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1、食品免疫学授课老师：吴培诚E-mail:第一章 绪论体液免疫和细胞免疫的过程示意图免疫学（immunology）是研究机体免疫系统（免疫器官、免疫细胞、免疫分子）的组织结构和生物学（生理学和病理学）功能的科学第一节 免疫学的基本内容一、免疫的本质与功能 Immune是机体识别“自己”和“非己”的识别、应答过程中所产生的生物学效应，在正常情况下是机体维持内环境稳定的一种生理性功能。 机体识别非己抗原，对其产生免疫应答并清除之；对自身组织抗原成分则不产生免疫应答，即维持自身耐受。 免疫功能如同一把双刃剑。2、免疫系统的三大功能功能生理性（有利）病理性（有害）免疫防御防御病原微生物侵害超敏反应/免疫
2、缺陷免疫自稳清除损伤或衰老细胞自身免疫病免疫监视清除复制错误/突变细胞细胞癌变/持续感染免疫系统运行的原则 风来疏竹，风过而竹不留声； 雁渡寒潭，雁过而潭不留影； 故君子事来而心始现，事去而心随空。 菜根谭-明 洪应明风来疏竹，风过而竹不留声；雁渡寒潭，雁过而潭不留影；故君子事来而心始现，事去而心随空。二、免疫应答的类型与特点1、非特异性免疫应答机体在种系发生和漫长进化过程中逐渐形成的一类可以遗传的天然免疫功能，在识别和排除病原微生物的入侵过程中发挥固有免疫应答的作用，最先形成1）先天固有，稳定遗传；2）作用无特异性；3）即刻发挥免疫效应；4）维持时间短且无免疫记忆；参与固有免疫的组分 组织屏
3、障 皮肤屏障、黏膜屏障、胎盘屏障和血-脑屏障 免疫细胞 吞噬细胞、树突状细胞、自然杀伤细胞、NKT细胞、T细胞和B1细胞等 免疫分子 补体、急性期蛋白、防御素、细胞因子、抗菌肽和溶菌酶等可溶性天然免疫分子 天然免疫分子 识 别 对 象 效 应 溶菌酶细菌胞壁的糖肽 消化细菌胞壁 甘露糖结合蛋白（MBP） 富含甘露糖的糖 致敏微生物；蛋白及脂多糖 激活补体 C反应蛋白（CRP） 细菌表面多糖及 致敏微生物；磷酯胆碱 激活补体 补体与细胞及微生物表 杀伤靶细胞；面的糖及蛋白质共 趋化炎症细胞等价结合 LPS结合蛋白（LBP）LPS 促进LPS与CD14结合 可溶性CD14 LPS 促进细胞与LPS
4、结合天然免疫细胞肥大细胞 哨兵细胞巨噬细胞 常驻边防细胞中性粒细胞野战细胞NK细胞机动兵细胞树突细胞 工程兵细胞2、适应性免疫应答是抗原特异性免疫细胞受抗原刺激后活化、增殖、分化，并产生一系列免疫生物学效应的过程。其包括： T细胞介导的细胞免疫应答 B细胞介导的体液免疫应答 免疫耐受3、特异性免疫应答的主要特征 高度特异性 适应性 更有效地识别自我和非我抗原物质 有免疫记忆作用 自身调节特性*适应性免疫应答的基本过程1.感应阶段 是指APC摄取、加工、处理、提呈抗原；T/B细胞的抗原受体特异性识别抗原，此阶段又称抗原识别阶段2.增殖和分化阶段3.效应阶段 是指免疫效应细胞和效应分子共同发挥作用
5、，产生体液免疫和细胞免疫效应的阶段。其结果是清除非己抗原物质或诱导免疫耐受，从而维持机体正常生理状态，病理情况下也可能引发免疫相关性疾病 三、免疫系统的组成及功能 免疫器官 中枢免疫器官（骨髓、胸腺）和外周免疫器官（脾脏、淋巴结和黏膜免疫系统）组成 免疫细胞 由淋巴细胞（T、B细胞等）、抗原提呈细胞、粒细胞及其他参与免疫应答和效应的细胞组成 免疫分子 免疫球蛋白、细胞因子和膜分子组成免疫器官的组成 中枢免疫器官 骨髓和胸腺 外周免疫器官 淋巴结、脾及黏膜相关淋巴组织组成四、抗原和抗体及免疫反应应用 抗原（antigen，Ag） 抗体（antibody，Ab） 抗原和抗体在体内及体外能发生特异性
6、的反应，从而介导一系列的免疫防护反应，也可用于体外的免疫分析法第二节 免疫学的发展及应用一、经典免疫学时期 中国古代医学家16世纪创造了人痘预防天花的实践中国古代民间的“痘神娘娘” 任何科学研究的目的都是为了延长人类的寿命，提高人类的生存质量。 人类生存在一个充满危险的环境中 在人类生存的环境中存在有大量的致病原，其中包括细菌、真菌、病毒、病原虫等。这些病原生物的存在严重地威胁着人类的健康和生命。自古以来，传染性疾病（黑死病、天花和流感）对人类的健康造成了极大的危胁。由于传染病死亡的人数远远超过了任何一场战争。 “死神的狂欢”中世纪欧洲的黑死病（鼠疫）肆虐1918年，堪萨斯的急救医院 1918
7、年大流感死者的墓地 1918年流感的全球性大暴发，夺走了2000多万人的生命，这一数字远远超过了在刚刚结束的第一次世界大战中的死亡人数。埃博拉（Ebola virus）又译作伊波拉病毒。是一种十分罕见的病毒，1976年在苏丹南部和刚果（金）（旧称扎伊尔）的埃博拉河地区发现它的存在后，引起医学界的广泛关注和重视，“埃博拉”由此而得名。是一个用来称呼一群属于纤维病毒科埃博拉病毒属下数种病毒的通用术语。是一种能引起人类和灵长类动物产生埃博拉出血热的烈性传染病病毒，有很高的死亡率，在50%至90%之间，致死原因主要为中风、心肌梗塞、低血容量休克或多发性器官衰竭。是一个用来称呼一群属于纤维病毒科埃博拉病
8、毒属下数种病毒的通用术语。2015年3月，世界卫生组织发布疫情通报称，在疫情严重的几内亚、塞拉利昂和利比里亚三国已累计发现埃博拉病毒确诊、疑似和可能感染病例超过2.2万例，死亡过万人。免疫的开创者Edward Jenner (1749-1823)种牛痘(1796)What kind of disease does this man have?感染健康人死亡痊愈者再次 接触免患天花天花患者天花病毒人痘苗(中国宋代)吹鼻健康人死亡少轻症天花痊愈者免患天花33关于人痘和牛痘接种预防天花的历史 中国从宋朝起用人痘接种预防天花古代中医书籍上的小儿出天花图34人痘接种技术传到邻国英国驻土耳其大使夫人Mar
9、y Wortle Montagu 将人痘接种技术传到英国等国家1717 England: Lady Mary Montagu“The small pox, so fatal, so general The small pox, so fatal, so general amongst us, is entirely harmless here by the invention of ingrafting.I am patriot enough to bring this invention into fashion in England.361796年，英国乡村医生琴纳(Edward Jenn
10、er)创造了接种牛痘预防天花Edward JennerThey should be vaccinated firstWhy do they not want to play with my kids?牛痘脓汁（Edward Jenner，1796,5,14） 皮肤划痕健康人牛痘痊愈者免患天花天花病毒拇指牛痘 1798年Jenner发表了关于牛痘疫苗的文章，为当时人们抵御天花做出了贡献。 1979年，世界卫生组织（WHO）宣布人类已消灭天花，从而使得天花成为人类第一个彻底战胜的疾病。Jenner的论文牛痘成因与作用的研究 英国皇家学会拒绝刊印 医学界 “我们不相信你这一套，我们是有根据的。”教会
11、 “接触牲畜就是亵渎造物主的形象，” “接种天花乃是谎言。”新闻界 “你相信种牛痘的人不会长牛角吗？” 谁能保证人体内部不发生使人逐渐退化成为走兽的变化呢 某人的小孩开始像牛一样地咳嗽，而且浑身长满了毛， 某些人开始像公牛那样的眼睛斜起来看了。Jenner的回应- 接种牛痘的理由和效果探讨 “我这只已经扬帆开航、决心到达彼岸的小船，应该再经受一些狂风暴雨的袭击。我现在却被一些人的怨言四面八方包围着，他们都是一些连动物会生什么病都不知道的不学无术之流。”The last known person in the world to have smallpox of any kind. Variola
12、 minor in 23-year-old Ali Maow Maalin, Merka, Somalia，Oct. 1977Pasteur和减毒疫苗 Pasteur提出了病原的概念，指出病原就是致病菌； 通过人为处理的方法降低病原菌的致病性，从而获得多种人工减毒疫苗； Pasruer被称作是现代免疫学之父。巴斯德的人体试验 他首先使用狗进行狂犬病疫苗试验，它们被疯狗咬后，一只注射疫苗，另一只没有治疗。结果，前一只狗活下来，后一只死去。 9个月后，一个9岁男孩被疯狗咬了，巴斯德给他注射了12次狂犬病疫苗，结果保全了这个男孩的性命。 Wood engraving of Louis Pasteur
13、 watching Joseph Meister receive the rabies vaccine.（2）Koch与病原菌致病的提出a) 分离培养结核杆菌成功，并在短期内发现了多种病原菌 提出病原菌致病的概念，具体证实了炭疽杆菌是炭疽病的病原菌。b) 将各种病原菌制成减毒疫苗，最主要的是制备成功了结核杆菌的疫苗，并因此获得了1905年的诺贝尔奖。 Metchnikoff与细胞免疫学Elie Metchnikoff1883 - PhagocytosisBehring和血清疗法 1890年Behring发现利用白喉外毒素免疫马，可使马体内产生某种能够中和外毒素的物质，并将其称为抗毒素，实际上就
14、是抗体。 1891年他利用动物免疫血清成功治愈了首例白喉患者，开创了被动免疫临床应用的先河，并因此获得了1901年首届诺贝尔医学及生理学奖。Paul Ehrlich与体液免疫学 Bordet在体外实验中发现抗原和抗血清可以发生凝集反应，提出在血清中存在凝集病原菌的物质，称为抗体； Ehrlich在前人工作的基础上提出了抗体形成的侧链学说，并以此为中心的体液免疫学说，其主要内容是免疫力依赖于体液中具抗体活性的物质。超敏反应的发现海葵毒素 （初次注射） 再次注射后狗死亡 海葵毒素 （再次注射） 初次反应后无异常Burnet和克隆选择学说 1958年Burnet提出了克隆选择学说； 利用这个学说可以
15、较好的解释抗体多样性在细胞水平上的产生机制，自身耐受如何产生等重要的免疫学问题。2、近代与现代免疫学时期Edleman、Porter和抗体的结构 抗体是免疫化学研究的中心。 1938年用电泳的方法证明Ig属于-球蛋白； 1959年，Edleman 和Porter利用巯基乙醇和酶解的方法证明了抗体是由两条重链和两条轻链组成的Y型结构。木瓜蛋白酶水解胃蛋白酶水解免疫耐受的发现 1945年，Owen在异卵双生小牛中发现血型不同的小牛的血细胞可以互混，从而提出免疫耐受的概念。 1953年Burnet和Modwn进行了小鼠胚胎免疫移植实验，并因此获得了1960年诺贝尔奖。 A系小鼠胚胎 成体 不产生排斥 B系小鼠的组织成分 微生物学与免疫学研究在医学领域具有特殊地位，1901年首次医学和生理学奖的获得者就是在免疫学有突出贡献的von Behring。世纪，诺贝尔生理学或医学奖对它的褒奖达 25 次之多。 100年前，世界疾病死亡率前三位的均为传染性疾病，但是目前已被各种心脑血管病和癌症所取代。这些得益于免疫学理论和实验技术的快速发展。免疫学的发展 1、基础研究不断加强 2、遗传学研究不断深入 3、临床免疫学研究促进免疫学的应用 4、免疫生物产业促进高新技术的建立 免疫学与医学和生物学 免疫学与医药生物技术 免疫学技术的应用前景广阔二、免疫学的应用
