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1、第一章第一章 免疫学概论免疫学概论Medical Immunology 6th课程概况课程概况n理论课（免疫学）理论课（免疫学） 32学时（学时（117周，周，2学时学时/周）周）n实验课（临床免疫学检验实验）实验课（临床免疫学检验实验） 48学时（学时（314周，周，3学时学时/周）周）推动现代生命科学前进的三驾马车推动现代生命科学前进的三驾马车l分子生物学（分子生物学（Molecular BiologyMolecular Biology）l免疫学免疫学（ImmunologyImmunology）l细胞生物学（细胞生物学（Cell BiologyCell Biology）免疫免疫：免免患患疫
2、疫病，病，免免患瘟患瘟疫疫“疫疫”：民皆病之谓疫民皆病之谓疫=流行性传染病流行性传染病“瘟疫瘟疫”：烈性烈性/急性的流行性传染病急性的流行性传染病一、什么是免疫？一、什么是免疫？免除赋税，免疫差役免除赋税，免疫差役immunitas免免于于疫疫患，患，免免除瘟除瘟疫疫immunity 传统的传统的“免疫免疫”概念概念n对传染病的再感染或再发病有抵抗力。对传染病的再感染或再发病有抵抗力。n基于机体针对外来病原微生物产生有利基于机体针对外来病原微生物产生有利的抗感染防御能力的抗感染防御能力现代的现代的“免疫免疫”定义定义n免疫免疫是指机体是指机体识别和排除抗原性异物识别和排除抗原性异物的能的能力，
3、即识别力，即识别“自己自己”，排除，排除“非己非己”，维维持内环境稳定持内环境稳定的生理反应，其担负着免疫的生理反应，其担负着免疫防御、免疫监视、免疫自稳三大功能。防御、免疫监视、免疫自稳三大功能。免疫防御免疫防御（immune defenseimmune defense） 机体防御病原微生物和外来抗原性异物侵袭的一种免机体防御病原微生物和外来抗原性异物侵袭的一种免疫保护功能。疫保护功能。免疫监视免疫监视（immune surveillanceimmune surveillance） 机体免疫系统及时识别、清除体内出现的突变细胞和机体免疫系统及时识别、清除体内出现的突变细胞和病毒感染细胞的一种
4、生理功能。病毒感染细胞的一种生理功能。免疫自稳免疫自稳（immune homeostasisimmune homeostasis） 通过自身免疫耐受和免疫调节两种主要机制来达到免通过自身免疫耐受和免疫调节两种主要机制来达到免疫系统内环境的稳定疫系统内环境的稳定二、免疫的基本功能：二、免疫的基本功能：功能功能正常表现（有利）正常表现（有利）异常表现（有害）异常表现（有害）免疫防御免疫防御抵抗病原微生物抵抗病原微生物的侵袭的侵袭超敏反应、易受感染或超敏反应、易受感染或免疫缺陷病免疫缺陷病免疫稳定免疫稳定对自身组织对自身组织成分的耐受成分的耐受自身免疫性疾病自身免疫性疾病免疫监视免疫监视防止细胞癌变
5、防止细胞癌变或持续性感染或持续性感染肿瘤或肿瘤或持续性感染持续性感染l免疫系统识别和清除免疫系统识别和清除“非己非己”物质的整个过程物质的整个过程三、免疫应答（三、免疫应答（immune response）免疫应答的种类免疫应答的种类固有免疫固有免疫(innateimmunity)先天性免疫、非特异性免疫先天性免疫、非特异性免疫(nonspecificimmune)适应性免疫适应性免疫(adaptiveimmunity)获得性免疫、特异性免疫获得性免疫、特异性免疫(specificimmune)体液免疫（体液免疫（humoralimmune）-Bcells细胞免疫细胞免疫(cellularim
6、mune）-Tcells固有免疫固有免疫机体在长期进化过程中形成的，是机体抵御机体在长期进化过程中形成的，是机体抵御病原体入侵的第一道防线。病原体入侵的第一道防线。适应性免疫适应性免疫出生后通过与抗原物质接触后所产生的一出生后通过与抗原物质接触后所产生的一系列防御功能。系列防御功能。n固有免疫：不经克隆扩增、无记忆性和特异固有免疫：不经克隆扩增、无记忆性和特异 性，发生在感染早期（性，发生在感染早期（96h96h内）内）n适应性免疫：经克隆扩增、有记忆性和特异性适应性免疫：经克隆扩增、有记忆性和特异性感染后感染后5-75-7天后起作用。天后起作用。免疫应答的特点免疫应答的特点固有免疫和适应性免
7、疫比较固有免疫和适应性免疫比较固有免疫固有免疫适应性免疫适应性免疫获得形式获得形式固有性或先天性固有性或先天性获得性免疫获得性免疫无需抗原激发无需抗原激发需要接触抗原需要接触抗原发挥作用时相发挥作用时相早期快速（数分钟早期快速（数分钟4 4天）天）45天后发挥效应天后发挥效应免疫原识别受体免疫原识别受体模式识别受体模式识别受体特异性抗原识别受体特异性抗原识别受体基因重排产生多样性基因重排产生多样性免疫记忆免疫记忆无无有，产生记忆细胞有，产生记忆细胞举例举例抑菌、杀菌物质，补体，炎抑菌、杀菌物质，补体，炎症因子，吞噬细胞，症因子，吞噬细胞，NK细细胞，胞，NKT细胞细胞T细胞（细胞免疫细胞（细胞
8、免疫-效应效应T细胞）细胞）B细胞（体液免疫细胞（体液免疫-抗抗体）体）四、免疫性疾病四、免疫性疾病l超敏反应超敏反应l自身免疫病自身免疫病l免疫缺陷病免疫缺陷病l肿瘤免疫肿瘤免疫l移植免疫移植免疫l感染免疫感染免疫T T、B B 细胞联合免疫缺陷细胞联合免疫缺陷 Severe Combined Immunodeficiency Severe Combined Immunodeficiency，SCIDSCID系统性红斑狼疮系统性红斑狼疮类风湿性关节炎类风湿性关节炎五、免疫学应用五、免疫学应用n免疫诊断免疫诊断：诊断疾病的重要手段：诊断疾病的重要手段n免疫预防：疫苗免疫预防：疫苗n免疫治疗：单
9、克隆抗体、细胞因子免疫治疗：单克隆抗体、细胞因子六、免疫学发展简史六、免疫学发展简史n经验免疫学时期经验免疫学时期n科学免疫学时期科学免疫学时期n现代免疫学时期现代免疫学时期在古代人类，传染病经常有大流行，病死率很高。在古代人类，传染病经常有大流行，病死率很高。古代人们很早就发现，得过某种传染病痊愈后，即古代人们很早就发现，得过某种传染病痊愈后，即具有防止再患同样的传染病的能力，这就是免疫。具有防止再患同样的传染病的能力，这就是免疫。中国古代发明了人痘苗接种预防天花，中国古代发明了人痘苗接种预防天花，被世界公认为免疫学研究的开端，被世界公认为免疫学研究的开端，是免疫学发展史上的第一个里程碑是免
10、疫学发展史上的第一个里程碑。（一）经验免疫学时期（一）经验免疫学时期（ 1670-1850 ）smallpoxl30003000年前，古代中国，印度和埃及古医书及经文中，年前，古代中国，印度和埃及古医书及经文中，天花天花相关记录。相关记录。l公元前公元前11601160年，发现木乃伊天花疤痕。年，发现木乃伊天花疤痕。l公元三四世纪罗马帝国大规模天花流行。公元三四世纪罗马帝国大规模天花流行。l六世纪非洲暴发天花，八世纪欧洲也难逃一劫。六世纪非洲暴发天花，八世纪欧洲也难逃一劫。l十七十八世纪天花传入大洋洲，至少夺去了十七十八世纪天花传入大洋洲，至少夺去了1.51.5亿人亿人的的生命。生命。法法法法
11、国国国国国国国国王王王王路路路路易易易易十十十十四四四四法法法法国国国国国国国国王王王王路路路路易易易易十十十十五五五五同治皇帝同治皇帝同治皇帝同治皇帝英格兰女王玛丽二世英格兰女王玛丽二世英格兰女王玛丽二世英格兰女王玛丽二世感染上天花的国王皇帝感染上天花的国王皇帝种人痘种人痘我国古代接种人痘的方法有四种：n痘衣法：把天花病人的衣服或痘衣法：把天花病人的衣服或涂有天花脓疱浆的衣服给小儿涂有天花脓疱浆的衣服给小儿穿。穿。n痘浆法：用棉花蘸天花脓疱液痘浆法：用棉花蘸天花脓疱液塞入儿童鼻孔。塞入儿童鼻孔。n旱苗法：先将天花痂皮阴干研旱苗法：先将天花痂皮阴干研细，而后用银管吹入鼻孔。细，而后用银管吹入鼻
12、孔。n水苗法：将天花痂皮研细用水水苗法：将天花痂皮研细用水调湿，以棉花蘸染塞入鼻孔。调湿，以棉花蘸染塞入鼻孔。16881688年俄国首先年俄国首先派医生来中国学派医生来中国学习种痘及检痘法习种痘及检痘法1818世纪人痘接种术世纪人痘接种术由俄国传至土耳其由俄国传至土耳其传播到日本、传播到日本、朝鲜、俄国和朝鲜、俄国和土耳其等国土耳其等国玛丽玛丽蒙塔古夫人蒙塔古夫人（1689-17621689-1762）将此方法传到英国将此方法传到英国欧洲各国和印度欧洲各国和印度也试行接种人痘也试行接种人痘种种人人痘痘的的传传播播种人痘预防天花具有一定的危险性，但为种人痘预防天花具有一定的危险性，但为日后牛痘苗
13、的发现提供了宝贵的经验日后牛痘苗的发现提供了宝贵的经验Edward Jenner（1749-1823）17961796年，英国乡村医生琴纳年，英国乡村医生琴纳(Edward Jenner)(Edward Jenner)创造了接种牛痘预防天花，开创了人工自动免疫的先河创造了接种牛痘预防天花，开创了人工自动免疫的先河17981798年年JennerJenner发表论文发表论文“vaccinationvaccination”。此后推广至全球，使天花流行得以控制。此后推广至全球，使天花流行得以控制。最后一例天花病人于最后一例天花病人于19761976年在索马里被年在索马里被治愈，其后未再发现。治愈，其
14、后未再发现。世界卫生组织（世界卫生组织（WHOWHO）于）于19791979年年1010月月2626日日正式宣布全世界正式宣布全世界消灭天花消灭天花。 The last known person in the world to have smallpox of any kind. Variola minor in 23-year-old Ali Maow Maalin, Merka, SomaliaThe last case of natural smallpox in U.K. occurred in the 1930s; the last in U.S.A. was in the 1940
15、s. The last natural case in the world was in Somalia and occurred in October 1977.（二）（二）科学免疫学时期（科学免疫学时期（1850-1970） -免疫学科形成和发展免疫学科形成和发展vLouispaster（1850）减毒疫苗减毒疫苗vMetchnikoff（1890）细胞免疫细胞免疫vEhrlich（1897）体液免疫体液免疫vRichetportier（1920）超敏反应超敏反应vOwen（1945）免疫耐受免疫耐受vBurnet（1957）克隆选择学说克隆选择学说现代免疫学理论基石现代免疫学理论基石1.
16、 科学免疫学的兴起科学免疫学的兴起l18501850年，观察到炭疽杆菌年，观察到炭疽杆菌lPasteurPasteur液体培养基培养液体培养基培养炭疽杆菌致动物发病。炭疽杆菌致动物发病。lPasteurPasteur制备出减毒疫苗。制备出减毒疫苗。Louis Pasteur （1822-1895）lKochKoch发明固体培养基，发明固体培养基，分离出结核杆菌，提分离出结核杆菌，提出病原菌致病的概念出病原菌致病的概念Robert Koch 1843-1910,NobelPrizein1905forhisworkontuberculosis2. 细胞免疫和体液免疫学派的形成细胞免疫和体液免疫学派
17、的形成细胞免疫的发现细胞免疫的发现Elie Metchnikoff 1845-1916Nobel Prize in 19081919世纪中叶，俄国学者世纪中叶，俄国学者MetchnikoffMetchnikoff发现鸡血发现鸡血中的吞噬细胞吞噬了炭中的吞噬细胞吞噬了炭疽杆菌，提出了吞噬细疽杆菌，提出了吞噬细胞理论，开创了固有免胞理论，开创了固有免疫，并为细胞免疫奠定疫，并为细胞免疫奠定了基础。了基础。 吞噬细胞吞噬细菌抗体的发现及应用抗体的发现及应用 1890年，德国学者年，德国学者Behring和日本学者北里发现和日本学者北里发现白喉白喉抗毒素，抗毒素，并应用白并应用白喉抗毒喉抗毒素挽救了成
18、千上万的白喉素挽救了成千上万的白喉患儿。患儿。开创免疫血清疗法开创免疫血清疗法即人工被动免疫的先河，即人工被动免疫的先河，也兴起了体液免疫的研究也兴起了体液免疫的研究。Emil von Behring 1854 - 1917, Nobel Prize in 1901 for demonstrating that circulating antitoxins against diphtheria and tetanus toxins conferred immunity. Jules Bordet 1870-1961, Nobel Prize in 1919 for discovery of c
19、omplement1899年比利时医生年比利时医生JulesBordet发现补体，并将发现补体，并将其应用于血清学诊断中，其应用于血清学诊断中，建立了可对抗原抗体进建立了可对抗原抗体进行定性和定量分析的补行定性和定量分析的补体结合试验。体结合试验。补体的发现及应用补体的发现及应用Charles Richet 1850-1935, Nobel Prize in 1913 for for his researches on anaphylaxis1920年法国生理学年法国生理学CharlesRichet揭示了揭示了异常的免疫应答可产异常的免疫应答可产生对机体不利的影响，生对机体不利的影响，可导致机
20、体发生过敏可导致机体发生过敏反应。反应。过敏反应的发现过敏反应的发现n抗原的结构和抗原特抗原的结构和抗原特异性异性: : 小分子物质和蛋白小分子物质和蛋白质载体偶联、质载体偶联、ABOABO血型血型KarlLandsteiner1868-1943, Nobel Prize in 1930fordiscoveryofhumanbloodgroups. 抗体是抗体是球蛋白（球蛋白（1937年）年）ElvinA.Kabat19142000ArneWilhelmKaurinTiselius19021971TheNobelPrizeinChemistry1948抗体是四肽链结构（抗体是四肽链结构（195
21、9年）年）RodneyPorter1915-1985The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1972GeraldM.Edelman1929Paul Ehrlich 1854-1915Nobel Prize in 190818971897年年Paul EhrlichPaul Ehrlich提出了提出了抗体产生的抗体产生的侧链学说侧链学说，创立，创立体液免疫学说体液免疫学说 免疫学重大学说和理论免疫学重大学说和理论SirFrankMacfarlaneBurnet18991985，NobelPrize1960“Burnet is to immunology
22、 what Darwin is to biology” 克隆选择学说（克隆选择学说（19571957年）年）克隆选择学说克隆选择学说(ClonalSelectionTheory)所谓细胞克隆即细胞系所谓细胞克隆即细胞系, , 一个克隆内的各个细胞一个克隆内的各个细胞的基因和表型均一致，的基因和表型均一致， 克隆选择学说的有四个要点：克隆选择学说的有四个要点：（1 1） 体内存在众多识别各种抗原的免疫细胞克隆，体内存在众多识别各种抗原的免疫细胞克隆，其表面有识别抗原的受体其表面有识别抗原的受体( (一个克隆针对一种抗原一个克隆针对一种抗原) )（2 2） 抗原进入机体内选择相应细胞克隆，使其活化
23、，抗原进入机体内选择相应细胞克隆，使其活化，增殖，分化成抗体产生细胞或免疫效应细胞增殖，分化成抗体产生细胞或免疫效应细胞抗体形成机制？抗体形成机制？（3 3）胚胎期某一免疫细胞克隆接触相应）胚胎期某一免疫细胞克隆接触相应的抗原的抗原, , 如自身成分，则被排除或处于抑如自身成分，则被排除或处于抑制状态，称为禁忌克隆制状态，称为禁忌克隆, ,不能对自身抗原不能对自身抗原产生免疫应答而形成自身耐受产生免疫应答而形成自身耐受（4 4）某些情况下，禁忌细胞株可以活化，）某些情况下，禁忌细胞株可以活化，对自身抗原发生免疫应答而形成自身免疫对自身抗原发生免疫应答而形成自身免疫或自身免疫性疾病。或自身免疫性
24、疾病。免疫耐受的发现免疫耐受的发现lOwenOwen于于19451945年首先年首先报道了在胚胎期接报道了在胚胎期接触同种异型触同种异型AgAg所致所致的免疫耐受现象的免疫耐受现象PeterBrianMedawar19151987TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1960动物动物胚胎期或新生期胚胎期或新生期接触抗原，均可诱接触抗原，均可诱导免疫耐受，使动物到成年期对该抗原导免疫耐受，使动物到成年期对该抗原发生特异性的不应答发生特异性的不应答 Csar MilsteinGeorges Khler 194619971922200219751975年单克隆抗体技术
25、的建立年单克隆抗体技术的建立1 19 98 84 4年年年年诺诺诺诺贝贝贝贝尔尔尔尔生生生生理理理理学学学学医医医医学学学学奖奖奖奖对免疫系统的全面认识对免疫系统的全面认识l19571957年年GlickGlick发现鸡腔上囊为抗体生成细胞的中心发现鸡腔上囊为抗体生成细胞的中心l19611961年年MillerMiller和和GoodGood证明胸腺是证明胸腺是T T细胞发育成熟的器官细胞发育成熟的器官l19621962年及年及6464年，年，WarnerWarner和和SzenbergSzenberg证明证明T T细胞负责细胞细胞负责细胞免疫，免疫，B B细胞负责体液免疫细胞负责体液免疫l1
26、9671967年年ClamanClaman和和MitchellMitchell证明证明T T、B B细胞的协同作用：识细胞的协同作用：识别不同抗原决定簇别不同抗原决定簇l19731973年年SteinmanSteinman发现了树突状细胞发现了树突状细胞（三）现代免疫学时期（三）现代免疫学时期（19701970年年- -） l抗体多样性的遗传基础：抗体多样性的遗传基础：IgIg编码基因的重排编码基因的重排lT T细胞抗原识别受体的编码基因细胞抗原识别受体的编码基因lMHCMHC的发现的发现免疫遗传学免疫遗传学l细胞因子及其受体细胞因子及其受体l免疫受体信号转导的研究免疫受体信号转导的研究 上上
27、世世纪纪70年年代代，日日本本科科学学家家利利根根川川进进对对Ig基基因因的的研研究究，阐阐明明了了抗抗体体多多样样性性的的遗遗传传基基础础，揭揭开开免免疫疫学学中中抗抗体多样性之迷体多样性之迷SusumuTonegawaNobelPrizeforPhysiologyorMedicinein1987 MHC-IMHC-IIa a2a3a3a1a1b b1b2b2b b2 2ma a1a2a2Peptide- binding unitIg-like unitsMembrane anchor unit发现主要组织相容性复合体发现主要组织相容性复合体major histocompatibility
28、complex, MHC Jean Dausset 1916-, Nobel Prize in 1980 for study on immunogeneticsNobel Prize （1980） 让多塞 巴茹.贝纳塞拉夫 乔治斯内尔（Jean Dausset） (Baruj Benacerraf ) （George D. Snell)1916年生于法国，巴黎 1920年生于委内瑞拉加拉加斯 1903年生于马萨诸塞州布拉德福德大学毕业，法兰西学院教授 委内瑞拉-美国医学家 美国著名遗传学家，免疫遗传学奠基人主要贡献：人的HLA 主要贡献：发现Ir基因 主要贡献：H-2的基因定位，MHC附：免疫
29、学方面获得诺贝尔奖的科学家及成果附：免疫学方面获得诺贝尔奖的科学家及成果年份年份姓名姓名成果成果1901EmilvonBehring开创人工被动免疫血清疗法开创人工被动免疫血清疗法1905RobertKoch创造结核菌素反应和创造结核菌素反应和Koch现象现象1908ElieMetchnikoff创立细胞免疫学说创立细胞免疫学说PaulEhrlich创立体液免疫学说创立体液免疫学说1912ACarrel器官移植器官移植1913CharlesRichet发现过敏反应发现过敏反应1919JulesBordet补体结合反应，补体补体结合反应，补体1930KarlLandsteinerABO血型系统血
30、型系统1951MaxTheier黄热病疫苗黄热病疫苗1957DanielBovert抗组胺药物治疗超敏反应抗组胺药物治疗超敏反应1960FMacfarlanceBurnetPeterBMedawar抗体形成的选择学说，获得性免疫耐受抗体形成的选择学说，获得性免疫耐受1972RodneyRPorterGeraldMEdlemanIg的结构的结构1977RSYallow下丘脑激素的放射免疫测定下丘脑激素的放射免疫测定1980BarujBenacerrafJeanDaussetGeorgeSnellMHC复合体复合体1984GKoehlerCMilstein单克隆抗体单克隆抗体NKJerne免疫网络
31、学说免疫网络学说1987STonegawaIg基因结构，抗体多样性遗传原理基因结构，抗体多样性遗传原理1990JosephEMurray1954年肾移植成功年肾移植成功EDonnallThomas1950年年GVHR1996DohertyZinkernagel免疫应答的免疫应答的MHC限制性限制性免疫学发展的趋势基础免疫学基础免疫学：免疫应答机制进一步阐明免疫应答机制进一步阐明n免疫新分子的发现免疫新分子的发现n转基因和基因敲除动物的应用转基因和基因敲除动物的应用nHSC HSC 的培养和定向分化技术的培养和定向分化技术n细胞新亚群的发现及功能研究细胞新亚群的发现及功能研究临床免疫学临床免疫学：诸多分支学科的形成：诸多分支学科的形成 诊断：新免疫诊断技术的应用诊断：新免疫诊断技术的应用 预防：非传染性疫苗、预防：非传染性疫苗、DNADNA疫苗疫苗 治疗：单克隆抗体、细胞因子、造血干细胞移植治疗：单克隆抗体、细胞因子、造血干细胞移植思考题思考题n名词解释：名词解释： 医学免疫学、免疫应答医学免疫学、免疫应答n简答题：简答题： 机体的机体的免疫功能有哪些？免疫功能有哪些？ 免疫应答的种类及其特点？免疫应答的种类及其特点？
