粒所引起的。类似巨噬细胞，肥大细胞是一种位于所有暴露表面（如表皮或黏膜屏障）下的白细胞。就像血细胞一样，肥大细胞的寿命很长，在我们的组织里，它们能够存活数年，等待防御入侵者。近年来的研究
