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免疫學(xué)課程教學(xué)大綱規(guī)劃一、課程概述
免疫學(xué)是生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的重要分支,研究生物體免疫系統(tǒng)與內(nèi)外環(huán)境相互作用的機(jī)制。本課程旨在系統(tǒng)介紹免疫學(xué)的基本理論、核心概念及前沿進(jìn)展,通過(guò)理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)實(shí)踐相結(jié)合的方式,使學(xué)生掌握免疫學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和研究方法,為后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習(xí)和科研工作奠定基礎(chǔ)。
二、課程目標(biāo)
(一)知識(shí)目標(biāo)
1.掌握免疫學(xué)的基本概念、免疫系統(tǒng)組成及功能。
2.理解抗原、抗體、免疫細(xì)胞等核心要素的作用機(jī)制。
3.了解免疫應(yīng)答的類(lèi)型、調(diào)節(jié)機(jī)制及免疫病理學(xué)基礎(chǔ)。
4.熟悉免疫學(xué)在醫(yī)學(xué)、生物學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用。
(二)能力目標(biāo)
1.能夠運(yùn)用免疫學(xué)理論解釋生物體與病原體相互作用的規(guī)律。
2.具備基本的實(shí)驗(yàn)操作能力,如細(xì)胞培養(yǎng)、抗體檢測(cè)等。
3.培養(yǎng)分析免疫學(xué)相關(guān)文獻(xiàn)的能力,并參與初步的科研設(shè)計(jì)。
(三)素質(zhì)目標(biāo)
1.培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。
2.提升對(duì)生命科學(xué)研究的興趣和創(chuàng)新意識(shí)。
三、課程內(nèi)容
(一)免疫學(xué)基礎(chǔ)理論
1.免疫系統(tǒng)組成與功能
(1)免疫器官:骨髓、胸腺、淋巴結(jié)、脾臟等結(jié)構(gòu)及功能。
(2)免疫細(xì)胞:T細(xì)胞、B細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、NK細(xì)胞等分類(lèi)及作用。
(3)免疫分子:抗體、補(bǔ)體、細(xì)胞因子等生物活性介質(zhì)的機(jī)制。
2.抗原與免疫應(yīng)答
(1)抗原的特性:大分子、異物性、免疫原性等概念。
(2)抗原識(shí)別:MHC分子提呈抗原的機(jī)制。
(3)免疫應(yīng)答過(guò)程:感應(yīng)階段、反應(yīng)階段、效應(yīng)階段的特點(diǎn)。
(二)免疫應(yīng)答機(jī)制
1.B細(xì)胞介導(dǎo)的體液免疫
(1)B細(xì)胞活化:T細(xì)胞依賴(lài)性與非依賴(lài)性途徑。
(2)抗體分類(lèi)與功能:IgM、IgG、IgA、IgE的生物學(xué)作用。
2.T細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞免疫
(1)T細(xì)胞發(fā)育與分化:CD4+與CD8+T細(xì)胞的區(qū)分。
(2)細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò):干擾素、腫瘤壞死因子等在免疫調(diào)節(jié)中的作用。
(三)免疫調(diào)節(jié)與免疫病理
1.免疫調(diào)節(jié)機(jī)制
(1)免疫耐受:中樞耐受與外周耐受的形成。
(2)免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò):細(xì)胞因子、免疫檢查點(diǎn)等調(diào)控方式。
2.免疫病理學(xué)基礎(chǔ)
(1)過(guò)敏反應(yīng):I型、II型、III型、IV型過(guò)敏的機(jī)制。
(2)自身免疫疾病:類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、系統(tǒng)性紅斑狼瘡的免疫學(xué)特點(diǎn)。
(四)免疫學(xué)應(yīng)用
1.腫瘤免疫學(xué)
(1)腫瘤免疫逃逸機(jī)制:MHC失表達(dá)、免疫檢查點(diǎn)抑制等。
(2)腫瘤免疫治療:CAR-T細(xì)胞療法、免疫檢查點(diǎn)抑制劑的應(yīng)用。
2.微生物與免疫
(1)病原體感染與免疫應(yīng)答:細(xì)菌、病毒感染的免疫對(duì)策。
(2)疫苗學(xué)基礎(chǔ):減毒活疫苗、滅活疫苗、重組蛋白疫苗的原理。
四、教學(xué)方法與考核方式
(一)教學(xué)方法
1.課堂講授:系統(tǒng)講解免疫學(xué)核心理論,結(jié)合經(jīng)典實(shí)驗(yàn)案例。
2.小組討論:針對(duì)免疫學(xué)熱點(diǎn)問(wèn)題(如免疫治療進(jìn)展)進(jìn)行研討。
3.實(shí)驗(yàn)操作:分步驟訓(xùn)練基礎(chǔ)免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù),如ELISA、流式細(xì)胞術(shù)等。
(二)考核方式
1.過(guò)程考核(40%):課堂參與、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、文獻(xiàn)閱讀報(bào)告。
2.期末考核(60%):閉卷考試(單選、多選、簡(jiǎn)答、論述題)。
-考試范圍覆蓋全部課程內(nèi)容,重點(diǎn)為免疫應(yīng)答機(jī)制與臨床應(yīng)用。
五、實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐環(huán)節(jié)
(一)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
1.細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù):原代細(xì)胞分離、傳代及凍存操作。
2.抗體檢測(cè):ELISA方法測(cè)定血清抗體水平(示例:IgG定量,范圍0.1-10mg/L)。
(二)進(jìn)階實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
1.免疫熒光染色:觀(guān)察T細(xì)胞亞群表達(dá)(如CD3+、CD4+、CD8+比例分析)。
2.細(xì)胞因子檢測(cè):ELISA法分析炎癥反應(yīng)中的TNF-α、IL-6水平(示例:TNF-α5-50pg/mL)。
六、參考書(shū)目與資源
1.《免疫學(xué)原理》(第九版),查爾斯·A·斯坦頓著。
2.國(guó)家免疫規(guī)劃數(shù)據(jù)庫(kù)(NIPD)在線(xiàn)資源。
3.實(shí)驗(yàn)教材:《免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)指南》,主編李明。
一、課程概述
免疫學(xué)是生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的重要分支,研究生物體免疫系統(tǒng)與內(nèi)外環(huán)境相互作用的機(jī)制。本課程旨在系統(tǒng)介紹免疫學(xué)的基本理論、核心概念及前沿進(jìn)展,通過(guò)理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)實(shí)踐相結(jié)合的方式,使學(xué)生掌握免疫學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和研究方法,為后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習(xí)和科研工作奠定基礎(chǔ)。課程內(nèi)容涵蓋免疫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能、免疫應(yīng)答機(jī)制、免疫調(diào)節(jié)以及免疫學(xué)在疾病防治中的應(yīng)用,結(jié)合實(shí)際案例和實(shí)驗(yàn)操作,提升學(xué)生的理論聯(lián)系實(shí)際能力。
二、課程目標(biāo)
(一)知識(shí)目標(biāo)
1.掌握免疫學(xué)的基本概念、免疫系統(tǒng)組成及功能。
(1)免疫系統(tǒng)組成:詳細(xì)說(shuō)明免疫器官(骨髓、胸腺、淋巴結(jié)、脾臟、黏膜相關(guān)淋巴組織等)的結(jié)構(gòu)、位置及主要功能。
(2)免疫細(xì)胞分類(lèi):明確T細(xì)胞(輔助性T細(xì)胞CD4+、細(xì)胞毒性T細(xì)胞CD8+、調(diào)節(jié)性T細(xì)胞Treg等)、B細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、NK細(xì)胞等的功能差異及相互作用。
(3)免疫分子機(jī)制:解釋抗體(IgM、IgG、IgA、IgE、IgD)的結(jié)構(gòu)、類(lèi)別轉(zhuǎn)換、親和力成熟過(guò)程;補(bǔ)體系統(tǒng)的激活途徑(經(jīng)典途徑、凝集素途徑、替代途徑)及生物學(xué)功能;細(xì)胞因子(如IL-1、IL-2、IFN-γ、TNF-α)的合成、分泌及信號(hào)傳導(dǎo)機(jī)制。
2.理解抗原、抗體、免疫細(xì)胞等核心要素的作用機(jī)制。
(1)抗原特性:定義完全抗原與不完全抗原,說(shuō)明抗原決定簇(表位的類(lèi)型:線(xiàn)性表位、構(gòu)象表位)、抗原的異物性、免疫原性(劑量、接種途徑、佐劑影響)及免疫反應(yīng)性。
(2)抗體結(jié)構(gòu):解析抗體分子的基本結(jié)構(gòu)(重鏈、輕鏈、可變區(qū)、恒定區(qū)),說(shuō)明超變區(qū)(HV)的多樣性來(lái)源(V(D)J重組、體細(xì)胞超突變)。
(3)免疫細(xì)胞識(shí)別機(jī)制:闡述MHC分子(MHC-I類(lèi)、MHC-II類(lèi))提呈抗原的特異性過(guò)程,T細(xì)胞受體(TCR)的識(shí)別機(jī)制及共刺激分子(CD28、CD80/CD86)的作用。
3.了解免疫應(yīng)答的類(lèi)型、調(diào)節(jié)機(jī)制及免疫病理學(xué)基礎(chǔ)。
(1)體液免疫與細(xì)胞免疫:對(duì)比B細(xì)胞活化(T細(xì)胞依賴(lài)性與非依賴(lài)性)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,T細(xì)胞活化、增殖、分化的詳細(xì)步驟(共刺激信號(hào)、細(xì)胞因子依賴(lài)性)。
(2)免疫調(diào)節(jié)機(jī)制:區(qū)分中樞耐受(胸腺陰性選擇、骨髓陰性選擇)與外周耐受(調(diào)節(jié)性T細(xì)胞Treg、免疫忽視、誘導(dǎo)性共抑制分子PD-1/PD-L1)。
(3)免疫病理學(xué):列舉I型過(guò)敏(IgE介導(dǎo))、II型過(guò)敏(抗體依賴(lài)性細(xì)胞介導(dǎo)的損傷)、III型過(guò)敏(免疫復(fù)合物沉積)、IV型過(guò)敏(遲發(fā)型超敏反應(yīng))的病理機(jī)制及臨床實(shí)例(如哮喘、過(guò)敏性鼻炎、類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、系統(tǒng)性紅斑狼瘡)。
4.熟悉免疫學(xué)在醫(yī)學(xué)、生物學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用。
(1)腫瘤免疫學(xué):解析腫瘤免疫逃逸機(jī)制(MHC失表達(dá)、PD-L1高表達(dá)、腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞TAM極化等),介紹腫瘤免疫治療策略(免疫檢查點(diǎn)抑制劑PD-1/PD-L1阻斷劑、CTLA-4抗體、CAR-T細(xì)胞療法、過(guò)繼性T細(xì)胞療法)。
(2)疫苗學(xué)基礎(chǔ):分類(lèi)說(shuō)明疫苗類(lèi)型(減毒活疫苗如卡介苗、滅活疫苗如脊髓灰質(zhì)炎疫苗、重組蛋白疫苗如HPV疫苗、病毒載體疫苗如mRNA疫苗、多糖疫苗如肺炎球菌疫苗)的免疫學(xué)原理及適用場(chǎng)景。
(3)免疫診斷技術(shù):介紹常用免疫檢測(cè)方法(ELISA、WesternBlot、流式細(xì)胞術(shù)、免疫印跡、免疫熒光)的原理及臨床應(yīng)用(如傳染病診斷、自身抗體檢測(cè)、腫瘤標(biāo)志物監(jiān)測(cè))。
(二)能力目標(biāo)
1.能夠運(yùn)用免疫學(xué)理論解釋生物體與病原體相互作用的規(guī)律。
(1)具體操作:通過(guò)分析特定病原體(如流感病毒、結(jié)核分枝桿菌)的感染免疫模型,解釋其逃避免疫清除的機(jī)制(如病毒包膜糖蛋白抗原變異、細(xì)菌分泌免疫抑制因子)。
(2)案例應(yīng)用:結(jié)合COVID-19疫情,討論病毒感染后免疫記憶的形成(漿細(xì)胞、記憶B細(xì)胞、記憶T細(xì)胞的比例變化)及免疫反應(yīng)的異常(如過(guò)度炎癥反應(yīng)導(dǎo)致細(xì)胞因子風(fēng)暴)。
2.具備基本的實(shí)驗(yàn)操作能力,如細(xì)胞培養(yǎng)、抗體檢測(cè)等。
(1)細(xì)胞培養(yǎng)步驟:
(1)培養(yǎng)基配制:稱(chēng)量DMEM/F12培養(yǎng)基粉劑,加入雙抗(青霉素-鏈霉素)、L-谷氨酰胺、10%FBS(胎牛血清),調(diào)節(jié)pH至7.4,高壓滅菌。
(2)細(xì)胞鋪板:計(jì)算細(xì)胞密度(如T細(xì)胞計(jì)數(shù)使用血球計(jì)數(shù)板,調(diào)整至1×10^6/mL),接種于96孔板(每孔100μL),37℃CO2培養(yǎng)箱孵育24小時(shí)。
(3)細(xì)胞傳代:吸棄舊培養(yǎng)基,加入0.25%胰蛋白酶消化3-5分鐘,PBS洗滌后重懸于完全培養(yǎng)基,計(jì)數(shù)后接種新培養(yǎng)皿。
(2)ELISA實(shí)驗(yàn)流程:
(1)包被:將重組抗原包被酶標(biāo)板,4℃過(guò)夜;
(2)封閉:TBST清洗后,加入5%BSA封閉2小時(shí);
(3)加樣:洗滌后加入待測(cè)樣本或標(biāo)準(zhǔn)品,37℃孵育1小時(shí);
(4)顯色:洗滌后加入HRP標(biāo)記的二抗,TMB顯色10-30分鐘;
(5)終止:加入硫酸終止反應(yīng),酶標(biāo)儀測(cè)定OD450值。
3.培養(yǎng)分析免疫學(xué)相關(guān)文獻(xiàn)的能力,并參與初步的科研設(shè)計(jì)。
(1)文獻(xiàn)分析要點(diǎn):
-關(guān)注研究背景(研究問(wèn)題、現(xiàn)有文獻(xiàn)綜述);
-記錄實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(分組、樣本量、對(duì)照組設(shè)置);
-提取關(guān)鍵結(jié)果(圖表數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)方法);
-評(píng)估結(jié)論(科學(xué)性、創(chuàng)新性、局限性)。
(2)科研設(shè)計(jì)框架:
-確定研究目標(biāo)(如驗(yàn)證某細(xì)胞因子在自身免疫病中的作用);
-設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案(動(dòng)物模型選擇、干預(yù)措施、檢測(cè)指標(biāo));
-預(yù)期結(jié)果與統(tǒng)計(jì)分析方法(如t檢驗(yàn)、ANOVA)。
(三)素質(zhì)目標(biāo)
1.培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。
(1)嚴(yán)謹(jǐn)性要求:強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)記錄的規(guī)范性(原始數(shù)據(jù)真實(shí)記錄)、結(jié)果分析的客觀(guān)性(避免主觀(guān)臆斷)、結(jié)論推導(dǎo)的邏輯性(基于實(shí)驗(yàn)證據(jù))。
(2)團(tuán)隊(duì)協(xié)作訓(xùn)練:通過(guò)分組實(shí)驗(yàn)(如流式細(xì)胞術(shù)數(shù)據(jù)分析)培養(yǎng)分工合作能力(如樣本分配、結(jié)果匯總、報(bào)告撰寫(xiě))。
2.提升對(duì)生命科學(xué)研究的興趣和創(chuàng)新意識(shí)。
(1)興趣培養(yǎng)途徑:結(jié)合免疫學(xué)發(fā)展史(如Burnet的克隆選擇學(xué)說(shuō)、Medawar的免疫耐受理論),展示科學(xué)發(fā)現(xiàn)的魅力。
(2)創(chuàng)新思維訓(xùn)練:討論免疫學(xué)熱點(diǎn)問(wèn)題(如衰老與免疫衰老、微生物組與免疫互作),鼓勵(lì)學(xué)生提出假設(shè)和解決方案。
三、課程內(nèi)容
(一)免疫學(xué)基礎(chǔ)理論
1.免疫系統(tǒng)組成與功能
(1)免疫器官:
-骨髓:B細(xì)胞發(fā)育場(chǎng)所,造血干細(xì)胞分化中心;
-胸腺:T細(xì)胞成熟場(chǎng)所,分泌胸腺素;
-淋巴結(jié):濾過(guò)淋巴液,抗原呈遞核心;
-脾臟:濾過(guò)血液,紅細(xì)胞破壞場(chǎng)所;
-黏膜相關(guān)淋巴組織(MALT):腸道Peyer'spatches、鼻咽淋巴組織等,黏膜免疫第一道防線(xiàn)。
(2)免疫細(xì)胞分類(lèi):
-T細(xì)胞:
-輔助性T細(xì)胞(CD4+):識(shí)別MHC-II類(lèi)分子抗原,分泌IL-2促進(jìn)細(xì)胞增殖,輔助B細(xì)胞活化;
-細(xì)胞毒性T細(xì)胞(CD8+):識(shí)別MHC-I類(lèi)分子抗原,殺傷感染細(xì)胞或腫瘤細(xì)胞;
-調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg):抑制免疫應(yīng)答,維持耐受(表達(dá)CTLA-4、PD-1)。
-B細(xì)胞:
-前B細(xì)胞:表達(dá)PAX5,表達(dá)μ鏈重鏈;
-成熟B細(xì)胞:表達(dá)IgM/IgD,經(jīng)抗原刺激分化為漿細(xì)胞(分泌抗體)或記憶B細(xì)胞。
-其他細(xì)胞:
-巨噬細(xì)胞:吞噬病原體,提呈抗原(MHC-I/II),分泌細(xì)胞因子;
-中性粒細(xì)胞:炎癥早期吞噬,主要?dú)?xì)菌;
-NK細(xì)胞:天然殺傷細(xì)胞,無(wú)MHC限制性殺傷病毒感染細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞。
(3)免疫分子機(jī)制:
-抗體結(jié)構(gòu):
-重鏈(α/γ/δ/ε):恒定區(qū)(CH1-CH3/CH2/CH3/CH4)和可變區(qū)(VH);
-輕鏈(κ/λ):恒定區(qū)(CL)和可變區(qū)(VL);
-補(bǔ)體系統(tǒng):
-激活途徑:經(jīng)典途徑(C1q-C1r-s-C4b2a3b)→MBL途徑(凝集素C3轉(zhuǎn)化酶)→替代途徑(C3b-I因子);
-生物學(xué)功能:裂解病原體、調(diào)理作用、炎癥介質(zhì)釋放。
-細(xì)胞因子:
-分類(lèi):白細(xì)胞介素(IL,如IL-1促進(jìn)炎癥)、干擾素(IFN,如IFN-γ抗病毒)、腫瘤壞死因子(TNF,如TNF-α致炎)、集落刺激因子(CSF,如GM-CSF促進(jìn)造血)。
-信號(hào)通路:JAK/STAT、MAPK、NF-κB等。
2.抗原與免疫應(yīng)答
(1)抗原的特性:
-大分子:通常>5kDa;
-異物性:非自身成分(如病原體蛋白、移植抗原);
-免疫原性:需具備T細(xì)胞表位(供MHC提呈)和B細(xì)胞表位(直接刺激B細(xì)胞)。
(2)抗原識(shí)別:
-MHC分子提呈機(jī)制:
-MHC-I類(lèi):內(nèi)源性抗原(病毒蛋白)經(jīng)TAP轉(zhuǎn)運(yùn)至內(nèi)質(zhì)網(wǎng),與β2微球蛋白結(jié)合表達(dá)于所有有核細(xì)胞表面;
-MHC-II類(lèi):外源性抗原(細(xì)菌蛋白)經(jīng)抗原加工體(MHC-II類(lèi)提呈復(fù)合體)處理,表達(dá)于抗原呈遞細(xì)胞(DC、巨噬細(xì)胞、B細(xì)胞)表面。
-T細(xì)胞受體(TCR)結(jié)構(gòu):α鏈+β鏈,可變區(qū)形成互補(bǔ)決定區(qū)(CDR1-3),識(shí)別MHC-抗原肽復(fù)合物。
(3)免疫應(yīng)答過(guò)程:
-感應(yīng)階段:抗原捕獲、處理、呈遞(DC遷移至淋巴結(jié));
-反應(yīng)階段:T/B細(xì)胞活化(雙信號(hào):T細(xì)胞需共刺激分子CD28+CD80/CD86)、增殖分化(細(xì)胞因子調(diào)控);
-效應(yīng)階段:
-體液免疫:漿細(xì)胞分泌抗體(類(lèi)別轉(zhuǎn)換、親和力成熟);
-細(xì)胞免疫:CD8+T細(xì)胞殺傷靶細(xì)胞、CD4+T細(xì)胞輔助免疫調(diào)節(jié)。
(二)免疫應(yīng)答機(jī)制
1.B細(xì)胞介導(dǎo)的體液免疫
(1)B細(xì)胞活化途徑:
-T細(xì)胞依賴(lài)性途徑:
-抗原處理:DC提呈抗原給初始CD4+T細(xì)胞(共刺激分子CD80/CD86+CD28);
-T細(xì)胞活化:分泌IL-4/21等細(xì)胞因子,輔助B細(xì)胞類(lèi)別轉(zhuǎn)換(IgM→IgG/IgA/IgE);
-B細(xì)胞增殖分化:漿細(xì)胞(短期/長(zhǎng)期)→抗體分泌,記憶B細(xì)胞形成。
-T細(xì)胞非依賴(lài)性途徑:
-抗原特性:分子量大、重復(fù)表位(如紅細(xì)胞的血型糖蛋白);
-B細(xì)胞活化:直接刺激B細(xì)胞,僅誘導(dǎo)IgM產(chǎn)生,無(wú)類(lèi)別轉(zhuǎn)換和記憶形成。
(2)抗體分類(lèi)與功能:
-IgM:五聚體,補(bǔ)體激活能力強(qiáng),出生時(shí)即存在;
-IgG:?jiǎn)误w,唯一能通過(guò)胎盤(pán),介導(dǎo)調(diào)理作用和ADCC;
-IgA:二聚體,主要存在于黏膜表面,防止病原體定植;
-IgE:?jiǎn)误w,介導(dǎo)I型過(guò)敏和寄生蟲(chóng)防御。
-親和力成熟:B細(xì)胞在T細(xì)胞輔助下,通過(guò)體細(xì)胞超突變和類(lèi)別轉(zhuǎn)換,提高抗體結(jié)合力。
2.T細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞免疫
(1)T細(xì)胞發(fā)育與分化:
-骨髓中造血干細(xì)胞→祖B細(xì)胞→前B細(xì)胞→B細(xì)胞進(jìn)入胸腺;
-胸腺微環(huán)境:皮質(zhì)區(qū)(陽(yáng)性選擇:TCR識(shí)別MHC呈遞的自身肽)→髓質(zhì)區(qū)(陰性選擇:清除反應(yīng)性T細(xì)胞);
-成熟T細(xì)胞遷移至外周淋巴器官(淋巴結(jié)、脾臟)。
(2)細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò):
-Th1型(輔助細(xì)胞免疫):產(chǎn)生IFN-γ、TNF-β,抗感染;
-Th2型(輔助體液免疫):產(chǎn)生IL-4、IL-5、IL-13,抗過(guò)敏/寄生蟲(chóng);
-Th17型(促炎癥):產(chǎn)生IL-17、IL-22,抗真菌/細(xì)菌感染;
-Treg型(免疫抑制):分泌IL-10、TGF-β,維持耐受。
(三)免疫調(diào)節(jié)與免疫病理
1.免疫調(diào)節(jié)機(jī)制
(1)免疫耐受:
-中樞耐受:發(fā)育過(guò)程中T/B細(xì)胞對(duì)自身抗原的清除或無(wú)反應(yīng);
-外周耐受:成熟免疫細(xì)胞接觸自身抗原時(shí)被抑制(機(jī)制:調(diào)節(jié)性T細(xì)胞Treg、PD-1/PD-L1抑制、免疫忽視)。
(2)免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò):
-細(xì)胞層面:Treg抑制效應(yīng)T細(xì)胞,CD8+抑制性T細(xì)胞(IST)抑制DC;
-分子層面:細(xì)胞因子(IL-10、TGF-β)抑制炎癥,免疫檢查點(diǎn)(CTLA-4、PD-1)阻斷共刺激信號(hào)。
2.免疫病理學(xué)基礎(chǔ)
(1)過(guò)敏反應(yīng):
-I型過(guò)敏:致敏階段(IgE結(jié)合肥大細(xì)胞)→激發(fā)階段(過(guò)敏原再次結(jié)合IgE)→介質(zhì)釋放(組胺/白三烯);
-臨床表現(xiàn):蕁麻疹、哮喘、過(guò)敏性鼻炎。
-防治:避免過(guò)敏原、抗組胺藥、糖皮質(zhì)激素。
(2)自身免疫疾?。?/p>
-類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎:滑膜成纖維細(xì)胞異常增殖,產(chǎn)生自身抗體(RF/ACPA),釋放TNF-α/IL-6;
-系統(tǒng)性紅斑狼瘡:抗dsDNA抗體導(dǎo)致腎小球損傷,補(bǔ)體沉積。
-治療策略:免疫抑制劑(甲氨蝶呤)、生物制劑(TNF抑制劑)。
(四)免疫學(xué)應(yīng)用
1.腫瘤免疫學(xué)
(1)腫瘤免疫逃逸機(jī)制:
-MHC失表達(dá)(如MAGE抗原);
-PD-L1高表達(dá)(如B7-H1/PD-L1結(jié)合PD-1);
-腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(TAM)極化(M2型抑制免疫);
-腫瘤細(xì)胞分泌免疫抑制因子(如TGF-β)。
(2)腫瘤免疫治療策略:
-免疫檢查點(diǎn)抑制劑:PD-1/PD-L1阻斷劑(納武利尤單抗、帕博利珠單抗);
-過(guò)繼性T細(xì)胞療法:改造患者T細(xì)胞(如CAR-T)特異性殺傷腫瘤;
-抗腫瘤疫苗:激發(fā)機(jī)體對(duì)腫瘤抗原的特異性免疫應(yīng)答。
2.微生物與免疫
(1)病原體感染與免疫應(yīng)答:
-細(xì)菌感染:革蘭氏陽(yáng)性菌(肽聚糖抗體/補(bǔ)體)→革蘭氏陰性菌(LPS誘導(dǎo)炎癥);
-病毒感染:溶菌酶/干擾素抗病毒,CD8+T細(xì)胞清除感染細(xì)胞;
-真菌感染:Th17型免疫(IL-17/22)促進(jìn)炎癥。
(2)疫苗學(xué)基礎(chǔ):
-減毒活疫苗:弱化毒力病原體(如卡介苗、麻疹疫苗);
-滅活疫苗:甲醛滅活病原體(如脊髓灰質(zhì)炎疫苗);
-重組蛋白疫苗:表達(dá)病原體抗原(如HPV疫苗);
-mRNA疫苗:遞送編碼抗原的mRNA(如COVID-19疫苗)。
3.免疫診斷技術(shù)
(1)常用方法原理:
-ELISA:基于抗原抗體特異性結(jié)合,檢測(cè)可溶性分子;
-流式細(xì)胞術(shù):檢測(cè)細(xì)胞表面/胞內(nèi)分子,分析細(xì)胞亞群;
-免疫印跡:SDS分離蛋白,轉(zhuǎn)膜后抗體檢測(cè)(如WesternBlot);
-免疫熒光:標(biāo)記抗體顯色,顯微鏡觀(guān)察定位。
(2)臨床應(yīng)用:
-傳染病:檢測(cè)病毒抗原/抗體(如HIV、乙肝);
-自身免疫?。簷z測(cè)類(lèi)風(fēng)濕因子/抗CCP抗體;
-腫瘤標(biāo)志物:檢測(cè)癌胚抗原(CEA)、甲胎蛋白(AFP)。
四、教學(xué)方法與考核方式
(一)教學(xué)方法
1.課堂講授:
-采用多媒體課件(PPT)結(jié)合動(dòng)畫(huà)模擬(如MHC提呈過(guò)程),每章后設(shè)置課堂提問(wèn)(如“比較Th1與Th2細(xì)胞因子的功能差異”)。
-結(jié)合臨床案例(如過(guò)敏性哮喘治療中的免疫機(jī)制),講解理論的應(yīng)用。
2.小組討論:
-每周安排1次討論課,主題包括:
-“CAR-T療法的潛在毒副作用及改進(jìn)方向”;
-“微生物組如何影響自身免疫病的發(fā)生”;
-“設(shè)計(jì)一個(gè)檢測(cè)腫瘤微環(huán)境中免疫抑制細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)方案”。
-小組提交討論報(bào)告,評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)包含觀(guān)點(diǎn)深度、文獻(xiàn)引用、邏輯性。
3.實(shí)驗(yàn)操作:
-實(shí)驗(yàn)課程安排(每周2次,共16次):
-基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)(8次):細(xì)胞培養(yǎng)、ELISA、流式細(xì)胞術(shù)基礎(chǔ);
-進(jìn)階實(shí)驗(yàn)(4次):抗體純化、細(xì)胞因子檢測(cè)、免疫組化;
-設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)(4次):分組自主選擇課題(如“比較不同刺激劑對(duì)T細(xì)胞分化的影響”),完成方案設(shè)計(jì)、操作、數(shù)據(jù)分析。
-實(shí)驗(yàn)評(píng)分:操作規(guī)范度(30%)、數(shù)據(jù)記錄完整性(20%)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量(50%,包含原理、方法、結(jié)果、討論)。
(二)考核方式
1.過(guò)程考核(40%):
-課堂參與(10%):回答問(wèn)題、小組討論貢獻(xiàn)度;
-實(shí)驗(yàn)報(bào)告(20%):按實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目逐項(xiàng)評(píng)分(見(jiàn)上文實(shí)驗(yàn)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn));
-文獻(xiàn)閱讀報(bào)告(10%):選擇3篇免疫學(xué)綜述,總結(jié)核心觀(guān)點(diǎn)、創(chuàng)新點(diǎn)及與課程的關(guān)聯(lián)性。
2.期末考核(60%):
-閉卷考試形式:
-單選題(20題,每題1分,覆蓋基本概念如“MHC-I類(lèi)分子在哪類(lèi)細(xì)胞上表達(dá)?”);
-多選題(10題,每題2分,如“哪些是細(xì)胞因子?”);
-簡(jiǎn)答題(4題,每題5分,如“簡(jiǎn)述T細(xì)胞活化的雙信號(hào)機(jī)制”);
-論述題(2題,每題10分,如“分析PD-1/PD-L1抑制劑在腫瘤免疫治療中的作用機(jī)制及局限性”)。
-考試范圍:嚴(yán)格基于課程大綱,重點(diǎn)為免疫應(yīng)答機(jī)制、免疫調(diào)節(jié)及臨床應(yīng)用部分。
五、實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐環(huán)節(jié)
(一)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
1.細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù):
-培養(yǎng)基配制:按說(shuō)明書(shū)稱(chēng)量DMEM/F12(如Gibco品牌),加入100U/mL青霉素、100μg/mL鏈霉素、4mML-谷氨酰胺,調(diào)節(jié)pH7.4±0.2,高壓滅菌15分鐘(121℃15分鐘)。
-細(xì)胞鋪板:取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期JurkatT細(xì)胞(人T細(xì)胞白血病細(xì)胞),用血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)(如細(xì)胞密度1×10^6/mL),接種于24孔板(每孔1×10^5細(xì)胞),37℃5%CO2培養(yǎng)48小時(shí)。
-細(xì)胞傳代:吸棄培養(yǎng)基,加入0.25%胰蛋白酶(含EDTA)消化3-5分鐘(顯微鏡觀(guān)察細(xì)胞變圓),加入完全培養(yǎng)基終止消化,吹打重懸,按1:3傳代。
2.抗體檢測(cè)(ELISA):
-包被:將重組CD3抗體包被酶標(biāo)板(4℃過(guò)夜,用50μL/孔;濃度如1μg/mL),4%BSA封閉2小時(shí)(避免批次間差異)。
-加樣:洗滌后加入細(xì)胞上清樣本(100μL/孔),37℃孵育1小時(shí);
-顯色:TBST洗滌3次,加入HRP標(biāo)記的抗人IgG(1:5000稀釋?zhuān)琓MB顯色20分鐘(避光);
-終止:加入2MH2SO4終止反應(yīng),酶標(biāo)儀讀數(shù)(OD450)。
-數(shù)據(jù)分析:繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)(已知濃度IgG),計(jì)算樣本濃度(示例:IgG0.1-10ng/mL)。
(二)進(jìn)階實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
1.免疫熒光染色:
-細(xì)胞固定:4%多聚甲醛固定20分鐘,PBS洗滌3次;
-封閉:0.1%TritonX-100通透5分鐘,5%BSA封閉30分鐘;
-一抗孵育:兔抗CD8抗體(1:50稀釋?zhuān)?℃過(guò)夜;
-二抗孵育:AlexaFluor488標(biāo)記的山羊抗兔IgG(1:200稀釋?zhuān)?7℃1小時(shí);
-蓋片:DAPI復(fù)染細(xì)胞核,抗熒光淬滅封片劑封片;
-儀器:熒光顯微鏡(激發(fā)波長(zhǎng)488nm,發(fā)射515nm)觀(guān)察CD8+T細(xì)胞。
2.細(xì)胞因子檢測(cè)(ELISA):
-樣本處理:細(xì)胞刺激(如LPS1μg/mL)48小時(shí),收集上清;
-檢測(cè):試劑盒按說(shuō)明書(shū)操作(如R&DSystemsTNF-αELISAKit),標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)繪制(示例:TNF-α5-50pg/mL);
-數(shù)據(jù)分析:計(jì)算刺激組與對(duì)照組的細(xì)胞因子倍數(shù)變化(示例:刺激后IFN-γ升高2.5倍)。
六、參考書(shū)目與資源
1.《免疫學(xué)》(第九版),查爾斯·A·斯坦頓著,科學(xué)出版社。
2.《免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)指南》,主編李明,人民衛(wèi)生出版社。
3.國(guó)家免疫規(guī)劃數(shù)據(jù)庫(kù)(NIPD)在線(xiàn)資源(僅作教學(xué)參考,不涉及具體政策)。
4.免疫學(xué)開(kāi)放課程資源:
-MITOpenCourseWare:ImmunologyCourseNotes;
-Coursera:IntroductiontoImmunology(StanfordUniversity)。
-YouTube:免疫學(xué)動(dòng)畫(huà)講解系列(如"AntigenProcessingandPresentation"byKenhub)。
一、課程概述
免疫學(xué)是生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的重要分支,研究生物體免疫系統(tǒng)與內(nèi)外環(huán)境相互作用的機(jī)制。本課程旨在系統(tǒng)介紹免疫學(xué)的基本理論、核心概念及前沿進(jìn)展,通過(guò)理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)實(shí)踐相結(jié)合的方式,使學(xué)生掌握免疫學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和研究方法,為后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習(xí)和科研工作奠定基礎(chǔ)。
二、課程目標(biāo)
(一)知識(shí)目標(biāo)
1.掌握免疫學(xué)的基本概念、免疫系統(tǒng)組成及功能。
2.理解抗原、抗體、免疫細(xì)胞等核心要素的作用機(jī)制。
3.了解免疫應(yīng)答的類(lèi)型、調(diào)節(jié)機(jī)制及免疫病理學(xué)基礎(chǔ)。
4.熟悉免疫學(xué)在醫(yī)學(xué)、生物學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用。
(二)能力目標(biāo)
1.能夠運(yùn)用免疫學(xué)理論解釋生物體與病原體相互作用的規(guī)律。
2.具備基本的實(shí)驗(yàn)操作能力,如細(xì)胞培養(yǎng)、抗體檢測(cè)等。
3.培養(yǎng)分析免疫學(xué)相關(guān)文獻(xiàn)的能力,并參與初步的科研設(shè)計(jì)。
(三)素質(zhì)目標(biāo)
1.培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。
2.提升對(duì)生命科學(xué)研究的興趣和創(chuàng)新意識(shí)。
三、課程內(nèi)容
(一)免疫學(xué)基礎(chǔ)理論
1.免疫系統(tǒng)組成與功能
(1)免疫器官:骨髓、胸腺、淋巴結(jié)、脾臟等結(jié)構(gòu)及功能。
(2)免疫細(xì)胞:T細(xì)胞、B細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、NK細(xì)胞等分類(lèi)及作用。
(3)免疫分子:抗體、補(bǔ)體、細(xì)胞因子等生物活性介質(zhì)的機(jī)制。
2.抗原與免疫應(yīng)答
(1)抗原的特性:大分子、異物性、免疫原性等概念。
(2)抗原識(shí)別:MHC分子提呈抗原的機(jī)制。
(3)免疫應(yīng)答過(guò)程:感應(yīng)階段、反應(yīng)階段、效應(yīng)階段的特點(diǎn)。
(二)免疫應(yīng)答機(jī)制
1.B細(xì)胞介導(dǎo)的體液免疫
(1)B細(xì)胞活化:T細(xì)胞依賴(lài)性與非依賴(lài)性途徑。
(2)抗體分類(lèi)與功能:IgM、IgG、IgA、IgE的生物學(xué)作用。
2.T細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞免疫
(1)T細(xì)胞發(fā)育與分化:CD4+與CD8+T細(xì)胞的區(qū)分。
(2)細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò):干擾素、腫瘤壞死因子等在免疫調(diào)節(jié)中的作用。
(三)免疫調(diào)節(jié)與免疫病理
1.免疫調(diào)節(jié)機(jī)制
(1)免疫耐受:中樞耐受與外周耐受的形成。
(2)免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò):細(xì)胞因子、免疫檢查點(diǎn)等調(diào)控方式。
2.免疫病理學(xué)基礎(chǔ)
(1)過(guò)敏反應(yīng):I型、II型、III型、IV型過(guò)敏的機(jī)制。
(2)自身免疫疾?。侯?lèi)風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、系統(tǒng)性紅斑狼瘡的免疫學(xué)特點(diǎn)。
(四)免疫學(xué)應(yīng)用
1.腫瘤免疫學(xué)
(1)腫瘤免疫逃逸機(jī)制:MHC失表達(dá)、免疫檢查點(diǎn)抑制等。
(2)腫瘤免疫治療:CAR-T細(xì)胞療法、免疫檢查點(diǎn)抑制劑的應(yīng)用。
2.微生物與免疫
(1)病原體感染與免疫應(yīng)答:細(xì)菌、病毒感染的免疫對(duì)策。
(2)疫苗學(xué)基礎(chǔ):減毒活疫苗、滅活疫苗、重組蛋白疫苗的原理。
四、教學(xué)方法與考核方式
(一)教學(xué)方法
1.課堂講授:系統(tǒng)講解免疫學(xué)核心理論,結(jié)合經(jīng)典實(shí)驗(yàn)案例。
2.小組討論:針對(duì)免疫學(xué)熱點(diǎn)問(wèn)題(如免疫治療進(jìn)展)進(jìn)行研討。
3.實(shí)驗(yàn)操作:分步驟訓(xùn)練基礎(chǔ)免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù),如ELISA、流式細(xì)胞術(shù)等。
(二)考核方式
1.過(guò)程考核(40%):課堂參與、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、文獻(xiàn)閱讀報(bào)告。
2.期末考核(60%):閉卷考試(單選、多選、簡(jiǎn)答、論述題)。
-考試范圍覆蓋全部課程內(nèi)容,重點(diǎn)為免疫應(yīng)答機(jī)制與臨床應(yīng)用。
五、實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐環(huán)節(jié)
(一)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
1.細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù):原代細(xì)胞分離、傳代及凍存操作。
2.抗體檢測(cè):ELISA方法測(cè)定血清抗體水平(示例:IgG定量,范圍0.1-10mg/L)。
(二)進(jìn)階實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
1.免疫熒光染色:觀(guān)察T細(xì)胞亞群表達(dá)(如CD3+、CD4+、CD8+比例分析)。
2.細(xì)胞因子檢測(cè):ELISA法分析炎癥反應(yīng)中的TNF-α、IL-6水平(示例:TNF-α5-50pg/mL)。
六、參考書(shū)目與資源
1.《免疫學(xué)原理》(第九版),查爾斯·A·斯坦頓著。
2.國(guó)家免疫規(guī)劃數(shù)據(jù)庫(kù)(NIPD)在線(xiàn)資源。
3.實(shí)驗(yàn)教材:《免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)指南》,主編李明。
一、課程概述
免疫學(xué)是生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的重要分支,研究生物體免疫系統(tǒng)與內(nèi)外環(huán)境相互作用的機(jī)制。本課程旨在系統(tǒng)介紹免疫學(xué)的基本理論、核心概念及前沿進(jìn)展,通過(guò)理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)實(shí)踐相結(jié)合的方式,使學(xué)生掌握免疫學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和研究方法,為后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習(xí)和科研工作奠定基礎(chǔ)。課程內(nèi)容涵蓋免疫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能、免疫應(yīng)答機(jī)制、免疫調(diào)節(jié)以及免疫學(xué)在疾病防治中的應(yīng)用,結(jié)合實(shí)際案例和實(shí)驗(yàn)操作,提升學(xué)生的理論聯(lián)系實(shí)際能力。
二、課程目標(biāo)
(一)知識(shí)目標(biāo)
1.掌握免疫學(xué)的基本概念、免疫系統(tǒng)組成及功能。
(1)免疫系統(tǒng)組成:詳細(xì)說(shuō)明免疫器官(骨髓、胸腺、淋巴結(jié)、脾臟、黏膜相關(guān)淋巴組織等)的結(jié)構(gòu)、位置及主要功能。
(2)免疫細(xì)胞分類(lèi):明確T細(xì)胞(輔助性T細(xì)胞CD4+、細(xì)胞毒性T細(xì)胞CD8+、調(diào)節(jié)性T細(xì)胞Treg等)、B細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、NK細(xì)胞等的功能差異及相互作用。
(3)免疫分子機(jī)制:解釋抗體(IgM、IgG、IgA、IgE、IgD)的結(jié)構(gòu)、類(lèi)別轉(zhuǎn)換、親和力成熟過(guò)程;補(bǔ)體系統(tǒng)的激活途徑(經(jīng)典途徑、凝集素途徑、替代途徑)及生物學(xué)功能;細(xì)胞因子(如IL-1、IL-2、IFN-γ、TNF-α)的合成、分泌及信號(hào)傳導(dǎo)機(jī)制。
2.理解抗原、抗體、免疫細(xì)胞等核心要素的作用機(jī)制。
(1)抗原特性:定義完全抗原與不完全抗原,說(shuō)明抗原決定簇(表位的類(lèi)型:線(xiàn)性表位、構(gòu)象表位)、抗原的異物性、免疫原性(劑量、接種途徑、佐劑影響)及免疫反應(yīng)性。
(2)抗體結(jié)構(gòu):解析抗體分子的基本結(jié)構(gòu)(重鏈、輕鏈、可變區(qū)、恒定區(qū)),說(shuō)明超變區(qū)(HV)的多樣性來(lái)源(V(D)J重組、體細(xì)胞超突變)。
(3)免疫細(xì)胞識(shí)別機(jī)制:闡述MHC分子(MHC-I類(lèi)、MHC-II類(lèi))提呈抗原的特異性過(guò)程,T細(xì)胞受體(TCR)的識(shí)別機(jī)制及共刺激分子(CD28、CD80/CD86)的作用。
3.了解免疫應(yīng)答的類(lèi)型、調(diào)節(jié)機(jī)制及免疫病理學(xué)基礎(chǔ)。
(1)體液免疫與細(xì)胞免疫:對(duì)比B細(xì)胞活化(T細(xì)胞依賴(lài)性與非依賴(lài)性)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,T細(xì)胞活化、增殖、分化的詳細(xì)步驟(共刺激信號(hào)、細(xì)胞因子依賴(lài)性)。
(2)免疫調(diào)節(jié)機(jī)制:區(qū)分中樞耐受(胸腺陰性選擇、骨髓陰性選擇)與外周耐受(調(diào)節(jié)性T細(xì)胞Treg、免疫忽視、誘導(dǎo)性共抑制分子PD-1/PD-L1)。
(3)免疫病理學(xué):列舉I型過(guò)敏(IgE介導(dǎo))、II型過(guò)敏(抗體依賴(lài)性細(xì)胞介導(dǎo)的損傷)、III型過(guò)敏(免疫復(fù)合物沉積)、IV型過(guò)敏(遲發(fā)型超敏反應(yīng))的病理機(jī)制及臨床實(shí)例(如哮喘、過(guò)敏性鼻炎、類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、系統(tǒng)性紅斑狼瘡)。
4.熟悉免疫學(xué)在醫(yī)學(xué)、生物學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用。
(1)腫瘤免疫學(xué):解析腫瘤免疫逃逸機(jī)制(MHC失表達(dá)、PD-L1高表達(dá)、腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞TAM極化等),介紹腫瘤免疫治療策略(免疫檢查點(diǎn)抑制劑PD-1/PD-L1阻斷劑、CTLA-4抗體、CAR-T細(xì)胞療法、過(guò)繼性T細(xì)胞療法)。
(2)疫苗學(xué)基礎(chǔ):分類(lèi)說(shuō)明疫苗類(lèi)型(減毒活疫苗如卡介苗、滅活疫苗如脊髓灰質(zhì)炎疫苗、重組蛋白疫苗如HPV疫苗、病毒載體疫苗如mRNA疫苗、多糖疫苗如肺炎球菌疫苗)的免疫學(xué)原理及適用場(chǎng)景。
(3)免疫診斷技術(shù):介紹常用免疫檢測(cè)方法(ELISA、WesternBlot、流式細(xì)胞術(shù)、免疫印跡、免疫熒光)的原理及臨床應(yīng)用(如傳染病診斷、自身抗體檢測(cè)、腫瘤標(biāo)志物監(jiān)測(cè))。
(二)能力目標(biāo)
1.能夠運(yùn)用免疫學(xué)理論解釋生物體與病原體相互作用的規(guī)律。
(1)具體操作:通過(guò)分析特定病原體(如流感病毒、結(jié)核分枝桿菌)的感染免疫模型,解釋其逃避免疫清除的機(jī)制(如病毒包膜糖蛋白抗原變異、細(xì)菌分泌免疫抑制因子)。
(2)案例應(yīng)用:結(jié)合COVID-19疫情,討論病毒感染后免疫記憶的形成(漿細(xì)胞、記憶B細(xì)胞、記憶T細(xì)胞的比例變化)及免疫反應(yīng)的異常(如過(guò)度炎癥反應(yīng)導(dǎo)致細(xì)胞因子風(fēng)暴)。
2.具備基本的實(shí)驗(yàn)操作能力,如細(xì)胞培養(yǎng)、抗體檢測(cè)等。
(1)細(xì)胞培養(yǎng)步驟:
(1)培養(yǎng)基配制:稱(chēng)量DMEM/F12培養(yǎng)基粉劑,加入雙抗(青霉素-鏈霉素)、L-谷氨酰胺、10%FBS(胎牛血清),調(diào)節(jié)pH至7.4,高壓滅菌。
(2)細(xì)胞鋪板:計(jì)算細(xì)胞密度(如T細(xì)胞計(jì)數(shù)使用血球計(jì)數(shù)板,調(diào)整至1×10^6/mL),接種于96孔板(每孔100μL),37℃CO2培養(yǎng)箱孵育24小時(shí)。
(3)細(xì)胞傳代:吸棄舊培養(yǎng)基,加入0.25%胰蛋白酶消化3-5分鐘,PBS洗滌后重懸于完全培養(yǎng)基,計(jì)數(shù)后接種新培養(yǎng)皿。
(2)ELISA實(shí)驗(yàn)流程:
(1)包被:將重組抗原包被酶標(biāo)板,4℃過(guò)夜;
(2)封閉:TBST清洗后,加入5%BSA封閉2小時(shí);
(3)加樣:洗滌后加入待測(cè)樣本或標(biāo)準(zhǔn)品,37℃孵育1小時(shí);
(4)顯色:洗滌后加入HRP標(biāo)記的二抗,TMB顯色10-30分鐘;
(5)終止:加入硫酸終止反應(yīng),酶標(biāo)儀測(cè)定OD450值。
3.培養(yǎng)分析免疫學(xué)相關(guān)文獻(xiàn)的能力,并參與初步的科研設(shè)計(jì)。
(1)文獻(xiàn)分析要點(diǎn):
-關(guān)注研究背景(研究問(wèn)題、現(xiàn)有文獻(xiàn)綜述);
-記錄實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(分組、樣本量、對(duì)照組設(shè)置);
-提取關(guān)鍵結(jié)果(圖表數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)方法);
-評(píng)估結(jié)論(科學(xué)性、創(chuàng)新性、局限性)。
(2)科研設(shè)計(jì)框架:
-確定研究目標(biāo)(如驗(yàn)證某細(xì)胞因子在自身免疫病中的作用);
-設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案(動(dòng)物模型選擇、干預(yù)措施、檢測(cè)指標(biāo));
-預(yù)期結(jié)果與統(tǒng)計(jì)分析方法(如t檢驗(yàn)、ANOVA)。
(三)素質(zhì)目標(biāo)
1.培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。
(1)嚴(yán)謹(jǐn)性要求:強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)記錄的規(guī)范性(原始數(shù)據(jù)真實(shí)記錄)、結(jié)果分析的客觀(guān)性(避免主觀(guān)臆斷)、結(jié)論推導(dǎo)的邏輯性(基于實(shí)驗(yàn)證據(jù))。
(2)團(tuán)隊(duì)協(xié)作訓(xùn)練:通過(guò)分組實(shí)驗(yàn)(如流式細(xì)胞術(shù)數(shù)據(jù)分析)培養(yǎng)分工合作能力(如樣本分配、結(jié)果匯總、報(bào)告撰寫(xiě))。
2.提升對(duì)生命科學(xué)研究的興趣和創(chuàng)新意識(shí)。
(1)興趣培養(yǎng)途徑:結(jié)合免疫學(xué)發(fā)展史(如Burnet的克隆選擇學(xué)說(shuō)、Medawar的免疫耐受理論),展示科學(xué)發(fā)現(xiàn)的魅力。
(2)創(chuàng)新思維訓(xùn)練:討論免疫學(xué)熱點(diǎn)問(wèn)題(如衰老與免疫衰老、微生物組與免疫互作),鼓勵(lì)學(xué)生提出假設(shè)和解決方案。
三、課程內(nèi)容
(一)免疫學(xué)基礎(chǔ)理論
1.免疫系統(tǒng)組成與功能
(1)免疫器官:
-骨髓:B細(xì)胞發(fā)育場(chǎng)所,造血干細(xì)胞分化中心;
-胸腺:T細(xì)胞成熟場(chǎng)所,分泌胸腺素;
-淋巴結(jié):濾過(guò)淋巴液,抗原呈遞核心;
-脾臟:濾過(guò)血液,紅細(xì)胞破壞場(chǎng)所;
-黏膜相關(guān)淋巴組織(MALT):腸道Peyer'spatches、鼻咽淋巴組織等,黏膜免疫第一道防線(xiàn)。
(2)免疫細(xì)胞分類(lèi):
-T細(xì)胞:
-輔助性T細(xì)胞(CD4+):識(shí)別MHC-II類(lèi)分子抗原,分泌IL-2促進(jìn)細(xì)胞增殖,輔助B細(xì)胞活化;
-細(xì)胞毒性T細(xì)胞(CD8+):識(shí)別MHC-I類(lèi)分子抗原,殺傷感染細(xì)胞或腫瘤細(xì)胞;
-調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg):抑制免疫應(yīng)答,維持耐受(表達(dá)CTLA-4、PD-1)。
-B細(xì)胞:
-前B細(xì)胞:表達(dá)PAX5,表達(dá)μ鏈重鏈;
-成熟B細(xì)胞:表達(dá)IgM/IgD,經(jīng)抗原刺激分化為漿細(xì)胞(分泌抗體)或記憶B細(xì)胞。
-其他細(xì)胞:
-巨噬細(xì)胞:吞噬病原體,提呈抗原(MHC-I/II),分泌細(xì)胞因子;
-中性粒細(xì)胞:炎癥早期吞噬,主要?dú)?xì)菌;
-NK細(xì)胞:天然殺傷細(xì)胞,無(wú)MHC限制性殺傷病毒感染細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞。
(3)免疫分子機(jī)制:
-抗體結(jié)構(gòu):
-重鏈(α/γ/δ/ε):恒定區(qū)(CH1-CH3/CH2/CH3/CH4)和可變區(qū)(VH);
-輕鏈(κ/λ):恒定區(qū)(CL)和可變區(qū)(VL);
-補(bǔ)體系統(tǒng):
-激活途徑:經(jīng)典途徑(C1q-C1r-s-C4b2a3b)→MBL途徑(凝集素C3轉(zhuǎn)化酶)→替代途徑(C3b-I因子);
-生物學(xué)功能:裂解病原體、調(diào)理作用、炎癥介質(zhì)釋放。
-細(xì)胞因子:
-分類(lèi):白細(xì)胞介素(IL,如IL-1促進(jìn)炎癥)、干擾素(IFN,如IFN-γ抗病毒)、腫瘤壞死因子(TNF,如TNF-α致炎)、集落刺激因子(CSF,如GM-CSF促進(jìn)造血)。
-信號(hào)通路:JAK/STAT、MAPK、NF-κB等。
2.抗原與免疫應(yīng)答
(1)抗原的特性:
-大分子:通常>5kDa;
-異物性:非自身成分(如病原體蛋白、移植抗原);
-免疫原性:需具備T細(xì)胞表位(供MHC提呈)和B細(xì)胞表位(直接刺激B細(xì)胞)。
(2)抗原識(shí)別:
-MHC分子提呈機(jī)制:
-MHC-I類(lèi):內(nèi)源性抗原(病毒蛋白)經(jīng)TAP轉(zhuǎn)運(yùn)至內(nèi)質(zhì)網(wǎng),與β2微球蛋白結(jié)合表達(dá)于所有有核細(xì)胞表面;
-MHC-II類(lèi):外源性抗原(細(xì)菌蛋白)經(jīng)抗原加工體(MHC-II類(lèi)提呈復(fù)合體)處理,表達(dá)于抗原呈遞細(xì)胞(DC、巨噬細(xì)胞、B細(xì)胞)表面。
-T細(xì)胞受體(TCR)結(jié)構(gòu):α鏈+β鏈,可變區(qū)形成互補(bǔ)決定區(qū)(CDR1-3),識(shí)別MHC-抗原肽復(fù)合物。
(3)免疫應(yīng)答過(guò)程:
-感應(yīng)階段:抗原捕獲、處理、呈遞(DC遷移至淋巴結(jié));
-反應(yīng)階段:T/B細(xì)胞活化(雙信號(hào):T細(xì)胞需共刺激分子CD28+CD80/CD86)、增殖分化(細(xì)胞因子調(diào)控);
-效應(yīng)階段:
-體液免疫:漿細(xì)胞分泌抗體(類(lèi)別轉(zhuǎn)換、親和力成熟);
-細(xì)胞免疫:CD8+T細(xì)胞殺傷靶細(xì)胞、CD4+T細(xì)胞輔助免疫調(diào)節(jié)。
(二)免疫應(yīng)答機(jī)制
1.B細(xì)胞介導(dǎo)的體液免疫
(1)B細(xì)胞活化途徑:
-T細(xì)胞依賴(lài)性途徑:
-抗原處理:DC提呈抗原給初始CD4+T細(xì)胞(共刺激分子CD80/CD86+CD28);
-T細(xì)胞活化:分泌IL-4/21等細(xì)胞因子,輔助B細(xì)胞類(lèi)別轉(zhuǎn)換(IgM→IgG/IgA/IgE);
-B細(xì)胞增殖分化:漿細(xì)胞(短期/長(zhǎng)期)→抗體分泌,記憶B細(xì)胞形成。
-T細(xì)胞非依賴(lài)性途徑:
-抗原特性:分子量大、重復(fù)表位(如紅細(xì)胞的血型糖蛋白);
-B細(xì)胞活化:直接刺激B細(xì)胞,僅誘導(dǎo)IgM產(chǎn)生,無(wú)類(lèi)別轉(zhuǎn)換和記憶形成。
(2)抗體分類(lèi)與功能:
-IgM:五聚體,補(bǔ)體激活能力強(qiáng),出生時(shí)即存在;
-IgG:?jiǎn)误w,唯一能通過(guò)胎盤(pán),介導(dǎo)調(diào)理作用和ADCC;
-IgA:二聚體,主要存在于黏膜表面,防止病原體定植;
-IgE:?jiǎn)误w,介導(dǎo)I型過(guò)敏和寄生蟲(chóng)防御。
-親和力成熟:B細(xì)胞在T細(xì)胞輔助下,通過(guò)體細(xì)胞超突變和類(lèi)別轉(zhuǎn)換,提高抗體結(jié)合力。
2.T細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞免疫
(1)T細(xì)胞發(fā)育與分化:
-骨髓中造血干細(xì)胞→祖B細(xì)胞→前B細(xì)胞→B細(xì)胞進(jìn)入胸腺;
-胸腺微環(huán)境:皮質(zhì)區(qū)(陽(yáng)性選擇:TCR識(shí)別MHC呈遞的自身肽)→髓質(zhì)區(qū)(陰性選擇:清除反應(yīng)性T細(xì)胞);
-成熟T細(xì)胞遷移至外周淋巴器官(淋巴結(jié)、脾臟)。
(2)細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò):
-Th1型(輔助細(xì)胞免疫):產(chǎn)生IFN-γ、TNF-β,抗感染;
-Th2型(輔助體液免疫):產(chǎn)生IL-4、IL-5、IL-13,抗過(guò)敏/寄生蟲(chóng);
-Th17型(促炎癥):產(chǎn)生IL-17、IL-22,抗真菌/細(xì)菌感染;
-Treg型(免疫抑制):分泌IL-10、TGF-β,維持耐受。
(三)免疫調(diào)節(jié)與免疫病理
1.免疫調(diào)節(jié)機(jī)制
(1)免疫耐受:
-中樞耐受:發(fā)育過(guò)程中T/B細(xì)胞對(duì)自身抗原的清除或無(wú)反應(yīng);
-外周耐受:成熟免疫細(xì)胞接觸自身抗原時(shí)被抑制(機(jī)制:調(diào)節(jié)性T細(xì)胞Treg、PD-1/PD-L1抑制、免疫忽視)。
(2)免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò):
-細(xì)胞層面:Treg抑制效應(yīng)T細(xì)胞,CD8+抑制性T細(xì)胞(IST)抑制DC;
-分子層面:細(xì)胞因子(IL-10、TGF-β)抑制炎癥,免疫檢查點(diǎn)(CTLA-4、PD-1)阻斷共刺激信號(hào)。
2.免疫病理學(xué)基礎(chǔ)
(1)過(guò)敏反應(yīng):
-I型過(guò)敏:致敏階段(IgE結(jié)合肥大細(xì)胞)→激發(fā)階段(過(guò)敏原再次結(jié)合IgE)→介質(zhì)釋放(組胺/白三烯);
-臨床表現(xiàn):蕁麻疹、哮喘、過(guò)敏性鼻炎。
-防治:避免過(guò)敏原、抗組胺藥、糖皮質(zhì)激素。
(2)自身免疫疾?。?/p>
-類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎:滑膜成纖維細(xì)胞異常增殖,產(chǎn)生自身抗體(RF/ACPA),釋放TNF-α/IL-6;
-系統(tǒng)性紅斑狼瘡:抗dsDNA抗體導(dǎo)致腎小球損傷,補(bǔ)體沉積。
-治療策略:免疫抑制劑(甲氨蝶呤)、生物制劑(TNF抑制劑)。
(四)免疫學(xué)應(yīng)用
1.腫瘤免疫學(xué)
(1)腫瘤免疫逃逸機(jī)制:
-MHC失表達(dá)(如MAGE抗原);
-PD-L1高表達(dá)(如B7-H1/PD-L1結(jié)合PD-1);
-腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(TAM)極化(M2型抑制免疫);
-腫瘤細(xì)胞分泌免疫抑制因子(如TGF-β)。
(2)腫瘤免疫治療策略:
-免疫檢查點(diǎn)抑制劑:PD-1/PD-L1阻斷劑(納武利尤單抗、帕博利珠單抗);
-過(guò)繼性T細(xì)胞療法:改造患者T細(xì)胞(如CAR-T)特異性殺傷腫瘤;
-抗腫瘤疫苗:激發(fā)機(jī)體對(duì)腫瘤抗原的特異性免疫應(yīng)答。
2.微生物與免疫
(1)病原體感染與免疫應(yīng)答:
-細(xì)菌感染:革蘭氏陽(yáng)性菌(肽聚糖抗體/補(bǔ)體)→革蘭氏陰性菌(LPS誘導(dǎo)炎癥);
-病毒感染:溶菌酶/干擾素抗病毒,CD8+T細(xì)胞清除感染細(xì)胞;
-真菌感染:Th17型免疫(IL-17/22)促進(jìn)炎癥。
(2)疫苗學(xué)基礎(chǔ):
-減毒活疫苗:弱化毒力病原體(如卡介苗、麻疹疫苗);
-滅活疫苗:甲醛滅活病原體(如脊髓灰質(zhì)炎疫苗);
-重組蛋白疫苗:表達(dá)病原體抗原(如HPV疫苗);
-mRNA疫苗:遞送編碼抗原的mRNA(如COVID-19疫苗)。
3.免疫診斷技術(shù)
(1)常用方法原理:
-ELISA:基于抗原抗體特異性結(jié)合,檢測(cè)可溶性分子;
-流式細(xì)胞術(shù):檢測(cè)細(xì)胞表面/胞內(nèi)分子,分析細(xì)胞亞群;
-免疫印跡:SDS分離蛋白,轉(zhuǎn)膜后抗體檢測(cè)(如WesternBlot);
-免疫熒光:標(biāo)記抗體顯色,顯微鏡觀(guān)察定位。
(2)臨床應(yīng)用:
-傳染?。簷z測(cè)病毒抗原/抗體(如HIV、乙肝);
-自身免疫?。簷z測(cè)類(lèi)風(fēng)濕因子/抗CCP抗體;
-腫瘤標(biāo)志物:檢測(cè)癌胚抗原(CEA)、甲胎蛋白(AFP)。
四、教學(xué)方法與考核方式
(一)教學(xué)方法
1.課堂講授:
-采用多媒體課件(PPT)結(jié)合動(dòng)畫(huà)模擬(如MHC提呈過(guò)程),每章后設(shè)置課堂提問(wèn)(如“比較Th1與Th2細(xì)胞因子的功能差異”)。
-結(jié)合臨床案例(如過(guò)敏性哮喘治療中的免疫機(jī)制),講解理論的應(yīng)用。
2.小組討論:
-每周安排1次討論課,主題包括:
-“CAR-T療法的潛在毒副作用及改進(jìn)方向”;
-“微生物組如何影響自身免疫病的發(fā)生”;
-“
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