免疫學發(fā)展簡史及展望

1、2006年11月,軍事醫(yī)學科學院免疫學教研室,免疫學發(fā)展簡史及展望,章金剛 軍事醫(yī)學科學院野戰(zhàn)輸血研究所 軍事醫(yī)學科學院血液制品與血液代用品重點實驗室 軍事醫(yī)學科學院免疫學教研室,2006年11月,軍事醫(yī)學科學院免疫學教研室,開頭語,人類的發(fā)展歷史也是與傳染病不斷斗爭的歷史，即使高科技醫(yī)療水平不斷提高，人類仍然面臨傳染病的威脅。 免疫現(xiàn)象的觀察和認識、免疫學的產(chǎn)生和發(fā)展，則與人類疾病認識和防治實踐并生并存。 免疫學既可認為是一門源遠流長的古老學科，又是一門充滿活力、迅猛發(fā)展的前沿學科。,2006年11月,軍事醫(yī)學科學院免疫學教研室,免疫現(xiàn)象與醫(yī)學免疫學,免疫現(xiàn)象 免疫（immunity）來源于

2、拉丁文immunitas，原意為免除賦稅、免除奴役，免疫學中的“免疫”為免除瘟疫、免除感染，即機體抵御傳染病的能力。 “Immunity”一詞的首次使用是在記錄14世紀的一場大瘟疫的資料中。,2006年11月,軍事醫(yī)學科學院免疫學教研室,免疫現(xiàn)象與醫(yī)學免疫學,免疫學 執(zhí)行免疫功能的器官、組織、細胞和分子形成了免疫系統(tǒng)（immune systems），免疫系統(tǒng)針對抗原性物質(zhì)所產(chǎn)生的反應稱為免疫應答（immune response），研究免疫系統(tǒng)結構與功能的學科即為免疫學（immunology）。 醫(yī)學免疫學是一門研究人體免疫系統(tǒng)結構與功能、免疫相關疾病發(fā)生機理以及免疫學診斷與防治手段的生物科學。

3、,2006年11月,軍事醫(yī)學科學院免疫學教研室,免疫學發(fā)展的不同階段,免疫學的知識積累來源于醫(yī)學實踐，伴隨著古代稱之為“瘟疫”的烈性傳染病，如天花的臨床治療和預防而產(chǎn)生。 從我國17世紀70年代記載的“人痘接種”開始，免疫學的發(fā)展經(jīng)歷了經(jīng)驗階段、科學實驗階段和現(xiàn)代騰飛三個階段，形成了經(jīng)驗免疫學、實驗免疫學、科學免疫學、分子免疫學和免疫組學等學科。 免疫學成為現(xiàn)代生命科學和醫(yī)學實踐中最為重要的學科之一。,2006年11月,軍事醫(yī)學科學院免疫學教研室,經(jīng)驗免疫學,公元前3000: 埃及“種痘”的證據(jù) 公元前2000: 中國“種痘”的證據(jù)，我國十七世紀的記載 公元前1500: 土耳其從中國引入“種痘

4、” 1700: “種痘”引入英國，而后傳入美國 1780: 琴納（Edward Jenner）發(fā)現(xiàn)牛痘疫苗 1885: 巴斯德發(fā)明狂犬病減毒活疫苗,2006年11月,軍事醫(yī)學科學院免疫學教研室,(1628年)和(1713年)等： 宋朝真宗年間(998-1022)，峨眉山人為丞相王旦之子接種人痘預防天花獲得成功。 隨后，為減少毒性將生痘變?yōu)槭於弧?明朝隆慶年間（15671572）已經(jīng)選育出毒性很小的“太平痘苗”并普及全國。 17世紀開始，上述發(fā)明傳至朝鮮、日本、土耳其等亞洲國家，隨后傳至歐洲、俄羅斯等。,人痘接種法的記載及其傳播,2006年11月,軍事醫(yī)學科學院免疫學教研室,人痘接種法傳入英國,

5、英國駐土耳其大使館的夫人，在1717年3月份給其英國的一位朋友的信中寫到： 她的兒子在種了人痘以后“使得天花這種致命性的疾病，對我們變得極其溫柔，幾乎沒有任何傷害進而以其極大的愛國之心希望引入到英國社會”,2006年11月,軍事醫(yī)學科學院免疫學教研室,Edward Jenner ：Discovery of small pox vaccine,英國鄉(xiāng)村醫(yī)生發(fā)現(xiàn)天花疫苗,2006年11月,軍事醫(yī)學科學院免疫學教研室,Edward Jenner： Among patients awaiting small pox vaccination,英國鄉(xiāng)村醫(yī)生發(fā)現(xiàn)天花疫苗,2006年11月,軍事醫(yī)學科學院免疫

6、學教研室,免疫預防的巨大成就,1980年5月，第33屆世界衛(wèi)生大會宣布：嚴重危害人類的天花在全世界徹底消滅。 1974年，WHO決議推行：擴大的免疫計劃（EPI）要求世界各國普遍實施計劃免疫來預防白喉、百日咳、破傷風、脊髓灰質(zhì)炎、結核和麻疹等6種疾病。 1990年，世界兒童問題首腦會議提出：兒童使用疫苗（CVI）規(guī)劃。要求研制熱穩(wěn)定性好、安全、高效、價廉，只需口服12次即可預防多種疾病的聯(lián)合疫苗。,2006年11月,軍事醫(yī)學科學院免疫學教研室,Robert Koch,Jenner發(fā)明牛痘法時，任何人均不知曉“天花”的病因； Koch提出病原菌致病的概念，因發(fā)現(xiàn)結核桿菌與結核病的關系而于 190

7、5年獲得了諾貝爾醫(yī)學獎； 發(fā)展到現(xiàn)在的4大類病原體：病毒、細菌、真菌和寄生蟲。,實驗免疫學,2006年11月,軍事醫(yī)學科學院免疫學教研室,Pasteur觀察到細菌、發(fā)明培養(yǎng)基、制備疫苗（雞的霍亂疫苗、人的狂犬病疫苗），同時將免疫學推向了科學免疫學的時代。,Pasteur的杰出貢獻,2006年11月,軍事醫(yī)學科學院免疫學教研室,近代免疫學,傳統(tǒng)和科學（近代）免疫學時期： 人工主動和被動免疫療法的建立； 細胞免疫和體液免疫學說的初步建立和統(tǒng)一； 免疫病理概念的提出； 經(jīng)典血清學技術的建立； 細胞轉(zhuǎn)移遲發(fā)性超敏反應的成功； 免疫耐受和自身免疫耐受學說的提出； 克隆選擇學說的建立； 免疫球蛋白基本結構

8、的闡明。,2006年11月,軍事醫(yī)學科學院免疫學教研室,Emil Adolf von Behring,德國學者Behring和日本學者北里于1890年在Koch研究所應用白喉外毒素給動物免疫，發(fā)現(xiàn)在其血清中有一種能中和外毒素的物質(zhì)，稱為抗毒素。 將這種免疫血清轉(zhuǎn)移給正常動物也有中和外毒素的作用。這種被動免疫法很快應用于臨床治療。 Behring于1891年應用來自動物的免疫血清成功地治療了一個白喉患者，這是第一個被動免疫治療的病例。 Behring于1901年獲得了諾貝爾醫(yī)學獎。,抗體的發(fā)現(xiàn),2006年11月,軍事醫(yī)學科學院免疫學教研室,抗原的結構與抗原特異性血型的發(fā)現(xiàn),Landsteiner

9、（1901）等人首先應用偶氮蛋白的人工結合抗原，研究抗原-抗體反應特異性的化學基礎。 認識到?jīng)Q定抗原特異性的是很小的分子，它們的結構不同，其抗原性也不同。 發(fā)現(xiàn)人類血型抗原而于1930年獲得了諾貝爾醫(yī)學獎。,2006年11月,軍事醫(yī)學科學院免疫學教研室,抗體是免疫球蛋白：20世紀30年代，通過電泳證明，抗體是-球蛋白。 抗體是四肽鏈結構：1959年，Porter 和Edelman對抗體結構進行研究，證明了抗體的四肽鏈結構。 他們于1972年獲得了諾貝爾醫(yī)學獎,抗體的四肽鏈結構,2006年11月,軍事醫(yī)學科學院免疫學教研室,Sir Frank Macfarlane Burnet,Peter Br

10、ian Medawar,超敏反應 免疫耐受的發(fā)現(xiàn)： Peter Brian Medawar因發(fā)現(xiàn)獲得性免疫耐受而于1960年獲得諾貝爾醫(yī)學獎。 Burnet克隆選擇學說，對免疫學發(fā)展起到了極大地推動作用。,超敏反應、免疫耐受與克隆選擇學說,2006年11月,軍事醫(yī)學科學院免疫學教研室,現(xiàn)代免疫學,現(xiàn)代免疫學時期也稱為分子免疫學時期，其主要進展和標志包括以下幾個方面： 免疫系統(tǒng)的建立； 免疫應答的深入研究； 免疫球蛋白及其基因的研究進展； 白細胞分化抗原的研究； 細胞因子的研究； 免疫技術的發(fā)展。,2006年11月,軍事醫(yī)學科學院免疫學教研室,抗原識別受體多樣性的產(chǎn)生：1978年發(fā)現(xiàn)抗體基因重排

11、是B細胞抗原識別受體多樣性的原因 信號轉(zhuǎn)導途徑的發(fā)現(xiàn)：過去和未來的熱點、難點和關鍵 細胞程序性死亡途徑的發(fā)現(xiàn)：CTL表達Fas L，靶細胞表達其受體Fas 造血與免疫細胞的發(fā)育：復雜的體系和網(wǎng)絡，免疫細胞多能造血干細胞神經(jīng)干細胞,重要進展,2006年11月,軍事醫(yī)學科學院免疫學教研室,XXX組學,基因組學 轉(zhuǎn)錄組學 蛋白質(zhì)組學 RNA組學 代謝組學 免疫組學,2006年11月,軍事醫(yī)學科學院免疫學教研室,免疫學研究中的諾貝爾獎金獲得者,2006年11月,軍事醫(yī)學科學院免疫學教研室,免疫與免疫系統(tǒng)的進化,免疫（Immune）：機體識別“自身”與“非己”抗原，對自身抗原形成固有性免疫耐受，對“非己

12、”抗原產(chǎn)生排斥作用的一種生理功能。 問題：按照上述概念，病毒、細菌自身生存是否存在著免疫或免疫現(xiàn)象？,2006年11月,軍事醫(yī)學科學院免疫學教研室,非細胞和單細胞的免疫現(xiàn)象,廣義上講，非細胞和單細胞存在著“免疫”現(xiàn)象。 非細胞生物病毒，缺乏獨立的生存能力，但其諸多毒力因子和免疫逃避能力為病毒生存所必需； 單細胞生物細菌和原生生物，自然界存在著的天敵，即病原體！如果缺乏免疫功能，其生存必然受到威脅或者說不會在自然界中存在。 問題：細菌的病原體叫什么？ 原生生物的病原體有哪些種類？,2006年11月,軍事醫(yī)學科學院免疫學教研室,很顯然，非細胞和單細胞生物存在著“免疫”現(xiàn)象，而不具備免疫系統(tǒng)； 某些

13、低等的多細胞生物也不具備完整的免疫系統(tǒng)； 免疫系統(tǒng)只存在于相對高等的多細胞生物體內(nèi)，人類的免疫系統(tǒng)最為復雜。 免疫系統(tǒng)的進化可以分為固有性免疫系統(tǒng)的進化和獲得性免疫系統(tǒng)的進化。,免疫系統(tǒng)的起源與進化,2006年11月,軍事醫(yī)學科學院免疫學教研室,很顯然，非細胞和單細胞生物存在著“免疫”現(xiàn)象，而不具備免疫系統(tǒng)； 某些低等的多細胞生物也不具備完整的免疫系統(tǒng)； 免疫系統(tǒng)只存在于相對高等的多細胞生物體內(nèi)，人類的免疫系統(tǒng)最為復雜。,固有性免疫系統(tǒng)的進化,2006年11月,軍事醫(yī)學科學院免疫學教研室,一、抗微生物多肽可能是最為古老的免疫抵抗力,固有性免疫應答的進化,AFP-1 Drosomycin -de

14、fensin,2006年11月,軍事醫(yī)學科學院免疫學教研室,二、TLR可能代表著最為原始的病原體識別系統(tǒng),固有性免疫應答的進化,問題：TLR是什么意思？,2006年11月,軍事醫(yī)學科學院免疫學教研室,三、與哺乳動物腫瘤壞死因子受體通路同源的果蠅的再次識別系統(tǒng)能夠抵御革蘭氏陰性菌,固有性免疫應答的進化,2006年11月,軍事醫(yī)學科學院免疫學教研室,四、原始的補體系統(tǒng)起調(diào)理作用，促進吞噬細胞的吞噬作用,固有性免疫應答的進化,2006年11月,軍事醫(yī)學科學院免疫學教研室,五、無脊椎動物中進化而來的補體活化的MBL途徑,固有性免疫應答的進化,2006年11月,軍事醫(yī)學科學院免疫學教研室,一、軟骨魚綱中

15、突然出現(xiàn)了適應性免疫 二、轉(zhuǎn)座子的靶位可能曾是編碼一種細胞表面受體的基 因，這種受體包括免疫球蛋白樣的V區(qū) 三、不同的物種以不同的方式產(chǎn)生抗體多樣性 四、MHC I類與II類分子都是首先在軟骨魚綱中發(fā)現(xiàn)的 五、適應性免疫系統(tǒng)是否依賴于顎的產(chǎn)生而產(chǎn)生？,適應性免疫應答的進化,2006年11月,軍事醫(yī)學科學院免疫學教研室,免疫學作為一個獨立的學科，起于1971年7月在美國華盛頓成立的國際免疫學聯(lián)合會（IUIS）和召開的第一屆國際免疫學會議。這次大會一致認為，免疫學有其獨立的學科體系，如再作為醫(yī)學微生物學的一部分必將影響免疫學的發(fā)展，應當單獨建立免疫學科。 隨著分子生物學、細胞生物學、分子遺傳學和生

16、物技術等的發(fā)展，免疫學理論、技術和應用均進入了一個嶄新的階段。在深度上，免疫學已經(jīng)發(fā)展成了群體、個體、細胞、分子等不同層次；在廣度上，免疫學已經(jīng)形成了多分支、多邊緣的學科體系。,免疫學的學科體系,2006年11月,軍事醫(yī)學科學院免疫學教研室,現(xiàn)代免疫學與相關學科交叉和綜合，形成了分子免疫學、細胞免疫學、免疫化學、免疫生物學、免疫生理學、免疫病理學、免疫藥理學、免疫毒理學、免疫遺傳學、免疫組織學、免疫分類學、光免疫學、臨床免疫學、移植免疫學、腫瘤免疫學、免疫酶學、神經(jīng)內(nèi)分泌免疫學、免疫血液學、輸血免疫學等。 免疫學從抗感染免疫開始，為人類健康和傳染病防治做出了巨大的貢獻?，F(xiàn)代免疫學科體系的形成和

17、發(fā)展，將會對生命科學和醫(yī)學實踐產(chǎn)生更大的作用。,免疫學的學科體系,2006年11月,軍事醫(yī)學科學院免疫學教研室,作為一個獨立的學科體系，免疫學的研究內(nèi)容可以分為免疫理論、免疫技術和免疫應用三個方面。,免疫學的主要研究內(nèi)容,2006年11月,軍事醫(yī)學科學院免疫學教研室,免疫學理論研究是免疫學研究的主體，主要包括免疫系統(tǒng)的基本組成與功能、免疫應答機制與免疫調(diào)節(jié)、免疫耐受與免疫病理等。 免疫學技術可以分為細胞免疫技術、體液免疫技術和分子免疫學技術等。 免疫學應用包括免疫相關疾病的防治、免疫預防、免疫治療和免疫檢測等。,免疫學的主要研究內(nèi)容,2006年11月,軍事醫(yī)學科學院免疫學教研室,免疫學是生命科

18、學的前沿學科之一，未來免疫學的發(fā)展方向?qū)@重要生命科學問題的闡明、人類衛(wèi)生健康的需求而展開。 免疫學（Immunology）、分子生物學（Molecular Biology）、細胞生物學（Cell Biology）是推動現(xiàn)代生命科學前進的三架馬車。,免疫學的發(fā)展方向,2006年11月,軍事醫(yī)學科學院免疫學教研室,免疫學與基因組學、蛋白質(zhì)組學等結合，將會建立新的技術平臺，并可能會有新的理論突破； 免疫應答的起始環(huán)節(jié)和網(wǎng)絡調(diào)節(jié)機制，包括固有免疫機制的研究，將會給人們呈現(xiàn)一個豐富多彩的免疫世界； 整體水平的免疫學，包括人體免疫應答與調(diào)節(jié)的詳細過程，將得到進一步細化； 免疫細胞對腫瘤的識別機制、自身免疫性