特異性免疫應(yīng)答課件

1、第十六章 特異性免疫應(yīng)答（Immune response) 定義：機體接受抗原刺激，APC細(xì)胞對抗原進(jìn)行加工、處理和呈遞，淋巴細(xì)胞對呈遞的抗原進(jìn)行識別后，發(fā)生活化、增殖和分化, 進(jìn)而表現(xiàn)出一定的生物學(xué)效應(yīng),將入侵的抗原進(jìn)行排除的整個生理過程，稱為免疫應(yīng)答。 特異性B細(xì)胞介導(dǎo)的體液免疫應(yīng)答 特異性T細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞免疫應(yīng)答 Body receive stimulation from Ag，Specific lymphocytes recognize Ag，they activate, proliferate and differentiate ，exert biological effect.Ag

2、APCBCTC 免疫應(yīng)答 ( Immune response ) Basic process of Immue response Basic Process of Immune responseThree stages： 免疫細(xì)胞活化、增殖與分化 Activation, proliferation, differentiation 效應(yīng)細(xì)胞發(fā)揮效應(yīng) Production of effector cells or Antibody 特異性抗原識別 Recognition 抗原識別 (Antigen Recognition) T細(xì)胞識別抗原的部位外周淋巴組織(Peripheral Immune O

3、rgan) - 脾臟 Spleen - 淋巴結(jié) lymph node特異性T細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞免疫應(yīng)答免疫突觸 (Immunological synapse) 免疫突觸形成是T細(xì)胞抗原識別的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ), T細(xì)胞通過免疫突觸與APC相互作用。 T細(xì)胞與APC表面之間黏附分子的受體-配體相互作用使兩者得以緊密接觸，并且形成了一個瞬時性的結(jié)構(gòu)。靶細(xì)胞CD8+ T細(xì)胞 TCRMHC-抗原肽CD8B7CD28ICAM-1（CD54） LFA-1（CD11a/CD18） CD2 CD48- 免疫突觸以TCR-MHC-抗原肽三元結(jié)構(gòu)為簇中心，周圍環(huán)形分布粘附分子相互結(jié)合的結(jié)構(gòu)。- 這一結(jié)構(gòu)的形成有助于TC分辨潛在

4、的抗原，提高了TCR與MHC-抗原肽復(fù)合物之間的親和力。雙重識別T細(xì)胞 (TCR)識別抗原的抗原特異性 - 外周血中的T細(xì)胞大多表達(dá) TCR，由鏈和鏈的可變區(qū)識別特異抗原。它們識別APC的MHC分子復(fù)合物提呈的抗原肽。MHC限制性 （MHC restriction） -具有同一MHC表型的免疫細(xì)胞才能有效地相互作用。 TCR識別抗原肽的MHC限制性Zinkernigal and Doherty -1996 Nobel PriceMHC限制性（MHC restriction）T細(xì)胞只能特異性識別同系A(chǔ)PC表面特定的抗原肽-MHC分子復(fù)合物，ActivationT cellAPC抗原識別過程Co-

5、receptorAdhesion moleculesCD4+ 和 CD8+ 識別不同MHC分子，決定不同的效應(yīng)模式CD8+ T細(xì)胞識別MHC-I類相關(guān)抗原 - 病毒，胞內(nèi)感染細(xì)菌所 感染的組織細(xì)胞- 腫瘤細(xì)胞內(nèi)源性抗原 (endogenous Ag)MHC-I降解為肽段CD8+ T cell CD4+ T細(xì)胞識別MHC-II類分子相關(guān)抗原 - 細(xì)菌感染等細(xì)胞免疫外源性抗原(exogenous Ag)MHC-IICD4+ T cell分泌細(xì)胞因子，協(xié)同體液和細(xì)胞免疫第二活化信號（協(xié)同剌激信號）第一活化信號（抗原識別信號）細(xì)胞因子促進(jìn)作用IL-1、2、IL-6、12靜止?fàn)顟B(tài)TC活化狀態(tài)TCT細(xì)胞活

6、化T cell activationT細(xì)胞的活化需要雙信號的參與：雙信號活化假說 Two-signal hypothesisCo stimulatory molecules in specific immune responseCD40CD40L4-1BB(CD8)4-1BBLICOSB7RP-1OX40 (CD4)OX40LCD95LCD95()PD-1PDL1/PDL2 ()B7-1(CD80) CD28B7-2(CD86)CTLA-4(CD152)() （+）LFA-1/ICAM-1LFA-3AdhesionLFA-1/ICAM-1CD-2T cellAPCT細(xì)胞活化的信號轉(zhuǎn)導(dǎo) TCR-

7、CD3復(fù)合物及輔助受體與蛋白酪氨酸激酶（PTK）相互作用啟動T細(xì)胞的信號轉(zhuǎn)導(dǎo) TCR 識別抗原后，導(dǎo)致TCR與輔助受體（CD4，CD8）的構(gòu)象發(fā)生改變，由分散狀態(tài)存在的受體呈現(xiàn)出多聚現(xiàn)象。 活化胞內(nèi)與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)有關(guān)的酶和信號轉(zhuǎn)接蛋白，啟動和轉(zhuǎn)導(dǎo)T細(xì)胞活化的信號。受體交聯(lián) (分子簇化，molecular clustering）Signal transductionT cellAPCCD4/CD8CD3CD3與T細(xì)胞受體組成TCR / CD3復(fù)合物，在TCR信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中起關(guān)鍵作用。CD3分子由,和五種鏈組成，胞漿區(qū)有免疫受體酪氨酸活化基序(Immunoreceptor Tyrosine-based

8、 Activation Motif, ITAM)的結(jié)構(gòu),是蛋白酪氨酸激酶的底物。CD3和鏈的ITAM與Src家族多種PTK結(jié)合。CD3的ITAM與ZAP-70 結(jié)合。TCR/CD3RecognitionSignal transduction 免疫細(xì)胞的受體含有易被PTK作用而發(fā)生磷酸化的特定序列稱為ITAM 由4個氨基酸殘基YXXL/V為基本結(jié)構(gòu)的序列。不同的免疫細(xì)胞，其YXXL/V以外的序列可以不同。 參與T細(xì)胞活化信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)。 免疫受體酪氨酸激活基序 (Immunoreceptor Tyrosine based Activation Motif, ITAM) 專一地催化酪氨酸殘基磷酸化的一

9、類激酶，底物為ITAM。 主要作用的區(qū)域為信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的起始和上游階段，分受體型（跨 膜型）和非受體型（胞內(nèi)型）兩大類。 參與T細(xì)胞活化的PTK主要有4個家族： Src家族：Lck蛋白(p56lck)和 Fyn(p59 Fyn)等； Syk家族：主要為ZAP-70（zate chain-associated protein） Csk家族：主要為Csk； Jak家族：主要為Jak 蛋白酪氨酸激酶(Protein Tyrosine Kinase, PTK）SH: 指Src同源的結(jié)構(gòu)域（Src-homologous）參與T細(xì)胞活化的PTK家族 SH3 SH2 SH1(催化結(jié)構(gòu)域) SrcSykCskJa

10、kZAP-70 (Zeta-chain-Associated Protein Kinase 70) 為Zeta鏈子伴生的蛋白激酶70 (70是分子量 kDa)，是酚基乙氨酸激酶(Syk)家庭成員。 ZAP-70通常表達(dá)于T淋巴細(xì)胞，是T細(xì)胞信號的啟動的關(guān)鍵點。 適配蛋白（Adapter protein）攜帶信號分子進(jìn)入到特定細(xì)胞器?？膳c其他蛋白分子的結(jié)合區(qū)域結(jié)合，如 Src家族的SH2和SH3等結(jié)構(gòu)域。LAT（linker of activation of T cells)，常與其他激酶的SH2結(jié)構(gòu)域結(jié)合，在連接T細(xì)胞活化的上游活化分子與下游活化分子銜接上發(fā)揮重要的作用。ITAMCD4+細(xì)胞活

11、化的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑磷脂酶C（PLC 1）Ras- MAPK激酶鈣-蛋白激酶CLATPhosphorylates ITAMActivates ZAP70Phosphorylates LAT（Adapter protein） Pho-LckTCR活化信號胞內(nèi)轉(zhuǎn)導(dǎo)的主要途徑磷脂酶C途徑 (phospholipase C-1,PLC-1) 鈣-蛋白激酶C途徑Ras-MAP激酶途徑ZAP-70/LAT激活三條主要途徑：蛋白酪氨酸激酶Lck或Fyn活化CD3鏈ITAM磷酸化基因轉(zhuǎn)錄，T細(xì)胞增殖，分化磷脂酶C (PLC) 鏈磷酸化蛋白激酶C（ PKC） NF-B活化 甘油二酯（DAG） 磷脂酰肌醇二磷酸（PI

12、P2）水解細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度升高 NFAT活化 三磷酸肌醇（IP3）鈣調(diào)磷酸酶 AP-1活化生長因子受體結(jié)合蛋白-2（Grb-2)活化 鳥苷酸置換因子（GEF）Raf 蛋白活化Ras-GDP（失活） MAP激酶活化Ras-GTP（ 激活）膜受體交聯(lián)T細(xì)胞活化的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑 ZAP-70 激活LAT 激活轉(zhuǎn)錄因子活化轉(zhuǎn)錄因子通常在胞漿中以無活性的形式存在，磷酸化作用使其活化，進(jìn)入細(xì)胞核，與DNA上相應(yīng)位點結(jié)合，調(diào)節(jié)基因表達(dá)。Ras/MAPK途徑調(diào)控T細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞因子基因的轉(zhuǎn)錄AP-1 (c-jun、c-fos)鈣鈣磷酸酶途徑蛋白激酶C途徑NFATNF-kB 參與T細(xì)胞活化的主要轉(zhuǎn)錄因子：T細(xì)胞活

13、化信號涉及的靶基因 NF-AT（nuclear factor of activated T cells），細(xì)胞質(zhì)中以磷酸化的非活性形式存在。在鈣調(diào)磷酸酶的作用下，經(jīng)脫磷酸化轉(zhuǎn)變?yōu)镹F-AT， 進(jìn)入細(xì)胞核。參與IL-1,IL-4，TNF等細(xì)胞因子的基因表達(dá)調(diào)控。 NF-B（nuclear factor-B）,其在胞質(zhì)中與抑制因子I-B結(jié)合成復(fù)合物的形式存在。在PKC的作用下發(fā)生磷酸化而激活，繼而轉(zhuǎn)位到細(xì)胞核。參與IL-2等細(xì)胞因子的基因表達(dá)調(diào)控。 AP-1（activation of protein 1)，由存在于核內(nèi)的兩個原癌基因產(chǎn)物Jun和Fos或兩個Jun組成。它的激活由 MAP激酶進(jìn)入核

14、內(nèi)。參與IL-6,IL-10等多種細(xì)胞因子的基因表達(dá)調(diào)控。T細(xì)胞增殖IL2及其受體基因表達(dá)是T細(xì)胞克隆增殖的關(guān)鍵T細(xì)胞活化增殖的結(jié)果，產(chǎn)生大量的效應(yīng)細(xì)胞APCT cellT cellT cellT cellT cellT mT cellT cellT cellT cellT cellIL-2T cellT cellIL-2IL-5.IL-7APCTH0Th17IL-6，TGF-IL-17IL-22TregIL-10，TGF-TGF-IL-10AgTH亞群的分化Th1IL-2，IFN-rIFN-rTNF-aIL-2細(xì)菌，病毒等Th2IL-4，IL-13IL-10IL-4IL-6寄生蟲，變應(yīng)原CD

15、4-MIL-7 效應(yīng)T細(xì)胞的分化與細(xì)胞因子類型相關(guān)應(yīng)答效應(yīng)CD4+Th細(xì)胞介導(dǎo)的免疫效應(yīng) a. TH1 b. TH2 CD8+TC細(xì)胞介導(dǎo)的免疫效應(yīng) a. 殺傷胞內(nèi)感染細(xì)胞 b. 殺傷突變的細(xì)胞 Th1 cells通過分泌細(xì)胞因子促進(jìn)巨噬細(xì)胞殺傷活性參與細(xì)胞免疫功能活化。分泌IL-2，INF-，TNF-等。通過CD40L促進(jìn)M上CD40表達(dá)增加和巨噬細(xì)胞活化。促進(jìn)M上B7分子和MHC II分子的表達(dá)增加，增強APC功能，促進(jìn)CD8T細(xì)胞功能。IFN-IFN- RCD40LCD40TH-1 細(xì)胞活化與功能MIL-12，IL-1，TNFIL-2，TNF- Th2 cell 誘導(dǎo)由嗜酸性粒細(xì)胞和肥大

16、細(xì)胞介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)針對寄生蟲的免疫應(yīng)答依賴Th2細(xì)胞分泌IL-4，5，13，誘導(dǎo)寄生蟲-特異性IgE抗體的產(chǎn)生。 介導(dǎo)體液免疫應(yīng)答*Th17 cell介導(dǎo)炎癥反應(yīng)參與自身免疫疾病的發(fā)生和發(fā)展主要分泌IL-17，還分泌IL-22，IL-21。IL-17可刺激多種細(xì)胞產(chǎn)生炎性因子（IL-6，IL-1，TNF，GM-CSF，CXCL1，CXCL8，CXCL10）募集中性粒細(xì)胞至感染部位，產(chǎn)生炎癥反應(yīng)。與免疫介導(dǎo)的炎癥性組織損傷有關(guān)。TCR-抗原肽-MHC類分子協(xié)同刺激分子-相應(yīng)受體- 效-靶細(xì)胞結(jié)合CTL細(xì)胞的效應(yīng)(Cytotoxic T Lymphocytes)- 殺傷作用是抗原特異性的，殺傷作

17、用受 MHC類分子限制。 - 殺傷胞內(nèi)感染細(xì)胞,殺傷惡變的細(xì)胞。特點：穿孔素(Perforin)：在Ca+參與下插入靶細(xì)胞膜內(nèi)，形成管狀孔道,導(dǎo)致細(xì)胞滲透壓改變，水分子和Ca2+入胞、K+和蛋白大分子出胞，細(xì)胞死亡。絲氨酸蛋白酶(Granzyme)：即顆粒酶類，由CTL釋放并經(jīng)穿孔素通道進(jìn)入靶細(xì)胞內(nèi)，通過激活靶細(xì)胞內(nèi)的 Caspase使靶細(xì)胞發(fā)生凋亡。Fas-FasL介導(dǎo)的凋亡：活化Tc可高表達(dá)FasL，在Tc同靶細(xì)胞結(jié)合時可釋出FasL同靶細(xì)胞表面的Fas分子結(jié)合，進(jìn)一步啟動凋亡信號通路，導(dǎo)致靶細(xì)胞的凋亡。CTL向靶細(xì)胞中釋放下列物質(zhì)而導(dǎo)致其發(fā)生凋亡Summary 特異性B細(xì)胞介導(dǎo)免疫應(yīng)答（

18、體液免疫 Humoral Immunity） B細(xì)胞對TD抗原的免疫應(yīng)答B(yǎng)細(xì)胞對TI抗原的免疫應(yīng)答 B細(xì)胞對TD抗原的免疫應(yīng)答抗原識別階段B細(xì)胞的增殖分化抗原的清除階段B細(xì)胞對TD抗原的識別特點： 由BCR直接識別抗原表位,不須APC對抗原的處理和提呈。 由BCR -Ig/Ig復(fù)合物傳遞特異性識別信號。 B細(xì)胞活化、增殖與分化,需活化的TH細(xì)胞輔助和細(xì)胞因子的作用。mIg BCRITAM天然抗原表位 BC表面BCR第一活化信號TH細(xì)胞CD40LBC表面CD40第二活化信號 除雙信號外，在活化的TH細(xì)胞所分泌的多種細(xì)胞因子（IL-2、IL-4、IL-5、IL-6等）作用下，BC活化、增殖、分化為

19、漿細(xì)胞及記憶性B細(xì)胞。 BCR識別抗原產(chǎn)生B細(xì)胞活化的第一信號。 TH細(xì)胞表面表達(dá)的共刺激分子同B細(xì)胞相應(yīng)受體（如 CD40L與CD40）相互作用，為B細(xì)胞活化提供第二信號。B細(xì)胞活化的雙信號 B細(xì)胞表面協(xié)同剌激分子 TH細(xì)胞表面協(xié)同剌激分子獲得第二活化信號B7（CD28配體） CD28（B7受體） 結(jié)合CD40（CD40受體）CD40L（CD40配體） 結(jié)合ICAM-1（CD54） LFA-1（CD18）結(jié)合TH細(xì)胞的共刺激分子同B細(xì)胞相應(yīng)受體3.第一活化信號轉(zhuǎn)導(dǎo) Src家族(Lyn.Fyn)激酶磷酸化Ig/的胞漿區(qū)ITAM磷酸化磷脂酰肌醇二磷酸Ca+釋放蛋白激酶CB細(xì)胞激活甘油二酯三磷酸肌

20、醇磷脂酶CAg +BCR BCR交聯(lián)- 胞漿區(qū)的酪氨酸激酶(PTK)激活- Ig/Ig胞漿區(qū)ITAM磷酸化 B細(xì)胞增殖分化 CD4+Th細(xì)胞的輔助作用： CD4+Th2細(xì)胞產(chǎn)生以IL4/5/6/10為主的細(xì)胞因子，為B細(xì)胞的增殖分化提供物質(zhì)基礎(chǔ)。 B細(xì)胞的增殖分化： 在細(xì)胞因子的輔助下，一部分細(xì)胞增殖分化為漿細(xì)胞，另少部分則停止分化稱為記憶B細(xì)胞，后者可參與再次免疫應(yīng)答。B-M抗體產(chǎn)生的一般規(guī)律抗體總量IgGIgM抗體濃度初次抗原剌激再次抗原剌激時間（天）總抗體量Ig GIg M B細(xì)胞初次應(yīng)答產(chǎn)生的抗體量少，親和力低。 記憶B細(xì)胞介導(dǎo)的再次免疫應(yīng)答表現(xiàn)為快速反應(yīng)，抗體水平高，親和力高以及持續(xù)時間長抗體產(chǎn)生的四個階段潛伏期對數(shù)生長期平臺期下降期Doubling time初次應(yīng)答特 性再次應(yīng)答抗原濃度抗體生成 潛伏期 高峰濃度 維持時間 Ig類別 親和力 無關(guān)抗體 高 低 5-10天 較低 短 主要為IgM 低 多 2-5天 較高 長 IgG、A 高 少 初次應(yīng)答和再次應(yīng)答的異同效應(yīng)階段抗體的靶向作用中和毒素與病毒調(diào)理吞噬細(xì)胞吞噬激活補體參與ADCC生物學(xué)作用漿細(xì)胞抗體B細(xì)胞對TI抗原的免疫應(yīng)答 TI-Ag剌激產(chǎn)生的體