医学免疫学笔记

医学免疫学笔记

第一章 、第二章

一、重点与难点提示:

本章重点掌握免疫的含义、免疫的三大功能、免疫应答的类型及特点,免疫系统的组成及各自的功能。

二、基本概念及要点:

掌握以下基本概念:

1.免疫:是指机体识别和排除抗原性异物的功能,从而维持机体的生理平衡和稳定。正常情况下,对机体是有利的;但在某些情况下,则对机体是有害的。

2.固有性免疫应答:固有性免疫(innate immunity),是机体在长期种系进化过程中形成的天然防御功能。又称为天然免疫、先天性免疫或非特异性免疫(non-specific immunity)。

3.适应性免疫应答:适应性免疫(adaptive immunity)是指机体与抗原物质接触后获得的,具有针对性的免疫过程,故又称获得性免疫(acquired immunity)或特异性免疫(specific immunity)。

掌握以下要点:

1. 免疫的三大功能及其表现:

(1)免疫防御(immunological defence) 正常的免疫应答可阻止和清除入侵的病原体及其毒素等,即具有抗感染免疫的作用。

(2)免疫自稳(immunological homeostasis) 指机体对自身成份的耐受、对自身衰老和损伤细胞的清除、阻止外来异物入侵并通过免疫调节达到维持机体内环境稳定的功能。

(3)免疫监视(immunological surveillance) 免疫系统可识别、杀伤并及时清除体内突变的细胞,防止肿瘤的发生。

表1-1 免疫的功能与表现:

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2.免疫应答的类型及特点:

体内有两种免疫应答类型:一是固有性免疫应答,又称为非特异性免疫;二是适应性免疫应答,又称为特异性免疫。

●固有性免疫应答的特征是:(1)无特异性,作用广泛;(2)先天具备;(3)初次与抗原接触即能发挥效应,但无记忆性;(4)可稳定遗传;(5)同一物种的正常个体间差异不大。非特异性免疫是机体的第一道免疫防线,也是特异性免疫的基础。

●适应性免疫应答包括细胞免疫与体液免疫,三个阶段:①识别阶段;②活化增殖阶段;③效应阶段。其特征是:(1) 特异性,即T、B淋巴细胞仅能针对相应抗原表位发生免疫应答;(2)获得性,是指个体出生后受特定抗原刺激而获得的免疫;(3)记忆性,即再次遇到相同抗原刺激时,出现迅速而增强的应答;(4)可传递性,特异性免疫应答产物(抗体、致敏T细胞)可直接输注使受者获得相应的特异免疫力(该过程称为被动免疫)。(5)自限性,可通过免疫调节,使免疫应答控制在适度水平或自限终止。

3.免疫系统的组成及各自功能:

免疫系统(Immune System):由免疫器官、免疫细胞和免疫分子构成。

(1)免疫器官根据其功能不同可分为中枢免疫器官和外周免疫器官。

●中枢免疫器官是免疫细胞发生、分化、筛选与成熟的场所。它包括骨髓(bone marrow)、胸腺(thymus)及腔上囊(或法氏囊)。骨髓是造血多能干细胞所在地、人及哺乳类动物B细胞分化、成熟场所;骨髓的功能:再次免疫应答的场所,即是中枢免疫器官,但能缓慢持久产生Ab,又是外周淋巴器官。胸腺是T细胞分化、成熟场所;胸腺微环境构成了决定T细胞分化、增值和选择性发育的场所;胸腺微环境由胸腺基质细胞、细胞外基质及局部活性物质(如激素、细胞因子等)组成,其在胸腺细胞分化发育过程的不同环节均发挥作用。胸腺基质细胞包括胸腺上皮细胞、巨噬细胞、树突状细胞和成纤维细胞等,主要参与胸腺细胞的阴性选择和阳性选择。腔上囊是禽类特有的免疫器官,是禽类B细胞分化、成熟场所。

●外周免疫器官是免疫细胞定居和增殖的场所,也是免疫细胞接受抗原刺激产生特异性抗体和致敏淋巴细胞等免疫应答的场所。它包括淋巴结、脾脏、扁桃体及皮肤粘膜淋巴相关组织等。淋巴结的免疫功能有:①滤过、清除淋巴液中抗原异物的作用。②是T、B淋巴细胞居留增殖的场所。③是淋巴细胞接受抗原刺激、发生特异性免疫应答的场所。④参与淋巴细胞再循环。脾脏的功能有:①滤过、清除血液中抗原异物的作用。②是T、B淋巴细胞居留增殖的场所。③是淋巴细胞接受抗原刺激、发生特异性免疫应答的场所。④合成某些生物活性物质。皮肤、粘膜相关淋巴组织的免疫功能主要可概括为①构成机体防御外来抗原的第一道防线。②执行局部特异性免疫作用。

(2)免疫细胞(immunocyte):是指所有参与免疫应答或与之有关的细胞。根据免疫细胞在免疫应答中的作用可概括为四类:

①淋巴细胞:包括T、B淋巴细胞,由于T、B细胞可以TCR、BCR特异识别抗原故也称抗原特异性淋巴细胞。其分别介导细胞免疫和体液免疫。

②抗原递呈细胞(APC细胞):包括树突状细胞、巨噬细胞等。能捕获、处理并递呈抗原的细胞,在免疫应答过程中具有重要的递呈抗原肽及免疫调节作用。

③吞噬细胞:包括单核-巨噬细胞和中性粒细胞。具有吞噬和杀菌功能,在固有免疫中发挥重要作用。

④自然杀伤细胞:即NK细胞,可自发杀伤病毒感染细胞及肿瘤细胞,在固有免疫中发挥重要作用。

●黏膜相关淋巴组织组成成分,其具有的结构特点及功能

黏膜相关淋巴组织(mucosal-associated lymphoid tissue, MALT):主要包括扁桃体、阑尾和小肠派氏集合淋巴结以及呼吸道、肠道和泌尿生殖道粘膜上皮细胞下聚集的无包膜的淋巴组织。MALT没有输入淋巴管道,抗原由局部黏膜上皮细胞表面进入。在肠黏膜上皮细胞间存在一种特化的抗原转运细胞一M细胞,该种细胞能以吞饮形式将外来抗原转运到胞质内,并在未经降解情况下,将抗原转运到粘膜下结缔组织中。粘膜下结缔组织中富含巨噬细胞、

+树突状细胞以及与之混处在一起的T、B细胞。T细胞中以CD8T细胞为主(占80%~90%),

CD4+T细胞主要为CD45RO+记忆T细胞,B细胞主要是表型为mlgD+HLA-DR+B7+的记忆B细胞。功能:1、产生分泌型IgA(SIgA):成为黏膜局部抵御病原微生物感染的主要机制。2、参与粘膜局部免疫应答(局部抗感染、粘膜免疫: 疫苗的给药途径)

(3)免疫分子根据其存在的状态可以分为膜分子及分泌性分子

分泌性分子是由免疫细胞合成并分泌于胞外体液中的免疫应答效应分子,包括抗体分子、补体分子和细胞因子等。

膜分子(存在细胞膜表面的抗原或受体分子)是免疫细胞间或免疫系统与其它系统(如神经系统、内分泌系统等)细胞间信息传递、相互协调与制约的活性介质,包括TCR、BCR、MHC分子、CD分子及细胞粘附分子(cell adhesion molecules,CAMs)等。各类免疫分子将在其后各相应章节阐述。

淋巴细胞归巢与再循环

●淋巴细胞归巢:成熟的淋巴细胞离开中枢免疫器官后,经血循趋向性迁移并定居在外周免疫器官或组织的特定区域。

●淋巴细胞再循环:是淋巴细胞在血液、淋巴液和淋巴器官间的反复循环称再循环。 ●淋巴细胞再循环途径(淋巴结):淋巴细胞随血流→淋巴结深皮质区→穿过 HEV→进入淋巴组织内→移向髓窦→经输出淋巴管→胸导管→血循环。

●淋巴细胞再循环途径(脾):脾动脉→白髓区→脾索→脾窦→脾静脉→血循→脾动脉。 ●淋巴细胞再循环的意义:

1.使淋巴细胞分布更合理,淋巴组织可从循环池补充新淋巴细胞

2.增加了淋巴细胞与抗原和APC接触机会

3.增强了免疫应答反应

4.使机体免疫器官和组织形成有机整体

第三章 抗原(Antigen, Ag)

●抗原:是指能与T细胞的TCR及B细胞的BCR结合,使其增殖、分化,产生抗体或致敏淋巴细胞并与之结合,进而发挥免疫效力的物质。

●两个重要特性:

免疫原性(immunogenicity):即抗原刺激机体产生免疫应答, 诱生抗体或致敏淋巴细胞的能力。

抗原性(antigenicity) :与相应的免疫应答产物发生特异性结合的能力,也称反应原性(reactogenicity)。

●完全抗原(complete antigen):同时具有免疫原性和抗原性的物质称即通常所称的抗原。 ●半抗原(hapten)/不完全抗原(incomplete antigen):仅具备抗原性而不具备免疫原性的物质。 ●载体(Carrier):与半抗原结合后使之具有免疫原性的物质;

●耐受原(tolerogen):可诱导机体产生免疫耐受的抗原

变应原(allergen):能诱导变态反应的抗原

第一节 抗原的异物性与特异性

异物性:异物即非“己”的物质。一般来说,抗原与机体之间的亲缘关系越远,组织结构差异越大,异物性越强,其免疫原性就越强。

①异物性不仅存在于不同种属之间;

②也存在于同种异体之间,如同种异体移植物是异物,也有免疫原性;

③自身成份也可被机体视为异物。(如发生改变;在胚胎期未与免疫活性细胞充分接触。)

特异性:是指抗原刺激机体产生免疫应答及其与应答产物发生反应所显示的专一性,即某一特定抗原只能刺激机体产生特异性的抗体或致敏淋巴细胞,且仅能与该抗体或对该抗原应答的淋巴细胞有特异性结合。

●决定抗原特异性的结构基础是存在于抗原分子中的抗原表位。

抗原表位(epitope)、又称抗原决定簇(antigenic determinant)

①抗原分子中决定抗原特异性的特殊化学基团;

②它是与TCR/BCR及抗体特异性结合的基本结构单位,

抗原结合价(antigenic valence):指一个抗原分子上能与相应抗体发生特异性结合的抗原决定簇的总数

●T细胞抗原决定簇和B细胞抗原决定簇的概念及区别:

T、B细胞通常识别抗原分子中的不同抗原决定簇,分别称为该抗原的T细胞抗原决定簇和B细胞抗原决定簇。两者的区别有(表6—2—1)。

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●抗原表位的类型

根据抗原表位的结构特点

①顺序表位(sequential epitope)/线性表位(linear epitope):由连续性线性排列的短肽构成; ②构象表位(conformational epitope)/非线形表位(non-linear epitope):指短肽或多糖残基在序列上不连续性排列,在空间上形成特定的构象。

●根据T、B细胞所识别的抗原表位的不同

①T细胞表位:T细胞表位可存在于抗原物质的任何部位。

②B细胞抗原表位:B细胞表位多位于抗原表面,可直接刺激B细胞。

●抗原表位影响因素:化学基团的性质、数目、位置、空间构象

●表位-载体效应(carrier effect)

①表位(半抗原)特异性的B细胞和载体特异性的Th细胞共同参加。

②半抗原必须与蛋白质载体偶联,才能诱导出抗半抗原抗体。

③在免疫应答中,B细胞识别半抗原,并提呈载体表位给CD4+ T细胞,Th细胞识别载体表位,这样载体就可把特异T-B细胞连接起来(T-B桥联),T细胞才能激活B细胞。

●共同抗原表位(common epitope)

①某些抗原分子中常带有多种抗原表位,不同抗原之间含有的相同或相似的抗原表位。

②某些抗原不仅可与其诱生的抗体或致敏淋巴细胞反应,还可与其他抗原诱生的抗体或致敏淋巴细胞反应。

●交叉反应(cross-reaction):抗体或致敏淋巴细胞对具有相同和相似表位的不同抗原的反应。

第二节 影响抗原免疫应答的因素

抗原分子的理化性质

●化学性质::大分子有机物,如蛋白质、糖蛋白脂蛋白和 多糖类、脂多糖等都有免疫原性。 ●分子量大小:分子量越大,含有抗原表位越多,结构越复杂,免疫原性越强。大于100kD的为强抗原,小于10kD的通常免疫原性较弱,甚至无免疫原性。

●结构的复杂性

●分子构象 (conformation):某些抗原分子在天然状态下可诱生特异性抗体,但经变性改变构象后,却失去了诱生同样抗体的能力。

●易接近性(accessibility): 是指抗原表位能否被淋巴细胞抗原受体所接近的程度。

●物理状态 :一般聚合状态的蛋白质较其单体有更强的免疫原性;颗粒性抗原的免疫原性强于可溶性抗原。因此常将免疫原性弱的物质吸附在某些大颗粒表面,可增强其免疫原性。

宿主方面的因素:

①遗传因素

②年龄、性别与健康状态

●抗原进入机体方式的影响:

①抗原剂量要适中,太低和太高则诱导免疫耐受;

②免疫途径:皮内免疫>皮下免疫>腹腔注射/静脉注射>口服易诱导耐受;

③注射间隔时间要适当,次数不要太频;

④要选择好免疫佐剂,弗氏佐剂主要诱导IgG类抗体产生,

⑤明矾佐剂易诱导IgE类抗体产生。

第三节 抗原的种类

1、根据诱生抗体时需否Th细胞参与分类

●胸腺依赖性抗原(thymus dependent antigen, TD-Ag):

需在T细胞辅助才能激活B细胞产生Ab,由T细胞表位和B细胞表位组成。绝大多数Ag属此类。

●胸腺非依赖性抗原(thymus independent antigen,TI-Ag):

需T细胞辅助或依赖程度较低即可刺激机体产生抗体,由多个重复的B表位组成。少数Ag属此类。如细菌多糖、聚合鞭毛蛋白等。

●TD-Ag与TI-Ag的特性比较

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2、根据抗原与机体的亲缘关系分类 ●异嗜性抗原(heterophilic antigen)(Forssman 抗原):为一类与种属无关,存在于人、动物及微生物之间的共同抗原。如:溶血性链球菌的表面成分与人肾小球基底膜及心肌组织。

●异种抗原(xenogenic antigen):来自不同种属的抗原。

●同种异型抗原(allogenic antigen)

人:HLA;ABO系统和Rh系统等。

●自身抗原(autoantigen):在感染、外伤、服用某些药物等影响下,使免疫隔离部位的抗原释放,或改变和修饰了的自身组织细胞,可诱发对自身成分的免疫应答,这些可诱导特异性免疫应答的自身成分称为自身抗原。

●独特型抗原(idiotypic antigen):T细胞抗原识别受体(TCR)及BCR或Ig的V区所具有的独特的氨基酸顺序和空间构象,可诱导自体产生相应的特异性抗体,这些独特的氨基酸序列称为独特型(idiotype, Id)抗原而成为自身免疫原,所诱生的抗体(即抗抗体,或称Ab1)称抗独特型抗体(AId)。

3、根据抗原是否在抗原提呈细胞内合成分类

●内源性抗原(endogenous antigen):指在抗原提呈细胞内新合成的抗原。如病毒感染细胞合成的病毒蛋白、肿瘤细胞内合成的肿瘤抗原等。此类抗原在细胞内加工处理为抗原短肽,与MHC-Ⅰ类分子结合成复合物,被CD8+T细胞的TCR识别。

●外源性抗原(exogenous antigen):指并非由抗原提呈细胞合成、来源于细胞外的抗原。抗原提呈细胞可通过胞噬、胞饮和受体介导的内吞等作用摄取外源性抗原,如吞噬的细胞或细菌等。在内吞体及溶酶体内,此类物质被酶解加工为抗原短肽后,与MHC-Ⅱ类分子结合为复合物,被CD4+T细胞的TCR识别。

第四节 非特异性免疫刺激剂

1、超抗原:普通蛋白质抗原可激活机体总T细胞库中万分之一至百万分之一的T细胞。 某些抗原物质,只需要极低浓度(1~10ng/ml)即可激活2%~20%T细胞克隆,产生极强的免疫应答,这类抗原称之为超抗原(superantigen, SAg)。

●SAg的作用特点:

①具有强激活T细胞(CD4+T细胞)作用可刺激T细胞总数的5~20%;

②不需APC处理,直接与MHC-II类分子和TCR-V结合;

③不受MHC限制,同MHC-II类分子结合,增加TCR与SAg的亲和力;

④可激活T细胞,又可致T细胞产生免疫耐受或抑制.

2、佐剂:预先或与抗原同时注入体内,可增强机体对该抗原的免疫应答或改变免疫应答类型的非特异性免疫增强性物质,称为佐剂(adjuvant)。

●分类:

①生物性:卡介苗(BCG)、短小棒状杆菌(CP)、脂多糖(LPS)和细胞因子(如GM-CSF); ②无机化合物:氢氧化铝[Al(OH)3];

③人工合成:双链多聚肌苷酸:胞苷酸(poly I:C)和双链多聚腺苷酸:尿苷酸(poly A:U);矿物油;脂质体;免疫刺激复合物(ISCOMs) ;含CpG脱氧寡核苷酸 等。

●弗氏完全佐剂(Freund's complete adjuvant, FCA)、弗氏不完全佐剂(Freund's incomplete adjuvant, FIA)是目前动物试验中最常用的佐剂。

●作用机制:

①改变抗原物理性状,延缓抗原降解和排除,延长抗原在体内潴留时间;

②刺激单核-巨噬细胞系统,增强其对抗原的处理和提呈能力;

③刺激淋巴细胞的增殖分化,从而增强和扩大免疫应答的能力。

丝裂原— mitogen亦称有丝分裂原

因可致细胞发生有丝分裂而得名。由于其与淋巴细胞表面的相应配体结合,刺激静止淋巴细胞转化为淋巴母细胞和有丝分裂,激活某一类淋巴细胞的全部克隆,因而被认为是一种非特异性的淋巴细胞多克隆激活剂。

第四章 免疫球蛋白

一、 重点与难点提示:

本章重点掌握抗体和免疫球蛋白的概念、免疫球蛋白的基本结构、功能区及其功能、抗体的生物学活性、单克隆抗体的概念;熟悉免疫球蛋白的水解片段及其功能五类免疫球蛋白的特点与功能。

二、基本概念及要点:

掌握以下基本概念:

1、抗体(Ab):B淋巴细胞在有效的抗原刺激下分化为浆细胞,产生具有与相应抗原发生特异性结合功能的免疫球蛋白,这类免疫球蛋白称为抗体。

2、免疫球蛋白:具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白统称为免疫球蛋白 (immunoglobulin,Ig)。

3、超变区:V区内氨基酸组成及排列顺序的变化程度并不均一,其中变化最为剧烈的特定部位称为超变区(hypervariable region,HVR)。

4、互补决定区:VL与VH均有3个HVR,它们共同组成Ig的抗原结合部位(antigen-binding site),该部位因在空间结构上可与抗原决定簇形成精密的互补,故超变区又称互补性决定区(complementarity determining region,CDR)。

5、单克隆抗体:由单一克隆B细胞或者杂交瘤细胞产生的、只作用于某一种抗原表位的高度特异性抗体称为单克隆抗体(monoclonal antibody,mAb)。

掌握以下要点:

一、免疫球蛋白的结构

(一)、基本结构(以IgG为例)

1、四肽链结构

由两条相同的长链和两条相同的短链通过二硫键连接而成的四肽链分子。

2、两种链(重链与轻链)

重链(heavy chain, H链):由450-550个氨基酸残基组成。

轻链(light china, L链):由大约214个氨基酸残基组成。

3、每种链:两端,即氨基端(N端)、羧基端(C)

4、每种链:两区(可变区与恒定区)

①可变区(variable region, V区)

* Ig分子N端,在轻链1/2和重链1/4处,氨基酸组成和排列有较大差异 。

V区又可分为高变区(或互补决定区)和骨架区。

* 高变区(hypervariable region, HVR):在VL和VH中某些局部区域的氨基酸组成与排列变异极大,此为HVR。VH和VL各有3个HVR。

* 互补性决定区(complementarity-determining region):高变区乃抗体与抗原(决定簇)特异性结合的位置,该部位因在空间结构上可与抗原决定簇形成精密的互补,故HVR又称为CDR。

* 骨架区(framework region, FR):V区中非HVR部位的氨基酸组成和排列相对保守,此为FR。VH和VL各有4个骨架区。

②恒定区(constant region, C区)

* Ig分子C端,在轻链1/2和重链1/4(IgG、IgA、IgD)或1/5(IgM、IgE)处,氨基酸的组成和排列比较恒定。* C区虽不直接与抗原表位结合,但Ig的多种生物学活性是由C区介导的。

(二)、功能区

1、定义:Ig的多肽链分子可折叠成若干个链内由二硫键连接的球形结构。每个球形结构约由110个氨基酸组成,具有一定的功能,故称功能区。

2、各类Ig功能区

L链:VL、CL H链:VH、CH1、CH2、CH3、CH4(IgM、IgE)

3、功能区功能(以IgG为例)

1) VH和VL:与抗原特异性结合的部位;

2) CL和CH1:某些同种异型(allotype)遗传标记;

3) IgG的CH2、IgM的CH3:补体C1q结合点(激活补体经典途径);

4) IgG的CH3:结合单核/巨噬细胞表面FcR(介导不同生物学效应);

5)铰链区(hinge region)

* 位于CH1与CH2之间,含有丰富的脯氨酸,对蛋白酶敏感;不含α螺旋,故易伸展弯曲,有利于IgV区与抗原互补性结合;有利于暴露补体结合点。

(三)、水解片段

1、木瓜蛋白酶(papain)水解片段

IgG在木瓜蛋白酶作用下

→Fab段(抗原结合段)×2 + Fc段(可结晶段)

2、胃蛋白酶(pepsin)水解片段

IgG在胃蛋白酶作用下

→F(ab?)2 + pFc?(无活性)

意义:研究抗体的化学结构;用于临床,如用胃蛋白酶水解抗体保留了免疫原性,而pFc?又避免了Fc段因亲细胞性而引起的副作用。

(四)、J链和分泌片

1、J链(joining chain)

2、分泌片(secretory piece, sp)又称分泌成分(secretory comonent, sc)

二、免疫球蛋白质的类型

(1)类:根据重链恒定区(CH)氨基酸组成和排列不同,有γ、μ、α、δ、ε五种重链,分别组成IgG、IgM、IgA、IgD和IgE五类Ig;

亚类:同一类Ig根据绞链区氨基酸组成、重链二硫键数目和位置的差别,可分为亚类(IgG1-IgG4;IgA1-2)。

(2)型:根据轻链恒定区(CL)氨基酸组成和排列不同不同,分为κ型(kappa)和λ型(lambda)。

亚型:根据入链恒定区个别氨基酸的差异,分为λ1-4亚型。

三、免疫球蛋白的功能

(一)、V区的功能

V区的基本功能是与相应的抗原表位特异性地结合;

* 体液中的抗体与相应抗原结合:(A)发挥中和毒素和病毒作用;(B)介导体液免疫效应(生理与病理);

* B细胞表面的Ig(BCR)特异性结合抗原表位,赋予B细胞特异性识别抗原表位的能力

(二)、C区的功能

1、激活补体

(1)IgM、IgG1-3与抗原结合成复合物,激活经典途径。

(2)凝聚的IgA或IgG4可激活补体旁路途径。

2、与细胞表面FcR结合

(1)调理作用(opsonization)

* 促进吞噬细胞吞噬细菌等颗粒性抗原的作用。

* Ig Fc段与吞噬细胞表面FcR结合 →促进吞噬作用;

(2)抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用(Ab-dependent cell-mediated cytotoxicity,ADCC * 表达FcR的细胞(NK细胞、巨噬细胞、中性粒细胞、嗜酸性粒细胞)通过识别Ab的Fc段而直接杀伤被Ab所覆盖的靶细胞的过程称为ADCC。

(3)介导I型超敏反应

* IgE Fc段与肥大细胞、嗜酸粒细胞表面FcεR结合→靶细胞释放生物活性物质→I型超敏反应。

3、穿过胎盘和粘膜

* IgG可通过胎盘;sIgA可穿过呼吸道和消化道粘膜→参与粘膜局部免疫。

(三)、V区、C区共有的功能

* 抗体对免疫应答有正、负调节作用。

* 免疫原性

四、抗体的制备

1、多克隆抗体(polyclonal antibody,PcAb):用普通抗原免疫动物所获得的抗体,由于抗原含多种抗原决定簇,同时刺激多个B细胞克隆产生抗体,所获得的抗体是包括多种特异性抗体的混合物,此为多克隆抗体。

2、单克隆抗体(monoclonal antibody, McAb)

①概念:由一个BC克隆所产生的、识别一种Ag决定簇的同源Ab。

②MAb的优点是:高特异(仅针对特定抗 原表位)、高纯度(属同一类、亚类、型别)高效价、可大量生产。

③MAb的应用:

1)检测各种Ag(C表面Ag/TuAg/CK/H)

2)用于疾病治疗

(三)基因工程抗体又称重组抗体

借助DNA重组技术和蛋白质工程技术,按人们的意愿在基因水平上对Ig进行切割、拼接或修筛,重新组装成为新型抗体分子。

小结:抗体、免疫球蛋白的概念→免疫球蛋白的结构→免疫球蛋白的功能(结构决定功能)→五类Ig的特性和功能(从一般到特殊)→Ab的制备(尤其McAb)

熟悉以下要点:

1、免疫球蛋白的水解片段及其功能:

(1) 木瓜蛋白酶的水解作用

木瓜蛋白酶(papain)使Ig在铰链区重链间二硫键近N端处切断,形成3个水解片段:两个相同的单价抗原结合片段(fragment of antigen-binding)简称Fab段;一个可结晶的片段(crystalizable fragment)简称Fc段。Fab段生物保留了特异结合抗原的功能,但是单价的结合。Fc段保留了重链的抗原性和Ig相应功能区的活性。

(2) 胃蛋白酶的水解作用

胃蛋白酶(pepsin)可使Ig于铰链区重链间二硫键近C端处断开,形成一个具有与抗原双价结合的F(ab′) 2片段和无生物活性的小分子多肽碎片(pFc′)。

2、五类免疫球蛋白的特点与功能:

IgG:(单体)——“主力军”)

(1)分4个亚类:IgG1、IgG2、IgG3、IgG4

(2)血清含量最高(75%),分子量最小

(3)出生后3月开始合成,半衰期长21天左右

(4)唯一通过胎盘的Ig

(5)丙种球蛋白的主要成分

(6)抗感染抗体、参与自身免疫、超敏反应

IgM:(五聚体或单体)——“先头部队”

五聚体IgM:

(1)分子量最大,存在于血流中,抗败血症

(2)合成最早、半衰期短,用于早期诊断、产前诊断

(3)具有强大的调理、激活补体及杀菌作用

(4)血型抗体主要为IgM

(5)参与自身免疫、超敏反应

单体IgM:SmIgM为B细胞最早出现的重要表面标志

IgA:——“边防军”

血清型IgA:单体,存在于血清中,免疫作用弱

分泌型IgA:双体、三体及多体

(1)存在于乳汁、唾液及外分泌液中

(2)局部免疫、激活补体(替代途径)、ADCC

IgD:

(1)血清含量低(1%)

(2)为B细胞的分化受体

(3)防止免疫耐受的发生

IgE:

(1)正常时含量极低(0.002%)

(2)两类Fc受体—高亲和力受体:与I型超敏反应有关

低亲和力受体:与ADCC有关

3、免疫球蛋白的异质性

异质性(heterogeneity):

●不同抗原甚至同一抗原刺激B细胞产生的免疫球蛋白,在其特异性以及类型等诸方面均不尽相同 ;

●不同抗原表位刺激机体所产生的不同类型的免疫球蛋白分子,其识别抗原的特异性不同,其重链类别和轻链型别也有差异;

●不同抗原表位诱导的同一类型的免疫球蛋白(如IgG),其识别抗原的特异性不同。

4、导致异质性的因素

(1)外源因素所致的异质性——免疫球蛋白的多样性

(2)内源因素所致的异质性――免疫球蛋白的血清型

●免疫球蛋白既可与相应的抗原发生特异性的结合,其本身又可激发机体产生特异性免疫应答,呈现出不同的免疫原性。Ig分子上有三种不同的抗原表位:同种型、同种异型、独特型抗原表位。

①同种型:

存在于同种抗体分子中的抗原表位称为同种型,是同一种属所有个体Ig分子共有的抗原特异性标志,为种属型标志,存在于Ig C区。

②同种异型:

同一种属但不同个体来源的抗体分子也具有免疫原性的不同,也可刺激机体产生特异性免疫应答。这种存在于同种但不同个体中的免疫原性,称为同种异型,是同一种属不同个体间Ig分子所具有的不同抗原特异性标志,为个体型标志,存在于Ig C区。

③独特型抗原:

即使是同一种属、同一个体来源的抗体分子,主要由于其CDR区的氨基酸序列的不同,可显示不同的免疫原性,称为独特型;是每个免疫球蛋白分子所特有的抗原特异性标志,其表位又称为独特位(idiotope)。抗体分子每一Fab段均存在5~6个独特位,它们存在于V区。 独特型表位在异种、同种异体甚至同一个体内均可刺激产生相应抗体,即抗独特型抗体(anti-idiotype antibody,AId)。

第五章 补体系统

一、重点与难点提示:

本章重点掌握补体的概念、补体活化的经典途径、替代途径;补体的生物学活性;熟悉补体活化的MBL途径;了解补体活化的调控。

二、基本概念及要点:

掌握以下基本概念:

1、补体:正常人或动物血清中的一组球蛋白,具有酶活性,平时一般以非活动状态存在,当受到某些物质刺激时,C各成分便按一定的顺序呈现连锁的酶促反应,参与机体的免疫防御,同时C作为炎性介质,引起免疫损伤。

2、攻膜复合物(MAC):是指在补体活化过程的终末阶段由C5b、C6、C7、C8、C9形成的镶嵌于细胞膜并形成孔道样结构的C5b6789复合物,最终导致细胞溶解。

3、过敏毒素:补体裂解产生的小片段C3a、C4a和C5a作为配体与细胞表面相应受体结合后,激发细胞脱颗粒,释放组胺之类的血管活性介质,引起血管扩张、通透性增加、平滑肌收缩、支气管痉挛等症状。

掌握以下要点:

1.补体活化经典途径:

●激活剂:Ag-Ab复合物( IgG、IgM )

●参与成分:C1~C9

●激活过程:

(1)识别阶段:(即C1酯酶的形成)当抗体与抗原结合后,抗体构象发生改变,暴露出位于Fc段上的补体结合点,Clq便与之结合。继而激活Clr、C1s。

(2)活化阶段:(即C3,C5转化酶形成)活化的C1s依次酶解C4、C2,形成具有酶活性的C3转化酶,后者进一步裂解C3,形成C5转化酶。

(3)膜攻击阶段:(即攻膜复合体 【MAC】形成)在C5转化酶的作用下,C5被裂解成C5a和C5b。继而作用于后续的其他补体成分,形成C5b6789攻膜复合体(membrane attack complex, MAC),最终导致细胞膜受损,细胞裂解。

2.补体活化旁路途径:

●激活剂:酵母、细菌的多糖成分(LPS)、凝聚的 IgA、IgE等。

不经C1、C4、C2途径,激活物直接激活C3,继而完成C5~C9成分的连锁反应。 ●参与成分:B、 D、 P因子、C3、C5~C9

●激活过程:

在经典途径中产生的或自发产生C3b 可与 B因子结合,血清中D因子裂解B因子产生Ba和Bb。小片段Ba进入液相,而具有酯酶活性的大片段Bb与C3b结合 ,形成C3bBb,此即为替代途径中的C3转化酶。C3bBb易于衰变,但当与P因子结合后便稳定。C3bBb可裂解C3生成C3a和C3b,后者沉积在颗粒表面并与C3bBb结合形成C3bnBb,即C5转化酶,裂解C5,引起相同的末端效应。

3、MBL(甘露糖结合凝集素)激活途径—mannan-binding lectin pathway

●.激活剂 : MBL(MBL是一种钙依赖性糖结合蛋白,属于凝集素家族,存在血浆中) ●MBL复合物:①MBL

②MASP-1(MBL相关的丝氨酸蛋白酶 )

③MASP-2 (MBL-associated serine proteas):MASP2可水解C4和C2分

子,MASP1则可直接切割C3。

●激活途径:

与经典途径过程基本类似,但其激活起始于炎症期产生的蛋白与病原体结合后,而并非依赖IC的形成。

医学免疫学笔记

5、补体的自身调节:

①C3转化酶极易衰变

②未与细胞膜结合的C4b、C3b、C5b易衰变阻断补体级联反应,只有结合于固相的C4b、C3b、C5b才能触发经典途径;

③旁路途径的C3转化酶仅在特定的细胞或颗粒表面才具有稳定性

6、补体调节因子的作用

①防止或限制补体在液相中自发激活的抑制剂;

②抑制或增强补体对底物正常作用的调节剂;

③保护机体组织细胞免遭补体破坏作用的抑制剂:MCP 、CR1

7、补体的生物学功能

主要包括:①MAC的生物效应;

②活化补体片段的生物效应。

(一) MAC介导的细胞裂解作用

补体系统活化→膜攻击复合物→溶解靶细胞

(如奈瑟细菌等G阴性菌,异型红细胞等)。

(二) 补体活化片段介导的生物学作用

●调理作用:

Ag(颗粒性)-Ab 复合物→C3b、C4b、iC3b→结合于吞噬细胞CR→吞噬免疫复合物。 ●免疫复合物清除作用

Ag-Ab复合物(可溶性)→C3b或C4b→与血细胞(如红细胞、血小板)CR结合→吞噬清除。

●炎症介质作用:

①过敏毒素作用:

过敏毒素(C5a、C3a和C4a、 C5a、C3a)、肥大细胞和嗜碱性粒细胞(C5aR、C3aR)、释放活性介质( 如组胺、白三烯及前列腺素等)过敏反应性病理变化。

②趋化作用:

趋化因子(C5a、C3a、 C4a 和 C5b67、 C5a、C3a)、吞噬细胞向感染部位聚集炎症反应。 ③激肽样作用:

C2a、C4a能增强血管的通透性炎性渗出、水肿。

④免疫调节作用:

C3b促吞噬细胞作用;

C3b与B细胞表面CR1结合;

促B细胞增殖分化。

●免疫黏附:清除循环免疫复合物

8、补体的病理生理学意义

(一)机体抗感染的主要机制

生理条件下,机体常产生大量凋亡细胞,其表面表达多种自身抗原,若不能及时并有效清除之,可能引发自身免疫病。C1q、C3b和iC3b等可识别和结合凋亡细胞,并通过与吞噬细胞表面相应受体相互作用而参与对这些细胞的清除。

1、参与宿主早期抗感染免疫:

溶解细胞、细菌

引起炎症反应

调理作用

2、维护机体内环境稳定:

清除凋亡细胞

清除免疫复合物

(二)参与适应性免疫

1. 补体参与免疫应答的诱导:

C3可参与捕捉、固定Ag,使Ag易被APC处理与提呈;

如C3d可与BCR共受体复合物CD21结合,促使BCR-共受体交联, 促进B细胞活化等。

2.补体参与免疫应答的增殖分化

3.补体参与免疫应答的效应阶段

4.补体参与免疫记忆

第六章 细胞因子

一.基本要求

掌握:细胞因子的概念,细胞因子的共同特点。

熟悉:细胞因子的[分类及细胞因子的主要生物学活性

了解:细胞因子受体的特点及其分类

二.基本概念

1. 细胞因子:由活化的免疫细胞和某些基质细胞(如骨髓基质细胞)分泌的具有高活性、多功能的小分子蛋白质。

2. 干扰素(IFNs):病毒或干扰素诱生剂刺激宿主细胞产生的多功能低分子糖蛋白,具有抗病毒,抗肿瘤,免疫调节作用,分为IFN-α、IFN-β、IFN-γ。

3. 白细胞介素(ILs):指在白细胞或免疫细胞间相互作用的细胞因子。在T、B细胞的活化、增殖与分化及炎症反应中起重要作用。

4. 集落刺激因子(CSFs):指能刺激骨髓前体细胞的生长与分化的细胞因子,也称造血生长因子。

5. 肿瘤坏死因子(TNFs):能使肿瘤发生出血、坏死的细胞因子。

三、问题与提示

1.细胞因子的共同特征:

(1)均为低分子量的多肽或糖蛋白

(2)大多数是细胞受抗原或丝裂原等刺激活化后产生,以自分泌或旁分泌的方式发挥作用

(3)一种细胞因子可由多种细胞产生,同一种细胞也可产生多种细胞因子。

(4)通过与受体结合发挥作用

(5)具有高效性、多效性、网络性

(6)主要参与免疫反应和炎症反应

2、细胞因子的分类:

(1)干扰素(IFNs)

(2)白细胞介素(ILs)

(3)集落刺激因子(CSFs)

(4)肿瘤坏死因子(TNFs)。

(5)趋化因子

(6)生长因子

3、细胞因子的生物学活性

1) 介导和调节天然免疫(IFN,TNF,et al)

2) 介导和调节特异性免疫(IL-2,4,5,et al)

3) 参与炎症反应(IL-1,8,TNF,趋化因子,et al)

4) 刺激造血细胞生成和分化(CSF,EPO,et al)

5) 诱导凋亡

4、细胞因子受体的特点

1) 细胞因子受体分膜型、分泌型两种

2) 细胞因子受体胞外区与细胞因子结合

3) 不同细胞因子受体常共用信号传导链

5、细胞因子受体的分类

1) 细胞因子受体超家族(造血因子受体超家族):

2) 干扰素受体超家族:胞外区含有2-4个FNIII型功能区

3) 免疫球蛋白受体超家族:胞外区含有C2型功能区

4) 蛋白酪氨酸激酶受体超家族:胞内区含有PTK功能区

5) 肿瘤坏死因子受体超家族:胞外区含有4个富含Cys的功能区

6) G蛋白偶联受体超家族:7次跨膜蛋白

7) IL-8及趋化因子的受体

第七章 白细胞分化抗原和粘附分子

一、 基本要求

掌握:粘附分子及白细胞分化抗原的概念

熟悉:粘附分子的主要种类及主要生物学活性

了解:主要粘附分子的结构、功能

二、基本概念

1. 白细胞分化抗原(leukocyte differentiation Ag):血细胞在分化成熟为不同谱系、分化的不同阶段及细胞活化过程中,出现或消失的细胞表面标记分子。

2. CD (cluster of differentiation): 应用以单克隆抗体鉴定为主的方法,将来自不同实验室的单克隆抗体所识别的同一分化抗原归为一个分化群称CD。

3. 粘附分子(Cell Adhesion Molecule ,CAM): 泛指一类调节细胞与细胞间,细胞与细胞外基质(ECM)间相互结合,起粘附作用的膜表面糖蛋白。

三、问题与提示

1、粘附分子的共同特点

? 成对存在

? 糖蛋白

? 结合无特异性,无TcR、MHC样的多态性

? 主要介导细胞间粘附,也起信号传导作用

? 同时作用:一种细胞同时表达多种CAM,,多种CAM共同参与同一类细胞间的粘附

2.、黏附分子分类,以及主要有哪些功能?

●分类:粘附分子根据其结构特点和功能可分为整合素家族、免疫球蛋白超家族(IgSF)、选择素家族、钙粘蛋白家族等。

整合素家族主要介导细胞与ECM粘附,以及白细胞与血管内皮细胞粘附;免疫球蛋白超家族是指具有与IgV或C区相似的折叠结构,且氨基酸组成有一定同源性的一组分子,包括粘附分子、MHC、抗原识别受体、IgFc受体、白细胞分化抗原等,其主要功能是参与细胞间相互识别和相互作用;选择素家族主要介导血液流动状态下白细胞与血管内皮细胞的局部粘附,在g滚动过程中起作用;钙粘蛋白家族主要在细胞生长发育的选择性聚集中发挥重要作用。 ●粘附分子的生物学功能有:

(1)免疫细胞识别中的辅助受体和协同刺激或抑制信号:

①T细胞的识别、粘附及活化有关的CD分子及其功能:

CD3与TCR结合形成TCR-CD3复合物, TCR特异性识别抗原,CD3传导信号;

CD4和CD8是区分T细胞亚类的重要表面标志;

CD4- MHC II 分子结合是TCR-CD3识别抗原的辅助受体;

CD8-MHC I分子结合是TCR-CD3识别抗原的辅助受体;

CD28- B7-1/B7-2结合提供T细胞活化的重要协同刺激信号,提供T细胞活化的第二信号,刺激T细胞活化、增殖和分化;

CTLA-4 -B7-1/B7-2结合,提供活化T细胞抑制信号;

CD40L- CD40参与B细胞应答的重要协同刺激分子;

②B细胞识别、粘附及活化有关的CD分子及其功能:

CD79/CD79与BCR结合成复合物,转导BCR特异性识别抗原的信号;

CD19/CD21/CD81结合成复合物,辅助B细胞识别抗原,参与信号转导。促进B细胞的激活, CD21 为EBV受体,使EBV感染B细胞;

CD80/CD86(B7-1/B7-2)-CD28结合,转导T细胞活化协同刺激信号。

CD40- CD40L结合,参与B细胞活化的第二信号,刺激B细胞活化增殖和分化成熟。

(2)炎症过程中白细胞与血管内皮细胞黏附:白细胞上的黏附分子可与血管内皮细胞上互为配体的黏附分子相互黏附,参与炎症的发生。例如ICAM-l与LFA-l。

(3)淋巴细胞归巢:淋巴细胞的定向迁移,包括淋巴细胞再循环和白细胞向炎症部位迁移其分子基础是淋巴细胞上的归巢受体与血管内皮细胞上地址素相互黏附,使淋巴细胞穿过血管内皮细胞向外周淋巴器官、皮肤炎症部位、黏膜相关淋巴组织回归。例如:L-选择素与HEV上CD34结合。

3、CD分子和粘附分子及其McAb的临床应用

一、阐明发病机制

如 CD4分子是HIV的主要受体

二、在疾病诊断中的应用

HIV感染后CD4+细胞绝对数下降(<200个/?l),

正常该绝对数下降(>500个/?l)。

此外,CD McAb 为白血病、淋巴瘤的免疫学分型提供了精确的手段。

第八章 主要组织相容性复合体(MHC)及其编码分子

组织相容性抗原(histocompatibility antigen):通过移植鉴定与组织相容性有关的抗原;

主要组织相容性抗原系统(major histocompatibility antigen system, MHS):能引起较强移植排斥反应的抗原;

主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex, MHC):编码主要组织相容性抗原的具有高度多肽性的基因群。

人类白细胞抗原(human leukocyte antigen, HLA):人类主要组织相容性抗原系统。编码该抗原的基因也称HLA。

小鼠的第Ⅱ组抗原与肿瘤及移植排斥有密切关系,命名为histocompatibility-2,H-2:H-2代表小鼠的MHC复合体。

第一节 MHC结构及其多基因特性

多基因性(polygenic):指MHC由一组位置相邻的基因座位组成,各自产物具有相同或相似的功能。

●MHC主要功能:

①T细胞分化发育;

②特异性免疫应答的启动与调节。

●MHC结构复杂:

HLA是人体多态性最丰富的基因系统!是免疫遗传学的主要研究内容。

●MHC结构十分复杂:HLA是人体多态性最丰富的基因系统!

●多基因性:

指复合体由多个位置相邻的基因座位所组成,编码产物具有相同或相似的功能; ①人Ⅰ类基因:B、C、A三个座位

②人Ⅱ类基因: DP、DQ和DR三个亚区

(多基因性着重于同一个个体中MHC基因座位的变化;)

Ⅰ类基因及其产物

人:---- B、C、A三个座位---编码Ⅰ类分子的α链

小鼠:第17号染色体的H-2----- K、D、L位点--- 编码Ⅰ类分子的α链

Ⅱ类基因及其产物

人:DP、DQ和DR三个亚区--- 编码DQβ /DQα、DRβ/DRα、DPα-DPβ

小鼠:Ab、Aa、Eb和Ea位点---编码Ab/Aa、Eb/Ea 四条肽链

●经典的MHC Ⅰ类和Ⅱ类基因

它们的产物具有抗原提呈功能,并显示极为丰富的多态性,直接参与T细胞的激活和分化,调控特异性免疫应答。

H-2定位于小鼠第17号染色体,约1500bp。

HLA基因复合体定位于人第6号染色体短臂,224个基因座位(128+96),约3600bp。

●免疫功能相关基因,包括传统的Ⅲ类基因

主要参与调控固有免疫应答,不显示或仅显示有限的多态性。

二、I类和II类基因的表达产物: HLA分子

HLA I类和II类等位基因产物的表达具有共显性特点,即同源染色体对应座位上的两个等位基因皆能得到表达。

●HLA I类和II类Ag的结构、组织分布和功能

医学免疫学笔记

HLA I类

●组织分布:

▲所有有核细胞表面

▲HLA-C表达在绒毛滋养层细胞

▲高表达:

淋巴细胞5×105分子/细胞

Mφ,DC

▲低表达:

肺、心、肝细胞、神经细胞

成纤维细胞、肌细胞

●重链的基本结构

①由三个胞外结构域(a1、a2、a3)、穿膜区和胞质区组成

②远膜端的两个结构域a1和a2构成抗原结合槽

③a3免疫球蛋白超家族(IgSF)结构域,是T细胞CD8分子结合部位

●轻链的基本结构

①轻链为β 2微球蛋白(β 2m)

②编码基因位于第15号染色体

③稳定重链并使其有效表达于表面

●抗原结合槽

▲两个a-螺旋组成凹槽的壁,使凹槽二头封闭;

▲八条b-片层构成凹槽的底,底部有“袋”(pocket)。

HLV II类

●组织分布

①APC (DCs, B cells,Mφ )

②活化的T细胞

●a链和b链以非共价键组成异二聚体(dimer)

▲各有二个胞外结构域(a1、a2和 b1、b2)、穿膜区和胞质区组成

▲a2和b2结构域与Ⅰ类分子的a3相似,与T细胞表面CD4受体结合

▲a1和 b1形成抗原肽结合槽

●Ⅱ类分子抗原结合槽

▲两个a-螺旋(分别来自a1和 b1链)组成凹槽的壁,使凹槽二头封闭;

▲八条b-片层(分别来自a1和 b1链)构成凹槽的底,底部有“袋”(pocket)。

●Ⅱ类分子双二聚体(dimer of dimers)

两个抗原肽结合槽反向相互结合与二个CD4分子结合

●HLA-I类基因:

▲经典I类基因(HLA-Ia):HLA-A.B.C基因位点,具有高度多态性,每个等位基因均编码HLAI类分子的重链(α链)

▲非经典I类基因(HLA-Ib):HLA-E.F.G基因位点。因其有限的多态性及其编码产物分布的局限性而有别于HLA-Ia gene。

▲MIC基因(MHC class I chain-related):分MICA,MICB。 MICA有61个等位基因,是NKG2D的配体。

●HLA-II类基因(1):

DR亚区: DRA gene:产物为DR分子重链(α链);

DRB1-9:基因数目随单体型的不同而变化

DRB1是Ⅱ类区域中多态性最丰富的gene。

DQ亚区:有DQA、DQB gene,DQA1,DQB1为功能gene,分别表达α,β链,具有高度多态性,DQA2、DQB2为假gene.

DP亚区:二对DPA,DPB gene,其中DPA1、DPB1为功能gene,分别表达α、β链,DPA2、 DPB2为假gene

●HLA-II类基因(2)

DM亚区:由DMA,DMB组成,编码DM分子的α链和β链。

DM分子位于特定的细胞器称MHC II类区室(M IIC)

DOA和DOB:其产物共同组成HLA-DO分子的α链和β链。

TAP:抗原加工相关转运体(transporter associated with antigen processing)基因,由TAP1,TAP2两个位点组成,编码的蛋白与抗原肽的转 运,递呈有关。

LMP:低分子量多肽(low moleculor weight polypeptide),又称蛋白酶体相关基因(proteasome-related gene),编码产物参与内源性抗原处理和提呈。

●HLAⅢ类基因:

补体基因:C2、C4A、C4B、Bf

21-羟化酶基因 CYP21A:不具编码功能。

CYP21B:编码肾上腺21-羟化酶,其基因 缺失,突变等是引起先天性肾上

腺增生症的主要原因。

热休克蛋白基因:HSP70-1、HSP70-2、HSP-HOM

TNF基因:编码TNFα

三、免疫功能相关基因

该类基因产物一般不能和Ag肽形成复合物,故不能直接提呈Ag,但它们在免疫应答和免疫调节中发挥重要作用。

(一)血清补体成分编码基因

此类基因属经典的MHC III 类基因,表达的产物为C4B、C4A、Bf和C2。

(二)Ag加工提呈相关基因

1.蛋白酶体β亚单位(proteasome subunit beta type, PSMB),旧称低分子量多肽(LMP),编码蛋白酶体相关成分,蛋白酶体对内源性Ag的酶解。

2. Ag加工相关转运体(TAP)基因:参与对内源性Ag的转运,与MHC I 类分子结合。

3. TAP相关蛋白基因: TAP相关蛋白,对I类分子在内织网中装配起关键作用,参与Ag加工和提呈。

4. HLA-DM基因:其产物参与APC对外源性Ag加工提呈,与MHC II 类分子结合。

5. HLA-DO基因: DO分子是DM功能的负向调节蛋白。

(三)非经典MHC I 类基因

HLA-E:其产物抑制 NK 活性(表面NKG2-R)

HLA-G:在母胎耐受中发挥作用

(四)炎症相关基因

1. HSP基因:炎症和应激反应,内源性Ag加工提呈,“分子伴侣”;

2. TNF基因家族:TNFα、LTα和LTβ,炎症、抗病毒和抗肿瘤免疫应答。

3.转录调节基因或类转录因子基因家族

调节DNA结合蛋白NF-κB的活性

4. MHCⅠ类相关基因(MIC)家族

MIC是NK细胞激活性受体NKG2G配体

第二节 MHC的多态性

一、多态性的基本概念

●多态性(polymorphism)指一个基因座位上存在多个等位基因。多态性是一个群体概念,指群体中不同个体在等位基因拥有状态上存在差别,即群体中各座位等位基因的变化; ●多基因性着重于同一个体中MHC基因座位的变化。

●多态性:指一个基因座位上存在多个等位基因

▲因而MHC的多态性是一个群体概念,指群体中不同个体在等位基因拥有状态上存在差别; ▲某基因座位,某个体最多只能有两个等位基因,分别来自父、母;

二、连锁不平衡和单体型(了解)

●连锁不平衡(linkage disequilibrium)指分属两个或两个以上基因座位的等位基因,同时出现在一条染色体上的几率高于随机出现的频率。

●单体型(haplotype);是染色体上不同座位等位基因的特定组合。

某些单体型在群体中可呈现较高的频率,比单一HLA基因型别更能显示人种和地理的特点。检测单体型比分析单一的等位基因频率,更有助于搜寻HLA匹配的器官移植供者(了解)。

●MHC的遗传学特点

单体型(haplotype):同一条染色体上MHC不同座位等位基因的特定组合。

三、HLA多态性的产生及意义

▲HLA基因结构的变异为进化提供了基础。变异涉及突变、重组、转换等,而基因转换可产生性新的等位基因。新的等位基因在群体中得到积累,形成了多态性。

▲MHC多态性从基因的储备上,造就了不同个体对病原体的反应性和易感性不同。这一现象的群体效应,赋予物种极大的应变能力。

●MHC多态性:从基因的储备上,造就了各式各样的个体,他(她)们对抗原(病原体)入侵的反应性和易感性并不相同。

●有利的方面

赋於整个物种极大的应变能力,使之能对付多变的环境及各种病原体的侵袭。

MHC高度多态性具有强大生命力的体现 。

●不有利的方面

▲对于某个体:对某病原体的侵袭缺乏诱导免疫反应的能力或诱导的免疫反应的能力低下; ▲对于某个体:疫苗研制考虑MHC的多态性;

▲对于某个体:器官移植等

第三节 MHC分子和Ag肽的相互作用

一、 Ag肽和HLA分子相互作用的分子基础

锚定位: Ag肽往往带有两个或两个以上和HLA分子凹槽相结合的特定部位。

锚定残基:在锚定位的氨基酸残基,称anchor residue。能和同一类HLA分子结合的Ag肽,其锚定位和锚定残基往往相同或相似。

●Ⅰ类基因及其产物

▲抗原结合槽:

二头封闭的凹槽,容纳抗原肽的最佳长度为9个氨基酸;其中第2位和第9位氨基酸为锚着残基(anchor residue);插入凹槽,底部的 “袋”中,通过氢键 与Ⅰ分子结合;抗原肽中间隆起部位作为T细胞表位被TCR识别。

●Ⅰ和Ⅱ类分子抗原结合槽极为相似

●MHC Ⅰ类和Ⅱ类分子和抗原肽的相互作用

▲Ⅰ类分子结合的抗原肽

9个氨基酸多肽

▲Ⅱ类分子结合的抗原肽

①13~18个氨基酸多肽;

②9个氨基酸为核心结合序列Core binding sequence

●包容性(flexibility) :MHC分子对抗原肽的识别并非呈现严格的一对一关系,而是一种类型的MHC分子识别一群带有特定共同基序的肽段,由此构成两者相互作用的包容性。 ▲共同基序中以?x?表示的氨基酸,其顺序和结构可以改变;

▲同一MHC分子(特别是Ⅱ类分子)所要求的锚定残基往往不止一种氨基酸,结果是,符合某一共同基序的肽链数量可以相当地多,造成一种MHC分子有可能结合多种抗原肽,活化多个抗原特异T细胞克隆;

▲不同MHC分子接纳的抗原肽,也可以拥有相同的共同基序。

第四节 MHC的生物学功能

一、作为抗原提呈分子参与适应性免疫应答

1.T细胞以其TCR实现对抗原肽和MHC分子的双重识别(MHC限制性)

●作为抗原肽受体结合并递呈抗原—MHC主要的生物学功能

▲递呈自身抗原、与胸腺内CD8+T细胞/ CD4+T细胞TCR结合,参与T细胞选择、分化与发育;

▲参与递呈内源性抗原和外原性抗原,诱导成熟T细胞的免疫应答;

▲T细胞以其TCR实现对抗原肽和MHC分子的双重识别。

CD4 Th细胞识别Ⅱ类分子提呈的外源性抗原肽;

CD8 CTL识别Ⅰ类分子提呈的内源性抗原肽;

形成T细胞在抗原识别和发挥效应功能中的MHC限制性(MHC restriction)。

2.被MHC分子结合并提呈的成份,可以是自身抗原,甚至是MHC分子本身。参与构成自身免疫性、参与对非己MHC抗原的应答,并参与T细胞在胸腺中的选择和分化有关。

3.MHC是疾病易感性个体差异的主要决定者。

4.MHC参与构成种群基因结构的异质性

二、作为调节分子参与固有免疫应答

1.经典的Ⅲ类基因为补体成份编码,参与补体反应和免疫性疾病的发生。

2.非经典Ⅰ类基因和MIC基因产物可作为配体分子,以不同的亲和力调节NK细胞和部分杀伤细胞的活性;

3.炎症相关基因参与启动和调控炎症反应,并在应激反应中发挥作用。 “辩证观点”

●参与免疫调节

▲NK细胞的“丧失自我”识别方式

NK细胞对靶细胞的杀伤无需严格的MHC限制性. 而是以“丧失自我”(missing self)的识别方式杀伤缺乏MHC I类抗原或I类抗原发生突变的靶细胞。

正常条件下,抑制性受体识别细胞正常表达的MHC I类分子,使NK细胞不能杀伤自身正常细胞。

病毒感染细胞/肿瘤细胞,丢失MHC I类抗原或I类抗原发生突变/上调表达活化性受体识别的分子( MHC A/B ),使NK细胞活化。

▲参与母胎免疫耐受

滋养层细胞:高表达非经典HLA-E、HLA-F、HLA-G分子;不表达经典HLA-A、HLA-B I类分子及II类分子(DR、DQ、DP);但表达经典HLA-C分子。

可溶性HLA-G分子:G5、G6、G7;存在于整个妊娠期母胎界面/母体血液中;可能是妊娠期特异性免疫抑制分子。

▲参与T细胞发育和黏膜免疫

①经典HLAI类分子及II类分子通过胸腺中的阳性选择及阴性选择参与T细胞的发育; ②HLA-G/MHCA分子分别表达在胸腺中的DC/上皮细胞,也可能参与T细胞的发育; ③MHCA/B分子主要分布在胃肠道上皮细胞及纤维母细胞表面,与带有Vd1的gdTCR的T细胞(占T细胞的70%~90%)相互作用。

●MHC /HLA与临床医学

1、HLA分型与器官移植

器官移植的成败主要取决于供、受者间的组织相容性;其中HLA等位基因的匹配程度起关键作用。

2、HLA分子的异常表达和疾病

Tumor ↓

自身免疫病↑

3、HLA疾病的关联

与HLA呈强相关的一些自身免疫病

4、HLA和法医学应用

①亲子鉴定

②刑事案件的侦破

③对死亡者“验明正身”

第八章 主要组织相容性复合体及其编码分子

一、基本要求

掌握:MHC的概念、功能

熟悉:HLA的基因结构、HLA抗原的结构与分布特点及MHC限制性

了解:HLA与抗原肽的结合特点、HLA复合体遗传特征

二、基本概念

1) 主要组织相容性复合体(MHC):脊椎动物某一染色体上编码主要组织相容性抗原、控制细胞间相互识别、调节免疫应答的一组紧密连锁基因群HLA抗原:即人类的主要组织相容性抗原,其分布在人体所有有核细胞表面,但因该抗原首先在白细胞表面发现的,并且白细胞是进行此类抗原研究的最适宜材料来源,故称之为人白细胞抗原(HLA)。

3) HLA复合体:即人类的MHC,为编码HLA的一组紧密连锁的基因群。

4) 抗原肽转移体基因TAP(transporter of antigenic peptides):MHC-II类基因,参与内源性抗原的递呈,将抗原肽转运至内质网。

5) 巨大多功能蛋白酶体LMP(large multifunctional proteasome)or 低分子量多肽(low molecular weight polypeptide):MHC-II类基因,参与内源性抗原的递呈,起降解抗原肽的作用。

6) MHC限制性:CTL与靶细胞间、Th与Mф间、Th与B细胞间相互作用时, TCR不仅要识别抗原决定簇,还需识别靶细胞或Mф、B细胞表面的MHC分子,这一现象称为MHC限制性。

三、问题与提示

1、HLA复合体的基因组成即分区

HLA复合体共有3600bp,224个基因座位中128个有功能,其特点包括:

1)免疫功能相关基因最集中、最多

2)基因密度最高

3)多态性最丰富

4)与疾病关联最密切

2、HLA复合体分区(遗传特点):

HLA复合体可分为三个区,分别编码I、II、III类基因:

1)HLA-Ⅰ类基因区: 位于HLA复合体远离着丝点的一端,该区存在多达数十个Ⅰ类基因座位,根据编码产物分布、功能及多态性不同,又可分为:

? 经典HLA-Ⅰ类基因:HLA-A、HLA—B、HLA-C

? 非经典HLA-Ⅰ类基因:HLA-E、HLA-F、HLA-G

2)HLA-Ⅱ类基因区:位于HLA复合体着丝粒端

? 经典的HLA-Ⅱ类基因:HLA-DQ、HLA-DR、HLA-DP

? 抗原加工提呈相关基因:

*低分子量多肽基因或巨大多功能蛋白酶体基因(LMP)

*抗原加工相关转运体基因或抗原肽转运体基因(TAP)

*HLA-DM

*HLA-DO

3)HLA-Ⅲ类基因区:位于HLA-Ⅰ、Ⅱ类基因之间

4、HLA-Ⅰ、Ⅱ分子的分布与结构:

(1)HLA分子的组织分布:

? HLA-Ⅰ类分子表达在绝大多数有核细胞表面,包括血小板、网织红细胞,但神经细胞、成熟的滋养层细胞不表达经典的HLA -Ⅰ类分子。

? HLA-Ⅱ类分子主要表达在APC(Mф、DC、成熟B细胞等)、胸腺上皮细胞、血管内皮细胞及激活的T细胞表面。

(2)HLA分子的结构:

? HLA-Ⅰ类分子的结构:

HLA-Ⅰ类分子是由由α链和β2m组成经非共价键连接成的异二聚体。分为多肽结合区、免疫球蛋白样区、跨膜区和胞内区:

肽结合区(a1 、a 2区):容纳8-10aa组成的短肽,具有多态性,是T细胞识别部位 免疫球蛋白样区(a 3):与Tc细胞表面CD8分子结合

b2m:增强I类抗原的表达和稳定性

跨膜区:锚定HLA-Ⅰ类分子

胞内区:参与跨膜信号的传递

? HLA-Ⅱ类分子的结构:

HLA-Ⅱ类分子是由α链、β链以非共价键连接的异二聚体。分为

肽结合区(a1 、b1区):容纳10-15aa组成的短肽,具有多态性

免疫球蛋白样区(b2 区):与Th细胞表面CD4分子结合

跨膜区及胞内区

5、MHC分子的功能:

(1)参与抗原加工和提呈

外源性抗原:如胞外菌

内源性抗原:如病毒包膜蛋白、肿瘤抗原

(2)调节免疫应答

? 抗原肽-MHC-TCR三分子复合体启动免疫应答

? MHC是协同刺激分子

? MHC限制性

CTL与靶细胞间、Th与Mф间、Th与B细胞间相互作用时, TCR不仅要识别抗原决定簇,还需识别靶细胞或Mф、B细胞表面的MHC分子,这一现象称为MHC限制性。 ? 对免疫应答强弱的影响

(3)与T细胞分化过程

(4)诱导同种免疫应答

6、HLA复合体的遗传特点:

1)单元型遗传

2)共显性遗传+复等位基因→高度多态性

3)连锁不平衡

7、MHC肽结合槽的特点

MHC基因及其产物的极端多样性,造成不同MHC分子结构上的差异,这些差异主要集中于MHC分子的肽结合槽,从而决定了特定型别的MHC分子和抗原肽的结合具有一定的选择性。

MHC分子高亲和力与抗原肽结合成为复合物,这是保证MHC分子有效提呈抗原的重要前提。

MHC-I分子的肽槽由MHC-Ia链的 a1和 a2结构域组成,而MHC-II分子的肽槽由MHC-IIa 链的 a1和MHC-IIb 链的 b1结构域组成。前者的两端处于封闭状,而后者的两端则较为开放。MHC-I分子只能接纳9肽,而MHC-II分子则能接纳较长的肽段。

8、MHC分子-抗原肽复合物的特征

1)MHC分子抗原结合凹槽与抗原肽结合的特点 与MHC结合成复合物的抗原肽往往带有两个或两个以上的关键氨基酸(锚着残基,anchor residue)专司和MHC分子肽结合槽中的多肽结合基序相结合,二者具有一定的特异性。

2)MHC分子提呈抗原肽的相对选择性

3)MHC分子对抗原肽识别和递呈的包容性 MHC分子对抗原肽的识别并非严格的专一性,而是一种MHC分子可识别并结合带有特定共同基序的一群肽段,由此显示二者相互作用中的包容性。

9、HLA的生物学功能

1)对蛋白质抗原的处理与加工

? HLA-I类分子:内源性抗原的递呈分子

? HLA-II类分子:外源性抗原的递呈分子

2)调节免疫应答

? 形成MHC-抗原肽-TCR复合物,启动免疫应答

? 在TCR特异性识别APC所提呈的抗原肽过程中,必须同时识别与抗原肽结合成复合物的MHC分子,才能产生T细胞激活的信号

? MHC限制性:免疫细胞间相互作用时,除细胞受体识别相应抗原决定簇外,细胞间还必须识别相应的MHC分子

? MHC分子是T细胞活化的协同刺激分子:CD4----MHCII、

? CD8----MHCI

? 调节免疫应答强弱

3)参与T细胞的分化

4)诱导同种免疫应答

第九章 B淋巴细胞

●是由哺乳动物骨髓或鸟类法氏囊中淋巴样干细胞分化成熟而来。

●定居于外周免疫器官的脾脏及淋巴结内

●功能:①产生抗体、介导体液免疫

②分泌细胞因子

③调节免疫应答

第一节、B细胞的分化发育

●骨髓中分化发育:BCR表达、中枢免疫耐受的形成

一、BCR的基因结构及其重排

编码BCR的基因在胚系阶段是以分隔的、数量众多的基因片段的形式存在。

重链基因:14号染色体长臂

编码可变区:V基因片段(40)、D基因片段(25)、J基因片段(6)

编码恒定区:C基因片段(9)

?链基因:第2条染色体短臂

编码可变区:V基因片段(40)、J基因片段(5)

编码恒定区:C基因片段(1)

λ链基因:位于第22号染色体

V 基因片段(30),Jλ -Cλ连在一起形成Jλ -Cλ对,有4个Jλ -Cλ对。

●BCR的基因重排

Ig的胚系基因是以分隔开的基因片段的形式存在,只有通过基因重排形成V D J(重链)或V J(轻链)连接后,再与C片段连接,才能编码完整的Ig多肽链。

●等位基因排斥:B细胞中位于一对染色体上的轻链或重链基因,其中只有一条染色体上的基因得到表达,先重排成功的基因抑制了同源染色体上另一等位基因的重排。

●同种型排斥:轻链和λ轻链之间的排斥,轻链基因的表达抑制了λ轻链基因的表达。

●BCR多样性产生的机制

1、组合引起的多样性(combinatorial diversity)

2、连接引起的多样性

3、体细胞高频突变(somatic hypermutation)引起的多样性

●组合引起的多样性

人VH:40个功能性VH基因片段,25个D基因片段,6个JH基因片段,6000种VH。 人κ :40个功能性Vκ 基因片段,5个Jκ基因片段,200种。

人λ:30个Vλ片段和4个Jλ,120种。

总计:1.9X106.

●体细胞高频突变引起的多样性

只发生在已重排过的V基因,在外周免疫器官的生发中心。主要方式是点突变,有热点位置(CDR)。突变后有些分子的亲和力会优于原有的分子,在抗原免疫后产生抗体亲和力成熟的现象。

二、B细胞的分化发育过程

B细胞的分化过程可分为两个阶段,即抗原非依赖期和抗原依赖期

第一阶段发生在骨髓:骨髓中的pro-B细胞重链V-D-J重排,即转化为pre-B细胞,进而发育为μ+的不成熟B细胞;进一步发育为μ+δ +的成熟B细胞。B细胞分化的非抗原依赖期,进行阴性选择。

第二阶段发生在外周免疫器官:接受抗原刺激后,B细胞可发生类型转换,最终分化为浆细胞。B细胞分化的抗原依赖期,进行阳性选择。

●B细胞自身耐受------中枢耐受产生

前B细胞在骨髓中分化为未成熟B细胞后,表面表达mIgM,此时能识别自身抗原的B细胞克隆以其BCR(mIgM)与骨髓中出现的自身抗原发生结合,产生负信号,发生细胞凋亡,受体编辑,失能。

这是B细胞自身耐受------中枢耐受产生的机制。

●B细胞抗原受体(B cell receptor, BCR)复合物

mIg

不成熟B细胞(immature B cell):mIgM 表达开始于骨髓中;

→成熟B细胞(mature B cell)主要为:mIgM和mIgD外周免疫组织

→成熟B细胞——浆细胞:不表达mIg;

→ 记忆B细胞:表达mIg— 与抗原结合的亲和力提高

第二节 B细胞的表面分子及其作用

●BCR复合物:BCR、Iga与Igb(CD79a与CD79b)

●B细胞抗原受体(B cell receptor, BCR)复合物:

Igα/Igβ:又称CD79α/CD79β,表达于除浆细胞外B细胞发育的各个阶段.

Igα/Igβ和mIg穿膜区均有极性氨基酸,藉静电吸引而组成BCR复合物

Igα和Igβ的胞内区有ITAM基序,作为信号传导分子传导抗原与BCR结合所产生的信号.

●B细胞共受体——CD21,CD19,CD81复合物

———加强B细胞活化信号传导

CD21:

①分布于B细胞表面;配体为C3d、iC3b

②B细胞表面抗原受体形成交联,引起多聚化,启动信号转导。

③EBVR

CD19:

胞浆区可以传递活化信号

CD81:

稳定CD21,CD19,CD81复合物

●协同刺激分子

CD40:组成性表达于B细胞表面。配体为CD40L,分布于活化的T细胞 表面。

CD40- CD40L之间相互作用是B细胞活化的第二信号,对于B细胞的分化成熟和抗体产生具有重要作用。

CD80/CD86 即B7:与CD28结合为T细胞的活化提供的第二信号(协同刺激信号)。

第三节 B细胞亚群及功能

分为B1细胞和B2细胞:根据CD5表达情况分为

●B1细胞( CD5+):主要识别非蛋白质抗原,介导TI-Ag产生抗体。B1介导免疫应答的特点是不发生体细胞突变,无亲和力成熟,产生低亲和力的IgM,无免疫记忆。参与抗细菌感染的早期免疫应答;能产生多种针对自身抗原的抗体,与自身免疫病相关。

●B2细胞(CD5-):即成熟的B细胞,主要识别蛋白质抗原TD-Ag,产生高亲和力抗体,行使体液免疫功能,有免疫记忆。

●B细胞的功能:

1、产生抗体介导体液免疫应答

①中和作用:

②调理作用:

③参与C的溶菌溶细胞作用:

④ADCC:

2、提呈抗原: BCR结合可溶性抗原

3、免疫调节: 分泌细胞因子等

第十章 T淋巴细胞

一、 要点

1.掌握T细胞重要的表面分子

2.掌握T细胞的主要亚群及其功能

二.概念要点与提示

(一)T细胞表面分子及其作用

1.TCR-CD3复合物

① TCR-CD3复合物是T细胞识别抗原和转导信号的主要单位。TCR特异识别是由MHC分子提呈的抗原肽,CD3是转导T细胞活化的第一信号。

② TCR是T细胞特有的表面标志,属IgSF成员。根据TCR异二聚体的不同组成,可将其分为TCRαβ和TCRγδ两种类型。

③ CD3由五种肽链组成,即γδεδ和ε,均能转导TCR的信号(胞浆区内均有ITAM)。

2.CD4和CD8分子

CD4和CD8分子属T细胞辅助受体(co-receptor),IgSF成员。分别与MHCⅡ类和MHC-Ⅰ类分子非多态区结合,这既加强了T细胞与APC或者与靶细胞的相互作用,又参与了抗原刺激TCR-CD3信号转导。此外,参与T细胞在胸腺内的发育成熟及分化。

3.协同(辅助)信号分子

① 最重要的是CD28与B7结合后由CD28转导为第二活化信号。

②CTLA—4(CD152)由活化的T细胞表达,其结构与CD28分子高度同源,CD28和CTLA—4的天然配体均为CD80(B7.1)和CD86(B7.2)。CTLA—4与CD80/CD86的亲和力显著高于CD28,因其胞浆内区有ITIM,给予已活化T细胞抑制信号。

③CD40L(CD154)属Ⅱ型跨膜蛋白,主要表达于活化的CD4+T细胞和CD8+T细胞,其配体为CD40;功能:①作为协同信号参与对B细胞的应答,参与TD—Ag诱发的免疫应答;②诱导记忆性B细胞形成;③参与B细胞的阴性和阳性选择。

④LFA—1配体是ICAM—1、2、3,主要功能是促进T细胞与靶细胞或其他细胞间的相互结合,从而增强细胞介导免疫效应。

⑤LFA—2即CD2分子,又名绵羊红细胞(SRBC)受体。人类95%成熟T细胞、50%~70%胸腺细胞以及部分NK细胞表面可表达CD2分子。配体为LFA—3(CD58)、CD59和CD48。CD2分子既能介导T细胞旁路激活途径,又能介导效应阶段激活途径。

2. 丝裂原受体

丝裂原与T细胞表面相应膜分子上特定的糖基交联后,可直接使静止状态的T 细胞活化、增殖、转化为淋巴母细胞。PHA和ConA为最常用的T细胞。

(二)T细胞亚群

1.特有标志TCR,重要的表面标志还有CD3、CD28、CD2、CD4、CD8分子。

2.细胞亚群

(1)CD4+T细胞亚群和CD8+亚群

①CD4+T细胞 识别由13~17个氨基酸残基组成的抗原肽,并受自身MHCⅡ类分子限制。这类细胞只表达TCRαβ,而不表达TCRδγ。

②CD8+T细胞 识别8~10个氨基酸组成的抗原肽,并受经典MHC遗传性限制。

(2)TCRαβ细胞和TCRγδT细胞

TCRαβ细胞和TCRγδT细胞特性的比较

特性 TCRαβ细胞 TCRγδT

TCR 多态性显著 较少多态性

分布 外周血 60%~70% 5%~15%

组织上 外周淋巴组织上 粘膜上皮

表型 CD3+CD2+ 100% 100%

CD4+CD8- 60%~65% <1%。

CD4-CD8+ 30%~50% 20%~50%

CD4+CD8- <5% >50%

辅助细胞 Th细胞

杀伤细胞 Tc细胞 Tc细胞

3、Th、CTL和Tr 细胞(重要)

1.Th细胞

Th1细胞和Th2细胞分别在细胞免疫和体液免疫应答中发挥重要作用。

Th3细胞通过分泌TGF-β发挥负调节作用。CD4+T细胞还可分化为Tr1细胞。 Th17细胞: 主要指活化的Th17细胞分泌IL-17, (此外分泌IL-6和TNF-α等)

2. CTL (Tc) 细胞:通常指表达TCRαβ和CD8分子的CTL细胞。

Tc1细胞、Tc2细胞 (只提一下)

3. CD4+CD25+调节性T细胞(Tr):表10-2 两类调节性T细胞的比较P104

foxp3阳性者为Tr细胞,在免疫应答负调节及自身免疫耐受中发挥作用(P170)

(三)T细胞功能

【一、CD4+Th细胞功能

1.CD4+Th细胞亚群

Th1细胞和Th2细胞见P106表10-3

+2.CD4Th细胞分化的调节 见P63图6-2

CD4+T细胞亚群的效应功能

1)Th1细胞功能 (功能很多,只能简提一下)

如分泌的IFN-γ活化M?,增强其杀伤已被吞噬的病原体的能力。

Th1细胞分泌的TNF直接诱导靶细胞凋亡、促进炎症反应;

许多器官特异性自身免疫病由Th1细胞介导 “两重性”

2)Th2细胞功能

主要作用是增强B细胞介导的体液免疫应答。

Th1细胞/Th2细胞失衡与疾病有关

如,类风湿性关节炎和多发性硬化与Th1细胞因子分泌过多有关,而特应性皮炎和 支气管哮喘与Th2细胞因子分泌过多有关。

3.Th3细胞功能

分泌的TGF-β抑制Th1细胞介导的免疫应答和炎症反应。

4.Tr1细胞功能

分泌IL-10通过抑制M?功能间接地抑制Th1细胞分泌IL-2和IFN-γ。

二、CD8+杀伤性T细胞的功能

CD8+CTL细胞的主要功能是特异性直接杀伤靶细胞。

杀伤机制:细胞裂解(cytolysis)和细胞凋亡(apoptosis)

特点:可反复杀伤多个靶细胞,自身并不受损伤。

三、 CD4CD25调节性T细胞的功能

1.直接与靶细胞接触而发挥抑制作用,而不是分泌抑制性细胞因子。

2. 下调靶细胞IL-2Rα链的表达。

3.通过抑制APC的抗原提呈功能。】

笔记版本:T细胞在机体的细胞免疫和体液免疫诱导中均有重要作用。T细胞作为免疫效应细胞主要行使TDTH细胞介导DTH反应和Tc细胞直接杀伤靶细胞。T细胞又是免疫调节++

细胞,具有辅助其他免疫细胞分化和调节免疫应答(促进和抑制)的功能。

1. CD4+辅助性和T细胞

① Th1细胞主要分泌IL-2、IFN-γ,与TDTH细胞和Tc细胞的增殖、分化、成熟有关,因细胞可促进细胞介导的免疫应答。

② Th2细胞主要分泌IL-4、IL-5、IL-6、IL-10,它与B细胞增殖、成熟和促进抗体生成有关,才可增强搞体介导的免疫应答。

③ 能够活化Mφ、NK细胞,增强它们吞噬或杀伤功能。

2. CD8+杀伤性T细胞(CTL)

主要作用是特异性直接杀伤靶细胞,且在杀伤靶细胞的过程中自身不受损伤,可反复杀伤靶细胞。其杀伤机制为:

(1)细胞裂解CTL通过释放空孔素(Perforin,Pf),类似补体C9,在细胞膜上形成亲水性小孔,靶细胞涨裂而坏死。

(2)细胞凋亡 激活内源性DNA内切酶而导致的生理死亡。主要依赖于两种机制:①CTL活化后大量表达FasL,经Fas/FasL途径引起细胞凋亡。②CTL释放的颗粒酶,引发caspase级联反应,使靶细胞凋亡。

3. Ts细胞

既可表达CD4+也可表达CD8+标志。如CD4+Th2细胞可通过释放IL-10和TGF-Β发挥TS细胞的功能,阻遏由Thl介导的细胞免疫应答;而Thl释放IFN-γ,可抑Tho向Th2分化而下调体液免疫。

4. 迟发型超敏反应T细胞

主要为Thl,次要为CTL。前者分泌多种淋巴因子,作用于单核-巨噬细胞、淋巴细胞、粒细胞和血管内皮细胞,引起以单个核细胞浸润为主的炎症反应;后者直接破坏靶细胞。

5. NK1.1+T细胞

通过TCR识别APC或胃肠道粘膜上皮细胞表面CD1分子所提呈的抗原而被激活。活化后的功能包括:

⑴胞毒作用:①通过分泌穿孔素使靶细胞溶解;②在胸腺可通过Fas/FasL途径诱导CD4+、CD8+双阳性胸腺细胞凋亡。

⑵免疫调节作用:①在某些抗原刺激时,如寄生虫感染,NK1.1+T细胞分泌大量IL-4,可诱导活化的Tho细胞分化为Th2细胞,参与体液免疫应答或诱导B细胞发生Ig类别转换,产生特异性IgE;②在病毒抗原作用下,可产生IFN-γ,与IL-12共同作用,可使Tho转向Thl细胞,增强细胞免疫应答。

2. 简答题及提示

1.(NKR.PIC)T细胞

1. NK1.1+是指表达NKR.PIC(NK1.1)的TCR—CD3的T细胞。它广泛分布于骨髓、肝、脾、胸腺和淋巴结中,在皮肤粘膜和外周血中也有少量存在。NK1.1+T细胞绝大多数为TCRαβ型,少数为γδ型,大多数是CD4-、CD8-T细胞,少数为CD4+细胞。NK1.1+T细胞的TCR识别的抗原帅CD1分子提呈的脂类和糖脂类抗菌素原。

2. 表达TCRγδ—CD3复合物的T细胞称为γδT细胞。该种细胞主要分布于粘膜和上皮细胞组织中,是上皮细胞间淋巴细胞的重要组成成分。在粘膜免疫过程中可能起重要作用。

3. 是T细胞抗原受体与一组CD3分子以非共价健结合而形成的复合物,是T细胞识别抗原一转导信号的主要单位。TCR有αβγδ四种肽链,根据TCR异二聚体的不同组成,可将其分为TCRαβ和TCRγδG两种类型。CD3是T细胞的重要分子,它有五种肽链,即γ、δ、ε、δ和ε,五种肽链均能转导TCR的信号。

b) T细胞的亚群及分类依据

a) 按CD分子不同T细胞分为CD4+T和CD8+T两大亚群;

b) 按TCR类型不同分为TCRαβ(TCRⅡ型)和TCRγδ(TCRⅠ型)T细胞;

c) 按功能不同分为辅助性T细胞(Th )、细胞毒性T细胞(CTL或Tc)或抑制性T细胞(T s);

d) 按对抗原的应答不同,分为初给T细胞、活化的T细胞和记忆T细胞。

e) NK1.1+T细胞

需要指出的是,T细胞表型和功能之间虽有一定的联系,但两者并不完全一致,因而不能简单地按表型来确定其功能。

c) CTL的主要作用是特异性直接杀伤靶细胞。CTL杀伤靶细胞的机制有:

a) 细胞裂解作用过程分三个时相:①接触相:CTL通过TCR特异性地识别靶细胞表面的抗原肽:MHC分子复合物,其中有粘附分子LFA—1与LFA—2(CD2)与LFA—3及Mg2+参与。②分泌相:CTL和靶细胞紧密接触,通过颗粒胞吐释放穿孔素可插入靶细胞膜内,类似补体C9在细胞膜上构筑小孔。③裂解相:靶细胞胞膜上出现大量小孔,膜内外渗透压的明显反差,使水分通过小孔进入细胞浆,靶细胞涨裂而死。

b) CTL介导的靶细胞凋亡主要领带于两种机制:①CTL活化后大量表达FasL(配体),FasL和靶细胞表面的Fas分子(受体)结合,通过Fas分子胞内段的死亡结构域,激活一系列caspase,,引起死亡信号的逐渐转导,最终激活内源性DNA内切酶,使小核断裂,并导致细胞结构毁损,细胞死亡。②CTL颗粒胞吐释放的颗粒酶,可借助穿孔构筑的小孔穿越细胞膜,激活另一个caspase10,引发 Caspase级联反应,使靶细胞凋亡。

c) 近来发现CTL杀死靶细胞的第三种物质,是颗粒中含有颗粒溶解素(granulysin),它通过穿孔素形成的孔道进入靶细胞,引起瘤细胞溶解直接杀死胞内致病菌,达到清除胞内病原体的目的,而不破坏宿主细胞。

第十一章 抗原提呈细胞与抗原的处理和提呈

【目的要求】

掌握抗原递呈细胞的概念,掌握重要抗原提呈细胞(树突状细胞、巨噬细胞、B细胞)的作用和特点,掌握抗原递呈细胞对外原性抗原的递呈过程(主要通过MHC II类分子途径)和内源性抗原的递呈过程(主要通过MHC I类分子途径提呈),熟悉抗原的交叉提呈现象。

【重要概念】

1.APC:即抗原提呈细胞,是指能够摄取、加工处理抗原,并将获得的抗原肽提呈给抗原特异性淋巴细胞的一类免疫细胞。如巨噬细胞、树突状细胞和B细胞等。

2.胞吞作用:细胞膜接触大分子或颗粒状物质后,将其包围形成小泡并吞人细胞的转运过程,又称内化。胞吞作用包括吞噬作用、胞饮作用及受体介导的胞吞作用等三种方式。

3.MHC II类器室:是抗原提呈细胞内的一种富含MHC II类分子的多层膜结构,具有某些溶酶体特性,是抗原肽与MHC II类分子结合的主要部位。

4.蛋白酶体:通常以20S和26S两种形式普遍存在于各种生物体细胞内,在内源性抗原的降解中发挥着重要的作用,主要负责将溶酶体外的蛋白降解为多肽。

5.TAP:即抗原加工相关转运体,是由TAPl和TAP2组成的一种异二聚体。TAPl和TAP2各跨越内质网膜6次,共同形成一个“孔”样结构,依赖ATP对多肽进行主动转运。

6.DC:即树突状细胞,细胞呈树突状,膜表面高表达MHC II类分子,能移行至淋巴器官刺激并初始T细胞活化增殖,有相对特异性表面标志的一类细胞,是体内功能最强的专职性抗原提呈细胞。

【重点内容】

1.专职性抗原提呈细胞有几种?并简述各自摄取加工和提呈抗原的主要特点。 有三种:巨噬细胞、树突状细胞、B细胞

(1)巨噬细胞:主要是刺激记忆性和活化的T细胞的增殖。是体内吞噬功能最强的细胞,能以吞噬、胞饮、受体介导的胞吞作用等方式摄取抗原;抗原进入细胞后,经历包被小体、早期内体,晚期内体、内体溶酶体等加工处理过程,降解为小分子抗原肽;在细菌和细胞因子等刺激下,巨噬细胞活化后可表达MHCII类分子和辅助刺激分子,能有效提呈抗原使记忆和活化的T细胞增殖。

(2)树突状细胞:是体内功能最强的抗原提呈细胞,主要刺激初始T细胞的增殖。抗原经吞饮、吞噬和受体介导的内吞作用被DC摄取后,在MHCII类器室或早期内吞体内降解为小分子抗原肽,进而与 来自内质网的MHCII类分子结合形成抗原肽-MHCII类分子复合物。未成熟DC摄取处理抗原能力强,而激活初始T细胞的能力弱;成熟DC摄取处理抗原能力弱,但可高表达抗原肽-MHC分子复合物、协同刺激分子(CD80/CD86、CD40)和细胞间粘附分子,能显著刺激初始T细胞增殖、也能诱导记忆和效应T细胞活化。

(3)B细胞:主要是刺激记忆性和活化的T细胞的增殖。可通过胞饮作用和抗原特异性识别受体(BCR)直接摄取抗原,后者是B细胞特有的抗原摄取方式,它能够使抗原浓集于B细胞膜表面,因此在抗原浓度非常低的情况下也能有效提呈抗原。活化B细胞可高水平表达抗原肽-MHC II分子复合物和协同刺激分子, 能有效刺激记忆性和活化的T细胞的增殖。

3、内源性抗原的加工处理和提呈过程:

内源性抗原主要指细胞内产生的非己蛋白质抗原,如细胞病毒感染后出现的病毒蛋白,基因突变后产生的肿瘤抗原。上述抗原产生于胞浆中,它们经蛋白酶体作用后,可迅速酶解成小分子肽段(抗原肽);这些小分子肽段在胞浆内热休克蛋白介导下,被内质网膜上的抗原加工相关转运体(TAP)转运到内质网腔,在内质网腔内抗原肽与MHCI类分子结合形成抗原肽-MHCI类分子复合物;后者经高尔基体转运至细胞表面,供CD8+T细胞识别。

3.外源性抗原的加工处理和提呈过程:

1)外源性抗原通常是指经胞吞作用被抗原提呈细胞摄取的抗原。此类抗原在内体溶酶体、MHC II类器室/早期内体等内吞系统中被蛋白酶水解为小分子肽段(抗原肽)

2)内质网中新合成MHC II类分子与恒定链(Ii)结合形成(αβIi)3九聚体;在恒定链胞浆端信号肽引导下,(αβIi)3九聚体经高尔基体进入上述内吞系统

3)在内吞系统酸性环境及蛋白酶作用下,部分恒定链(Ii)降解,但II类相关恒定链短肽(CLIP)仍结合在MHC II类分子肽结合槽内;在HLA-DM分子协助下,将CLIP降解,使抗原肽与MHC II类分子结合形成抗原肽-MHC II类分子复合物;后者转运至细胞表面,供CD4+T细胞识别。

医学免疫学笔记

5、非成熟DC与成熟DC功能有何不同?

非成熟DC的特点

1) 高表达FcgRII受体及甘露糖受体,摄取及处理抗原的能力强

2)低表达MHC I/II分子、协同刺激分子,提呈抗原能力及激活初始T细胞的能力弱

3)细胞因子分泌水平低

4)迁移能力弱

成熟DC的特点:

1) 低表达FcgRII受体及甘露糖受体,摄取抗原能力弱

2)高表达MHC I/II分子、协同刺激分子(CD80、CD86及CD40等)及黏附分子,提呈抗原能力及激活初始T细胞的能力增强

3)分泌高水平的细胞因子(如IL-12等)

4) 迁移能力增强

第十三章 B淋巴细胞与特异性体液免疫应答

一、要点提示:

1、掌握B细胞重要的表面分子

2.掌握B细胞的主要亚群及其功能

二、基本概念及要点:

掌握以下基本概念:

1、BCR复合体:B细胞的抗原受体(BCR)是成熟B细胞膜表面的IgM和IgD。IgM和IgD与另外两条链Iga和Igb一起组成BCR复合体。即一个BCR复合体包含一个BCR与两对Iga-Igb异二聚体。

2、BCR协同受体(或活化辅助受体): BCR的协同受体包括CD19、CD21(CR2 )、CD81(TAPA-1)、Leu-13四种膜分子,它们在B细胞膜上与BCR直接接触 。BCR协同受体能够促进通过BCR- Iga-Igb产生的活化信号。

掌握以下基本要点:

1、 B细胞表面主要膜分子:

(1)BCR和BCR复合体

①BCR:B细胞SmIg,Fab段与抗原结合

*外周血中多数B细胞同时携带SmIgM、SmIgD

*由胞外区、跨膜区、胞内区组成,胞内区较短

*SmIg是B细胞的特征性标志

②Igα(CD79a)和Igβ(CD79b)

*二者组成两对异二聚体与BCR形成复合体

*胞浆内末端区含有ITAM,可启动B细胞活化过程的信号传导

(2)B细胞膜辅助分子

①CD19、CD21-活化辅助受体

*CD19—胞外区短,胞内区长,有传导信号的作用。

*CD21(CR2)—胞外区长,能与结合在BCR的抗原表面的C3dg结合,增强BCR与抗原的结合,同时把信号传递给CD19。

②CD40—协同刺激受体

*CD40表达在B细胞及其它APC细胞表面

*配体为CD40L,表达在活化T细胞表面

* CD40与CD40L的结合,为B细胞提供协同刺激信号,使B细胞充分活化。

(3) 补体受体

①CD35(CR1):与免疫黏附有关

②CD21(CR2):是B细胞活化辅助受体的一个组分,也是B细胞上的EB病毒受体。

2、 B细胞亚群:

B细胞的亚群:按表面标志、功能分

B-1细胞 B-2细胞

发育地 腹腔等 骨髓

发生时间 早 晚

分布 外周血、淋巴 外周血、淋巴

器官少(5-10%) 器官多

表面标志 SmIgM、CD5 SmIgM、SmIgD

补充更新 自我更新 骨髓前体B细胞更新

针对抗原 TI-Ag、自身抗原 TD-Ag

产生抗体 IgM IgM、IgG

功能 抗感染、维持自身稳定 负责体液免疫

再次应答 无 有

3、 B细胞的功能:

(1)产生抗体,参与体液免疫:

(2)递呈抗原,为T细胞提供协同刺激信号

①受体介导内吞作用

②胞饮作用

(3)分泌细胞因子参与免疫调节

第十一章 淋巴细胞抗原识别受体的编码基因

及多样性的产生

[大纲要求]

1. 熟悉BCR、TCR胚系基因结构,了解淋巴细胞成熟过程中,抗原受体基因的重排过程

2. 熟悉BCR、TCR多样性的产生机制,了解抗原受体互补决定区的分布及其意义。

3. 了解BCR基因表达特点。

[重要概念]

1. Ig类别转换:在抗体应答过程中,抗原激活B细胞后,膜上表达和分泌的Ig类别会从IgM转换成IgG、IgA、IgE等其他类别或亚类的Ig的现象,也称为同种型转换。

2. 同种型排斥:指B细胞中编码BCR或Ig的两种轻链基因之间的排斥,一个BCR和Ig分子只能表达其中的一种,或是κ链,或是λ链。

3. 重组信号序列:是位于抗原受体基因片段之间的一种特殊的核苷酸序列结构。包括一种七核苷酸的七聚体和一种九核苷酸的九聚体,七聚体和九聚体之间还间隔了非保守的间隔序列,为12或23碱基对。重组信号序列和各基因片段的组合连接密切相关。

4. N区插入:抗原受体基因片段VJ或VDJ组合连接形成CDR3时,可以通过不需模板的末端脱氧核苷酸转移酶的方式将核苷酸加到DNA断端。因为这些加入的核苷酸是非模板编码的(non—templateencoded),故称为N一核苷酸(N—nucleotides),这个N一核苷酸区称为N区。在BCR重链和TCRαβ链的基因中都有N区插入,从而显著增加CDR3的多样性。

[重要问题]

1. BCR基因表达的特点

(1)等位排斥和同种型排斥:一个B细胞克隆只表达一种BCR,只分泌一种抗体。

(2)类别转换:在抗体应答过程中,抗原激活B细胞后,膜上表达和分泌的Ig类别会从lgM转换成IgG,IgA,IgE等其他类别或亚类的Ig,类别转换和重链C区有关,因此不影响抗体的特异性,但效应会随着同种型的改变而变化。

(3)有膜型和分泌型两种形式。

2. BCR多样性产生的机制

(1)组合造成的多样性:包括众多V区基因片段的组合和轻重链的组合。由于有众多的V、

D、J基因片段,而重排时每种片段中只能取一个,因而在重排过程中就可以有各种组合。在人免疫球蛋白基因的重排中.就人而言有65个VH基因片段,27个DH基因片段,6个JH基因片段,这样就有65X 27X6=10530种VH;人的κ轻链约有40个功能性Vκ基因片段,5个Jκ基因片段,就有200种不同的Vκ;对λ轻链而言,约有30个Vλ片段和4个Jλ,组合起来有120种不同的Vλ;加起来人共有320种。轻重链之间的组合将产生更大的多样性,可达2.5X108种不同的特异性。然而实际上这种源自组合的多样性可能比计算出来的要少,因为不是所有的V基因片段被使用的几率都一样,而且并非所有的VH都能和所有的VL合适配对。

(2)连接造成的多样性:CDR3区位于V、J或V、D、J片段连接处,两个片段之间的连结可以丢失或加人数个核苷酸,从而显著增加了CDR3的多样性,增加了抗原识别受体多样性的数目。N插入就是一种加入核苷酸的方式,它是通过不需模板的末端脱氧核苷酸转移酶(TdT)将核苷酸加到DNA断端。这些加入的核苷酸称为N一核苷酸,因为它们是非模板编码的,这个N一核苷酸区称为N区。N一核苷酸的插人只在重链可变区基因V和D、D和J基因片段之间,也即VNDNJ的方式;在轻链基因的VJ之间没有N一核苷酸的插入。这些插入的N一核苷酸在分辨不同B细胞克隆时是十分有用的标志。

(3)体细胞高频突变造成的多样性:造成这种多样性的机制和前面两种不一样,前两种都是源自B细胞在发生时重排中产生的,是作用在种系基因片段上的。而这种是作用在已成熟B细胞的重排过的V基因上,而且突变频率高,称为体细胞高频突变,它只发生在抗原刺激以后,而且只在次级淋巴器官的生发中心中,主要的方式是点突变,并且只发生在重排过的V基因上,但并非完全随机。在轻重链V区的三个CDR区大多是替代突变,因而和抗体的结合能力改变有关。突变后其中有些分子的亲和力会优于原先的分子,因此在抗原免疫后会产生抗体亲和力成熟的现象,也即在抗体应答过程中,特别在再次免疫后有亲和力逐渐提高的现象,这是在生发中心中抗原对高频突变细胞选择的结果。

3. TCR多样性和BCR多样性的差异

造成TCR多样性的机制和BCR基本类似,它们也具有组合造成的多样性,连接造成的多样性,N一核苷酸的插入等,但它也有不同于BCR的特点:

(1)没有体细胞高频突变:相对BCR而言,其CDRl,CDR2的变化仍限于种系基因中不同V基因片段的变化。

(2)N区插人多于BCR:在BCR中只有重链有N一核苷酸插入,而在TCRαβ中,其α链基因和β链基因都有N区插人,也即在α链的V—J片段和β链V—D、D—J之间都有N区插入。

(3)TCR V区基因发生有效重排机会较多:TCR V及J基因片段多于BCR,如发生V、D、J无效重排后,还有机会再行重排,从而增加了有效重排的机会。

4. BCR中CDR3多样性明显高于CDRl和CDR2的原因

BCR的抗原结合部位由重链和轻链各三个CDR组成,重链的CDR3是三种基因片段VH一DH一JH组合的产物,轻链V区的CDR3则是两种片段Vκ—Jκ或Vλ—Vλ组合的产物,

而BCR的CDRl、CDR2是由一个胚系基因片段编码的。从基因片段组合的多样性来看,BCR重链的CDR3,V、D和D、J之间由于有N区插入,使之变化更多。

第十二章 造血干细胞及免疫细胞的生成

[大纲要求]

1.熟悉造血干细胞的起源,掌握造血干细胞的主要表面标志。

2.熟悉造血干细胞的分化过程。

[主要概念]

1. 定向干细胞:是多能造血干细胞最初分化形成的定向干细胞,包括淋巴样干细胞(或称淋巴样祖细胞)和髓样干细胞(或称髓样祖细胞)。前者在一定条件下可继续增殖分化,最终发育为成熟的子代细胞,即T、B淋巴细胞、NK细胞和部分树突状细胞;后者继续增殖分化,最终发育为成熟的子代细胞,即嗜中性粒细胞,嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、单核一巨噬细胞、红细胞、血小板和树突状细胞。

2. 造血干细胞:是存在于造血器官组织中的一种原始造血细胞,是各种血细胞的共同祖先,可增殖分化为各种功能不同的血细胞,又称多能造血干细胞,具有自我更新和分化两种重要的潜能,赋予机体在生命过程中始终保持造血能力。

3. 免疫适能:表达功能性抗原识别受体的成熟T、B淋巴细胞,被相应抗原激活后可增殖分化为效应细胞,产生免疫效应的能力称为免疫适能。

[重要问题]

1. 造血干细胞的起源

造血干细胞最早发生在卵黄囊,随后转移到胎肝,胚胎发育中期以后以及出生后,骨髓成为主要的造血场所。多能造血干细胞具有自我更新和分化两种重要的潜能,最初分化为定向干细胞,包括淋巴样干细胞和髓样干细胞等。

2. 造血干细胞的表面标志

(1)小鼠造血干细胞的表面标志:小鼠造血干细胞的主要表面标志是Thy一1low、WGA+、Lin-、c-Kit和Sca-1+。小鼠造血干细胞不表达CD34。

(2)人造血干细胞的表面标志:主要表面标志为CD34和CD117

CD34:CD34是一种高度糖基化跨膜蛋白,有1%~4%骨髓细胞表达CD34,是原始造血干细胞的一种重要标志,成熟血细胞不表达CD34。此外,CD34还表达于骨髓基质细胞、大部分内皮细胞、胚胎成纤维细胞和某些脑细胞。

CDll7:是干细胞因子(SCF)的受体,属于含有酪氨酸激酶结构的生长因子受体,CDll7对于多种子细胞的发育分化均有至关重要的作用,包括造血干细胞、性腺干细胞和色素干细胞等。

3. 造血微环境影响造血干细胞自我更新和分化的机制

(1)分泌激素、细胞因子或其他介质。胸腺基质细胞分泌的胸腺激素(胸腺素、促胸腺生成素、胸腺体液因子等)和细胞因子,如IL-7是胸腺中T细胞成熟的重要条件;骨髓基质细胞分泌的IL-7是诱导祖B细胞(pro向前B(pre—分化的关键细胞因子;骨髓及胸腺基质细胞还可产生多种集落刺激因子(CSF),刺激不同谱系发育不同阶段细胞的生长和分化。

(2)造血微环境基质细胞与干细胞及其分化的血细胞通过粘附分子以及分泌的细胞外基质相互作用,提供必要的刺激信号。

(3)胸腺上皮细胞表达的MHCI/Ⅱ类分子参与T细胞在胸腺成熟过程中的阳性选择和阴性选择。

4. NK细胞自身耐受的主要机制

NK细胞在发育成熟过程中表达KIR家族和CD94/NKG2家族中的某些成员,NK细胞KIR、CD94/NKG2家族是以抑制性受体功能为主,当NK细胞表达一种或几种KIR或/和CD94

/NKG2分子后,可通过识别自身HLA I类分子而使NK细胞处于受抑制状态,形成NK细胞自身耐受。

5. 造血干细胞的分化过程

体内造血干细胞的分化有赖于骨髓和胸腺微环境。多能造血干细胞最初分化为定向干细胞,其中淋巴样干细胞继续分化为B细胞、T细胞和NK细胞;髓样干细胞发育为CFU—GEMM细胞,并进—步分化为红细胞、血小板、中性粒细胞、单核—巨噬细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞。

6. 淋巴样干细胞及其分化

T细胞谱系 在发育过程中获得功能性TCR的表达、自身MHC限制以及自身耐受

(1)TCRα和β链基因重排:胸腺细胞在双阴性(DN)阶段(即CD44lowCD25+),β链基因 开始重排,表达β链蛋白,并与前T细胞替代α链pTα(PreTcellα)组装成PTα:β二肽链,此时细胞增殖活跃,分化至CD4+CD8+pTα:βCD3low 的DP阶段,细胞停止增殖,α链基因开始重排,并表达有功能性的TCRαβ。

(2)CD3的表达:淋巴样干细胞不表达CD3,pTα:β旷前T细胞开始低水平表达CD3, DPTCRαβ+T细胞的CD3表达水平仍较低;T细胞发育到SP阶段后,CD3和功能性TCRαβ都为高水平表达。

(3)辅助受体CD4和CD8的表达:在胸腺皮质中,经阳性选择的DP细胞存活,并分化为SP细胞,使T细胞获得了在识别过程中的自身MHC限制能力。经阴性选择以保证进入外周淋巴器官的T细胞库中不舍有针对自身成分的T细胞,也是T细胞自身免疫耐受的主要机制。 胸腺的淋巴样干细胞可分化为T细胞、NK细胞以及胸腺树突状细胞,但不能发育为红系、巨核/血小板系、粒系和单核一巨噬细胞系等。

B细胞谱系 骨髓基质细胞表达的细胞因子和粘附分子是B细胞发育的必要条件。

(1)Ig重链、轻链基因重排:先重链(μ)重排,继而轻链发生重排;而且只表达mlgM的未成熟B细胞如接受抗原刺激,则发生免疫耐受,这是B细胞自身耐受的主要机制;成熟B细胞同时表达mlgM和mlgD;重链或轻链基因重排失败的B细胞将被丢失。

(2)Igα/Igβ:早期祖B细胞即开始表达Igα/Igβ,是B细胞重要标志。

(3)λ5和VpreB:此阶段是B细胞发育中一个重要的关卡点(checkpoint)。

NK细胞 骨髓是NK细胞发育分化的主要场所,IL一15在NK细胞发育和分化中起着关键的作用。NK细胞在发育成熟过程中表达以抑制性受体功能为主的KIR家族和CD94/NKG2家族中某些成员,可通过识别自身HLAI类分子而使NK细胞处于受抑制状态,这是NK细胞自身耐受的主要机制。

第十三章 抗原

[大纲要求]

1. 掌握抗原的概念及两种特性,掌握半抗原与完全抗原的概念。

2. 掌握抗原特异性及决定抗原特异性的结构基础,掌握抗原决定蔟与共同抗原的概念,熟悉影响抗原免疫应答的因素,掌握B细胞决定基与T细胞决定基的不同特点。

3. 掌握抗原的不同分类方法及抗原的种类。

4. 掌握超抗原的概念,了解超抗原的分类及特性,掌握免疫佐剂的概念,了解免疫佐剂的分类及作用机制。

[重要概念]

1. 抗原:是指能与TCR/BCR或抗体结合,具有启动免疫应答潜能的物质。

2. 抗原决定基:是抗原分子中决定抗原特异性的特殊化学基团,是TCR/BCR及抗体特异结合的基本单位,又称表位。表位的性质、数目和空间构象决定抗原的特异性。

3. 异嗜性抗原:又称Forssman抗原,是指一类与种属无关的存在于人、动物、植物和微生

物之间的共同抗原。

4. 半抗原:是只具有与抗体结合能力,而单独不能诱导抗体产生的物质。

5. 独特型抗原:TCR、BCR或Ig的V区所具有的独特的氨基酸顺序和空间构型可成为自身免疫原,即独特型,可诱导抗独特型抗体的产生,形成免疫网络,调节免疫应答。

6. 佐剂:是非特异性免疫增强剂,当其与抗原一起注射或预先注入机体时,可增强机体对抗原的免疫应答或改变免疫应答的类型。

7. 超抗原:某些抗原物质只需要极低浓度即可激活某些亚型的T细胞克隆,产生极强的免疫应答,但又不同于丝裂原的作用,这类抗原称之为超抗原,在刺激T细胞产生免疫应答时不受MHC限制性。

8. 构象决定基:.序列上不相连的多肽或多糖,由空间构象形成的决定基称为构象决定基。多为BCR或抗体识别的决定基,一般存在于分子表面。

9. 顺序决定基:是一段序列相连续的氨基酸片段,又称线性决定基,多位于抗原分子的内部。

10. T细胞表位:是指在免疫应答中,TCR所识别的抗原表位。多为由抗原提呈细胞加工提呈的抗原多肽,呈线性排列。

11. B细胞表位:是指在免疫应答中,BCR所识别的抗原表位。通常是天然的三级结构。

12. 共同抗原:在两种不同的抗原之间可以存在有相同或相似的抗原决定基,称为共同抗原。可引起交叉反应。

13.交叉反应:是机体对具有相同或相似决定基的不同抗原的反应。

14. TD-Ag:是指刺激B细胞产生抗体时需要Th细胞的辅助的抗原。由多种不同的B表位和T表位组成,同类抗原决定蔟的数量少且分散存在,可刺激机体产生体液和细胞免疫应答,产生多种抗体,并具有免疫记忆。绝大多数的蛋白质抗原是TD抗原。

15. TI-Ag:是指刺激B细胞产生抗体时不需要Th细胞的辅助的抗原。TI抗原是由多个重复B表位组成,仅刺激机体产生体液免疫应答,产生IgM类抗体,不具有免疫记忆。绝大多数的多糖类抗原是TI抗原。

16. 功能性抗原决定基和隐蔽性决定基:功能性抗原决定基是位于分子表面的表位易被BCR或抗体结合,称功能性抗原决定基; 其中有个别化学基团起关键作用,称免疫优势基团。隐蔽性决定基是位于分子内部的表位,正常情况下,不易被BCR或抗体结合。

17. 抗原的结合价:抗原能和抗体分子结合的功能性决定基的数目,称为抗原的结合价。半抗原为一价,天然抗原一般是大分子,是多价抗原。

[重要问题]

1. 比较T细胞和B细胞抗原表位的特性

在免疫应答中,TCR和BCR所识别的抗原表位不同,分别称T细胞表位和B细胞表位。主要有5个方面的不同。

T细胞和B细胞抗原表位特性的比较

T细胞表位 B细胞表位

表位受体MHC分子表位性质表位类型表位位置 TCR必需线形短肽线性表位抗原分子任意部位 BCR无需天然化合物构象表位、线性表位抗原分子表面

2. 决定抗原免疫原性的因素有哪些?怎样才能获得高效价抗体?

决定抗原免疫原性的因素包括:

1) 抗原分子的理化性质: ①化学性质: 一般蛋白质抗原的免疫原性强,核酸和多糖的抗原性弱,脂质一般没有抗原性②分子量大小: 一般分子量大于10KD免疫原性较强, 在一定范围内分子量越大免疫原性越强。③结构的复杂性: 苯环氨基酸能增强抗原的免疫原性。④分子构象和易接近性: BCR易接近的抗原决定基免疫原性强⑤物理状态: 一般聚合状态的蛋白质较

其单体免疫原性强,颗粒性抗原强于可溶性抗原。

2)宿主方面的因素: 的遗传年龄、性别和健康状态。

3)免疫方法:免疫抗原的剂量、途径、次数以及免疫佐剂的选择。

获得高效价抗体方法:

1)对抗原的修饰:使用颗粒性的蛋白质抗原。

2)通过实验获得最佳抗原剂量

3)采取皮内免疫的途径,注射间隔适当

4)选择免疫应答较强的宿主。

5) 选择适当的免疫佐剂等。

3. 超抗原和常规抗原有何区别?

1) 常规抗原仅能激活一个克隆的T细胞或B细胞;超抗原只需极低浓度即可激活多个克隆的T细胞或B细胞。

2) 常规抗原与TCR超变区的抗原结合槽结合; 超抗原一端与TCRVb的外侧结合,一端与APC上MHC结合

3)T细胞识别常规抗原是特异的;识别超抗原是非特异的

4)T细胞识别常规抗原受MHC限制:识别超抗原不受MHC限制

4. 何谓佐剂,简述其影响免疫应答的机制

佐剂是非特异性免疫增强剂,当其与抗原一起注射或预先注入机体时,可增强机体对抗原的免疫应答或改变免疫应答的类型。

作用机制:1.能改变抗原物理性状、增加抗原在体内潴留时间;2.刺激单核-巨噬细胞,增加对抗原的处理和提呈能力;3.刺激淋巴细胞的增殖、分化,增强和扩大免疫应答的能力。 佐剂的种类很多,生物性的如卡介苗、短小棒状杆菌、脂多糖LPS、细胞因子;无机化合物如氢氧化铝、明矾。

5. 根据抗原与机体的亲缘关系可分为哪些抗原?

(1)异种抗原:是来自另一物种的抗原性物质。如临床上用于治疗的动物免疫血清,如马血清抗毒素有两重性: 一是特异性抗体,能中和毒性作用;另一种是异种抗原,可导致超敏反应的发生。

(2)同种异型抗原:是存在于同一种属不同个体之间的抗原。常见的人类同种异型抗原有血型抗原和组织相容性抗原(HLA)。

(3)自身抗原:在正常情况下,机体对自身组织细胞不会产生免疫应答,即自身耐受。但是隔离抗原的释放或改变和修饰了自身抗原的抗原结构,能诱发对自身抗原的应答。

(4)异嗜性抗原: 指一类与种属无关的存在于人、动物、植物和微生物之间的共同抗原,又名Forssman抗原。

(5)独特型抗原:TCR、BCR或Ig的V区所具有的独特的氨基酸顺序和空间构型可成为自身免疫原,即独特型。独特型抗原可诱导抗独特型抗体的产生,形成免疫网络,调节免疫应答。

第十五章 T淋巴细胞对抗原的识别和应答

【目的要求】

掌握T细胞识别抗原的特点,掌握细胞免疫应答的过程( 抗原识别阶段;T细胞活化、增殖、分化阶段; 效应细胞产生及效应阶段),掌握T细胞活化的双信号理论,掌握巨噬细胞与Th细胞的相互作用,掌握TC细胞的效应机制,熟悉T细胞活化的信号传导过程。

【重要概念】

1.T细胞抗原识别:初始T细胞表面的TCR与APC表面的抗原肽:MHC分子复合物特异结合称为抗原识别,它是T细胞特异活化的第一步。

2.协同刺激信号:由协同刺激分子提供的信号,是T、B淋巴细胞活化必须的第二信号。如A

APC表面的协同刺激分子B7与T细胞表面的协同刺激受体CD28所提供的信号。

3、抗原受体交联:抗原与T、B淋巴细胞表面的抗原受体结合,导致本来分散存在的抗原受体聚集在一起,而活化胞内信号蛋白和酶的作用,称为抗原受体交联。

4、信号传导:T、B淋巴细胞抗原受体特异性结合抗原后,将胞外刺激信号传递至细胞内部的过程称为信号转导。

5、ITAM:即免疫受体酪氨酸活化基序。含酪氨酸、易于被蛋白酪氨酸激酶作用而发生磷酸化的特定序列,是抗原受体传导信号的重要结构。

6.穿孔素:效应Tc细胞或NK细胞释放的一种细胞毒素,可在靶细胞膜上穿孔,导致靶细胞发生渗透性溶解。

7、颗粒酶;效应Tc细胞或NK细胞释放的一种胰蛋白酶类物质。可活化靶细胞内核酸酶,既可破坏靶细胞的DNA,也可降解感染病毒在靶细胞内的DNA,导致靶细胞的凋亡。

8、活化诱导的细胞死亡(AICD):T细胞活化后引起的细胞凋亡性死亡。因为活化后的CTL可表达FasL, 通过FasL/Fas途径杀死自身或相邻表达Fas的T细胞。活化诱导的细胞死亡对免疫应答的调节或维持自身耐受是非常重要的。

【重要问题】

1.简述TCR识别抗原的特点。

(1) TCR细胞不能直接识别天然的抗原,只能识别抗原递呈细胞递呈的抗原肽:MHC分子复合物。

(2) TCR的双识别,即TCR可变区的CDR3区结合抗原肽中央的T细胞表位,决定TCR识别抗原特异性;CDR1和CDR2区结合MHC分子的多态区和抗原肽的两端,决定T细胞识别的MHC限制性。

(3) MHC 限制性:T细胞只能识别自身MHC分子递呈的抗原肽。

2.T细胞的物质包括哪几类?举例说明。

可分为两大类:T细胞特异性活化物质(抗原) 和

(1)抗原:如病毒、肿瘤细胞可特异激活T细胞。

(2)T细胞非特异性物质:①丝裂原,如刀豆蛋白A(ConA),植物血凝素(PHA)等。可非特异性活化T细胞。②抗T细胞表面分子的单克隆抗体(mAb),如抗CD3,抗TCRαβ,抗TCRγδ等单抗,也可非特异地活化T细胞。③超抗原:如葡萄球菌肠毒素作为超抗原结合到TCR Vβ链及MHCⅡ类分子的外侧,激活T细胞数量约占5%~20%的T细胞,数量远远超过普通抗原所活化的数目。

3.试述T、B淋巴细胞活化的“双信号”理论

T、B淋巴细胞只有同时接受抗原特异性信号(第一信号)和协同刺激信号(第二信号)双信号刺激,才能进入完全活化状态,发挥免疫效能,否则走向凋亡或失能。

T淋巴细胞活化第一信号:TCR复合受体识别抗原肽-MHC分子复合物并传递特异性抗原信号

CD4/CD8结合MHC-II/I类分子辅助第一信号的传递

第二信号:CD28结合B7

B淋巴细胞活化第一信号:BCR复合受体特异性结合抗原的B细胞决定基,传递抗原特异性信号

CD21/CD19/CD81与结合在抗原上的C3dg结合辅助第一信号的传递

第二信号:CD40结合CD40L

4.简述T淋巴细胞胞内信号传导途径。

T淋巴细胞抗原受体(TCR)识别抗原后,使膜受体发生交联,活化胞内酶—蛋白酪氨酸激酶(PTK),包括P56fyn,P56lck和ZAP-70等,随后活化信号继续向胞内传导,包括以下两个途径:

(1)PLC-γ活化

活化的ZAP-70使接头蛋白(LAT,SLP-76)磷酸化,它们与含有SH2功能区的磷脂酶C-γ(PLC-γ)结合,使之活化。当PLC-γ上的酪氨酸被磷酸化而使其活化后,它就可裂解细胞膜上的磷酯肌醇二磷酸( PIP2),产生二个重要的信息分子,开通二个信号转导通路:

①磷酯肌醇三磷酸(IP3),IP3开放胞膜Ca2+通道,使Ca2+流入胞内,并开放胞内钙储备,释放Ca2+。胞浆Ca2+浓度升高使胞浆内钙调磷酸酶活化,它使转录因子NFAT去磷酸根,而由胞浆转位到核内。

②甘油二酯(DAG)。它在胞膜内面结合并活化蛋白激酶C(PKC),由PKC活化转录因子NF-κB,使它转位至核内,将活化信号传至细胞核。

由于一个分子PLC-γ能产生许多分子的IP3和DAG,因而,信号不但传递且得以放大,IP3及DAG是多种受体信号传递的共同的枢纽。

(2)MAP激酶活化

ZAP-70活化后可经Ras活化丝裂原蛋白激酶(MAP激酶)级联反应。这种级联反应在多种动物细胞活化过程中起作用。经CD28-B7的第二活化信号活化MAP及PI3激酶途径,引起活化的系列级联反应,直接导致细胞核内转录因子活化,特别是激活癌基因fos和Jun表达,由两基因编码的分子组成转录因子AP-1分子。

1. 简述巨噬细胞与Th1细胞之间的相互作用

巨噬细胞对Th1细胞的作用

1)巨噬细胞可摄取、加工抗原并将抗原以抗原肽:MHC II 分子复合物的形式递呈给Th细胞,为Th1细胞活化提供第一信号

2)巨噬细胞表达的协同刺激分子(如B7)可与Th1表面的相应受体(CD28)结合,为Th1细胞活化提供第二信号

3)活化的Mφ分泌IL-12,它可促使未受刺激的CD4+T细胞分化成Th1细胞

Th1细胞对巨噬细胞的作用

1)活化后的Th1细胞可释放细胞因子(如IFN-γ)活化巨噬细胞,还可通过其表面的CD40L与巨噬细胞表面的CD40结合活化巨噬细胞,增强巨噬细胞的吞噬和杀菌能力。

2)活化后的Th1细胞可表达FasL,杀死表达Fas分子的巨噬细胞;被杀死的Mφ释放出寄生在胞内的细菌,这些细菌又可被Th1召集来的巨噬细胞所吞噬,Th1细胞召集Mφ可有两种途径,其一是Th1细胞可产生造血干细胞生长因子如IL-3及GM-CSF,它可刺激骨髓产生新的巨噬细胞。其二感染部位的Th1细胞分泌TNF-α和TNF-β(淋巴毒素),它可使炎症部位的血管内皮细胞粘附分子表达增加,而使吞噬细胞粘附其表面。。

CTLp是如何识别抗原肽进而增殖、分化成效应CTL的?

CTL细胞的前体(CTLp)识别APC细胞上的抗原肽:MHCⅠ类分子复合物,并在APC提供的协同刺激信号作用下活化

CTL在Th细胞的辅助在下增殖、分化成效应CTL:因为静止的T细胞不表达MHC Ⅱ类分子,CTLp不能向Th提呈抗原,因此很可能Th和CTLp结合到同一个APC上,即该APC处理抗原后,既表达抗原肽:MHCⅠ类分子复合物,又表达抗原肽:MHCⅡ类分子复合物。也就是抗原肽:MHCⅠ类分子结合TCR后活化CTLp,抗原肽-MHCⅡ类分子结合TCR后,活化Th。由激活的Th释放的IL-2、IL-6等细胞因子作用于与其密切相邻的CTLp,使CTLp增殖分化为效应CTL(Tc)。

简述效应Tc细胞杀伤靶细胞的过程和机制。

过程:1)效应Tc细胞特异性识别靶细胞上的抗原,该过程受MHC限制

2)活化后的效应Tc细胞释放效应分子及表达凋亡分子

3)效应分子选择性地作用于带抗原的靶细胞,引起靶细胞的死亡(溶解性死亡或凋亡) 机制:1)穿孔素的溶细胞作用:CTL释放穿孔素可在靶细胞膜上穿孔,导致靶细胞在数分钟内迅速溶解死亡。

2)颗粒酶引起的细胞凋亡:CTL释放颗粒酶可活化靶细胞内核酸酶,破坏靶细胞的DNA和可降解感染病毒在靶细胞内的DNA。引起细胞的凋亡和阻止感染病毒的复制。

3)FasL诱导的靶细胞凋亡: Tc活化后可表达FasL,它可与靶细胞上的受体Fas分子结合,促使靶细胞凋亡。

第十六章 B淋巴细胞对抗原的识别及应答

【目的要求】

掌握B 细胞识别抗原的特点,掌握B细胞对TD—Ag的应答过程及B细胞对TD-Ag和TI-Ag应答的特点,掌握B细胞和T细胞的相互作用,掌握抗体产生的规律和研究的意义,熟悉B细胞活化后信号传导与T细胞信号传导的异同。

【重要概念】

1.Ig类别转换:完成IgV基因重排后的子代细胞B淋巴细胞,在抗原的诱导和Th细胞分泌的细胞因子的调节下,其IgV基因表达不变,而C基因的表达从一种类型到另一种类型的转变,进而导致Ig类型的改变。Ig类别转换。如从IgM到IgG1的转变

2. 记忆性B细胞:在淋巴滤泡的生发中心,经过体细胞高频突变存活下来的B细胞,有些停止分化,不发育为浆细胞产生抗体,而成为记忆性B细胞,离开生发中心。当记忆性B细胞再次遇到相同的抗原时,迅速活化产生大量特异性、高亲和力的抗体,引发机体的再次应答反应。

3. 亲和力成熟: 生发中心的B细胞经体细胞高频突变后,其中表达高亲和力BCR的B细胞才能有效地结合抗原,并在抗原特异性Th细胞辅助下增殖,产生高亲和力的抗体,此为抗体亲和力成熟。

4. B细胞活化辅助受体:B细胞表面能辅助BCR复合受体向细胞内传导抗原特异性信号的受体,由CDl9、CD21、CD81与Leul3共同组成的CDl9/CD21/CD81/Leul3复合物。

5.Ig基因的体细胞高频突变:Ig基因的体细胞高频突变发生于分裂中的生发中心母细胞,在每次细胞分裂中,IgV区基因中大约每1000个bp中就有一对发生突变。这种在重链和轻链V区基因的点突变,会导致B细胞产生突变的Ig分子。体细胞高频突变是在抗原诱导下发生的,IgV基因中编码Ig互补决定区(CDR)的核甘酸序列最容易发生突变。Ig基因的体细胞高频突变与Ig基因重排导致的多样性,共同构成了体液免疫应答的多样性。

6. 初次应答:机体初次接受抗原(TD-Ag)刺激所产生的免疫应答,其特点是潜伏期长、抗体浓度低、维持时间短、以 IgM类抗体为主。

7. 再次应答:机体初次免疫后,当抗体浓度恢复到初次免疫前时,再次接受相同抗原刺激 所产生的体液免疫应答。再次应答的特点是潜伏期短、③抗体含量高,维持的时间长,以高亲和力的IgG为主,

8. 抗原受体的编辑:借Ig基因二次重排对B细胞抗原受体进行修正,即清除对自身抗原应答或不适合的抗原受体的过程。二次重排可发生于VDJ与其5?上游的其它V片段之间,和VDJ与其3?下游的其它J片段之间;也可发生于轻链V基因。

【重点内容】

1.比较B细胞对TD、TI-1、TI-2抗原应答的差异。

表16.1 B细胞对TD、TI-1、TI-2抗原应答的差异

TD抗原 TI-1抗原 TI-2抗原

结构 蛋白质,具多种抗原决定簇 B细胞决定簇和B细胞丝裂原 多个重复的抗原决定簇,呈线性排列

产生的抗体 特异性抗体 低浓度时产生特异性抗体,高浓度时产生非特异性抗体 特异性抗体

Th细胞辅助 需要 不需要 不需要

激活T细胞能力 有 无 无

APC加工处理 需要 不需要 不需要

识别的细胞 B2细胞 B1细胞 B1细胞

MHC限制性 有 无 无

再次应答反应 有 无 无

2.B淋巴细胞识别抗原的特点有哪些?

(1)特异性:对于可溶性抗原,当局部抗原浓度低时,直接以BCR方式特异性识别结合,并经胞内加工处理后,以抗原肽-MHC分子复合物的形式提呈给T细胞,启动免疫应答。

(2)非MHC限制性:B细胞以BCR方式结合抗原时,识别的是抗原表面的天然构像决定蔟,无须其他抗原递呈细胞的加工处理,因而不受MHC分子的限制性。

(3)当局部抗原浓度高时,以非BCR方式吞噬抗原,此时B淋巴细胞不活化。

3.比较B细胞与T细胞信号转导过程的主要异同点?

相同点:T、B淋巴细胞的胞内信号传导过程基本相同.活化后的ZAP-70(T细胞)和Syk

(B 细胞)均可激活磷脂酶C-γ(PLC-γ)和鸟苷酸置换因子(GEFs),活化的PLC-γ可进一步裂解磷酯酰肌醇二磷酸(PIP2)产生第二信使,即三磷酸肌醇(IP3)和甘油二酯(DAG),然后经IP3和DAG途径激活相关的基因。活化的GEFs可激活Ras和Rac,然后经MAP途径激活相关的基因。

主要不同:

1)B细胞通过BCR识别结合抗原后,转导信号的分子是Igα/Igβ;T细胞通过TCR识别结合抗原肽—MHC分子复合物后,转导信号的分子是CD3;

2)B细胞表面抗原受体(BCR)交联能使与Igα/Igβ胞浆区相联的酪氨酸激酶Lyn、Fyn 和Blk等活化,这些活化的酪氨酸激酶可使Igα/Igβ胞浆区的ITAM磷酸化;T细胞表面的 抗原受体交联,能使与转导信号的分子是CD3相联的Fyn 和CD4相联的Lck活化,这些活化的酪氨酸激酶可使CD3分子胞浆区的ITAM磷酸化。

3)B细胞Igα/Igβ胞浆内ITAM完全磷酸化后,第一个被募集的酪氨酸激酶是Syk,T细胞CD3胞浆内ITAM完全磷酸化后,第一个被募集的酪氨酸激酶是ZAP—70;

4. TD-Ag刺激B淋巴细胞激活、增殖和分化的过程是什么?

(1) TD抗原进入机体后,被专职抗原提呈细胞(APC)捕获加工后,抗原递呈细胞将抗原的有效成分递呈给Th细胞,而抗原递呈细胞则从组织迁移到淋巴结的胸腺依赖区(T细胞区)。

(2)循环中的初始CD4+Th细胞迁入淋巴结胸腺依赖区后,与位于此部位的抗原递呈细胞相互作用,在同时识别自身的MHC分子和外来性抗原时即被活化,活化的Th细胞表达CD40L,并释放IL-2、4、5和IFN-γ等多种细胞因子。

(3)循环中的B细胞穿过高内皮小静脉迁入淋巴结的胸腺依赖区,接受抗原刺激并通过表面表达的CD40等协同刺激分子受体与活化Th细胞表面相应的CD40L等协同刺激分子结合而相互作用,获得活化第二信号而被激活。

(4)活化B细胞可表达多种细胞因子受体,接受活化Th细胞分泌的相应细胞因子作用后,其中小部分活化B细胞可增殖分化为浆细胞产生抗体,而大部分活化B细胞则进入初级淋巴滤泡分裂增殖形成生发中心。

(5)在抗原的诱导下,生发中心的B淋巴母细胞经过IgV基因高频突变、抗原受体编辑、

亲和力成熟、Ig类别转换,产生高亲和力的抗体发挥效应。

(6)生发中心存活下来的B细胞,部分停止分化发育成为记忆性B细胞而离开生发中心。当这部分细胞再次遇到相同的抗原时迅速活化,产生大量特异性抗体。

5. 在外周淋巴器官的T细胞区,Th2细胞是如何辅助B淋巴细胞产生抗体的?

答:Th细胞与B细胞的相互作用发生于周围淋巴器官的T细胞区。抗原进入机体,被专职抗原提呈细胞(APC)捕获加工,从组织迁移到淋巴结的胸腺依赖区(T细胞区)。再循环中的初始CD4+Th细胞迁入淋巴结胸腺依赖区后,其TCR与APC加工递呈的抗原肽—MHC分子相结合,Th细胞被激活。循环中的B细胞穿过高内皮小静脉迁入淋巴结的胸腺依赖区,表达该抗原特异BCR的B细胞在该区被“捕捉”,接受抗原刺激,在活化Th细胞提供的协同刺激信号和分泌细胞因子的辅助下而活化,而不表达该抗原特异BCR的B细胞则很快从T细胞区进入B细胞区。这样,抗原特异的B细胞与抗原特异的T细胞在T细胞区这一特异的部位相遇,B细胞就能在Th细胞辅助下被激活。

6. 黏膜伴随(相关)淋巴组织由哪些成分组成?具有哪些结构特点?

黏膜伴随(相关)淋巴组织(MALT)主要包括扁桃体、阑尾和小肠派氏集合淋巴结以及呼吸道、肠道和泌尿生殖道黏膜上皮细胞下聚集的无包膜的淋巴组织。MALT没有输入淋巴管道,抗原由黏膜上皮细胞表面进入。在肠黏膜上皮细胞间存在一种特化的抗原转运细胞一M细胞,该种细胞能以吞饮形式将外来抗原转运到胞质内,并在未经降解情况下,将抗原转运到黏膜下结缔组织中。黏膜下结缔组织中富含巨噬细胞、树突状细胞以及与之混处在一起的T、B细胞。T细胞中以CD8+T细胞为主(占80%-90%),CD4+T细胞主要为CD45RO+记忆T细胞,B细胞主要是表型为mIgD+、HLA—DR+、B7+的记忆B细胞。

7. 分泌型IgA是如何形成的?

黏膜下浆细胞合成分泌的单体IgA,通过J链连接形成IgA二聚体,该种IgA二聚体能与黏膜上皮细胞表面以膜结合形式表达的分泌成分(又称多聚免疫球蛋白受体pIgR)结合,并经细胞内吞、转运和胞吐作用将分泌型IgA输送到黏膜表面。在细胞内转运期间或转运后,锚定在膜上的pIgR在锚定处被蛋白水解酶裂解,其胞外部分(即分泌小体)仍与IgA二聚体结合在一起形成分泌型IgA。分泌成分/分泌小体与IgA二聚体结合,可增强IgA二聚体对外分泌液中蛋白水解酶降解的抵抗作用。

8. 简述体液免疫应答的特点。

答:B淋巴细胞针对TD-Ag与TI-Ag的免疫反应具有不同的特点。对TD-Ag反应主要表现为:①需要B和T淋巴细胞共同参与。T细胞辅助B细胞增殖和分化,提供高亲和力抗体产生所必需的B细胞信号,产生高亲和力的抗体,并有记忆性B细胞的产生;②具有高度特异性,产生多种不同类别的同种型抗体(IgM、IgG及其亚型、IgE和IgA);③具有记忆性,对TD-Ag应答表现为初次和再次应答两种不同的形式。

对TI-Ag的反应主要表现为:①不需要抗原特异性的Th辅助;②主要生成IgM 和一些IgG抗体;③无记忆性B细胞生成。

9. 试述抗体产生的初次应答和再次应答的特点和意义?

答;抗体产生可分为初次应答和再次应答两个阶段。当抗原初次进入机体后,需经一定的潜伏期,潜伏期长短与抗原的性质有关。疫苗经5~7天,类毒素则在2~3周后,血液中才出现抗体,初次应答所产生的抗体量一般不多,持续时间也较短.

从抗体出现的种类来看,IgM出现最早,但消失也快,在血液中只维持数周至数月。IgG出现稍迟于IgM,当IgM接近消失时,IgG达高峰,它在血液中维持时间可达数年之久。 当第二次接受相同抗原时,机体可出现再次反应,开始时抗体有所下降,这是因为原有抗体被再次进入的抗原结合所致。随后抗体量(主要为IgG)迅速增加,可以比初次产

第十一单元 免疫调节

免疫系统在长期进化过程中形成了多层面、多系统的调节机制,以控制免疫应答的质和量。这一调节机制包括正、负反馈两个方面,并涉及分子、细胞、整体、群体和独特型网络的免疫调节等多个水平。

一、分子水平的免疫调节

(一)MHC分子对T细胞的调节作用

MHC分子控制T细胞的发育。骨髓来源的T淋巴细胞前体进入胸腺后,在胸腺中经历阳性选择和阴性选择。在阳性选择的过程中,不能识别和结合自身MHC-I、Ⅱ类分子的T细胞克隆被清除,获得MHC限制性识别抗原的能力的T细胞继续成熟发育。在阴性选择的过程中,能识别MHC分子-自身抗原肽的T细胞(自身反应性T细胞)克隆被清除,从而保证免疫系统对自身抗原产生中枢耐受。

MHC分子限制T细胞对抗原的识别,如,Th细胞与APC的MHC基因型一致时,Th细胞才能被激活。

MHC分子限制CTL对靶细胞的杀伤,CTL仅杀伤MHC分子基因型相同的靶细胞。

(二)抗原分子的免疫调节作用

不同化学性质的抗原所诱导的免疫应答类型不同。蛋白质抗原既可激发体液免疫又可激发细胞免疫,能刺激抗体的类别转换及亲和力成熟的发生并诱导记忆性细胞;多糖及脂类抗原一般不能诱导MttC限制性的T细胞应答,刺激产生的抗体多为lgM,诱导体液免疫应答时不依赖于T细胞的辅助。

不同抗原剂量和接种途径可改变免疫应答的性质和强度,小剂量或大剂量抗原易引起特异性T细胞耐受,而适中剂量的抗原才能有效诱导免疫应答;皮内或皮下接种往往能激发免疫应答,而静脉或口服接种则易诱导免疫耐受。

(三)抗体分子的免疫调节作用

抗体本身具有对特异性免疫应答的负反馈调节作用。在抗原免疫动物前或免疫初期输入特异性抗体可使该动物产生相同特异性抗体的能力下降。这种负反馈调节可能与抗体可中和相应抗原移去抗原对免疫细胞的刺激、诱生抗独特型抗体有关。

(四)免疫复合物分子的免疫调节作用

低浓度的IgG抗体与相应抗原结合形成的小分子免疫复合物对抗体的生成具有抑制作用。免疫复合物中的多价抗原在被B细胞表面抗原受体识别结合的同时,复合物上的IgG的Fc段结合同一B细胞表面的Fc受体,这种交联可使异性的B细胞处于抑制状态。

(五)补体分子的免疫调节作用

不同补体组分通过与细胞表面相应补体受体结合而实现其免疫调节作用。例如,滤泡树突状细胞通过表面的C3b受体捕获C3b-抗原-抗体复合物,持续性活化B细胞;B细胞表面的CD21分子是C3b的受体,抗原分子和C3b的共价结合物可高效活化B细胞。

二、细胞水平的免疫调节

(一)抗原提呈细胞的免疫调节作用

成熟树突状细胞(DC)、激活的巨噬细胞和B细胞均高表达MHC分子及协同刺激分子,可有效提呈抗原,启动免疫应答;而未成熟DC、未激活的巨噬细胞和未受抗原刺激的B细胞不能有效表达协同刺激分子,故不能有效激活T细胞,反可易诱发T细胞的耐受。

【历年真题解析】

1. 提呈抗原?(2003)

A? NK细胞?

B? B细胞?

C?肥大细胞?

D?细胞毒性T淋巴细胞?

E?浆细胞

答案:B

(二)T细胞的免疫调节作用

正常CD4+T细胞可辅助B细胞分化和产生抗体;CD8+T细胞则具有细胞杀伤作用;某些CD4+T细胞亦具有杀伤效应。

CD4+Th0细胞在IL-12和IL-4的作用下,可分化为Thl或Th2细胞,前者主要介导细胞免疫,而后者则主要介导体液免疫。Thl和Th2细胞本身亦可分泌多种不同细胞因子,发挥广泛的生物学功能。Thl分泌的IEN-γ可抑制Th0细胞向Th2细胞分化;而Th2细胞分泌的IL-l0可增强Th2细胞而抑制Thl细胞的生成。因此,Thl细胞大量扩增并释放细胞因子,可抑制Th2细胞及其介导的体液免疫应答;反之,Th2细胞大量扩增并释放细胞因子,可抑制Thl细胞及其介导的细胞免疫应答。

(三)NK细胞的免疫调节作用

NK细胞可显著抑制B细胞分化及抗体产生;某些NK细胞株可溶解LPS激活的B细胞;NK细胞也可通过释放IL-2、IFN-γ、TNF-α和GM-CSF等细胞因子增强T细胞功能,从而调节机体免疫应答。

三、整体水平的免疫调节

在体内,免疫系统的功能和效应必然会受其他系统影响,其中最重要的是神经-内分泌系统对免疫系统的调节作用。例如,精神紧心理压力可加速、加重疾病进程;内分泌失调可影响和制约疾病发生发展。

(一)神经、内分泌系统对免疫系统的调节

神经-内分泌系统对免疫系统的调节作用主要通过神经纤维、神经递质和激素介导。胸腺、骨髓等中枢免疫器官和脾脏、淋巴结等外周免疫器官均受交感或副交感神经支配,二类植物神经分别抑制和增强免疫细胞的发育、成熟及效应。免疫细胞表面及胞内均表达多种神经递质和激素受体,神经一内分泌系统产生、释放和分泌的神经递质(如肾上腺素、多巴胺、胆碱、5-羟色胺等)以及激素(如胰岛素、生长激素、性激素等)均可作用于这些受体,从而发挥正相或负相免疫调节作用。

(二)免疫系统对神经、内分泌系统的调节

抗原刺激机体免疫系统产生免疫应答的同时,可产生多种生物活性分子(如IL-1、IL-2、IL-6、TNF-α、IFN-γ等),它们可作用于神经、内分泌系统,传导相关信息,影响和调节神经、内分泌系统功能。例如:IL-2可抑制Ach释放;TNF-α可促进星形胶质细胞表达脑啡肽;IL-1受体广泛分布于中枢神经系统;许多细胞因子可通过与相应受体结合而上调或下凋激素合成。

四、群体水平的免疫调节

不同生物种群对不同抗原的免疫应答各异也取决于其BCR或TCR抗原受体库基因的多样性和MHC等位基因(或单元型)的高度多态性。

五、独特型网络的免疫调节

独特型指存在于抗体或抗原受体分子中与同一个体中其他抗体或抗原受体不同的决定簇(独特位)的集合。针对独特型的抗体(Ab2)称为抗独特型抗体。抗体的独特位主要分布于Fab段的CDR区和FR区。针对FR区独特型的抗独特型抗体称为α型(Ab2α),而针对CDR区独特型的抗独特型抗体称为β型(Ab2β)。Ab2β的结构与抗原表位相似,能与抗原竞争性结合Abl,故Ab2β又被称为抗原的内影像。

19xx年,Jenne提出了独特型网络学说,他认为,体内T、B细胞通过独特型和抗独特型相互识别,形成调节网络。

抗原进入机体后,针对该抗原的淋巴细胞克隆增生,产生大量抗体(Abl)和含特定独特型抗原受体的淋巴细胞克隆,二者又可作为抗原,诱导抗独特型抗体(Ab2α和Ab2β)的产生。作为负反馈因素,Ab2α可抑制Abl的分泌,并调节抗原特异性淋巴细胞克隆的应答;而Ab2β作为抗原内影像,可模拟抗原,增强、放大抗原的免疫效应。

利用独特型网络的上述调节功能,人们已尝试以抗独特型抗体代替相应抗原,制备抗独特型疫苗用于疾病防治。在自身免疫病防治中,将灭活的自身反应性T细胞克隆进行体内注射,可诱生出一组相当于Ab2的调节性T细胞克隆,从而清除体内自身反应性T细胞。

第十二单元 免疫耐受

一、基本概念

免疫耐受是指机体免疫系统接受某种抗原作用后产生的特异性的免疫无应答状态。对某种抗原产生免疫耐受的个体,再次接触同一抗原刺激后,不发生免疫应答或不能发生用常规方法可检测到的免疫应答,对其他抗原仍具有正常的免疫应答能力。免疫耐受是一种特殊形式的免疫应答,它由抗原诱生,具有特异性和记忆性。免疫抑制不同于免疫耐受,它是一种抗原非特异的免疫不应答或低应答状态。能诱导免疫耐受的抗原称为耐受原。由自身抗原诱导的免疫耐受称为天然耐受或自身耐受。由外来抗原诱导产生的免疫耐受称为获得性耐受或人工诱导的免疫耐受。在正常情况下,机体对自身抗原保持免疫耐受状态而对外来抗原保持免疫应答能力。已建立的免疫耐受可因体内相应耐受原的消失而自行消退,也可被某种模拟抗原(如交叉抗原)破坏。对自身抗原免疫耐受的打破是自身免疫性疾病的起因。对某一病原体(如细菌、病毒)的免疫耐受使机体易患由该病原体引起的疾病。

【历年真题解析】

1.关于免疫耐受的叙述,错误的是?

A.免疫耐受是抗原特异性的?

B.免疫耐受可在新生动物中诱导形成?

C.协同刺激因子可促进免疫耐受形成?

D.免疫抑制措施可促进免疫耐受形成?

E.免疫耐受也是一种免疫应答?

答案:C

解析:免疫耐受是指机体免疫系统接受某种抗原作用后产生的特异性的免疫无应答状态。对某种抗原产生免疫耐受的个体,再次接触同一抗原刺激后,不发生免疫应答或不能用常规方法检测到免疫应答,但对其他抗原仍具有正常的免疫应答能力。是免疫应答的另一种形式。新生期接触抗原可致免疫耐受。免疫抑制措施可促进免疫耐受形成。

免疫耐受可被分为中枢免疫耐受和周围免疫耐受。

中枢免疫耐受是指在胚胎阶段以及T、B细胞发生过程中所形成的免疫耐受。免疫系统在其发育早期或胚胎发育阶段接受抗原刺激后会导致相关淋巴细胞克隆的无能或排除。在胚胎发育阶段,免疫系统主要接受自身抗原刺激,这样形成了对自身抗原的免疫耐受。

实验研究及临床实践均证明,体内针对自身组织的淋巴细胞克隆并未完全被中枢耐受机制所删除,但这些自身反应性T、B细胞克隆一般处于不反应状态,这种耐受被称为周围免疫耐受。

二、免疫耐受的形成机制

(一)克隆清除

处于未成熟阶段的T或B细胞克隆和特异的抗原物质相互作用后可能被清除。自身反应T细胞克隆的清除可能是机体对自身抗原长期耐受的主要原因。在胸腺内发育的T细胞通过表面受体与胸腺巨噬细胞或树突状细胞表达的自身抗原-MHC分子复合物作用而被清除,这一过程被称为胸腺内阴性选择。

(二)克隆无能

T细胞的激活需双信号,任何一个信号缺乏都可导致T细胞克隆对相应的抗原不发生免疫应答,处于克隆无能状态。

低浓度多价抗原与未成熟的B淋巴细胞结合或B细胞表面抗原受体被广泛交联都可使B细胞处于特异的不应答状态。只表达膜表面IgM的幼稚B细胞和低浓度多价抗原接触后发育受阻,从而丧失对相应抗原的应答能力。大量的Tl抗原可交联B细胞表面的抗原受体使其处于耐受状态。

三、免疫耐受的形成因素

(一)抗原因素

抗原的持续存在是维持机体免疫耐受状态的重要条件。这是因为免疫系统中不断有新的淋巴细胞产生,一旦耐受原在体内消失,机体对该特异性抗原可重新产生免疫应答。多次注射耐受原可使免疫耐受状态延长。有些耐受原,如淋巴细胞和病毒等能在体内长期存活故可诱导长时间的免疫耐受。分解缓慢的抗原较分解迅速的抗原诱导免疫耐受的持续时间长。

小分子的可溶性,非聚合状态抗原易为耐受原;大分子颗粒性物质和蛋白聚合物抗原多是免疫原。表面有许多相同决定簇的抗原分子易成为耐受原。

一般而言,抗原经静脉注射最易诱导免疫耐受,经腹腔较易,经皮下及肌肉较难。 TD抗原无论剂量高低均可诱导T细胞产生免疫耐受。Tl抗原只有在高剂量时才能诱导B细胞产生免疫耐受。

(二)机体因素

一般而言,抗原在胚胎期最易诱导免疫耐受,在新生期次之,成年期较难。

【历年真题解析】

2.诱导免疫耐受形成的最佳时期是 (2002)

A.成年期?

B.幼年期?

C.老年期?

D.胚胎期?

E.青年期?

答案:D?

解析:因为胚胎期免疫系统尚未发育成熟,所以诱导免疫耐受形成的最佳时期是胚胎期,幼年期易形成耐受,青年期、成年期不易形成耐受,要达到耐受,抗原的剂量需高30倍以上。

同一种耐受原在不同遗传背景的小鼠可诱生出程度不同、持续时间不同的免疫耐受状态。

在成年个体应用免疫抑制措施有利于免疫耐受性的诱导。常见的免疫抑制措施有:全身淋巴组织射线照射;注射抗淋巴细胞血清;应用环磷酰胺,环孢霉素A及糖皮质激素等免疫抑制剂。

四、免疫耐受的维持和终止

耐受原的持续存在是维持免疫耐受的主要因素。由于体内不断产生新的免疫细胞,持续存在的耐受原可关闭新生细胞的应答机制,使这些细胞保持必要的耐受状态。一旦耐受原在体内被清除,已形成的耐受可逐渐消失,淋巴细胞将恢复对抗原的特异性应答。有生命的耐受原(如自身细胞、某些病毒、细菌等)可长期在体内存在,故已建立的免疫耐受不易消退;无生命的耐受原在体内降解较快,故免疫耐受维持的时间短。

实验研究证实,嵌合生长的动物由于耐受原的持续存在。可维持对对方组织细胞的免疫耐受,如将两个非纯系动物(如兔)的动脉和静脉彼此交叉吻合,彼此可建立针对对方组织细胞的免疫耐受。妊娠也可被视为自然状态下发生的嵌合生长,母亲对胎儿维持着免疫耐受。

如前所述,体内耐受原一旦被清除,所形成的免疫耐受一般即自行终止和消退退。在某些条件下,免疫耐受也被“主动地”破坏,例如:针对某一抗原决定簇所建立的免疫耐受,可能会由于该抗原载体部分的改变而被终止。

五、免疫耐受的建立和打破

免疫耐受机制异常可导致多神疾病的发生,例如:包身耐受被破坏导致自身免疫病;对肿瘤细胞、病毒等产生免疫耐受可导致肿瘤发生或病毒感染。因此,探讨免疫耐受的机制,并通过临床干预手段建立或中止免疫耐受,对认识疾病和控制疾病具有重要意义。

人工建立免疫耐受是目前研究的热点之一,通常方法是:首先人工造成机体免疫低下状态,继丽应用耐受原诱发免疫耐受。间断使用免疫抑制剂保证异体器官在体内存活。

【历年真题解析】

1.一存活多年的同种异体肾移植接受者的体内虽有供体Ⅲ人抗原表达却未发生明显的排斥反应,其原因可能是 (2001)?

A.受者的免疫细胞功能活跃?

B.移植物的免疫细胞功能活跃?

C.移植物已失去了免疫原性?

D.受者对移植物发生了免疫耐受?

E.移植物对受者发生了免疫耐受?

答案:D

肿瘤细胞由于缺乏协同刺激因子,使机体的免疫系统处于对它的免疫耐受状态。抗肿瘤免疫基因治疗的一个策略是:借助转基因技术使肿瘤细胞表达高水平的协同刺激因子,这样的肿瘤细胞易被免疫细胞杀伤。

第十三单元 超敏反应

一、基本概念

超敏反应又称变态反应,是指机体对某些抗原初次应答后,再次接触相同的抗原时所发生的引起机体生理功能紊乱或组织损伤的特异性免疫应答。

超敏反应分为四型:I型超敏反应、Ⅱ型超敏反应、Ⅲ型超敏反应和Ⅳ型超敏反应。

二、I型超敏反应。

I型超敏反应又称速发型超敏反应,其特点是:①主要由IgE介导;②发生的速度快;③通常引起功能紊乱但不造成组织细胞损伤;④具有明显的个体差异和遗传背景。

(一) I型超敏反应的变应原、变应素和细胞应原

是指能选择性激活Th2 T淋巴细胞及B淋巴细胞,诱导产生特异性IgE抗体应答,引起I型超敏反应的抗原。

临床上常见的变应原有:

树粉、花粉,真菌的菌丝和孢子,动物的皮屑,羽毛,昆虫及其毒液,尘螨及其排泄物,牛奶,鸡蛋,虾类,贝类,蟹,血清,青霉素,磺胺、普鲁卡因等药物.这些物质在过敏体质的个体可引起局部和全身性变态反应。

变应素是指能引起I型超敏反应的IgE类抗体。IgE类抗体可通过其Fc段和组织中的肥大细胞和血液中的嗜碱性粒细隐表面的IgE的Fc受体结舍,使机体选人致敏状态。过敏患者体内的IgE含量升高。

参与I型超敏反应的细胞有:B细胞,Th2细胞,肥大细胞,嗜碱性粒细胞和嗜酸性粒细胞。

(二)I型超敏反应的发生机制

I型超敏反应的发生过程可大致分为致敏、激发和效应三个阶段。

在致敏阶段,进入机体的变应原刺激B细胞增生分化,产生的特异性IgE抗体。该IgE抗体通过其Fc段和组织中的肥大细胞和血液中的嗜碱性细胞表面的IgE的Fc受体结合,使机体进入致敏状态。

在激发阶段,相同的变应原再次进入机体后交联肥大细胞和嗜碱性细胞表面的IgE,刺激这些细胞发生脱颗粒反应。释放生物活性介质。

【历年真题解析】

1.在Ⅰ型超敏反应中具有重要负反馈调节作用的细胞是 ?

A.嗜中性粒细胞?

B.嗜碱性粒细胞?

C.嗜酸性粒细胞?

D.单核吞噬细胞?

E.肥大细胞?

答案:C

解析:肥大细胞和嗜碱性粒细胞可引发Ⅰ型超敏反应,嗜酸性粒细胞则对Ⅰ型超敏反应有负反馈调节作用。

在效应阶段,释放的生物活性介质作用于效应器官,引起局部或全身性过敏反应。 引起过敏反应的生物活性介质主要有两类:一类是在胞质颗粒内预先贮备的介质,另一类是细胞受刺激后新合成的介质。

组胺和激肽原酶是两种在胞浆颗粒内预先贮备的介质。组胺的主要生物活性是:使小静脉和毛细血管扩张,通透性增强;刺激支气管胃肠道、子宫和膀胱等处平滑肌收缩;促进粘膜、腺体分泌增多。组胺可引起下述局部症状:皮肤、粘膜充血水肿,荨麻疹,鼻塞,流鼻涕,支气管哮喘,恶心,呕吐、腹痛和腹泻等。大量的组胺释放可使全身毛细血管床开放,有效血容量减少,血压下降,可引起致循环衰竭。组胺在体内作用的时间短暂。激肽原酶的生物活性是:作用于血浆中的激肽原生成激肽,其中的缓激肽有下述作用:刺激平滑肌收缩,引起支气管痉挛;使毛细血管扩张,通透性增强;趋化白细胞;刺激痛觉神经引起疼痛。

白细胞三烯,血小板活化因子,前列腺素,细胞因子是四类新合成的介质。

1.白细胞三烯(LT) 是LTC4、LTD4和LTE4的混合物,简称白三烯。它的主要作用是刺激

支气管平滑肌强烈持久地收缩,也具增强毛细血管通透性和促进粘膜分泌等作用。

2.血小板活化因子(PAF) 可刺激血小板释放组胺和5-羟色胺等血管活性物质。

3.前列腺素(PG) 有十多种类型,其中PGD2可刺激支气管平滑肌收缩,引起毛细血管扩

张。

4.细胞因子IL-4和IL-13可刺激Th2应答,促进B细胞发生IgE类别转换,IL-3,IL-5和GM-CSF可促进嗜酸性粒细胞的生成和活化。

(三)临床上常见的I型超敏反应疾病

1.过敏性休克

过敏性休克是最为严重的超敏反应,可在接触变应原后数分钟之内发生。药物过敏性休克以青霉素过敏性休克最为常见。青霉素的降解产物青霉噻唑醛酸或青霉烯酸与组织蛋白结合后可获得免疫原性,刺激机体产生IgE而使机体致敏,由时从空气中吸入青霉素降解产物或青霉菌孢子也可使人致敏。当机体再次接触青霉素或青霉素降解产物时即可能发生过敏性休克。为防止青霉素过敏性休克的发生,注射青霉素前必须做过敏试验。

临床也有应用动物免疫血清制剂如破伤风抗毒素和白喉抗毒素导致过敏性休克的报道。

2.呼吸道过敏反应

(1)过敏性鼻炎:也称花粉症,主要因吸人树粉、植物花粉引起。其发病有明显的季节性和地区性的特点。抗组胺药能显著控制临床症状。

(2)支气管哮喘:常因吸人变应原引起。

3.消化道过敏反应

在过敏体质的个体,某些食物如鱼、虾、蟹、蛋、奶等可引起消化道过敏反应,表现为恶心、呕吐、腹痛及腹泻等。

4.皮肤过敏反应

可因接触药物、食物、花粉等引起,包括荨麻疹,特应性皮炎(湿疹)和血管性水肿。

(四)I型变态反应的防治

1.检出变应原,避免与之接触 临床上检测变应原最常见的方法是变应原皮肤试验。具体做法是将0.1ml稀释的变应原(如青霉素、抗血清)在受试者前臂内侧做皮内注射,10-20分钟观测结果。注射局部出现的红晕或风团的直径>1cm为皮试阳性。有时青霉素皮试也可使过敏者发生过敏性休克,因此在皮试前,必须准备好肾上腺皮质激素等抢救药物。

2.脱敏疗法 对能够检出而难以避免接触的变应原,可采用小量的变应原让患者反复间隔接触,剂量逐渐增大,持续数月甚至数年,治疗后可使患者再次接触变应原不产生I型超敏反应。脱敏的机制与产生封闭性变应原特异性IgG抗体有关。

3.药物治疗 可用下述三类药物治疗I型超敏反应:

(1)抑制生物活性介质合成和释放药:阿司匹林可抑制前列腺素的生成;色氨酸二钠可阻止肥大细胞脱颗粒。肾上腺素、异丙肾上腺素和前列腺素E激活腺苷酸环化酶,使细胞内的cAMP浓度升高。甲基黄嘌呤和氨茶碱抑制磷酸二酯酶,阻止cAMP的分解。

(2)生物活性介质拮抗药:苯海拉明、扑尔敏竞争组胺受体而拮抗组胺的作用。乙酰水杨酸为激肽拮抗剂。多根皮苷酊磷酸盐拮抗白三烯的作用。

(3)过敏性休克的抢救药静脉迅速应用肾上腺素可以解除支气管平滑肌痉挛,收缩毛细血管,升高血压,挽救生命。

三、II型超敏反应

II型超敏反应是由IgG或IgM抗体与靶细胞表面相应抗原结合后,在补体、吞噬细胞和NK细胞参与作用下,引起的以细胞溶解和组织损伤为主的病理性免疫反应。

【历年真题解析】

1.参与Ⅱ型超敏反应的免疫球蛋白(Ig)是?

A.IgM/IgD?

B.IgM/IgG?

C.IgA/IgE?

D.IgM/IgA?

E.IgE/IgD?

答案:B?

解析:Ⅱ型超敏反应是由IgG或IgM抗体与靶细胞表面相应抗原结合后,在补体、吞噬细胞和NK细胞参与作用下,引起的以细胞溶解和组织损伤为主的病理性免疫反应。

2.Ⅱ型超敏反应?(2001)

A.由IgG介导?

B.属迟发型超敏反应?

C.与NK细胞无关?

D.与巨噬细胞无关?

E.不破坏细胞?

答案:A

(一) II型超敏反应的发生机制 Ⅱ型超敏反应的发生的初始原因是存在或出现了诱发Ⅱ型超敏反应的抗原,这些抗原可以是:

1.同种异型抗原如正常红细胞表面的AB0血型抗原、Rh抗原和HLA抗原。

2.交叉反应性抗原某些微生物与人类的组织和细胞的交叉抗原,如链球菌胞壁多糖抗原与心肌瓣膜。

3.改变了的自身抗原因感染、药物和多种理化因素作用改变了的自身抗原。

4.吸附在细胞表面的半抗原或半抗原一抗体复合物小分子的药物吸附在细胞的表面后可刺激机体产生药物特异性抗体,此抗体可启动吸附细匏的损伤。借助Fc受体吸附于细胞表面的抗原抗体复合物也可启动被吸附细胞的损伤。

针对上述抗原性物质的特异性IgG或IgM抗体通过下列机制引起靶细胞和组织的损伤:

1.补体介导的细胞溶解 抗体和靶细胞表面抗原结合后激活补体使靶细胞裂解。

2.调理吞噬 包被自身抗体的自身细胞如红细胞被巨噬细胞(如肝脾巨噬细胞)吞噬。

3.ADCC作用 包被IgG类自身抗体的自身细胞,被表达IgG Fc受体的NK细胞、巨噬细胞和中性粒细胞杀伤。

(二)常见的II型超敏反应疾病

1、新生儿溶血症Rh+胎儿的红细胞在分娩时可讲入Rh-母亲的血循环.刺激母体产生Rh抗体。这种抗体可使再次孕育的Rh+胎儿发生溶血性贫血。在第一次分娩前给孕妇注射大量的Rh抗体可预防这种情况。

【历年真题解析】

1.属于Ⅱ型超敏反应的是?(2006)

A?系统性红斑狼疮?

B? 溶血性贫血?

C?过敏性鼻炎?

D?血清病?

E?荨麻疹?

答案:B

2.Ⅱ型超敏反应性疾病是 (2003)

A.过敏性休克

B.溶血

C.过敏性鼻炎

D.血清病

E.荨麻疹

答案:B

解析:常见的Ⅱ型超敏反应性疾病有新生儿溶血性症、感染性溶血性贫血、恶性贫血、药物过敏性血细胞减少症、毒性弥漫性甲状腺肿、输血反应。

2、感染性溶血性贫血 流感病毒、EB病毒感染可造成红细胞表面抗原性的改变,刺激机体产生抗自身红细胞的抗体而发病。

3、恶性贫血 患者体内有维生素B12辅助因子的自身抗体,此抗体抑制肠道吸收维生素

B12进而使红细胞的生殷发生障碍。

4、药物过敏性血细胞减少症 包括药物过敏性溶血性贫血、粒细胞减少症和血小板减少性紫癜。此类疾病的发生机制有两型:①半抗原型:药物半抗原与血细胞膜上的蛋白质等成分结合而获得免疫原性,刺激机体产生针对药物半抗原的抗体。这种抗体与结合在血细胞膜上的药物半抗原结合后,可通过激活补体、调理吞噬或ADCC使相应的血细胞破坏。青霉素半抗原引起的溶血性贫血,磺胺类药物引起的血小板减少性紫癜,安替比林引起的粒细胞减少症可属此型;②免疫复合物型:IgG与药物半抗原(如黄胺和异烟肼等)形成的复合物可通过IgG Fc段吸附到具有IgG Fc受体的红细胞、血小板和粒细胞上使这些血细胞破坏。

5.毒性弥漫性甲状腺肿 毒性弥漫性甲状腺肿(Graves病)是一种特殊类型的Ⅱ型超敏反应:该类患者体内出现的甲状腺素受体自身抗体可刺激甲状腺细胞合成分泌甲状腺素,引起甲状腺功能亢进。

四、Ⅲ型超敏反应

Ⅲ型超敏反应是由于中等大小的可溶性免疫复合物沉积于全身或局部毛细血管基底膜后,激活补体引起的以充血水肿、局部坏死和中性粒细胞浸润为主要特征的炎性反应和组织损伤。

(一) Ⅲ型超敏反应的发生液中的可溶性抗原与IgG或IgM结合可形成中等大小的免疫复合物。这种复合物不易被单核吞噬细胞吞噬清除,也不易通过肾小球基底膜随尿液排出体外。免疫复合物沉积在基底膜上可激活补体系统,在局部产生膜攻击复合物(C56789)和过敏毒素(C3a,C5a)。膜攻击复合物可造成局部组织的损伤。过敏毒素可刺激肥大细胞和嗜碱性粒细胞释放炎性介质,引起局部水肿和大量的中性粒细胞浸润。这些中性粒细胞在吞噬免疫复合物的过程中,释放溶酶体酶、蛋白水解酶、胶原酶等。这些酶损伤血管基底膜和局部组织。免疫复合物与血小板表面的FcγR结合刺激其释放组织胺类物质,引发血小板的聚集和破坏,激活凝血机制,导致微血栓形成,加重局部组织损伤。

(二)临床上常见的III型超敏发应疾病

1.局部免疫复合物病 经皮下给家兔反复注射马血清,数周后,再次注射马血清,在注射的局部出现红肿、出血和坏死等剧烈的炎症反应,被称为Arthus反应。其机制是所注射的抗原与已生成的抗体形成了免疫复合物,这些复合物沉积在注射部位的小动脉壁上,引起血管炎。在人体,局部反复注射胰岛素、抗毒素等生物制品也可引起类Arthus反应。反复吸入真菌孢子或含植物蛋白的粉尘引起的急性超敏反应性肺炎也是一种类Arthus反应。

2.全身性免疫复合物病

(1)血清病:给人注射大量的异种动物抗血清,1~2周后,人可出现体温升高、全身荨麻疹、淋巴结肿大、关节疼痛等表现,这种疾病被称为血清病。血清病发生的原因是,产生的特异性抗体和朱完全排除的异种血清在血液中形成中等大小的免疫复合物,这种免疫复合物沉积在身体的许多部位引起了炎症性损伤。

(2)免疫复合物性肾小球肾炎:链球菌感染后肾小球肾炎可在链球菌感染后2~3周发生。其机制是体内产生的抗链球菌抗体与血液中的链球菌裂解产物形成免疫复合物,此复合物可沉积在肾小球基底膜引起炎症性损伤。免疫复合物性肾小球肾炎也可由葡萄球菌、肺炎球菌、病毒、疟原虫的感染引起。系统性红斑狼疮患者体内形成的DNA/DNA抗体免疫复合物也可引起免疫复合物性肾小球肾炎。

(3)类风湿关节炎:在这类患者的关节滑膜沉积有由变性自身IgG和抗变性自身IgG的抗体(主要是IgM,也可以是IgG或IgA)组成的免疫复合物。这种免疫复合物的沉积是进行性关节炎的诱发因素。抗变性自身Ig的IgM、IgG或IgA在临床上被称为类风湿因子。

【历年真题解析】

1.不属于器官特异性自身免疫病的是?(2003)

A.慢性甲状腺炎?

B.恶性贫血?

C.重症肌无力?

D.特发性血小板减少性紫癜?

E.类风湿性关节炎?

答案:E

解析:器官特异性自身免疫病包括慢性甲状腺炎、恶性贫血、重症肌无力、特发性血小板减少性紫癜、毒性弥漫性甲状腺肿(Graves病)、原发性肾上腺皮质萎缩(Addison病)、 慢性溃疡性结肠炎、男性自了性不育症、青少年型胰岛素依赖性糖尿病、伴共济失调-毛细血管扩张的胰岛素低抗型糖尿病、自身免疫性溶血性贫血、干燥综合征等。非器官特异性自身免疫病包括类风湿关节炎和系统红斑狼疮。

2.属于Ⅲ型超敏反应性疾病的是 (2004)

A.过敏性鼻炎?

B.新生儿溶血?

C.Arthus反应?

D.接触性皮炎?

E.支气管哮喘?

答案:C?

解析:Arthus反应属Ⅲ型超敏反应。过敏性鼻炎属Ⅰ型超敏反应,新生儿溶血属Ⅱ型超敏反应,接触性皮炎属Ⅳ型超敏反应。

五、IV型超敏反应

IV型超敏反应是由于致敏T细胞与相应致敏抗原作用而引起的以单个核细胞(巨噬细胞和淋巴细胞)浸润和细胞变性坏死为主要特征的炎性反应。此型超敏反应发生慢,一般在接受相应抗原刺激后24~72小时后发生,故又称识发型超敏反应。

【历年真题解析】

1.介导Ⅳ型超敏反应的免疫细胞是 ?

A.T细胞?

B.B细胞?

C.嗜酸性粒细胞?

D.肥大细胞?

E.中性粒细胞?

答案:A?

解析:Ⅳ型超敏反应是由效应T细胞与相应抗原作用后,引起的以单核细胞及淋巴细胞浸润和组织细胞损伤为主要特征的炎症反应。发生慢,当机体再次接受相同抗原刺激后24~72 h方可出现炎症反应,故又称迟发性超敏反应(DTH)。

(一) IV型超敏反应发生的机制

引起Ⅳ型超敏反应的抗原主要是胞内寄生菌、某些病毒、寄生虫和化学物质。这些抗原经抗原提呈细胞加工处理后以抗原肽:MHC-Ⅱ/I类分子复合物的形式表达于抗原提呈细胞的表面,使具有相应抗原受体的CD4+Thl细胞和CD8+CTL活化。活化的细胞进一步增生分化为效应细胞,一部分效应细胞分化为记忆性细胞。

当抗原特异性记忆性T细胞再次与相应抗原接触后,迅速增生分化为效应细胞,引发Ⅳ型超敏反应。

CD4+Thl效应细胞释放趋化因子、IFN-α,TNFβ,IL-2等细胞因子,产生以单核细胞和淋巴细胞浸润为主的免疫损伤效应。趋化因子招募单核巨噬细胞聚集在抗原存在的部位。IFN-γ激活单核巨噬细胞使之释放溶酶体等炎性介质引起组织的损伤。TNFβ刺激巨噬细胞产生TNFα,TNFα对局部的细胞产生细胞毒作用。

CD8+效应性CTL在识别抗原性物质后,通过释放穿孔素和颗粒酶等介质导致靶细胞的破坏.也通过Fas配体诱导靶细胞的凋亡。

(二)临床上常见的Ⅳ型超敏反应疾病

1. 传染性迟发性超敏反应 引起传染性迟发性超敏反应的病原体主要包括胞内寄生菌(如结核杆菌、麻风杆菌和布氏杆菌),病毒和真菌等。结核病人肺空洞的形成和干酪样坏死以及结核菌素皮试引起的局部性组织损伤均属此类。传染性迟发性超敏反应的慢性结局是纤维化。

2.接触性皮炎 是机体被是抗原经皮肤致敏后,再次接触相同抗原时发生的以皮肤损伤为特征的Ⅳ型超敏反应。致敏抗原可以是油漆、染料、农药、化妆品和药物等。这些小分子物质与表皮细胞的某些蛋白质结合而使机体致敏。皮炎可在接触相应致敏原后24小时发生,表现为局部红肿、硬结、水泡,严重者可发生剥脱性皮炎。

第十四单元 自身免疫和自身免疫性疾病

一、基本概念

自身免疫是指机体免疫系统对自身成分发生免疫应答的现象。自身免疫病是因机体免疫系统对自身成分发生免疫应答而导致的疾病状态。

自身免疫性疾病可分为器官特异性自身免疫性疾病和器官非特异性自身免疫性疾病。①器官特异性自身免疫性疾病的病变常限定于某一特定的器官,由对器官特异性抗原的免疫应答引起,典型的疾病有:胰岛素依赖的糖尿病,多发性硬化;②器官非特异性自身免疫性疾病又称全身性或系统性自身免疫性疾病,病变可见于多种器官,结缔组织多受累,故又称结缔组织病。典型的器官非特异性自身免疫性疾病有:系统性红斑狼疮和类风湿关节炎等。

二、自身免疫性疾病发生的诱因

(一)自身抗原的出现

1.隐蔽抗原 隐蔽抗原是指体内某些与免疫系统在解剖位置上隔绝的抗原成分。在手术、外伤或感染等情况下,隐蔽抗原释放人血流或淋巴液得以与免疫系统接触,从而引发针对隐蔽抗原的自身免疫性疾病。精子、眼内容物通常被视为隐蔽抗原。因输精管结扎术等原因释放人血的精子可刺激机体产生抗自身精子的抗体,此抗体可引发自身免疫性睾丸炎。因眼外伤释放的眼内容物可刺激机体产生抗自身的自身抗体,此抗体可能攻击健侧眼的内容物,引发自身免疫性交感性眼炎。

【历年真题解析】

1.下列哪种抗原为隐蔽的自身抗原?

A.眼葡萄膜色素抗原?

B.肿瘤抗原?

C.ABO血型抗原?

D.HLA抗原?

E.Rh血型抗原?

答案:A?

解析:机体有些组织成分由于解剖位置的特殊性,正常情况下终生不与免疫系统接触,称为隐蔽抗原。例如眼晶状体、葡萄膜和精子等都是隐蔽抗原。

2.变化了的自身抗原 生物、物理、化学以及药物等因素可以使自身抗原发生改变,这种改变的自身抗原可引起自身免疫病。如变性的自身IgG可刺激机体产生抗自身变性IgG的IgM或IgG。

(二)免疫调节异常

1.多克隆刺激剂旁路活化 在有些情况下,机体对自身抗原的免疫耐受是由于T淋巴细胞对这些自身抗原处于耐受状态,而B细胞依然保存着免疫反应性。多克隆刺激剂和超抗原可激活处于耐受状态的T细胞,使之向B细胞发出辅助信号,刺激其产生自身抗体,引发自身免疫性疾病。

2.Thl和Th2细胞功能失衡 Thl细胞功能亢进促进某些器官特异性自身免疫病如胰岛素依赖性糖尿病的发展。Th2细胞功能亢进促进全身性自身免疫性疾病如系统性红斑狼疮的发展。

(三)交叉抗原

多种微生物和人的细胞外成分有交叉抗原(结构相类似的抗原成分)。交叉抗原可引起自身免疫性疾病。如柯萨奇病毒感染激发的免疫反应可攻击胰岛的β细胞,引发糖尿病;链球菌感染可引发急性肾小球肾炎和风湿性心脏病。

(四)遗传因素

多种自身免疫性疾病的发生和个体的遗传背景有关。不同单型的MHC分子,结合提呈抗原的能力不同,有些个体的MHC分子适合提呈某些自身成分的抗原肽,因易患某些自身免疫性疾病。如携带DR3的个体易患重症肌无力,系统性红斑狼疮,胰岛素依赖糖尿病,突眼性甲状腺肿的可能性明显增加。DR4与类风湿性关节炎,寻常性天疱疮,胰岛素依赖糖尿病,B27和强直性脊柱炎、急性前部葡萄膜炎。DR2和肺出血肺炎综合征,多发性硬化,DR5和桥本氏甲状腺炎(Hashimoto’s thyroiditis)、甲状腺炎的发生均有明显的关系。

MHC基因连锁基因的缺陷也和自身免疫性疾病的发生有关。补体成分Cl,C4或C2基因缺陷的纯合子和系统性红斑狼疮的发生密切连锁。Fas(CD95)/FasL(CD95配体)的基因缺陷的个体易患系统性红斑狼疮。

【历年真题解析】

1.与自身免疫性疾病发生无关的原因是 ?

A.隐蔽抗原释放?

B.自身抗原发生改变?

C.交叉抗原或分子模拟?

D.免疫球蛋白类别转换?

E.多克隆T细胞活化?

答案:D?

三、自身免疫性疾病的组织损伤机制

自身免疫性疾病的组织损伤机制类同于变态反应,由自身抗体,自身抗体免疫复合物和自身反应性T淋巴细胞引起。

IgG和IgM类自身抗体可引发下述自身免疫性疾病:

(一)自身免疫性溶血性贫血 患者体内有抗红细胞的自身抗体。

(二)自身免疫性血小板减少性紫癜 患者体内有抗血小板的自身抗体。

(三)毒性弥漫性甲状腺肿 患者血清中有促甲状腺激素受体的自身IgG抗体。

(四)重症肌无力 患者的体内存在神经肌接头乙酰胆碱受体自身抗体。

(五)胰岛素耐受性糖尿病 某些患者体内有胰岛素受体自身抗体,此抗体和胰岛素受体结合后抑制其和胰岛素结合,引起糖尿病。

(六)肺出血肺炎综合征患者体内有抗基底膜Ⅳ胶原抗体。

自身抗体-免疫复合物可引起自身免疫性疾病。系统性红斑狼疮(SLE)是这类疾病的典型代表。SLE患者体内持续产生的针对细胞核抗原的自身IgG抗体和细胞核抗原形成大量的免疫复合物。它们沉积在肾小球、关节和其他器官的小血管壁引起细胞的损伤。SLE患者可发生多器官、多系统的病变。

自身反应性CD8+CTL和Thl都可造成自身细胞的免疫损伤。某些细胞胰岛素依赖性糖尿病患者体内的CD8+CTL可杀伤胰岛的β细胞。髓鞘碱性蛋白特异性Thl细胞可引起实验性变态反应性脑脊髓膜炎样的病理变化。

第十五单元 免疫缺陷病

一、基本概念

免疫缺陷病是由各类免疫活性细胞数目或功能缺陷而引起的疾病。免疫缺陷病患者易患感染,如B细胞缺陷,吞噬细胞缺陷或补体缺陷者易息化脓性细菌(葡萄球菌、链球菌和肺炎球菌等)感染;细胞免疫缺陷者主要易患由病毒、真菌、胞内寄生菌和原虫引起的感染。考题高发区,考察指数 ★免疫缺陷病患者易发生恶性肿瘤,原发性免疫缺陷患者恶性肿瘤的发生率比对照人群高100倍-300倍。免疫缺陷病患者易伴发自身免疫性疾病,约14%的原发性免疫缺陷患者发生自身免疫病。

【历年真题解析】

1.?男性患儿,出生后表现持续性鹅口疮,9个月后因真菌性肺炎死亡。尸检发现其胸腺发育不全。此患儿发生持续感染主要由于 (2001)

A?继发性免疫缺陷?

B?细胞免疫缺陷?

C?体液免疫缺陷?

D?吞噬细胞缺陷?

E?补体系统缺陷?

答案:B

免疫缺陷病分为原发性和继发性免疫缺陷病两类,前者由先天的因素(遗传因素)引起,后者由后天的因素引起。

二、原发性免疫缺陷病

(一)B细胞缺陷病

由B细胞发育和/或功能异常引起,其中以各类免疫球蛋白均缺乏的低丙球血症和某一类免疫球蛋白选择性缺乏症最为常见,如x-性连锁低丙球血症、选择性IgA缺乏症、选择性IgG缺乏症、IgG和IgA缺乏伴IgM升高症(又称高IgM综合征)。

(二)T细胞缺陷病

DiGeorge综合征是由于先天性胸腺发育不全引起的T细胞缺陷病。除细胞免疫和体液免疫功能缺陷外,此类患者可伴有甲状旁腺、大血管及面部发育障碍。

【历年真题解析】

1.关于DiGeorge综合征的叙述,哪项是错误的?

A.患者抗病毒免疫力降低?

B.患者先天性胸腺发育不全?

C.患者结核菌素试验阴性?

D.患者体液免疫功能不受影响?

E.患者细胞免疫功能缺陷?

答案:D?

解析:DiGeorge综合征T细胞发育障碍,细胞免疫和T细胞依赖的抗体产生缺陷。体液免疫功能也受影响。易患胞内寄生菌、病毒、真菌感染,自身免疫病,恶性肿瘤。

T细胞信号转导障碍是T细胞缺陷病的另外一种成因。如ZAP-70是一种中介T细胞信号转导的细胞浆蛋白,它的突变可引起免疫缺陷。

(三)联合免疫缺陷病

重症联合免疫缺陷(T、B细胞混合缺陷)综合征(SCID)的发病原因多是T、B淋巴细胞自骨髓干细胞发育障碍。约50%常染色体隐性遗传SCID是由腺苷脱氨酶(ADA)基因缺陷引起的。ADA缺陷可导致淋巴细胞内有毒物质的积聚而使其发育受阻。

IL-2受体γ链基因缺陷可引起SCID。因多种细胞因子受体(IL-2R,IL-4R,IL-7R,IL-9R,IL-15R)共用IL-2受体γ链,基因的缺陷使免疫系统种的多种细胞信号传递发生异常。

MHC-I分子和MNC-Ⅱ分子异常也可引起自身免疫性疾病。

(四)吞噬细胞缺陷

1.慢性肉芽肿病 慢性肉芽肿病(CGD)患者的中性粒细胞还原型辅酶Ⅱ氧化酶系统基因缺陷,细胞呼吸暴发受阻,不能有效地产生杀灭致病菌的超过氧化物等物质。此类患者表现频发的细菌、真菌感染和肉芽肿的形成。

【历年真题解析】

1.慢性肉芽肿病的发生原因是?

A.先天性胸腺发育不全?

B.吞噬细胞功能缺陷?

C.B细胞发育和(或)功能异常?

D.补体某些组分缺陷?

E.T、B细胞混合缺陷?

答案:B?

解析:慢性肉芽肿病的发生原因是由于编码还原型辅酶Ⅱ氧化酶系统的基因缺陷,细胞呼吸爆发受阻,致使吞噬细胞杀菌功能减弱,非但不能杀死摄入胞内的细菌和真菌,反而使细菌在胞内得以存活、繁殖,并随吞噬细胞游走扩散,造成反复的慢性感染。

2.白细胞粘附缺陷 此类患者的白细胞趋化、细胞间相互作用、NK及T细胞介导的杀伤功能均发生障碍。其产生原因是一种细胞粘附分子整合素的β2亚单位(CDl8)的基因表达发生障碍。患者易发生反复的化脓菌感染。

(五)补体缺陷病

补体系统的组成、调节成分及受体缺陷都可引起补体缺陷病。C3缺陷患者易发生严重的致死性化脓菌感染。Cl抑制物(C1-INH)的缺陷患者易发生血管神经性水肿。补体受体缺陷(如CRl缺陷)患者清除免疫复合物的功能障碍。易发生自身免疫性疾病如系统性红斑狼疮。

三、继发性免疫缺陷病

许多后天的因素可以影响细胞免疫和体液免疫,导致继发性免疫缺陷病,这些因素是:感染、营养不良、肿瘤、使用免疫抑制剂、化疗、放疗、手术、创伤、烧伤和脾切除等。

获得性免疫缺陷综合征(AIDS)是人类免疫缺陷病毒(HIV)引起的一种最严重的继发性免疫缺陷病。

HIV主要感染和攻击表达CD4分子的T淋巴细胞,结果使细胞免疫功能发生严重的障碍。HIV也感染和攻击表达CD4分子的单核巨噬细胞、树突状细胞和神经角质细胞。AIDS患者的主要发生下述继发的疾病:

【历年真题解析】

1.人类免疫缺陷病毒(HIV)在人体内作用的靶细胞是?(2003,2005)

A.CD4?+T淋巴细胞?

B.CD8?+T淋巴细胞?

C.B淋巴细胞?

D.NK细胞?

E.CTL细胞?

答案:A?

2. HIV侵犯的主要靶细胞是?

A? CD4+T细胞?

B? CD8+T细胞?

C?红细胞?

D? B细胞?

E?浆细胞?

答案:A??

解析:艾滋病的发病机制主要是CD4+ T淋巴细胞功能受损和大量破坏,导致细胞免疫缺陷。HIV通过靶细胞上特定受体CD4、CXCR4及CCR5分子,攻击CD4+ T细胞、树突状细胞、巨噬细胞及自然杀伤细胞等免疫细胞。由于其他免疫细胞均不同程度受损,因而促使并发各种严重的机会性感染和肿瘤的发生。

机会感染:如白念珠菌、卡氏肺囊虫、巨细胞病毒、水痘一带状疱疹病毒、新生隐球菌、鸟型结核杆菌和鼠弓形虫等的感染,此为AIDS患者死亡的主要原因。

恶性肿瘤:如Kaposi肉瘤和B淋巴瘤,此为AIDS患者死亡的常见原因。

神经系统疾病:如AIDS性痴呆。

在感染HIV的人的血清中可检出HIV的抗体。AIDS患者的CD4+T细胞数量明显减少,CD4+/CD8+T细胞比值下降。

AIDS是一种通过切断HIV传播途径就可预防的疾病。HIV可通过下述途径传播:①性交,包括同性和异性性交;②应用血液和血制品;③出血性医疗操作,如共用未经确切消毒处理的注射器、针灸针、牙科工具和剃刀等。共用注射器进行注射式吸毒是传播HIV的一种主要的原因;④母婴垂直传播。

第十六单元 肿瘤免疫

一、基本概念

肿瘤免疫学是研究肿瘤细胞的抗原性、机体的免疫功能和肿瘤发生的关系、机体对肿瘤细胞的免疫应答、肿瘤的免疫学诊断和防治的科学。

肿瘤抗原是细胞在恶变过程中出现的新抗原及过度表达的抗原物质的总称,可分为肿瘤特异性抗原和肿瘤相关抗原。

肿瘤特异性抗原是指只存在于某一种或几种肿瘤细胞而不存在于正常细胞的新抗原。此类抗原可用动物肿瘤移植排斥试验证明,故又称肿瘤特异性移植抗原。

肿瘤相关抗原是指非某一种肿瘤细胞特有、在其他肿瘤细胞或正常细胞上也存在的抗原。此类抗原如甲胎蛋白(AFP,alpha-fetoprotein)、癌胚抗原(CEA)的表达量在发生肿瘤时明显增加。

【历年真题解析】

1.甲胎蛋白是?(2001)

A.自身抗原?

B.异种抗原?

C.异嗜性抗原?

D.肿瘤相关抗原?

E.肿瘤特异性抗原?

答案:D?

解析:肿瘤相关抗原是指非肿瘤细胞特有、在其他肿瘤细胞或正常细胞上也存在的抗原,只是其含量在细胞癌变时明显增高,如甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)。

2.胃肠癌病人可出现?(2002)

A?血酸性磷酸酶升高?

B?血碱性磷酸酶升高?

C?血CEA升高?

D?血AFP升高?

E?血VCA-IgA抗体升高

答案:C?

解析:免疫学检查中,癌胚抗原(CEA)为胎儿胃肠道产生的一组糖蛋白,在结肠癌、胃癌、肺癌、乳癌均可增高。

多种病毒和肿瘤的发生有关,如EB病毒和鼻咽癌、B淋巴瘤,乳头状瘤病毒和宫颈癌,丙型肝炎病毒和肝癌。在这些肿瘤细胞的表面可表达相应病毒编码的抗原。这种抗原被称为病毒肿瘤相关抗原,其抗原性比较稳定,因而可成为研制肿瘤疫苗的靶点。

二、机体抗肿瘤的免疫效应机制

(一)体液免疫机制

肿瘤细胞虽可刺激机体的体液免疫应答,抗体对肿瘤细胞也表现效应,但总体来说,抗体并不是机体抗肿瘤的重要因素。

(二)细胞免疫机制

1.T淋巴细胞 在控制具有免疫原性肿瘤细胞生长的方面,T细胞介导的特异性免疫应答起重要作用。CD8+CTL是抗肿瘤免疫最重要的肿瘤杀伤细胞,其杀伤机制有二:一是通过其抗原受体识别肿瘤细胞上的特异抗原,并在Th细胞的辅助下活化后直接杀伤肿瘤细胞;二是分泌IFN-γ,TNF-β淋巴毒素等细胞因子间接杀伤肿瘤细胞。

若要激活T细胞介导的抗肿瘤免疫反应,肿瘤抗原必须在肿瘤细胞内或抗原提呈细胞内被加工成抗原肽,抗原肽与MHC-I类分子结合共表达于肿瘤细胞或抗原提呈细胞的表面,,CD8+CTL通过其抗原受体与MHC-I类分子结合的肿瘤抗原肽识别和结合,获得第一活化信号。CD8+CTL通过表面的某些分子如CD28和肿瘤细胞或抗原提呈细胞表面的分子如B7分子识别获得第二活化信号。

2.NK细胞 NK细胞不需预先致敏就能杀伤肿瘤细胞,其作用不受MHC限制,也无肿瘤细胞特异性。NK细胞是一类在肿瘤发生早期起作用的效应细胞,是机体抗肿瘤的第一道防线。

3.巨噬细胞 巨噬细胞在抗肿瘤免疫中既是抗原呈递细胞,也是杀伤肿瘤的效应细胞,其杀伤机制有:①与肿瘤细胞结合后通过释放溶酶体直接杀伤肿瘤细胞;②处理和提呈肿瘤抗原,并通过产生IL-l和IL-l2等激活T细胞;⑧通过特异性IgGFc受体介导ADCC效应;④分泌TNF、一氧化氮等间接杀伤肿瘤细胞。

三、肿瘤细胞的免疫逃逸机制

(一)肿瘤细胞的抗原缺失和调变

肿瘤细胞的抗原缺失是指肿瘤细胞不表达可诱发机体抗肿瘤免疫反应的抗原性物质的现象;肿瘤细胞的抗原调变是指,在受到免疫攻击后,肿瘤细胞表达的抗原减少或改变性质以避免被免疫细胞杀伤的现象。

(二)肿瘤细胞的漏逸

肿瘤细胞的漏逸是指肿瘤细胞的迅速生长,使机体的免疫系统不能有效地及时清除大量生长的肿瘤细胞的现象。

(三)MHC-I类分子的低表达或缺失

不表达或低表达MHC-I类分子的肿瘤细胞不能或不能有效地提呈肿瘤抗原,因而不能或不能有效地被CD8+ CTL细胞杀伤。

(四)协同刺激信号的缺乏

肿瘤细胞低表达或不表达协同刺激分子(如B7等),因而不能为T细胞的活化提供第二激活信号因子。

(五)抑制因子的产生

肿瘤细胞可通过分泌TGFβ和IL-10等抑制机体的抗肿瘤免疫应答。

四、肿瘤的免疫治疗

(一)非特异性免疫治疗

肿瘤的非特异性免疫治疗是指采用非特异性增强免疫功能的制剂,增强机体抗肿瘤的疗法。如应用卡介苗、短小棒状杆菌、酵母多糖、香菇多糖等。

(二)主动免疫治疗

肿瘤的主动免疫治疗是指给机体输入各种具有抗原性的瘤苗(包括细胞类和蛋白类),刺激机体免疫系统产生抗肿瘤免疫应答的疗法。此种方法对于手术后清除微小的转移瘤灶和隐匿瘤、预防肿瘤转移和复发有一定的效果。

(三)被动免疫治疗

被动免疫治疗是指给机体输入外源性免疫效应物质,由这些外源物质在体内发挥治疗肿瘤的作用。如给乳腺癌患者应用乳腺癌细胞的单克隆抗体治疗乳腺癌就是一种被动免疫治疗。

第十七单元 移植免疫

一、基本概念

移植免疫是研究移植物的免疫原性、受者对移植物的免疫应答、移植物对受者的免疫学作用以及移植排斥的预防等问题的科学。

移植是将移植物(细胞、组织或器官)从一个个体转给另一个个体(或同一个个体)的过程。提供移植物的个体是供者,接受移植物的个体是受者。移植物的供者和受者为同一个体时进行的移植是自体移植。移植物的供者和受者的遗传背景相同时进行的移植是同基因移植。移植物的供者和受者为同一个种属不同个体时进行的移植是同种异基因移植。移植物的供者和受者属不同物种时进行的移植是异种移植。

在医学上主要涉及同种异基因移植的问题。在同种异体移植物上被受者免疫系统识别为外来抗原的成分被称为同种异体抗原。由于同种异体抗原的存在,移植物刺激受者免疫系统发生免疫应答,免疫应答的结果是移植物的破坏和功能丧失。受者对供者移植物发生的免疫应答称为排斥,也被称为宿主抗移植物反应。另一方面,同种异基因移植物中的免疫细胞也可发生对宿主细胞的免疫应答,这种免疫应答也被成为移植物抗宿主反应。

二、同种移植排斥反应的机制及类型

引起移植排斥的抗原为移植抗原(transplantation antigen),即组织相容性抗原,是移植排斥的分子基础。其中,能引起较强排斥反应的组织相容性抗原称为主要组织相容性抗原(MHC抗原);引起较弱排斥反应的组织相容性抗原称为次要组织相容性抗原(mH抗原)。移植成功的关键即取决于供、受者间组织相容性抗原是否一致或相近。

移植术后,受者T细胞通过直接和间接两条途径识别移植物上的同种异型MHC抗原,发动免疫应答。

移植物血管内或组织中的供者白细胞(过路白细胞),主要是树突状细胞,可从移植物中移出并进入受者体内,通过直接识别途径,将供者移植抗原提呈给受者T细胞。受者的T细胞通过TCR特异性识别供者APC提呈的同种异基因MHC抗原。被识别的MHC抗原可以是MHC分子,也可以是MHC分子-抗原肽复合物。参与直接识别和应答的T细胞称为同种反应性T细胞。

在间接识别途径中,受者的APC对供者的MHC抗原进行加工、处理并将其提呈给受者T细胞,使之活化,引起排斥反应。参与间接识别的T细胞又被称为自身MHC限制性T细胞。

受者CD4+T细胞和CD8+T细胞是参与同种移植排斥反应的主要细胞。CD4+T细胞主要识别MHCII类分子+APC所提呈的抗原;CD8+T细胞主要识别MHCI类分子+APC所提呈的抗原。

三、同种异基因移植排斥反应的类型

(一)宿主抗移植物反应

1.超急性排斥反应

急性排斥反应是在移植物血液循环恢复后数分钟或数小时(24—48小时)内发生的排斥反应,其产生原因是供者体内存在抗受者同种异型抗原(如HLA抗原、AB0血型抗原和血小板抗原等)的抗体。在移植术后,这些抗体与移植物细胞表面相应抗原结合,激活补体,导致移植物的血管内凝血和血栓形成。

【历年真题解析】

1.移植器官超急排斥反应是由于?(2001)

A.供体内预存有抗受体的ABO血型抗体?

B.供体内预存有抗受体的HLAⅠ类抗原的抗体?

C.受体内预存有抗供体的ABO血型抗体?

D.受体内有针对供体组织器官的Tc细胞?

E.移植物中含有足够数量的免疫细胞?

F.供受者HLA配型不符

答案:C?

解析:超急性排斥反应是在移植物血液循环恢复后数分钟或数小时(24~48小时)内发生的排斥反应,其发生原因是供者体内存在抗受者同种异型抗原(如HLA抗原、ABO血型抗原和血小板抗原等)的抗体。

反复多次输血、多次妊娠、长期血液透析或有同种异基因移植史的个体体内易存在抗供者同种异基因抗原的抗体。

2.急性排斥反应

急性排斥反应是同种异基因移植后最常见的排斥反应,一般在移植的数周或数月后发生。CD4+T细胞介导的针对移植物的迟发型超敏反应性炎症和CD8+T细胞介导的对移植物细胞的特异性杀伤是发生急性排斥反应的主要原因。移植物的主要病理变化是实质细胞的坏死。

【历年真题解析】

1.与急性同种异基因移植物排斥关系最密切的细胞是?(2002,2005)

A.NK细胞?

B.B细胞?

C.CD8+T细胞?

D.肥大细胞?

E.嗜酸性粒细胞?

答案:C?

+++解析:受者CD4T细胞和CD8T细胞是参与同种异基因移植物排斥反应的主要细胞。CD4T

细胞主要识别MHC-Ⅱ类分子APC所提呈的抗原;CD8+T细胞主要识别MHC-I类分子’APC所提呈的抗原。急性排斥反应是同种异基因移植后最常见的排斥反应,一般在移植的数周或数月后发生。CD4+T细胞介导的针对移植物的迟发型超敏反应性炎症和CD8+T细胞介导的对移植物细胞的特异性杀伤是发生急性排斥反应的主要原因。

2.细胞免疫测定是指?(2001)

A?皮肤迟发型超敏反应?

B?血清谷丙转氨酶测定?

C?血清免疫球蛋白测定?

D?血清β-微球蛋白测定?

E?硝基四唑氮兰还原试验 答案:A?

在急性排斥反应中可出现急性血管排斥反应,也称急性体液排斥反应。被排斥抑制物的主要病理改变是:血管炎症及血栓,血管内皮细胞肿胀、坏死。这种排斥反应可能由针对移植物血管内皮细胞HLA分子的IgG类抗体引起。

3.慢性排斥反应 慢性排斥反应一般在移植后数月至数年发生。移植物的主要病理变化是纤维化。纤维化是慢性迟发性超敏反应的慢性结局。

(二)移植物抗宿主反应

移植物抗宿主反应最常发生于同种骨髓移植后,是骨髓移植成功的主要障碍。移植物抗宿主反应引起的宿主的损伤被称为移植物抗宿主病(graft versus host disease,GVHD)。骨髓移植物中成熟T细胞是介导GVHR的主要效应细胞。另外,T细胞产生的多种细胞因子诱导的淋巴因子激活的杀伤细胞(主要为NK细胞)参与GVHD的发生。

【历年真题解析】

1.引起移植物抗宿主反应是由于?(2001)

A.供体内预存有抗受体的ABO血型抗体?

B.供体内预存有抗受体的HLAⅠ类抗原的抗体?

C.受体内预存有抗供体的ABO血型抗体?

D.受体内有针对供体组织器官的Tc细胞?

E.移植物中含有足够数量的免疫细胞?

F.供受者HLA配型不符?

答案:E

解析:移植物抗宿主反应最常发生于同种骨髓移植后,是骨髓移植成功的主要障碍。移植物抗宿主反应引起的宿主的损伤被称为移植物抗宿主病(GVHD)。骨髓移植物中成熟T细胞是

介导GVHD的主要效应细胞。另外,T细胞产生的多种细胞因子诱导的淋巴因子激活的杀伤细胞(主要为NK细胞)参与GVHD的发生。

四、延长移植物存活的措施

延长移植物存活的措施包括正确合理的组织配型、应用免疫抑制剂和诱导对移植物的免疫耐受等。

正确合理的组织配型是延长移植物存活时间关键措施。供者和受者的AB0血型和其他血型如Rh血型最好相同。临床资料证明,移植肾长期存活时间与供受者HLA抗原的相近性呈正相关。用受者和供者的淋巴细胞进行混合淋巴细胞培养是检测受者和供者HLA相合的有效方法。若增生反应过强,说明供者选择不当。男性个体组织细胞表面表达与性别相关的mH抗原。在HLA抗原匹配的情况下,女性受者也可能通过识别mH抗原排斥男性供者的移植物。因此,宜尽可能选择同性别的供者。

为了防止超急排斥反应,术前须检测受者体内是否存在抗移植物抗体。某些曾多次接受输血或移植的患者体内存在有抗多种HLA抗原的抗体,这种抗体可引发对移植物的超急排斥反应。

应用免疫抑制剂可明显延长移植物在受者体内的存活时间。环孢霉素A,FK-506,皮质激素,硫唑嘌呤和人T细胞抗体是应用较多的免疫抑制剂。长时间接受免疫抑制剂的受者发生感染和恶性肿瘤的可能性明显增大。环孢素A主要通过抑制T细胞活化过程中IL-2基因的转录而发挥作用。FK-506是近年来开发的、来源于真菌的大环内酯类药物,它也抑制IL-2基因的转录。糖皮质激素诱导活化的T细胞凋亡,下调MHC分子的表达。硫唑嘌呤可抑制次黄嘌呤核苷酸代谢,干扰DNA合成,从而抑制T淋巴细胞增生。环孢霉素A、糖皮质激素和硫唑嘌呤可联合使用。抗人CD3抗体可抑制T细胞的免疫应答。

诱导对移植物的免疫耐受应是控制排斥反应的最理想方法,但该类方法迄今多处于实验研究阶段。

第十八单元 免疫学检测技术

一、血清学技术

血清学反应是指在体外进行的抗原抗体结合反应,相关的技术称为血清学技术。

(一)沉淀反应

可溶性性抗原和相应特异性抗体以合适的比例结合,在反应体系中出现不透明的沉淀物,这种抗原抗体反应称为沉淀反应。单向免疫扩散、双向免疫扩散、对流免疫电泳、免疫电泳均为沉淀反应。

1.单向免疫扩散 制备含特异性抗体的琼脂板。在适当的位置打孔,加相应抗原于孔内。抗原自小孔向四周琼脂中扩散,在适当的位置形成环状的沉淀线。环的直径和抗原的浓度呈正相关。此法常用于人或动物血清免疫球蛋白和补体成分的测定。

2.双向免疫扩散 在琼脂板上按一定距离打孔。在相邻的两孔中分别加入抗原和抗体。抗原和抗体在琼脂中扩散,当二者相对应时,可在两孔间的适当位置形成由免疫复合物组成的沉淀线。此法常被用于抗原或抗体的定性。

3.对流免疫电泳 将两端各打一排孔的琼脂板置电泳槽中,在阴极一侧的孔中加抗原,阳极一侧孔中加抗体,通电使抗原抗体分子泳动,当二者相对应时,可于一定时间后在两排孔之间形成沉淀线。对流电泳是电场作用下的双向免疫扩散。

4.免疫电泳 先将待测抗原样品做琼脂糖凝胶电泳,使不同的组分依电泳速度不同而分散开。然后在样品泳道一侧的适当距离处挖一和泳道平行的直线沟槽。于槽内加入已知抗体(一种或多种)。让抗原和抗体进行双向免疫扩散,在泳道和槽的中间形成沉淀线。此法可用于免疫球蛋白缺乏或增多疾病的诊断和鉴别诊断。

(二)凝集反应

颗粒性抗原(细菌、红细胞、偶联抗原的乳胶颗粒)与相应抗体结合后出现肉眼可见的凝集现象,此称为凝集反应。

1.直接凝集 直接凝集是颗粒性抗原(细菌、红细胞)与相应抗体结合产生的凝集反应。利用直接凝集可鉴定细菌和血型。

2.间接凝集 将可溶性抗原或抗体包被在红细胞或乳胶颗粒载体表面后,与相应抗体或抗原作用出现的凝集。采用红细胞为载体的间接凝集称间接血凝。采用乳胶颗粒为载体的凝集称为乳胶凝集。以包被抗原检测抗体的间接凝集称为正向间接凝集。以包被抗体检测抗原的间接凝集称为反向间接凝集。

用此法可检测乙型肝炎表面抗原和甲胎蛋白等。

【历年真题解析】

1. 血清中常规检查检测不到的HBV标志物是 (2004)

A HBsAg

B HBeAg

C HBcAg

D?抗-HBe

E?抗-HBc

答案:C?

解析:目前临床诊断乙型肝炎最常用的是检测HBsAg、抗-HBs、HBeAg、抗-HBe和抗-HBc,俗称“乙肝两对半”。核心抗原(HBcAg)存在于Dane颗粒核心结构的表面,为内衣壳成分,其外被HBsAg所覆盖,因此在周围血中很难检测到。

2. 骨肉瘤病人可出现?(2002)

A?血酸性磷酸酶升高?

B?血碱性磷酸酶升高?

C?血CEA升高?

D?血AFP升高?

E?血VCA-IgA抗体升高

答案:B? 解析:血清学检查中,肝癌、骨肉瘤时血清碱性磷酸酶可升高。

3. 体液免疫测定是指?(2001)

A?皮肤迟发型超敏反应?

B?血清谷丙转氨酶测定?

C?血清免疫球蛋白测定?

D?血清β-微球蛋白测定?

E?硝基四唑氮兰还原试验

答案:C?

解析:体液免疫测定是检测体液免疫功能的一种方法,主要用于血清免疫球蛋白测定

二、免疫标记技术

(一)免疫荧光

免疫荧光技术是用荧光素标记的抗体或(抗原)分子检测相对应的抗原或抗体分子的技术。

1.直接荧光法 把荧光素标记的抗体与待检标本(细胞悬液、细胞涂片或组织切片)相互作用,洗去未结合荧光标记抗体,在荧光显微镜下观察,有荧光的部位为阳性。

2.间接荧光法 将特异性抗体(一抗)和待检标本(细胞悬液、细胞涂片或组织切片)相互作用后,加入荧光索标记的一抗的抗体(二抗)显示结果。

免疫荧光法在病原体的诊断、细胞表面标志的鉴定等方面用途广泛。流式细胞仪(FACS)是用于分离、鉴定荧光素标记单克隆抗体识别细胞的仪器。

(二)放射免疫分析

根据竞争结合原理,应用放射性核素标记的抗原与相应的抗体(抗原)结合,通过抗原抗体复合物的放射性活性判断结果称放射免疫分析。该方法最敏感。

1.液相法 将待检标本(含抗原)与定量的放射性核素标记的已知抗原和定量的特异抗体混合,经一定时间的作用后,分别测定免疫复合物和游离部分的放射性。根据用非标记抗原作成的标准曲线,可确定待检样品中相应抗原的含量。

2.固定法将吸附到固相载体表面的抗原与待检标本(含抗体)作用,然后加标记抗体。测定结合于固相载体的放射性,判定结果。

放射免疫分析法在激素、药物、抗体、维生素的测定等方面应用广泛。

【历年真题解析】

1.检测血清中一种微量的小分子肽,下列方法中最敏感的是?

A.免疫荧光技术?

B.放射免疫分析法?

C.双向琼脂扩散法?

D.单向琼脂扩散法?

E.对流免疫电泳?

答案:B

解析:放射免疫分析法(radioimmunoassay,RIA)是以放射性核素为标记物的标记免疫分析法,用于定量测定受检标本中的抗原。由于标记物放射性核素的检测灵敏性,本法的灵敏度高达ng甚至pg水平,特别适用于微量蛋白质、激素和多肽的定量测定。

(三)酶免疫分析

1.免疫酶染色 酶标抗体和抗原(如组织切片上的抗原)发生特异性结合后,加入酶底物。底物在酶的催化下生成有色的物质。

2.酶联免疫吸附实验(ELISA)

(1)间接法:将已知的抗原包被在固相载体的表面,加入待检标本(含特异性抗体),再加入酶标记抗Ig抗体(第二抗体)。加底物显色,根据颜色的光密度判定标本中抗体的含量。

(2)夹心法:将已知的特异性抗体包被在固相载体表面,加入待检标本(含抗原),标本中的抗原和包被的抗体结合。冲洗后,加入该抗原的酶标抗体,加底物显色。根据颜色的光密度判定标本中抗原的含量。

3.ELISPOT测定法 用某种细胞因子的抗体包被固相载体(如96孔板),加入待检细胞,经孵育后,如待检细胞分泌了细胞因子,这些因子被包被的抗体捕获。洗去细胞,加细胞因子特异性抗体。洗去未结合抗体。加酶标抗体,洗去未结合抗体。加底物显色后,可出现有颜色的斑点。根据斑点的数量可判定细胞因子分泌细胞的数量,根据斑点的深浅,也可判定此细胞因子的相对含量。

(四)化学发光物质标记技术

用化学发光物质(如鲁米诺)标记的抗原或抗体进行抗体或抗原检测的方法。其结果用发光光度计来检测。

(五)免疫印迹试验

将抗原物质用聚丙烯酰胺凝胶电泳分带后转至硝酸纤维素膜上,用酶标或放射性核素标记的抗体识别和结合抗原,加底物显色或做放射自显影显示结果。该法能测定待检蛋白质的分子量和特异性。应用该法检测血清中的HIV抗体是确认HIV感染的方法。

三、淋巴细胞的分离和检测技术

(一)外周血单个核细胞的分离

聚糖-泛影葡胺(又称淋巴细胞分离液)密度梯度离心法是分离制备外周血单个核细胞(peripheral blood mononuclear cell,PBMC)的常用方法。将抗凝血叠加于分离液上,通过低速离心,即可将不同比重的细胞分层:红细胞沉于管底;中性粒细胞密集布于红细胞层与分离液之间;血小板悬浮于血浆中;PBMC则密集于血浆层与分离液界面。PBMC含淋巴细胞和单核细胞。利用单核细胞粘附塑料的特性,可将其从PBMC中移去。

(二)流式细胞法

流式细胞法(flow cytometry,FCM)是用荧光活化细胞分类仪(fluorescence-actirated cell sorter,FACS)对细胞进行分类的方法。用荧光素标记的抗体识别和结合待分离的细胞。根据细胞标记荧光素的有无和种类,采用FACS可分离各种免疫细胞。采用流式细胞法,也可利用细胞的表面标志对各种免疫细胞进行鉴定。

【历年真题解析】

1.要从混合的T、B细胞中分离T细胞,最佳的方法是 ?

A.流式细胞技术?

B.放射免疫分析法?

C.ELISA?

D.双向琼脂扩散试验?

E.免疫电泳?

答案:A?

解析:流式细胞术是一种可以对细胞或亚细胞结构进行快速测量的新型分析技术和分选技术。其特点是:①测量速度快;②可进行多参数测量,并具有明显的统计学意义;③是一门综合性的高科技方法,它综合了激光技术、计算机技术、流体力学、细胞化学、图像技术等从多领域的知识和成果;④既是细胞分析技术,又是精确的分选技术。能精确的从混合的T、B细胞中分离T细胞。

(三)磁珠分离法

磁珠分离法是利用免疫磁珠进行分离细胞的方法。免疫磁珠(immune magnetic bead,IMB)是特异性抗体与磁性微粒的交联物。IMB可通过磁珠上的特异性抗体识别并结合表达相应膜抗原的细胞。应用磁场,可分离结合IMB的细胞。如采用抗CD3特异性抗体IMB可分离T淋巴细胞。

(四)T细胞的功能测定技术

1.T淋巴细胞转化试验 在体外培养的条件下,人T淋巴细胞受特异性抗原(如结核菌素)或非特异性有丝分裂原如植物血凝素(PHA)的刺激后可发生增生,转化为淋巴母细胞。以3H-胸腺嘧啶参入试验可测定淋巴细胞发生转化的程度。细胞免疫功能低下的人,T淋巴细胞转化率降低。刀豆蛋白A(ConA)是小鼠T细胞的非特异性有丝分裂原。

2.混合淋巴细胞培养器官移植前应取受体与供体的淋巴细胞进行混合淋巴细胞培养试验以挑选合适的供体。混合淋巴细胞培养分双向法和单向法。

(1)双向法:将两个个体的淋巴细胞混合在一起培养,若二者的HLA分子不同,两个来源的淋巴细胞都会受到刺激而发生转化。根据转化的程度可判定两个个体淋巴细胞HLA分子的相异的程度。单卵双生子间的淋巴细胞混合培养后不发生转化。

(2)单向法:将一个个体的淋巴细胞用丝裂霉素或放射处理使之失去自身的转化能力,但保留着抗原性。用这种淋巴细胞和未经处理的另一个个体的淋巴细胞混合培养。根据未经处理的淋巴细胞的转化程度来判定两个个体淋巴细胞HLA分子的相差的程度。

混合淋巴细胞培养实验中,T淋巴细胞和B淋巴细胞均可发生转化。

3.迟发超敏反应皮试 将已知量的抗原(如结核菌纯化蛋白衍生物)注射入前臂皮内,24~48小时后测定硬结大小,硬结直径大于lOmm即被视为阳性。皮试阴性的人,可能有细胞免疫功能低下也可能未接触过相应的抗原。

4.细胞介导的细胞毒试验 用效应性CTL和51Cr标记的靶细胞相互作用。被杀伤的靶细胞可释放51Cr。测定靶细胞释放的51Cr产生的放射性,就可判定效应细胞效应性CTL的细胞毒活性。用类似的方法也可测定NK细胞的细胞毒活性。

(五)B淋巴细胞功能的检测

1.B淋巴细胞转化试验将人淋巴细胞和不溶性的金黄葡萄球菌(B淋巴细胞分裂原)一起培

3养,以H-胸腺嘧啶参入试验可测定发生B淋巴细胞发生转化的程度。细菌脂多糖是小鼠的B细胞分裂原。

2.抗体生成细胞的测定 常用溶血空斑试验(hemolytic plaque assay)。在此实验中,抗体生成细胞分泌的Ig与绵羊红细胞(SRBC)表面的抗原结合,在补体参与下出现溶血反应。方法是将吸附有已知抗原的SRBC、待检的B细胞、补体及适量琼脂糖液混合,倾注平皿,温育l~3小时后,肉眼可见分散的溶血空斑,每一空斑中央含一个抗体形成细胞,空斑数目即为抗体形成细胞数。

四、细胞因子的检测技术

(一)生物活性检测

多种细胞因子(如IL-2、IL-6)在体外试验中可刺激其依赖株细胞增生。以3H-胸腺嘧啶核苷参入法做细胞增生试验就可判定这些细胞因子的生物学活性。

利用某些细胞因子的功能特点也可检测其生物学活性。例如,利用干扰素可保护L929细胞免受水泡性口炎病毒的破坏的性质可检测干扰素的生物学活性。利用TNF杀伤L929细胞的特点检测TNF的生物学活性。

(二) ELISA检测

采用ELISA法,用细胞因子的特异性抗体可对各种细胞因子进行定量测定。

(三)DNA聚合酶链反应

采用反转录(RT)DNA聚合酶链反应(PCR )的方法,即RT-PCR方法可测定待检细胞中细胞因子特异性mRNA 的表达。该法易出现假阳性和假阴性的结果.为了克服此缺点,在实验中必须设严格的对照。

第十九单元 免疫学防治

一、免疫预防

免疫预防是指通过人工免疫是人增强或获得对某种病原体或细胞(如肿瘤细胞)特异性抵抗力的方法,它包括人二r:主动免疫和人工被动免疫。人工主动免疫是通过接种疫苗使机体产生特异性免疫力(如对某种病原体的免疫力)的方法。用于人T主动免疫的、含有具有抗原性物质的生物制品被称为疫苗(vaccine)。人工被动免疫是给机体注射含特异性抗体的免疫血清等生物制品,以治疗或预防感染性疾病或其他疾病的方法。

(一)疫苗的种类

1.灭活疫苗 灭活疫苗,又称死疫苗。灭活疫苗是用经理化方法灭活的病原体制成的疫苗。伤寒、百日咳、霍乱、钩端螺旋体病、流感、狂犬病、乙型脑炎的病原体均已被制成了灭活疫苗。

2.减毒活疫苗 减毒活疫苗是用减毒或无毒力的活病原微生物制成的疫苗。活疫苗的免疫效果良好、持久。有减毒活疫苗恢复毒力,在接种后引发相应疾病的报道。免疫缺陷者和孕妇一般不宜接受活疫苗接种。卡介苗、麻疹病毒、脊髓灰质炎病毒活疫苗是常用的减毒活疫苗。

【历年真题解析】

1.为预防风疹和先天性风疹综合征,禁忌接种风疹减毒活疫苗的人群是 (2006)

A.育龄期女青年

B.婚前女青年

C.注射过抗风疹人血清免疫球蛋白的非孕妇

D.妊娠期妇女

E.1岁以上的少年儿童

答案:D

3.类毒素疫苗 类毒素疫苗是采用细菌类毒素制成的疫苗。类毒素是经甲醛处理的、失去毒性但保留免疫原性的细菌外毒素。接种类毒素可诱生机体产生相应外毒素的抗体。这种抗体被称为抗毒素。抗毒素可中和外毒素的毒性。常用制剂有破伤风类毒素和白喉类毒素等。

4.亚单位疫苗 亚单位疫苗是采用病原体能引起保护性免疫应答的成分制成的疫苗,例如,采用从乙型肝炎患者血浆中提取的乙型肝炎病毒表面抗原制成的乙型肝炎疫苗;采用从细菌提取的多糖成分制备的脑膜炎球菌、肺炎球菌、b型流感杆菌的多糖疫苗。

5.基因工程疫苗 基因工程疫苗是采用重组DNA技术和细菌发酵或细胞培养技术生产的蛋白多肽类疫苗。如将乙型肝炎病毒表面抗原基因克隆入表达载体,再将此表达载体转入细菌或真核细胞,然后培养的细菌或细胞生产乙型肝炎病毒表面抗原,这种乙型肝炎病毒表面抗原就是一种基因工程疫苗。

6.DNA疫苗 DNA疫苗是携带能引起保护性免疫反应的抗原基因的真核细胞表达质粒。这种质粒在直接接种机体后,可自能引起保护性免疫反应的抗原基因表达出相应的蛋自多肽.后者可刺激机体的免疫系统发生免疫应答。

(二)常见的用于人工被动免疫的制剂

1.抗毒索 抗毒素是用细菌外毒素或类毒素免疫动物而制备的免疫血清,具有中和外毒素的作用。破伤风抗毒素是临床上常用的一种用于预防破伤风的抗毒索。抗毒素多为马血清。该制剂对人而言属异种蛋白,反复多次使用可能引起超敏反应。

【历年真题解析】

1.注射破伤风抗毒素(TAT)的目的是 (2002)

A.对易感人群进行预防接种?

B.对可疑或确诊的破伤风患者进行紧急预防或治疗?

C.杀灭伤口中繁殖的破伤风梭(杆)菌?

D.主要用于儿童的预防接种?

E.中和与神经细胞结合的毒素?

答案:B?

解析:破伤风抗毒素是用破伤风类毒素免疫马血浆所制得的抗毒素球蛋白制剂。注射破伤风抗毒素(TAT)中和游离的破伤风外毒素,对患者进行紧急预防接种和对症治疗。

2.人免疫球蛋白制剂 人免疫球蛋白制剂是从大量混合血浆或胎盘血中分离制成的免疫球蛋白浓缩剂。该制剂含多种病原体的抗体。肌肉注射此制剂可对甲型肝炎、丙型肝炎、麻疹、脊髓灰质炎等病毒感染有应急预防的作用。

(三)计划免疫

根据特定传染病的疫情监测和人群免疫状况分析,按照规定的免疫程序有计划地进行人群预防接种,以提高人群免疫水平,控制以至最终消灭相应传染病,此为计划免疫(planed immunization)。

我国推荐的儿童免疫程序如下表(表6-l9-1)。

表6—19—1我国儿童免疫程序

年龄 疫 苗

出生时

2月

3月

4月

5月

8月

1.5—2岁

4岁

7岁

12岁 卡介苗 三价脊髓灰质炎疫苗 三价脊髓灰质炎疫苗.百白破 三价脊髓灰质炎疫苗.百白破 百自破 麻疹疫苗 百自破 三价脊髓灰质炎疫苗 卡介苗、麻疹疫苗、白喉破伤风二联疫苗 卡介苗(农村)

二、免疫治疗

针对机体低下或亢进的免疫状态,人为地增强或抑制机体的免疫功能以达到治疗疾病目的的治疗方法称为免疫治疗。免疫治疗可有下述几种类型:

(一)以抗体为基础的免疫治疗

1.抗感染免疫血清 抗毒素血清主要用于治疗和紧急预防细菌外毒素所致疾病;人免疫球蛋白制剂主要用于治疗丙种球蛋白缺乏症和预防麻疹、传染性肝炎等。

2.抗淋巴细胞丙种球蛋白 用人T细胞免疫动物,采集免疫血清后从中分离、纯化出免疫球蛋白,将其注人人体可介导补体依赖的T细胞溶解。该制剂主要用于器官移植受者,以防止发生移植排斥反应,延长移植物存活时间,也用于治疗某些自身免疫病。

3、单克隆抗体 抗CD3单克隆抗体可用于抑制心、肝、肾移植的急性排斥反应,也用于消除骨髓移植物中的成熟T细胞,防止移植物抗宿主病的发生。

4.IL-1或TNF单克隆抗体已被用来试治类风湿关节炎。

【历年真题解析】

1.治疗类风湿关节炎 (2002)

A.抗CD3单克隆抗体?

B.抗肿瘤坏死因子抗体?

C.β干扰素?

D.α干扰素?

E.EPO

答案:B

5.导向药物 将抗瘤药物、放射性核素以及毒素等胞毒性物质标记到特异性的单克隆抗体上可制成抗肿瘤导向药物。该制剂可能特异性杀伤肿瘤细胞。由于现在导向药物上的抗体均为鼠源性单克隆抗体,用于人体后可产生抗鼠源单抗的抗体。此类抗体一方面会影响导向药物的疗效,另一方面可诱发超敏反应。

(二)以细胞因子及其拮抗剂为基础的免疫治疗 重组细胞因子已被用来治疗多种疾病,如:IFN-α仪治疗毛细胞白血病效果显著,IFN-α对病毒性肝炎、带状疱疹和病毒性角膜炎有较好的疗效,对毛细胞白血病治疗的有效率达80%;IFN-β可延缓多发性硬化症病情进展;CM-CSF用于治疗各种粒细胞低下;EPO治疗肾性贫血疗效显著;IL-1l治疗血小板减少症。

【历年真题解析】

1.治疗多发性硬化症?(2002)

A.抗CD3单克隆抗体?

B.抗肿瘤坏死因子抗体?

C.β干扰素?

D.α干扰素?

E.EPO?

答案:C?

解析:多发性硬化症(MS)属于神经系统疾病,患者表现为脑、视神经及脊髓的髓鞘破坏性病变。目前最普遍治疗MS的药物是β干扰素。

2.治疗贫血?(2002)

A.抗CD3单克隆抗体?

B.抗肿瘤坏死因子抗体?

C.β干扰素?

D.α干扰素?

E.EPO?

答案:E?

解析:应用红细胞生成素(EPO)治疗肾性贫血有非常显著的疗效。

细胞因子拮抗剂可通过抑制细胞因子的功能发挥作用,抗TNF单抗可缓解、防止感染性休克的发生;重组I型可溶性TNF受体(sTNF R I)可减轻类风湿关节炎的炎症损伤。

(三)以细胞为基础的免疫治疗

1.造血干细胞移植 取自身或异体骨髓或脐血千细胞输给患者,移植物中的多能干细胞可在体内定居、增生、分化,使患者恢复造血功能和形成免疫力。造血干细胞移植可用予治疗再生障碍性贫血、白血病以及某些免疫缺陷病和自身免疫病。

2.免疫效应细胞 取肿瘤患者自体免疫效应细胞经体外激活、增生后回输给患者,这些细胞可在患者体内直接杀伤肿瘤细胞或激发抗肿瘤的免疫细胞。这些细胞可有,IL-2激活的肿瘤浸润淋巴细胞;淋巴因子(IL-2)激活的杀伤细胞;装载肿瘤抗原的树突状细胞。

(四)以免疫增强剂为基础的免疫治疗免疫增强剂是能非特异增强

机体的免疫功能的物质,有下述几类:

1.生物制剂

(1)卡介苗(BCG) BCG为牛型结核杆菌减毒活疫苗,能活化巨噬细胞,促进IL-1、IL-2、IL-4、TNF等细胞因子的产生和释放,增强NK细胞杀伤活性。BCG目前已用于多种肿瘤的治疗。卡介苗接种后48~72小时后观测反应结果,硬结平均直径不足5mm为阴性,≥5mm为阳性(+);10~19mm为中度阳性(++),≥20mm为强阳性(+++),局部除硬结外,还有水疱、破溃、淋巴管炎及双圈反应等为极强阳性反应(++++)。

【历年真题解析】

1.?卡介苗接种后所致结核菌素阳性反应是指硬结直径 (2003)

A? <5mm?

D? 5~9mm,3~5天后反应消失?

C? 10~15mm,1周后留有色素?

D? 15~20mm?

E? >20mm?

答案:B?

解析:48~72小时后观测反应结果,硬结平均直径不足5mm为阴性,≥5mm为阳性(+);10~19mm为中度阳性(++),≥20mm为强阳性(+++),局部除硬结外,还有水疱、破溃、淋巴管炎及双圈反应等为极强阳性反应(++++)。

(2)短小棒状杆菌 短小棒状杆菌能活化巨噬细胞,促进IL-l、IL-2等产生,非特异性增强免疫功能。局部注射短小棒状杆菌对黑色素瘤有一定的疗效。

2.化学合成药物左旋咪唑能激活吞噬细胞吞噬功能、促进T细胞产生IL-2等细胞因子、增强NK细胞活性。左旋咪唑可作为免疫功能低下者的辅助治疗药物。

(五)以免疫抑制剂为基础的免疫治疗免疫抑制剂能抑制机体的免疫功能,常用于治疗自身免疫病和防治移植排斥反应。

1.糖皮质激素 糖皮质激素对单核-巨噬细胞、T细胞、B细胞均有较强抑制作用,常用于治疗器官移植排斥反应。

2.环磷酰胺 环磷酰胺可抑制DNA复制和蛋白质合成,阻止细胞分裂。进入增生、分化阶段的T、B细胞对烷化剂敏感,故该制剂可抑制体液免疫和细胞免疫。环磷酰胺主要用于治疗自身免疫病、移植排斥反应和肿瘤。

3.硫唑嘌呤 硫唑嘌呤属嘌呤类抗代谢药物,主要通过抑制DNA、蛋白质合成,阻止细胞分裂,对细胞免疫、体液免疫均有抑制作用,常用于防治器官移植排斥反应。

4、环孢素A(cyclosporin A,CsA) CsA是真菌代谢产物的提取物,作用机制主要为阻断T细胞内IL-2基因转录,抑制IL-2依赖的T细胞活化。该制剂用于抗移植排斥反应和自身免疫病治疗。

5、FK-506 属大环内酯抗生素,为真菌产物。其作用机制与CsA相近,但作用比CsA强10~100倍。用于抗移植排斥反应有良效。

6、雷帕霉素(rapamycin) 属抗生素类免疫抑制剂,可能通过阻断IL-2启动的T细胞增生而选择性抑制T细胞,用于抗移植排斥反应。

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