医学免疫学讲解

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1、第一章，免疫学概论什么是免疫？（Immunity, Immune）机体识别“自我”和“非我”并排除“非我”，维持机体内环境生理平衡的功能 什么是“自我”？1、机体胚系基因编码产物；2、2、机体免疫系统发育过程中遭遇过的物质。 什么是“非我”？1、病原微生物（包括细菌、病毒、衣原体，支原体，寄生虫等）；2、突变细胞；3、自身衰老凋亡细胞。免疫系统的功能1、免疫防御：防止外界病原体的入侵及清除已入侵病原体及其他有害物质；2、免疫监视：随时发现和清除体内的“非我”成分；3、免疫自稳：通过自身免疫耐受和免疫调节两种主要的机制来达到免疫系统内环境的稳 定，此外，免疫系统和神经系统、内分泌系统一起组成了神

2、经内分泌免疫网络，在调节机体 内环境的稳定中发挥重要的作用。什么是免疫应答？免疫应答是指免疫系统识别和清除抗原的整个过程。 根据免疫应答识别的特点、获得形式和效应机制，可分为固有免疫（先天性免疫/非特异性 免疫）和适应性免疫（获得性免疫/特异性免疫）；什么是固有免疫？ 固有免疫是生物在长期进化中逐渐形成的，使机体抵御病原体入侵的第一道防线。 什么是适应性免疫？与固有免疫相比，适应性免疫主要由三个特点： 特异性、耐受性（这是机体区别“自身”和“非我”的关键）、记忆性 总结：固有免疫和适应性免疫是相辅相成、密不可分的。固有免疫往往是适应性免疫的先决条件。适应性免疫的效应分子可大大促进固有免疫应答。

3、四、免疫学的发展 一般认为免疫学的发展经历了四个时期即经验免疫学时期、经典免疫学时期、近代免疫学时 期和现代免疫学时期。早在公元 11 世纪，我国医学家在实践中创造性地发明了人痘苗，即用人工轻度感染 的方法预防天花。在明代隆庆年间（15671572）,人痘苗已在我国广泛应用；至17世 纪，人痘苗接种预防天花的方法引起邻国的注意，先后传入俄国、朝鲜、日本、土耳其、英 国等地，进而使人痘苗预防天花的方法得以推广和验证。此即经验免疫学时期。它是人类认 识机体免疫性的开端，为以后英国医生 Jenner （琴纳）发明牛痘苗奠定了基础。该时期发 现了免疫现象，对医学实为一项伟大贡献。2、经典免疫学时期18

4、 世纪至 20 世纪中叶为经典免疫学时期。这一时期，人们对免疫功能的认识由人体 现象的观察进入了科学实验时期。在此期间取得的重要成果包括：牛痘苗的发明牛痘苗的发明是继人痘苗之后免疫学的一个重要发展，是由英国医生 Jenner 在观察 到患过牛痘的挤奶女工，不再患天花的事实后，通过长期研究的科学成果。它开创了人工 自动免疫的先河。该疫苗给人体接种后，只引起局部反应，并不造成严重损害，但能有效地 预防天花。它不仅弥补了人痘苗的不足，而且可在实验室大量生产。因此很快地代替了人痘 苗，被医学界所接受。减毒活疫苗的发明19世纪末，随着微生物学的发展，法国免疫学家巴斯德（Pasteur）和德国细菌学家郭

5、霍（Koch）在创立了细菌分离培养技术的基础上，通过系统地科学研究，利用物理、化学， 以及生物学方法获得了减毒菌苗，并用于疾病的预防和治疗。 Pasteur 以高温培养法制备了 炭疽疫苗，用狂犬病毒在兔体内经连续传代制备了狂犬病疫苗。这些减毒疫苗的发明不但为 实验免疫学打下了基础，也为疫苗的发展开辟了新局面。抗体的发现1890年德国学者Behring （贝苓）和日本学者北里（Kitasato）用白喉外毒素免疫动物 时发现，在被免疫的动物血清中有一种能中和外毒素的物质，称为抗毒素。将此免疫血清 被动转移给正常动物，使后者获得了中和外毒素的能力。同年 Behring 又与 Kitasato 将 白

6、喉抗毒素正式用于白喉的治疗，开创了人工被动免疫疗法之先河为此，Behring于1901 年获得诺贝尔医学和生理学奖。后来，人们相继发现了凝集素、沉淀素等能与细菌或细胞特 异性反应的物质，统称为抗体；而将能引起抗体产生的物质称为抗原，从而确立了抗原和抗 体的概念。吞噬细胞的发现19世纪后期，俄国学者Elie Ilya Metchnikoff（梅契尼科夫）发现了吞噬细胞可吞噬微 生物。于1883年提出了细胞免疫的假说，即吞噬细胞理论。他推测，吞噬细胞是天然免疫 的重要部分，并对获得性免疫也至关重要；炎症不是单纯的损伤作用，也是保护机体组织的 一种机制。Metchnikoff的伟大发现开船了固有免疫

7、，为细胞免疫奠定了基础。补体的发现1894年，Pfeiffer （菲佛）发现了免疫溶菌现象。他将霍乱弧菌注射到已被该菌免疫 的豚鼠腹腔内，发现新注入的霍乱弧菌迅速溶解。此外，取细菌免疫血清与相应细菌注入正 常豚鼠腹腔也可得到同样结果。Bordet将新鲜免疫血清加热30分钟后，再加入相应细菌， 发现只出现凝集，丧失了溶菌能力。据此认为，免疫血清中可能存在两种与溶菌有关的物 质，一种是对热稳定的物质即抗体，其能与相应细菌或细胞特异性结合，引起凝集；另一 种是对热不稳定的物质，称之为补体，它是正常血清中的成分，无特异性，但具有协助抗 体溶解细菌或细胞的作用。血清学方法的建立根据抗原和抗体特异性结合的

8、特点，在抗毒素发现以后的 10 年中，建立了许多体外检 测抗原、抗体的血清学方法如凝集反应、沉淀反应、补体结合反应等，为传染病的诊断和流 行病学调查提供了新的重要手段。免疫化学的研究在抗原和抗体概念确立后，人们对其理化性质、抗原与抗体特异性结合的化学基础等问 题产生了兴趣。20世纪初，Karl Landsteiner （兰茨泰纳）把芳香族有机分子偶联到蛋白 质分子上，以此为抗原免疫动物，发现抗原特异性是由抗原分子表面特定的化学基因所决定 开启了抗体与半抗原关系的研究领域。此后 Landsteiner 进一步发现人红细胞表面糖蛋白所 连接糖链末端寡糖结构的差异决定ABO血型，并将此应用于临床，避

9、免了不同血型输血引 起的输血现象，极大地推进了临床医学的发展。因此Landsteiner是血型血清学的奠基者， 他先后发现了 ABO, MNP和Rh等血型系统。20 世纪 30 年代， Tiselies 和 Kabot 建立了血清电泳技术，证明抗体是丙种球蛋白， 并利用分离、纯化抗体的方法对抗体分子的结构与功能进行研究。 Grubar 等人建立了免疫 电泳技术，发现了抗体分子的不均一性的本质，从而使抗体分子与结构研究取得了重大进展。抗体生成理论的提出1897 年， Ehrlich 提出关于抗体产生的学说，即侧链学说。他认为抗毒素分子存在于 细胞表面，当外毒素进入机体与其结合后，可刺激细胞产生更

10、多的抗毒素分子，由细胞表面 脱落入血。该学说当时未被免疫学界接受。 20 世纪 30 年代 Haurowitz 和 Pauling 等先 后提出抗体生成的直接模板学说和间接模板学说，他们均认为抗原决定了抗体的特异结构 否认抗体产生细胞的膜上具有识别抗原受体。这种只片面强调抗原对机体免疫反应的作用 忽视机体免疫系统对抗原识别的本质的理论，违背了免疫反应的基本规律，阻碍了抗体生成 研究的过程。直到细胞系选择学说提出后，才使免疫学有了新的进展。对机体保护性免疫机制的探讨19 世纪末，对机体保护性免疫机制的探讨引起人们的关注，在此期间形成两大学派。 一为以 Metchnikoff 为代表的细胞免疫学派

11、，该学派认为抗感染免疫是由体内的吞噬细胞 所决定；一为以 Ehrlich 为代表的体液免疫学派，该学派认为血清中的抗体是抗感染免疫 的主要因素。它们各持己见，争论不休，但每一学派都仅仅反应了复杂免疫机制的不同侧面， 存在一定的片面性。直至 1903 年， Wright 和 Douglas 在研究吞噬现象时，发现血清和 其它体液中存在一种物质（调理素），能大大增强吞噬作用，从而初步将两大学派统一起来， 使人们开始认识到机体的免疫机制包括两个方面：体液免疫和细胞免疫。20 世纪中叶至该世纪 60 年代期间，为近代免疫学时期。这一时期人们冲破了抗感染 免疫模板学说的束缚，对生物体的免疫反应性有了比较

12、全面的认识，使免疫学开始研究生物 问题，出现了全新的免疫学理论。因此，这一期实际上是免疫生物学时期。在此期间获得的 主要成就包括：（一）迟发型超敏反应的发现Koch 在用结核杆菌给患者皮下注射，试图进行免疫治疗时发现，在注射局部出现组织 坏死现象，称为 Koch 现象。该现象具有特异性。 Chase 等对 Koch 现象进一步深入研究， 他们以致敏豚鼠血清转移给正常动物，未能引起结核菌素反应；而用其淋巴细胞转移则引起 了阳性反应。从而证明了结核菌素反应不是由抗体，而是由致敏淋巴细胞引起，机体的免疫 性不仅仅只有体液免疫，也可形成细胞免疫。（二）免疫耐受的发现1945 年， Owen 发现异卵双

13、生的两头小牛体内有两种血型红细胞共存，称其为血型 细胞相嵌现象。由于不同血型细胞天然存在于同一机体内不引起免疫应答故又称为天然耐 受。此后， Medawar 等在新生期小鼠体内成功地进行了人工诱导异己抗原耐受实验，揭示 了体内处于发育阶段的免疫细胞无论接触自身抗原还是异己抗原，均可导致对相应抗原的耐 受。（三 ）克隆（细胞系）选择学说的提出1958 年，澳大利亚免疫学家 Burnet 在 Ehrlich 侧链学说影响下，提出细胞系选择学 说。该学说阐明了抗体产生的机制，并对诸如抗原识别、免疫记忆及自身耐受与自身免疫 等许多重要免疫生物学现象作了解释，大大促进了现代免疫学的发展。该学说基本观点为

14、 认为机体内存在识别不同抗原的多种细胞系，每一细胞系的细胞表面表达识别相应抗原 的同一受体； 抗原进入机体后，选择性地与具有相应受体细胞系的细胞作用，使之活化、增殖、分化 成效应细胞或记忆细胞； 胚胎期针对自身抗原的免疫细胞与自身抗原接触后可被破坏、排除或处于抑制状态； 免疫细胞可突变形成与自身抗原反应的细胞系，导致自身免疫病。（四）免疫学技术的发展 在此期间，免疫学技术也得到快速发展，建立了间接凝集反应和免疫标记技术，进一步 促进了免疫学基础理论的研究和应用。第三章，抗原、什么是抗原？抗原（antigen,缩写Ag,不是银!）是：能诱导（活化/抑制）免疫系统产生免疫应答，并 与相应的反应产物

15、（抗原/致敏淋巴细胞）进行特异性结合（体内/体外）的物质。 抗原的特性1、免疫原性, 抗原刺激机体产生免疫应答,诱导产生抗体或致敏淋巴细胞的能力；2、抗原性 抗原与其所诱导产生的抗体或致敏淋巴细胞特异性结合的能力。 抗体的分类1、完全抗原同时具有免疫原性和抗原性的物质,称为免疫原/完全抗原。通常所说的抗原即是完全抗原。2、不完全抗原仅具备抗原性而不具备免疫原性的物质，又称半抗原（Hapten）。抗原免疫原性的特性1、异物性 抗原免疫原性的本质是异物性，这是抗原的首要因素和本质属性。 异物即是非己的物质，一般来说，抗原与集体之间的亲缘关系越远、组织结构差异越大，异 物性越强，其免疫原性也越强。异

16、物性不仅存在于不同种属间，也存在于同种异体之间，甚至存在于同种同体之间。2、特异性 抗原的特异性是指：某一特定抗原只能刺激机体产生特异性的抗体或致敏淋巴细胞，且仅能 与该抗体或淋巴细胞产生特异性结合。这是进行免疫诊断的物质基础。三、关于抗原表位决定抗原特异性的结构基础即是存在于抗原分子中的抗原表位。概念：抗原分子中决定抗原特异性的特殊化学基团称为抗原表位（epitope）,又称抗原决定簇 （AD）。它是与TCR/BCR或抗体特异性结合的基本结构单位。抗原结合价：抗原分子上能与抗体分子结合的抗原表位的总数。类型1、根据抗原表位的结构特点，可分为顺序表位和构象表位 顺序表位：由连续性线性排列的短肽构成，又称为线性表位。构象表位：短肽或多糖残基在空间上形成特定