免疫學(xué)和抗體疫苗

1、免疫學(xué)與抗體疫苗探生科技旗下Fantibody電子商務(wù)編輯部第一節(jié)免疫學(xué)基礎(chǔ)一、抗原和抗體的概念（一）抗原凡能刺激機(jī)體免疫系統(tǒng)，使之產(chǎn)生抗體或致敏免疫活性細(xì)胞（淋巴細(xì)胞），并能與之發(fā)生特異性結(jié)合的物質(zhì)統(tǒng)稱“抗原”，它是引起機(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答的外因，也是決定特異性免疫反應(yīng)的關(guān)鍵。凡同時(shí)具有上述2種特性的物質(zhì)稱為完全抗原（Completeantigen）,s抗原和抗體的概念s抗原和抗體的概念(一)抗原大多數(shù)蛋白質(zhì)都是完全抗原；只具備反應(yīng)原性而不具備免疫原性的物質(zhì)稱為半抗原(Haptenantigen),大多數(shù)多糖和所有類脂質(zhì)均屬半抗原。半抗原與載體蛋白結(jié)合后即成為完全抗原。疫苗就是利用病原微生物或其

2、有效成分，經(jīng)人工減毒、滅活或人工合成的方法制成，是一種重要醫(yī)用抗原。(二)抗體抗體是由抗原刺激機(jī)體免疫系統(tǒng)后產(chǎn)生，并能與相應(yīng)抗原發(fā)生特異性結(jié)合的物質(zhì)。1964年WHO將具有抗體活性、化學(xué)結(jié)構(gòu)與抗體相似的球蛋白統(tǒng)稱為免疫球蛋白(Immunoglobulin,Ig)Ig是化學(xué)結(jié)構(gòu)上的概念，而抗體是生物學(xué)功能上的概念O所有抗體都是1燈但并非所有Ig都是抗體。（二）抗體1、免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu)各類Ig的基本結(jié)構(gòu)是相同的，即有2條長的多肽鏈（重鏈，H鏈）和2條短的多肽鏈（輕鏈，L鏈），借助于二硫氫鍵對(duì)稱地連接，構(gòu)成1個(gè)Y形的四聯(lián)基本單體（圖21）o圖2免疫球蛋白基本結(jié)構(gòu)示意圖圖2免疫球蛋白基本結(jié)構(gòu)示意圖

3、L鏈輕常QnrryiwiCH2y糖cm抗原結(jié)合部位（氨基端）一硫氫鍵CH3_（磯基端fl鏈重鏈s抗原和抗體的概念s抗原和抗體的概念2、免疫球蛋白的種類和功能Ig分這5種，即IgG、IgM、IgA、IgE和IgD。IgG分為IgGlIgG4個(gè)亞型，IgM分為IgMl和IgM2,IgA分為血清型IgA和分泌型IgA(slgA),各種Ig在血中的含量和生物學(xué)功能、抗體活性各不相同。Ig可通過Fc段與多種細(xì)胞表面受體(FcR)結(jié)合，產(chǎn)生免疫效應(yīng)。（二）抗體各種Ig對(duì)不同病原微生物的抗體活性也各不相同。幾種常見病原微生物的抗體活性如表21,人體各種免疫球蛋白的生物學(xué)功能，如表22。類常見的免疫球蛋白抗體

4、活性抗原IgGIgAIgM吸附白喉疫苗+吸附破傷風(fēng)疫苗+肺炎球菌多糖疫苗+葡萄球菌+鏈球菌0溶血素+傷寒H抗原+傷寒0抗原+痢疾桿菌+脊髓灰質(zhì)炎病毒+麻疹病毒+腮腺炎病毒+皰疹病毒+流感病毒+免疫球蛋白的生物學(xué)功能IgGIgAIgMIgDIgE主要生物學(xué)功能能防御微生物及中和毒素等功能同IgG,主要在呼吸道、消化道黏膜上發(fā)揮作用具有強(qiáng)有力的凝集作用，可使多種細(xì)菌凝集功能不明，主要存在淋巴細(xì)胞表面，可能為抗原受體與I型超敏反應(yīng)有密切關(guān)系補(bǔ)體結(jié)合（經(jīng)典）+補(bǔ)體結(jié)合（旁路）?穿過胎盤+固定肥大細(xì)胞+與巨噬細(xì)胞及粒細(xì)胞的結(jié)合+溶解細(xì)菌+?中和毒素+?反應(yīng)素活性Q11一s抗原和抗體的概念抗原呈遞細(xì)胞抗原

5、呈遞細(xì)胞(antigenpresentingcell,APC)又稱輔佐細(xì)胞，它廣泛分布在機(jī)體的各個(gè)部位，有專職APC和非專職APC2種。專職APC主要是巨噬細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞；非專職APC包括某些內(nèi)皮細(xì)胞和上皮細(xì)胞,s抗原和抗體的概念（二）抗原呈遞細(xì)胞如成纖維細(xì)胞、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞、甲狀腺上皮細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞等。它們的主要功能是捕獲、加工處理抗原，將抗原呈遞給對(duì)抗原有特異性的淋巴細(xì)胞。s抗原和抗體的概念（四）T淋巴細(xì)胞T淋巴細(xì)胞是胸腺依賴性淋巴細(xì)胞的簡(jiǎn)稱。由骨髓中多功能干細(xì)胞發(fā)育分化，并成熟于胸腺。它是一個(gè)復(fù)雜的群體，分為不同亞群。各亞群在形態(tài)學(xué)上并無明顯標(biāo)記，但不同亞群淋巴細(xì)胞分泌不同細(xì)胞因子。

6、、抗原和抗體的概念(四)T淋巴細(xì)胞T淋巴細(xì)胞表面分化抗原稱為分化抗原決定簇(ClusterDiffentiation,CD),是T淋巴細(xì)胞發(fā)育過程中的標(biāo)志。與免疫反應(yīng)關(guān)系較大的主要有CD4+輔助性丁淋巴細(xì)胞(Th)和CD8+抑制性T淋巴細(xì)胞(Ts)o抗原和抗體的概念抗原和抗體的概念（四）T淋巴細(xì)胞在正常情況下人體外周血液中CD4+和CD8+的比例是正常的O在抗原刺激后，淋巴細(xì)胞開始活化、增殖，分泌細(xì)胞因子，產(chǎn)生免疫效應(yīng)。（五）B淋巴細(xì)胞B淋巴細(xì)胞在骨髓中分化成熟，故又稱為骨髓衍生細(xì)胞oB淋巴細(xì)胞在接受到APC傳遞的抗原信息后，在Th和巨噬細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子作用下，使B淋巴細(xì)胞活化，分化為成熟的

7、漿細(xì)胞產(chǎn)生抗體，1個(gè)漿細(xì)胞每秒鐘能夠分泌走過2000個(gè)抗體分子。（六）自然殺傷細(xì)胞1、NK細(xì)胞亦稱自然殺傷細(xì)胞，存在血液和組織中，它缺乏識(shí)別抗原特異性丁淋巴細(xì)胞受體（TCR）,可被具有CD4+T淋巴細(xì)胞因子溶解或殺滅易感的靶細(xì)胞（如腫瘤細(xì)胞），無需抗原致敏，也不需抗體參與，因而無特異性。（六）自然殺傷細(xì)胞2、K細(xì)胞它與NK細(xì)胞一樣，是具有非特異性殺傷能力的T淋巴細(xì)胞。K細(xì)胞的特點(diǎn)是具有IgG-FRc受體，能通過此受體與結(jié)合抗體的靶細(xì)胞接觸并殺傷靶細(xì)胞，故亦稱為抗體依賴性淋巴細(xì)胞毒性細(xì)胞。二補(bǔ)體(一)補(bǔ)體的概念補(bǔ)體(Complement)是哺乳動(dòng)物血清蛋白的復(fù)雜系統(tǒng)，在血清中以無活性的前體形式存

8、在，是機(jī)體非特異性體液免疫因素中的最重要成分。(二)補(bǔ)體在免疫反應(yīng)中的作用1、補(bǔ)體成分補(bǔ)體(C)分為C1C9,其中C1有3個(gè)亞單位，共11個(gè)蛋白成分。2、補(bǔ)體激活由于抗原的結(jié)構(gòu)和參與補(bǔ)體的蛋白成分不同，補(bǔ)體的激活途徑分為2種。2、補(bǔ)體激活第一途徑：又稱傳統(tǒng)途徑，經(jīng)典的補(bǔ)體結(jié)合試驗(yàn)即是傳統(tǒng)的第一途徑。以羊紅細(xì)胞作為“抗原”靶細(xì)胞，溶血素作為“抗體”，兩者結(jié)合形成免疫復(fù)合物，結(jié)合補(bǔ)體，引起細(xì)胞溶解。在人的抗體中，IgGl、IgG2、IgM通過傳統(tǒng)途徑激活補(bǔ)體，產(chǎn)生免疫效應(yīng)。2、補(bǔ)體激活第二途徑又稱旁路途徑?，F(xiàn)已證明，人體血清中有另一種激活末端補(bǔ)體成分的途徑，即C39的途徑，與傳統(tǒng)途徑不同，它不需要

9、Cl、C2和C4參與。3、補(bǔ)體的作用機(jī)制補(bǔ)體能被革蘭氏陰性菌（G）胞壁酸和脂多糖活化，經(jīng)旁路途徑發(fā)揮作用，是感染早期重要的防御機(jī)制，當(dāng)抗體生成后病原微生物或代謝產(chǎn)物與抗體形成免疫復(fù)合物，引起補(bǔ)體傳統(tǒng)途徑活化，產(chǎn)生諸多的免疫效應(yīng)。4、補(bǔ)體在免疫中的作用在抗體的協(xié)同作用下，溶解病原微生物，主要是G菌和原蟲，中和、滅活病毒。產(chǎn)生炎癥反應(yīng)，使病原微生物局限化。補(bǔ)體活化可產(chǎn)生趨化因子(C5a)吸引嗜中性白細(xì)胞和巨噬細(xì)胞至炎癥部位。4、補(bǔ)體在免疫中的作用產(chǎn)生調(diào)理素(C3b)能與中性粒細(xì)胞結(jié)合。對(duì)過敏反應(yīng)起重要作用，可產(chǎn)生過敏性毒素(C3a、C5a),刺激肥大細(xì)胞，釋放組胺。第二節(jié)疫苗的免疫反應(yīng)第二節(jié)疫苗的

10、免疫反應(yīng)一疫苗的免疫反應(yīng)免疫反應(yīng)是一個(gè)復(fù)雜的過程，它受很多因素的影響，有些目前還不十分清楚。但是作為抗原，無論是病原微生物還是疫苗，均分為3個(gè)互相關(guān)聯(lián)的免疫反應(yīng)過程。起始階段，是識(shí)別和處理抗原的階段。人體免疫系統(tǒng)能通過某一個(gè)化學(xué)結(jié)構(gòu)細(xì)微差別，如單個(gè)氨其酸的差異，將不同的外來感染原(病原微生物或疫苗等)區(qū)分開來。初次感染或接觸抗原，通過免疫活性細(xì)胞識(shí)別抗原；再次感染或接觸抗原，主要依靠記憶細(xì)胞對(duì)抗原進(jìn)行識(shí)別。激活階段，是淋巴細(xì)胞分化和增殖的階段。免疫活性細(xì)胞進(jìn)行大量增殖分化，并分泌各種細(xì)胞因子。此階段免疫系統(tǒng)各成分之間通過細(xì)胞間的接觸和分沁的細(xì)胞因子進(jìn)行溝通，協(xié)調(diào)免疫反應(yīng)。其中CD4+T淋巴細(xì)胞

11、分泌IL-2和IFN對(duì)免疫系統(tǒng)的激活起重要作用。反應(yīng)階段，激活后的免疫活性細(xì)胞與抗原或被感染的細(xì)胞互相作用并將之清除體外。CD8+細(xì)胞毒性丁淋巴細(xì)胞通過與表面據(jù)有抗原多肽和主要組織相容復(fù)合物的靶細(xì)胞，即被感染的細(xì)胞相接觸，(3)反應(yīng)階段傳遞細(xì)胞凋亡信號(hào)殺死靶細(xì)胞。B淋巴細(xì)胞所分泌的抗體則通過激活經(jīng)典補(bǔ)體途徑或抗體介導(dǎo)的細(xì)胞毒性作用來中和及殺死抗原及靶細(xì)胞。反應(yīng)過程殺傷性T淋巴細(xì)胞淋巴細(xì)胞林巴細(xì)胞殺傷軸助T細(xì)胞記憶T細(xì)胞刺激刺激?3fe鎖定抗原血漿細(xì)胞增殖B-琳巴細(xì)胞披感染的休細(xì)胞死亡的感染細(xì)胞初吹抗原巨噬細(xì)胸表達(dá)抗原通過戍噬細(xì)胞導(dǎo)人被感染細(xì)胞上的抗原二二.分泌抗休呻Q防異細(xì)胞巨除削胞自由抗原滬

12、圖22抗原免疫應(yīng)答二滅活疫苗免疫反應(yīng)二、滅活疫苗免疫反應(yīng)病原微生物進(jìn)入機(jī)體的感染，一般分為細(xì)胞外和細(xì)胞內(nèi)感染2種類型。滅活疫苗使受種者產(chǎn)生以體液免疫為主的免疫反應(yīng)，它產(chǎn)生的抗體有中和、清除病原微生物及其產(chǎn)生的毒素作用，對(duì)細(xì)胞外感染的病原微生物有較好的保護(hù)效果。二滅活疫苗免疫反應(yīng)B淋巴細(xì)胞可通過產(chǎn)生不同類型的抗體，如IgM、IgD、IgA.IgE或IgG，對(duì)不同的抗原作出不同的反應(yīng)。如在黏膜淋巴組織的B淋巴細(xì)胞所分泌的細(xì)胞因子可促進(jìn)B淋巴細(xì)胞分泌更高濃度的IgA。CD4+T淋巴細(xì)胞所分泌的細(xì)胞因子可促進(jìn)B淋巴細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的吞噬及降解抗原抗體復(fù)合物的功能。二滅活疫苗免疫反應(yīng)若有少量病原微生物未被

13、抗體中和入侵細(xì)胞內(nèi)，并在細(xì)胞內(nèi)套制，B淋巴細(xì)胞所分泌的抗體，將通過抗體依賴型細(xì)胞毒性作用或補(bǔ)體的溶解細(xì)胞膜作用來清除被感染的細(xì)胞o接種滅活疫苗通常僅能產(chǎn)生B記憶性淋巴細(xì)胞，而不能令受種者產(chǎn)生有效的記憶型CD8+T淋巴細(xì)胞。滅活疫苗對(duì)病毒、細(xì)胞內(nèi)寄生的細(xì)菌和寄生蟲的保護(hù)效果較差或無效三、減毒活疫苗免疫反應(yīng)三、減毒活疫苗免疫反應(yīng)三、減毒活疫苗免疫反應(yīng)接種減毒活疫苗對(duì)宿主是1次輕型亞臨床感染，在宿主體內(nèi)可以復(fù)制（繁殖），延長了宿主免疫系統(tǒng)對(duì)抗原的識(shí)別時(shí)間，有利于免疫力的產(chǎn)生和記憶細(xì)胞的形成。T淋巴細(xì)胞反應(yīng)是由一系列從細(xì)胞外到細(xì)胞內(nèi)的反應(yīng)組成。一般說可分為下列幾步，首先是早期細(xì)胞信號(hào)傳遞，然后抗原信號(hào)

14、將T細(xì)胞激活并表達(dá)一系列基因產(chǎn)物，隨后在T細(xì)胞的表面表達(dá)新的分子，同時(shí)T淋巴細(xì)胞開始分泌各種細(xì)胞因子，最終T淋巴細(xì)胞進(jìn)入周期性分裂，產(chǎn)生大量的效應(yīng)T淋巴細(xì)胞。接種減毒活疫苗后，受抗原激活的T淋巴細(xì)胞可分為3類：CD4+I類T輔助細(xì)胞、CD4+II類T輔助細(xì)胞和CD8+細(xì)胞毒性T細(xì)胞。與原T細(xì)胞不同，抗原激活的丁淋巴細(xì)胞可對(duì)低濃度抗原起反應(yīng)。各種細(xì)胞親和因子在細(xì)胞表面大量增加,并產(chǎn)生大量分泌細(xì)胞因子，同時(shí)，產(chǎn)生記憶性CD8+T淋巴細(xì)胞。T細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞免疫反應(yīng)的作用主要包括抗細(xì)胞內(nèi)病毒感染（如艾滋病病毒等）、抗細(xì)胞內(nèi)細(xì)菌感染（如結(jié)核桿菌等）、抗真菌感染（如白色念珠菌）和抗腫瘤等。四、口服疫苗和黏

15、膜免疫反應(yīng)四、口服疫苗和黏膜免疫反應(yīng)四、口服疫苗和黏膜免疫反應(yīng)當(dāng)疫苗或病原微生物接觸黏膜上皮時(shí)，某些部位黏膜上皮細(xì)胞可以表達(dá)II類主要組織相容性抗原(MCH),因此可以作為運(yùn)動(dòng)和呈遞，將抗原傳遞給I類T輔助淋巴細(xì)胞(Thl),從而促進(jìn)B淋巴細(xì)胞分泌IgA抗體，細(xì)胞毒性淋巴細(xì)胞及記憶型細(xì)胞也隨之生成oIgA型抗體可以由黏膜上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)送至腸道或呼吸道內(nèi)，從而阻止外來病原微生物結(jié)合黏膜上皮；IgA抗體也可以通過補(bǔ)體蛋白質(zhì)和抗體介導(dǎo)的細(xì)胞毒性作用參與抗原的清除。在抗體生成及記憶型B淋巴細(xì)胞生成的同時(shí)，產(chǎn)生大量的反應(yīng)型及記憶型CD4+T淋巴細(xì)胞和CD8+細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞。近年來口服疫苗起來越引起人們的

16、關(guān)注。病毒和細(xì)菌等許多感染都是由黏膜開始的，通過黏膜的接種方法正在逐漸增加。與黏膜相關(guān)的淋巴組織（MALT）系統(tǒng)涉及呼吸道、消化道、泌尿生殖道、結(jié)膜以及所有的外分泌腺的黏膜,不僅可令受種者產(chǎn)生很強(qiáng)的抗體（slgA）,而且在某些情況下還可產(chǎn)生較好的細(xì)胞免疫反應(yīng)，包括生成細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞。這些組織中常駐丁淋巴細(xì)胞產(chǎn)生大量的TGFp（轉(zhuǎn)化生長因子）和IL10、IL-4,從而促使B淋巴細(xì)胞發(fā)生類別轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生IgAo事實(shí)上人腸黏膜上皮細(xì)胞是TGFP和IL-10的主要來源O口服減毒活疫苗和鼻內(nèi)滴入滅潔疫苗所產(chǎn)生的IgA抗體滴度遠(yuǎn)高于肌肉注射的滅活疫苗。五、超敏反應(yīng)五、超敏反應(yīng)超敏反應(yīng)超敏反應(yīng)(Hyper

17、sensitivity)也稱變態(tài)反應(yīng)(Allergy)或過敏反應(yīng)(Anaphylaxis),它是一種特殊的病理免疫反應(yīng)，常因機(jī)體受某種物質(zhì)再次刺激后，產(chǎn)生特異性的病理應(yīng)答，造成組織損害或生理功能紊亂。目前超敏反應(yīng)一般分為I、II、III、IV型。五、超敏反應(yīng)五、超敏反應(yīng)（一）I型超敏反應(yīng)它是由IgE介導(dǎo)的超敏反應(yīng)，又稱為速發(fā)型超敏反應(yīng)。IgE吸附于肥大細(xì)胞或嗜堿性粒細(xì)胞表面，細(xì)胞內(nèi)酶被激活，釋放細(xì)胞介質(zhì)；如細(xì)胞內(nèi)預(yù)先形成組胺，細(xì)胞活化后形成的過敏性慢性反應(yīng)物SRS-A膜進(jìn)-打加需蘇2疫苗中可韻虧粱不利因子2產(chǎn)生免疫效杲錠持時(shí)間短不產(chǎn)生局部抗佈3.受循環(huán)抗韓r病毒等因素影響，所3只能逋過崔射才式

18、C通常為冊(cè)肉注有干擾病原徴生物的因索，射1卿稱可引瓦疫苗免疫失辿4-在萍肉的奉力返祖的潛在危險(xiǎn)如痩苗相關(guān)性鶴類Mvapp?J.免期陷患晉（如HIV感染）前正袪婆免遵抑制抬療病人可引起嚴(yán)重的目前我國使用的滅活疫苗有百白破疫苗、流行性感冒疫苗（以下稱流感疫苗）、狂犬病疫苗和甲肝滅活疫苗等。疫苗卿g:（三）多糖疫苗純化多糖疫苗是惟一由構(gòu)成某些細(xì)菌表膜的長鏈糖分子組成的滅活亞單位疫苗。它引起的免疫反應(yīng)是典型的非T細(xì)胞依賴型免疫反應(yīng)，即能在無輔助性T細(xì)胞的幫助下刺激B細(xì)胞。多糖疫苗不能在2歲以下的兒童中產(chǎn)生良好的免疫應(yīng)答，因其免疫系統(tǒng)未發(fā)育成熟。疫苗的種類:（三）多糖疫苗接種多糖疫苗誘導(dǎo)的抗體比蛋白抗原誘導(dǎo)的抗體活性小，主要產(chǎn)生lgM抗體，只產(chǎn)生少量IgG、重復(fù)接種不能引起“增強(qiáng)”反應(yīng)。20世紀(jì)80年代后期，發(fā)現(xiàn)使用“結(jié)合”的方法來解決多糖疫苗存在的問題，即把多糖抗原與載體結(jié)合,將非T細(xì)胞依賴型免疫反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)門細(xì)胞依賴型免疫應(yīng)，疫苗的種類:（三）多糖疫苗從而可在嬰兒中使用和進(jìn)行多次接種產(chǎn)生抗體“增強(qiáng)”反應(yīng)。目前我國使用的多糖疫苗有A群流腦多糖疫苗、A+C群流行性腦脊髓膜炎多糖疫苗、肺炎雙球菌多糖疫苗（以下稱肺