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1 上海交通大学医学院 Shanghai Jiao Tong University School of Medicine 医学免疫学 教学讲义 ( 与第五版教材配套 ) 医学检验专业四年制 免疫学教研室 2009 年 6 月

2 前 言 免疫学是生命科学发展的前沿领域, 是一门生物科学和分子生物学 细胞生物学 遗传学 神经生物学相互渗透, 相互结合的一门新兴学科 ; 免疫学又是基础医学和临床医学的主要支撑学科, 和疾病的发生及诊治休戚相关, 和生物技术的发展及产业化紧密相连 免疫学课程包括基础免疫 临床免疫和免疫学技术三个部分, 基础免疫学主要论述免疫学的基本概念 免疫器官 组织 细胞和分子 ; 介绍抗原作用下淋巴细胞的激活 分化和效应功能 ; 临床免疫则着重讨论临床疾病的免疫病理机制 本讲义系根据金伯泉主编的 医学免疫学 ( 第五版 ) 教材所编写, 应与教材配套使用 讲义仅供教师教学及学生学习参考之用, 一切应以教材为准, 全面学习 掌握有关内容 本课程教学安排为 72 学时, 其中理论课 ( 含实验理论 ) 为 54 学时 ( 第一讲至第二十二讲 ); 实验课为 18 学时 ; 实验内容参见免疫学技术实验指导 本讲义以 讲 为基本授课单元, 目录中标题后括号内的阿拉伯数字为教材之章节, 学生应根据每讲内容, 全面复习 理解相应章节内容 由于时间仓促, 错误之处难免, 恳请广大师生指正, 以便今后修订使之日臻完善 参考书目 1. 英文教材 : Kuby Immunology 5th ed, Richard A. Goldsby, Thomas J. Kindt, Barbara A. Osborne, W. H. Freeman and Company, New York, 2002 Cellular and Molecular Immunology 细胞和分子免疫学 ( 影印版 ) 5th ed, Abul K. Abbas, Andrew H. Lichtman, 北京大学医学出版社 中文教材 : 免疫学 周光炎主译, 人民卫生出版社, 2002 年 译自 Roitt I Immunology, 6th ed. 免疫学原理 周光炎主编, 上海科学技术出版社, 第 1 版,2007 年 临床免疫学检验 吕世静主编, 中国医药科技出版社, 第 1 版,2004 年 免疫学教研室

3 目 录 第一讲 绪论 (1) 第二讲 免疫器官和组织 (2) 第三讲 抗原 (3) 第四讲 免疫球蛋白 (4) 第五讲 补体系统 (5) 第六讲 细胞因子 (6) 第七讲 白细胞分化抗原和黏附分子 (7) 第八讲 主要组织相容性复合体及其编码分子 (8) 第九讲 B 淋巴细胞 (9) 第十讲 T 淋巴细胞 (10) 第十一讲 抗原提呈细胞与抗原的处理及提呈 (11) 第十二讲 T 淋巴细胞介导的细胞免疫应答 (12) 第十三讲 B 淋巴细胞介导的体液免疫应答 (13) 第十四讲 固有免疫系统及其应答 (14) 第十五讲 免疫耐受 (15) 第十六讲 免疫调节 (16) 第十七讲 超敏反应 (17) 第十八讲 自身免疫性疾病 (18) 第十九讲 免疫缺陷病 (19) 第二十讲 肿瘤免疫 (20) 第二十一讲移植免疫 (21) 第二十二讲免疫学防治 (23) 第二十三讲免疫学技术 (22) * 括号内数字为第五版教材章节

4 第一讲 绪论 目的要求 : 1. 掌握免疫 固有免疫应答 适应性免疫应答的概念 2. 掌握免疫系统的基本功能 3. 了解不适宜的免疫应答与疾病关系 了解免疫学的应用 4. 了解免疫学发展简史 教学时数 : 1 学时 教学内容 : 一 基本概念 1. 免疫 (immunity): 指机体免除疫病 ( 传染病 ) 及抵抗多种疾病的功能 2. 免疫系统 : 机体行使免疫功能的机构, 由免疫器官 ( 组织 ) 免疫细胞和免疫分子组成 其基本功能为 : 免疫防御功能免疫监视功能免疫自身稳定 3. 免疫应答 (immune response): 指免疫系统识别和清除抗原的整个过程 4. 固有免疫 (innate immunity): 也称先天性免疫或非特异性免疫, 由固有免疫细胞介导, 如单核 - 巨噬细胞等, 藉模式识别受体 (pattern-recognition receptor, PRR) 识别病原体相关分子模式 (pathogen associated molecular pattern, PAMP), 固有免疫细胞活化后吞噬 杀灭病原体 ; 不经历克隆增殖 ; 特点 : 先天具有, 无免疫记忆, 无特异性 5. 适应性免疫 (adaptive immunity): 亦称获得性免疫或特异性免疫 由 T B 淋巴细胞介导, 通过其表面的抗原受体特异性识别抗原后,T B 淋巴细胞活化 增殖并发挥免疫效应 清除抗原 ; 须经历克隆增殖 ; 特点 : 后天获得, 有特异性 耐受性和记忆性 6. 不适宜的免疫应答可导致免疫性疾病 7. 免疫学及应用 : 免疫学是研究免疫系统结构及其功能和免疫学技术与医学实验相结合的生物学科学, 可应用于 (1) 传染病预防 (2) 疾病治疗 (3) 免疫诊断 二 免疫学发展简史 1. 经验免疫学时期 1

5 * 牛痘预防天花 2. 科学免疫学时期 * 克隆选择学说三 现代免疫学时期 2

6 第二讲 免疫器官和组织 目的要求 : 1. 掌握免疫系统的组成及基本功能 2. 掌握免疫器官 免疫组织的组成及功能 3. 熟悉淋巴细胞再循环的概念及生理意义 4. 了解粘膜相关淋巴组织在局部粘膜免疫中的作用 教学时数 : 2 学时 教学内容 : 免疫系统是机体执行免疫应答 发挥免疫功能的组织系统, 由免疫器官和组织 免疫细胞及免疫分子组成 免疫器官 (immune organs) 又称淋巴器官, 是免疫细胞发生 分化 发育 成熟或定居及介导免疫应答的场所, 人的免疫器官按其发生和功能不同分为 : 一中枢免疫器官 (central immune organs) 也称初级淋巴器官, 包括骨髓和胸腺, 是免疫细胞发生 分化 发育和成熟的场所 1. 骨髓是 B 细胞分化 成熟及 B 细胞再次应答的场所, 也是各类血细胞和免疫细胞发生的场所 骨髓的功能 2. 胸腺是 T 细胞发育 分化和成熟的场所 胸腺分为皮质和髓质 皮质又分为浅皮质区和深皮质区 ; 胸腺提供了 T 细胞分化 成熟的微环境 ; 通过胸腺上皮细胞分泌细胞因子 胸腺肽类分子并表达 MHC 分子等, 诱导 促进 T 细胞的分化 发育和成熟 胸腺的功能 二外周免疫器官 (peripheral immune organs) 也称次级淋巴器官, 是成熟 T B 细胞定居和启动初次免疫应答的场所 1. 淋巴结淋巴结表面有被膜, 其实质分为皮质区和髓质区 浅皮质区, 是成熟 B 细胞定居的场所, 也称非胸腺依赖区, 区内含淋巴滤 3

7 泡 ( 淋巴小节 ) 生发中心 (germinal center,gc) 即次级淋巴滤泡, 后者是产生抗体的场所 ; 深皮质区也称副皮质区, 是成熟 T 细胞定居的场所, 也称胸腺依赖区, 该区内有内皮细胞组成的毛细血管后微静脉 (PCV) 也称高内皮小静脉 (HEV), 是淋巴细胞再循环的通道 髓质区主要为 B 细胞和浆细胞, 部分 T 细胞及 MΦ 淋巴结的功能 2. 脾脾外层有被膜, 脾实质分为白髓和红髓 白髓内有动脉周围淋巴鞘 (PALA), 含大量 T 细胞, 为 T 细胞区 ; 脾小节 ( 淋巴滤泡 ) 为 B 细胞区, 含大量 B 细胞 脾内初级滤泡, 受抗原刺激后形成生发中心 ( 次级滤泡 ) 红髓由脾索和脾血窦组成 脾索内含 B 细胞 浆细胞和 MΦ 及 DC 白髓 红髓交界处为边缘区, 内含 T B 细胞和 MΦ; 边缘窦是淋巴细胞由血液进入淋巴组织的重要通道 脾脏的功能 3. 粘膜相关淋巴组织粘膜相关淋巴组织 (mucosal-associated lymphoid tissue, MALT) 指广泛分布于呼吸道 泌尿道及消化道等粘膜组织中的弥散性淋巴组织和淋巴小节 ( 如扁桃体 肠集合淋巴结和阑尾等 ) 包括肠 鼻 支气管相关淋巴组织, 亦被称为粘膜免疫系统 MALT 是人体重要的防御屏障, 也是发生局部特异性免疫应答的主要部位 MALT 内含微褶细胞 (M 细胞 ), 为一抗原转运细胞 ; 上皮内淋巴细胞 (IEL), 在粘膜免疫中起重要作用 MALT 产生大量分泌型 IgA(sIgA), 在粘膜局部免疫应答中起重要作用 三淋巴细胞再循环和归巢成熟淋巴细胞趋向性迁移并定居于外周免疫器官的特定区域称为淋巴细胞归巢 淋巴细胞在血液 淋巴液 淋巴器官或组织间反复循环的过程称为淋巴细胞再循环, 参与再循环的主要是 T 细胞 ( 占 80% 以上 ) 淋巴细胞再循环的生理意义 : 全身各处补充新的淋巴细胞, 及时接触抗原和 APC, 介导免疫应答 增强机体免疫功能 4

8 第三讲 抗原 目的要求 : 1. 掌握抗原 抗原表位 半抗原 免疫原性 抗原性的概念 2. 掌握 TD 抗原和 TI 抗原的概念及其区别 ;T 细胞表位和 B 细胞表位的区别 3. 熟悉影响抗原诱导免疫应答的因素 4. 熟悉特异性反应和交叉反应的概念 ; 5. 了解超抗原的概念 6. 了解佐剂和丝裂原的概念及作用机制 教学时数 : 2 学时 教学内容 : 一 概念 ( 一 ) 抗原 (antigen,ag): 是指能与 BCR 或 TCR 结合 促使其增殖 分化, 产生抗体或致敏淋巴细胞, 并与之结合 进而发挥免疫效应的物质 抗原的两重特性 : 免疫原性 (immunogenicity): 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 抗原性 (antigenicity): 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 同时具有免疫原性和抗原性的物质称免疫原 (immunogen) 或完全抗原 仅具备抗原性的物质, 称为半抗原 (hapten), 或不完全抗原 ( 二 ) 半抗原与载体 (carrier) 交联或结合可称为完全抗原 二 抗原的异物性与特异性 ( 一 ) 异物性抗原免疫原性的本质是异物性, 是抗原的重要性质 抗原与机体之间的亲缘关系越远, 组织结构差异越大, 异物性越强, 其免疫原性就越强 自身物质在一定情况下也具有免疫原性 ( 二 ) 特异性抗原的特异性是指刺激机体产生免疫应答及其与应答产物发生反应所显示的专一性, 由抗原分子中的抗原表位所决定 1. 抗原表位 (epitope): 又称抗原决定簇 (antigenic determinant), 是抗原 5

9 分子中决定抗原特异性的特殊化学基团, 它是与 TCR BCR 或抗体特异性结合的基本结构单位 2. 抗原表位的类型 (1) 构象表位与顺序表位 : 前者指短肽或多糖残基在空间上形成的特定的构象, 也称非线性表位 ; 后者又称线性表位, 由连续性线性排列的短肽构成 (2) B 细胞表位与 T 细胞表位 :B 细胞受体 (BCR) 或抗体识别的抗原表位可为构象性或线性表位 ;T 细胞识别的抗原表位为线性表位 T 细胞表位与 B 细胞表位的特性比较 T 细胞表位 B 细胞表位 识别表位受体 TCR BCR MHC 分子参与必需无需 表位性质 表位大小 主要是线性短肽天然的多肽 多糖 脂多糖 有机化合物 + 8~12 个氨基酸 (CD8 T 细胞 ) 5~17 个氨基酸 或 5~7 个单糖 核苷 12~17 个氨基酸 (CD4 + T 细胞 ) 酸 表位类型线性表位构象表位或线性表位 表位位置抗原分子任意部位抗原分子表面 3. 表位 - 载体作用 :B 细胞应答产生抗体需要 Th 细胞的辅助 半抗原为简单分子, 只能提供 B 细胞表位 ; 载体则提供 Th 细胞识别的 T 细胞表位 4. 抗原结合价 : 指抗原分子中能与抗体结合的抗原表位的总数 5. 共同抗原表位和交叉反应不同抗原之间含有的相同或相似抗原表位称为共同抗原表位 抗体或致敏淋巴细胞对具有相同或相似表位的不同抗原的反应, 称为交叉反应 (cross-reaction) 三 影响抗原诱导免疫应答的因素 ( 一 ) 抗原分子的理化性质 : 1. 化学性质 : 蛋白质 ( 包括糖蛋白 脂蛋白 ) 复杂多糖 脂多糖都具有免疫原性 脂类和细胞核成分如 DNA 组蛋白等免疫原性微弱 2. 分子量大小 : 抗原分子量一般 >10kD, 而且分子量越大, 含有的抗原表位 6

10 越多, 结构越复杂, 故免疫原性越强 大于 100 kd 为强抗原, 小于 10 kd 的为弱免疫原, 甚至无免疫原性 3. 结构的复杂性 : 结构越复杂, 免疫原性越强 某些分子量很大但结构简单的分子, 如明胶, 则免疫原性很弱 4. 分子构象 : 抗原分子构象发生改变, 可以影响其抗原特异性甚至免疫原性 此因素主要影响 B 细胞免疫 5. 易接近性 : 抗原表位被淋巴细胞抗原受体所能接近的程度 抗原分子中氨基酸残基所处位置及间距不同, 其与淋巴细胞抗原受体之间的可接近性不同, 免疫原性也不同 6. 物理状态 : 聚合状态和颗粒性抗原的免疫原性较强 ( 二 ) 宿主方面的因素 : 1. 遗传因素 : 不同的个体可因遗传背景不同而对同一抗原产生强弱不同的应答 影响机体免疫应答的最重要的遗传因素是主要组织相容性复合体 (MHC) 2. 年龄 性别与健康状态 : ( 三 ) 抗原进入机体的方式 : 抗原的剂量 进入机体的途径 免疫的次均影响机体对抗原的免疫应答 佐剂的使用 四 抗原的种类 ( 一 ) 根据诱生抗体是否需要 Th 细胞参与分类 (TI 抗原 ) 1. 胸腺依赖性抗原 (TD 抗原 ): 刺激 B 细胞产生抗体时依赖于 T 细胞的辅助 绝大多数是蛋白质 2. 胸腺非依赖性抗原 (TI 抗原 ): 刺激机体产生抗体时无需 T 细胞的辅助 可分为二类 : (1)TI-1 抗原 : 能诱导成熟和不成熟 B 细胞应答, 例如细菌脂多糖等 (2)TI-2 抗原 : 只能刺激成熟 B 细胞 许多细菌, 例如肺炎球菌荚膜多糖等 这类抗原诱发的体液免疫是抵抗具有荚膜的细菌的主要机制 ( 二 ) 根据抗原与机体的亲缘关系分类 1. 异嗜性抗原 (heterophilic antigen): 一类存在于不同物种中的共同抗原, 又名 Forssman 抗原 2. 异种抗原 (xenogenic antigen): 来自另一物种的抗原性物质 例如微生物抗原, 动物抗血清 ( 对于人 ) 以及异种器官移植物等 3. 同种异型抗原 (allogeneic antigen): 同一物种不同个体间存在的抗原 例如不同人体的红细胞 ABO 抗原,MHC 抗原 4. 自身抗原 (autoantigen): 可诱导特异性免疫应答的自身成分 例如晶状体抗原等 5. 独特型抗原 (idiotypic antigen):tcr BCR 或 Ab 的 V 区所具有的独特的 7

11 氨基酸顺序和空间构型 可诱导自体产生相应的特异性抗体 独特型抗原和抗独特型抗体构成网络, 调节免疫应答 ( 三 ) 根据抗原是否在抗原提呈细胞内合成分类 1. 内源性抗原 (endogenous antigen): 在提呈抗原细胞 (APC) 内新合成的抗原 2. 外源性抗原 (exogenous antigen): 并非由 APC 合成, 来源于 APC 外的抗原 五 非特异性免疫刺激剂 ( 一 ) 超抗原 (superantigen,sag) 1. 定义 : 某些以极低浓度即可激活 2~20%T 细胞克隆, 产生极强免疫应答的蛋白质称为超抗原 它一端直接与 TCR 的 Vβ 链 CDR3 外侧区域结合, 另一端和 MHCⅡ 类分子的非抗原结合部位结合, 以完整蛋白的形式非特异性激活 T 细胞 2. 超抗原的特点 : (1) 激活 CD4+T 细胞 (2) 无须 APC 细胞加工 (3) 无 MHC 限制性 (4) 多克隆 非特异性激活具有特定 TCR Vβ 的 T 细胞 超抗原分为外源性超抗原和内源性超抗原 ( 二 ) 佐剂 (adjuvant) 预先或与抗原同时注入体内, 可增强机体对抗原的免疫应答或改变免疫应答类型的非特异性免疫增强性物质 1. 常用的佐剂 : 明矾 弗氏佐剂 ( 又分为完全与不完全 2 种 ) 等 2. 佐剂的作用机制 : (1) 改变抗原物理性状 ; (2) 刺激单核 - 巨噬细胞系统, 增强其加工提呈抗原能力 ; (3) 刺激淋巴细胞增殖和分化 ( 三 ) 丝裂原 (mitogen) 亦称有丝分裂原, 通过与淋巴细胞表面的相应受体结合, 可刺激某一类淋巴细胞的全部克隆活化, 转化为淋巴母细胞和发生有丝分裂 常用的丝裂原有 PHA ConA PWM LPS 和 SPA 8

12 第四讲 免疫球蛋白 目的要求 : 1. 掌握抗体 免疫球蛋白和单克隆抗体概念 2. 掌握免疫球蛋白的基本结构和抗体特异性的结构基础 3. 掌握免疫球蛋白的功能 4. 熟悉免疫球蛋白水解片段的结构及功能 5. 熟悉五种免疫球蛋白的特性 6. 了解免疫球蛋白的的辅助成分和异质性 教学时数 : 2 学时 教学内容 : 抗体 (antibody, Ab) 是 B 细胞接受抗原刺激后增殖分化为浆细胞所产生的糖蛋白, 主要存在于血清等体液中, 通过与相应抗原特异性结合, 发挥体液免疫功能 免疫球蛋白 (Immunoglobulin, Ig) 是具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白 可分为分泌型和膜型两种, 前者主要存在于血清等体液中, 如 Ab; 后者称膜型免疫球蛋白 (membrane Ig,mIg), 是 B 细胞膜上的抗原受体 一 免疫球蛋白的结构 ( 一 ) 基本结构天然免疫球蛋白分子是由两条相同的重链和两条相同的轻链通过链间二硫键连接而成, 这种四链结构为 Ig 分子的单体, 是构成 Ig 分子的基本单位 1. 重链和轻链 (heavy chain and light chain, H 链和 L 链 ) (1) 重链 : 分子量约为 50~75kD, 由 450~550 个氨基酸残基组成 类 : 根据 H 链恒定区氨基酸组成和排列顺序不同 ( 即抗原性不同 ),H 链可分为 γ α μ δ 和 ε 五类, 相应的 Ig 分别被命名为 IgG IgA IgM IgD 和 IgE 亚类 : 同一类 Ig 根据其铰链区氨基酸组成 H 链二硫键的数目和位置的差别, 又可分为不同的亚类 IgG 可分为 IgG1~IgG4 四个亚类,IgA 可分为 IgA1 和 IgA2 二个亚类 (2) 轻链 : 分子量约为 25kD, 由 214 个氨基酸残基组成 9

13 型 : 根据 L 链恒定区氨基酸序列及抗原性不同可分为 κ 型和 λ 型, 相应的 Ig 分别被命名为 κ 型和 λ 型 五类 Ig 中每类 Ig 都可以有 κ 型和 λ 型 根据 λ 链恒定区氨基酸序列的差异,λ 链可分为 λ1~λ4 四种亚型 2. 可变区和恒定区 (variable region and constant region, V 区和 C 区 ) H 链和 L 链近 N 端约 110 个氨基酸序列变化较大的区域, 称为 V 区 H 链和 L 链的 V 区分别称为 VH 和 VL 而靠近 C 端氨基酸序列相对稳定的区域, 称为 C 区 高变区 (hypervariable region,hvr):vh 和 VL 中各有 3 个区域的氨基酸组成和排列顺序高度可变, 这些区域称为高变区 VH 和 VL 的 6 个高变区共同组成 Ig 的抗原结合部位 (antigen-binding site, ABS) HVR 是抗体和抗原表位互补结合的关键部位, 所以又称为互补决定区 (complementaritydetermining region, CDR) CDR 决定抗体的特异性 H 链和 L 链的 C 区分别称为 CH 和 CL, 它是 Ig 分类和分型的依据, 也是制备第二抗体的抗原基础 不同类 Ig H 链 CH 长度不一 3. 铰链区 (hinge region) 铰链区位于 CH1 和 CH2 之间, 富含脯氨酸, 使 Ig 伸曲自如, 便于抗体分子与抗原表位结合 铰链区容易被木瓜蛋白酶 胃蛋白酶等水解 4. 结构域 (domain) Ig 分子的每条肽链可折叠成几个球形的结构域, 其结构特征相似, 均由约 110 个氨基酸组成, 氨基酸的序列具有相似性和同源性, 是 Ig 发挥各种功能的基本单位, 又称为功能区 免疫球蛋白的功能区中肽链具有特殊的折叠方式 ( β 桶状 结构 ), 这种折叠方式称为免疫球蛋白折叠 L 链有 VL 和 CL 两个功能区 ;H 链有 1 个 VH 功能区,IgG IgA 和 IgD 的 H 链各有 3 个 CH 功能区, IgM 和 IgE 的 H 链则各有 4 个 CH 功能区 ( 二 ) 免疫球蛋白的其他成分 1. J 链 (joining chain) J 链是浆细胞分泌的一条多肽链, 富含半胱氨酸, 主要功能是将单体 Ig 分子连接为二聚体或多聚体, 如参与 IgA 二聚体和 IgM 五聚体的连接 2. 分泌片 (secretory piece, SP) 分泌片又称为分泌成分 (secretory component, SC), 是分泌型 IgA 分子上的一个辅助成分, 由黏膜上皮细胞合成和分泌的一种含糖的肽链, 具有保护分泌型 IgA 免遭水解酶降解的作用, 并介导 IgA 的转运 ( 三 ) 免疫球蛋白的水解片段 1. 木瓜蛋白酶水解片段木瓜蛋白酶 (papain) 水解 IgG 得到三个片段 :1 两个相同的部分即抗原结合片段 (fragment antigen binding, Fab)2 一个可结晶片段 (fragment crystalizable, Fc) 2. 胃蛋白酶水解片段 10

14 胃蛋白酶 (pepsin) 水解 IgG 产生一个具有双价抗体活性的 F(ab )2 段和若干无活性的小分子片段 (pfc ) 二 免疫球蛋白的异质性各种 Ig 因其结构差异, 呈现明显的异质性 ( 一 )Ig 的类型 ( 二 )Ig 的多样性 ( 三 )Ig 的血清型 Ig 本身又可作为一种抗原, 能激发机体产生特异性免疫应答 Ig 有三类不同抗原表位 : 1. 同种型 (isotype): 同一种属所有个体的 Ig 所共有的抗原表位, 存在于 Ig 的 C 区, 为种属型标志 可以在不同种属的机体中产生抗同种型抗体 2. 同种异型 (allotype): 同一种属不同个体之间 Ig 具有的不同抗原特异性表位, 主要存在于 Ig 的 C 区, 为个体型标志 可以在不同个体中产生抗同种异型抗体 3. 独特型 (idiotype, Id): 指同一个体中各种不同的 Ig 所特有的抗原表位, 存在于 Ig 的 V 区 Id 可以在机体内刺激产生抗独特型抗体 三 免疫球蛋白的功能 ( 一 )IgV 区功能 1. 识别并特异性结合抗原 : 特异性识别和结合抗原是 Ig 的基本功能 Ig 结合抗原表位的个数称为抗原结合价, 单体 Ig 为双价, 分泌型 Ig A 为 4 价, 五聚体 IgM 理论上为 10 价, 但实际一般为 5 价 2. 中和作用 : 抗体与细菌抗原或病毒结合后, 具有中和毒素 阻断病原微生物入侵和清除病原微生物等免疫防御功能 ( 二 )IgC 区功能 1. 激活补体抗体 (IgG1 IgG2 IgG3 和 IgM) 与抗原结合后, 可通过经典途径激活补体系统, 产生多种效应功能 ; 聚合的 IgA IgE 和 IgG4 可通过旁路途径激活补体系统 2. 结合 Fc 段受体 IgA IgE 和 IgG 的 Fc 段可与多种细胞表面的相应 Fc 受体结合, 产生一系列生物学功能 (1) 调理作用 (opsonization) IgG 的 Fc 段与巨噬细胞 中性粒细胞表面的 IgG Fc 受体结合, 促进吞噬细胞对抗原的吞噬 (2) 抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用 (antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity, ADCC) 11

15 具有杀伤活性的细胞通过其表面表达的 Fc 受体识别包被于靶抗原 ( 细菌或肿瘤细胞 ) 上的抗体的 Fc 段, 通过释放介质直接杀伤靶细胞 NK 细胞是介导 ADCC 的主要细胞 (3) 介导 I 型超敏反应 IgE 的 Fc 段与嗜碱性粒细胞 肥大细胞表面 IgE Fc 受体结合, 参与 I 型超敏反应的发生 3. 穿过胎盘和黏膜在人类,IgG 是惟一能通过胎盘到达胎儿体内的免疫球蛋白, 从而形成婴儿的天然免疫 ;IgA 可通过呼吸道和消化道粘膜, 是局部免疫的重要因素 四 五类免疫球蛋白的特性和功能 ( 一 )IgG 重链为 γ 链, 血清中以单体形式存在, 占血清 Ig 总量的 75~80%, 半寿期 20~23 天 人 IgG 有 4 个亚类 :IgG1 IgG2 IgG3 和 IgG4, 是再次免疫应答产生的 体内主要的抗感染抗体 能通过胎盘, 可激活补体, 通过 Fc 受体结合细胞发挥 ADCC 和调理作用 IgG 与 SPA 结合的特性可用于抗体纯化及免疫诊断 ( 二 )IgM 重链为 μ 链, 血清中以五聚体形式存在, 五个单体通过 J 链和二硫键联接而成, 是分子量最大的 Ig, 故又称为巨球蛋白 (macroglobulin) IgM 无铰链区 IgM 占血清 Ig 的 5~10% 左右, 半寿期 10 天 也是体内主要的抗感染抗体, 感染早期首先出现的抗体是 IgM,IgM 激活补体的能力远远大于 IgG IgM 也是 B 细胞表面抗原受体的主要成分 ( 三 )IgA 重链为 α 链, 血清中以单体形式存在, 分泌液中以二聚体形式存在, 称分泌型 IgA(secretory IgA, SIgA) SIgA 由两个单体 一个 J 链和一个分泌片组成 血清中 IgA 占血清 Ig 总量的 10~15%, 半寿期为 6 天 SIgA 可通过黏膜, 主要存在于唾液 泪液 乳汁 ( 尤其是初乳 ) 及呼吸道 消化道 泌尿道的分泌液中和黏膜表面, 在机体黏膜局部抗感染免疫中发挥重要作用 ( 四 )IgE 重链为 ε 链, 在血清中以单体形式存在 IgE 无铰链区 血清中含量极微, 半寿期 2.5 天 IgE 与肥大细胞 嗜碱性粒细胞极易结合, 主要参与 I 型超敏反应及抗某些寄生虫感染 ( 五 )IgD 重链为 δ 链, 分子形式为单体 IgD 在血清中含量很低, 半寿期 3 天 对 IgD 的生物学功能了解甚少, 可能和某些超敏反应 自身免疫疾病有关, 尚未证实 IgD 有抗感染作用 和 IgM 一样,IgD 是 B 细胞表面抗原受体的成分, 现认为 IgD 和 B 细胞的分化 成熟有关 12

16 五 人工制备抗体一个 B 细胞克隆识别其特异性抗原表位而被激活后, 只产生一种特异性抗体 1. 多克隆抗体 (polyclonal antibody): 天然抗原往往具有多种表位, 刺激机体产生的抗体中包含针对多种不同抗原表位的 Ig, 系由多个 B 细胞克隆产生的抗体混合物, 故称为多克隆抗体 多克隆抗体来源广泛但特异性不高 2. 单克隆抗体 (monoclonal antibodies, mab): 由一个 B 细胞克隆产生的识别单一抗原表位的同源抗体, 称为单克隆抗体 mab 一般通过杂交瘤技术制备, 具有结构高度均一 抗原结合部位和同种型相同 纯度高 特异性强和效价高等特点 13

17 第五讲 补体系统 目的要求 : 1. 掌握补体的概念 基本组成及命名 2. 掌握补体的生物学功能 3. 熟悉补体的三条激活途径 4. 熟悉 MAC 的组成 5. 了解补体激活的调节机制 6. 了解补体与疾病的关系 教学时数 : 2 学时 教学内容 : 一 概述补体 (complement,c): 是广泛存在于血清 组织液和细胞膜表面, 具有精密调控机制的蛋白质反应系统 由补体固有成分 补体调节蛋白和补体受体 30 余种组分组成, 发挥抗微生物免疫防御 免疫调节及免疫效应等作用 ( 一 ) 组成 1. 固有成分 : (1) 经典途径 :C1q C1r C1s C4 C2 (2) 甘露聚糖结合凝集素途径 : 甘露聚糖结合凝集素 (MBL) MBL 相关的丝氨酸蛋白酶 (MASP) (3) 旁路途径 :B 因子 D 因子和 P 因子 (4) 共同成分 :C3 C5 C6 C7 C8 C9 2. 调节蛋白 3. 补体受体 ( 二 ) 命名 ( 三 ) 生物合成 二 补体激活 ( 一 ) 经典途径 1. 参与成分 : 包括 C1(C1q C1r C1s) C4 C2 C3 2. 激活物激活物为 AgAb 免疫复合物 (IC),Ab 为 IgM IgG1 IgG2 或 IgG3 每个 C1 须同时与两个以上 Ig 分子的 Fc 段结合 14

18 3. 活化过程 (1) 抗原抗体结合后, 抗体构型改变, 暴露 Fc 段中补体结合部位,C1q 可主动识别其补体结合位点, 启动经典途径 当一分子 C1q 中两个以上的球形头部与免疫复合物 (IC) 中 IgM 或 IgG Fc 段结合后,C1q 的构象发生改变,C1r 活化, 并激活 C1s 的丝氨酸蛋白酶活性 ; (2)C1s 依次裂解 C4 C2, 产生 C4b+C4a 和 C2a +C2b,C2a 与 C4b 结合成 C4b2a 复合物 (C3 转化酶 ); (3)C3 转化酶将 C3 裂解成 C3b+C3a,C3b 与 C4b2a 结合形成 C4b2a3b 复合物 (C5 转化酶 ) ( 二 ) 旁路途径 1. 参与成分 :C3 B 因子 D 因子和 P 因子 2. 激活物 : 某些细菌 内毒素 酵母多糖等以及凝集的 IgA 和 IgG4 等, 上述物质实际上是为补体激活提供保护性环境和接触表面 3. 活化过程 : 各种因素产生的 C3b 结合于激活物表面, 再与 B 因子结合产生 C3bB, 在 D 因子作用下产生 C3bBb( 旁路 C3 转化酶 ) C3bBb 与多份 C3b 结合形成 C3bBb3b( 旁路 C5 转化酶 ), 后者裂解 C5, 引起共同的末端效应 旁路途径可以识别自己与非己, 具有放大效应 ( 三 )MBL 途径 1. 参与成分 : 包括 MBL MASP-1 MASP-2 C4 C2 C3 2. 激活物 : 含 N 氨基半乳糖或甘露糖基的病原体 3. 活化过程 :MBL 识别和结合细菌 N 氨基半乳糖或甘露糖基等糖结构后, 通过构象改变激活与之相连的 MASP MASP-2 具有类似活化的 C1s 的活性, 可水解 C4 和 C2, 产生经典途径 C3 转化酶 C4b2a, 其后反应过程同经典途径 MASP-1 直接裂解 C3 生成 C3b, 形成旁路途径 C3 转化酶 C3bBb ( 四 ) 补体活化的共同终末过程三条途径产生的 C5 转化酶, 均可裂解 C5, 引发共同终末效应 C5 转化酶作用于 C5, 产生 C5b 和 C5a,C5b 结合在细胞表面, 依次与 C6 C7 结合形成 C5b67 复合物, 插入细胞膜中, 再与 C8 结合形成 C5b678, 后者可牢固附着于细胞表面 C5b678 再与多分子 C9 结合 C5b6789n, 即 MAC( 攻膜复合物 ), 导致细胞崩解 ( 五 ) 三条补体激活途径的特点及比较 1. 经典途径 (1) 激活物是免疫复合物 (IC) (2)C3 转化酶和 C5 转化酶分别是 C4b2a 和 C4b2a3b (3) 在感染后期或再次感染中发挥作用 2. 旁路途径 (1) 激活物是细菌 真菌或病毒感染细胞 15

19 (2)C3 转化酶和 C5 转化酶分别是 C3bBb 和 C3bBb3b (3) 存在正反馈放大环 (4) 在感染早期或初次感染中发挥作用 3. 凝集素途径 (1) 激活物是病原体表面的 N 氨基半乳糖或甘露糖 (2)C3 转化酶和 C5 转化酶分别是 C4b2a 和 C4b2a3b (3) 对经典途径和旁路途径具有交叉促进作用 (4) 在感染早期发挥作用 三 补体活化的调节 ( 一 ) 调控经典途径 C3 转化酶和 C5 转化酶 1. C1 抑制物 (C1 INH) 可抑制 C1r/C1s 和 MASP 活性, 使之不能裂解 C4 和 C2, 阻断 C4b2a 形成 2. 补体受体 1(CR1)(CD35) 与 C4b 结合, 阻断其与 C2 结合, 抑制 C4b2a 形成 还可促进 I 因子对 C4b 的裂解 3. C4 结合蛋白 (C4bp) 可抑制 C2 与 C4b 结合, 阻断 C4b2a 形成, 或使其灭活 ;C4bp 还可促进 I 因子对 C4b 的裂解 4. 衰变加速因子 (DAF)(CD55) 抑制 C4b2a 形成, 或分解已经形成的 C4b2a 5. 膜辅助蛋白 (MCP)(CD46) 可促进 I 因子对 C3b 的裂解 6. I 因子 I 因子可将 C4b 裂解为 C4c 和 C4d, 抑制 C4b2a 活性或阻断 C4b2a 形成 ( 二 ) 调控旁路途径 C3 转化酶和 C5 转化酶 I 因子 H 因子 CR1 DAF 和 MCP 均具有负调节作用, 抑制 C3bBb 的组装或促进其降解 而 P 因子可稳定 C3bBb, 加强 C3bBb 对 C3 的裂解而具有正调节作用 ( 三 ) 针对 MAC 的调节 1. 膜反应性溶解抑制物 (MIRL): 即 CD59, 可阻止 MAC 组装 2. 同源限制因子 (HRF): 也称 C8 结合蛋白 (C8bp), 抑制 MAC 组装 并可抑制其对靶细胞的溶解作用 3. S 蛋白 : 又称玻连蛋白, 阻碍 C5b67 复合物与靶细胞膜结合而抑制 MAC 形成 4. 群集素 : 抑制 MAC 组装, 并促进 MAC 从细胞膜解离 四 补体的生物学意义 16

20 ( 一 ) 补体的生物学功能 1. 溶菌 溶解病毒和细胞的细胞毒作用 MAC 介导靶细胞及某些细菌 病毒裂解, 参与宿主抗细菌和抗病毒防御机制 2. 调理作用补体片段 C3b C4b ic3b 附着于细菌或其他颗粒物质表面, 再与吞噬细胞表面的 CR1 结合, 可促进吞噬细胞的吞噬作用 3. 免疫黏附免疫复合物 (IC) 经经典途径激活补体产生的 C3b 与 IC 共价结合, 再与红细胞或血小板表面的相应受体如 CR1 结合而黏附于其上, 使得 IC 随血循环到达肝脏和脾, 在这里被吞噬细胞吞噬而清除 此效应是机体清除循环 IC 的重要机制 4. 炎症介质作用 (1)C3a 和 C5a 片段通过与肥大细胞和嗜碱粒细胞表面的相应受体结合, 诱导它们脱颗粒, 释放组胺之类的炎症介质 ; (2)C5a 能吸引中性粒细胞到达炎症反应部位, 并刺激其产生血管活性物质 ( 二 ) 补体的病理生理学意义 1. 机体抗感染免疫的主要机制在抗感染防御机制中, 补体是连接固有免疫和适应性免疫的桥梁 补体激活的旁路途径和 MBL 途径在固有免疫的早期抗感染过程中发挥重要作用, 经典途径将非特异的补体与特异的适应性免疫相连接, 成为体液免疫应答的重要效应机制 2. 参与适应性免疫应答 (1) 补体的调理作用可促进 APC 摄取和提呈抗原, 启动适应性免疫 (2)C3d CR2 可促进 B 细胞活化 (3)CD55 CD46 和 CD59 参与 T 细胞活化 (4) 诱导和维持记忆性 B 细胞 (5) 补体可抑制 IC 形成, 促进 IC 的解离及清除 3. 补体系统与其它级联反应系统的相互作用 五 补体与疾病的关系 ( 一 ) 遗传性补体缺损相关的疾病 ( 二 ) 补体与感染性疾病 ( 三 ) 补体与炎症性疾病 ( 四 ) 补体与异种器官移植 17

21 第六讲 细胞因子 目的要求 : 1. 掌握细胞因子的基本概念 2. 掌握细胞因子的主要特性 3. 熟悉细胞因子的分类和生物学活性 4. 了解细胞因子的临床应用 教学时数 : 2 学时 教学内容 : 一 基本概念细胞因子 : 是由免疫原 丝裂原或其他因子刺激细胞所产生的地分子量可溶性蛋白质, 为生物信息分子, 具有调节固有免疫和适应性免疫应答, 促进造血, 以及刺激细胞活化 增殖和分化等功能 ( 一 ) 细胞因子的共同特点 1. 多为小分子多肽 2. 在较低浓度下即有生物学活性 3. 通过结合细胞表面高亲和力受体发挥生物学效应 4. 大多以旁分泌 自分泌的形式, 少数以内分泌的形式发挥作用 其分泌是一个短时自限的过程 5. 多效性 : 一种细胞细胞因子可作用于多种靶细胞, 产生多种生物学效应 6. 重叠性 : 几种不同的细胞因子可作用于同一种靶细胞, 产生相同或相似的生物学效应 7. 协同性 : 一种细胞因子强化另一种细胞因子的功能 8. 拮抗性 : 一种细胞因子抑制其它细胞因子的功能 ( 二 ) 细胞因子的分类 : 可分为 6 类 1. 白细胞介素 : 已报道有 IL-1~35 2. 干扰素 : 可分为 IFN- 和 3. 肿瘤坏死因子超家族 : 已发现 19 个成员, 如 TNF TNF LTa 等 4. 集落刺激因子 : 包括粒细胞 - 巨噬细胞集落刺激因子 (GM-CSF) 粒细胞集落刺激因子 (G-CSF) 红细胞生成素 (EPO) 干细胞生长因子 (SCF) 血小板生成素 (TPO) 等 5. 趋化性细胞因子 : 为 8~12KD 的小分子肽, 可分为 CXC CC C CX3C 四个亚家族 主要作用是招募血液中的单核细胞 中性粒细胞 淋巴细胞等进 18

22 入感染发生的部位, 参与免疫应答 免疫调节 炎症反应及各种病理生理活动 6. 其他细胞因子 : 包括转化生长因子 b(tgf-β) 表皮细胞生长因子 血管内皮细胞生长因子 成纤维细胞生长因子 神经生长因子 血小板衍生的生长因子等 ( 三 ) 细胞因子的生物学活性 1. 调节固有免疫应答 2. 调节适应性免疫应答 3. 刺激造血 :EPO GM-CSF G-CSF M-CSF 等 抗细菌作用 :IL-1 TNFa IL-6 IL-8 IL-12 等 2. 抗病毒作用 :IFN-a IFN-b 等 3. 介导和调节特异性免疫应答 :IL-2 IL-4 IL-5 IL-6 IFN-γ TGF-β 等 4. 促进血管的生成 :CXC 趋化性细胞因子和成纤维细胞生长因子 5. 刺激造血 ( 四 ) 细胞因子受体大多数细胞因子的作用依赖于其靶细胞某些基因的转录 细胞因子通过与其靶细胞表面的受体结合, 启动靶细胞内一系列复杂的分子间相互作用, 最终启动某些基因的转录 已知的细胞因子受体多是跨膜蛋白, 由胞膜外区 跨膜区和胞浆区组成 1. 根据细胞因子受体的结构可将其分为多个家族 (1) 免疫球蛋白超家族 ( Ig superfamily, IgSF) 受体 (2) Ⅰ 型细胞因子受体家族 : 又称造血因子受体家族 (3) Ⅱ 型细胞因子受体家族 : 又称干扰素受体家族 (4) 肿瘤坏死因子受体超家族 (5) 趋化性细胞因子受体家族 2. 可溶性细胞因子受体许多细胞因子的受体除跨膜蛋白形式外, 还存在着分泌游离的形式, 即可溶性细胞因子受体 可作为细胞因子的运载体, 也可与相应的膜受体竞争配体而起抑制作用 可溶性细胞因子受体与某些疾病发生有关 3. 细胞因子受体拮抗剂一些细胞因子的受体存在天然拮抗剂, 如 IL-1Rα ( 五 ) 细胞因子与临床 19

23 第七讲 白细胞分化抗原和黏附分子 目的要求 : 1. 掌握白细胞分化抗原和粘附分子的基本概念 2. 熟悉白细胞分化抗原的命名 3. 熟悉粘附分子的分类及常见功能 4. 了解 CD 分子的临床应用 教学时数 : 2 学时 教学内容 : 一 人白细胞分化抗原 ( 一 ) 人白细胞分化抗原的概念白细胞分化抗原 : 是指血细胞在分化成熟为不同谱系 分化的不同阶段及细胞活化过程中出现或消失的细胞表面标记分子 它们大多是穿膜的蛋白或糖蛋白, 具有重要的生理功能 在免疫应答过程中, 它们参与抗原的识别, 细胞间相互作用, 细胞的活化 增殖 分化和效应 CD 的概念 : 应用以单克隆抗体鉴定为主的聚类分析法, 可将分化抗原归为分化群 (cluster of differentiation), 简称为 CD 分化抗原以 CD 加序号命名 目前 CD 的序号已从 CD1 命名至 CD350, 大致可划分为 14 个组 ( 二 ) 人白细胞分化抗原的功能 二 粘附分子 ( 一 ) 基本概念 1. 粘附分子 : 是众多介导细胞间或细胞与细胞外基质间互相接触和结合的分子的统称 粘附分子以配体 - 受体配对的方式发挥作用, 导致细胞与细胞间 细胞与基质间或细胞 - 基质 - 细胞之间的粘附, 并参与细胞间的识别 细胞的活化和信号转导 细胞的增殖与分化 细胞的伸展与移动, 是免疫应答 炎症发生 凝血 肿瘤转移 创伤愈合等一系列重要生理和病理过程的分子基础 2. 粘附分子的分类 : 目前按粘附分子的结构特点, 将其分为整合素家族 选择素家族 免疫球蛋白超家族 黏蛋白样血管地址素 钙粘素家族以及一些未归类的粘附分子 (1) 整合素家族 : 在体内分布广泛, 主要介导细胞与细胞外基质的粘附, 使细胞得以附着而成整体 基本结构为 链经共价键连接组成的异二聚体 整 20

24 合素家族至少有 17 种亚单位和 8 种亚单位, 根据亚单位可将其分为个组 ( ) (2) 选择素家族 : 共有 L- 选择素 P- 选择素 E- 选择素三个成员 均为单链穿膜糖蛋白, 其细胞膜外部分通常含有三个结构域, 即 C 型凝集素结构域 表皮生长因子结构域和补体调节蛋白结构域,C 型凝集素结构域是结合配体的部位, 配体主要是一些寡糖基团 选择素在白细胞与内皮细胞黏附 炎症发生 淋巴细胞归巢中发挥重要作用 ( 二 ) 粘附分子的常见功能 1. 免疫细胞识别中的辅助受体和协同刺激分子 2. CD4-MHC II CD8-MHC I CD28-B7 3. 炎症过程中白细胞与血管内皮细胞粘附 4. 淋巴细胞归巢 ( 三 )CD 分子和粘附分子的临床应用举例 1. 阐明发病机制 2. 在疾病诊断中的应用 3. 在疾病预防和治疗中的应用 21

25 第八讲 主要组织相容性复合体及其编码分子 目的要求 1. 掌握 MHC MHC 分子 HLA 基因 ( 复合体 ) 和 HLA 分子的概念 2. 掌握 HLA 基因结构及其多基因特性 3. 掌握经典的 MHCⅠ 类分子 Ⅱ 类分子结构 分布及其生物学功能 4. 熟悉 MHC 的遗传特点 基因多态性的概念及其生物学意义 5. 熟悉 MHC- 肽相互作用的分子基础及特点 6. 了解 HLA 与临床医学 7. 了解免疫功能相关基因 8. 了解小鼠 H-2 基因复合体 教学时数 2 学时 教学内容 : 主要组织相容性复合体 (major histocompatibility complex, MHC) 是一组紧密连锁的基因群, 其编码的产物称 MHC 分子, 生物学功能是提呈抗原肽, 调控免疫应答, 在特异性免疫应答中起重要作用 小鼠 MHC 称为 H-2 基因 ( 复合体 ); 人的 MHC 称为 HLA 基因 ( 复合体 ), 其产物称为 HLA 分子或 HLA 抗原 一.MHC 结构及其多基因特性 MHC 由 Ⅰ 类 Ⅱ 类 Ⅲ 类基因和多种免疫功能相关基因组成, 具有多基因特性 1. 经典的 MHCⅠ 类和 Ⅱ 类基因 (1) H-2 复合体 H-2 位于小鼠第 17 号染色体 Ⅰ 类基因包括 K D L 三个基因座位 ;Ⅱ 类基因包括 Ab Aa Eb Ea 四个基因座位 ;Ⅲ 类基因编码补体成分 (2) HLA 基因 HLA 基因位于人第 6 号染色体, 经典的 HLA I 类基因有 A B C 三个基因座位 ( 分别编码相应 I 类分子的 α 链 ); 经典的 HLAII 类基因有 DP DQ 和 DR 三个亚区, 每一亚区又包括 A B 基因座位, 分别编码 II 类分子的 α 链和 β 链 2. I 类和 II 类基因的表达产物 HLA 分子 ( 抗原 ) (1) 经典的 HLA I 类分子经典 I 类分子包括 HLA A 分子 B 分子和 C 分子, 分布于所有有核细胞表 22

26 面 I 类分子的结构相似, 均由 α 链 ( 含 α1 α2 和 α3 三个结构域 ) 和 β 链 (β2m, 由人的 15 号染色体编码 ) 组成 ; 其中 α1 和 α2 结构域是决定 I 类分子多态性的基础, 两者构成 I 类分子抗原结合槽, 可接纳 8-10 个氨基酸残基长度的内源性抗原肽 ;α3 结构域是与 T 细胞上 CD8 分子结合的部位,α3 与 β2m 构成免疫球蛋白样区 (2) 经典的 HLAⅡ 类分子经典 Ⅱ 类分子包括 HLA DP 分子 DQ 分子和 DR 分子, 分布在 APC 和活化的 T 细胞表面 II 类分子均由 α 链 ( 含 α1 α2 结构域 ) 和 β 链 ( 含 β1 和 β2 结构域 ) 组成 ; 其中 α1 β1 结构域是决定 II 类分子多态性的基础, 两者构成 Ⅱ 类分子的抗原结合槽, 可接纳 个氨基酸残基长度的外源性抗原肽 ;β2 结构域是与 T 细胞上 CD4 分子结合的部位,α2 β2 构成免疫球蛋白样区 3. 免疫功能相关基因 (1) HLA Ⅲ 类基因编码血清补体成份, 如 C4B C4A Bf C2 (2) 抗原加工 提呈相关基因 ( 位于 HLA II 类基因区 ) a. 蛋白酶体 β 亚单位 (PSMB) 基因 b. 抗原加工相关转运物 (TAP) 基因 c. HLA-DM 基因 d. HLA-DO 基因 e. TAP 相关蛋白基因 (3) 非经典 Ⅰ 类基因 a. HLA-E 基因 b. HLA-G 基因 (4) 炎症相关基因 ( 位于 HLA Ⅲ 类基因区 ) a. TNF 基因 b. 转录调节基因 c. MHCⅠ 类相关基因 (MIC) d. 热休克蛋白 (HSP) 基因 二.MHC 的多态性 1. 多态性多态性 (polymorphism) 指一个基因座位上存在多个等位基因, 系一群体概念, 即群体中不同个体可拥有不同的等位基因 2. 连锁不平衡和单体型 3. HLA 多态性的产生及生物学意义多态性的产生 : 自然选择 ( 选择压力 ) 生物学意义 : 群体水平上赋予人类的生存优势 23

27 HLA 遗传特点 单元型遗传共显性表达连锁不平衡 三.MHC 分子和抗原肽的相互作用 MHC 的生物学功能是通过结合 提呈抗原肽得以实现的 1. MHC 分子和抗原肽相互作用的分子基础锚定位 : 抗原肽上和 MHC 分子结合的特定部位锚定残基 : 抗原肽中锚定位上的氨基酸残基共同基序 : 能与同一型别 MHC 分子结合的不同抗原肽具有的相同或相似的锚定残基 2.MHC 和抗原肽相互作用的特点专一性与包容性 四.MHC 的生物学功能 1. 提呈抗原 参与适应性免疫应答 (1) 提呈抗原供 T 细胞识别, 启动特异性免疫应答 MHCI 类分子提呈内源性抗原肽供 CD8+T 细胞识别 ;MHCII 类分子提呈外源性抗原肽供 CD4+T 细胞识别 (2) 介导 T 细胞在胸腺中的分化 成熟 (3) 疾病易感性个体的主要决定者 (4) 调控机体免疫功能 2. 参与固有免疫应答 MHC 免疫功能相关基因参与对非特异性免疫应答的调控 (1) 补体基因 参与补体反应和免疫性疾病的发生 (2) 非经典 Ⅰ 类基因 调控 NK 细胞活性 (3) 炎症相关基因 调控炎症反应 五.HLA 与临床医学 1.HLA 与器官移植 : 2.HLA 异常表达和临床疾病 3.HLA 与疾病关联 4.HLA 与亲子鉴定和法医学 24

28 第九讲 B 淋巴细胞 目的要求 : 1. 掌握胚系基因 基因重排的基本概念及特点或组成 2. 掌握等位排斥的概念及意义 3. 掌握 BCR Igα Igβ 的分子的组成 结构特点及功能 4. 掌握 B 细胞亚群 功能及分化成熟过程 5. 熟悉 BCR 基因重排的过程及意义 6. 熟悉 BCR 多样性产生的机制 7. 熟悉 B 细胞表面共受体 共刺激分子及其功能 8. 了解 CDR3 与 BCR 多样性的关系 9. 了解膜型 Ig 和分泌型 Ig 的差异 ( 基因水平 分子水平 ) 10. 了解 B 细胞其他表面分子及其功能 教学时数 : 2-4 学时 教学内容 : 一 BCR 基因及其表达 BCR 基因 (Ig 基因 ) 包括 Η 链基因 κ 链基因和 λ 链基因 ( 一 ) 胚系基因和基因重排 1. 胚系基因在未分化 B 细胞中,BCR 基因处于胚系状态 ;V 区基因和 C 区基因相互分隔 ;V 区基因由多个基因片段组成, 其中 VH 基因由 V D J 三种片段组成 ;VL 基因由 V J 两种片段组成 ; 而 V 片段 D 片段和 J 片段本身又具有若干不同的拷贝 VH 和 VL 的胚系基因处于分隔状态, 无转录活性 2. 基因重排基因重排又称 DNA 重排或体细胞重组, 指 B 细胞在分化 成熟过程中, 在特异性重组酶的介导下, 无功能的胚系基因片段连接成一个完整的 有转录活性的 Ig 功能基因 重排时,VH 基因首先重排 : 先进行 DJ 连接 ( 某一 D 片段和某一 J 片段相连 ) 再进行 V-DJ( 某一 V 片段和已重排的 DJ 片段相连 ) 连接, 形成 VDJ 片段 ; 后者再与 C 区基因相连, 形成一个完整的 H 链功能基因 VH 基因的重排, 可诱导 VL 基因的重排 VL 基因无 D 片段, 直接进行 VJ 连接, 形成有转录活性的 VJ 片段, 尔后再与 C 区基因连接, 形成一个完整的 L 链功能基因 25

29 Ig 基因重排是 B 细胞特有的, 决定了 BCR( 包括以后产生的抗体 ) 的特异性 3. 等位排斥 B 细胞中只有一条染色体中的重链或轻链基因能重排 表达, 同时抑制了另一条染色体上的 Ig 基因的重排, 这就是等位排斥 等位排斥保证了一个 B 细胞只能进行一次有效的重排, 表达一种特异性 BCR 或产生一种特异性抗体 ( 二 )BCR 多样性产生的机制 1. 组合多样性 (1) V D J 基因片段重排多样性 (2) VH VL 配对多样性 2. 连接多样性 (1) 不精确连接 ( 核苷酸丢失 ) (2) N- 区核苷酸插入 ( 仅发生在 H 链 ) 3. 体细胞高频突变多样性 ( 三 )BCR 多样性和 CDR3 BCR( 包括 Ab) 的 VH 和 VL 各有三个 CDR S :CDR1 CDR2 和 CDR3, 其中以 CDR3 变异最大, 对 BCR(Ab) 特异性和多样性的影响也最大 CDR3 由 V D J 三个片段 (VH) 或 V J 两个片段 (VL) 编码, 加之连接多样性也发生在 CDR3, 这是 CDR3 多样性产生的遗传基础 二 B 细胞的分化 发育 ( 一 )B 细胞来源于骨髓的祖 B 细胞, 在骨髓中分化, 成熟, 表达功能性 BCR 1. 祖 B 细胞 (pro-b) 表达 Igα/Igβ 异源二聚体 2. 前 B 细胞 (pre-b) 表达 Hμ 链及替代轻链, 表达 pre-bcr 3. 未成熟 B 细胞 (immature B) 未成熟 B 细胞表达 BCR, 为 migm, 如受自身抗原刺激, 则发生免疫耐受, 是 B 细胞中枢耐受的主要机制 4. 成熟 B 细胞 (mature B) 成熟 B 细胞同时表达 migm 和 migd, 受抗原刺激能分化为浆细胞, 分泌 Ab, 介导体液免疫应答 ( 二 )B 细胞中枢免疫耐受的形成未成熟 B 细胞表达 migm, 可通过受体编辑 (receptor editing) 改变其特异性, 即发生 VJ 的再次重排, 合成新的轻链 三 B 细胞表面的分子及其作用 (1) BCR-IgαIgβ 复合物 26

30 B 细胞抗原受体 (B cell receptor,bcr) 与 Igα Igβ 共同表达在成熟 B 细胞表面,BCR 识别抗原,Igα Igβ 转导 BCR 接受的抗原刺激信号 a. BCR BCR 本质为 Ig, 即膜表面 Ig(mIg), 类别为 migm 和 migd BCR 由两条 H 链和两条 L 链组成,VH 和 VL 组成了 BCR 的抗原结合部位, 故 BCR 的功能是识别抗原, 决定抗原特异性,BCR 的胞质区仅 3 个氨基酸残基, 无信号转导功能 b. Igα Igβ Igα(CD79a) Igβ(CD79b) 为 IGSF 成员, 与 BCR 非共价结合形成复合物 Igα Igβ 链的胞质区较长, 含 ITAM, 能转导 BCR 接受的抗原刺激信号 (2) B 细胞共受体 CD19/CD21/CD81 辅助受体的作用是促进 B 细胞的活化, 其中 CD21 即 CR2 亦 C3d 受体, CD21 也是 EB 病毒的受体 (3) 协同刺激分子 a. CD40 CD40 与活化 T 细胞表面的 CD40L 结合, 促进 B 细胞的活化 b. CD80 和 CD86 B 细胞作为 APC, 其 CD80(B7.1) 和 CD86(B7.2) 提供了 T 细胞活化的第二信号 c. 其他黏附分子如 ICAM-1(CD54) LFA-1(CD11a/CD18) 等, 能促进 T-B 细胞的相互作用 (4) 其它表面分子 CD20 CD22 CD32 四 B 细胞亚群 B 细胞根据其功能, 表面标志, 可分为 B1 细胞和 B2 细胞 ( 一 ) B1 细胞 (CD5 + ) B1 细胞表达 CD5, 发生于个体发育早期, 主要分布于黏膜 B1 细胞主要介导对非胸腺依赖抗原的免疫应答, 具有多反应性特点, 主要产生低亲和力的 IgM 类 Ab, 一般不发生体细胞突变 ( 二 ) B2 细胞 (CD5 - ) B2 细胞不表达 CD5, 即通常所指的 B 细胞 B2 细胞对抗原为单特异性, 介导对胸腺依赖抗原的免疫应答, 主要产生高亲和力的 IgG 类 Ab, 可发生体细胞突变 五 B 细胞的功能 27

31 ( 一 ) 产生抗体, 介导体液免疫应答 1. 中和作用 2. 调理作用 3. 参与补体的溶细胞或溶菌作用 4. ADCC ( 二 ) 提呈可溶性抗原 B 细胞可藉 BCR 结合可溶性抗原, 对其加工 处理后, 以抗原肽 -MHC 分子复合物的形式提呈给 T 细胞 28

32 第十讲 T 淋巴细胞 目的要求 : 1. 掌握 TCR-CD3 分子的组成 结构特点及功能 2. 掌握 T 细胞亚群功能及分化成熟过程 3. 掌握 T 细胞阳性选择 阴性选择的过程及生物学意义 4. 熟悉 T 细胞表面共受体 共刺激分子及其功能 5. 了解 T 细胞其他表面分子及其功能 教学时数 : 2 学时 教学内容 : T 淋巴细胞 (T lymphocyte) 简称 T 细胞, 来源于骨髓中的淋巴样前祖细胞, 在胸腺中发育成熟 T 细胞可分为不同亚群,T 细胞的主要功能是介导细胞免疫和免疫调节 一 T 细胞在胸腺中的发育来源于骨髓的祖 T 细胞在胸腺中分化 成熟, 表达功能性 TCR, 并获得 MHC 限制性和自身免疫耐受两个重要生物学特性 1. 双阴性阶段刚进入胸腺的祖 T 细胞, 既不表达 CD4 分子, 亦不表达 CD8 分子, 故称双阴性 (DN)T 细胞, 即 CD4 - CD8 - T 细胞, 此时也不表达 CD3 2. 双阳性阶段 + 此时 T 细胞表达 CD4 CD8 + 即为双阳性 (DP) 细胞 ; 先表达 TCRβ 链和 ptcrα, 尔后表达功能性 αβtcr 及 CD3 3. 单阳性阶段 + DP T 细胞进一步分化为 CD4 或 CD8 + T 细胞, 即单阳性 (SP)T 细胞 4. T 细胞的阳性选择和阴性选择 (1) 阳性选择 (positive selection) + 在胸腺皮质中,CD4 CD8 + 双阳性 T 细胞, 其 TCR 能与胸腺基质细胞表面的 MHCⅠ/Ⅱ 类分子 - 抗原肽结合, 且具适当亲和力的 DP 细胞分化为单阳性 (SP) T 细胞, 其中与 Ⅰ 类分子结合的 DP 细胞分化为 CD8 + T 细胞 (SP); 与 Ⅱ 类分子结合的 DP 细胞分化为 CD4 + T 细胞 (SP); 而不能与 MHC- 抗原肽结合或亲和力过高的 DP 细胞则发生凋亡遭克隆清除 此过程也称为胸腺的阳性选择 生物学意义 : 赋予成熟的 T 细胞具有 MHC 限制性 29

33 (2) 阴性选择 (negative selection) 经历阳性选择的 SP 细胞在胸腺的皮髓质交界处及髓质区还须经历阴性选择 : 凡是能识别自身抗原 -MHC 复合物 且具有高亲和力的 SP 细胞发生凋亡遭克隆清除, 其实质是清除自身反应性 T 细胞, 即阴性选择 生物学意义 : 赋予成熟的 T 细胞具有自身免疫耐受的特性 T 细胞经三个发育阶段及胸腺选择后成为成熟 T 细胞, 迁出胸腺进入外周 T 细胞库 二 T 细胞表面的分子及作用 ( 一 ) TCR-CD3 复合物 T 细胞抗原受体 (T cell receptor,tcr) 与 CD3 组成 TCR-CD3 复合物, 共同表达在成熟 T 细胞表面 TCR 识别 MHC- 抗原肽,CD3 分子转导 TCR 接受的抗原刺激信号 a. TCR 为 T 细胞特征性表面标志, 为异二聚体结构 根据其组成不同, 分为 αβtcr 和 γδtcr 大部分 T 细胞表达 αβtcr TCR 的 α β 链的胞外部分可分为可变区 (V 区 ) 和恒定区 (C 区 ),V 区识别 MHC- 抗原肽 胞内区很短, 不能转导信号, 故 TCR 的功能是识别抗原, 决定抗原特异性 b. CD3 分子由 6 条肽链 εγ εδ 和 ζζ 组成 ( 少数为 εγ εδ 和 ζη), 与 TCR 经非共价键形成 TCR-CD3 复合物 CD3 分子的胞内区较长, 含有免疫受体酪氨酸活化基序 (ITAM) ITAM 含 2 个 YxxL/V 保守序列, 其 Y 磷酸化后可与带有 SH2 结构域的酪氨酸蛋白激酶 ( 如 ZAP-70) 结合, 转导 TCR 接受的抗原刺激信号 ( 二 ) CD4 分子和 CD8 分子 CD4 分子和 CD8 分子作为 T 细胞的辅助受体 (co-receptor), 主要功能是辅助 TCR 识别抗原, 参与 T 细胞的活化 CD4 分子为单链跨膜蛋白, 胞外区有 4 个 Ig 样结构域 远端 2 个结构域能与 MHCⅡ 类分子结合 CD8 分子由 α β 链组成, 其胞外区含有一个 Ig 样结构域, 能与 MHCⅠ 类分子结合 CD4 和 CD8 分子胞浆区结合有酪氨酸蛋白激酶 (p56 lck ), 参与 CD3 分子的信号转导 + CD4 分子还是 HIV 外壳蛋白 gp120 受体, 是 HIV 感染 CD4 T 细胞的机制之一 ( 三 ) 协同刺激分子 T 细胞活化需两个信号,TCR-CD3 识别的抗原为第一信号, 协同刺激分子则提供第二信号 a. CD28 CD28 为同源二聚体, 与 APC 表面的 B7.1(CD80) 或 B7.2(CD86) 结合, 提供 T 细胞活化的第二信号 30

34 b. CTLA-4(CD152) 表达于活化的 T 细胞表面, 其胞浆区含有免疫受体酪氨酸抑制基序 (ITIM), 故 CTLA-4 与 B7 结合后, 可抑制 T 细胞的活化 c. ICOS(inducible costimulator) 表达于活化的 T 细胞表面, 配体为 B7-H2, 在 CD28 后起作用, 能调节活化 T 细胞, 产生细胞因子, 促进 T 细胞增殖 d. PD-1 PD-1 表达于活化的 T 细胞, 配体为 PD-L1 和 PD-L2 e. CD40L(CD154) 表达于活化的 T 细胞表面, 与 APC 和 B 细胞表面的 CD40 结合后, 可促进 APC 及 B 细胞的活化, 并诱导抗体的类别转换, 诱导记忆性 B 细胞的分化 f. CD2 LFA-1 和 ICAM-1 三 T 细胞亚群及其功能 ( 一 ) T 细胞按表面标志, 功能不同分为不同亚群 1. 初始 T 细胞未经抗原刺激的成熟 T 细胞, 表达 CD45RA 和 CD62L 2. 效应 T 细胞表达高亲和力 IL-2R,CD44 和 CD45RO, 介导免疫效应 3. 记忆 T 细胞表达 CD45RO,CD44, 介导再次免疫应答 ( 二 ) αβt 细胞和 γδt 细胞 1. γδt 细胞 γδt 细胞占 T 细胞总数的 5% 以下, 大多为 CD4-CD8-, 主要分布于皮肤, 黏膜 γδt 细胞识别 CD1 分子提呈的脂类或糖脂抗原, 在抗微生物感染中起重要作用 2. αβt 细胞 αβt 细胞占 T 细胞总数 95% 以上, 识别由 MHC 分子提呈的蛋白质抗原, 具有 MHC 限制性, 是介导细胞免疫及免疫调节的主要细胞 ( 三 ) CD4+T 细胞和 CD8+T 细胞 + CD4 T 细胞识别由 MHCⅡ 类分子提呈的外源性抗原肽, 活化后分化为 Th 细胞 + CD8 T 细胞识别由 MHCⅠ 类分子提呈的内源性抗原肽, 活化后分化的效应细胞为 Tc(CTL) 细胞, 可特异性杀伤靶细胞, 是细胞免疫的主要效应细胞 ( 四 ) Th CTL 和 Treg 细胞 + a. CD4 Th 细胞 + CD4 T 细胞可分化为 Th1 Th2 和 Th17 三类效应细胞,Th1 细胞主要分泌 IL-2 IFN-γ LTα, 介导细胞免疫 ;Th2 细胞主要分泌 IL , 介 31

35 导体液免疫 ;Th17 细胞主要分泌 IL-17, 参与固有免疫和某些炎症的发生 b. CD8+CTL(Tc) 细胞 + CD8 CTL 是细胞毒 T 淋巴细胞, 能特异杀伤靶细胞 CTL 杀伤靶细胞的机制 : 分泌穿孔素 (perforin) 颗粒酶(granzyme) 和颗粒溶解素 (granulysin) 及 LTα 杀伤靶细胞 穿孔素能在靶细胞膜上形成跨膜通道, 引起靶细胞因渗透压改变导致溶解性死亡, 颗粒酶和 LTα 则介导靶细胞凋亡 ; 活化的 CTL 能表达 FasL, 介导 Fas + 的靶细胞凋亡 CD8 + CTL 是介导细胞免疫的主要效应细胞 c. 调节性 T 细胞 (Treg) + Treg 表达 IL-2R 的 α 链 (CD25) 和 Foxp3, 主要发挥免疫负调节作用 ; 抑制抗原特异性 T 细胞增殖, 抑制 APC 的功能, 在免疫耐受中发挥重要作用 (1) 自然调节性 T 细胞 (ntreg) 直接从胸腺中分离而来 ntreg 的表型为 CD4 CD25 Foxp3, 除通过与靶细胞的直接接触外, 还分泌 TGF-β IL-10 IL-35 等来抑制免疫应答 (2) 适应性调节性 T 细胞又称诱导性调节性 T 细胞 (itreg), 表型与 ntreg 相同,iTreg 中主要分为 Tr1 和 Tr3 两种亚群 Tr1 细胞主要分泌 IL-10 和 TGF-β;Tr3 细胞主要产生 TGF-β, 两者均有下调免疫应答的特性 (3) 其他调节性 T 细胞 + 包括 CD8+Treg, 对自身反应性 CD4 T 细胞具有抑制活性, 并可抑制移植物排斥反应 四 T 淋巴细胞的功能 + ( 一 ) CD4 Th 细胞的功能 + 1. CD4 Th 细胞的亚群 Th1 细胞分泌 IFN-γ TNF IL-2;Th2 细胞分泌 IL-2 IL-4 IL-10 IL-13 等 ;Th3 细胞分泌 TGF-β;Th0 细胞可分泌 Th1 Th2 Th3 样细胞因子 2. CD4+ Th 细胞的分化调节 3. CD4+ 效应 T 细胞亚群的功能 (1) Th1 细胞的功能 Th1 细胞重要效应功能是增强吞噬细胞介导的抗感染免疫, 特别是抗胞内病原体的感染 (2) Th2 细胞的功能 Th2 细胞的重要作用是诱导和促进 B 细胞介导的体液免疫应答 + ( 二 ) CD8 杀伤性 T 细胞的功能 CTL 的主要功能是特异性直接杀伤靶细胞 主要是通过两种机制发挥细胞毒作用 : 一是分泌穿孔素 颗粒酶 颗粒溶解素及淋巴毒素直接杀伤靶细胞 ; 二是通过 Fas/FasL 途径诱导靶细胞凋亡 ( 三 ) 调节性 T 细胞的功能 32

36 + ntreg 的主要功能是通过 CD4 和 CD8 + T 细胞的活化与增殖, 达到免疫负调作用 33

37 第十一讲抗原提呈细胞与抗原的处理及提呈 目的要求 : 1. 掌握抗原提呈细胞的概念与种类 2. 掌握抗原加工 提呈的两条基本途径 3. 熟悉专职 APC 的主要特点 4. 熟悉蛋白酶体 TAP Ii 链 CLIP 和 HLA-DM 分子在抗原加工 提呈中的作用 5. 了解抗原的交叉提呈 教学时数 : 2 学时 教学内容 : 一 抗原提呈细胞能够摄取 处理 ( 加工 ) 抗原并将抗原信息提呈给 T 淋巴细胞的一类细胞称为抗原提呈细胞 (antigen-presenting cells,apc) 通常所说的 APC, 指树突状细胞 (DC) 单核 - 巨噬细胞 (Mo/ Mφ) 和 B 淋巴细胞 APC 分为两大类 : 1. 专职 APC: 即 DC Mφ 和 B 细胞 2. 兼职 APC 二 APC 的特点 ( 一 ) 树突状细胞 (Dendritic cell, DC) DC 因为具有许多树突状突起而得名 DC 的特点是能够刺激初始 T 细胞活化增殖, 是功能最强的的 APC 1. 类型与特点 (1) 根据来源不同,DC 分为淋巴系 DC 和髓系 DC 两大类 (2) 根据分化成熟状态分为 : 未成熟 DC : 大多数髓系 DC 离开骨髓后以未成熟状态存在, 具有强的抗原摄取 加工处理能力, 但表面 MHC Ⅱ 类分子 共刺激分子和黏附分子的表达水平低, 故提呈抗原刺激初始 T 细胞能力很低 成熟 DC: DC 摄取抗原和受某些刺激后逐渐成熟, 并向引流淋巴组织迁移 成熟过程中,MHC 分子 ( 特别是 Ⅱ 类分子 ) 共刺激分子和黏附分子表达显著提高, 能够提呈抗原刺激初始 T 细胞 (3) 根据分布不同 DC 又包括 : 34

38 朗格汉斯细胞 (LC) 分布于表皮和黏膜上皮部位, 具有强的抗原摄取和处理能力 ; 并指状 DC(IDC) 位于外周淋巴组织 T 细胞区, 具有强的抗原提呈激发初次免疫应答能力 ; 滤泡样 DC(FDC) 位于淋巴滤泡内, 不表达 MHC Ⅱ 类分子, 主要作用是携带抗原抗体补体复合物供 B 细胞识别 2. 功能 (1) 抗原提呈与免疫激活作用 :DC 是专职 APC 中唯一能直接激活初始 T 细胞启动免疫应答的细胞 (2) 免疫调节作用 : 通过细胞间直接接触和分泌多种细胞因子和趋化因子, 调节其它免疫细胞的功能 (3) 免疫耐受的诱导与维持 : 胸腺内 DC 参与 T 细胞的阴性选择, 诱导中枢免疫耐受 未成熟 DC 参与诱导外周免疫耐受 ( 二 ) 单核 - 巨噬细胞 Mo 来源于骨髓中前体细胞,Mo 进入组织分化为 Mφ 单核 / 巨噬细胞表达调理性受体和模式识别受体, 吞噬和清除病原体的能力很强 在 Th1 细胞和 IFN-γ 等作用下, 其表达 MHC 分子和共刺激分子的水平显著提高, 分泌多种细胞因子, 参与抗原加工 提呈及免疫调节作用, 能够激活效应 T 细胞和记忆 T 细胞 ( 三 )B 淋巴细胞可通过 BCR 摄取低浓度抗原, 向 Th 细胞提呈抗原, 在 B 细胞对 TD 抗原产生应答中发挥重要作用 三 抗原的处理和提呈 1. 概念 (1) 抗原的加工 ( 处理 ) 与提呈 : 抗原加工指 APC 将抗原分子降解并加工成多肽, 以抗原肽 -MHC 分子复合物形式表达于细胞表面 ; 抗原提呈指将抗原信息传递给 T 细胞识别的过程 (2) 外源性抗原 : 来源于细胞外的抗原, 如 APC 吞噬的细菌 (3) 内源性抗原 : 细胞内合成的抗原, 如肿瘤细胞和病毒感染细胞内合成的肿瘤抗原和病毒抗原 2. 内源性抗原的加工 (MHCⅠ 类途径 ) 内源性抗原经蛋白酶体降解成肽, 通过抗原加工相关转运体 (TAP) 转运进入内质网, 与 MHCⅠ 类分子 ( 在内质网合成 ) 结合成肽 -MHCI 类复合物, 通过高尔基体表达于细胞表面 3. 外源性抗原的加工 (MHCⅡ 类途径 ) APC 摄取的外源性抗原在内体中降解成肽, 与 MHCⅡ 类分子 ( 在内质网合成 ) 结合后表达于细胞表面 外源性抗原加工中需要 Ii 链和 HLA-DM 分子的参与 Ii 链与 MHCⅡ 类分子的装配和转运有关, 并通过 CLIP 封闭 MHCⅡ 类分子的肽结合部位, 阻止 Ⅱ 类分子在内质网中与内源性抗原肽结合 HLA-DM 35

39 分子促使 CLIP 从 MHCⅡ 类分子肽结合区解离, 有利抗原肽与 MHCⅡ 类分子结合 4. 抗原的提呈 CD4+T 细胞通过 TCR 识别 MHCⅡ 类分子提呈的外源性抗原肽,CD8+T 细胞通过 TCR 识别 MHCⅠ 类分子提呈的的内源性抗原肽 抗原提呈的过程中需要黏附分子的参与 四 MHC 分子对抗原的交叉提呈 36

40 第十二讲 T 淋巴细胞介导的细胞免疫应答 目的要求 : 1. 掌握抗原的识别 T 细胞活化的双信号 Th1 细胞和 Th2 细胞的生物学作用 效应 CTL 的作用机制 2. 掌握记忆 T 细胞的概念 特点及其形成 3. 熟悉 T 细胞信号转导过程中产生的三个核转录因子的生物学作用 4. 了解 T 细胞活化信号转导途径 ; 抗原特异性 T 细胞克隆性增殖 教学时数 : 2 学时 教学内容 : 一 T 细胞对抗原的识别 1.APC 向 T 细胞提呈抗原的过程 + MHCⅠ 类分子将内源性抗原提呈给 CD8 T 细胞识别,MHCⅡ 类分子提呈外源性抗原给 CD4 + T 细胞识别 2.APC 与 T 细胞的相互作用 (1) T 细胞与 APC 非特异结合 T 细胞上的 LFA-1 和 CD2 分别与 APC 表面的 ICAM-1 LFA-3 结合, 使得 TCR 与 MHC- 肽接近 如 TCR 不能识别 MHC- 肽,T 细胞与 APC 分离 (2) T 细胞与 APC 特异性结合如 TCR 能识别 MHC- 肽, 则两个细胞发生特异性结合, 细胞膜形成免疫突触, 增强 TCR 与 MHC- 肽结合的亲和力, 促进 T 细胞信号转导分子的相互作用, 信号通路的激活, 促进 T 细胞活化 二 T 细胞的活化 增殖和分化 1.T 细胞活化涉及的分子 (1) T 细胞活化的第一信号 TCR 识别 MHC- 肽产生第一信号, 由 CD3 分子 ( 含 ITAM) 转导 辅助受体 CD4 或 CD8 分别与 MHCⅡ 类分子或 MHC Ⅰ 类分子结合, 参与第一信号的产生 (2) T 细胞活化的第二信号主要由共刺激分子 CD28/B7 相互作用提供, 其主要作用是促进 IL-2 基因转录和稳定 IL-2 mrna, 从而促进 IL-2 合成 接受了第一信号的 T 细胞如未接受第二信号, 将变成无能 (anergy) (3) 细胞因子促进 T 细胞充分活化 IL-1 IL-2 IL-6 IL-12 等多种细胞因子在 T 细胞激活中发挥重要作用 37

41 2.T 细胞活化的信号转导途径 (1) MHC- 肽与 TCR 结合, 使 TCR 有关的 CD3 CD4 或 CD8 等分子交联, 偶联于其胞内尾段的 PTK(lck fyn) 聚集而激活 lck fyn 使 CD3 分子中的 ITAM 发生磷酸化, 磷酸化的 ITAM 可以结合胞质中的 PTK(ZAP-70) 而使之被募集 ZAP-70 受 lck 催化发生磷酸化后被激活 (2) ZAP-70 活化产生 2 条通路 1) PLC-γ 活化, 导致 PIP2 水解, 产生 IP3 和 DAG IP3 致钙调磷酸酶活化, 使 NFAT 脱磷酸, 转位到细胞核内 DAG 激活 PKC, 后者又使 NFκB 激活, 也转位到核内 2) MAP 激酶活化 : 活化的 ZAP-70 经 Ras 活化 MAPK 级联反应, 导致 MAP 激酶活化, 活化转录因子 AP-1,AP-1 进入核内 3.T 细胞活化信号启动的靶基因转录因子 (NFAT NF-κB AP-1) 转入核内, 与 T 细胞效应分子编码基因调控部位结合, 增强启动子的活性, 促使基因转录 其中包括细胞原癌基因 细胞因子及其受体基因 黏附分子基因和 MHC 基因 IL-2 对于 T 细胞的活化是必需的 4. 抗原特异性 T 细胞克隆性增殖和分化 (1) 增殖 :IL-2 与 IL-2R 结合是促进 T 细胞增殖的重要因素 (2) 分化 : + 1) CD4 T 细胞的分化 :Th0 在 IL-12 和 IFN-γ 作用下分化为 Th1 细胞, 在 IL-4 作用下分化为 Th2 细胞 CD4 + T 还可以分化为调节性 T 细胞和 Th17 细胞 + 2) CD8 T 细胞的分化 : 在 Th1 细胞辅助下 ( 或以非 Th1 细胞依赖方式 ), 初始 CD8 + T 细胞分化成 CTL 三 效应性 T 细胞的效应功能 1.Th 细胞的效应 (1) Th1 细胞的生物学活性 : 1) 通过分泌细胞因子和表达 CD40L 诱生 募集和激活 Mφ, 消灭胞内寄生菌 ; 诱导 Mφ 高表达 B7 和 MHCⅡ 类分子, 促进抗原的加工和提呈 2) 促进 CTL 活化增殖 也促进 Th 细胞和 NK 细胞的活化增殖, 辅助 B 细胞产生调理性抗体 3) 活化中性粒细胞, 促进杀伤病原体 (2) Th2 细胞的生物学活性 : 1) 辅助体液免疫应答促进 B 细胞活化 增殖和分化为浆细胞, 产生抗体 2) 参与 I 型超敏反应和抗寄生虫免疫 (3) Th17 细胞的生物学活性 : 分泌 IL-17, 刺激上皮细胞 内皮细胞 成纤维细胞和巨噬细胞分泌多种细胞因子等, 促进固有免疫, 参与炎症反应 感染性疾病和自身免疫病的发生 38

42 2.CTL 的效应杀伤病毒感染细胞和肿瘤细胞 效应机制为 : (1) 穿孔素 / 颗粒酶途径 : 效应 CTL 分泌穿孔素 (perforin) 和粒酶 (granzyme), 穿孔素在靶细胞膜上形成孔道, 使细胞裂解 ; 颗粒酶通过孔道进入细胞, 激活凋亡相关酶系统介导靶细胞凋亡 (2) Fas/FasL 途径 : 效应 CTL 表达 FasL; 分泌 TNF-α TNF-β, 激活 caspase 信号转导途径, 诱导靶细胞凋亡 3. 记忆 T 细胞的形成 :T 细胞增殖后一部分分化成记忆细胞, 其表型为 CD45RO +, 有较长的寿命 记忆细胞对特异性抗原有记忆能力, 再次遇到抗原后能迅速活化 增殖 分化为效应细胞, 产生更迅速 更强 更有效的应答 39

43 第十三讲 B 淋巴细胞介导的体液免疫应答 目的要求 : 1. 掌握 B 细胞对 TD 抗原的识别 ;B 细胞活化的双信号 ; 体液免疫应答的一般规律 2. 熟悉 B 细胞的激活 增殖与分化 ;B 细胞对 TI 抗原的免疫应答 3. 熟悉 B 细胞在生发中心内的分化与成熟 4. 了解 B 细胞活化的信号转导途径 教学时数 : 2 学时 教学内容 : 一 B 细胞对 TD 抗原的免疫应答 ( 一 )B 细胞对 TD 抗原的识别 BCR 对抗原的识别与 TCR 不同 : 可识别蛋白抗原也能识别其它抗原 ; 识别位于抗原分子表面的构象决定基 ; 抗原无需加工处理无 MHC 限制 BCR 识别抗原后发挥二个与激活 B 细胞有关的作用 : 产生 B 细胞活化的第一信号 ; 介导抗原的内化, 通过加工与提呈供 Th 细胞识别 ( 二 )B 细胞活化的双信号要求 1. B 细胞活化的第一信号 (1)BCR 识别抗原, 产生第一活化信号, 经 Igα-Igβ 传入 BCR 交联介导的信号转导途径 : 基本与 TCR 介导的信号转导途径相同, 简述如下 : BCR 交联 激活 Igα-Igβ 相连的 PTK(Lyn Fyn Blk) Igα-Igβ 胞内的 ITAM 磷酸化 Syk 募集 磷酸化 激活 PLCγ 和鸟嘌呤核苷酸置换因子 (GEF) 裂解 激活 PIP2 Ras Rac IP3 DAG MAP 激酶 激活相关基因 细胞增殖 分化 40

44 (2)B 细胞活化中共受体的作用 :B 细胞活化辅助受体由 CD19 CD21 和 CD81 组成 结合于抗原的 C3d 与 CD21 结合, 信号由 CD19 传入胞内, 增强 BCR 复合物传入的信号, 降低 B 细胞的活化阈值 2.B 细胞活化的第二信号 : 由 CD40/CD40L 等黏附分子对所提供 3.T B 细胞相互作用与 B 细胞免疫应答 B 细胞通过 BCR 摄取抗原后作为 APC 活化特异性 Th 细胞, 活化的 Th 细胞则通过 CD40L 为 B 细胞活化提供第二信号,Th 细胞分泌的 IL-4 等细胞因子则在 B 细胞的活化 增殖和分化过程中发挥重要作用 ( 三 )B 细胞的增殖和终末分化抗原特异性 B 细胞和 Th 细胞在外周淋巴器官的 T 细胞区相互作用,B 细胞在 Th 辅助下活化后进入 B 细胞区 ( 淋巴小结 ), 通过分裂增殖形成生发中心, 在这里完成分化形成浆细胞和记忆 B 细胞 ( 四 )B 细胞在生发中心的分化成熟在 T 细胞区活化的部分 B 细胞进入初级淋巴滤小结增殖, 形成生发中心 中心母细胞位于暗区, 中心细胞位于明区 明区中有 FDC, 通过 CD21 携带抗原 - 抗体 - 补体复合物供 B 细胞识别 生发中心分裂增殖形成的 B 细胞, 经过下列机制后绝大多数凋亡, 小部分最终分化为浆细胞和记忆 B 细胞 1. 体细胞高频突变和 Ig 亲和力成熟 : 分裂时, 生发中心母细胞的轻链和重链 V 基因发生高频率的点突变, 称为体细胞高频突变 经突变产生的与抗原亲和力增强的 BCR, 能优先结合抗原, 这些 B 细胞可获得 Th 细胞辅助而继续增殖分化 ; 而亲和力低的 B 细胞则发生凋亡而被清除 其结果使最终分化成熟的 B 细胞产生高亲和力抗体, 此为抗体亲和力成熟 抗体亲和力成熟使抗体亲和力总体提高 2.Ig 的类别转换 :B 细胞最初产生 IgM 抗体, 在 Th 细胞和不同细胞因子的作用下, 可转而产生其他类别的抗体, 这一过程称为 Ig 类别转换或同种型转换 类别转换的机制是 Ig 的 C 区基因发生重排, 其 V 区基因并未改变, 故抗原特异性不变 3. 浆细胞的形成 : 浆细胞又称抗体形成细胞, 是 B 细胞分化的终末细胞 能分泌大量抗体, 但已不能与抗原起反应, 也失去与 Th 细胞相互作用的能力 4. 记忆 B 细胞的产生 : 生发中心内存活的 B 细胞一部分分化成为记忆 B 细胞, 为长寿细胞, 再次与同一抗原相遇时可迅速活化产生抗体, 在再次免疫中发挥作用 二 B 细胞对 TI 抗原的免疫应答对 TI 抗原的应答一般无需 T 细胞辅助 1. 对 TI-1 抗原的应答 : TI-1 抗原 (B 细胞丝裂原 ) 如 LPS, 在高浓度时通过 41

45 丝裂原受体多克隆刺激 B 细胞产生应答, 低浓度时通过 BCR 和丝裂原受体共同作用刺激特异性 B 细胞应答 ;TI-1 抗原单独一般不诱导 Ig 类别转换 抗体亲和力成熟及记忆 B 细胞形成 2. 对 TI-2 抗原的应答 : TI-2 抗原为细菌胞壁与荚膜多糖, 含有高度重复抗原表位, 通过适度交联 mig 而激活成熟 B 细胞产生 IgM 抗体, 迅速消灭有荚膜化脓菌 三 体液免疫应答抗体产生的一般规律 1. 初次应答 : 初次接触抗原产生的应答 特点为潜伏期长, 抗体水平低, 亲和力低, 抗体升高所需时间长, 抗体主要为 IgM 2. 再次应答 ( 回忆应答 ): 再次接触相同抗原产生的应答 特点为抗原阈值低, 潜伏期短, 抗体水平升高快, 持续时间长, 亲和力高, 主要产生 IgG 类抗体 42

46 第十四讲固有免疫系统及其应答 目的要求 : 1. 掌握巨噬细胞 树突状细胞 NK 细胞和 NKT 细胞的生物功能 2. 掌握 NK 细胞抑制性受体 (KIR,KLR) 和激活性受体的功能及其作用 3. 掌握参与固有免疫应答的组织 细胞和效应分子 ; 固有免疫应答的特点及其与适应性免疫应答的关系 4. 熟悉巨噬细胞表面模式识别受体和调理性受体 5. 熟悉模式识别受体 (PRR) 和病原相关分子模式 (PAMP) 的概念及其生物学作用 6. 熟悉防御素的概念及其生物学作用 7. 熟悉固有免疫应答的作用时相 8. 了解免疫细胞的来源 分化与嗜酸性细胞 嗜碱性细胞和肥大细胞的作用 9. 了解模式识别受体 (Toll 样受体 ) 介导的信号转导途径 教学时数 : 2 学时 教学内容 : 一 组织屏障及其作用 (1) 皮肤粘膜屏障 : 包括物理屏障 化学屏障和微生物屏障 化学屏障包括皮肤和粘膜腺体分泌物, 微生物屏障包括皮肤和粘膜表面的正常菌群 (2) 血 - 脑屏障 : 由软脑膜 脉络丛的毛细血管和胶质膜组成 (3) 血 - 胎屏障 : 由基蜕膜和绒毛膜滋养层细胞构成 a) 固有免疫细胞固有免疫细胞包括吞噬细胞 树突状细胞 NK 细胞 γδt 细胞 NK T 细胞和 B1 细胞等 ( 一 ) 吞噬细胞吞噬细胞主要包括单核吞噬细胞和中性粒细胞两大类 单核吞噬细胞包括血液中的单核细胞和组织器官中的巨噬细胞 (Mφ) 吞噬细胞在吞噬, 清除病原微生物中起重要作用, 现以巨噬细胞为例讨论其功能 1. 巨噬细胞表面受体及其配体巨噬细胞表达的模式识别受体和调理性受体与病原体识别有关, 细胞因子受体与其趋化和活化有关 (1) 模式识别受体 (pattern recognition receptor, PRR) 43

47 PRR 指能识别多种病原体共有的某些特定分子结构 病原相关分子模式 (pathogen associated molecular pattern, PAMP) 的受体, 多样性较少, 分布于单核 / 巨噬细胞和 DC 细胞等固有免疫细胞表面 胞内器室和体液之中, 包括 : a. 甘露糖受体 (MR): 与病原体表面甘露糖或岩藻糖残基结合, 介导吞噬或胞吞 b. 清道夫受体 (SR): 识别 G - 菌 LPS G + 菌磷壁酸和凋亡细胞表面的磷脂酰丝氨酸, 清除病原体和凋亡细胞 c. Toll 样受体 (TLR): 包括 11 个成员 (TLR1~11), 包括分布于细胞膜上的 TLR 和表达于胞内器室如内体 / 溶酶体的 TLR 二大类, 可识别多种配体, 如 G + 细菌的肽聚糖和磷壁酸 G- 菌的鞭毛蛋白 病毒的双链 RNA 细菌的非甲基化 CpG DNA 等 d. 分泌型 PRR: 包括 MBL C 反应蛋白等 病原相关分子模式即 PRR 识别结合的配体, 是多种病原体共有的某些进化上保守的特定分子结构, 包括 G- 菌的脂多糖 G+ 菌的肽聚糖和脂磷壁酸, 分枝杆菌和螺旋体的脂蛋白和脂肽 细菌和真菌的甘露糖 病毒的双链 RNA 细菌和病毒的非甲基化 CpG DNA 等 PAMP 不存在于宿主正常细胞表面, 固有免疫通过 PAMP 能够识别自我与非我并产生免疫应答 损伤相关分子模式 (damage associated molecular patterns,damp) 是由各种原因导致体内组织细胞损伤所产生的某些物质, 如 HSP 线粒体 DNA 和 RNA 等, 能激活免疫细胞产生免疫效应, 导致组织细胞损伤 (2) 调理性受体 : 包括 IgG Fc 受体 (FcγR) 和补体受体 (CR): 介导对病原体的吞噬, 发挥免疫调理作用 (3) 细胞因子受体 : 包括趋化因子受体 MCP-1R MIP-1α/βR 等, 在相应趋化因子作用下, 可募集至感染和炎症部位 ;IFN-γ 等细胞因子受体, 通过与相应细胞因子结合而使巨噬细胞活化 2. 巨噬细胞的主要生物学功能 (1) 清除 杀伤病原体巨噬细胞借助 PRR 和调理性受体摄入病原体, 通过氧依赖和氧非依赖杀菌途径杀伤病原体 a. 氧依赖性途径 : 包括反应性氧中间物 (ROI) 超氧阴离子 (O 2- ), 游离羟基 (OH - ), 过氧化氢 (H2O 2) 和单态氧 ( 1 O2) 等活性氧物质, 通过氧化作用和细胞毒作用杀灭病原微生物 反应性氮中间物 (RNI) 胍氨酸和一氧化氮 (NO), 对细菌和肿瘤细胞有杀伤和细胞毒性作用 b. 氧非依赖性途径 : 包括酸性 ph, 溶菌酶和防御素 (defensin) 等杀灭细菌 c. 消化和清除 : 病原体被杀伤或破坏后, 在各种水解酶的作用下降解, 大部分通过胞吐排出, 部分被加工成小分子抗原肽, 经 MHC 分子提呈给 T 细胞识别, 启动特异性免疫应答 44

48 (2) 参与和促进炎症反应 :Mφ 经相应细胞因子作用被募集 活化, 分泌炎性介质, 介导炎症反应 (3) 杀伤靶细胞 :Mφ 细胞活化后, 表面 PRR 和调理性受体表达增加 杀菌能力和分泌功能增强, 从而能有效杀伤肿瘤细胞和病毒感染细胞 ; 也可在抗体介导下, 发挥 ADCC 效应 (4) 加工 提呈抗原 :Mφ 为专职抗原提呈细胞, 能加工, 提呈抗原, 启动免疫应答 (5) 免疫调节作用 :Mφ 可分泌多种细胞因子, 参与免疫调节 ( 二 ) 树突状细胞树突状细胞 (dendritic cells, DC) 因具有许多树状突起而得名 根据组织分布及分化程度又有不同的名称, 如朗格汉斯细胞 间质树突状细胞 并指树突状细胞 滤泡样树突状细胞 未成熟 DC 高表达 IgG Fc 受体 C3b 受体 甘露糖受体和某些 TLR, 低表达 MHCⅡ/Ⅰ 分子, 其摄取 加工处理抗原能力强, 提呈抗原激发免疫应答能力弱 成熟 DC, 并高表达 MHCⅡ/Ⅰ 分子,B7,ICAM 等共刺激分子和 CD1a CD83 分子, 其摄取 加工处理抗原能力其, 提呈抗原激发免疫应答能力强 DC 是唯一能诱导初始 T 细胞活化的抗原提呈细胞, 是适应性免疫应答的始动者 DC 具有多种免疫调节作用 DC 也可分为髓样 DC(mDC) 和浆细胞样 DC(pDC), 通过分泌不同类型的细胞因子影响适应性免疫应答的类型 胸腺 DC 参与阴性选择诱导 T 细胞中枢免疫耐受, 非成熟 DC 可诱导 T 细胞外周免疫耐受 ( 三 ) 自然杀伤细胞自然杀伤细胞 (natural killer cells, NK 细胞 ) 在骨髓和胸腺分化成熟, 不表达抗原受体, 但表达 CD56 CD16 分子, 是不同于 T B 细胞的第三类淋巴细胞 NK 细胞无需抗原预先致敏, 可直接杀伤某些肿瘤细胞和病毒感染细胞, 在肿瘤免疫和抗病毒或胞内寄生菌感染免疫中起重要作用 NK 细胞表达 FcγRIII, 可识别与 IgG 抗体特异性结合的靶细胞, 发挥 ADCC 效应 活化的 NK 细胞可分泌 IFN-γ TNF 等细胞因子, 增强肌体抗感染效应并参与免疫调节 1. NK 细胞杀伤作用的机制 NK 细胞与靶细胞密切接触, 通过分泌或表达相应分子发挥杀伤效应 ++ (1) 穿孔素 / 颗粒酶途径 : 穿孔素在 Ca 存在下, 在靶细胞膜上形成 孔道, 水 电解质进入胞内, 导致靶细胞崩解死亡 ; 颗粒酶通过 孔道 进入胞内, 可介导靶细胞凋亡 (2) Fas,FasL 途径 : 活化的 NK 细胞表达 FasL, 与靶细胞表面 Fas 结合, 介导靶细胞凋亡 (3) TNF-α 与 TNFR-I 途径 :TNF-α 与靶细胞表面 TNFR-I 结合, 介导靶细胞凋亡 45

49 2. 调节 NK 细胞杀伤活性的表面受体 NK 细胞尽管不表达抗原受体, 但仍能识别自身正常细胞和异常的靶细胞, 专一杀伤靶细胞, 研究证实,NK 细胞的杀伤活性是受表面有关受体调控的 (1) 识别 HLAⅠ 类分子的受体 NK 细胞表面表达多种以 HLAⅠ 类分子为配体的受体, 虽然从功能角度包括抑制性受体与活化性受体, 但在生理条件下以抑制性受体占主导地位 a. 杀伤细胞免疫球蛋白样受体 (KIR) KIR 为 IgSF 成员, 抑制性受体分为 KIR2DL 和 KIR3DL 两个亚类, 胞浆区含有免疫受体酪氨酸抑制基序 (ITIM), 当 KIR 与配体结合后, 藉 ITIM 传入抑制信号, 抑制 NK 细胞杀伤活性 b. 杀伤细胞凝集素样受体 (KLR) 抑制性受体由 CD94 与 NKG2A( 两者均为 C 型凝集素家族成员 ) 组成 NKG2A 含 ITIM, 能转导抑制信号 正常组织细胞表达 HLAⅠ 类分子, 与 NK 细胞相遇时, 后者表面的 KIR 和 KLR 与 HLAⅠ 类分子结合, 抑制 NK 细胞的杀伤活性 ; 当肿瘤或病毒感染的细胞缺乏或低表达 HLAⅠ 类分子时, 不能与 NK 细胞表面的抑制性受体结合传导抑制信号, 导致 NK 细胞活化而杀伤靶细胞 (2) 识别非 HLAⅠ 类分子的活化受体除抑制性受体外,NK 细胞还表达激活性受体, 配体为非 HLAⅠ 类分子, 当活化受体与相应配体结合后可活化 NK 细胞 a. NKG2D NKG2D 与胞浆含免疫受体酪氨酸激活基序 (ITAM) 的 DAP10 组成活化受体, 当与配体 MIC A/B 结合后,ITAM 转导活化信号, 从而杀伤某些肿瘤细胞 ( 表达 MIC A/B) b. 自然细胞毒性受体 (NCR) NCR 包括 NKp46 NKp30 和 NKp44,NKp46 和 NKp30 与含 ITAM 的 CD3ζζ 结合, 从而转导活化信号 ;NKP44 则与含 ITAM 的 DAP12 结合, 转导活化信号 ( 四 )NKT 细胞 - - NKT 细胞同时组成性表达表达 CD56 和 TCR-CD3, 大多为 CD4 CD8, 少数为 CD4 + NKT 细胞 TCR 多样性低 抗原谱窄, 识别 CD1 提呈的脂类和糖脂类抗原, 其主要功能如下 : 1. 细胞毒作用 : 活化 NKT 细胞, 可分泌穿孔素杀死靶细胞, 亦可表达 FasL 介导靶细胞凋亡 2. 免疫调节作用 : 活化 NKT 细胞可分泌 IL-4,IFN-γ,IL-4 可诱导 Th2 细胞活化, 介导体液免疫, 诱导 IgE 类别转换 ;IFN-γ 可诱导 Th1 细胞活化, 介导细胞免疫 ; 分泌 46

50 的 MCP-1α MCP1-β 参与炎症反应 ( 五 )γδt 细胞主要分布于肠道 呼吸道及泌尿生殖道等黏膜和皮下组织, 组成性表达 TCRγδ-CD3 复合受体, 多为 CD4-CD8- 双阴性, 少数为 CD8+ 单阳性 其 TCR 缺乏多样性, 是皮肤黏膜局部参与早期抗感染免疫的主要效应细胞, 也具有非特异性杀瘤作用, 参与免疫调节 ( 六 )B1 细胞主要分布于胸腔 腹腔和肠壁固有层中, 是具有自我更新作用的 CD+mIgM+B 细胞 BCR 缺乏多样性, 产生的抗体具有多反应性, 在机体早期抗感染免疫和维持自稳中具有重要作用 ( 七 ) 其它固有免疫细胞 1. 肥大细胞 : 主要分布于皮肤 呼吸道 胃肠道黏膜下结缔组织和血管壁周围组织中, 表面具有 PRR 过敏毒素 C3a/C5a 受体和高亲和力 IgE Fc 受体 为参与 Ⅰ 型超敏反应的重要效应细胞 2. 嗜酸性粒细胞嗜酸性粒细胞具有趋化作用和一定吞噬 杀菌能力, 在寄生虫免疫中起重要作用 3. 嗜碱性粒细胞嗜碱性粒细胞主要分布在血液中, 也是参与 Ⅰ 型超敏反应的重要效应细胞 b) 固有体液免疫分子及其主要作用 1. 补体系统 ( 详见第四讲 ): 在特异性抗体未产生之前, 病原体可通过旁路途径和 MBL 途径迅速激活补体系统, 在早期抗感染免疫中发挥重要作用 2. 细胞因子 (1) 抗病毒细胞因子 : 干扰素 (2) 促炎细胞因子 :IL-1 IL-6 TNF-α (3) 趋化性细胞因子 :IL-8 MCP-1 MIP-1α (4) 激活 NK 细胞和巨噬细胞的抗肿瘤抗病毒作用 :IFN-γ TNF GM-CSF IL 抗菌肽及酶类物质 (1) 防御素 (defensin): 一组耐受蛋白酶的一类富含精氨酸的小分子多肽, 对细菌 真菌和某些有包膜病毒有杀伤作用, 机制包括 : a. 杀菌作用 b. 诱导病原体自溶和干扰其 DNA 蛋白合成 c. 致炎和趋化作用 (2) 溶菌酶 : 溶解 G+ 菌细胞壁 在抗体和补体存在条件下也能溶解 G- 菌 (3) 乙型溶素 : 非酶性破坏 G+ 菌细胞膜 47

51 四 固有免疫应答 ( 一 ) 免疫应答的作用时相 1. 瞬时固有免疫应答阶段 : 发生在感染后 0 4 小时内 参与成分包括屏障 补体活化产物 肥大细胞释放的血管活性胺类和炎症介质 促炎细胞因子和吞噬细胞等 2. 早期固有免疫应答阶段 : 发生在感染后 4 96 小时内 (1) Mφ 的募集 : 在细菌成分 趋化性细胞因子和促炎细胞因子作用下,Mφ 被募集到感染部位, 增强抗感染免疫应答能力 Mφ 又产生大量促炎细胞因子和低分子量炎性介质, 进一步扩大固有免疫应答能力和炎症反应 促炎细胞因子刺激发热, 引起急性期反应 (2) B1 细胞对细菌多糖抗原产生 IgM 抗体, 在补体协同下溶解细菌 (3) NK 细胞 NK T 细胞和 γδt 细胞杀伤某些病毒和胞内感染微生物 3. 适应性免疫应答的诱导阶段 : 发生在感染 96 小时后, 活化的 APC 加工提呈病原体抗原, 启动适应性免疫应答 ( 二 ) 固有免疫应答的特点 (1) 固有免疫细胞的识别特点 1) 模式识别受体 (PRR): 识别病原微生物或宿主凋亡细胞表面共有的特定分子结构, 胚系基因编码, 较少多样性 主要包括甘露糖受体 清道夫受体和 Toll 样受体 分泌型 PRR 包括 C- 反应蛋白和 MBL 2) 病原相关分子模式 (PAMP): 是 PRR 的配体, 广泛分布于病原微生物, 主要包括 G- 菌的脂多糖 G+ 菌的肽聚糖和脂磷壁酸, 分枝杆菌和螺旋体的脂蛋白和脂肽 细菌和真菌的甘露糖等 PAMP 通常只存在于病原微生物和宿主的凋亡细胞表面, 不存在于宿主正常细胞表面 固有免疫细胞籍 PAMP 能够区别自我与非我 3) Toll 样受体信号转导途径 (2) 固有免疫应答的特点 1) 通过 PRR 识别 PAMP 2) 无克隆性扩增 3) 迅速产生免疫效应 4) 无免疫耐受和免疫记忆 ( 三 ) 固有免疫应答与适应性免疫应答的关系 (1) 固有免疫应答启动适应性免疫应答 : Mφ 通过 PRR 识别微生物后, 加工 提呈抗原,B7 和 ICAM-1 上调, 为 T 细胞活化提供第一和第二信号 (2) 固有免疫应答影响适应性免疫应答的类型 : a. 诱导细胞免疫 Mφ 接受胞内菌感染后分泌 IL-12 IFN-γ, 诱导 Th1 细胞, 产生细胞免 48

52 疫 ; b. 诱导体液免疫 NKT 和肥大细胞分泌 IL-4, 诱导 Th2 细胞, 产生体液免疫 (3) 固有免疫应答协助适应性免疫应答发挥免疫效应 : a. 抗体产生后, 在补体 吞噬杀伤细胞参与下, 通过调理吞噬 ADCC, 清除病原微生物 b.th1 产生 IL-2 IFN-γ 介导细胞免疫, 是通过活化巨噬细胞等发挥作用 49

53 第十五讲免疫耐受 目的要求 : 1. 掌握免疫耐受的概念 特点及其生物学作用 2. 掌握中枢耐受和外周耐受的概念及其形成的主要机制 3. 掌握免疫忽视 克隆无能和免疫豁免的概念及意义 4. 熟悉免疫细胞 免疫分子 (TGF-β IL-10 和 FasL) 与免疫耐受的关系 5. 熟悉免疫耐受在医学中的应用 6. 了解耐受的形成及表现 教学时数 : 2 学时 教学内容 : 概念 : 免疫耐受 (immunological tolerance) 是机体免疫系统对抗原刺激表现为 免疫不应答 的现象, 具有抗原特异性, 即抗原不能激活特异性 T 或 B 细胞完成正特异性免疫应答的过程 一 免疫耐受的形成及表现 1. 胚胎期及新生期接触抗原所致的免疫耐受在胚胎期, 不成熟的自身免疫应答细胞接触自身抗原后, 导致克隆清除, 形成对自身抗原的免疫耐受 2. 后天接触抗原导致的免疫耐受 (1) 抗原因素 1) 抗原剂量 : 抗原剂量过高和过低均会导致耐受 T 细胞易于诱导耐受, 所需抗原剂量低, 耐受持续时间长 ; 诱导 B 细胞耐受, 需较大剂量抗原, 耐受持续时间短 2) 抗原类型 : 聚合的蛋白易被 APC 加工而激发正免疫应答, 可溶性单体易诱免疫耐受 3) 抗原免疫途径 : 口服途径易致 耐受分离 4) 抗原持续存在 : 单纯被自身抗原反复刺激的特异应答 T 细胞易活化后凋亡, 导致特异性免疫耐受 5) 抗原表位特点 : 抗原中的某些表位能诱导调节性 T 细胞活化, 导致免疫耐受 6) 抗原变异 : 易发生变异的病原体感染 (HIV HCV) 可诱导免疫耐受 (2) 机体方面的因素 50

54 个体的免疫应答状态和耐受程度受遗传背景和客观环境的影响 二 免疫耐受机制免疫耐受分为 : 中枢耐受 : 指胚胎期及出生后 T B 细胞发育过程中遇自身抗原所形成的耐受 外周耐受 : 指成熟 T B 细胞遇抗原刺激时, 不产生正免疫应答, 而显示免疫耐受 1. 中枢耐受 T B 细胞在胸腺和骨髓内发育过程中, 大部分自身反应性 T B 细胞在阴性选择阶段时被删除, 产生中枢性耐受 中枢性耐受的破坏可导致自身免疫病 2. 外周耐受中枢性免疫耐受是不完全的 在中枢免疫器官中未被删除的自身反应性 T B 细胞进入外周后受到外周耐受的制约 外周耐受机制如下 : 1. 克隆清除和免疫忽视 :T 细胞克隆的 TCR 对组织特异性自身抗原具有高亲和力, 且这种组织特异性自身抗原浓度高者, 则经未活化的 APC 提呈, 因缺乏有效辅助刺激分子提供第二信号, 导致此类 T 细胞发生凋亡 克隆清除 T 细胞克隆的 TCR 对组织特异自身抗原的亲和力低, 或这类自身抗原浓度很低, 经活化的 APC 提呈, 不足以活化相应的初始 T 细胞, 这种自身应答 T 细胞克隆与相应组织并存, 不引发自身免疫病的现象, 称为免疫忽视 2. 克隆无能及不活化 : 自身抗原特异性 T B 细胞在识别抗原时, 如缺乏第二信号而不能充分活化, 呈克隆无能状态 + 3. 免疫调节细胞的作用 :CD4 CD25 + Foxp3 + T 细胞具有负调节作用, 经细胞间的直接接触抑制 CD4 + 及 CD8 + T 细胞免疫应答功能 ; 其他类型免疫抑制性 T 细胞可通过产生 TGF-β 和 IL-10 等细胞因子, 抑制 Th 和 CTL 功能 4. 细胞因子的作用 : 某些细胞因子 ( 如 IL-7 和 BAFF) 亦影响 T B 细胞存活, 涉及免疫耐受 5. 信号转导的作用 :T 及 B 细胞的活化过程中受负信号分子反馈调控, 如 Lyn,CTLA-4 和 PD-1 等这些分子表达不足和缺陷, 会破坏免疫耐受, 导致自身免疫病 6. 免疫豁免 : 脑 眼前房等免疫隔离部位的抗原因双重机制而处于免疫耐受状态 7. 生理屏障 : 阻止免疫豁免部位内的抗原进入淋巴和血液循环, 阻止免疫细胞进入豁免部位 8. 免疫豁免部位内的组织通过分泌 TGF-β IL-4 IL-10 等细胞因子和表达 FasL, 抑制 Th1 类细胞功能 三 免疫耐受与临床医学 51

55 免疫耐受与临床疾病的发生 发展和转归密切相关 自身耐受的破坏将导致自身免疫病的发生, 对病原体或肿瘤细胞的耐受将导致疾病的迁延和发展, 而在器官移植中应诱导免疫耐受防止排异 临床上应根据具体情况分别采用建立免疫耐受和打破免疫耐受的治疗方法 1. 建立免疫耐受 (1) 口服免疫原 : 口服免疫原可在导致局部肠道粘膜特异性免疫的同时抑制全身免疫应答 适用于自身免疫病的治疗 (2) 静脉注射抗原 : 器官移植前注射供体血细胞能建立特异性免疫耐受, 延长移植物的存活 (3) 移植同种异型骨髓和胚胎胸腺, 建立或恢复免疫耐受 : 适用于同种异型器官移植和自身免疫病 (4) 转染基因 : 应用同种异型基因转染入受者骨髓干细胞, 使分化的 T B 细胞视同种异型抗原为自身抗原, 防止器官移植排斥 (5) 脱敏治疗 : 通过小量多次注射特异性变应原用于 I 型超敏反应的治疗 (6) 防止感染 : 可减少自身免疫病的发生或使之缓解 (7) 诱导产生具有特异拮抗作用的调节性细胞 : 建立抗独特性 T 细胞, 拮抗 Th1 细胞功能, 适用于 Th1 介导的自身免疫病 (8) 自身抗原拮抗剂的作用 : 应用拮抗肽阻断自身抗原肽诱导免疫应答 2. 打破免疫耐受 (1) 免疫原和免疫应答分子用于肿瘤治疗 : 包括肿瘤肽疫苗 共刺激信号分子基因治疗 (2) 抗免疫抑制分子及调节性 T 细胞用于肿瘤免疫治疗 : 阻断 CTLA-4 对免疫应答负调控作用, 逆转 Treg 细胞的抑制功能增强机体抗肿瘤作用 (3) 细胞因子及细胞因子抗体的合理应用 :IFN- γ IL-12 和 GM-CSF 等细胞因子能分别促进 APC 提呈抗原 诱导 Th1 产生 促进 CTL 功能, 可用于肿瘤治疗 ; 抗 TGF-β 抗体治疗肿瘤 (4) 多重抗感染措施, 防止病原体产生抗原拮抗分子 : 用于易突变病毒, 例如, HIV 和 HCV 的治疗 52

56 第十六讲免疫调节 目的要求 : 1. 掌握免疫细胞的激活性受体和抑制性受体及 ITAM 和 ITIM 的基序及其功能 2. 掌握自然调节 T 细胞和适应性调节 T 细胞的概念和功能 3. 掌握 AICD 的概念 调节机制及其生理意义 4. 熟悉固有免疫应答的调节 5. 熟悉独特型网络的概念及其调节作用 6. 了解免疫调节是免疫系统本身具有的能力 7. 了解免疫 - 内分泌 - 神经系统相互作用和调节 教学时数 : 2 学时 教学内容 : 免疫调节包括正向和负向两个方面 是机体本身对免疫应答过程中作出的生理性反馈, 以保持机体内环境的稳定 免疫应答调节可分分子水平 细胞水平 整体和群体水平, 涉及的主要因素包括固有免疫应答信号转导分子 抑制性受体介导 调节性 T 细胞参与 抗独特型淋巴细胞克隆和其他形式的免疫调节 a) 免疫调节是免疫系统本身具有的能力 1. 感知与调节对免疫应答的感知是启动免疫调节的前提, 感知和调节可以由免疫系统自行实施 2. 应答与调节反馈调节是免疫应答调节的主流, 免疫系统需凭借负调节, 恢复自身内环境的稳定 3. 调节与干预免疫干预不同于免疫调节, 实施免疫干预是指人为地剔除 增添和改变免疫应答中的某些环节而达到其目的 4. 调节与疾病任何一个调节环节失误或是不到位, 可导致局部和全身免疫异常, 甚至引发疾病 二 固有免疫应答的调节 53

57 固有免疫应答调节涉及各种分子参与和作用机制, 主要包括三种反馈调节机制和途径 : 1. 炎症因子分泌的反馈调节 2. SOCS 蛋白调控细胞因子的反馈调节 3. 补体调节蛋白的反馈调节 三 抑制性受体介导的免疫调节 1. 免疫细胞激活信号转导调控免疫细胞的活化或抑制是通过激活性受体和抑制性受体与相应配体结合, 最终通过信号转导实现的 细胞活化过程中信号转导涉及蛋白质磷酸化, 由蛋白激酶所促成, 其脱磷酸化则由蛋白磷酸化酶完成 而两种酶的招募是通过 ITAM 和 ITIM 完成的 胞内段具有 ITAM 的受体与相应配体的结合导致细胞的活化 而胞内段具有 ITIM 的抑制性受体与相应配体的结合导致细胞的抑制 (1) 信号转导中功能相反的分子 PTK 参与的激活信号转导和 PTP 的负反馈调节 (2) 免疫细胞活化中两类功能相反的受体 ITAM 和 ITIM 的免疫调节作用 1) ITAM 基本结构为 YXXL 或 YXXV, 其作用为 : 激活性受体 ITAM PTK 转导活化信号 2) ITIM 基本结构为 I/VxYxxL, 其作用为 : 抑制性受体 ITIM PTP 转导抑制信号 2. 各种免疫细胞的抑制性受体及其反馈调节 (1) 共信号分子介导 T 细胞增殖的反馈调节 : 抑制性受体主要包括 CTLA-4 和 PD-1 等, 与相应配体 (B7 和 PDL) 结合, 抑制 T 细胞增殖 (2)B 细胞通过 FcγRII-B 受体实施对特异性体液应答的反馈调节 : 抑制性受体 FcγR-B 与 BCR 发生交联, 发挥抑制 B 细胞激活 产生抗体作用 (3) 杀伤细胞抑制性受体调节 NK 细胞活性 : 抑制性受体包括 KIR KLR 和 ILT 与相应配体结合, 抑制 NK 细胞活性 (4) 其他免疫细胞的调节性受体 四 调节性 T 细胞参与免疫调节 1. 自然调节 T 细胞 + + 为胸腺中生成的一类调节性 T 细胞 (ntreg), 主要为 CD4 CD25 Foxp3+T 细胞, 具有阻遏自身免疫性 CD4 + CD25 - T 细胞增殖的活性, 行使抑制功能时依赖细胞间的接触, 一般无需细胞因子参与 自然调节 T 细胞可抑制 CD4 + 和 CD8 + T 细胞的活化和增殖, 发挥免疫负调节作用, 在防止自身免疫性疾病的发生中起重要作用 2. 适应性调节 T 细胞适应性调节 T 细胞 (itreg) 一般在外周由抗原诱导及多种因素激发而产生, 54

58 主要通过分泌细胞因子发挥其免疫调节功能, 其中包括 Tr1 细胞可分泌 IL-10 和 TGF-β Th3 细胞可分泌 TGF-β, 具有下调免疫应答作用 ;Th1 细胞主要分泌 IL-2 和 IFN-γ,Th2 细胞主要分泌 IL-4 等 Th1 和 Th2 细胞通过各自分泌的细胞因子起作用, 同时,Th1 和 Th2 细胞又相互制约, 在免疫应答的调节中起着极其重要的作用 五 独特型网络的调节作用抗独特型淋巴细胞克隆对特异性免疫应答的调节 BCR 和 TCR 通过独特型和抗独特型构成的网络在免疫应答中起调节作用 1. 抗独特型抗体和独特型网络独特型可诱导产生抗独特型抗体, 后者又可诱发抗 - 抗独特型抗体, 从而形成独特型网络 抗独特型抗体的独特型结构和抗原决定基相似, 故称为体内的抗原内影像 (internal image) 2. 以独特型为核心的两种调控格局 (1) 通过第二抗体增强机体对抗原的特异性应答 : 利用抗原内影像, 诱导增强特异性应答 (2) 通过第二抗体抑制机体对抗原的特异性应答 : 利用抗独特型 T 细胞和抗体, 防治自身免疫性疾病 六 其他形式的免疫调节凋亡对免疫应答的负反馈调节 1. 活化诱导的细胞死亡 (AICD) 效应功能的反馈调节 (1) 活化诱导的细胞死亡的机制及免疫反馈调节 : 活化的 T 细胞或 NK 细胞可表达 FasL 作用于自身表达或周围其它活化的 T B 或 NK 细胞 Fas, 诱导凋亡 这种负反馈调节在保持免疫自稳中具有重要作用 (2) AICD 的失效引发临床疾病 :Fas 或 FasL 基因突变或其他因素导致 AICD 反馈调节无效, 可引起细胞增殖失控而致病 2. 免疫 内分泌 神经系统的相互作用和调节神经递质 内分泌激素 受体以及各种免疫细胞和免疫分子之间可构成调节性网络 (1) 神经 内分泌因子影响免疫应答 (2) 抗体和细胞因子作用神经内分泌系统 55

59 第十七讲超敏反应 目的要求 : 1. 掌握超敏反应的概念 2. 掌握各型超敏反应的发生机制 3. 熟悉常见超敏反应性疾病及其发生机制 4. 了解超敏反应的分型原则 5. 了解超敏反应的预防 授课时数 : 理论课时数 :3 学时实验课时数 :0 学时 讲课内容 : 基本概念 1. 超敏反应 (hypersensitivity): 是指机体受到某些抗原刺激时, 出现以生理功能紊乱或组织细胞损伤为主的异常的适应性免疫应答 又常被称为变态反应 (allergy) 2. 超敏反应的分型 : 根据发生机制和临床特点分为四型 第一节 I 型超敏反应由特异性 IgE 介导产生, 主要特征为 : 发生快, 消退亦快 ; 通常不发生严重组织细胞损伤 ; 具有明显个体差异和遗传背景 一 参与 I 型超敏反应的主要成分 1. 抗原 : 变应原 2. IgE 及其受体 3. 肥大细胞和嗜碱性粒细胞和嗜酸性粒细胞 : 表达高亲和性 IgE Fc 受体 (FcεR I), 与 IgE 的 Fc 段结合后使细胞处于致敏状态 二 I 型超敏反应的发生过程和机制 I 型超敏反应发生过程分为致敏阶段 激发阶段 效应阶段 多价变应原再次与肥大细胞及嗜碱性粒细胞表面 IgE 结合 :(1) 细胞脱颗粒, 释放组胺 激肽原酶 ( 可催化激肽 缓激肽形成 ) 等, 与即刻或早期相反应有关 ;(2) 细胞合成和释放白三烯 前列腺素 D2 血小板活化因子 细胞 56

60 因子等, 与迟发相反应有关 病理生理变化 : 过敏介质造成的病理生理改变主要包括 : 毛细血管扩张 通透性增加 平滑肌收缩 粘膜腺体分泌增加 嗜酸性 嗜中性粒细胞的局部趋化 三 临床常见疾病全身过敏性反应 : 过敏性休克局部过敏反应 : 哮喘 过敏性鼻炎 荨麻症 食物过敏症等 四 防治原则远离变应原 : 皮试 ; 脱敏治疗 ; 药物治疗 ; 免疫新疗法 第二节 II 型超敏反应是由 IgG 或 IgM 类抗体与靶细胞表面相应抗原结合后, 在补体 吞噬细胞和 NK 细胞参与下引起的以细胞溶解或组织损伤为主的病理性免疫应答 一 发生机制 1. 靶细胞及其表面抗原 ( 同种异性抗原 交叉反应抗原 改变的自身抗原 吸附的半抗原 吸附于细胞膜上的抗原抗体复合物 ) 2. 抗体 补体和效应细胞的作用 3. 效应机制 :( 1) 细胞毒作用 : 通过补体依赖的细胞毒作用 调理吞噬作用和 ADCC 造成靶细胞溶解或组织损伤 ( 2) 细胞刺激或抑制作用 : 特定情况下, 细胞膜抗原 ( 通常为细胞受体 ) 与其所诱导产生的抗体结合后, 刺激或抑制靶细胞功能 Ⅱ 型超敏反应发生机制示意图 同种异型抗原自身抗原吸附外来半抗原吸附抗原抗体复合物 细胞膜抗原 结合 诱导产生 IgG IgM IgG IgM MΦ 吞噬 CDC ADCC 靶细胞杀伤 57

61 二 常见疾病输血反应 新生儿溶血症 自身免疫性溶血性贫血 肺出血 - 肾炎综合症 药物过敏性血细胞减少症 三 特殊类型的 II 型超敏反应甲状腺功能亢进 :Graves 病 第三节 III 型超敏反应是由可溶性免疫复合物 (IC) 沉积于局部或全身毛细血管基底膜后, 通过激活补体和在血小板 嗜碱性 嗜中性粒细胞等参与作用下, 引起的以中性粒细胞浸润为主要特征的炎症反应和组织损伤 一 发生机制 1. 可溶性免疫复合物的形成与沉积 2. 免疫复合物沉积后引起的组织损伤 : (1) 补体 : 免疫复合物在沉积局部激活补体经典途径, 引起局部毛细血管通透性增加 渗出增多, 出现水肿, 又使中性粒细胞趋化至 IC 沉积处 (2) 中性粒细胞向免疫复合物沉积局部趋化, 吞噬免疫复合物, 并释放多种溶酶体酶使血管基底膜和组织细胞发生损伤 ; 肥大细胞和嗜碱性粒细胞释放过敏介质, 增加血管通透性引起局部水肿 血小板活化引起 5- 羟色胺等血管活性物质的释放和血栓形成, 引起充血水肿和局部组织缺血和出血 二 常见疾病 Arthus 反应 类 Arthus 反应 血清病 免疫复合物型肾小球肾炎 类风湿性关节炎 第四节 IV 型超敏反应由 T 细胞介导引起的以单个核细胞浸润和组织细胞损伤为主要特征的炎症反应 发生较慢, 通常在机体再次接受抗原刺激后 小时出现炎症反应, 故称为迟发型 一 发生机制 1. 抗原和 T 细胞活化 : 抗原主要为胞内寄生菌 病毒 寄生虫 异体组织细胞及吸附于细胞上的半抗原 抗原经 APC 加工处理后, 由 MHC 分子提呈, 使 CD4+Th 细胞和 CD8+CTL 细胞活化增殖分化为效应 T 细胞, 即 CD4+Th 细胞和 CD8+CTL 细胞 有些分化为记忆性 T 细胞 2. 致敏 T 细胞引起的炎症反应和细胞毒作用 58

62 (1) CD4+Th1 细胞 : 通过释放趋化因子 细胞因子, 产生以单核巨噬细胞及淋巴细胞浸润为主的炎症反应和组织损伤 (2) CD8+CTL 细胞 : 释放穿孔素 粒酶并表达 FasL, 介导靶细胞裂解或凋亡 Ⅳ 超敏反应的发生机制示意图 抗原 诱导 再次接触 T 细胞致敏 CD8+T 细胞 CD4+T 细胞 趋化因子 IFN-γ TGF-β IL-2 IL-3 GM-CSF 杀伤靶细胞 单个核细胞活化 浸润 局部组织损伤 二 常见疾病 59

63 传染性迟发性超敏反应 接触性皮炎 I II III IV 型超敏反应类型参与成分病理变化机制病理结局临床疾病 Ⅰ 型 IgE 血管通透性增肥大细胞 嗜碱强 毛细血管扩过敏性休克 支性粒细胞脱颗张 平滑肌收缩 气管哮喘 食物粒, 释放过敏介嗜酸性粒细胞浸过敏 荨麻疹质润 活化补体 介导 Ⅱ 型 IgG CDC ADCC 溶血性贫血 输靶细胞溶解 被 IgM 促进吞噬细胞吞血反应 Graves 吞噬 功能紊乱 IgA 噬 刺激或抑制病 靶细胞 IgG 激活补体 补体活化片段活化肥大细胞 血小板 血管炎症 中性 肾小球肾炎 血 Ⅲ 型 IgM 吸引中性粒细 粒细胞浸润 血 清病 类风关 IgA 胞, 释放血管活性物质 凝血酶和溶酶体酶 管炎 组织坏死 SLE Ⅳ 型 炎症 单个核细接触性皮炎 移致敏释放淋巴因子直胞浸润 组织损植排异 传染性 T 细胞接杀伤靶细胞伤变态反应 60

64 第十八讲自身免疫性疾病 目的要求 : 1. 掌握自身免疫和自身免疫性疾病的概念, 自身免疫性疾病的特征和分类 2. 熟悉自身免疫性疾病的发生机制和免疫损伤机制 3. 了解免疫隔离部位 抗原表位扩展 免疫忽视的概念及自身免疫性疾病发生的相关因素, 自身免疫性疾病的治疗原则 授课时数 : 理论课时数 :3 学时实验课时数 :0 学时 讲课内容 : 第一节概述 自身免疫 (autoimmunity): 免疫系统对自身产生的免疫应答, 正常情况下不对机体产生伤害 自身免疫性疾病 (autoimmune disease): 是机体对自身抗原产生免疫应答而导致的疾病状态 一 自身免疫性疾病的基本特征 1. 患者体内可测到自身抗体和 ( 或 ) 自身反应性 T 淋巴细胞 2. 自身抗体和 ( 或 ) 自身反应性 T 淋巴细胞造成组织损伤或功能障碍 3. 病情的转归与自身免疫应答的强度密切相关 4. 反复发作, 慢性迁延 二 自身免疫性疾病的分类 1. 器官特异性自身免疫性疾病 : 病变局限于某一特定器官, 由对器官特异性抗原的免疫应答引起, 如桥本甲状腺炎 突眼性甲状腺肿和胰岛素依赖性糖尿病 (IDDM) 2. 系统性自身免疫性疾病 : 病变见于多种器官和组织, 系统性红斑狼疮 (SLE) 为典型代表 第二节自身免疫性疾病的免疫损伤机制及典型疾病 一. 自身抗体引起的自身免疫性疾病 61

65 1. 自身抗体引起的细胞破坏性自身免疫性疾病 : 自身抗体与细胞表面抗原结合后引起的损伤机制 :a. 补体依赖的细胞毒作用 (CDC) b. 补体和抗体的调理作用 c. ADCC d. 嗜中性粒细胞的破坏细胞作用 常见疾病有自身免疫性溶血性贫血 血小板减少性紫癜 血型不合引起的输血反应 2. 细胞表面受体自身抗体引起的自身免疫性疾病 : 抗体与细胞表面受体结合, 过度刺激器官功能 ( 如 Graves 病 ), 或阻断受体与配体结合, 抑制器官功能 ( 如重症肌无力 ) 3. 细胞外成分自身抗体引起的自身免疫性疾病 : 如肺出血肾炎综合征, 系由抗基底膜 Ⅳ 胶原自身抗体启动的免疫应答, 导致肾炎和肺部出血 4. 自身抗体 - 免疫复合物引起的自身免疫性疾病 : 如 SLE, 因免疫复合物沉积在各种组织的小血管壁, 激活补体引起细胞损伤 ; 核抗原物质释出又导致产生更多的自身抗体, 进一步加剧损伤 二. 自身反应性 T 淋巴细胞引起的自身免疫性疾病 + 实验性变态反应性脑脊髓炎 (EAE) 由 CD4 Th1 介导, 人类的多发性硬化症的发病机制和 EAE 相似 胰岛素依赖型糖尿病由 CD8 + T 细胞介导 第三节自身免疫性疾病发生的相关因素 一. 抗原方面的因素 1. 免疫隔离部位抗原的释放 : 免疫隔离部位 (immunologically privileged site) 是指脑 睾丸 眼睛和子宫等在个体发育中, 因免疫隔离部位抗原通常不进入中枢淋巴器官, 针对这些抗原的特异性 T B 细胞未经阴性选择清除 当因手术 外伤和感染等因素使这些抗原释放时, 诱发自身免疫应答, 导致自身免疫性疾病 2. 自身抗原发生改变 : 生物 物理 化学因素使自身抗原发生改变, 刺激自身免疫应答 3. 微生物感染 : 通过分子模拟 释放隔离部位抗原和多克隆激活等机制, 诱导自身免疫性疾病 二. 免疫系统方面的因素 1. MHC II 类分子的异常表达 2. 免疫忽视的突破 : 免疫忽视 (immunological ignorance) 是指对低水平自身 抗原不发生自身免疫应答的现象 多克隆激活剂 表达异常增高的协同刺激 因子以及细胞因子等使处于免疫忽视状态的自身反应性 T 细胞激活, 辅助 B 细胞产生自身免疫应答 3. 淋巴细胞的多克隆激活 4. 表位扩展 : 免疫系统在对自身抗原或病原体的持续应答过程中, 诱发应答 62