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1、第十一章 免疫系统与免疫功能,主要内容,免疫的早期研究和应用,一,免疫系统功能异常,二,三,免疫系统的组成、结构、功能及类型,免疫学的应用,天花发病5天,免疫的早期研究和应用,Edward Jenner 1749-1822，English爱德华琴纳,1979年10月26日，世界卫生组织在肯尼亚首都内罗毕宣布，天花已经在世界上绝迹。,公元六世纪 公元十四世纪 公元十九世纪,鼠 疫,肆虐欧洲大陆的黑死病（鼠疫）,历史上首次鼠疫大流行发生于公元6世纪，起源于中东，流行中心在近东地中海沿岸。经埃及南部塞得港沿陆海商路传至北非、欧洲，几乎殃及当时所有著名国家。这次流行持续了五六十年，极流行期每天死亡万人
2、，死亡总数近一亿人。这次大流行导致了东罗马帝国的衰落。 第二次大流行发生于公元14世纪，其起源众说不一。此次流行此起彼伏持续近三百年，遍及欧亚大陆和非洲北海岸，尤以欧洲为甚。欧洲死亡两千五百万人，占当时欧洲人口的四分之一；意大利和英国死者达其人口的半数。据记载，当时伦敦的人行道上到处是腐烂发臭的死猫死狗人们把它们当作传播瘟疫的祸首打死了然而没有了猫鼠疫的真正传染源老鼠，就越发横行无忌了。到1665年8月，每周死亡达两千人，一个月后竟达八千人。 直到几个月后一场大火（史称“伦敦大火灾”），烧毁了伦敦的大部分建筑，老鼠也销声匿迹，鼠疫流行随之平息。这次鼠疫大流行在历史上称为“黑死病”。 第三次大流
3、行始于19世纪末（1894年）。 它是突然暴发的，至20世纪30年代达最高峰，总共波及亚洲、欧洲、美洲和非洲的六十多个国家，死亡达千万人以上。此次流行传播速度之快、波及地区之广，远远超过前两次大流行。这次流行的特点是疫区多分布在沿海城市及其附近人口稠密的居民区，家养动物中也有流行。,“我的天哪，大街上没有人走动，景象一片凄惨，许多人病倒在街头我遇到的每一个人都对我说，某某病了，某某死了”佩皮斯于1665年10月16日,二 免疫系统的组成、 结构、功能及类型,（一）免疫的定义 （二）免疫系统的组成 （三）免疫系统的功能 （四）免疫功能的类型,（一） 免疫的定义,免除税赋，免除差役immutory
4、,免除患疫，免除瘟疫immunity,定义：指身体对抗病原体引起疾病的能力。,（二）免疫系统(immune system IS) 的组成,免疫器官中枢免疫器官骨髓 bone marrow胸腺 thymus法氏囊 bursa ofFabricius(禽类)外周免疫器官脾脏 spleen淋巴结 lymph node其它淋巴组织免疫细胞免疫分子 D:TDDOWNLOAD免疫细胞.flv,中枢免疫器官,中枢免疫器官是免疫细胞发生、分化和成熟的场所 骨髓：多能造血干细胞(HSC), 分化为髓样干细胞和淋巴干细胞淋巴干细胞分化：淋巴细胞、淋巴细胞（亦称、细胞）、细胞(nature kill cell)及部
5、分树突状细胞。髓样干细胞分化：单核巨噬细胞、粒细胞、血小板、红细胞等。 胸腺：是T细胞分化和成熟的地方，分化成辅助性细胞（）和细胞毒性细胞（）。,外周免疫器官,外周免疫器官包括淋巴结、脾脏、扁桃体、肠系粘膜及皮肤淋巴系统等。T、B淋巴细胞的定居场所、免疫应答部位。 中枢免疫器官产生的T、B淋巴细胞在外周免疫器官脾脏和淋巴结等处定居，遇抗原刺激后开始增殖、分化为致敏淋巴细胞或产生抗体的浆细胞，以执行其免疫功能。,免疫细胞,免疫细胞来自于骨髓中造血干细胞的两大谱系： 即淋巴干细胞和骨髓干细胞谱系。前者发育成各种淋巴细胞。后者分化发育成粒细胞、肥大细胞、单核吞噬细胞。 除了T细胞、B细胞外，还有K细
6、胞和NK细胞执行杀伤异物，保护机体的任务。此外还有各种粒细胞、肥大细胞、单核吞噬细胞。,免疫分子：免疫细胞的表面蛋白,1. 主要组织相容性复合体(major histocompatibity complex,MHC) 基因群，人体细胞的”自我”标志MHC-I和MHC-II类具有抗原提呈功能，直接涉及T细胞的激活和分化，参与调控特异性免疫应答。 2.白细胞分化抗原（CD分子） 3.T细胞抗原识别受体（TCR ） 4.B细胞抗原识别受体（BCR ）,（三） 免疫系统的功能,1.免疫防御（Immunological defence)：是机体排斥外来抗原性异物的一种免疫保护功能。正常时抗感染免疫，过强
7、会产生超敏反应，过弱则产生免疫缺陷（后两种情况均属异常反应）。 2.免疫自稳（immunological homeostasis）：是机体免疫系统维持内环境相对稳定的一种生理功能。正常时：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，而对自身成份保持免疫耐受；异常时：发生生理功能紊乱、自身免疫病等 3.免疫监视（immunological survillance）：是机体免疫系统及时识别、清除体内突变、畸变和病毒干扰细胞的一种生理保护作用。如丧失：机体突变细胞失控， 有可能导致肿瘤发生；或出现病毒的持续感染。,（四）免疫的类型,非特异性免疫 特异性免疫,人体对抗病原体的第一道防线
8、：物理屏障：皮肤化学屏障：皮肤与粘膜分泌的化学物质,1 非特异性免疫（nonspecific immunity）-人体对抗病原体的第二道防线定义：种群在长期进化过程中逐渐形成的防御功能，是经遗传获得，而并非针对特定的抗原，亦称天然免疫。特点：先天具有，无特异性、无记忆性、作用快,局灶性炎症反应,1,反应,（1）局灶性炎症反应：痛、红、肿、热 （inflammatory response）,白细胞吞噬细菌,痛、红、肿、热,破损细胞释放组织胺,炎症局部出现红、肿、热、痛,（2）补体系统(补体-抗菌蛋白),补体：是存在于正常人和动物血清中的一组（约20种）非特异性血清蛋白，主要是及 球蛋白,它是一类
9、酶原, 由于它在抗原和抗体反应中有补充抗体的作用,故称补体。有的补体与病原体表面的糖分子结合被激活。激活后的补体，具有溶解细胞膜、杀灭病毒、促进吞噬细胞的吞噬和释放组胺促进炎症反应等多项功能。,（3） 干扰素功能：抵抗病毒感染。作用机理：能抑制病毒复制增殖。应用：基因重组技术把编码干扰素蛋白的基因片段整合到酵母基因中，培养酵母提取干扰素。,（4）温度反应,巨噬细胞与入侵的微生物相遇会释放出一种调节因子白细胞介素1。 白细胞介素1和一种细菌外毒素致热原随血管循环到脑的下丘脑部位，升高正常的温度调节点，导致发热。发热刺激机体的吞噬作用，同时减少血液中铁的含量。 39.4度以上有危险。超过40.6C
10、会致命。,2 特异性免疫（specific immunity）第三道防线定义： 出生后产生的，个体接触特异性抗原（决定基）而产生，仅针对特定抗原（决定基）而发生的反应。特点： 后天获得，特异性，有记忆性，作用慢而强类型：包括B细胞产生的抗体介导的体液免疫和T淋巴细胞介导的细胞免疫。过程：感应阶段、反应阶段、效应阶段,过程,感应阶段：识别 异己 反应阶段：淋巴细胞增殖 效应阶段：效应细胞、记忆细胞,（1）T细胞免疫应答,T细胞是细胞免疫的主要细胞，由T细胞直接完成免疫反应。 时间：病原体直接进入到体细胞，增殖后再感染其他体细胞时，T细胞免疫起关键作用。 对象：直接对入侵的病原体、被病原体感染的细
11、胞和癌细胞、器官移植的异体细胞。 细胞类型：Tc 细胞毒 T 淋巴细胞直接参与杀伤靶细胞 活化的辅助性T淋巴细胞 杀伤机理： 直接使靶细胞裂解,（2）体液免疫应答,体液免疫应答是也称B淋巴细胞介导的免疫反应，是指B淋巴细胞在抗原刺激下活化、增殖为浆细胞产生抗体所发生的特异性免疫效应的过程。 对象：病原体侵入血液、淋巴液或组织液时（即细胞外），体液免疫起关键作用。主要对细胞外的病原体和毒素。,抗体 概念：是受抗原刺激后产生的，并能与相应抗原特异性结合的球蛋白。主要存在于血清中，也存在 于淋巴液及外分泌液中。 结构：由四条肽链组成的蛋白质分子，呈Y字形。 轻链（L链） 可变区 重链 （H链） 可变
12、区，补体结合区 （Fc）,IgG：血清含量最高（75%），分子量最小，唯一通过胎盘的Ig，新生儿抗感染抗体、参与自身免疫、超敏反应。 IgM：合成最早 ，分子量最大，具有强大的调理、激活补体及杀菌吞噬作用，参与自身免疫、超敏反应。 IgA ：存在于乳汁、唾液及外分泌液中，进入黏膜表面，中和感染因子，因此为粘膜局部免疫，母乳中含量最多。 IgE：引起速发型过敏反应。 IgD：为B细胞的分化受体。,分类,免疫机制抗体本身并不直接杀死入侵的病原物，它是通过活化互补的蛋白质系统和作为分子标记而使病原体成为免疫细胞攻击的目标，最终使病原体分解。,初次免疫应答弱，产生记忆细胞。 再次免疫应答激活B记忆细胞
13、，免疫应答强。,抗体与抗原结合方式： 中和反应：抗体结合抗原以便吞噬细胞吞噬。 聚集反应：抗体是双价的，可以使抗原聚集，以 便吞噬。 沉淀反应：抗体结合后，使可溶性抗原大分子沉 淀，以便吞噬。 活化补体：抗体结合在细菌细胞表面，Fc 结合并活化一系列补体，活化了的补体分子在细菌细胞膜上打个洞，使后者裂解死去。,中和反应,聚集反应,沉淀反应,活化补体,多种抗原受体的产生(抗体为例)抗体多样性的基因基础,编码抗体 L 链可变区的基因，有三组基因 V 基因：400种 J 基因：5 种C 基因：2 种 这样，L 链可变区的编码基因可能有的组合式 40 0 x 5 x 24 x 103 种 编码 H 链
14、可变区的基因，有四种基因 V 基因： 400 种 J 基因：5 种 D 基因： 10 种 C 基因：8 种 这样，H 链可变区的编码基因可能有的组合方式： 400 x 5 x 10 x 81.6 x 105 种,L 和 H 合在一起，可能出现的组合方式： 4 x 103 x 1.6 x 1056.4 x 108种 再加上个体可能发生的突变，各种组合总数可达：1091010种 这样天文数字的可能的抗体结构，足以应付各种抗原结构。,免疫学的实际应用,1、人工免疫和生物制品 人工免疫：通过注射、口服等方法使人体摄入抗原类或抗体类物质，使人体增强对外来入侵的免疫能力 （1）人工自动免疫生物制品促使人体
15、产生特异免疫能力 注射抗原，使人体“主动地”产生特异抗体。 持续时间长。 卡介苗经过处理，变成弱毒或无毒的活的结核杆菌。 白百破疫苗，伤寒疫苗经过处理的死菌体。 脊髓灰质炎疫苗减毒的脊髓灰质炎病毒,（2）人工被动免疫生物制品向人体提供特异的或非特异的免疫能力。 注射含抗体成份的抗血清，使人体“被动地”获得特异的或非特异的抵抗能力。作用快，持续时间短。被动免疫 抗狂犬病毒血清 抗乙肝病毒血清 抗破伤风毒素血清 胎盘球蛋白 血浆球蛋白,2、免疫技术用于疾病治疗 （1）器官移植要求免疫抑制 环胞菌素作为良好的免疫抑制剂，已广泛用于器官移植。 （2）癌症的免疫治疗免疫活性细胞在治疗癌症发挥威力黑色素瘤
16、病人病灶中取出癌块，从中分离T细胞。培养增值后，将T 细胞再注回病人体内。两个月后，疗效显示出来。,单克隆抗体：由单一克隆B细胞或者杂交瘤细胞产生的、只作用于某一种抗原表位的高度特异性抗体称为单克隆抗体(monoclonal antibody，mAb)。细胞融合技术获得单克隆抗体综合了两方面优势： 淋巴细胞肿瘤能不断增值，但没有产生专一抗体能力。 从脾脏得到淋巴细胞能产生专一抗体，但不能不断增值,3 单克隆抗体的应用,诊断检测： 传染病（乙肝、丙肝、结核、爱子等）、肿瘤（肝癌、胃癌、卵巢癌、前列腺癌等）、孕检（HCG、FSH、LH、疱疹病毒等）、食品安全（抗生素、兽药、毒素）、毒品等。 治疗疾病： 抑制器官移植排斥、治疗自身免疫疾病、生物导弹等方面，尤其是在癌症治疗方面的突出疗效，激发了各国科学家对单克隆抗体研究开发的兴趣，并出现了多种单克隆抗体药物，展现了诱人的市场前景。,
