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-免疫學(xué)緒論學(xué)習(xí)要點(diǎn):1.掌握免疫的概念和免疫系統(tǒng)的功能2.了解免疫學(xué)的發(fā)展簡史免疫的基本概念一、現(xiàn)代免疫學(xué)的概念免疫(immune)是從拉丁文immunitas衍生而來,其原意為“免除稅收”,免除勞役之意,而后引申為免除瘟疫,意為抵抗病原生物感染,即阻止病原體侵入機(jī)體、中和毒素或病毒。現(xiàn)代免疫認(rèn)為,免疫(immunity)是機(jī)體接觸“抗原性異物”或“異己成分”的一種生理反應(yīng),通過固有免疫和適應(yīng)性免疫的識別,排除“抗原性異物”并以自身調(diào)節(jié)維持機(jī)體的生理平衡,維持自身耐受的生物學(xué)功能。二、免疫應(yīng)答的種類和基本功能根據(jù)免疫應(yīng)答識別特點(diǎn)、獲得形式以及效應(yīng)機(jī)制,可分為固有免疫和適應(yīng)性免疫。1.固有免疫(innateimmunity):即天然免疫,其特點(diǎn)是:個(gè)體出生時(shí)即具備,作用范圍廣,并非針對特定抗原,故亦稱為非特異性免疫(non-specificimmunity),應(yīng)答產(chǎn)生早,無記憶性。2.適應(yīng)性免疫(adaptiveimmunity)即獲得性免疫(acquiredimmunity),乃個(gè)體接觸特定抗原而產(chǎn)生,僅針對該特定抗原而發(fā)生反應(yīng),故亦稱為特異性免疫(specificimmunity)。包括:由B細(xì)胞介導(dǎo)的體液免疫和T細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞免疫免疫系統(tǒng)的功能功能生理性反應(yīng)(有益)病理性反應(yīng)(有害)免疫防御清除病原微生物及其它抗原性異物超敏反應(yīng)(過度)等免疫缺陷病(不足)等免疫監(jiān)視清除體內(nèi)出現(xiàn)的非己成分,如突變或畸變細(xì)胞、衰老細(xì)胞腫瘤、病毒持續(xù)感染等免疫自穩(wěn)通過免疫耐受對自身組織細(xì)胞不產(chǎn)生免疫應(yīng)答通過免疫調(diào)節(jié),與神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)一起調(diào)節(jié)機(jī)體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。自身免疫病等第二節(jié)免疫學(xué)發(fā)展簡史一、免疫現(xiàn)象認(rèn)識的經(jīng)驗(yàn)時(shí)期(東晉時(shí)代~19世紀(jì))“人痘苗”和“牛痘苗”的研究,經(jīng)過人類近180年努力,1979年10月26日,經(jīng)WHO專家鑒定,世界上最后一位天花病人全愈后沒有新發(fā)病例發(fā)生,WHO宣布全球已經(jīng)消滅天花。二、免疫學(xué)科學(xué)理論的形成時(shí)期(18世紀(jì)~20世紀(jì)中葉)傳染病原因微生物學(xué)說;建立體外分離細(xì)菌成功使得人工制備疫苗有了理論和技術(shù)基礎(chǔ);疫苗的發(fā)展和使用;開創(chuàng)人工被動(dòng)免疫療法;免疫診斷方法的建立為傳染病的診斷和流行病學(xué)調(diào)查提供了新的重要手段;發(fā)現(xiàn)免疫溶菌現(xiàn)象;人們開始認(rèn)識到機(jī)體的免疫機(jī)制包括兩個(gè)方面:體液免疫和細(xì)胞免疫;提出抗體產(chǎn)生的側(cè)鏈學(xué)說;提出了關(guān)于抗體生成的克隆選擇學(xué)說。三、現(xiàn)代免疫學(xué)時(shí)期(20世紀(jì))免疫學(xué)開始全新的免疫學(xué)理論;提出B細(xì)胞、T細(xì)胞、T細(xì)胞亞群的概念;發(fā)現(xiàn)血型細(xì)胞相嵌現(xiàn)象;成功地進(jìn)行了人工誘導(dǎo)異己抗原耐受實(shí)驗(yàn);發(fā)現(xiàn)白蛋白、α、β、γ球蛋白4個(gè)主要部分,并發(fā)現(xiàn)抗體活性主要存在于γ區(qū);發(fā)現(xiàn)Ig多態(tài)化;建立了免疫球蛋白的分類,證明了Ig單體四肽鏈結(jié)構(gòu),分析了氨基酸的序列和分子空間構(gòu)型,找出了肽鏈功能區(qū)的劃分等重大進(jìn)展;提出免疫網(wǎng)絡(luò)學(xué)說;細(xì)胞因子和免疫細(xì)胞膜分子研究。20世紀(jì)免疫學(xué)的發(fā)展,取得了許多令世人矚目成就,16個(gè)項(xiàng)目20多位科學(xué)家獲得了諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎(jiǎng)。第三節(jié)免疫學(xué)發(fā)展趨勢現(xiàn)代免疫學(xué)的研究已經(jīng)達(dá)到細(xì)胞水平和分子水平,人們正在努力探討生物體的基本生理規(guī)律——免疫的自身穩(wěn)定機(jī)制。免疫器官和組織學(xué)習(xí)要點(diǎn):1.掌握免疫系統(tǒng)、中樞免疫器官和外周免疫器官的組成及其功能2.了解淋巴細(xì)胞再循環(huán)免疫系統(tǒng)由免疫器官、免疫細(xì)胞、免疫分子及獨(dú)立于血管體系之外的各級淋巴管道組成。中樞免疫器官中樞免疫器官是免疫細(xì)胞發(fā)生、分化、發(fā)育和成熟的場所。人或其他哺乳類動(dòng)物的中樞免疫器官包括骨髓和胸腺。一、骨髓骨髓(bonemarrow)是各類血細(xì)胞和免疫細(xì)胞發(fā)生、分化、發(fā)育和成熟的場所,是機(jī)體重要的中樞免疫器官。骨髓的結(jié)構(gòu)與造血微環(huán)境骨髓位于骨髓腔中,分為紅骨髓和黃骨髓。紅骨髓具有活躍的造血功能,由造血組織和血竇構(gòu)成。造血組織主要由基質(zhì)細(xì)胞和造血細(xì)胞組成?;|(zhì)細(xì)胞包括網(wǎng)狀細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等,由基質(zhì)細(xì)胞及其所分泌的多種細(xì)胞因子(IL-3、IL-4、IL-6、IL-7、GM-CSF等)與細(xì)胞外基質(zhì)共同構(gòu)成了造血誘導(dǎo)微環(huán)境。2.骨髓的功能(1)各類血細(xì)胞和免疫細(xì)胞發(fā)生的場所B細(xì)胞分化成熟的場所再次體液免疫應(yīng)答發(fā)生的場所二、胸腺胸腺(thymus)是T淋巴細(xì)胞分化、發(fā)育、成熟的主要器官。胸腺的組織結(jié)構(gòu)胸腺位于胸骨后方、胸腔縱膈上部。胸腺分為皮質(zhì)和髓質(zhì),相鄰的小葉髓質(zhì)彼此相連。胸腺細(xì)胞是胸腺內(nèi)的主體細(xì)胞。非淋巴樣細(xì)胞包括上皮細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、撫育細(xì)胞等,統(tǒng)稱為基質(zhì)細(xì)胞。胸腺微環(huán)境(1)分泌細(xì)胞因子和胸腺肽類分子(2)細(xì)胞-細(xì)胞間相互接觸3.胸腺的功能
(1)T細(xì)胞分化、發(fā)育、成熟的場所(2)分泌胸腺激素(3)免疫調(diào)節(jié)作用(4)屏障作用(5)自身耐受的建立與維持外周免疫器官外周免疫器官(peripheralimmuneorgan)是成熟T細(xì)胞、B細(xì)胞等免疫細(xì)胞定居的場所,也是產(chǎn)生免疫應(yīng)答的部位。外周免疫器官包括淋巴結(jié)、脾和黏膜相關(guān)淋巴組織(MucosaAssociatedLymphoidTissue,MALT)等。一、淋巴結(jié)1.淋巴結(jié)的結(jié)構(gòu)淋巴結(jié)的外周部分為皮質(zhì),中央部分為髓質(zhì)。(1)皮質(zhì)區(qū)皮質(zhì)區(qū)分為淺皮質(zhì)區(qū)和深皮質(zhì)區(qū)。淺皮質(zhì)區(qū)是B細(xì)胞定居的場所,稱為非胸腺依賴區(qū)。深皮質(zhì)區(qū)又稱副皮質(zhì)區(qū),是T細(xì)胞定居的場所,稱為胸腺依賴區(qū)。(2)髓質(zhì)區(qū)髓質(zhì)區(qū)由髓索和髓竇組成。髓索由致密聚集的淋巴細(xì)胞構(gòu)成,主要為B細(xì)胞和漿細(xì)胞,也含部分T細(xì)胞及Mφ。髓竇內(nèi)富含Mφ,有較強(qiáng)的濾過作用。2.淋巴結(jié)的功能(1)T細(xì)胞和B細(xì)胞定居的場所(2)濾過和凈化作用
(3)初次免疫應(yīng)答發(fā)生的場所二、脾臟脾臟(spleen)是胚胎時(shí)期的造血器官,自骨髓開始造血后,脾演變成人體最大的外周免疫器官。脾的功能(1)T細(xì)胞和B細(xì)胞定居的場所(2)免疫應(yīng)答發(fā)生的場所(3)分泌體液因子(4)過濾作用三、黏膜免疫系統(tǒng)黏膜免疫系統(tǒng)是機(jī)體整個(gè)免疫網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分,又是具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)和功能的獨(dú)立免疫體系,是機(jī)體抵抗感染的第一道防線。1.基本概念黏膜免疫系統(tǒng)(MucosalImmuneSystem,MIS):亦稱黏膜相關(guān)淋巴組織,主要指呼吸道、腸道及泌尿生殖道黏膜固有層和上皮細(xì)胞下散在的無被膜淋巴組織,以及某些帶有生發(fā)中心的器官化的淋巴組織,如扁桃體、小腸的派氏集合淋巴結(jié)(Peyer'spatches,PP)及闌尾等。2.黏膜免疫系統(tǒng)的組成黏膜免疫系統(tǒng)主要包括腸相關(guān)淋巴組織、鼻相關(guān)淋巴組織和支氣管相關(guān)淋巴組織等。(1)腸相關(guān)淋巴組織包括派氏集合淋巴結(jié)、淋巴小結(jié)、上皮細(xì)胞間淋巴細(xì)胞、固有層中彌散的淋巴細(xì)胞等。腸相關(guān)淋巴組織主要作用是抵御侵入腸道的病原微生物感染。①M(fèi)細(xì)胞。②上皮細(xì)胞間淋巴細(xì)胞。(2)鼻相關(guān)淋巴組織(NALT)包括咽扁桃體、腭扁桃體、舌扁桃體及鼻后部其他淋巴組織,它們共同組成韋氏環(huán)(Waldeyer'Sring),其主要作用是抵御經(jīng)空氣傳播的病原微生物的感染。(3)支氣管相關(guān)淋巴組織(BALT)主要分布于各肺葉的支氣管上皮下,其結(jié)構(gòu)與派氏集合淋巴結(jié)相似,濾泡中的淋巴細(xì)胞受抗原刺激后增殖,形成生發(fā)中心,其中主要是B細(xì)胞。(4)黏膜免疫系統(tǒng)的分子分泌型SIgA是在黏膜局部受抗原刺激合成分泌的參與黏膜體液免疫應(yīng)答的主要抗體類別。3.黏膜免疫系統(tǒng)的功能(1)誘導(dǎo)免疫耐受即通過誘導(dǎo)對無關(guān)抗原的耐受而抑制對另一個(gè)抗原的免疫應(yīng)答。
(2)抗感染產(chǎn)生分泌型IgA(SIgA)在黏膜局部抗感染免疫防御中發(fā)揮關(guān)鍵作用。淋巴細(xì)胞歸巢與再循環(huán)一、淋巴細(xì)胞歸巢成熟淋巴細(xì)胞離開中樞免疫器官后,經(jīng)血液循環(huán)趨向性遷移并定居于外周免疫器官或組織的特定區(qū)域,稱為淋巴細(xì)胞歸巢(lymphocytehoming)。二、淋巴細(xì)胞再循環(huán)成熟的淋巴細(xì)胞在血液、淋巴液、淋巴器官或組織間反復(fù)循環(huán)的過程稱為淋巴細(xì)胞再循環(huán)(lymphocyterecirculation)。淋巴細(xì)胞再循環(huán)的生物學(xué)意義1.使淋巴細(xì)胞在淋巴組織和器官中分布更為合理。2.淋巴組織不斷從循環(huán)池中補(bǔ)充新的淋巴細(xì)胞,有助于增強(qiáng)整個(gè)機(jī)體的免疫功能。3.有利于淋巴細(xì)胞與抗原和抗原提呈細(xì)胞接觸。4.有利于動(dòng)員效應(yīng)淋巴細(xì)胞遷移至炎癥部位。5.定居在外周免疫器官的記憶細(xì)胞也參與再循環(huán),其接觸相應(yīng)抗原后進(jìn)入淋巴組織,并迅速發(fā)生活化、增殖和分化,產(chǎn)生再次免疫應(yīng)答。 第三章抗原學(xué)習(xí)要點(diǎn):1.掌握抗原、半抗原、免疫原性、抗原性的概念2.掌握抗原決定簇及異嗜性抗原3.掌握影響抗原誘導(dǎo)免疫原性的條件4.掌握抗原的種類及其醫(yī)學(xué)意義5.熟悉佐劑的概念第一節(jié)抗原的概念與特性一、抗原的概念抗原是指能與T細(xì)胞、B細(xì)胞的抗原識別受體(TCR/BCR)特異性結(jié)合,誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生特異性免疫應(yīng)答,并能與相應(yīng)的免疫應(yīng)答產(chǎn)物(特異性抗體或致敏淋巴細(xì)胞)在體內(nèi)或體外發(fā)生特異性結(jié)合的物質(zhì)??乖话憔哂袃蓚€(gè)重要特性:一是免疫原性(immunogenicity)就是抗原能刺激免疫細(xì)胞,使之活化、增殖、分化,產(chǎn)生特異性抗體和致敏淋巴細(xì)胞的性質(zhì),即誘導(dǎo)免疫應(yīng)答的能力。二是抗原性(antigenicity)或免疫反應(yīng)性(immunoreactivity)是指抗原可在體內(nèi)、外與相應(yīng)的免疫應(yīng)答產(chǎn)物(抗體或致敏淋巴細(xì)胞)發(fā)生特異性結(jié)合的特性。同時(shí)具有免疫原性和抗原性的物質(zhì)稱為完全抗原(completeantigen),只具有抗原性而無免疫原性的物質(zhì)稱為半抗原(hapten)或不完全抗原(incompleteantigen),大分子載體能賦予半抗原具有免疫原性,半抗原與載體(carrier)交聯(lián)或結(jié)合可成為完全抗原。二、抗原的特性異物性是抗原的重要性質(zhì),是免疫原性的本質(zhì),是免疫應(yīng)答最重要的特點(diǎn),也是免疫學(xué)診斷和免疫學(xué)防治的理論依據(jù)。異物性如果某種物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)與機(jī)體的自身成分相異或機(jī)體免疫細(xì)胞在胚胎期及發(fā)育的微環(huán)境中從未與之接觸過,則會被機(jī)體視為“異己”物質(zhì)。1.異種物質(zhì)如細(xì)菌、病毒、真菌、異種動(dòng)物血清、植物蛋白質(zhì)等。抗原與機(jī)體之間的親緣關(guān)系越遠(yuǎn),組織結(jié)構(gòu)差異就越大,其免疫原性越強(qiáng);反之種系關(guān)系越近,則免疫原性就越弱。2.同種異體物質(zhì)同一種屬不同個(gè)體之間由于基因不同,所以組織結(jié)構(gòu)也有所不同,因此同種異體物質(zhì)也可以是抗原物質(zhì)。如人類紅細(xì)胞表面血型抗原,人類主要組織相容性抗原(HLA)等。3.自身物質(zhì)自身物質(zhì)一般無免疫原性,但是胚胎期淋巴細(xì)胞從未接觸過的正常自身組織,出生后淋巴細(xì)胞一旦與之接觸,就會視為“非己”,因而具有免疫原性。(二)抗原的特異性抗原的特異性(specificity)既表現(xiàn)在免疫原性上,又表現(xiàn)在免疫反應(yīng)性上。抗原表位(epitope)概念抗原表位(epitope)又稱抗原決定簇(antigenicdeterminant),是指抗原物質(zhì)中決定該抗原特異性的特殊化學(xué)基團(tuán),是免疫應(yīng)答具有特異性的物質(zhì)基礎(chǔ),是抗原分子與抗體特異結(jié)合的部位,也是被免疫細(xì)胞識別的標(biāo)志。2.抗原表位的類型(1)根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類線性表位:指一段序列相連的氨基酸殘基片段所形成的抗原決定簇,又稱順序表位,多存在于抗原分子的內(nèi)部也可存在于分子表面。構(gòu)象表位:指序列上不相連的短肽或多糖殘基在空間上形成特定的構(gòu)象又稱為非線性表位,一般暴露于抗原分子表面。(2)根據(jù)分布的部位分類功能性表位:位于抗原分子表面的表位,易被相應(yīng)的淋巴細(xì)胞識別,具有易接近性,可以啟動(dòng)免疫應(yīng)答,稱為功能性抗原表位,其中個(gè)別關(guān)鍵性的表位稱為免疫優(yōu)勢表位。隱蔽性表位:正常情況下位于抗原分子內(nèi)部的表位,不能引起免疫應(yīng)答,稱為隱蔽性抗原表位。(3)按結(jié)合抗原受體分類1.T細(xì)胞表位被T細(xì)胞抗原受體(TCR)所識別的表位。T細(xì)胞表位主要是線性表位,可以位于抗原分子的任何部位。2.B細(xì)胞表位B細(xì)胞表位是指抗原中可被B細(xì)胞抗原受體(BCR)或抗體特異性識別并相互結(jié)合的表位。它主要是由不連續(xù)的氨基酸殘基(構(gòu)象表位)組成,存在于天然抗原分子表面或轉(zhuǎn)折處,不須經(jīng)加工處理,也無需與MHC分子結(jié)合,即可直接被B細(xì)胞抗原受體所識別。(三)半抗原表位與載體表位將半抗原偶氮化后再結(jié)合至載體蛋白,初次與再次免疫時(shí),只有半抗原結(jié)合在同一種載體上,才能產(chǎn)生抗半抗原的再次免疫應(yīng)答,這種結(jié)合抗原除帶有蛋白載體原有的抗原表位外,還附加了半抗原表位。在免疫應(yīng)答中,B細(xì)胞識別半抗原表位,并提呈載體表位給CD4+Th細(xì)胞。通過載體把特異的T、B細(xì)胞之間連接起來,T細(xì)胞才能激活B細(xì)胞,使B細(xì)胞分泌抗體。三、共同抗原表位和交叉反應(yīng)存在于不同的抗原物質(zhì)中的相同或相似的表位,稱為共同抗原表位。抗體或致敏淋巴細(xì)胞對具有相同或相似表位的抗原反應(yīng)稱為交叉反應(yīng)。利用交叉反應(yīng)的原理對一些疾病進(jìn)行血清學(xué)輔助診斷,交叉反應(yīng)也可能與某些疾病的發(fā)生有關(guān)。第二節(jié)影響抗原免疫原性的因素抗原的免疫原性主要取決于抗原物質(zhì)本身的理化性質(zhì),還取決于機(jī)體針對該物質(zhì)產(chǎn)生免疫應(yīng)答的能力,另外還與該物質(zhì)進(jìn)入機(jī)體的途徑、劑量等因素有關(guān)。一、抗原方面的因素1.相對分子質(zhì)量具有免疫原性的物質(zhì),通常為大分子的有機(jī)物質(zhì),相對分子質(zhì)量常在10kD以上,而低于5kD的無機(jī)物一般免疫原性較弱。2.化學(xué)性質(zhì)及結(jié)構(gòu)復(fù)雜性從結(jié)構(gòu)上看,結(jié)構(gòu)越復(fù)雜,其免疫原性越強(qiáng)。多數(shù)蛋白質(zhì)都是良好的抗原,多糖也是重要的天然抗原。如細(xì)菌的莢膜及胞壁,細(xì)菌內(nèi)毒素的脂多糖;核酸分子多無免疫原性,但與蛋白質(zhì)結(jié)合形成核蛋白則具有免疫原性。3.分子構(gòu)象和易接近性易接近性是指抗原表位與相應(yīng)淋巴細(xì)胞表面受體相互接觸的難易程度。4.物理性狀一般聚合狀態(tài)的蛋白質(zhì)較單體蛋白質(zhì)的免疫原性強(qiáng);顆粒性抗原比可溶性抗原的免疫原性強(qiáng)。二、宿主方面的因素(一)遺傳因素機(jī)體對抗原的免疫應(yīng)答是受遺傳控制的,不同種屬針對同一抗原物質(zhì)產(chǎn)生免疫應(yīng)答的強(qiáng)弱存在很大的差異。在同一種屬內(nèi)不同個(gè)體對同一抗原的應(yīng)答能力有明顯差異。(二)生理因素一般情況下,青壯年動(dòng)物的免疫應(yīng)答能力較幼年和老年動(dòng)物強(qiáng);雌性動(dòng)物較雄性動(dòng)物抗體生成水平高,但是妊娠期免疫應(yīng)答的能力會受到顯著抑制;機(jī)體的健康和營養(yǎng)狀況也可影響其免疫應(yīng)答能力,此外感染或免疫抑制劑都能干擾或抑制對抗原的免疫應(yīng)答。除上述因素外,抗原的免疫原性還與其進(jìn)入機(jī)體的途徑、劑量、以及是否使用免疫佐劑等多種因素有關(guān)。第三節(jié)抗原種類及醫(yī)學(xué)中重要抗原一、抗原的種類(一)根據(jù)抗原來源與機(jī)體的親緣關(guān)系分類1.異種抗原(xenoantigen)來自異種動(dòng)植物和微生物的抗原性物質(zhì),如各種病原微生物及其代謝產(chǎn)物、外毒素、異種動(dòng)物免疫血清(如動(dòng)物血清來源的抗毒素)、異種器官移植物、花粉等。2.同種異型抗原(allogenicantigen)在同一種屬的不同個(gè)體之間,由于遺傳基因的不同而表現(xiàn)的不同抗原,如人類的紅細(xì)胞抗原、HLA、免疫球蛋白同種異型抗原等。3.自身抗原正常自身組織成分對機(jī)體本身不顯示免疫原性,處于免疫耐受狀態(tài),不能激發(fā)免疫應(yīng)答,但在下列情況下可成為自身抗原,就可以刺激自身的免疫系統(tǒng)發(fā)生免疫應(yīng)答。(1)隱蔽性自身抗原是指正常情況下與免疫系統(tǒng)相對隔絕的自身組織成分,如腦、葡萄膜色素蛋白、晶狀體蛋白、精子、甲狀腺球蛋白等。
(2)修飾性自身抗原自身組織成分由于受到微生物感染、外傷、電離輻射、以及一些化學(xué)因素如藥物等作用,使正常組織細(xì)胞發(fā)生構(gòu)象改變,形成新的抗原表位;或者由于自身成分合成上的缺陷或溶酶體酶異常的破壞作用,使內(nèi)部的抗原表位暴露出來形成新的抗原表位,成為“異已”物質(zhì),顯示出免疫原性刺激自身免疫系統(tǒng),發(fā)生免疫應(yīng)答。(二)根據(jù)誘生抗體時(shí)是否需T細(xì)胞的參與分類1.胸腺依賴性抗原(thymusdependentantigenTD-Ag)需要T細(xì)胞的輔助才能刺激B細(xì)胞產(chǎn)生相應(yīng)抗體的抗原。大多數(shù)天然抗原,血細(xì)胞、細(xì)菌、外毒素等均屬于TD-Ag。2.非胸腺依賴性抗原(thymus-independentantigen,TI-Ag)在刺激機(jī)體產(chǎn)生抗體時(shí),不需T細(xì)胞輔助就能產(chǎn)生特異性抗體的抗原。TD抗原與TI抗原的比較TD-AgTI-Ag組成B和T細(xì)胞表位重復(fù)B細(xì)胞表位T細(xì)胞輔助必需無需免疫應(yīng)答類型體液和細(xì)胞免疫體液免疫抗體類型多種IgM免疫記憶有無(三)根據(jù)是否在抗原提呈細(xì)胞內(nèi)合成分類1.外源性抗原是在抗原提呈細(xì)胞以外合成的抗原,包括細(xì)胞外感染性病原微生物、蛋白質(zhì)等。2.內(nèi)源性抗原在抗原提呈細(xì)胞內(nèi)新合成蛋白質(zhì)的抗原,包括自身抗原、腫瘤細(xì)胞內(nèi)合成的腫瘤抗原、病毒感染細(xì)胞合成的病毒蛋白等。二、醫(yī)學(xué)上重要的抗原(一)病原微生物及其代謝產(chǎn)物1.病原微生物病原微生物如細(xì)菌、病毒、立克次體、螺旋體等對于人體來說都是異種抗原,均有較強(qiáng)的免疫原性。2.類毒素細(xì)菌外毒素經(jīng)0.3%-0.4%甲醛溶液在一定條件下處理后,使其喪失毒性,而保留免疫原性的生物制劑。3.動(dòng)物免疫血清用類毒素免疫動(dòng)物,采動(dòng)物的免疫血清,經(jīng)純化濃縮后制備的。4.異嗜性抗原異嗜性抗原指一類與種屬特異性無關(guān),存在于人、動(dòng)物、和微生物之間的共同抗原,又稱Forssma抗原,如溶血性鏈球菌的某些抗原成分分別與人腎小球基底膜和心肌組織有共同抗原,又如大腸桿菌O14型脂多糖與人結(jié)腸粘膜有共同抗原。5.腫瘤抗原腫瘤抗原是細(xì)胞在癌變過程中出現(xiàn)的新抗原及過度表達(dá)的抗原物質(zhì)的總稱,腫瘤抗原分為腫瘤特異性抗原和腫瘤相關(guān)抗原兩類。第四節(jié)免疫佐劑一、佐劑(adjuvant)是一種非特異性免疫增強(qiáng)劑,預(yù)先或同抗原一起注射到機(jī)體,能增強(qiáng)機(jī)體對該抗原的免疫應(yīng)答或改變免疫應(yīng)答的類型。(一)佐劑的種類1.無機(jī)佐劑如氫氧化鋁、明礬、磷酸鋁等。2.有機(jī)佐劑如微生物及其代謝產(chǎn)物,主要有結(jié)核分枝桿菌、短小棒狀桿菌、百日咳桿菌等,以及一些細(xì)胞因子(IL-2,IL-4等)。3.人工合成佐劑人工合成的雙鏈多聚核苷酸,如多聚肌苷酸、胞苷酸、多聚腺苷酸等。4.復(fù)合佐劑目前動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中最常用的是弗氏佐劑,是應(yīng)用最為廣泛的實(shí)驗(yàn)用佐劑,可分為弗氏完全佐劑和弗氏不完全佐劑。5.新型佐劑目前研究的包括CpG-ODN、細(xì)胞因子、脂質(zhì)體納米佐劑等。(二)佐劑的作用機(jī)理①延長抗原在機(jī)體內(nèi)的存在時(shí)間和保持對免疫系統(tǒng)的持續(xù)激活作用;②使抗原易被巨噬細(xì)胞吞噬,刺激單核/巨噬細(xì)胞系統(tǒng),增強(qiáng)其對抗原的處理和提呈抗原的能力;③促進(jìn)淋巴細(xì)胞的增殖、分化,從而增強(qiáng)機(jī)體的免疫應(yīng)答。二、超抗原正常情況下,普通蛋白質(zhì)抗原可激活機(jī)體總T細(xì)胞庫中萬分之一至百萬分之一的T細(xì)胞。但一類被稱為超抗原(superantigen,SAg)的物質(zhì),可激活2%~20%的T細(xì)胞克隆,產(chǎn)生極強(qiáng)的免疫應(yīng)答。三、絲裂原絲裂原(mitogen)亦稱有絲分裂原,可致細(xì)胞發(fā)生有絲分裂,進(jìn)而增殖。體外實(shí)驗(yàn)中,特定絲裂原可使靜止的淋巴細(xì)胞體積增大、胞漿增多、DNA合成增加,出現(xiàn)淋巴母細(xì)胞化(即淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化lymphocytetransformation)和有絲分裂。是一種非特異性的淋巴細(xì)胞多克隆激活劑。如PHA、PWM。免疫球蛋白學(xué)習(xí)要點(diǎn):1.掌握抗體和免疫球蛋白的概念。
2.掌握Ig的結(jié)構(gòu)及功能區(qū)。
3.掌握免疫球蛋白的生物學(xué)活性以及五類Ig的特點(diǎn)。
4.熟悉單克隆抗體的概念,并了解其應(yīng)用。
5.了解單克隆抗體的制備過程。免疫球蛋白(Immunoglobulin,Ig):是指具有抗體活性或化學(xué)結(jié)構(gòu)與抗體相似的球蛋白??煞譃榉置谛?sIg)和膜型(mIg),前者主要存在于血液及組織液中,具有抗體的各種功能,后者構(gòu)成B細(xì)胞膜上的抗原受體??贵w(antibody,Ab):是B細(xì)胞接受抗原刺激后增殖分化為漿細(xì)胞所產(chǎn)生的糖蛋白,主要存在于血清等體液中,能與相應(yīng)抗原特異性結(jié)合,發(fā)揮體液免疫功能。第一節(jié)免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)一、基本結(jié)構(gòu)免疫球蛋白分子的基本結(jié)構(gòu)是一“Y”字型的四肽鏈結(jié)構(gòu),由兩條完全相同的重鏈(heavychain,H)和兩條完全相同的輕鏈(lightchain,L)以二硫鍵連接而成。(一)重鏈和輕鏈1.重鏈(heavychain,H鏈):免疫球蛋白重鏈由450-550個(gè)氨基酸殘基組成,分子量約為50-75kD。重鏈可分為γ、α、μ、δ和ε鏈,據(jù)此可將免疫球蛋白分為5類(class)或5個(gè)同種型(isotype),即IgG、IgA、IgM、IgD和IgE。2.輕鏈(lightchain,L鏈):免疫球蛋白輕鏈由214個(gè)氨基酸殘基構(gòu)成,分子量約為25kD。輕鏈分為κ鏈和λ鏈,據(jù)此可將Ig分為κ型和λ型(type)。根據(jù)λ鏈恒定區(qū)個(gè)別氨基酸殘基的差異,又可將λ分為λ1、λ2、λ3和λ4四個(gè)亞型。(二)可變區(qū)和恒定區(qū)免疫球蛋白輕鏈和重鏈中靠近N端的氨基酸序列變化較大的區(qū)域稱為可變區(qū)(variableregion,V區(qū))。重鏈和輕鏈V區(qū)(分別稱為VH和VL)各有3個(gè)區(qū)域的氨基酸組成和排列順序高度可變,稱為高變區(qū)(hypervariableregion,HVR)或互補(bǔ)決定區(qū)(complementaritydeterminingregion,CDR),分別為CDR1、CDR2和CDR3。V區(qū)中CDR之外的區(qū)域氨基酸組成和排序相對不易變化,稱為骨架區(qū)(FR)。免疫球蛋白輕鏈和重鏈中靠近C端氨基酸序列相對穩(wěn)定的區(qū)域稱為恒定區(qū)(constantregion,C區(qū))。重鏈和輕鏈C區(qū)分別稱為CH和CL。各類Ig的C區(qū)有重要的生物學(xué)效應(yīng),如激活補(bǔ)體,介導(dǎo)調(diào)理作用、ADCC作用等。二、免疫球蛋白結(jié)構(gòu)域(一)結(jié)構(gòu)域的結(jié)構(gòu)IgG、IgA、IgD重鏈C區(qū)有CH1、CH2、CH3三個(gè)結(jié)構(gòu)域,IgM和IgE重鏈C區(qū)有CH1、CH2、CH3、CH4四個(gè)結(jié)構(gòu)域。(二)功能區(qū)的功能1.VH和VL:是Ig分子特異性識別和結(jié)合抗原的功能區(qū)。2.CL和CH1:遺傳標(biāo)志所在。3.IgG的CH2和IgM的CH3:有補(bǔ)體C1q的結(jié)合位點(diǎn),可啟動(dòng)補(bǔ)體活化經(jīng)典途徑。IgG的CH2可通過胎盤。4.CH3或CH4:可與多種細(xì)胞表面相應(yīng)Fc受體結(jié)合,產(chǎn)生不同的免疫效應(yīng)。(三)鉸鏈區(qū)絞鏈區(qū)位于CH1與CH2之間,含有豐富的脯氨酸,因此易伸展彎曲,而且易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解。絞鏈區(qū)能改變兩個(gè)結(jié)合抗原的Y形臂之間的距離,有利于兩臂同時(shí)結(jié)合兩個(gè)不同的抗原表位。IgD、IgG、IgA有絞鏈區(qū),IgM和IgE則無。三、其他結(jié)構(gòu)1.連接鏈(joiningchain,J鏈):J鏈?zhǔn)且桓缓腚装彼岬亩嚯逆?,由漿細(xì)胞合成,主要功能是將單體Ig分子連接為二聚體或多聚體。IgA二聚體和IgM五聚體均含J鏈。2.分泌片(secretorypiece,SP):又稱分泌成分(secretorycomponent,SC),SP為一含糖肽鏈,由黏膜上皮細(xì)胞合成和分泌,以非共價(jià)形式結(jié)合于IgA二聚體上,使其成為分泌型IgA(SIgA)。SP的作用是:使IgA分泌到黏膜表面,發(fā)揮黏膜免疫作用;可保護(hù)SIgA絞鏈區(qū),使其免遭蛋白水解酶降解。四、水解片段IgG酶解后的比較水解酶作用位點(diǎn)水解片段及其功能木瓜蛋白酶鉸鏈區(qū)二硫鍵連接的重鏈近N端(1)兩個(gè)相同的Fab段:可與抗原結(jié)合(2)一個(gè)Fc段:激活補(bǔ)體、結(jié)合細(xì)胞、通過胎盤胃蛋白酶鉸鏈區(qū)二硫鍵連接的重鏈近C端(1)一個(gè)具有雙價(jià)活性的F(ab')2段:可同時(shí)結(jié)合兩個(gè)抗原表位(2)若干個(gè)小分子多肽碎片(pFc'):無生物學(xué)作用第二節(jié)免疫球蛋白的類型一、免疫球蛋白的類型1.類:在同一種屬的所有個(gè)體內(nèi),根據(jù)Ig重鏈C區(qū)所含抗原表位的不同,可將重鏈分為5種,即γ、α、μ、δ、ε鏈;與此對應(yīng)的Ig分為5類(class),即IgG、IgA、IgM、IgD、IgE。2.亞類:同一類免疫球蛋白中,根據(jù)其重鏈抗原性以及二硫鍵數(shù)目和位置的不同,又可分為亞類(subclass)。IgG有IgG1~I(xiàn)gG4四個(gè)亞類;IgA有IgA1和IgA2兩個(gè)亞類;IgM有IgM1和IgM2兩個(gè)亞類;IgD和IgE尚未發(fā)現(xiàn)亞類。3.型:在同一種屬所有個(gè)體內(nèi),根據(jù)Ig輕鏈C區(qū)所含抗原表位不同,可將Ig輕鏈分為2種:κ和λ,與此對應(yīng)的免疫球蛋白分為κ型和λ型(type)。4.亞型:同一型免疫球蛋白中,根據(jù)輕鏈C區(qū)N端氨基酸排列的差異,又可分為亞型(subtype)。例如λ鏈190氨基酸為亮氨酸時(shí),稱OZ(+);為精氨酸時(shí),稱OZ(-)。二、免疫球蛋白的血清型1.同種型(isotype):是指存在于同種抗體分子中的抗原表位,是同一種屬所有個(gè)體的Ig分子共有的抗原特異性標(biāo)志,為種屬型標(biāo)志。存在于Ig的C區(qū),表現(xiàn)在全部Ig的類、亞類、型、亞型分子上。2.同種異型(allotype):是指同一種屬不同個(gè)體間Ig分子所具有的不同抗原特異性標(biāo)志(抗原表位),為個(gè)體型標(biāo)志。同種異型抗原決定簇主要存在于Ig的C區(qū)。3.獨(dú)特型(idiotype,Id):是指每個(gè)免疫球蛋白分子所特有的抗原特異性標(biāo)志,其表位又稱為獨(dú)特位(idiotope)。獨(dú)特型在異種、同種異體甚至同一個(gè)體內(nèi)均可刺激產(chǎn)生相應(yīng)抗體,即抗獨(dú)特型抗體(AId或Ab2)。第三節(jié)免疫球蛋白的生物學(xué)特性一、免疫球蛋白的主要功能(一)免疫球蛋白V區(qū)的功能:主要是特異性識別、結(jié)合抗原。(二)免疫球蛋白C區(qū)的功能:1.激活補(bǔ)體:IgG1-3和IgM與相應(yīng)抗原結(jié)合后,可因構(gòu)型改變而使其CH2和CH3功能區(qū)內(nèi)的補(bǔ)體結(jié)合點(diǎn)暴露,從而通過經(jīng)典途徑激活補(bǔ)體。IgG4、IgA和IgE的凝聚物可通過旁路途徑激活補(bǔ)體。2.調(diào)理作用:指抗體如IgG(特別是IgG1和IgG3)的Fc段與中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞表面相應(yīng)IgGFc受體結(jié)合,從而增強(qiáng)吞噬細(xì)胞的吞噬作用,此即抗體的調(diào)理吞噬作用。3.抗體依賴的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用(antibodydependentcell-mediatedcytotoxicity,ADCC):指具有殺傷活性的細(xì)胞如NK細(xì)胞,通過其表面表達(dá)的Fc受體識別包被于靶抗原(如細(xì)菌或腫瘤細(xì)胞)上抗體的Fc段,直接殺傷靶細(xì)胞。IgG與腫瘤或病毒感染的靶細(xì)胞結(jié)合后,可通過其Fc段與NK細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞表面相應(yīng)IgGFc受體結(jié)合,增強(qiáng)NK細(xì)胞和觸發(fā)吞噬細(xì)胞對靶細(xì)胞的殺傷作用,此即ADCC效應(yīng)。4.介導(dǎo)I型超敏反應(yīng):IgE引起I型超敏反應(yīng)5.穿過胎盤和黏膜:IgG是唯一能通過胎盤的Ig。SIgA能通過黏膜上皮細(xì)胞分布于外分泌液中,除在黏膜局部發(fā)揮抗感染作用外,也經(jīng)初乳輸送給嬰兒,為其提供自然被動(dòng)免疫保護(hù)作用。6.免疫調(diào)節(jié)作用二、五類免疫球蛋白的特性與功能1.IgG:IgG多為單體,半衰期約為2-3天,占血清免疫球蛋白總量的75%~80%。能通過胎盤,IgG1、IgG2和IgG3的CH2能通過經(jīng)典途徑激活補(bǔ)體,是全身抗感染的主要抗體。2.IgM:為五聚體,是分子量最大的Ig,稱巨球蛋白;IgM激活補(bǔ)體能力比IgG強(qiáng);天然血型抗體是IgM;IgM是個(gè)體發(fā)育過程最早產(chǎn)生的抗體,胚胎晚期已能合成,新生兒臍帶血中若IgM水平升高,表示胎兒曾有宮內(nèi)感染。IgM也是初次體液免疫應(yīng)答中最早合成的抗體,可用于感染的早期診斷。3.IgA:分為血清型和分泌型兩型。血清型IgA主要由腸系膜淋巴組織中的漿細(xì)胞產(chǎn)生,凝聚的IgA可通過旁路途徑激活補(bǔ)體系統(tǒng)。分泌型IgA(SIgA)的合成和主要作用部位在黏膜,具有重要的黏膜局部抗感染作用,是防御黏膜表面微生物入侵的第一道防線。初乳中SIgA含量最高,新生兒可從母乳中獲得SIgA,是重要的自然被動(dòng)免疫過程。4.IgE:又稱親細(xì)胞抗體。含量最低,CH2和CH3功能區(qū)可與肥大細(xì)胞、嗜堿性粒細(xì)胞上的高親和力Fcε受體結(jié)合,引起I型超敏反應(yīng)。此外,IgE與機(jī)體抗寄生蟲免疫有關(guān)。5.IgD:IgD是B細(xì)胞的重要表面標(biāo)志。B細(xì)胞的分化過程中首先出現(xiàn)mIgM,后來出現(xiàn)mIgD,它的出現(xiàn)標(biāo)志著B細(xì)胞成熟了。第四節(jié)人工抗體的制備一、多克隆抗體在含多種抗原表位的抗原物質(zhì)刺激下,體內(nèi)多個(gè)B細(xì)胞克隆被激活并產(chǎn)生針對多種不同抗原表位的抗體,其混合物即為多克隆抗體(polyclonalantibody,pAb)。二、單克隆抗體1.定義:單克隆抗體(monoclonalantibody,mAb)為某一B細(xì)胞克隆產(chǎn)生的,只針對某一特定抗原決定簇的抗體。2.優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)均一、純度高、特異性強(qiáng)、效價(jià)高、少或無血清交叉反應(yīng)、制備成本低。3.應(yīng)用:1)作為診斷用試劑:廣泛應(yīng)用于傳染病、腫瘤、淋巴鑒定分群等。2)疾病的防治:抑制器官移植排斥、治療自身免疫疾病。三、基因工程抗體人-鼠嵌合抗體、改型抗體或稱CDR移植抗體、雙特異性抗體、Fab抗體。第五章補(bǔ)體系統(tǒng)學(xué)習(xí)要點(diǎn):1.掌握補(bǔ)體的概念、C3和C5轉(zhuǎn)化酶2.熟悉補(bǔ)體系統(tǒng)的組成、命名3.掌握補(bǔ)體激活的經(jīng)典途徑4.熟悉比較補(bǔ)體激活的三條途徑的異同點(diǎn)5.掌握補(bǔ)體的生物學(xué)活性6.了解補(bǔ)體的臨床意義補(bǔ)體(complement,C)系統(tǒng):是存在于人和脊椎動(dòng)物血清、組織液和細(xì)胞膜表面的一組與免疫有關(guān),經(jīng)活化后具有酶活性的蛋白質(zhì),是一個(gè)具有精密調(diào)控機(jī)制的蛋白質(zhì)反應(yīng)系統(tǒng)。包括30余種可溶性蛋白和膜結(jié)合蛋白。第一節(jié)補(bǔ)體系統(tǒng)概述補(bǔ)體的發(fā)現(xiàn):十九世紀(jì)末,在發(fā)現(xiàn)體液免疫后不久,Bordet即證明,新鮮血清中存在一種不耐熱的成分,可輔助特異性抗體介導(dǎo)的溶菌作用。由于這種成分是抗體發(fā)揮溶細(xì)胞作用的必要補(bǔ)充條件,故被稱為補(bǔ)體。一、補(bǔ)體系統(tǒng)的組成按其生物學(xué)功能可以分為三類:1.補(bǔ)體固有成分又稱補(bǔ)體成分(complementcomponent),乃存在于血漿及體液中、構(gòu)成補(bǔ)體基本組成的蛋白質(zhì),包括:經(jīng)典激活途徑的C1q、C1r、C1s、C2、C4;旁路激活途徑的B因子、D因子、P因子;甘露糖結(jié)合凝集素激活途徑(MBL途徑)的MBL、MBL相關(guān)絲氨酸酶(MASP);補(bǔ)體活化的共同組分C3、C5、C6、C7、C8、C9。2.補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白(complementregulatoryproteins)指以可溶性或膜結(jié)合形式存在、參與調(diào)節(jié)補(bǔ)體活化和效應(yīng)的一類蛋白分子,包括:血漿中備解素(properdin,P因子)、H因子、I因子、C1INH、C4bp等;存在于細(xì)胞膜表面的衰變加速因子(DAF)、膜輔助蛋白(MCP)、CD59等。3.補(bǔ)體受體(complementreceptor,CR)指存在于血漿中和不同細(xì)胞膜表面、能與補(bǔ)體激活過程中形成的活性片段相結(jié)合、介導(dǎo)多種生物效應(yīng)的受體分子。目前已發(fā)現(xiàn)CR1、CR2、CR3、CR4、CR5等。二、補(bǔ)體系統(tǒng)的命名1.參與補(bǔ)體經(jīng)典激活途徑的固有成分以大寫的字母C表示,按發(fā)現(xiàn)的先后命名:C1(qrs)、C2…C92.補(bǔ)體系統(tǒng)的其他成分以英文大寫字母表示:如B因子、D因子、H因子、MBL等。3.調(diào)節(jié)成分以功能命名:C1抑制物、C4結(jié)合蛋白。4.活化裂解片段加小寫字母:如C3a、C3b等。5.具有酶活性的成分在其符號上劃一橫線表示;如C3bBb。6.滅活的補(bǔ)體片段,在其符號前加i,如iC3b。三、補(bǔ)體系統(tǒng)的理化性質(zhì)補(bǔ)體均為糖蛋白,多數(shù)為β球蛋白。在生理情況下,多以酶前體形式存在。理化性質(zhì)不穩(wěn)定。56℃,30min可滅活補(bǔ)體。肝細(xì)胞和巨噬細(xì)胞是補(bǔ)體的主要產(chǎn)生細(xì)胞。在感染、組織損傷急性期以及炎癥狀態(tài)下,補(bǔ)體產(chǎn)生增多,血清補(bǔ)體水平升高。第二節(jié) 補(bǔ)體系統(tǒng)的激活途徑補(bǔ)體系統(tǒng)的激活依據(jù)其激活物質(zhì)和起始順序的不同,可分為三條途徑:①從C1q-C1r2-C1s2開始的經(jīng)典途徑(classicpathway),抗原-抗體復(fù)合物為主要激活物;②從C3開始的旁路途徑(alternativepathway),其不依賴于抗體;③通過甘露糖結(jié)合凝集素(mannanbindinglectin,MBL)糖基識別的凝集素激活途徑(MBLpathway)。上述3條途徑具有共同的末端通路,即膜攻擊復(fù)合物的形成及其溶解細(xì)胞效應(yīng)。一、經(jīng)典途徑經(jīng)典激活途徑(classicalpathway)指主要由C1q與激活物(IC)結(jié)合后,順序活化C1r、C1s、C4、C2、C3,形成C3轉(zhuǎn)化酶(C4b2b)與C5轉(zhuǎn)化酶(C4b2b3b)的級聯(lián)酶促反應(yīng)過程。它是抗體介導(dǎo)的體液免疫應(yīng)答的主要效應(yīng)方式。(一)激活物:主要是IC,特別是與抗原結(jié)合的IgG、IgM分子。另外,C-反應(yīng)蛋白、細(xì)菌脂多糖(LPS)、髓鞘脂和某些病毒蛋白(如HIV的gp120等)等也可作為激活物。參與經(jīng)典途徑活化的補(bǔ)體成分依次為:C1、C4、C2、C3、C5~C9。(二)激活過程:1.識別階段:每個(gè)C1q分子必須與兩個(gè)以上Ig分子的Fc段結(jié)合,游離的或可溶性抗體不能激活補(bǔ)體;2.活化階段:指形成C3轉(zhuǎn)化酶(C4b2b)與C5轉(zhuǎn)化酶(C4b2b3b)的過程;3.膜攻擊階段(效應(yīng)階段):指形成膜復(fù)合體(membraneattackcomplex,MAC),導(dǎo)致溶菌或溶細(xì)胞效應(yīng)的過程。二、補(bǔ)體活化的旁路途徑旁路途徑(alternativepathway)又稱替代途徑,指由B因子、D因子和P因子參與,直接由微生物或外源異物激活C3,形成C3與C5轉(zhuǎn)化酶,激活補(bǔ)體級聯(lián)酶促反應(yīng)的活化途徑。旁路途徑的主要激活物:某些細(xì)菌、內(nèi)毒素、酵母多糖、葡聚糖、凝聚的IgA和IgG4等。旁路途徑是感染早期最先發(fā)揮作用,主要對抗革蘭陰性菌的感染。三、補(bǔ)體活化的MBL途徑凝集素激活途徑(MBLpathway)指由血漿中甘露聚糖結(jié)合凝集素(mannanbindinglectin,MBL)直接識別多種病原微生物表面的N-氨基半乳糖或甘露糖,進(jìn)而依次活化MASP-1、MASP-2、C4、C2、C3,形成和經(jīng)典途徑相同的C3與C5轉(zhuǎn)化酶,激活補(bǔ)體級聯(lián)酶促反應(yīng)的活化途徑。MBL激活途徑的主要激活物為表面含有甘露糖基、巖藻糖和N-氨基半乳糖的病原微生物。區(qū)別點(diǎn)經(jīng)典激活途徑旁路途徑MBL途徑激活物質(zhì)抗原抗體(IgM、IgG1、IgG2、脂多糖、酵母多糖含糖基的病原微生物IgG3)復(fù)合物凝聚的IgA、IgG4起始分子C1C3C4、C2參與的補(bǔ)體成分C1~C9C3、C5~C9、B、D、P因子C2~C9、MASPC3轉(zhuǎn)化酶C4b2bC3bBb或C3bBbPC4b2bC5轉(zhuǎn)化酶C4b2b3bC3bBb3b或C3bBb3bPC4b2b3b生物學(xué)作用參與適應(yīng)性免疫的效應(yīng)階段參與固有免疫的效應(yīng)階段參與固有疫的效應(yīng)階段意義感染后期發(fā)揮作用感染早期或初次感染感染早期或初次感染發(fā)揮作用發(fā)揮作用補(bǔ)體三條激活途徑的比較第三節(jié)補(bǔ)體系統(tǒng)的調(diào)控正常情況下,補(bǔ)體激活及其末端效應(yīng)均處于嚴(yán)密調(diào)控之下,包括補(bǔ)體的自身調(diào)控以及補(bǔ)體調(diào)節(jié)因子的作用,從而有效地維持機(jī)體的自穩(wěn)功能。一、補(bǔ)體自身衰變的調(diào)控如C3轉(zhuǎn)化酶和C5轉(zhuǎn)化酶極易衰變,從而限制C3裂解及其后的酶促反應(yīng);C4b、C3b等也易衰變,可阻斷補(bǔ)體的級聯(lián)反應(yīng)二、補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白的調(diào)控(一)針對C3轉(zhuǎn)化酶和C5轉(zhuǎn)化酶的調(diào)控C1抑制物(C1INH)、C4結(jié)合蛋白(C4bp)、I因子、H因子、補(bǔ)體受體1(CR1)(CD35)、衰變加速因子(DAF)(CD55)和膜輔助蛋白(MCP)(CD46)等,可阻斷經(jīng)典途徑中C3轉(zhuǎn)化酶和C5轉(zhuǎn)化酶的形成或抑制已形成的C3轉(zhuǎn)化酶和C5轉(zhuǎn)化酶的活性。(二)針對攻膜復(fù)合體的調(diào)控如C8結(jié)合蛋白、CD59、S蛋白、群集素等可抑制MAC形成。第四節(jié)補(bǔ)體的生物學(xué)作用一、溶菌、中和病毒及細(xì)胞毒作用二、調(diào)理作用三、清除免疫復(fù)合物1.免疫黏附2.解離已形成的免疫復(fù)合物或抑制免疫復(fù)合物形成四、炎癥介質(zhì)作用1.過敏毒素作用2.趨化作用3.激肽樣作用第五節(jié)補(bǔ)體與疾病的關(guān)系一、遺傳性補(bǔ)體缺陷1.補(bǔ)體缺陷相關(guān)的感染性疾病2.補(bǔ)體固有成分缺陷相關(guān)的免疫性疾?。耗I小球腎炎、SLE、反復(fù)的化膿性感染等;3.補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白缺陷相關(guān)的免疫性疾?。喝鏑1INH缺陷引起遺傳性血管神經(jīng)性水腫等。二、補(bǔ)體異?;罨c炎癥性疾病三、補(bǔ)體與感染性疾病四、補(bǔ)體與異種器官移植
第六章細(xì)胞因子學(xué)習(xí)要點(diǎn):1.掌握細(xì)胞因子的概念、共同特點(diǎn)和主要生物學(xué)活性。
2.掌握各類細(xì)胞因子的特點(diǎn)。
細(xì)胞因子(cytokine,CK)是由免疫細(xì)胞或非免疫細(xì)胞經(jīng)刺激而合成和分泌的小分子多肽或糖蛋白,是重要的生物信息分子,具有參與和調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答、介導(dǎo)炎癥反應(yīng)、刺激造血、促進(jìn)免疫細(xì)胞分化發(fā)育以及促進(jìn)組織損傷修復(fù)等生物學(xué)活性。體內(nèi)多種細(xì)胞(如T細(xì)胞、B細(xì)胞、單核/巨噬細(xì)胞、NK細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞、表皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞等)均可產(chǎn)生細(xì)胞因子??筛鶕?jù)細(xì)胞因子的來源將其分為淋巴因子(lymphokine)和單核因子(monokine)。前者包括IL-2、IL-4、IL-5、IFN等;后者包括TNF-a、IL-1、IL-6、IL-8等。第一節(jié)細(xì)胞因子的共同特征理化特性多為小分子多肽或糖蛋白(分子量8000-30000D)。二、產(chǎn)生特點(diǎn)1.多源性:各種細(xì)胞因子可由多種細(xì)胞產(chǎn)生。2.多樣性:一種細(xì)胞可分泌多種細(xì)胞因子;不同類型的細(xì)胞也可產(chǎn)生一種或幾種相同的細(xì)胞因子。3.自限性分泌:細(xì)胞因子是細(xì)胞內(nèi)基因的表達(dá)產(chǎn)物,但細(xì)胞在靜息狀態(tài)下一般無細(xì)胞因子前體的儲存,當(dāng)細(xì)胞接受特定刺激時(shí),立刻啟動(dòng)細(xì)胞因子基因轉(zhuǎn)錄及蛋白質(zhì)合成,分泌細(xì)胞因子。而轉(zhuǎn)錄過程持續(xù)時(shí)間十分短暫,且細(xì)胞因子的mRNA極易降解,刺激終止后合成也隨之結(jié)束。即細(xì)胞因子的產(chǎn)生具有自限性特點(diǎn)。三、作用特點(diǎn)1.作用方式:局限性作用——多數(shù)細(xì)胞因子:旁分泌(paracrine)或自分泌(autocrine)效應(yīng);全身性效應(yīng)——少數(shù)情況少數(shù)細(xì)胞因子:內(nèi)分泌(endocrine)效應(yīng)。2.高效性與細(xì)胞因子受體結(jié)合發(fā)揮效應(yīng)細(xì)胞因子必須與靶細(xì)胞表面相應(yīng)受體結(jié)合才能發(fā)揮其生物學(xué)效應(yīng)。只需極低的濃度(pmol/L水平)就能產(chǎn)生明顯的效應(yīng),所以,細(xì)胞因子作用具有高效性。3.細(xì)胞因子半衰期短靶細(xì)胞對細(xì)胞因子的反應(yīng)通常發(fā)生于幾個(gè)小時(shí)之內(nèi),即細(xì)胞因子作用具有時(shí)效性。4.細(xì)胞因子作用的復(fù)雜性:主要表現(xiàn)為①多效性:一種細(xì)胞因子可作用于不同靶細(xì)胞,產(chǎn)生不同的生物學(xué)效應(yīng)。②重疊性:幾種不同的細(xì)胞因子作用于同一種靶細(xì)胞,產(chǎn)生相同或相似的生物學(xué)效應(yīng)。③協(xié)同性:一種細(xì)胞因子可強(qiáng)化另一種細(xì)胞因子的作用。④拮抗性:不同細(xì)胞因子對同一靶細(xì)胞的影響可表現(xiàn)為相互拮抗。⑤網(wǎng)絡(luò)性:一種細(xì)胞因子的產(chǎn)生可以影響其他細(xì)胞因子的合成、釋放和功能,多種細(xì)胞因子間相互促進(jìn)或相互抑制,在機(jī)體內(nèi)以十分復(fù)雜的細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)形式發(fā)揮作用。第二節(jié)細(xì)胞因子的分類及生物活性一、細(xì)胞因子的分類根據(jù)結(jié)構(gòu)和功能,細(xì)胞因子可分為:1.白細(xì)胞介素(interleukin,IL)介導(dǎo)白細(xì)胞間相互作用的細(xì)胞因子。已發(fā)現(xiàn)IL-1~I(xiàn)L-37。2.干擾素家族干擾素(interferon,IFN)具有干擾病毒感染和復(fù)制的作用,故得名。根據(jù)干擾素的來源、生物學(xué)性質(zhì)及活性,可將其分為I型干擾素(IFN-a、IFN-b、IFN-ε、IFN-ω和IFN-κ)和II型干擾素(IFN-g)。主要作用:抗病毒、免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤。3.腫瘤壞死因子超家族腫瘤壞死因子(tumornecrosisfactor,TNF)在體內(nèi)外均可直接殺傷腫瘤細(xì)胞。主要作用:抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)、促炎癥。4.集落刺激因子(colonystimulatingfactor,CSF)CSF是一組在體內(nèi)外均可選擇性刺激多能造血干細(xì)胞和不同發(fā)育分化階段的造血祖細(xì)胞增殖、分化并形成某一譜系細(xì)胞集落的細(xì)胞因子,包括巨噬細(xì)胞集落刺激因子(macrophage-CSF,M-CSF)、粒細(xì)胞集落刺激因子(granulocyte-CSF,G-CSF)和巨噬細(xì)胞/粒細(xì)胞集落刺激因子(GM-CSF),干細(xì)胞因子(stemcellfactor,SCF),紅細(xì)胞生成素(erythropoietin,EPO)。5.趨化因子家族(chemokine)趨化因子是一類對不同靶細(xì)胞具有趨化效應(yīng)的細(xì)胞因子家族。6.生長因子(growthfactor,GF)GF乃一類可介導(dǎo)不同類型細(xì)胞生長和分化的細(xì)胞因子。在免疫應(yīng)答、腫瘤發(fā)生、損傷修復(fù)等方面有重要作用。二、細(xì)胞因子的生物學(xué)活性(一)介導(dǎo)固有免疫和炎癥反應(yīng)細(xì)胞因子對多種固有免疫細(xì)胞發(fā)揮重要的調(diào)節(jié)作用。(二)參與和調(diào)節(jié)適應(yīng)性免疫應(yīng)答1.參與免疫細(xì)胞的分化和發(fā)育免疫細(xì)胞的起源與分化,T細(xì)胞和B細(xì)胞的分化發(fā)育及外周免疫細(xì)胞的分化。2.參與免疫應(yīng)答和免疫調(diào)節(jié)IFN等可誘導(dǎo)抗原遞提呈細(xì)胞表達(dá)MHC分子,從而促進(jìn)抗原提呈作用;IL-2、IL-4、IL-5、IL-6等可促進(jìn)T/B細(xì)胞激活、增殖和分化;趨化因子可誘導(dǎo)不同免疫細(xì)胞的定向運(yùn)動(dòng),并參與其激活;TNF等參與免疫效應(yīng)階段的胞毒作用等。3.決定免疫應(yīng)答類型①Th1細(xì)胞產(chǎn)生IL-2、IFN-g、TNF-b等細(xì)胞因子,主要參與細(xì)胞介導(dǎo)的炎癥反應(yīng);②Th2細(xì)胞主要產(chǎn)生IL-4、IL-5、IL-6、IL-9、IL-10、IL-13等細(xì)胞因子,主要介導(dǎo)體液免疫應(yīng)答和I型超敏反應(yīng)。(三)刺激造血如CSF家族成員可刺激造血功能,紅細(xì)胞生成素(EPO)可促進(jìn)紅細(xì)胞生成。(四)其他功能:促進(jìn)凋亡、直接殺傷靶細(xì)胞、促進(jìn)創(chuàng)傷的修復(fù)、參與調(diào)節(jié)神經(jīng)-內(nèi)分泌系統(tǒng)的作用、介導(dǎo)炎癥反應(yīng)等。細(xì)胞因子與臨床應(yīng)用細(xì)胞因子與臨床疾病關(guān)系密切。目前,細(xì)胞因子及細(xì)胞因子受體在臨床疾病的診斷、預(yù)防和治療中已得到廣泛應(yīng)用。一、細(xì)胞因子與疾病診斷在某些情況下,一些細(xì)胞因子的檢測可以作為疾病早期診斷或鑒別診斷的輔助指標(biāo)。二、細(xì)胞因子與疾病治療①細(xì)胞因子補(bǔ)充和添加療法,主要用于抗腫瘤、抗感染和刺激造血等。②細(xì)胞因子阻斷和拮抗療法。③過繼免疫療法,IL-2體外誘導(dǎo)自體淋巴細(xì)胞,形成淋巴因子激活的殺傷細(xì)胞(lymphokineactivatedkillercells,LAK)后,將其回輸腫瘤患者獲得抗腫瘤療效。第七章免疫細(xì)胞膜分子學(xué)習(xí)要點(diǎn):1.掌握白細(xì)胞分化抗原和粘附分子的概念。2.熟悉粘附分子的類別及功能。3.了解白細(xì)胞分化抗原和粘附分子的應(yīng)用。免疫應(yīng)答過程有賴于免疫細(xì)胞間的相互作用,包括細(xì)胞間直接接觸和通過釋放細(xì)胞因子或其它介質(zhì)的間接作用,其相互識別的物質(zhì)基礎(chǔ)是免疫細(xì)胞膜分子,通常也稱為細(xì)胞表面標(biāo)志(cellsurfacemarker)。免疫細(xì)胞膜分子的種類繁多,主要有白細(xì)胞分化抗原、粘附分子、TCR、BCR、主要組織相容性抗原、促分裂素受體、細(xì)胞因子受體、免疫球蛋白Fc段受體等。第一節(jié)白細(xì)胞分化抗原一、人白細(xì)胞分化抗原的概念白細(xì)胞分化抗原(leukocytedifferentiationantigen)主要是指造血干細(xì)胞在分化成熟為不同譜系、各個(gè)譜系分化不同階段,以及成熟細(xì)胞活化過程中,出現(xiàn)或消失的細(xì)胞表面分子。白細(xì)胞分化抗原除表達(dá)在白細(xì)胞外,還表達(dá)在紅系和巨核細(xì)胞/血小板譜系,并廣泛分布于許多非造血細(xì)胞如血管內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、上皮細(xì)胞、神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞等。白細(xì)胞分化抗原大多是跨膜的糖蛋白,少數(shù)白細(xì)胞分化抗原是碳水化合物。CD的概念:應(yīng)用以單克隆抗體鑒定為主的方法,將來自不同實(shí)驗(yàn)室的單克隆抗體所識別的同一種分化抗原歸為同一個(gè)分化群(clusterofdifferentiation,CD)。二、人白細(xì)胞分化抗原的功能按其執(zhí)行的功能不同可分為:1.受體:如特異性抗原識別受體(TCR、BCR)、模式識別受體、細(xì)胞因子受體、補(bǔ)體受體及IgFcR等。2.MHC分子3.協(xié)同刺激分子4.黏附分子三、人白細(xì)胞分化抗原與免疫識別CD分子作為細(xì)胞的重要標(biāo)志,用于細(xì)胞鑒定,在免疫應(yīng)答中,CD分子參與對抗原識別、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等過程,主要從T、B細(xì)胞識別進(jìn)行介紹。1.與T細(xì)胞識別、黏附和活化有關(guān)的CD分子(1)CD3CD3與T細(xì)胞受體組成TCR-CD3復(fù)合物,分布于T細(xì)胞和部分胸腺細(xì)胞表面,在TCR信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中起關(guān)鍵作用。CD3分子由γ、δ、ε、ζ和η五種鏈組成,CD3γδ和ε鏈均屬IgSF,跨膜區(qū)通過帶負(fù)電的氨基酸與TCRαβ和TCRγδ鏈跨膜區(qū)帶正電氨基酸形成鹽橋,形成穩(wěn)定TCR-CD3復(fù)合物。CD3ζη的胞漿區(qū)有ITAM“免疫受體酪氨酸活化基序”的結(jié)構(gòu),可介導(dǎo)活化信號。(2)CD4為單鏈跨膜糖蛋白,胞膜外結(jié)構(gòu)為IgSF成員,共有4個(gè)結(jié)構(gòu)域,CD4分子的第一、二個(gè)結(jié)構(gòu)域可與MHC-Ⅱ類分子的非多態(tài)區(qū)結(jié)合。第一個(gè)V樣結(jié)構(gòu)域是HIV的受體。CD4是T細(xì)胞TCR-CD3識別抗原的輔助受體,通過胞外區(qū)與APC細(xì)胞表達(dá)的MHC-Ⅱ類分子結(jié)合,其胞漿區(qū)與p56lck激酶的結(jié)合,參與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。(3)CD8是由α、β鏈借二硫鍵連接的異源二聚體,胞外區(qū)結(jié)構(gòu)均屬IgSF。α鏈V樣區(qū)與MHC-Ⅰ類分子非多態(tài)的α3區(qū)域結(jié)合,胞漿區(qū)可與p56lck激酶結(jié)合,參與T細(xì)胞活化和增殖的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。CD8是細(xì)胞毒性T細(xì)胞的標(biāo)志。CD8也是T細(xì)胞的輔助受體,可以增強(qiáng)相應(yīng)抗原肽-MHC分子結(jié)合后的信號刺激。(4)CD2又稱淋巴細(xì)胞功能相關(guān)抗原2(LFA-2),CD2分子的配體主要是CD58(LFA-3)。胞漿區(qū)可與多種蛋白酪氨酸激酶相連。CD2與CD58結(jié)合,促進(jìn)T細(xì)胞對抗原的識別功能,主要通過增強(qiáng)T細(xì)胞與APC或靶細(xì)胞之間的黏附,以及CD2分子介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。(5)CD58又稱LFA-3,主要表達(dá)在APC或靶細(xì)胞上。與CD2分子黏附,促進(jìn)T細(xì)胞識別抗原的功能。(6)CD28是由二硫鍵相連的同源二聚體,CD28分子的胞漿區(qū)可與多種信號分子相連。CD28分布:CD4+T細(xì)胞、50%CD8+T細(xì)胞、漿細(xì)胞和部分活化的B細(xì)胞。CD28的配體是B7-1和B7-2。B7主要分布于B細(xì)胞和APC細(xì)胞表面。(7)CTLA-4又稱CD152,表達(dá)于活化的T細(xì)胞,而靜止的T細(xì)胞則不表達(dá)。CTLA-4也能與B7結(jié)合,但對T細(xì)胞的活化有負(fù)調(diào)節(jié)作用。CD28與B7結(jié)合可促進(jìn)T細(xì)胞的活化和克隆擴(kuò)增,而CTLA-4對其進(jìn)行抑制,使免疫應(yīng)答恢復(fù)到相對的平衡狀態(tài)。(8)CD40L即CD154,主要分布在活化的CD4+T細(xì)胞、部分CD8+T細(xì)胞和γδT細(xì)胞,與B細(xì)胞表面的CD40結(jié)合產(chǎn)生活化B細(xì)胞的信號。2.與B細(xì)胞識別、黏附、活化有關(guān)的CD分子(1)CD79α/CD79β又稱Igα/Igβ,表達(dá)于除漿細(xì)胞外B細(xì)胞發(fā)育的各個(gè)階段,是B細(xì)胞特征性標(biāo)記。與BCR組成Igα/IgβBCR復(fù)合物,其胞漿區(qū)的免疫受體酪氨酸活化基序可結(jié)合B細(xì)胞內(nèi)信號分子中SH2結(jié)構(gòu)域,從而介導(dǎo)由BCR途徑的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。(2)CD19分布于除漿細(xì)胞外的B細(xì)胞譜系發(fā)育的各個(gè)階段,是B細(xì)胞的重要標(biāo)記。CD19是CD19/CD21/CD81信號復(fù)合物中的一個(gè)成分,可與多種激酶結(jié)合,促進(jìn)B細(xì)胞激活。(3)CD21又稱CR2和EB病毒受體,表達(dá)于成熟的B細(xì)胞、濾泡樹突狀細(xì)胞,以及咽部和宮頸上皮細(xì)胞,是B細(xì)胞的重要標(biāo)記。CD21與iC3b及C3d結(jié)合,增強(qiáng)B細(xì)胞對抗原的應(yīng)答和誘導(dǎo)免疫記憶。(4)CD80/CD86即B7-1/B7-2,靜止單核細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞CD80下降、CD86增高?;罨疶、B和單核細(xì)胞CD80、CD86表達(dá)均增高高。CD80/86與CD28結(jié)合為T細(xì)胞的活化提供重要的協(xié)同刺激信號(co-stimulatingsignal)。(5)CD40表達(dá)于成熟B細(xì)胞、某些上皮細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞、淋巴樣并指細(xì)胞、濾泡樹突狀細(xì)胞以及活化的單核細(xì)胞。CD40L-CD40結(jié)合誘導(dǎo)B細(xì)胞再次免疫應(yīng)答和生發(fā)中心的形成。3.免疫球蛋白Fc段受體(1)CD64FcγRI表達(dá)于單核-巨噬細(xì)胞及樹突狀細(xì)胞。是高親和力IgGFc受體。介導(dǎo)ADCC、IC清除、調(diào)理吞噬和促進(jìn)吞噬細(xì)胞分泌IL-1、IL-6和TNF-α等介質(zhì)。(2)CD32FcγRII分布廣泛,是低親和力IgGFc受體。介導(dǎo)中性粒細(xì)胞和單核巨噬細(xì)胞的吞噬作用和氧化性爆發(fā)。FcγRII-B介導(dǎo)免疫抑制。(3)CD16FcγRIII是低親和力IgGFc受體,主要結(jié)合IgG1、IgG3。促吞噬和ADCC作用。(4)CD89是FcαR,分布于外周血或黏膜組織中的絕大部分吞噬細(xì)胞,某些T、B細(xì)胞。介導(dǎo)吞噬細(xì)胞的吞噬、超氧產(chǎn)生、釋放炎癥介質(zhì)以及發(fā)揮ADCC。(5)CD23FcεRII可形成sCD23,表達(dá)于B細(xì)胞和單核細(xì)胞,是IgE低親和力受體。膜CD23結(jié)合IgE或IgE復(fù)合物后,可降低B細(xì)胞的IgE合成;而sCD23與B細(xì)胞CD21結(jié)合可促進(jìn)IgE合成。FcεRI
是IgE高親和力受體,介導(dǎo)I型超敏反應(yīng)。第二節(jié)黏附分子粘附分子(Adhesion
molecular,AM)是介導(dǎo)細(xì)胞,或介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)間相互接觸和結(jié)合的一類膜表面糖蛋白分子。黏附分子根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為:整合素家族、選擇素家族、免疫球蛋白超家族、黏蛋白樣血管地址素家族和鈣黏蛋白家族。一、整合素家族整合素由αβ兩條鏈經(jīng)非共價(jià)鍵連接組成的異二聚體。至少有17種α亞單位和8種β亞單位,以β亞單位的不同可將整合素家族分為8個(gè)組。一種整合素可分布于多種細(xì)胞,同一種細(xì)胞也往往有多種整合素的表達(dá)。表達(dá)水平可隨細(xì)胞分化和生長狀態(tài)發(fā)生改變。二、選擇素家族選擇素家族各成員胞膜外結(jié)構(gòu)域相似,均由C型凝集素(CL)結(jié)構(gòu)域、表皮生長因子(EGF)結(jié)構(gòu)域和補(bǔ)體調(diào)控蛋白(CCP)結(jié)構(gòu)域組成。其中CL結(jié)構(gòu)域是選擇素結(jié)合配體部位。有L、P和E選擇素三個(gè)成員。主要識別一些寡糖基團(tuán)。三、免疫球蛋白超家族許多參與抗原識別或細(xì)胞間相互作用的分子,具有與Ig相似的結(jié)構(gòu)特征,即具有1個(gè)或多個(gè)IgV樣或C樣結(jié)構(gòu)域。將這些分子列為免疫球蛋白超家族。四、黏附分子的功能1.免疫細(xì)胞識別中的輔助受體和協(xié)同刺激信號,參與免疫細(xì)胞識別與活化通過CD28/B7、LFA-1/ICAM-1、CD2/LFA-3、CD4/MHCⅡ類分子或CD8/MHCⅠ類分子等粘附分子對的相互作用,促進(jìn)T細(xì)胞活化。CD8/MHCⅠ類分子、LFA-1/ICAM-1、CD2/LFA-3等粘附分子對參與CTL對靶細(xì)胞的殺傷作用。2.炎癥過程中參與白細(xì)胞與血管內(nèi)皮細(xì)胞黏附LFA-1/ICAM-1的結(jié)合,對于中性粒細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞緊密的黏附和穿出血管內(nèi)皮細(xì)胞到炎癥部位發(fā)揮關(guān)鍵的作用。3.參與淋巴細(xì)胞歸巢:淋巴細(xì)胞可借助粘附分子從血液回歸至淋巴組織,此為淋巴細(xì)胞歸巢(lymphocytehoming)。介導(dǎo)淋巴細(xì)胞歸巢的粘附分子稱為淋巴細(xì)胞歸巢受體(lymphocytehomingreceptor,LHR),包括L-選擇素、LFA-1、CD44等。LHR的配體稱為地址素(addressin)。第三節(jié)CD和黏附分子的應(yīng)用一、闡明發(fā)病機(jī)制CD4分子是HIVgp120蛋白的受體,故HIV可選擇性的作用于T細(xì)胞,使其數(shù)量銳減和功能降低。二、在疾病診斷中的應(yīng)用檢測HIV患者外周血CD4/CD8比值和CD4陽性細(xì)胞絕對數(shù),有助于輔助診斷和判斷病情。正常人CD4/CD8比值在1.7-2.0左右。三、在疾病預(yù)防和治療中的應(yīng)用抗CD3、CD25mAb作為免疫抑制劑用于防治移植排斥反應(yīng)。第八章人類主要組織相容性復(fù)合體學(xué)習(xí)要點(diǎn):1.掌握MHC、HLA及MHC限制性的概念
2.掌握MHC的基因組成
3.掌握MHC分子的結(jié)構(gòu)、分布及生物學(xué)功能
4.熟悉HLA的醫(yī)學(xué)意義主要組織相容性復(fù)合體(majorhistocompatibilitycomplex,MHC)是指某一物種某號染色體上編碼主要組織相容性抗原,控制細(xì)胞間相互作用,調(diào)控免疫應(yīng)答的一組緊密連鎖的基因群。MHC定位于動(dòng)物與人某對染色體的特定區(qū)域,呈高度多態(tài)性,其編碼產(chǎn)物即MHC分子或MHC抗原,可表達(dá)于不同細(xì)胞表面,主要功能是參與抗原提呈、制約細(xì)胞間相互識別及誘導(dǎo)免疫應(yīng)答。組織相容性抗原:誘發(fā)移植排斥反應(yīng)的抗原稱為移植抗原或組織相容性抗原,其中可誘導(dǎo)迅速而強(qiáng)烈排斥反應(yīng)者稱為主要組織相容性抗原。第一節(jié)HLA基因結(jié)構(gòu)及多態(tài)性HLA基因復(fù)合體位于人第6號染色體短臂6p21.31,全長3600kb,共有224個(gè)基因座位,其中128個(gè)為功能性基因(有產(chǎn)物表達(dá)),96個(gè)為假基因。HLA基因復(fù)合體結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜,其多樣性由多基因性和多態(tài)性兩方面構(gòu)成。多基因性指復(fù)合體由多個(gè)位置相鄰的基因座位組成,編碼產(chǎn)物具有相同或相似的功能。根據(jù)結(jié)構(gòu)和功能,組成HLA的基因傳統(tǒng)上分為Ⅰ類、Ⅱ類和Ⅲ類基因。一、HLA的基因結(jié)構(gòu)1.經(jīng)典的HLA-Ⅰ類基因經(jīng)典的HLA-Ⅰ類基因集中在人第6號染色體短臂6p21.31遠(yuǎn)離著絲點(diǎn)的一端,包括B、C、A三個(gè)座位,其產(chǎn)物為HLAⅠ類分子中的α鏈,即Ⅰ類基因僅編碼Ⅰ類分子異二聚體中的重鏈(α鏈),輕鏈為β2微球蛋白(β2-m),編碼基因位于第15號染色體。2.非經(jīng)典的HLA-Ⅰ類基因新近又發(fā)現(xiàn)E、F、G、H、K和L等位點(diǎn),均為非經(jīng)典的HLA-Ⅰ類基因位點(diǎn),編碼產(chǎn)物除參與病毒免疫逃避和母胎耐受外(如HLA-E、G),其余還不清楚。3.經(jīng)典的HLA-Ⅱ類基因經(jīng)典的HLAⅡ類基因位于人第6號染色體短臂6p21.31近著絲點(diǎn)一端,結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,由DP、DQ和DR三個(gè)經(jīng)典亞區(qū)組成。每一亞區(qū)又包括兩個(gè)或兩個(gè)以上的功能基因座位,其編碼產(chǎn)物為HLAⅡ類分子的α鏈和β鏈。如DRA基因位點(diǎn)編碼產(chǎn)物為HLA-Ⅱ類分子HLA-DR的α鏈,DPB基因位點(diǎn)編碼產(chǎn)物為HLA-Ⅱ類分子HLA-DP的β鏈。4.非經(jīng)典的HLA-Ⅱ類基因非經(jīng)典的HLA-Ⅱ類基因多與抗原加工提呈有關(guān)。5.HLA-Ⅲ類基因Ⅲ類基因區(qū)位于II類和I類基因區(qū)之間,含有編碼補(bǔ)體成分C2、C4、B因子及TNF、熱休克蛋白和21羥化酶等的基因。二、HLA基因的遺傳特征1.多態(tài)性多態(tài)性(polymorphism)是一個(gè)群體概念,指群體中不同個(gè)體在等位基因擁有狀態(tài)上存在差別,即一個(gè)基因座位上存在多個(gè)等位基因(allele)。2.連鎖不平衡和單體型HLA不同基因座位的各等位基因在人群中以一定的頻率出現(xiàn)。3.共顯性表達(dá)共顯性(co-dominance)是指某位點(diǎn)的等位基因不論是雜合子還是純合子,均能同等表達(dá),兩者的編碼產(chǎn)物都可在細(xì)胞表面檢測到。第二節(jié)HLA分子的結(jié)構(gòu)及功能經(jīng)典的HLA分子根據(jù)結(jié)構(gòu)和功能分為兩類,即經(jīng)典的HLA-Ⅰ類分子和HLA-Ⅱ類分子。一、HLA-Ⅰ類、HLA-II類分子的分布:HLA-Ⅰ類分子主要分布于機(jī)體所有有核細(xì)胞表面(包括血小板和網(wǎng)織紅細(xì)胞),以淋巴細(xì)胞表面Ⅰ類分子的密度最大,其次為腎、肝及心臟,密度最低的為肌肉和神經(jīng)組織。此外,血清、初乳及尿液中還存在可溶性的Ⅰ類分子。HLA-II類分子僅表達(dá)于專職抗原提呈細(xì)胞(B細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞)以及活化的T細(xì)胞和胸腺上皮細(xì)胞等表面。二、HLA-Ⅰ類、HLA-Ⅱ類分子的結(jié)構(gòu):HLA-Ⅰ類分子屬糖蛋白,由一條重鏈(跨膜成分)和一條輕鏈(非跨膜成分)以非共價(jià)鍵連接而成。具多態(tài)性的重鏈也稱為α鏈,輕鏈即β-2微球蛋白(microglobulin,β2m),乃由位于第15號染色體的非MHC基因所編碼,與重鏈的α3同屬免疫球蛋白超家族。β2m無多態(tài)性,其以非共價(jià)鍵與α鏈胞外段相互作用,有助于維持Ⅰ類分子天然構(gòu)型的穩(wěn)定性。HLA-Ⅱ類分子由α和β兩條肽鏈以非共價(jià)鍵連接而成,也屬免疫球蛋白超家族,但其兩條鏈均為跨膜成分。三、HLA分子的生物學(xué)功能(一)作為抗原提呈分子參與適應(yīng)性免疫應(yīng)答1.參與T細(xì)胞限制性識別:TCR在識別抗原肽的同時(shí),還須識別與抗原肽結(jié)合的同基因型MHC分子,此即MHC限制性(MHCrestriction)。CD8+T細(xì)胞在識別抗原肽的同時(shí),須識別MHC-Ⅰ類分子,此為MHC-Ⅰ類限制性;CD4+T細(xì)胞在識別抗原肽的同時(shí),須識別MHC-Ⅱ類分子,此即MHC-Ⅱ類限制性。2.參與T細(xì)胞在胸腺的發(fā)育,誘導(dǎo)移植排斥反應(yīng)。3.MHC是疾病易感性個(gè)體差異的主要決定者。4.MHC參與構(gòu)成種群基因結(jié)構(gòu)的異質(zhì)性。(二)作為調(diào)節(jié)分子參與固有免疫應(yīng)答主要是MHC中的免疫功能相關(guān)基因參與對非特異性免疫應(yīng)答的調(diào)控。1.經(jīng)典的III類基因?yàn)檠a(bǔ)體成分編碼基因,參與炎癥反應(yīng)和免疫性疾病的發(fā)生。2.調(diào)節(jié)NK細(xì)胞和部分殺傷細(xì)胞的活性。3.炎癥相關(guān)基因參與啟動(dòng)和調(diào)控炎癥反應(yīng),并在應(yīng)激反應(yīng)中發(fā)揮作用。第三節(jié)HLA與醫(yī)學(xué)實(shí)踐一、HLA與器官移植長期的臨床實(shí)踐證明,器官移植的成敗主要取決于供、受者間的組織相容性,其中HLA等位基因的匹配程度起關(guān)鍵作用。二、HLA分子表達(dá)異常與疾病的發(fā)生1.HLA-Ⅰ類分子表達(dá)降低與惡性腫瘤2.HLA-Ⅱ類分子異常表達(dá)與自身免疫病三、HLA與疾病關(guān)聯(lián)已發(fā)現(xiàn)500余種人類疾?。ǘ酁槊庖呦嚓P(guān)性疾?。┡cHLA關(guān)聯(lián),即攜帶某型HLA的個(gè)體比不攜帶此型別的個(gè)體易患(或不易患)特定疾病。其中最典型的例子是90%以上強(qiáng)直性脊柱炎患者具有HLA-B27抗原。通常用相對危險(xiǎn)性(relativeriskRR)表示HLA與疾病的相關(guān)性,RR值越大,表明相關(guān)性越強(qiáng)。四、HLA分型在法醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用①無親緣關(guān)系的個(gè)體間,其HLA等位基因完全相同的機(jī)率幾乎為零;②HLA是伴隨個(gè)體終身的遺傳標(biāo)志。據(jù)此,HLA分型技術(shù)已成功地應(yīng)用于法醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的親子鑒定與個(gè)體識別。第九章抗原呈遞細(xì)胞學(xué)習(xí)要點(diǎn):1.掌握APC的概念、APC種類2.掌握抗原呈遞的幾種主要方式3.熟悉抗原呈遞的過程抗原呈遞細(xì)胞(antigen-presentingcell,APC)是指能攝取、加工、處理抗原,并將抗原信息提呈給T淋巴細(xì)胞的一類免疫細(xì)胞,在機(jī)體免疫應(yīng)答過程中發(fā)揮重要的作用。在TD-Ag誘導(dǎo)B淋巴細(xì)胞產(chǎn)生抗體的過程中,不僅需要T、B淋巴細(xì)胞的協(xié)同作用,還需要此類細(xì)胞的協(xié)助,遂將該類細(xì)胞又稱為輔佐細(xì)胞(accessorycells)。根據(jù)APC細(xì)胞表面膜分子表達(dá)的特點(diǎn)和功能的差異,可將其分為兩類:①專職性APC(professionalAPC),即通常所說的APC,包括樹突狀細(xì)胞(dendriticcells,DC)、單核/巨噬細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞等,其組成性表達(dá)MHC-Ⅱ類分子和其他參與T細(xì)胞活化的共刺激分子以及黏附分子;②非專職性APC(non-professionalAPC),包括內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、上皮及間皮細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞等,它們通常情況下并不表達(dá)MHC-Ⅱ類分子,但在炎癥過程中或受到IFN-γ誘導(dǎo),也可表達(dá)MHC-Ⅱ類分子和共刺激分子以及黏附分子,并具有一定的處理和提呈抗原的能力,但相對于專職APC,其抗原的處理和提呈功能較弱。第一節(jié)抗原呈遞細(xì)胞的種類一、樹突狀細(xì)胞樹突狀細(xì)胞(DC)是由美國學(xué)者Steinman于1973年發(fā)現(xiàn)的,因其成熟時(shí)伸出許多樹突樣或偽足樣突起而得名。DC是目前所知的功能最強(qiáng)的抗原提呈細(xì)胞,與其他APC相比,其最大特點(diǎn)是能夠顯著刺激初始T細(xì)胞(naiveTcells)活化和增殖,而Mφ、B細(xì)胞僅能刺激已活化的或記憶性T細(xì)胞,因此,DC是機(jī)體適應(yīng)性免疫應(yīng)答的始動(dòng)者,在免疫應(yīng)答的誘導(dǎo)中具有獨(dú)特的地位。(一)表面標(biāo)志人DC的主要特征性標(biāo)志為CD1a、CD11c和CD83。DC能表達(dá)可特異性結(jié)合病原微生物及其產(chǎn)物的受體(例如甘露糖受體、Toll樣受體等)以及FcR、補(bǔ)體受體等,這些分子主要參與抗原的攝取;DC還組成性表達(dá)MHC-Ⅱ類分子、共刺激分子(CD80和CD86等)、黏附分子(CD40、CD54以及β1、β2整合素家族成員等),參與抗原的提呈。(二)來源體內(nèi)DC均起源于多能造血干細(xì)胞,可由髓樣干細(xì)胞和淋巴樣干細(xì)胞分化而來,分別稱為髓系DC(myeloidDC,MDC)、淋巴系DC(lymphoidDC,LDC)。髓系DC即為“經(jīng)典”的、常規(guī)意義上的DC,其主要參與免疫應(yīng)答的誘導(dǎo)和啟動(dòng);淋巴系DC目前主要是指漿細(xì)胞樣DC(plasmacytoidDC,pDC),在靜息狀態(tài)下其形態(tài)與漿細(xì)胞相似,但其活化后獲得DC形態(tài),一旦活化,此類DC主要通過快速釋放大量的Ⅰ型干擾素,參與抗病毒免疫應(yīng)答,在某些情況下也參與自身免疫性疾病的發(fā)生發(fā)展。(三)分化、發(fā)育、成熟及遷移髓系DC從其前體細(xì)胞分化為具有顯著免疫活化功能的DC,需經(jīng)一個(gè)從未成熟(immature)階段到成熟(mature)階段的發(fā)育過程,此過程對于DC的功能特點(diǎn)至關(guān)重要。1.未成熟期正常情況下絕大多數(shù)體內(nèi)DC處于非成熟狀態(tài)(immature),未成熟DC(immatureDC)主要存在于多種實(shí)體器官及非淋巴組織的上皮。其生物學(xué)特性為:①高表達(dá)與吞噬有關(guān)的受體(如FcγRⅡ、補(bǔ)體受體、甘露糖受體),這些受體能介導(dǎo)DC攝取抗原;未成熟DC也能通過吞飲和吞噬作用攝取抗原;②未成熟DC內(nèi)含有一些重要的細(xì)胞器包括內(nèi)體、MHC-Ⅱ(MHCclassⅡcompartment)和溶酶體等,能合成MHC-Ⅱ類分子,具有強(qiáng)的加工、處理抗原的功能;③低表達(dá)CD80、CD86、CD40等共刺激分子和ICAM等黏附分子,故提呈抗原并刺激初始T細(xì)胞活化等能力很弱;體外激發(fā)混合淋巴細(xì)胞反應(yīng)(MLR)的能力較弱;可參與誘導(dǎo)免疫耐受。2.成熟期未成熟DC在攝取抗原或受到某些刺激(主要是炎性信號如LPS、IL-1β、TNF-α)后,可以分化為成熟DC(matureDC)。成熟期DC主要存在于淋巴結(jié)、脾臟及派氏結(jié)合淋巴結(jié)。其生物學(xué)特性為:①除表達(dá)特異性抗原外,還高表達(dá)MHC-Ⅰ類分子、MHC-Ⅱ類分子、CD80、CD86、CD40、CD54即細(xì)胞間黏附分子(intercellularadhesionmolecule-1,ICAM-1)和熱休克蛋白(heatshockprotein,HSP)等免疫刺激分子,其細(xì)胞表面標(biāo)志是CD1a、CD11c和CD83;②體外激發(fā)MLR和抗原提呈能力很強(qiáng),但其抗原攝取加工能力顯著降低(圖9-2)。(四)組織分布與分類DC廣泛分布于腦以外的全身各臟器,數(shù)量少,僅占人外周血單個(gè)核細(xì)胞的1%以下,占小鼠脾臟的0.2-0.5%。分布在不同部位和處于不同分化階段的DC具有不同的生物學(xué)特征和命名,可分為3類:①淋巴樣組織中的DC,主要包括并指狀DC、濾泡DC、胸腺DC;②非淋巴樣組織中的DC,包括朗格漢斯細(xì)胞、間質(zhì)性DC等;③體液中的DC,包括隱蔽細(xì)胞和外周血DC。(五)生物學(xué)功能1.抗原呈遞DC是體內(nèi)最重要的APC,未成熟DC可通過多種方式攝取抗原,如吞飲作用、受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用、吞噬作用和表面捕獲。2.連接固有免疫和適應(yīng)性免疫。3.參與免疫激活DC是體內(nèi)唯一能激活初始T細(xì)胞的APC,它既能提供初始T細(xì)胞活化的抗原刺激信號,也能提供協(xié)同刺激信號。同時(shí),DC對于T、B細(xì)胞具有直接或間接的激活作用。4.誘導(dǎo)免疫耐受5.參與T細(xì)胞亞群的分化(1)參與T細(xì)胞在胸腺內(nèi)發(fā)育(2)參與外周T細(xì)胞的分化(3)參與記憶性T細(xì)胞形成6.參與B細(xì)胞發(fā)育、分化及激活7.參與免疫調(diào)節(jié)(六)臨床應(yīng)用1.DC與感染免疫2.DC與腫瘤治療3.DC與移植免疫4.DC與自身免疫性疾病二、單核/巨噬細(xì)胞單核/巨噬細(xì)胞系統(tǒng)(mononuclearphagocytesystem,MPS)包括骨髓中的前單核細(xì)胞(pre-monocyte)、外周血中的單核細(xì)胞(monocyte,Mo)以及組織中的巨噬細(xì)胞(macrophage,Mφ),是體內(nèi)具有最活躍生物學(xué)活性的細(xì)胞類型之一。單核/巨噬細(xì)胞具有黏附玻璃及塑料表面的特性,故
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