免 疫 系 統 張 鑑 中 老 師 清 華 大 學 分 子 與 細 胞 生 物 研 究 所 暨 生 命 科 學 系 ccchang@life.nthu.edu.tw
課 程 大 綱 : 1. 人 類 免 疫 系 統 概 論 2. 對 感 染 疾 病 的 免 疫 反 應 3. 影 片 欣 賞
1. 人 類 免 疫 系 統 概 論
什 麼 是 免 疫 系 統? 即 自 我 防 衛 系 統 就 功 能 而 言, 免 疫 系 統 可 分 為 兩 相 關 的 作 用, 即 辨 識 (recognition) 和 反 應 (response) 後 者 尚 分 為 效 應 功 能 反 應 (effector response) 及 記 憶 反 應 (memory response) 這 兩 種 反 應 可 以 促 成 個 體 的 免 疫 力 (immunity)
免 疫 系 統 在 那 裡? 主 要 分 佈 在 人 類 的 淋 巴 組 織 1. 初 級 淋 巴 器 官 : 如 : 骨 髓 胸 腺 2. 次 級 淋 巴 器 官 : 如 : 脾 臟 扁 桃 腺 淋 巴 結
天 花
Infectious diseases 傳 染 病 社 群
1798 Edward Jenner Observation: Milkmaids who contracted cowpox ( 牛 痘 )(a mild disease) were subsequently immune to smallpox ( 天 花 ).
1798 Edward Jenner Profound impact: (1) Jenner s technique of inoculating with cowpox( 牛 痘 )to protect against smallpox( 天 花 )spread quickly throughout Europe. (2) Began the science of Immunology( 免 疫 學 ), the study of the body s response to foreign substances.
牛 痘 疫 苗 使 人 類 對 天 花 病 毒 產 生 了 免 疫 力
疫 苗 使 人 類 對 許 多 傳 染 病 都 產 生 了 免 疫 力
Robert Koch Discovery of microbes or microorganisms ( 微 生 物 ) 致 病 性 微 生 物 Pathogens
Louis Pasteur 雞 霍 亂 弧 菌 與 雞 霍 亂 Observation:
Louis Pasteur Reasoning: Aging had weakened the virulence of the pathogen and that such an attenuated strain (called vaccine) might be administered to protect against disease.
Louis Pasteur 替 Joseph Meister 接 種 狂 犬 病 疫 苗
微 生 物 中 的 成 分, 即 抗 原 (antigen), 刺 激 了 免 疫 系 統
我 每 天 遇 到 多 少 外 來 抗 原?
免 疫 力 (Immunity) 抗 原 (Antigens) Innate immunity 先 天 性 免 疫 Adaptive immunity 後 天 性 免 疫
先 天 性 免 疫 與 後 天 性 免 疫 的 比 較 先 天 性 即 時 無 記 憶 性 專 一 性 低 後 天 性 費 時 有 記 憶 性 專 一 性 高
免 疫 力 如 何 產 生? Innate (non-specific) immunity 先 天 性 免 疫 Adaptive (specific) immunity 後 天 性 免 疫
先 天 性 免 疫
Breakthrough of view and technology 開 了 一 扇 窗
巨 噬 細 胞 (Macrophage) 細 菌 (Bacteria)
巨 噬 細 胞
發 炎 反 應
發 炎 反 應 四 部 曲 : 紅 腫 熱 痛
免 疫 力 的 產 生 Innate (non-specific) immunity 先 天 性 免 疫 Adaptive (specific) immunity 後 天 性 免 疫 高 度 專 一 的 抗 原 辨 識
免 疫 力 (Immunity) 抗 原 (Antigens) Innate immunity 先 天 性 免 疫 Adaptive immunity 後 天 性 免 疫
後 天 性 免 疫 反 應 的 種 類 抗 原 抗 體 反 應 細 胞 反 應
抗 原 呈 現 細 胞 (Antigen-presenting cell) 是 聯 繫 先 天 性 免 疫 與 後 天 性 免 疫 的 橋 樑 樹 突 狀 細 胞 (Dendritic cell) 巨 噬 細 胞 (Macrophage)
抗 原 呈 現 (Antigen presentation) 是 引 發 後 天 性 免 疫 的 必 要 步 驟!!!
抗 原 呈 現 細 胞 如 何 活 化 淋 巴 球 (Lymphocytes)? 輔 助 型 T 細 胞 (Helper T cells) " 相 遇 " 是 必 然 要 件! 抗 原 呈 現 細 胞
淋 巴 球 是 後 天 性 免 疫 效 應 功 能 反 應 的 執 行 者 細 胞 媒 介 反 應 T cell 抗 體 反 應 B cell 共 同 點 : Antigen-specific receptor ( 高 度 專 一 性 之 抗 原 受 器 )
抗 原 呈 現 細 胞 如 何 活 化 具 有 高 度 抗 原 專 一 性 的 T 細 胞?
抗 原 經 過 抗 原 呈 現 細 胞 處 理 後 呈 現 在 MHC 分 子 上 第 二 類 MHC 第 一 類 MHC
抗 原 呈 現 細 胞 表 面 的 MHC 分 子 在 細 胞 媒 介 反 應 扮 演 重 要 角 色!!! 第 一 類 MHC 第 二 類 MHC
抗 原 呈 現 與 輔 助 型 T 細 胞 (T H cell) 的 活 化 是 誘 導 抗 體 反 應 及 細 胞 媒 介 反 應 所 必 需 的
Function of MHC class I molecules T cell receptor MHC class I T C Target cell lysis Processed antigenic peptide (8-9 a.a.) β 2 -microglobulin (12 kda) MHC class I heavy chain (45kDa)
毒 殺 型 T 淋 巴 球 (T C cell) 攻 擊 目 標 細 胞 病 毒 感 染 的 細 胞 癌 細 胞
抗 原 呈 現 與 輔 助 型 T 細 胞 (T H cell) 的 活 化 是 誘 導 抗 體 反 應 及 細 胞 媒 介 反 應 所 必 需 的
B 細 胞 分 化 成 漿 細 胞 並 產 生 抗 體 Antigen B 漿 細 胞 Plasma cell Antibody secretion Amplification
輔 助 型 T 細 胞 如 何 活 化 具 有 高 度 抗 原 專 一 性 的 B 細 胞 並 使 其 分 化 產 生 抗 體 (Immunoglobulin, antibody)?
輔 助 型 T 細 胞 (Helper T cell, T H cell)
MHC class II
同 一 專 一 性 的 抗 體 基 本 上 有 兩 種 型 式
抗 體 專 一 性 的 產 生 : 指 示 性 學 說
抗 體 專 一 性 的 產 生 : 株 性 選 擇 性 學 說
株 性 選 擇 性 學 說 (Clonal selection)
抗 體 反 應 的 成 熟
結 論 : 抗 原 呈 現 細 胞 與 輔 助 型 T 細 胞 在 引 發 後 天 性 免 疫 反 應 扮 演 極 重 要 角 色 而 這 兩 種 細 胞 正 為 愛 滋 病 病 毒 HIV 攻 擊 的 對 象
2. 對 感 染 疾 病 的 免 疫 反 應 1) 愛 滋 病 2) 感 冒 與 流 行 性 感 冒
愛 滋 病 後 天 免 疫 不 全 症 候 群 (Acquired Immune Deficiency Syndrome, AIDS)
Clinical course of AIDS 伴 隨 許 多 伺 機 性 感 染 及 Kaposi s 肉 瘤 或 B 淋 巴 瘤
Human immunodeficiency virus (HIV) gp120 gp41
後 天 免 疫 不 全 症 候 群 (AIDS) 流 行 分 佈 圖 Global total cases in 2006: 39.58 million Global total deaths in 2006: 3.47 million
美 國 1982 到 1997 年 間 25-44 歲 年 齡 層 主 要 死 亡 原 因 的 死 亡 率
Budding ( 出 芽 ) of HIV from CD4 + T cells
HIV 也 可 感 染 樹 突 狀 細 胞 並 由 其 攜 帶 至 淋 巴 結 傳 遞 給 CD4 + T cells
Anti-HIV drugs 雞 尾 酒 療 法 HAART (highly active antiretroviral therapy) 何 大 一 博 士 (AZT)
雞 尾 酒 療 法 讓 AIDS 死 亡 率 大 大 的 下 降
感 冒 與 流 行 性 感 冒 Common cold and influenza (flu)
影 片 欣 賞 : 感 冒 與 流 行 性 感 冒
流 行 性 感 冒 問 與 答
流 行 性 感 冒 病 毒 (HA) (NA)
流 感 病 毒 生 活 史 NA HA
流 行 性 感 冒 病 毒 的 高 突 變 率
抗 原 漂 移 與 抗 原 轉 移 是 造 成 流 感 病 毒 表 面 抗 原 變 異 的 機 制 點 突 變 原 病 毒 產 生 新 的 抗 原 抗 原 轉 移 (Antigenic shift) 產 生 新 的 重 組 病 毒
流 行 性 感 冒 的 治 療 克 流 感 (Tamiflu) 口 服 抗 神 經 胺 酸 酶 (NA) 樂 瑞 莎 (Relenza) 鼻 噴 劑 / 吸 入 劑 抗 神 經 胺 酸 酶 (NA) 克 流 感 (Tamiflu) 感 染 48 小 時 內 使 用
流 行 性 感 冒 的 預 防 施 打 疫 苗 - 引 起 宿 主 產 生 具 保 護 性 的 抗 體 反 應 抗 原 : 全 病 毒 1. 去 毒 流 感 病 毒 2. 減 毒 流 感 病 毒 製 備 方 法 : 雞 胚 培 養 - 耗 時 (>6 months) 但 抗 原 性 較 強 細 胞 培 養 - 省 時 但 抗 原 性 較 弱
感 冒 vs. 流 行 性 感 冒 感 冒 - 由 感 冒 病 毒 ( 鼻 病 毒 ) 所 引 起, 多 為 自 限 性, 症 狀 較 輕 微 流 行 性 感 冒 - 由 流 感 病 毒 所 引 起, 症 狀 較 嚴 重 若 不 治 療, 易 併 發 肺 炎, 致 死 率 高 鼻 病 毒 藉 由 結 合 ICAM-1 受 器 進 入 鼻 黏 膜 細 胞 流 感 病 毒 藉 由 結 合 唾 液 酸 (Sialic acid) 受 器 進 入 上 下 呼 吸 道 細 胞 及 肺 細 胞 唾 液 酸 (Sialic acid)
感 冒 的 迷 思 雞 湯 可 治 療 感 冒? 天 氣 冷 造 成 感 冒? 維 他 命 C 可 治 療 感 冒? 酒 精 緩 和 感 冒 症 狀?
流 行 性 感 冒 vs. 愛 滋 病 相 異 之 處 : 免 疫 反 應 過 度 活 化 vs. 免 疫 抑 制 病 程 快 速 vs. 病 程 緩 慢 病 毒 遺 傳 物 質 不 進 入 vs. 進 入 宿 主 細 胞 染 色 體 共 同 點 : 突 變 快 速 的 RNA 病 毒 所 引 起
感 染 症 每 一 年 仍 造 成 1500 萬 死 亡 病 例
The End