免疫系统与免疫功能(胡军祥)

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1、免疫系统与免疫功能胡军祥一、免疫学基本概念1、免疫（immune）：免除疾病、源于拉丁（immunis） ，原意是“免税”。现代免疫的概念是指机体识别和排 除抗原性物质的功能。 2、免疫性（immunity）：是指机体对感染疾病具有高度 的抗性。机体的免疫性既有先天（innate）具有的抗性 ，也有后天获得（acquired）的抗性。实际上机体免疫 性是对所有能被机体免疫识别的物质所表现的抗性， 包括生物的和非生物的、自身的（self）和非己的（ non-self）物质。所以免疫性也指机体具有保护自己免 受其他物质伤害的特性。 3、免疫学，从本质上来讲，就是研究机体识别“自身”，“ 排除异己”

2、的学科。免疫学的研究核心是机体怎样识别 “自身”和“非自身”。二、抗原（Antigen，Ag）1、抗原：是一类能够诱导机体产生免疫应答，并 能与相应抗体或T细胞受体在体内或体外特异性 结合的物质。2、抗原的特性(1) 免疫原性（immunogenicity）：是指一种物质 免疫机体后，能使机体产生或激活淋巴细胞产生 免疫应答的特性。(2) 特异反应性（specific reactivity）：指抗原与相 应抗体或效应淋巴细胞特异性结合的特性，也称 抗原性。 3、免疫原（immunogen）：同时具有免疫原性和 特异反应性的物质称为免疫原，或称完全抗原4、外来抗原进入体内可能产生四种不同的结果：

3、(1)无应答：抗原浓度太低或者宿主已经处于耐受状态(2)抗原特异性体液和细胞免疫应答（正性应答）宿主此后的一段时间里对该抗原处于免疫状态 (3)超敏反应抗原特异性免疫应答伴有较强的炎症反应或损伤(4)诱导免疫耐受（负性应答）宿主在此后的一段时间里对该抗原处于无反应状态5、抗原类别 （1）天然抗原：指天然的生物、细菌及天 然的生物产物。 细胞、细菌和病毒 蛋白质类抗原 糖类抗原 脂类抗原 核酸抗原（2）如果按被免疫动物的亲缘关系来 划分天然抗原，又可分成3类：自身抗原（autoantigen）：是机体的自身成分, 只有在特殊情况下才能被自身免疫系统识别，引起免 疫应答，导致自身疾病的发生（aut

4、oimmune disease ）。 同种型抗原（isoantigen）：来自同种动物的不 同个体。人类同种异型抗原（allogenic Ag）：血型（红细胞）抗原： ABO系统和Rh组织相容性抗原（人主要为HLA）异种抗原（xenoantigen）：来自不同物种的抗原 。其中有一类是动植物、微生物及人类间共有的 、抗原决定簇相同的异种抗原，称为异噬性抗原 。6、抗原决定簇抗原特异性的分子基础 抗原决定簇（表位）： 指抗原分子中决定抗原特 异性的特殊化学基团。是被免疫细胞识别的靶结 构，也是免疫反应具有特异性的物质基础。 一个多肽决定簇含56个氨基酸残基；一个多糖 决定簇含57个单糖；一个核酸

5、半抗原决定簇含 68个核苷酸。 抗原分子表面能与抗体结合的决定簇总数称为抗 原结合价l T细胞决定簇： T细 胞决定簇位于抗原 分子内部，必须由 APC将抗原加工处理 为小分子多肽并与 MHC分子结合，然 后才能被TCR所识别 。 l B细胞决定簇： BCR 能与未经APC加工的 抗原发生反应，其 识别的靶结构主要 位于抗原分子表面 的决定簇。三、抗体(Antibody，Ab) 抗体(Ab)：指由B细胞受Ag刺激后所产生的、具有与 相应抗原特异性结合的免疫球蛋白（Immunoglobulin, Ig）。其作用是中和病原微生物、通过Ig受体介导细 胞免疫应答、促进巨噬细胞的吞噬作用、T细胞和NK

6、 细胞的杀伤作用、补体介导的溶菌和溶胞作用等。抗体的化学本质是糖蛋白。将含抗体的血清称为抗 血清或免疫血清。 体液免疫(humoral immunity)：指抗体介导的免疫应 答，主要表现为B细胞的功能。（一）抗体的基本结构 1、抗体是免疫球蛋白（Immunoglobulin, Ig）血清蛋白经电泳分离后，依次可以出现白蛋白、 、球蛋白组分。抗体存在于球蛋白组分内，但也有少 量抗体存在于球蛋白组分中。免疫球蛋白：1968年WHO决定，将具有抗体活性或化 学结构与抗体相似的球蛋白称为Ig。2、免疫球蛋白的基本结构 四肽链结构：所有Ig的基本单位都是四条肽链的对称结 构。两条重链（H链）和两条轻链

7、（L链）。每条H链和L 链分为氨基端和羧基端。H链和L链之间，H与H链之间以 二硫键相连。免疫球蛋白的结构免疫球蛋白的结构L链：约有214个氨基酸残基组成，近N端的约1/2氨基酸（ 100110个）组成与顺序变异较大，称为可变区（variable region，V区,VL），近C端1/2的氨基酸组成与顺序在同一物 种的同一类Ig中相对稳定，称为恒定区（constant region，C 区,CL）。V区是抗原结合的部位 H链：约有450550个氨基酸残基组成。近N端的100110 个氨基酸组成差异较大，称为VH，其余为CH。高变区(二) 免疫球蛋白的类别人类Ig根据其重链稳定区的分子结构和抗原

8、 特异性的不同，分为五类：IgG、IgA、IgM、 IgD、IgE，其重链分别为：、1、IgG 约占血清Ig总量的80。是唯一能够穿过 胎盘的Ig。 IgG分子为单体，有四种亚类：IgG1、IgG2、IgG3、IgG4。 IgG是再次免疫应答产生的主要抗体，具有抗菌、抗病毒、中和毒素及免疫调节作用。占血清总Ig的1020，有血清型与分泌型之分。 n血清型IgA：多为单体，免疫作用较弱。 n分泌型IgA（sIgA）：为二聚体或四聚体，有一个J 链和分泌片（secretory piece, SP）。广泛存在于 外分泌液中，特别是初乳中含量很高。 nsIgA的作用： 是粘膜表面感染性免疫的主要防线，

9、抑制病 毒感染与细菌定植。 初乳中sIgA含量高，对新生儿早期抗感染十 分重要（出生后46个合成sIgA，至青少年成 人水平）。2、IgA 约占血清Ig总量510。mIgM为单体，是B细 胞发育最早出现的表面标志。 血清中的IgM为五聚体，因其分子量大，又称 巨球蛋白，不易透出血管。五聚体中含有一个J 链，由浆细胞产生。 IgM是初次免疫应答产生的主要抗体，是个体 发育中最早合成的Ig（胚胎晚期开始合成）。IgM不能通过胎盘。3、IgM约占Ig总量的0.20.5。因其铰链区长，易被蛋白酶解，故半衰期短，约为 2.5d。IgD为单体，是B细胞成熟的主要标志；不 能通过胎盘；不能激活补体。4、Ig

10、D约占Ig总量的0.002，但作用明显，介导速 发型超敏反应。 IgE主要由呼吸道和消化道粘膜固有层的浆 细胞产生，为单体。 IgE的FcR主要分布在肥大细胞和嗜碱性粒细 胞膜上，与超敏反应有关；分布在M、B细 胞、嗜酸性粒细胞膜上，分别与吞噬、IgE 产生和抗寄生虫感染有关。 约占Ig总量的 0.20.5。因其铰链区长，易被蛋白酶解 ，故半衰期短，约为2.5d。5、IgE（三）个体发育中的抗体形成1、胎儿34月淋巴和Ig达到成人水平，但以mIg 为主。 2、出生后，首先出现的是IgM，其次是IgG，再 次为IgA，7岁左右IgG达到成人水平。 3、新生儿6个月内，其体内抗体大部分来自母 体，

11、也可从初乳获得高浓度的sIgA。（四）抗体产生的一般规律及其效应 抗体产生的一般规律: 个体发育中Ig产生的 规律；初次免疫应答和再次免疫应答的规 律。 再次应答与初次应答的不同之处：潜伏 期短；抗体合成快速到达平台期，平台 高且持续时间长；下降期持久；诱发 再次应答所需抗原量小；再次应答产生 的抗体主要为IgG，亲和力高。（五）抗体的主要作用 ： l 中和作用:抗体与抗原（病毒、毒素）的特异性结合 ，直接发挥中和作用。但不能直接杀伤靶细胞，需 吞噬细胞等发挥效应。 l调理作用：抗体促进吞噬细胞吞噬功能 l激活补体作用：抗体与抗原结合，使IgG或 IgM的 补体结合位点暴露，激活补体的级联 反

12、应，杀伤或溶解靶细胞。l抗体依赖的细胞介导的细胞毒作（ADCC）： IgG与靶细胞结合 后，其Fc段可与 NK、M等结合， 促使它们释放细 胞毒颗粒，使靶 细胞溶解。BACK四、非特异性免疫（non-specific immunity ）（一）非特异性免疫/自然免疫性（natural immunity）/先天免疫性（innate immunity） ：指机体在接触外来侵染物之前就已先天存在 的免疫特性，是种系在长期进化过程中形成的 天然防御功能。 其特点（1）无特异性，作用广泛。（2）初次 与Ag接触就能发挥效应，但无记忆性。（3） 是先天固有的稳定遗传。（4）同一物种的正 常个体间差异不大。

13、所以是机体的第一、二道 防线，是脊椎与无脊椎动物共有的。（二）起非特异性免疫机制的成分：1、屏障结构：主要位于机体表面。 （1）物理屏障：由完整皮肤、粘膜组构成。 （2）化学屏障：机体分泌物中的脂肪酸，机体表 面的正常菌落的代谢产物等。 （3）内屏障（解剖学屏障）：血脑屏障、血胎屏 障（子宫内膜和胎儿绒毛膜滋养层）等。（第一 道防线）2、杀菌物质，位于机体内部。如补体成分、 溶菌酶、干扰素等。 3、参与非特异性免疫的细胞： （1）吞噬细胞：血液中的中性粒细胞、单核 细胞、组织中的巨噬细胞。单核吞噬细胞包括单核细胞和巨噬细胞 （第二道防线）。 中性粒细胞 嗜中性粒细胞（neutrophil）：占

14、WBC4075，2500 7500个/mm3。具有较强的运动性，化学趋向性和吞噬能 力，参与炎症应答反应。当组织发生炎症时，中性粒细胞 从血管渗出，向炎症部位运动，吞噬抗原颗粒。该细胞表 面有FcR和CR，其中FcR约每个细胞有135000个。主要对 抗胞外寄生菌的感染单核细胞巨噬细胞（Macrophage M） M 由血液中的单核细胞分化而来，分布于全 身各组织器官，如脾白髓中的脾M、淋巴结 中的淋巴结M、肝脏中的枯否（kupffer)细 胞、肺组织中的尘细胞（Alveolar细胞）、CNS 中的小胶质（microglial)细胞、腹水中的腹腔 M等。 M在发育成熟过程中，细胞的功能发生一系

15、 列变化。溶酶体中酶的种类和数量增加，加强 了M的吞噬、杀伤及清理作用。 M的表面标记：CR1、CR3、CR4 ；MHC 和MHC ；FCR和FCR；脂多糖（LPS）受 体，甘露糖受体等。Macrophage Phagocytosis单核吞噬细胞的发育：骨髓干细胞原单核（ monoblast）前单核（promonocytes）单核细 胞（monocyte）巨噬细胞（macrophage或M ） 单核吞噬细胞的功能： （） 吞噬作用，对可溶性Ag的吞噬能力较低，但 对颗粒性Ag具有强大的吞噬能力。 （）抗原递呈作用：在细菌成分或CD4T分泌的 细胞因子等诱导下， M高表达MHCII 分子， 激活

16、效应和记忆T细胞。 （iii）分泌生物活性物质，如IL1、IL8、IL 10等；TNF（肿瘤坏死因子）；GMCSF（粒 巨噬细胞集落刺激因子）、MCSF、GCSF； INF等。 （2）自然杀伤细胞（nature killer cells，NK ）主要来源于骨髓造血细胞，其分化、成熟依赖骨髓微 环境，不依赖胸腺，不需抗原作用，可非特异性地直 接杀伤靶细胞、中枢神经系统中的小胶质细胞；DC分布于全身各器官，表面有指状突起，并带有表面分子 。如MHC-I、II抗原、LFA-1、3、胞间粘附分子ICMA-1、2 等。其主要作用是，通过吞噬和胞饮摄取抗原，并进行加工 ，携带抗原的DC进入局部淋巴结，向T细胞递呈抗原，促使B 细胞活化。 其中朗汉细胞（Langerhans cell）分布于皮肤上的