3醫(yī)學(xué)免疫學(xué)概論

1、免 疫 學(xué) 概 論武漢大學(xué)醫(yī)學(xué)院免疫系 劉君炎免疫的概念及功能免疫（Immunity）概念：機體識別“自己”和“非己”，排除抗原性異物，維持機體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的一種生物功能。大多數(shù)情況下對機體有利，但在一定條件下也可造成對機體的損害。免疫學(xué)（Immunology）:是研究免疫系統(tǒng)的組成、功能、免疫應(yīng)答機制及免疫相關(guān)疾病為主的獨立學(xué)科。免疫的功能與表現(xiàn) （概括為四個方面）： 免疫防御（正常與異常表現(xiàn)） 免疫監(jiān)視（正常與異常表現(xiàn)） 免疫耐受（正常與異常表現(xiàn)） 免疫調(diào)節(jié)（正常與異常表現(xiàn)） 免疫的功能由免疫系統(tǒng)來完成免疫系統(tǒng)（Immune system）免疫系統(tǒng)是在生物種系發(fā)育進化過程中逐步建立和完善的。

2、無脊椎動物的防御功能表現(xiàn)為吞噬細胞的吞噬和炎癥反應(yīng)；軟骨魚已有胸腺和淋巴細胞以及特異性細胞免疫應(yīng)答；鳥類具有腔上囊出現(xiàn)了B淋巴細胞，可產(chǎn)生特異性抗體；哺乳動物已能產(chǎn)生IgM、IgG和IgA，人類則可產(chǎn)生5類Ig。免疫系統(tǒng)包括免疫器官、免疫細胞、免疫分子。免疫器官和組織中樞免疫器官：是免疫細胞發(fā)生、分化、選擇及成熟的場所。胸腺（thymus）：由胚胎期第III、IV對咽囊的內(nèi)胚層分化而來，出生時重約1015g，青春期后開始緩慢退化，老年期胸腺組織大部分被脂肪組織取代，但仍殘留一定功能。 （一） 胸腺結(jié)構(gòu)：分左右兩葉，表面有由結(jié)締 組織形成的被膜，伸入胸腺實質(zhì)形成許多小梁，將胸腺實質(zhì)分隔成若于小葉

3、。 胸腺實質(zhì)的外層為皮質(zhì)區(qū)，可分為淺皮質(zhì)區(qū)和深皮質(zhì)區(qū)兩部分。深部為髓質(zhì)區(qū)。皮質(zhì)區(qū)聚集有大量不成熟的，形態(tài)較大的T細胞（胸腺細胞），也存在一定量的上皮細胞，樹突狀細胞和M等基質(zhì)細胞。髓質(zhì)區(qū)含有較多的上皮細胞，較少的淋巴細胞（較成熟的）、樹突狀細胞和M 。尚存有胸腺小體。胸腺細胞：骨髓來源的前T細胞進入胸腺后稱胸腺細胞。分為DN（CD4-、CD8-）、DP（ CD4、CD8+ ）、SP（ CD4+或CD8+ ）T細胞。 胸腺基質(zhì)細胞：由胸腺上皮細胞、巨噬細胞、胸腺樹突狀細胞構(gòu)成，以上皮細胞為主。 胸腺基質(zhì)細胞相互連接成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，起到支架作用；攜帶大量表面分子及分泌多種胸腺素及細胞因子。 胸腺微環(huán)境

4、：主要由胸腺基質(zhì)細胞及其產(chǎn)生的胸腺激素和細胞因子組成。 （二）胸腺細胞的組成和胸腺微環(huán)境胸腺基質(zhì)細胞構(gòu)成網(wǎng)狀支架，為胸腺細胞提供最大接觸面積，使胸腺細胞能與基質(zhì)細胞表面的MHC分子和自身抗原充分接觸，完成陽性及陰性選擇，并在胸腺素和細胞因子參與下發(fā)育成熟。胸素激素 為一類小分子蛋白質(zhì)或多肽，包括胸腺素、促胸腺生成素、淋巴細胞刺激因子，胸腺血清因子、胸腺抑素等多種物質(zhì)，確切生物功能尚不十分清楚。胸腺素：. 主要來源于胸腺，脾臟、淋巴結(jié)、扁桃體、肺、腦、腎也可分泌。主要功能促進T細胞分泌IL-2、MIF、TNF- 等，可活化脾臟生發(fā)中心，提高慢性病毒性肝炎患者體內(nèi)CD4+T細胞絕對數(shù)。：促進胸腺細

5、胞生長和分化，誘導(dǎo)TDTH活性，抑制M移動。胸腺的功能：TC分化成熟的主要場所 建立自身耐受和維持免疫自穩(wěn) （ 胸腺外的T細胞發(fā)育場所：肝臟、小腸上皮淋巴細胞）骨髓（bone marrow） 是人和其他哺乳動物的造血器官， 也是各種免疫細胞的發(fā)源地；是B細胞成熟的場所；也是產(chǎn)生抗體的重要部分之一。 骨髓外B細胞發(fā)育的場所：胚肝、腸相關(guān)淋巴組織。外周免疫器官：成熟淋巴細胞定居的場所，發(fā)生免疫應(yīng)答的部位之一。外周免疫器官包括淋巴結(jié)、脾臟和粘膜相關(guān)淋巴組織。淋巴結(jié)：結(jié)構(gòu)： 功能：免疫細胞的居留場所；發(fā)生初始免疫應(yīng)答的場所；參與淋巴細胞再循環(huán)；過濾作用。脾臟： 結(jié)構(gòu)：功能：免疫細胞居住的場所；血液的主

6、要濾器；合成Tuftsin、干擾素、補體、細胞因子等免疫性物質(zhì)的重要場所。 粘膜免疫系統(tǒng)（mucosal immune system, MIS）也稱粘膜相關(guān)的淋巴組織。組 成：有結(jié)構(gòu)的組織粘膜濾泡和彌散淋巴組織粘膜濾泡：小腸的集合淋巴結(jié)、闌尾、泌尿生殖道、呼吸道、扁桃體均有淋巴濾泡。 粘膜濾泡主要三個部分組成： 膜細胞（M細胞）：為一種扁平的上皮細胞。屬于一種活化的吞噬細胞，無MHC-II類分子，故不屬于抗原遞呈細胞。 APC：主要包括樹突狀細胞、M 、BC高表達MHC-II類分子，具有較強的抗原遞呈能力。 濾泡：粘膜濾泡的中心為B細胞富含區(qū)，其中的B細胞有40%左右表達SmIgA，是粘膜分泌

7、型IgA的主要來源。彌散淋巴組織：包括上皮內(nèi)淋巴細胞，固有層淋巴細胞，固有層的其他免疫細胞或免疫相關(guān)細胞粘膜免疫系統(tǒng)的功能特點粘膜免疫系統(tǒng)各組分共同參與局部免疫，并與整個機體免疫系統(tǒng)緊密聯(lián)系?？诜乖閷?dǎo)的免疫耐受。 皮膚相關(guān)淋巴組織皮膚免疫系統(tǒng) 皮膚表皮和真皮層存在免疫細胞。表皮中的朗罕細胞為未發(fā)育完善的樹突狀細胞，具有很強的吞噬能力，可攝取和處理從皮膚侵入機體的抗原，然后通過淋巴通道遷移到局部淋巴結(jié)、發(fā)育成熟為具有很強抗原遞呈能力的并指狀樹突細胞，將抗原提呈給TC，引發(fā)免疫應(yīng)答。真皮層血管周圍有淋巴細胞，大部分為T細胞，還有M和肥大細胞。皮膚不僅是免疫應(yīng)答的激發(fā)部位，也是免疫應(yīng)答的效應(yīng)部位

8、。淋巴細胞（Lymphocyte）T細胞（-T細胞、-T細胞）B細胞NK細胞（Natural killer cells）免疫細胞淋巴細胞再循環(huán)： 淋巴細胞不斷通過血流和淋巴液從一個外周淋巴組織到另一個淋巴組織和外周感染部位，這種淋巴細胞在不同部位的移動稱淋巴細胞再循環(huán)。外周免疫器官的淋巴細胞由輸出淋巴管胸導(dǎo)管經(jīng)上腔靜脈入血毛細血管后靜脈處穿越HEV（高內(nèi)皮小靜脈）返回外周免疫器官或組織。再循環(huán)的意義： 增多與APC接觸機會，不斷得到補充，與免疫記憶有關(guān)。 單核/巨噬細胞 單核細胞（monocyte）由骨髓的粒細胞一單核細胞祖細胞分化而來。單核細胞進入組織則為巨噬細胞（macrophage）。單

9、核/巨噬細胞表面有許多表面分子、胞內(nèi)有多種酶體，具有很強的粘附能力。參與識別、清除病原體等抗原性異物；參與和促進炎癥反應(yīng)；吞噬、處理、加工遞呈抗原；分泌細胞因子參與免疫應(yīng)答的調(diào)節(jié)。單核/巨噬細胞與樹突狀細胞樹突狀細胞（dendritic cell, DC）分類： 根據(jù)來源不同可分為髓系DC及淋巴樣DC。根據(jù)分布不同可分為：朗格漢斯細胞（Langerhans cells, LC）,存在于皮膚和黏膜。間質(zhì)樹突狀細胞（interstitial cells），存在于心、肺、肝、腎和胃腸道等處。并指狀樹突細胞（interdigitating dendritic cells,IDC）,存于外周淋巴器官的T

10、細胞區(qū)和胸腺的髓質(zhì)。濾泡狀樹突狀細胞（Follicalar dendritic cell, FDC），存于外周免疫器官的淋巴濾泡區(qū)。循環(huán)樹突狀細胞存于血液和淋巴液中，約占白細胞的0.1%。 以上除胸腺髓質(zhì)中的DC為林巴樣DC外，其余均屬髓系DC。LC及間質(zhì)DC屬于未成熟DC，在抗原或炎性介質(zhì)等作用刺激后，可發(fā)育為成熟DC。未成熟DC攝取抗原能力強，成熟DC遞呈抗原能力強。不同的DC各具有一定功能，但均高表達MHC-類分子及B7分子（FDC不表達MHC-類分子）。功能 攝取，加工處理和遞呈抗原，可活化初始T細胞（Naive T細胞）；分泌多種CK參與免疫應(yīng)答及免疫調(diào)節(jié)作用。粒細胞嗜中性粒細胞：胞

11、質(zhì)顆?？杀凰嵝院蛪A性染料著色，多葉核，膜表面有IgFC和補體受體。占外周血白細胞細胞總數(shù)6070%，主要參與急性炎癥反應(yīng)。發(fā)揮吞噬清除作用。嗜酸性粒細胞：雙葉核，胞質(zhì)顆?？杀凰嵝匀玖现?，占外周血白細胞總數(shù)的13%。有一定吞噬能力，參與防御寄生感染和一些炎癥反應(yīng)。嗜酸性粒細胞增多癥常見于過敏反應(yīng)或寄生蟲感染。嗜堿性粒細胞：單核，胞質(zhì)顆粒可被堿性染料著色，胞質(zhì)顆粒中含有生物活性物質(zhì)，參與型超敏反應(yīng)。僅占外周血白細胞總數(shù)的0.2%，無吞噬作用。肥大細胞（Mast cell）：廣泛存在各種組織（皮膚、結(jié)締組織、呼吸道、泌尿生殖道和消化道黏膜上皮組織，膜 表面有IgEFC受體，參與型超敏反應(yīng)。近年發(fā)現(xiàn)

12、肥大細胞表達MHC分子，協(xié)同刺激分子（B7），功能上可作為APC加工提呈抗原，啟動免疫應(yīng)答。還可表達CD40和CD40L，促進T、B細胞和APC活化。還能分泌多種CK，參與免疫調(diào)節(jié)。免疫應(yīng)答的類型非特異性免疫和特異性免疫（特異性免疫又包括體液免疫和細胞免疫）非特異性免疫（non-specific immunity）又稱先天性、固有性免疫（innate immunity）或天然免疫： 概念： 特點： 組成：特異性免疫（specific immunity）又稱獲得性免疫（acquired immunity）、適應(yīng)性免疫（adaptive immunity）： 概念： 特點： 組成：非特異性免疫與特

13、異性免疫應(yīng)第的關(guān)系免疫學(xué)發(fā)展簡史 克隆選擇學(xué)說的要點：胚胎期即存在有針對自身抗原和外來抗原的淋巴細胞克隆，同一克隆的細胞具有單一的特異性抗原受體。由于在胚胎期淋巴細胞尚未發(fā)育成熟，與相應(yīng)抗原接觸后發(fā)生死亡。胚胎期只有自身抗原有機會與相應(yīng)的淋巴細胞接觸而致使自身反應(yīng)的淋巴細胞克隆清除，出生后只剩下針對外來抗原的淋巴細胞。 經(jīng)驗免疫學(xué)時期 實驗免疫學(xué)時期 現(xiàn)代免疫學(xué)時期 出生后，抗原進入機體后，選擇性結(jié)合相應(yīng)淋巴細胞克隆，使之活化、擴增。 具有識別自身抗原的淋巴細胞在個體發(fā)育早期與自身抗原接觸后少數(shù)未被清除者，處于抑制狀態(tài)成為禁忌細胞株。 禁忌細胞株的復(fù)活或突變可導(dǎo)致自身免疫發(fā)生?？寺∵x擇學(xué)說的意

14、義解決了適應(yīng)與選擇的問題，使免疫學(xué)的概念從抗感染免疫轉(zhuǎn)到現(xiàn)代免疫上來。 解釋了自身耐受問題 解釋了抗體生成的特異性及多樣笥問題 為單克隆抗體的研制奠定了理論基礎(chǔ)?，F(xiàn)代免疫學(xué)研究與發(fā)展策略從古老的痘苗、牛痘苗直到現(xiàn)代DNA疫苗、肽疫苗的出現(xiàn)代表了免疫學(xué)發(fā)展的輝煌歷程，也展現(xiàn)了免疫學(xué)對人類健康所作出的巨大貢獻。現(xiàn)代免疫學(xué)已發(fā)展成為生命科學(xué)研究的重要前沿帶頭學(xué)科和支柱學(xué)科之一?？茖W(xué)的發(fā)展為免疫學(xué)提供了更新、更廣泛的研究領(lǐng)域與課題，同時也向免疫學(xué)提出了更多的挑戰(zhàn)。加強與新學(xué)科的交叉和高新技術(shù)的融合是現(xiàn)代免疫應(yīng)把握的發(fā)展策略。人類基因組及后基因組工程的研究與開發(fā)將成為21世紀免疫學(xué)領(lǐng)域創(chuàng)新的源泉?；蚪M信息學(xué)的出現(xiàn)又為免疫學(xué)帶來新的發(fā)展契機和新的研究手段。新的免疫學(xué)分支不斷從更高的層次出現(xiàn)，計算免疫（calculating immunity）、虛擬免疫應(yīng)答（simulating of immune response）將建立免疫細胞、免疫分子間相互作用的立體、直觀、模擬顯示，為探討抗原肽與TCR相互作用的量化、時相及空間相的關(guān)系、研究機體免疫調(diào)節(jié)分子網(wǎng)絡(luò)化關(guān)系等機制研究提出了新思路、新模式。后基因組研究將不斷發(fā)現(xiàn)免疫性疾病的相關(guān)基因，并發(fā)現(xiàn)、揭示