第一章免疫系統(tǒng)概述第二章抗原與抗體第三章免疫應(yīng)答第四章免疫調(diào)節(jié)第五章特異性免疫應(yīng)答第六章免疫系統(tǒng)疾病與治療01第一章免疫系統(tǒng)概述第1頁免疫系統(tǒng)的重要性免疫系統(tǒng)是人體抵御病原體入侵的天然防線，其重要性在2020年新冠疫情中得到了充分體現(xiàn)。當(dāng)時全球超過6億人感染，死亡率達(dá)6%。這一數(shù)據(jù)凸顯了免疫系統(tǒng)在維護(hù)人類健康中的關(guān)鍵作用。免疫系統(tǒng)分為非特異性免疫（第一、二道防線）和特異性免疫（第三道防線），共同維護(hù)機(jī)體健康。非特異性免疫包括皮膚和黏膜及其分泌物，如唾液中的溶菌酶，每毫升含約10^5個溶菌酶分子，能夠直接殺滅部分病原體。此外，吞噬細(xì)胞如中性粒細(xì)胞，每天可以吞噬約10^9個病原體，是抵御感染的重要防線。特異性免疫則更為復(fù)雜，包括B細(xì)胞和T細(xì)胞，它們能夠識別并清除特定的病原體。例如，B細(xì)胞可以產(chǎn)生抗體，中和病毒或毒素，而T細(xì)胞則可以直接殺傷被感染的細(xì)胞。免疫系統(tǒng)的功能失調(diào)會導(dǎo)致多種疾病，如自身免疫?。ㄈ珙愶L(fēng)濕關(guān)節(jié)炎，全球1.3億患者）和免疫缺陷?。ㄈ绨滩?，全球約3800萬人感染）。這些疾病的發(fā)生不僅嚴(yán)重威脅人類健康，也對社會經(jīng)濟(jì)造成巨大負(fù)擔(dān)。因此，深入理解免疫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，對于開發(fā)有效的疾病預(yù)防和治療策略至關(guān)重要。第2頁非特異性免疫的組成物理屏障化學(xué)屏障免疫細(xì)胞皮膚和黏膜是人體的第一道防線，它們通過物理結(jié)構(gòu)阻止病原體入侵。皮膚和黏膜分泌的化學(xué)物質(zhì)，如溶菌酶和酸性環(huán)境，能夠殺滅部分病原體。吞噬細(xì)胞如中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞，能夠吞噬并清除病原體。第3頁特異性免疫的機(jī)制B細(xì)胞B細(xì)胞能夠識別并產(chǎn)生抗體，中和病毒或毒素。T細(xì)胞T細(xì)胞能夠直接殺傷被感染的細(xì)胞，并調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答?？乖蔬f細(xì)胞抗原呈遞細(xì)胞如樹突狀細(xì)胞，能夠?qū)⒖乖蔬f給T細(xì)胞，啟動免疫應(yīng)答。第4頁免疫系統(tǒng)的調(diào)控負(fù)反饋機(jī)制免疫檢查點(diǎn)抑制劑如PD-1/PD-L1通路，能夠抑制過度免疫應(yīng)答。調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Treg）能夠抑制效應(yīng)T細(xì)胞的活性，防止免疫過度?？贵w依賴性細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒性（ADCC）能夠清除過量的效應(yīng)細(xì)胞。免疫耐受中樞耐受：在胸腺和骨髓中，自體反應(yīng)的免疫細(xì)胞被清除。外周耐受：在體外，自體反應(yīng)的免疫細(xì)胞被誘導(dǎo)凋亡或抑制。免疫耐受的破壞：遺傳因素、環(huán)境因素和免疫衰老可能導(dǎo)致免疫耐受破壞。02第二章抗原與抗體第5頁抗原的多樣性抗原是能夠誘導(dǎo)免疫系統(tǒng)產(chǎn)生特異性免疫應(yīng)答的物質(zhì)，其多樣性在免疫應(yīng)答中起著關(guān)鍵作用?？乖梢苑譃橥耆乖桶肟乖?。完全抗原既有免疫原性（能夠誘導(dǎo)免疫系統(tǒng)產(chǎn)生免疫應(yīng)答）又有反應(yīng)原性（能夠與抗體結(jié)合）。例如，卵清蛋白是一種完全抗原，能夠誘導(dǎo)80%的小鼠產(chǎn)生抗體。而半抗原只有反應(yīng)原性，需要與載體結(jié)合才能誘導(dǎo)免疫應(yīng)答。例如，半乳糖是一種半抗原，需要與蛋白質(zhì)載體結(jié)合才能誘導(dǎo)免疫應(yīng)答?？乖亩鄻有赃€體現(xiàn)在表位（抗原決定簇）的數(shù)量和種類上。一個抗原分子可以含有多個表位，每個表位被不同的B細(xì)胞識別。例如，流感病毒表面有10個表位，每個表位被1000個不同的B細(xì)胞識別。這種多樣性使得免疫系統(tǒng)能夠識別和清除各種病原體。第6頁抗體的結(jié)構(gòu)與功能抗體結(jié)構(gòu)抗體功能區(qū)抗體類型抗體由兩條重鏈和兩條輕鏈通過二硫鍵連接，形成Y型分子?？贵w分為可變區(qū)和恒定區(qū)，可變區(qū)結(jié)合抗原，恒定區(qū)介導(dǎo)免疫應(yīng)答?？贵w分為IgM、IgG、IgA、IgE和IgD，每種抗體具有不同的功能。第7頁抗體多樣性機(jī)制V(D)J重排B細(xì)胞通過V(D)J重排產(chǎn)生約10^6種不同的抗體。體細(xì)胞超突變B細(xì)胞在抗原刺激下發(fā)生體細(xì)胞超突變，進(jìn)一步增加抗體多樣性。類別轉(zhuǎn)換B細(xì)胞可以發(fā)生類別轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生不同類型的抗體。第8頁抗體應(yīng)用實(shí)例被動免疫注射抗體可以提供即時的免疫保護(hù)，例如狂犬病疫苗后立即注射免疫球蛋白，保護(hù)率達(dá)98%。主動免疫接種疫苗可以誘導(dǎo)免疫系統(tǒng)產(chǎn)生抗體，例如乙肝疫苗需要接種3劑，6個月后抗體滴度達(dá)1:10^4。03第三章免疫應(yīng)答第9頁免疫應(yīng)答的啟動階段免疫應(yīng)答是免疫系統(tǒng)對病原體入侵的防御反應(yīng)，其啟動階段包括抗原的識別和呈遞。2022年實(shí)驗(yàn)顯示，CD4+T細(xì)胞從接觸抗原到分泌IL-2需36小時，而B細(xì)胞僅需12小時。這一差異表明T細(xì)胞和B細(xì)胞在免疫應(yīng)答啟動中的不同作用。T細(xì)胞依賴性抗原應(yīng)答需要抗原經(jīng)抗原呈遞細(xì)胞（APC）處理，呈遞給CD4+T細(xì)胞，再激活B細(xì)胞。APC包括樹突狀細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和B細(xì)胞，它們能夠攝取、處理和呈遞抗原。樹突狀細(xì)胞是最有效的APC，每小時可處理約10^6個抗原，而巨噬細(xì)胞僅能處理約10^3個抗原。B細(xì)胞在抗原刺激下，通過B細(xì)胞受體（BCR）識別抗原，激活后分化為漿細(xì)胞和記憶B細(xì)胞。漿細(xì)胞產(chǎn)生抗體，而記憶B細(xì)胞在再次遇到相同抗原時快速產(chǎn)生抗體?？乖蔬f的效率對免疫應(yīng)答的啟動至關(guān)重要。樹突狀細(xì)胞通過MHCII類分子呈遞外源性抗原，如腫瘤細(xì)胞表面抗原，激活CD4+T細(xì)胞。CD4+T細(xì)胞識別MHCII類分子呈遞的抗原片段，通過CD28與B7的結(jié)合獲得第二信號，激活B細(xì)胞。這一過程需要精確的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，包括鈣離子內(nèi)流、磷酸化事件等。第10頁T細(xì)胞活化過程第一信號第二信號信號轉(zhuǎn)導(dǎo)T細(xì)胞受體（TCR）與MHC-抗原肽復(fù)合物結(jié)合，識別抗原。CD4+T細(xì)胞通過CD28與B7的結(jié)合獲得第二信號，激活B細(xì)胞。鈣離子內(nèi)流、磷酸化事件等信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程激活T細(xì)胞。第11頁B細(xì)胞活化與分化T細(xì)胞輔助CD4+T細(xì)胞分泌IL-4、IL-5等細(xì)胞因子，激活B細(xì)胞。TI-Ag直接激活TI-Ag直接激活B細(xì)胞，但僅誘導(dǎo)IgM產(chǎn)生。B細(xì)胞分化B細(xì)胞分化為漿細(xì)胞和記憶B細(xì)胞，產(chǎn)生抗體和記憶細(xì)胞。第12頁免疫應(yīng)答的效應(yīng)階段細(xì)胞毒性T細(xì)胞CD8+T細(xì)胞識別被感染的細(xì)胞，通過穿孔素/顆粒酶途徑殺傷靶細(xì)胞。抗體介導(dǎo)的清除IgG與抗原結(jié)合后，通過補(bǔ)體激活和調(diào)理作用清除病原體。04第四章免疫調(diào)節(jié)第13頁免疫耐受的機(jī)制免疫耐受是免疫系統(tǒng)對自體抗原的耐受狀態(tài)，防止自身免疫病的發(fā)生。2022年科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，90%的自身免疫病患者存在免疫檢查點(diǎn)缺陷，如PD-1/PD-L1通路障礙。免疫耐受分為中樞耐受和外周耐受。中樞耐受發(fā)生在胸腺和骨髓中，約99%的自體反應(yīng)T細(xì)胞被清除。例如，胸腺中每天清除約10^9個自體反應(yīng)T細(xì)胞。B細(xì)胞在骨髓中發(fā)生類似過程，約99%的自體反應(yīng)B細(xì)胞被清除。外周耐受發(fā)生在體液中，通過調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Treg）抑制效應(yīng)T細(xì)胞的活性。Treg細(xì)胞通過IL-10和TGF-β等細(xì)胞因子抑制免疫應(yīng)答。例如，Treg細(xì)胞可抑制約90%的效應(yīng)T細(xì)胞增殖。此外，高親和力B細(xì)胞被誘導(dǎo)凋亡，或通過其他機(jī)制被抑制。例如，高親和力B細(xì)胞被誘導(dǎo)凋亡的比例約90%。免疫耐受的破壞可能導(dǎo)致自身免疫病的發(fā)生。例如，遺傳因素、環(huán)境因素和免疫衰老可能導(dǎo)致免疫耐受破壞。例如，HLA-DRB1基因多態(tài)性增加3-5倍，使自身免疫病風(fēng)險上升。此外，微生物群失調(diào)可能導(dǎo)致80%的自身抗體產(chǎn)生，進(jìn)一步增加自身免疫病風(fēng)險。第14頁免疫耐受的破壞遺傳因素環(huán)境因素免疫衰老HLA-DRB1基因多態(tài)性增加3-5倍，使自身免疫病風(fēng)險上升。微生物群失調(diào)可能導(dǎo)致80%的自身抗體產(chǎn)生，進(jìn)一步增加自身免疫病風(fēng)險。老年人Treg細(xì)胞減少（下降60%），免疫應(yīng)答遲鈍（疫苗反應(yīng)率降低70%）。第15頁免疫系統(tǒng)的負(fù)反饋調(diào)控免疫檢查點(diǎn)抑制劑PD-1/PD-L1抑制劑阻斷過度免疫應(yīng)答，效率達(dá)90%。調(diào)節(jié)性T細(xì)胞Treg細(xì)胞通過IL-10和TGF-β等細(xì)胞因子抑制免疫應(yīng)答，效率達(dá)90%。負(fù)反饋機(jī)制免疫應(yīng)答通過負(fù)反饋機(jī)制自動調(diào)節(jié)，防止免疫過度。第16頁免疫耐受的臨床意義自身免疫病治療生物制劑如TNF-α抑制劑（如依那西普，類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎緩解率80%）和小分子藥物如JAK抑制劑（如托法替布，銀屑病清除率90%）可用于治療自身免疫病。免疫缺陷病治療基因治療如SCID-X1，90%患者CD4+T細(xì)胞恢復(fù)；免疫重建如骨髓移植，90%患者免疫功能恢復(fù)。05第五章特異性免疫應(yīng)答第17頁細(xì)胞免疫應(yīng)答細(xì)胞免疫應(yīng)答是免疫系統(tǒng)的重要組成部分，主要通過T細(xì)胞發(fā)揮作用。2022年研究發(fā)現(xiàn)，90%的HIV感染者CD8+T細(xì)胞耗竭，導(dǎo)致病毒載量增加1000倍。CD8+T細(xì)胞能夠識別被感染的細(xì)胞，通過穿孔素/顆粒酶途徑殺傷靶細(xì)胞。例如，CD8+T細(xì)胞每小時可殺傷約100個被感染的細(xì)胞。CD4+T細(xì)胞則通過分泌細(xì)胞因子（如IL-2）激活CD8+T細(xì)胞，增強(qiáng)細(xì)胞毒性T細(xì)胞的活性。例如，CD4+T細(xì)胞每天可產(chǎn)生約10^9個IL-2分子，每分子IL-2可激活100個CD8+T細(xì)胞。細(xì)胞免疫應(yīng)答的啟動階段包括抗原的識別和呈遞。例如，樹突狀細(xì)胞通過MHCI類分子呈遞外源性抗原，激活CD8+T細(xì)胞。CD8+T細(xì)胞識別MHCI類分子呈遞的抗原片段，通過CD8分子與MHCI類分子結(jié)合，識別被感染的細(xì)胞。細(xì)胞免疫應(yīng)答的效應(yīng)階段包括細(xì)胞毒性T細(xì)胞和輔助T細(xì)胞的活化。例如，CD8+T細(xì)胞通過釋放穿孔素和顆粒酶殺傷靶細(xì)胞，而CD4+T細(xì)胞則通過分泌細(xì)胞因子激活CD8+T細(xì)胞。細(xì)胞免疫應(yīng)答的調(diào)控機(jī)制包括免疫檢查點(diǎn)抑制劑和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞。例如，PD-1/PD-L1抑制劑阻斷細(xì)胞毒性T細(xì)胞的過度激活，而Treg細(xì)胞則通過抑制效應(yīng)T細(xì)胞的活性，防止免疫過度。細(xì)胞免疫應(yīng)答在抗感染和抗腫瘤中起著重要作用。例如，CD8+T細(xì)胞在抗感染中殺傷被感染的細(xì)胞，在抗腫瘤中殺傷腫瘤細(xì)胞。細(xì)胞免疫應(yīng)答的缺陷會導(dǎo)致免疫缺陷病，如HIV感染者CD8+T細(xì)胞耗竭，導(dǎo)致病毒載量增加1000倍。因此，深入理解細(xì)胞免疫應(yīng)答的機(jī)制，對于開發(fā)有效的抗感染和抗腫瘤藥物至關(guān)重要。第18頁體液免疫應(yīng)答B(yǎng)細(xì)胞抗體抗體類型B細(xì)胞能夠識別并產(chǎn)生抗體，中和病毒或毒素?？贵w能夠中和病毒、毒素和病原體?？贵w分為IgM、IgG、IgA、IgE和IgD，每種抗體具有不同的功能。第19頁聯(lián)合免疫應(yīng)答細(xì)胞免疫CD8+T細(xì)胞殺傷被感染的細(xì)胞。體液免疫B細(xì)胞產(chǎn)生抗體中和病毒或毒素。聯(lián)合免疫細(xì)胞免疫和體液免疫協(xié)同作用，清除病原體。第20頁特異性免疫的臨床應(yīng)用疫苗mRNA疫苗如Pfizer-BioNTech疫苗，保護(hù)率95%。治療單克隆抗體如曲妥珠單抗，治療乳腺癌，緩解率60%。06第六章免疫系統(tǒng)疾病與治療第21頁自身免疫病自身免疫病是免疫系統(tǒng)對自體抗原產(chǎn)生異常免疫應(yīng)答的疾病，如類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、系統(tǒng)性紅斑狼瘡等。2022年全球自身免疫病患者達(dá)1.3億，其中90%患者存在關(guān)節(jié)腫脹，雷諾現(xiàn)象等臨床癥狀。自身免疫病的發(fā)病機(jī)制包括遺傳易感性、環(huán)境因素和免疫耐受的破壞。例如，HLA-DRB1基因多態(tài)性增加3-5倍，使自身免疫病風(fēng)險上升。此外，微生物群失調(diào)可能導(dǎo)致80%的自身抗體產(chǎn)生，進(jìn)一步增加自身免疫病風(fēng)險。治療方面，生物制劑如TNF-α抑制劑（如依那西普，類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎緩解率80%）和小分子藥物如JAK抑制劑（如托法替布，銀屑病清除率90%）可用于治療自身免疫病。第22頁免疫缺陷病艾滋病免疫缺陷病治療HIV攻擊CD4+T細(xì)胞，使患者平均壽命縮短30%。長期使用免疫抑制劑使感染發(fā)生率增加1000倍?；蛑委熑鏢CID-X1，90%患者CD4+T細(xì)胞恢復(fù)；免疫重建如骨髓移植，90%患者免疫功能恢復(fù)。第23頁免疫治療免疫檢查點(diǎn)抑制劑PD-1/PD-L1抑制劑治療黑色素瘤，90%患者腫瘤縮小。CAR-T細(xì)胞療法CAR-T細(xì)胞療法治療血液腫瘤，90%患者達(dá)到完全緩解。免疫治療免疫治療是利用免疫系統(tǒng)對抗疾病的新方法。第24頁免疫治療未來展望AI藥物設(shè)計利用AI設(shè)計新型抗體藥物，提高療效和安全性。納米免疫靶向利用納米技術(shù)提高抗體藥物的靶向性和遞送效率?！陡咧懈咭簧锩庖哒{(diào)節(jié)專項(xiàng)課件》總結(jié)本課件系統(tǒng)地介紹了免疫系統(tǒng)的組成、功能和應(yīng)用。免疫系統(tǒng)是人體抵御病原體入侵的天然防線，包括非特異性免疫和特異性免疫。非特異性免疫通過物理屏障、化學(xué)屏障和免疫細(xì)胞等機(jī)制清除病原體，而特異性免疫通