医学 免疫学 PP课件.ppt

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1、医学免疫学 Medical Immunology,第一章 医学免疫学绪论,分子生物学（Molecular Biology） 免疫学（Immunology） 细胞生物学（Cell Biology）,推动现代生命科学前进的三架马车,一、免疫学与生物学,免疫学促进了生命科学的发展 免疫细胞间信号转导揭示生命奥秘、免疫遗传学（MHC/HLA）揭示遗传控制免疫应答，从而在基因水平探讨机体生理功能、免疫学技术和试剂为生命科学研究提供有力手段，现代生物学进展在相当程度上有赖于免疫学新技术的建立、应用和推广。 免疫学促进了生物技术及生物产业发展 现代生物学发展促进免疫学发展,二、免疫学与医学,免疫性理论与临床

2、医学 现代免疫学理论直接指导和促进了临床医学的基础和应用研究。 应用免疫学与医学 免疫学预防、免疫学诊断、免疫学治疗。 免疫学与医学教育 免疫学理论覆盖面极广，几乎涉及基础医学和临床医学各学科。 在应用领域，免疫学技术已成为医学领域得到广泛应用的实验技术。免疫生物疗法是临床治疗学的主要方案之一。,第一节 医学免疫学简介,免疫学基本概念 免疫（Immunity） 机体对“自己”和“异己（非己）”识别、应答过程中所产生的生物学效应的总和，正常情况下是维持内环境稳定的一种生理性功能。,免疫学（Immunology） 主要研究机体免疫系统的结构和功能学科。包括：免疫系统的组织结构、免疫系统对抗原的识别

3、及应答、免疫系统对抗原的排异效应及其机制、免疫耐受的诱导、维持、破坏及其机制等。,医学免疫学,医学免疫学：是研究人体的免疫系统的组织结构和功能、免疫应答的类型与机制、免疫功能异常所致的病理过程及其机制以及免疫学理论、方法和技术在疾病预防、诊断和治疗中的应用的学科。,一、免疫系统及其功能,免疫系统的组成与结构 免疫器官 免疫细胞 免疫分子,1. 免疫器官或组织,免 疫 分 子,免疫系统的功能 免疫防御（immune defence） 免疫自稳（immune homeostasis） 免疫监视（immune surveillance）,二、免疫应答的种类及其特点,免疫应答（immune respo

4、nse) 是免疫系统识别和清除抗原的整个过程。 固有免疫（innate immunity） 适应性免疫(adaptive immunity),种群在长期进化过程中逐渐形成的防御功能，乃经遗传而获得，非针对特定抗原，是机体抵御病原体的第一道防线。亦称天然免疫或非特异性免疫。 特点：先天具有；无特异性；无记忆性；作用快。,固有免疫,识别病原：共有物质，脂多糖或多糖 应答时间：几分钟几十小时 是否特异：否 是否有记忆效应：否 作用：第一线防御,主要组成: 皮肤黏膜 局部分泌物质 吞噬细胞 NK细胞 补体 主要机制: 物理屏障 皮肤粘膜/血脑/血胎屏障； 化学屏障 皮肤与粘膜局部分泌抑菌和杀菌物质；

5、生物学屏障 非特异性效应细胞：中粒、单核/巨噬细胞、NK细胞等 非特异性效应分子：补体、溶菌酶、细胞因子等,适应性免疫应答 (adaptive immunity),适应性免疫应答：由个体接触特定抗原产生，仅针对该抗原而发生的反应。也称为特异性免疫或获得性免疫。 体液免疫和细胞免疫 初次应答和再次应答 主动免疫和被动免疫,获得性免疫,抗原,特异性免疫,可刺激机体产生特异性免疫应答的物质,抗原决定基,个体接触特定抗原（决定基/表位）而产生。 仅针对该特定抗原（决定基/表位）而发生反应。 后天获得；有特异性；有记忆性；作用慢而强。,即适应性免疫(adaptive immunity), 又称为特异性免

6、疫(specific immunity),适应性免疫应答的特点,特异性 特定免疫细胞克隆仅能识别特定抗原 应答所形成的效应细胞和分子，仅能与诱导其产生的特定抗原发生反应。 记忆性 耐受性,固有免疫和适应性免疫的发生规律 个体发生 系统发生 免疫细胞的进化 免疫器官的进化 免疫球蛋白的进化,三、免疫性疾病,异常免疫应答可导致免疫相关疾病的发生 超敏反应 自身免疫性疾病 免疫缺陷病,四、免疫学应用,免疫学诊断 免疫预防 免疫学治疗,第二节 免疫学发展简史 第三节 21世纪免疫学发展趋势,第二章 免疫器官的结构与功能,免疫系统（immune system) 执行免疫功能的组织系统，是机体对抗原刺激产

7、生应答、发挥免疫效应的物质基础。 免疫器官分为 中枢免疫器官 外周免疫器官,免疫系统,免疫器官,免疫细胞,免疫分子,初级（中枢）免疫器官,次级（外周）免疫器官,胸 腺,骨髓/腔上囊,脾 脏,淋巴结,其它淋巴组织,红 细 胞 / 血小板,粒 细 胞,单核巨噬细胞,淋巴细胞,APC,抗体 补体,细胞因子,膜免疫分子,体液免疫分子,1. 人体的免疫器官和组织,第一节 中枢免疫器官,中枢免疫器官是免疫细胞发生、分化、发育、成熟的场所，并对外周免疫器官的发育起主导作用。 人和哺乳类其他动物的中枢器官包括胸腺和骨髓，鸟类腔上囊（法氏囊）的功能相当于骨髓。,骨 髓,骨髓的功能 各类免疫细胞发生的场所 B细胞

8、分化成熟的场所 再次体液免疫应答中抗体产生的主要场所,Adaptive immunity,Dendritic cell,Ag presentation,Lymphocyte,Macrophage Monocyte,Phagocytosis Ag presentation,Neutrophil PMN,Phagocytic Anti-bacterial,Eosinophil,Anti-parasite immunity,Basophil,?Protection of mucosal surfaces?,Mast cell,Protection of mucosal surfaces,Functi

9、on of immune cells,在普通光学显微镜下观察Giemsa染色血涂片，中性粒细胞呈淡藕荷色，多叶核，胞浆中含有大量的细胞颗粒。透射电镜下其胞浆颗粒清晰可辨。,RBC,Neutrophils represent 60-70% of leukocytes in the peripheral blood. Their granules contain alkaline phosphatase, lysozyme, lactoferrin etc.,They are the earliest phagocytic cells to appear in the bacterial infe

10、ction and are prominent constituent of pus.,在普通光学显微镜下观察Giemsa染色的血涂片，嗜碱性粒细胞胞浆中布满深蓝色细胞颗粒。透射电镜下胞浆颗粒中充满致密物质。,在普通光学显微镜下观察Giemsa 染色的血涂片，嗜酸性粒细胞胞核为双叶状，胞浆中含有大量深红色细胞颗粒。透射电镜下其胞浆颗粒呈结晶状。,静息肥大细胞,激活后 5 分钟,激活后 60 分钟,单核细胞体积较大，蹄状核（左，普通光镜）。透射电镜显示其高尔基体发达、粒体丰富、胞浆颗粒明显（中）。扫描电镜显示腹腔巨噬细胞粘附于玻璃表面（右）。,单核巨噬细胞,（monocytes and macr

11、ophages）,郎格汉斯细胞 （Langerhans cells）,上皮组织中的LC（1，普通光镜）捕捉外来抗原后即进入引流淋巴结的T细胞区，成为IDC(并指状DC）（2，扫描电镜照片）。,并指状树突细胞（interdigitating DC）,IDC表达高水平的MHCII类分子和共刺激分子B7，具有激活T细胞的能力。,未活化淋巴细胞直径67微米，浆/核比例很小（左，普通光镜）。投射电镜显示未活化淋巴细胞胞核致密，胞浆中细胞器很少（右）。,T 淋巴细胞,胸 腺,胸腺的解剖结构 胸腺的细胞组成 胸腺微环境 胸腺的功能,皮质上皮细胞,Hassalls小体,皮、髓交界,胸腺细胞,髓质上皮细胞,树突

12、状细胞,巨噬细胞,皮质,髓质,胸腺小叶的结构,胸腺的细胞组成和胸腺微环境,胸腺的细胞组成 胸腺细胞 胸腺基质细胞：胸腺上皮细胞、巨噬细胞、并指树突状细胞 胸腺微环境：胸腺基质细胞、胸腺激素（胸腺素、胸腺血清因子、促胸腺生成素、胸腺体液因子、胸腺抑素）细胞因子、黏附分分子、末梢神经组成。,胸 腺 的 功 能,培育和输出成熟的T细胞 产生胸腺激素 免疫调节 自身耐受的建立与 维持,第二节 外周免疫器官或组织,外周免疫器官包括淋巴结、扁桃体、脾脏和黏膜免疫系统，它是成熟T细胞、B细胞等免疫细胞定居的场所，也是产生免疫应答的场所。,淋 巴 结 （lymph node),结 构,功 能,淋巴结结构,初级

13、淋巴滤泡,次级淋巴滤泡（生发中心）,胸腺依赖区 福皮质区,髓索,髓窦,HEV,输入淋巴管,输出淋巴管,浅皮质区,淋 巴 结 （lymph node),功 能,T细胞和B细胞定居的部位 产生免疫应答的场所 参与淋巴细胞再循环 过滤作用:针对来自淋巴液中抗原,脾 脏 （spleen),结 构,功 能,T细胞和B细胞定居的部位 合成某些生物活性物质,产生免疫应答的场所,人体最大的免疫器官,滤过作用，针对来自血液中抗原,外周免疫器官: 脾 (spleen),红髓,白髓,脾脏的结构,中央动脉,淋 巴 鞘,生发中心,淋巴小结,髓索,髓窦,脾 脏 （spleen),功 能,T细胞和B细胞定居的部位 合成某些

14、生物活性物质,产生免疫应答的场所,滤过作用，针对来自血液中抗原,黏膜免疫系统,黏膜免疫系统亦称黏膜相关淋巴组织（ mucosa-associated lymphoid tissue ，MALT），主要指呼吸道、肠道及泌尿生殖道黏膜固有层和上皮细胞下散在的无被膜淋巴组织、以及某些带有生发中心的、器官化的淋巴组织，如扁桃体、小肠派氏集合淋巴结、阑尾等。,黏膜免疫系统的组织结构,1、黏膜滤泡 M细胞、圆顶区细胞、淋巴滤泡 2、弥散淋巴组织 上皮内淋巴细胞：40% T细胞、60% T细胞 固有层淋巴细胞：比例几乎相同的T细胞和B细胞,MALT的组成 鼻相关淋巴组织 肠相关淋巴组织 支气管相关淋巴组织

15、MALT的功能及其特点： 参与局部免疫应答 产生分泌型的IgA 参与口服抗原的免疫耐受,第三节淋巴细胞归巢与再循环,淋巴细胞归巢（lymphocyte homing) 成熟淋巴细胞离开中枢免疫器官后，经血液 循环趋向性迁移并定居于外周免疫器官或组织的特定区域。 淋巴细胞再循环及其生物学意义 淋巴细胞再循环（lymphocyte recirculation)是淋巴细胞在血液、淋巴液、淋巴器官或组织间反复循环的过程。 淋巴细胞再循环的生物学意义： 1、合理分布 2、协同作用（T、B、APC） 3、增加抗原与淋巴细胞接触的机会 4、充实淋巴组织,淋巴细胞再循环模式图,组织,脾脏,淋巴结,输入淋巴管,

16、输出淋巴管,胸导管,HEV,第三章 抗 原,主要内容,决定抗原免疫原性的因素 抗原特异性 抗原的种类及其医学意义 抗原在临床实践中的应用 非特异性免疫刺激剂,具备以上两种特性者,免疫原性 lmmunogenicity,抗原性antigenicity,完全抗原,半抗原,只具有反应原性而无免疫原性者,蛋白质载体,特性,抗原（antigen，Ag）是指能与淋巴细胞抗原受体（TCR/BCR）特异性结合，刺激机体产生特异性免疫应答，并与相应免疫应答产物（指抗体或致敏淋巴细胞）在体内、外发生特异性结合反应的物质。,抗原的两个特性 免疫原性 免疫反应性(抗原性) 完全抗原 半抗原（hapten） 半抗原+载

17、体=完全抗原,免疫原 诱导机体产生正免疫应答的抗原。 变应原 诱导机体产生超敏反应免疫的抗原。 耐受原 诱导机体产生免疫耐受的抗原。,第一节 抗原的异物性与特异性,异 物 性 取决于抗原与宿主的亲缘关系。异物性不是专指体外物质，而是以免疫系统胚胎期或淋巴细胞发育的微环境是否曾与之接触而决定。 抗原特异性 指抗原诱导机体产生特异性免疫应答并与免疫应答产物发生专一结合的特性。,特异性,AD的性质、数目、空向构型决定抗原的特异性,决定抗原特异性的分子结构基础,抗原决定基（antigenic determinant）抗原分子中决定抗原特异性的基本结构或化学基团，也称为表位（epitope）。,抗原表位

18、的类型 线性表位（linear epitope） 构象性表位(conformational epitope) T细胞表位 B细胞表位,线性表位和构像表位,T细胞表位 可存在于抗原物质的任何部位，必须由APC将加工处理后才能暴露,从而被TCR识别. B细胞表位 多位于抗原表面,可直接被BCR能识别。,T细胞表位 与B细胞表位,抗原结合价：绝大多数的抗原是多价的,交叉反应与交叉抗原 交叉反应（cross reaction）某些抗原不仅可与其诱导产生的抗体（或致敏淋巴细胞）结合并相互作用，还可与其他的抗体（或致敏淋巴细胞）发生反应。 共同表位,抗A,抗B,两种不同的抗原分子所具有的相同或相似的抗原决

19、 定基称为共同抗原或交叉反应抗原。 相同决定基 交叉反应,A,B,甲,乙,A,A,B,C,抗 A 抗B,抗 A 抗C,共同抗原与交叉反应,共同抗原（交叉反应抗原） 两种不同的抗原分子所具有的相同或相似的抗原决定基称为共同抗原或交叉反应抗原。 交叉反应 具有共同抗原的物质其抗原和抗体之间相互结合发生的反应 。,半抗原-载体效应,第二节、决定抗原免疫原性的条件,2、分子量大小：通常分子量在10KD以上（大分子胶体）。 分子量越大，抗原性越强。,3、化学组成和结构：抗原物质表面必须有一定的化学组成和结构，凡含有芳香族氨基酸（尤为酪氨酸等）的蛋白质抗原性较强。,（一）抗原分子的理化特性,1、化学性质：

20、 蛋白质多糖类，脂类无免疫原性。,4、分子构象（conformation）与易接近性(accessibility) 分子构象 是指抗原分子的特殊化学基团的三维结构，它决定抗原分子是否能与相应免疫活性细胞表面的抗原受体互相吻合而启动免疫应答。 易接近性 是指抗原分子的特殊化学基因与相应免疫活性细胞表面的抗原受体相互接触的难易程度。,5、物理状态 环状结构直链结构 聚合状态单价状态 颗粒性抗原可溶性抗原,（二）宿主方面的因素 遗传因素 年龄、性别和健康状况 （三）抗原进入机体的途径 皮内皮下肌内腹腔静脉; 剂量,下列哪些物质对人来说具有免疫原性？哪种物质抗原性最强？,（1）牛血清白蛋白 （2）人血

21、清白蛋白 （3）多糖 （4）脂多糖 （5）糖蛋白 （6）脂蛋白 （7）单糖 （8）脂肪 （9）青霉素 （10）核酸,第三节 抗原的种类及其医学意义,根据抗原诱生抗体时对T细胞的依赖性分类 胸腺依赖性抗原（thymus dependent antigen, TD-Ag） 胸腺非依赖性抗原（thymus independent antigen, TI-Ag） TI-1抗原 TI-2抗原,根据抗原与机体的亲缘关系分类 异种抗原 同种异型抗原 自身抗原 异嗜性抗原：又称为Forsman抗原，指一类存在于不同种属的共同抗原。 豚鼠脏器SRBC 大肠样菌O86人B血型物质有共同抗原 肺炎链球菌14型人A血

22、型物质有共同抗原 大肠样菌O14人结肠粘膜,根据抗原是否由抗原提呈细胞所合成分类 外源性抗原 APC从外部摄取的蛋白质抗原。 内源性抗原 在APC内合成的抗原.,第五节 非特异性免疫刺激剂,免疫佐剂 指与抗原同时或预先注入机体后，能增强该抗原的免疫原性或改变免疫应答类型的物质。延长抗原滞留时间；增强免疫细胞激活所需要的协同刺激信号；促进吞噬细胞对抗原的加工处理形成局部炎症；刺激淋巴细胞的非特异性增殖等。 超抗原（superantigen，SAg） 在极低剂量水平就能活化大量（2%20%）T细胞或B细胞，并诱导强烈免疫反应的特殊抗原。 丝裂原,免疫佐剂,预先或与抗原一起注入机体，可增强机体对该抗

23、原的特异性免疫应答或改变免疫应答类型的物质称为免疫佐剂。,弗氏佐剂 Freund adjnvant 不完全弗氏佐剂 抗原水溶液 油剂（石蜡油或植物油） 乳化剂（羊毛脂或吐温80） 制成油包水抗原乳剂即为不完全弗氏佐剂 完全弗氏佐剂 不完全弗氏佐剂+死卡介苗 生物佐剂：卡介苗、短小棒状杆菌,超抗原激活T细胞的特点,超抗原 普通抗原 刺激能力 强（1/51/20） 较好（10-410-6 T细胞） 抗原处理 不需经APC处理 需经APC处理 MHC限制性 无 有,外源性的Sag，如SE、TSST-1,内源性的Sag，如病毒SAg,Superantigens,Conventional Antigen,Monoclonal/Oligoclonal response 1:104 - 1:105,Superantigen,Polyclonal response 1:4 - 1:10,丝裂原 PHA、ConA、PWM、LPS,丝裂原（mitogen）,可致细胞发生有丝分裂，进而增殖的抗原，亦称有丝分裂原 。,抗 体 （Antibody）,Next Lecture,