免疫学概论 中山大学 免疫学

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1、欢迎同学们学习 医学免疫学！吴长有 中山大学免疫学教研室 2009.2,机体的免疫系统抵御病原微生物感染,免疫学(Immunology),是以免疫系统及其应答机制为主要研究对象的学科 是生物医学的一个重要分支学科 是生命科学各专业的必修课 免疫学知识是处理各种感染性疾病和传染性疾病的必要条件,免疫的字面意思,汉语中 “疫” 指瘟疫或疫病. 免疫的字面意思为“免除疫病”或者“抵抗疫病”.相应的英语单词“IMMUNITY”来自拉丁文“IMMUNIS”(免除).,第一篇 免疫学概论一、免疫学的发展史二、免疫学简介三、免疫组织和器官,免疫学发展简史,经验免疫学时期中国 明代 正式记载接种“人痘”，预防

2、天花18世纪中叶 英国医生Edward Jenner 种牛痘预防天花目前，通过全球性大面积疫苗接种我们已经消灭了天花病毒,科学免疫学时期,病原菌的发现推动了疫苗的研制。 抗体的发现推动体液免疫学的研究。 免疫耐受的发现，认识到经免疫应答及免疫耐受的两种不同效应，免疫系统执行协调统一的生理功能。 Burnet的克隆选择学说及细胞免疫学的发展。 单克隆抗体（monoclonal Ab)技术的建立，使制备抗体的技术从机体水平跨越到细胞水平。, 科学免疫学时期,一）病原菌的发现与疫苗使用的推广19世纪中叶，显微镜的改进使人们可在镜下直接观察到细菌，导致病原菌的发现。1850年，首先在感染羊的血液中看到

3、了炭疽杆菌。,Pasteur证明实验室培养的炭疽杆菌能使动物感染致病，并且发明了液体培养基，以培养细菌。,Louis Pasteur 1822-1895, Father of immunology, attenuated bacteria and viruses as vaccine against anthrax ,Koch发明固体培养基，分离培养结核杆菌成功，提出病原菌致病的概念。,Robert Koch 1843-1910, Nobel Prize in 1905 for his work on tuberculosis, Anthrax, Cholera, Tubercule baci

4、llus,抗体的发现：1890年,von Behring和 Kitasato正式用白喉抗毒素血清治疗白喉病人,Emil von Behring 1854 - 1917, Nobel Prize in 1901 for demonstrating that circulating antitoxins against diphtheria and tetanus toxins conferred immunity.,二）抗体的发现、应用及细胞免疫的研究,2.抗原的结构与抗原特异性,Landsteiner发现人红细胞表面的糖蛋白末端寡糖特点决定其抗原特异性发现ABO血型，避免了输血导致的超敏反应,

5、3.抗体是免疫球蛋白 1930s，Tiselius和Kabat电泳鉴定证明Ab是-球蛋白 4.抗体是四肽链结构1959，Porter和Edelman,5.免疫耐受的发现 1945，Owen发现异卵胎盘融合双生小牛，体内存在两种血型不同的红细胞，互不排斥,新生期接触抗原形成的耐受,Medawar观察到的小鼠皮肤移植,人 工 免 疫 耐 受,6、Burnet学说及其对免疫学发展的推动作用体内存有识别多种抗原的细胞系，在其细胞表面有识别抗原的受体 抗原使免疫细胞活化、增殖最后成为抗体产生细胞及免疫记忆细胞 胎生期免疫细胞与自己抗原相接触形成天然自身耐受状态（禁忌细胞系） 免疫细胞系可突变产生与自己抗

6、原发生反应的细胞系可形成自身免疫反应,禁忌克隆:,某种抗原,胚胎期间接触,相应细胞系,细胞系被排除 或失去活性,致使机体失去针对这种抗原的反应性，形成免疫耐受性 。,7、细胞免疫学的发展,1880s，俄Metchnikoff 吞噬作用 1942，Landsteiner TB迟发型超敏反应 1957，Burnet 克隆选择学说 1957，Glick B细胞 1961，Miller和Good T细胞 1960s，Warner和Szenberg T/B细胞功能 1967，Claman和Mitchell T/B细胞协同作用 1975，Kohler和Milstein McAb技术 T/B细胞亚群、免疫应

7、答的研究,8.固有免疫与抗原提呈,(1)固有免疫组成细胞,(2)抗原提呈,外源性抗原提呈内源性抗原提呈,外源性抗原提呈,内源性抗原提呈,9、超敏反应及自身免疫病 血清病 结核菌素实验,抗传染免疫,1920世纪初 1.确定了免疫性分类： 主动免疫和被动免疫； 2.提出了体液和细胞免疫学说； 3.观察到免疫效应的两面性： 生理性和病理性； 4.建立了血清学技术： 抗原-抗体反应的检测法。,现代免疫学时期,一、 免疫学理论抗体多样性的产生；APC作用的胞内信号机制；T、B细胞信号转导途径；凋亡；造血与免疫细胞的发育；MHC的生物学本质；各种免疫分子的特征功能；排斥和耐受机制；HIV等感染的机制,二、

8、免疫学技术DNA疫苗；基因工程制备重组细胞因子；免疫细胞治疗；完全人源抗体；口服自身抗原预防自身免疫病；,免疫学发展近况及展望近年医学免疫学发展的内容很多，结合临床较为感兴趣的主要有 1.淋巴细胞信号转导途径的发现 2.免疫突触的研究 3.免疫耐受的研究 4.危险信号假说 5.细胞凋亡的研究 6.蛋白工程新技术7.转基因动物和基因敲除动物模型的应用,二、免疫学简介,免疫学基本内容,免疫与免疫学的概念 免疫系统的基本功能 免疫系统的组成 免疫应答的特点,免疫的概念免疫(immunity)：机体识别和排除抗原性异物，维持机体正 常生理平衡和稳定的功能。,狭义上：人体对病原体（病菌、病毒）和有害物

9、质的抵抗力。 广义上：识别自己，排除异己。,免疫学（Immunology): 研究免疫系统的结构和功能及免疫应答引起的获得性防御功能及所致疾病的过程和机制的学科。研究机体免疫系统的组成（免疫器官、免疫细胞和免疫分子）、结构及其免疫生物学（生理性的和病理性的）功能的学科。,医学免疫学分类 1、 基础免疫学 主要研究抗原物质、机体的免疫系统、免疫应答过程及免疫耐受、免疫调节、免疫效应、免疫遗传等生理现象。 2、 临床免疫学 主要研究人体健康和临床疾病密切相关的各种免疫现象，如超敏反应、免疫缺陷病、自身免疫病、肿瘤免疫和移植免疫等。,免疫系统三大功能及其表现功能 正常表现免疫防御 抗感染(immun

10、ologic defense)免疫稳定 免疫调节与免疫耐受 (immunologic homeostasis) 消除炎症或衰老细胞免疫监视 控制癌变细胞(immunologic surveilance),免疫系统的分类,固有或天然免疫系统（非特异性免疫系统） 适应性免疫系统（获得性免疫或特异性免疫系统）,免疫的类型(一)先天性免疫（固有性免疫）1. 特征 （1）出生时即具有，遗传获得 （2）反应迅速，针对范围广，也称非特异性免疫。,2. 组成 （1）屏障结构 皮肤和粘膜屏障，血脑屏障，胎盘屏障 （2）吞噬细胞 吞噬、分解生物大分子，杀灭病原体。 （3）正常组织和体液中的杀菌物质 抗体、补体、溶

11、菌酶等,（二）适应性免疫（获得性免疫） 1. 特征 （1）个体出生后，由于接触抗原而获得。（2）针对性强（特异性强），也称特异性免疫。（3）有多样性、记忆性、耐受性和自限性。,2. 组成 （1） 体液免疫 B细胞介导 （2） 细胞免疫 T细胞介导,第一道皮肤、粘膜 第二道体液中的杀菌物质吞噬细胞 第三道免疫器官和免疫细胞,人体的三道防线,非特异性免疫,特异性免疫,人体的第一道防线的作用,皮肤有角质层，可以阻挡病原体侵入人体 皮肤的分泌物有杀菌作用 呼吸道上黏膜上有纤毛，可以清扫异物（病菌）,人体第二道防线的作用,体液中的杀菌物质破坏病菌 吞噬细胞可以直接将病原体吞噬消化,第三道防线：,免疫组织

12、与器官：,免疫细胞：,免疫分子：,免疫系统,免疫组织与器官,外周淋巴器官及组织中枢淋巴器官,淋巴结脾粘膜相关淋巴组织,骨髓 胸腺,中枢免疫器官,骨髓 结构 红、黄骨髓 造血组织（基质细胞/造血细胞）和血窦 功能 各种血细胞和免疫细胞发生和分化的场所 B细胞分化成熟的场所 体液免疫应答发生的场所,胸腺,T细胞分化、发育、成熟的场所 发生最早，胚胎9w出现，20w成熟 结构 皮质：胸腺细胞、胸腺上皮细胞、DC、巨噬 髓质：胸腺小体 胸腺微环境：胸腺细胞、胸腺基质细胞（TSC） 细胞间接触 分泌细胞因子和胸腺肽类分子 SCF、IL-1、2、6、7、TNF、GM-CSF 胸腺素、胸腺生成素、胸腺肽,位

13、置: 位于胸骨后, 分左、右两叶，成长扁条状。,外周免疫组织器官,成熟T、B等免疫细胞定居的场所 产生免疫应答的地方,淋巴结,结构 皮质区 浅：TI区，B细胞，淋巴滤泡 深：TD区，T细胞，高内皮小静脉（HEV） 髓质区 髓索：LC密集，B/浆为主 髓窦：巨噬细胞多 功能 T、B细胞定居场所 免疫应答场所 参与淋巴细胞在再循环 过滤作用,位置：五六百个大小不一的小体，在颈部、腋窝、腹股沟等处最多。,脾脏,最大 结构 白髓 动脉周围淋巴鞘：T 淋巴滤泡：脾小结 B 边缘区：T/B、巨噬 红髓 脾索：B/浆、DC、巨噬细胞 脾血窦： 功能 T、B细胞定居场所 免疫应答场所 合成某些活性物质：如补体

14、 过滤作用,脾脏,位置：腹腔的左上部，呈卵圆形。,黏膜免疫系统,MIS/黏膜相关淋巴组织（MALT） 黏膜固有层和上皮细胞下散在的无被膜淋巴组织及某些带生发中心器官化的淋巴组织（扁桃体、PP、阑尾） 局部特异性免疫应答,MALT,组成 肠相关淋巴组织（GALT） M细胞 上皮细胞间淋巴细胞 鼻相关淋巴组织（NALT） 支气管相关淋巴组织（BALT） 功能及特点 参与局部免疫应答 产生sIgA,淋巴细胞归巢与再循环,淋巴细胞归巢 成熟LC经血循环迁移定居外周免疫组织器官的特定区域 淋巴细胞归巢受体/血管地址素（HEV） 淋巴细胞再循环 LC（T）在血液、淋巴液、淋巴器官或组织间反复循环的过程 使

15、LC分布更加合理 新的LC补充，增强机体免疫功能 增加Ag与APC接触机会 使免疫系统成为整体，有利于传递免疫信息而发挥效应,免疫细胞,吞噬细胞淋巴细胞抗原处理及抗原提呈细胞自然杀伤细胞,单核巨噬细胞 中性粒细胞,T淋巴细胞B淋巴细胞,免疫系统 免疫组织和器官： 免疫细胞： 免疫分子：免疫细胞膜分子和受体分子免疫细胞和非免疫细胞合成和分泌的分子如：免疫球蛋白，补体、细胞因子等。,特异性免疫应答,CD4+T细胞特异性免疫应答,Figure 12.3 Rang et al.,人T淋巴细胞攻击母细胞瘤细胞,CTL对靶细胞的杀伤,Here, the smaller cytotoxic T cell o

16、r Tc (arrow) is attacking and killing a much larger virus-infected cell.,T cells alive!,B cell (red)与 T cell (green)的免疫突触,免疫病理与免疫性疾病,按发病机制不同,免疫性疾病分为三大类：超敏感反应病: 速发型和迟发型：免疫缺陷病：先天性及继发型免疫缺陷病自身免疫病：SLE、RA、MS等,免疫学与医学 1免疫病理学 2免疫遗传学 3免疫药理学 4免疫毒理学 5神经免疫学 6肿瘤免疫学 7移植免疫学 8生殖免疫学,免疫学研究在医学领域特殊地位,20世纪 诺贝尔生理学或医学奖对它及相关学科的褒奖达26次之多： 首届诺贝尔奖就授予免疫学成就； 70年代之后，免疫学每10年都有3次获奖,