病原生物學(xué)和免疫學(xué)

1、 第二章 免疫球蛋白與抗體 目的與要求：掌握抗體、免疫球蛋白的概念；免疫球蛋白的生物學(xué)活性。熟悉免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu)、功能區(qū)及其功能；各類免疫球蛋白特性及免疫功能。了解免疫球蛋白的抗原特異性；人工制備抗體的類型。一、基本概念1、抗體（antibody,Ab)是B細(xì)胞識(shí)別抗原后增殖分化為漿細(xì)胞所產(chǎn)生的一類能與相應(yīng)抗原特異性結(jié)合的球蛋白。主要存在于血清等體液中。2、免疫球蛋白（Immunoglobulin，Ig）是指具有抗體活性或化學(xué)結(jié)構(gòu)與抗體相似的球蛋白3、區(qū)別與聯(lián)系抗體和免疫球蛋白的關(guān)系: 抗體都是免疫球蛋白，并非所有免疫球蛋白都具有抗體活性?？贵w和免疫球蛋白的區(qū)別：抗體是生物學(xué)功能上的概念，

2、免疫球蛋白是化學(xué)結(jié)構(gòu)上的概念。Ig分為：分泌型Ig(sIg)和膜型Ig(mIg)二、免疫球蛋白的分子結(jié)構(gòu)1.重鏈與輕鏈（1）根據(jù)重鏈分類：根據(jù)重鏈靠近羧基末端氨基酸組成及排列順序不同，將重鏈分為種：、。由它們組成的Ig分為五類：IgG、IgA、IgM、IgD、IgE（2）根據(jù)輕鏈結(jié)構(gòu)和抗原特異性不同分型：、型天然Ig分子中，重鏈同類，輕鏈同型2.可變區(qū)與恒定區(qū)（1）超變區(qū)（ HVR）互補(bǔ)決定區(qū)（CDR）Ig的抗原結(jié)合部位Ig的獨(dú)特型決定簇（2）骨架區(qū)（FR）3、鉸鏈區(qū)位于CH1與CH2之間，含有豐富的脯氨酸，因此易伸展彎曲，而且易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解。4、J鏈和分泌片J鏈：是一條多肽鏈

3、，富含半胱氨酸，由漿細(xì)胞合成，以二硫鍵的形式共價(jià)結(jié)合到Ig的重鏈上。分泌片：由黏膜上皮細(xì)胞合成和分泌，以非共價(jià)形式結(jié)合到二聚體上，保護(hù)IgA，使之不受環(huán)境中酶的破壞，并介導(dǎo)IgA的轉(zhuǎn)運(yùn)三、免疫球蛋白的功能區(qū)1、概念：Ig的H鏈、L鏈每隔110個(gè)氨基酸即由鏈內(nèi)二硫鍵連接形成一個(gè)能行使特定功能的球性單位，稱為Ig的結(jié)構(gòu)域或功能區(qū)（domain）。2、主要作用：VH + VL：特異性結(jié)合抗原決定簇的部位CH1+CL ：同種異型(Allotype)遺傳標(biāo)志CH2 ： 補(bǔ)體結(jié)合位點(diǎn);CH3 ： IgG Fc受體, （IgE Fc受體結(jié)合點(diǎn)）四、免疫球蛋白的水解片段木瓜蛋白酶(papain)水解IgG：得

4、到2個(gè)Fab段和1個(gè)Fc段。胃蛋白酶(pepsin)裂解IgG：得到一個(gè)具有雙價(jià)活性的F（ab）2段和若干個(gè)小分子多肽碎片（pFc）五、抗體生物學(xué)活性1、V區(qū)的功能: （1）識(shí)別和結(jié)合特異性抗原 單體（IgG, IgE) 2價(jià) 二聚體(分泌型IgA) 4價(jià) 五聚體(IgM) 10價(jià)（5價(jià)）（2）中和效應(yīng) 中和毒素和病毒（3）與Ag結(jié)合 促吞噬細(xì)胞吞噬2、C區(qū)的功能： （1）激活補(bǔ)體: Ab(IgM、IgG) + Ag C1q 補(bǔ)體經(jīng)典途徑 IgG4、IgA和 IgE的凝聚物 補(bǔ)體旁路途徑（2）結(jié)合細(xì)胞表面的Fc受體1)調(diào)理作用：IgG + 抗原(顆粒性) FcR（單核、巨噬細(xì)胞及中性粒細(xì)胞）

5、促吞噬細(xì)胞吞噬； 2)ADCC：IgG + 抗原(靶細(xì)胞) Fc R（NK 細(xì)胞） 殺傷靶細(xì)胞； 3)介導(dǎo)超敏反應(yīng)：型、型和型超敏反應(yīng)。（3）穿過胎盤和黏膜：選擇性傳遞六、五類免疫球蛋白的特性與功能1、IgG多為單體，據(jù)重鏈（g鏈）免疫原性IgG分4個(gè)亞型血清含量最高(75%85%),也是丙種球蛋白的主要成分半衰期較長（1624d）主要的抗感染抗體(具有抗菌、抗病毒、中和毒素和免疫調(diào)理作用)唯一能通過胎盤的Ig，新生兒抗感染的重要因素。參與II、III型超敏反應(yīng)能與SPA結(jié)合，發(fā)生凝集反應(yīng)2、IgM激活補(bǔ)體、結(jié)合抗原、免疫調(diào)理作用比IgG強(qiáng)天然血型抗體是IgM為五聚體，分子量最大，稱巨球蛋白。

6、IgM激活補(bǔ)體、結(jié)合抗原、免疫調(diào)理作用比IgG強(qiáng)，高效能天然ABO血型抗體、類風(fēng)濕因子均IgM類抗體IgM是個(gè)體發(fā)育中最早產(chǎn)生的抗體，胚胎晚期已能合成，且不通過胎盤，新生兒臍帶血中若IgM水平升高，提示胎兒曾有宮內(nèi)感染IgM是抗原刺激后出現(xiàn)最早的抗體，半衰期短， IgM水平升高，提示近期感染，故檢測IgM水平可用于傳染病的早期診斷。mIgM是B細(xì)胞抗原受體（BCR）的主要成分也可參與II、III型超敏反應(yīng)3、IgA分為血清型和分泌型兩種。血清型IgA主要由腸系膜淋巴組織中的漿細(xì)胞產(chǎn)生，為單體。而分泌型IgA（sIgA）是由呼吸道、消化道、泌尿生殖道等處的固有層中漿細(xì)胞產(chǎn)生，多為雙體、少三體。s

7、IgA主要存在于唾液、淚液、以及呼吸道、消化道和泌尿生殖道黏膜表面的分泌液中。IgA的特點(diǎn)sIgA參與皮膚粘膜的局部抗感染作用初乳中含有高濃度的sIgA-母乳喂養(yǎng)通過替代途徑激活補(bǔ)體參與型超敏反應(yīng)4、IgD是B細(xì)胞的重要表面標(biāo)志B細(xì)胞的分化過程中首先出現(xiàn)mIgM，mIgD的出現(xiàn)標(biāo)志著B細(xì)胞成熟對(duì)防止免疫耐受有一定作用含量較低，半衰期短5、IgE血清中含量最低親細(xì)胞抗體，可與肥大細(xì)胞、嗜堿性粒細(xì)胞上的高親和力Fc受體（FcR）結(jié)合，引起型超敏反應(yīng)FcR分布于巨噬細(xì)胞、B細(xì)胞、嗜酸粒細(xì)胞過敏性疾病和某些寄生蟲感染患者血清中特異性IgE水平增高七、人工制備抗體多克隆抗體單克隆抗體基因工程抗體噬菌體抗

8、體第三章 補(bǔ)體系統(tǒng)（Complement, C）目的與要求：1、掌握補(bǔ)體的概念及生物學(xué)功能。2、熟悉補(bǔ)體三條激活途徑及特點(diǎn)。3、了解補(bǔ)體的組成、命名及理化性質(zhì)；補(bǔ)體的異常?；?本 內(nèi) 容一、概述二、補(bǔ)體的激活途徑三、補(bǔ)體激活的調(diào)節(jié)四、補(bǔ)體的生物學(xué)作用五、補(bǔ)體的異常與疾病一、概述1、補(bǔ)體的定義補(bǔ)體：是存在于正常人和動(dòng)物血清中的一組經(jīng)活化后具有酶活性的蛋白質(zhì)，包括30多種可溶性蛋白和膜結(jié)合蛋白，故被稱為補(bǔ)體系統(tǒng)。在機(jī)體免疫系統(tǒng)中發(fā)揮抗感染、免疫調(diào)節(jié)作用，也參與免疫病理反應(yīng)。2、補(bǔ)體的組成和命名（1）補(bǔ)體系統(tǒng)的組成補(bǔ)體的固有成分：參與經(jīng)典激活途徑的成分（C1-C4）；參與旁路激活途徑的成分（D、B因

9、子）；參與MBL途徑的成分（MBL，絲氨酸蛋白酶）；末端通路成分（C5-C9）參與調(diào)節(jié)的成分（C1抑制物、I因子、P因子、H因子、C4結(jié)合蛋白等）補(bǔ)體受體：CR1-5、C3aR、C2aR、C4aR（2）補(bǔ)體系統(tǒng)的命名固有成分：用C后加阿拉伯?dāng)?shù)字表示，如C1,C4,C2等。其他成分：用英文大寫字母表示，如B因子、D因子、P因子、H因子等。裂解片段：小片段用a表示,如C3a;大片段用b表示,如C3b。酶活性成分：符號(hào)上劃一橫線,如C3bBb。滅活補(bǔ)體片段：符號(hào)前加 i 表示，如iC3b。 （3）補(bǔ)體的理化性質(zhì)主要產(chǎn)生細(xì)胞為肝細(xì)胞和巨噬細(xì)胞。多數(shù)組分為糖蛋白。血清中各成分含量不等，C3含量最多，D因

10、子最少。正常生理情況下，以非活化形式存在。性質(zhì)不穩(wěn)定，加熱56，30min失活。二、補(bǔ)體系統(tǒng)的激活與調(diào)節(jié)1、補(bǔ)體系統(tǒng)的激活（1）經(jīng)典激活途徑:由抗原抗體復(fù)合物結(jié)合C1q啟動(dòng)。1.激活劑 Ag-Ab復(fù)合物( IgG、IgM )2.參與成分 C1C93.激活過程（三個(gè)階段）1）識(shí)別階段 C1q分子的C端球形結(jié)構(gòu)是與Ig上的補(bǔ)體結(jié)合位點(diǎn)相結(jié)合的部位，它的啟動(dòng)可使C1r構(gòu)型改變，成為具有活性的C1r并誘導(dǎo)C1s的活化，成為具有酯酶活性的C1s,在 Mg+存在下可啟動(dòng)補(bǔ)體活化的經(jīng)典途徑。 2）活化階段 3）膜攻擊階段 膜攻擊復(fù)合體（C5b6789n）形成細(xì)胞裂解（2）MBL激活途徑:由MBL結(jié)合至細(xì)菌啟

11、動(dòng)。1.激活劑：急性期蛋白 MBL(mannan-binding lectin) C反應(yīng)蛋白（3）旁路激活途徑:由病原微生物等提供接觸表面，而從C3開始激活。1.激活劑 酵母、細(xì)菌的多糖成分（LPS）；凝聚的 IgA、IgG4等。 2.參與成分 B、 D、 P因子、C3、C5C9 3.替代途徑激活過程啟動(dòng)階段-C3轉(zhuǎn)化酶激活階段-C5轉(zhuǎn)化酶效應(yīng)階段-共同末端通路補(bǔ)體三條激活途徑的比較經(jīng)典激活途徑旁路激活途徑MBL 途徑激活物質(zhì)抗原抗體復(fù)合物細(xì)菌的肽聚糖、酵母多糖、 脂脂多糖、凝聚的IgAMBL 相關(guān)的絲氨酸蛋白酶（ MASP ）起始分子C1q C3C4 、 C2參與成分C1 、 C4 、 C2

12、 、 C3 、 C5C9 C3 、C5C9 、 B 因子、 D 因子 、 C2C9所需離子Ca2+ 、Mg2+Mg2+Ca2+C 3 轉(zhuǎn)化酶C4b2bC3bBbC4b2b C 5 轉(zhuǎn)化酶C4b2b3b C3bnBbC4b2b3b 生物學(xué)作用參與特異性免疫效應(yīng)，感染后期發(fā)揮作用。參與非特異性免疫效應(yīng)，感染早期發(fā)揮作用。參與非特異性免疫效應(yīng)，感染早期發(fā)揮作用。2、補(bǔ)體激活的調(diào)節(jié)（1）自行衰變調(diào)節(jié)補(bǔ)體激活過程中的一些中間產(chǎn)物極不穩(wěn)定，成為級(jí)聯(lián)反應(yīng)的重要自限因素。 C3 轉(zhuǎn)化酶和C5轉(zhuǎn)化酶不穩(wěn)定 C3b,C4b,C5b不穩(wěn)定 （2）調(diào)節(jié)因子的作用按其作用特點(diǎn)可分為三類： 防止或限制補(bǔ)體在液相中自發(fā)激活

13、的抑制劑 抑制或增強(qiáng)補(bǔ)體對(duì)底物正常作用的調(diào)節(jié)劑 保護(hù)機(jī)體組織細(xì)胞免遭補(bǔ)體破壞作用的抑制劑三個(gè)環(huán)節(jié)：C1活化、C3轉(zhuǎn)化酶形成、MAC組裝 (C1INH、H、I等）三、補(bǔ)體系統(tǒng)的生物學(xué)活性補(bǔ)體系統(tǒng)的功能可分為兩大方面：1、補(bǔ)體在細(xì)胞表面激活并形成MAC，介導(dǎo)溶細(xì)胞效應(yīng)；2、補(bǔ)體激活過程中產(chǎn)生不同的蛋白水解片段，從而介導(dǎo)各種生物學(xué)效應(yīng)。（1）調(diào)理作用與免疫粘附（2）炎癥介質(zhì)作用過敏毒素作用過敏毒素 C5a、C3a和C4aC5a、C3a 肥大細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞（C5aR、C3aR) 釋放活性介質(zhì)( 如組胺、白三烯及前列腺素等)過敏反應(yīng)性病理變化。趨化作用 趨化因子C5a、C3a、 C4a 和 C5b6

14、7吞噬細(xì)胞向感染部位聚集炎癥反應(yīng)。激肽樣作用 C2a、C4a能增強(qiáng)血管的通透性 炎性滲出、水腫。（3）清除免疫復(fù)合物Ag-Ab復(fù)合物（可溶性） C3b或C4b與血細(xì)胞（如紅細(xì)胞、血小板）CR結(jié)合吞噬清除。（4）免疫調(diào)節(jié)作用C3b捕捉、固定抗原，促吞噬細(xì)胞等抗原提呈細(xì)胞處理和提呈；C3b與B細(xì)胞表面CR1結(jié)合促B細(xì)胞增殖分化。增強(qiáng)殺傷細(xì)胞的ADCC效應(yīng)四、 血清補(bǔ)體異常與疾病1、補(bǔ)體的遺傳缺陷（1）C1、C2、C4缺損發(fā)生系統(tǒng)性紅斑狼瘡。（2）C1INH缺陷遺傳性血管神經(jīng)性水腫。（3）I因子缺陷導(dǎo)致嚴(yán)重的反復(fù)細(xì)菌感染。2、補(bǔ)體含量增高炎癥、腫瘤3、補(bǔ)體含量降低（1）補(bǔ)體消耗過多：血清病、腎小球腎

15、炎、SLE、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎。（2）補(bǔ)體大量喪失：腎病綜合癥、大面積燒傷（3）補(bǔ)體合成不足：肝硬化、慢活肝。 第五章 主要組織相容性復(fù)合體（major histocompatibility complex, MHC)目的與要求：1、掌握主要組織相容性復(fù)合體及主要組織相容性抗原的概念。2、熟悉HLA復(fù)合體的基因組成；HLA的結(jié)構(gòu)、分布與功能。3、了解HLA在醫(yī)學(xué)上的意義?；緝?nèi)容概述HLA復(fù)合體的基因結(jié)構(gòu)HLA復(fù)合體的遺傳特點(diǎn)HLA分子結(jié)構(gòu)及其分布MHC的生物學(xué)功能HLA與醫(yī)學(xué)一、 概述20世紀(jì)40年代發(fā)現(xiàn)小鼠近交系之間皮膚移植的排斥反應(yīng)移植抗原或組織相容性抗原引起的免疫應(yīng)答其中能引起強(qiáng)而迅速排斥反

16、應(yīng)的抗原被稱為主要組織相容性抗原組織相容性抗原分布在不同染色體上的多個(gè)基因決定?；靖拍睿篗HC（主要組織相容性復(fù)合體）：是脊椎動(dòng)物某一染色體上編碼主要組織相容性抗原、控制免疫細(xì)胞間相互識(shí)別、調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答的一組緊密連鎖的基因群。小鼠的MHC：H-2復(fù)合體人的MHC：HLA復(fù)合體人的MHC：HLA復(fù)合體HLA（human leukocyte antigen) : 最初在人的白細(xì)胞上發(fā)現(xiàn)的HLA：即人類白細(xì)胞抗原，是人的MHC編碼的抗原。概念區(qū)分： MHC、H-2復(fù)合體、HLA復(fù)合體-基因 MHC分子、H-2分子、HLA分子-抗原二、人類HLA復(fù)合體的基因結(jié)構(gòu) （一）定位 第6號(hào)染色體短臂（6p2

17、1,3） （二）分成三類基因區(qū) 1.類基因 經(jīng)典：B、C、A位點(diǎn) 非典型：E、F、G位點(diǎn)等 2.類基因 經(jīng)典：DP、DQ、DR位點(diǎn) 非典型：DN、DM、DO位點(diǎn)等 3.類基因 C4、C2、B因子、TNF、HSP70等 三、HLA復(fù)合體的遺傳特征從遺傳水平上調(diào)控免疫應(yīng)答功能單元型遺傳共顯性遺傳多態(tài)性連鎖不平衡四、HLA分子的結(jié)構(gòu)及其分布HLA 類分子HLA 類分子分布特點(diǎn)：廣泛分布于各組織有核細(xì)胞及血小板和網(wǎng)織紅細(xì)胞的表面，但在神經(jīng)細(xì)胞、成熟的紅細(xì)胞和滋養(yǎng)層細(xì)胞表面沒有表達(dá)分布特點(diǎn)：主要分布于APC細(xì)胞、胸腺上皮細(xì)胞和活化的T細(xì)胞表面HLA I 和HLAII類分子結(jié)構(gòu)比較肽鏈結(jié)構(gòu)域抗原結(jié)合槽與T細(xì)胞CD分子結(jié)合遞呈抗原分布五、MHC的生物學(xué)功能加工