口腔生物学
Oral Biology
武汉大学口腔医院
李成章
☆ 基础学科
☆ 新兴学科
80年代始于一些发达国家
90年代初国内开展
前言
口腔生物学
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学科涵盖
口腔生物学
学科意义
? 桥梁课程 上下追朔
? 开拓视野 融会贯通
? 产生思想 促进发展
口腔生物学
口腔免疫学
Oral Immunology
非特异性免疫
生来具有，作用无针对性
生物性屏障结构 *
吞噬细胞 *
抗微生物物质 *
天然免疫系统中存在着独特的 特异性
口腔免疫体系
特异性免疫
后天获得，作用具有抗原针对性
体液免疫 ----B细胞介导
细胞免疫 ----T细胞介导
口腔免疫体系
人体粘膜免疫系统
★ 器官性粘膜相关淋巴组织
（ Organized mucosa-associated lymphoid tissue O-MALT）
★弥散性粘膜相关淋巴组织
（ Diffuse mucosa-associated lymphoid tissue D-MALT）
口腔免疫学
口腔免疫学
口腔免疫体系
菌斑免疫
口腔常见病免疫
口腔生物学
口腔免疫体系
(免疫角度 )
? 非特异性免疫
? 特异性免 疫
口腔免疫体系
(组织学角度 )
﹡ 口外淋巴结
﹡ 口咽淋巴组织环
﹡ 固有口腔屏障
口外淋巴结
耳后淋巴结
枕淋巴结
颈前淋巴结
锁骨上淋巴结
腮腺淋巴结
颊淋巴结
下颌下淋巴结
骸下淋巴结
口腔免疫体系
TB定居增殖场所
产生 Ab致敏 LC
部位
免疫应答场所
外周免疫器官 *
口咽淋巴组织环
? 腭扁桃体 palatine tonsils
? 舌扁桃体 lingual tonsils
? 咽扁桃体 pharyngeal tonsils
? 黏膜下淋巴样组织 scattered submucosal lymphoid cell
? 唾液腺淋巴样组织 salivary gland lymphoid tissue
? 牙龈淋巴样组织 gingival lymphoid tissue
口腔免疫体系
口咽淋巴组织环 口腔免疫体系
扁桃体 tonsils
复层鳞状
上皮
隐窝
淋巴小结
粘液腺
口咽淋巴组织环
固有口腔屏障
唾液屏障 粘膜物理屏障
免疫球蛋
白屏障
免疫细胞
屏障
口腔免疫体系
固有口腔屏障
口腔免疫体系
唾液腺唾液 1000-1500ml/d pH6-7.9
大唾液腺
小唾液腺
唾液屏障
龈沟液
非特异性免疫成分 粘蛋白 乳铁蛋白
过氧化物酶 溶菌酶
细胞因子
特异性免疫成分 SIgA IgG IgM IgD
固有口腔屏障
唾液屏障
龈沟液
gingival crevicular fluid GCF
唾液
结合上皮
上皮组织
毛细血管
龈沟液
细胞成分
中性粒细胞 单
核吞噬细胞 淋巴
细胞
可溶性成分
IgG IgA IgM
补体 细胞因子
白蛋白 溶菌酶
前列腺素 纤维蛋
白原 转铁蛋白
唾液非特异性免疫成分
粘蛋白（ mucin）
产生,颌下腺 小唾液腺
舌下腺 粘液细胞
作用,抗干燥
防损伤
抵御微生物
唾液屏障
导
管
分
泌
部
唾液屏障
乳铁蛋白 (Lactoferrin)
产生：浆液细胞 中性粒细胞
作用：抗菌
coccus lactoferrin
Fe
Fe
羧基阴离子
唾液屏障
溶菌酶 (Lysozyme)
溶菌酶 IgA H
2O2
过氧化物
促溶离子 补 体
抗菌
乙酰
氨基
葡萄
糖 乙酰胞
壁酸
溶菌
唾液屏障
富组蛋白 富脯蛋白
Histidim-rich proteins HRPS Proline-rich proteins PRPS
抑制钙磷在过饱和下形成晶体
抑制变形链球菌、白色念珠菌 改变微生物粘附性
唾液屏障
＊ 健康牙周 C3 C4
＊ 炎症牙周 C3a C3b C5a
＊ 炎症控制 C3a C3b C5a
补体 Complement
唾液屏障 补体激活与活性
免疫复合物
C142
C3
C3a, C5a C
3b
C3b IgG
附着
吞噬
杀伤
菌斑抗原 +抗体
经典途径
C3bB
细菌脂多糖、凝聚的
IgG,IgA
旁路途径
组胺 SRS-A
血管渗透性增加
C5b6789
细胞膜
溶解
细胞因子（ cytokine）,
是指由活化的免疫细胞和某些基
质细胞分泌的、介导和调节免疫、
炎症反应的小分子多肽，是除 Ig和
补体外的另一类非特异性免疫效应
物质。
唾液特异性免疫成分
免疫球蛋白
大唾液腺
龈沟液
小唾液腺
粘膜下淋巴
细胞
粘膜物理屏障
机械阻挡屏障
膜被颗粒通透屏障
基底膜滤过屏障
正常菌群拮抗作用
淋巴细胞
多形核白细胞
浆细胞
（和淋巴细胞）
早期病损 病损确立期
初期病损
免疫细胞屏障
不成熟的树突状细胞位于上皮，成熟的树突状细胞位于结缔组织
不成熟的树突状细胞可因暴露于牙龈卟啉菌而导致其活化 /成熟
并进入结缔组织中，激活的树突状细胞能刺激 T细胞以剂量依赖
式的方式增殖。
TLRs新发现的受体
? TLRs （ toll-like receptors,TLRs）
根据果蝇基因组中已知的 Toll基因命名
? TLR4是 TLRs家族中的脂多糖传感器
? TLR2识别脂磷壁酸、脂蛋白、纤毛和肽聚糖
? TLR3识别双链 RNA
? TLR9识别 DNA
? 牙龈组织细胞可表达 TLRs，而且在某些情况下，其表
达受到细菌因子的调节
天然免 疫系统中细胞内信号
脂多糖结合到血清蛋白－脂多糖结合蛋白上，然后被传递给可溶性
CD14(sCD14)或膜结合 CD14(mCD14)
与 CD14结合的脂多糖和包括 TLR4和辅助蛋白 MD-2的细胞表面受体复合
体相互作用，并始动了一条或多条导致炎症介质表达的细胞内通路
M?
中性粒
胶原酶
溶酶体酶
天然免疫系统中存在着独特的 特异性
不同 Toll样受体识别不同分子成分，从而激活不同天然免疫途径
受体结构差别是脂肪酸酰化和磷酸化，这些结构特异性是决定宿
主细胞对细菌反应的关键成分
趋化因子
细胞因子 树突状
唾液屏障
细胞因子 （ cytokine）
免疫球蛋白屏障
sIgA的合成、组装、分泌
4
2 3
1
5 6 7
浆细胞
1 IgA的合
成和 J链
2 形成二
聚体
3 分泌
分泌性上
皮细胞
4 合成分泌
片段
5 穿膜分泌
成分
6 转运
唾液
导管
7 分泌
到唾液
导管
免疫球蛋白屏障
? 阻抑粘附
? 控制菌斑
? 溶解细菌
? 中和病毒
? 中和毒素
? 免疫排除
SIgA功能
免疫球蛋白屏障
IgM 含量 1/50
代偿作用
溶菌作用
调理作用
IgG 含量 1/20
龈沟液中多
炎症时可高于血清
细胞因子（ cytokine）
是指由活化的免疫细胞和某些基
质细胞分泌的、介导和调节免疫、
炎症反应的小分子多肽，是除 Ig和
补体外的另一类非特异性免疫效应
物质。
一,CK命名
? 1968年 Dumonde首次提出 LF概念
? 1979年第 2届 LF国际会议命名 IL-1,2…
? 淋巴细胞产生的－－淋巴因子
? 单核巨噬细胞产生的－－单核因子
? 目前，上述所有因子，统称细胞因子。
二,CK来源
三类,活化的免疫细胞
基质细胞类
某些肿瘤细胞
三、细胞因子分类
1、传统分类法（按作用靶 C分类）
Mφ,MIF MC MAF
PMN,LIF LCF 组胺释放因子
LC,TF IL MF
其它,TL CSF
2.按在免疫应用的主要作用分类,
非特异性效应作用,
MIF MAF LIF LT
非特异性调节作用,
刺激作用 IL-1~6 IFN-γ
抑制作用 免疫应答抑制物等
抗原特异性细胞因子,
T辅助因子 T抑制因子
3,按主要功能分类
介导天然免疫 IL-1.6.8 IFN-α.β TNF - α
激发抗感染的炎性反应
调节 LC反应 IL-2.4 TGF- β
激活炎 C IL-5 IFN-γ LT
激活 NK等非特异效应细胞
刺激生血 IL-3.7 CSF EPO
刺激血细胞成熟，形成集落
四、细胞因子的共同特点
1,理化特性,
低分子量（ ﹤ 80KD）的分泌型糖蛋白
多数以单体形式存在
少数为双体形式,
IL-5,12 M-CSF TGF- β
4、细胞因子受体（ CKR）
造血生成素受体超家族
Ig超家族成员
干扰素受体超家族
5,CK生物学作用特点
作用,促靶 C增殖分化
增强对感染抵抗力
调节免疫应答、炎症反应
影响反应强度、持续时间
细胞代谢
作用强弱取决于,
CK局部浓度
靶 C敏感性
其他 CK的影响
作用的双向性,
适量－－增强免疫
过度－－抑制作用
6,CK网络性,
形成,一种细胞因子可由多种细胞产生
一种细胞可产生多种 CK
单核－巨噬 B NK 内皮 成纤维 表皮
IL-1
活化 T
IL-1.6.9.10.13 IFN- γ TGF- β GM-CSF
IL-1诱生 IL-1.2.4.5.6.8 IFN-α.β
IL-2 IFN-γ TNF LT IL-2
IL-1.5.6.7 TNF 促进 IL-2R表达
IL-1 降低 TNF R密度 TNF细胞毒作用
细胞因子间可相互诱生
细胞因子调节其受体表达
CK生物活性间相互影响
IL-1
曾用名 来源 分子生物学
淋巴细胞激活因子 (LAF) 活化的单核 /巨噬细胞 15-17KD
B细胞活化因子 (BAF) 树突状 朗罕 上皮 IL-α PI:5.0
IL-β PI:7.0
胸腺细胞增生因子 (TPF) 内皮 结织 成纤维 IL-1R 80K Ig超
家族成员
神经胶质 B 分布 T.成纤维, 成骨
CD4＞ CD8
IL-2
曾用名 来源 分子生物学
T细胞生长因子活化 CD4+T 14~17KD
(TCGF) CD8+T IL-R由 α,β
二链组成
分泌峰见活化后 4h 半衰期 6.9分钟
G1 S
IL-2
IL-3
曾用名 来源 分子生物学
多集落刺激因子 主活化 CD4+ 26KD
(multi-CSF) IL-3R 140KD属
促红细胞生成系家族
生物学活性
淋巴 C
单核 /巨噬
造血干细胞 粒 C 分化成熟
红细胞 并形成集落
巨核 C
IL-3
IL-4
曾用名 来源 分子生物学
B细胞刺激因子 1 活化 CD4+T 30KD
(BSF-1) IL-4R 60~75KD
B细胞生长因子 1 CD8+T 肥大 C 属 ERS成员，可表达
(BCGF-1) 于 T.B.胸腺,骨髓
T细胞生长因子 2 Mφ.肥大
(TCGF-2) 许多细胞可编码可溶
性 IL-4R的 mRNA
IL-5
曾用名 来源 分子生物学
T细胞替代因子 活化的 CD4+T 18KD,以 45～ 60KD
(TRF) 形式存在
B细胞生长因子 2
(BCGF-2)
IgA增强因子 活化的肥大 C
(IgA EF)
嗜酸粒 C分化因子
(EDF)
生物学活性
诱导 IL-2R表达 协同刺激 B增殖分
化
诱导嗜酸粒活化 诱导 IgA合成及 IgM
增强分化 IgE(协同 IL-4)
诱导造血细胞分化 诱导 Tc分化
IL-5
IL-6
曾用名 来源 分子生物学
B细胞刺激因子 T.B.单核 -巨噬 2~26KD
(BSF-2) IL-6R属促红
B细胞分化因子 成纤维,内皮,角质 细胞生产素
(BCDF) 超家族
杂交瘤 浆细胞瘤 小胶质 表达于活化 B,
生长因子 (HPGF) 静止 T.NK
IFN-β 2.26KD蛋白 肝 C等
肝细胞刺激因子 (HSF)
生物学活性
增强造血祖 C分化 B增殖分化,诱生 IgM.G.A
集落形成
诱导肝 C急性期反应 EB病毒转化的 B生长
Pr合成
增强 NK.Tc杀瘤活性 促 CD4+CD8+T增殖生长
参与炎症引起发热
IL-6
IL-7
曾用名 淋巴细胞生成素 1
产生细胞 骨髓及胸腺基质细胞
分子量 17.4KD
IL-7生物学活性
促进前 T、前 B细胞增殖
促进成熟 T细胞生长
促进血小板生成
CD(cluster of differentiation)
分化抗原是 LC在分化过程中产生的
抗原。细胞发育不同阶段，表达不
同。
干细胞 CD2+7+
IL-7 …
CD2+7+3+
CD4823+
CD4823+
CD423+
CD823+
Ⅱ 限制
Ⅰ 限制
IL-7
……
胸腺皮质 髓质
IL-8
曾用名 来源 分子生物学
中性粒 C趋化 Tc 8-10KD
因子 (NCF) PI 8~8.5
粒 C活化因子 单核 -巨噬,内皮 依结构分两个亚
(NAF) 家族 中粒,T.单核
TC趋化因子 血小板,中粒,瘤 C株 碱粒有受体
IL-8活性
IL-1
IL-8
趋化 …………
中粒
酸粒
碱粒
T细胞
炎症反应
IL-9
曾用名 来 源 受体分布
P40 活化 CD4+T TH2 Mφ
促 TH在无抗原条件下长期存活
与 IL-2协同促进胚胎胸腺 C的增殖
促进肥大生长，增强肥大对 IL-3的反应性
促进 IL-6产生
对体液免疫正调节
IL-10
曾 用 名 来源
细胞因子结合抑制 TH2 18.7KD PI 8.9
因子 (CBIF)
与 IL-1~7.9生物学效应相应
抑 TH1产生 CK 如 IFN-γ IL-2.3 IFN-β GM-CSF
促 TH2增殖
促肥大，胸腺细胞增殖
抑制 LPS诱导的 B cell增殖, IL-10 多克隆 B cell活性
IL-11(新的造血细胞因子）
来源：骨髓基质细胞
活性：介导多系祖细胞扩增分化
单独或与 IL-3协同，提高巨核细胞，血小板数
是一种有效的红细胞生成刺激因子
体外与 IL-6有类似作用
多能定向干 C 单能定向干 C 成熟子代细胞
多能干 C
髓系干 C
淋巴系干 C
粒 /单核系干 C
巨核干 C
红系干 C
前驱 BC
前驱 TC
粒 C/单核 C
血小板
红细胞
BC
TC
IL-11
IL-12
曾 用 名 来 源 分子生物学
自然杀伤细胞 BC 70KD
刺激因子 (NKSF) EBV转化 BC 受体分布于
细胞毒淋巴 C成熟 Mφ 激活的 T,NK
因子 (CLMF) LPS诱导 TH1
天然免疫弱,IL-12产生少,Th1反应低
IL-13
1993年新命名 由活化 T产生
促单核 C MHC-Ⅱ 表达，增强抗原提呈作用
诱导 B增殖 Ab 促 Ig类型转换
促 NK产生 IFN-γ
抑制炎性因子 IL-1.6.8 TNF-α
TNF
Mφ
T NK
TNF-α TNFR存在几乎所有 C类型
Ta TNF-β TNF-α.β竞争同一受体
(淋巴毒素 LT)
TNF生物学活性
介导白 C粘附内皮 C 白 C炎症积聚
激活白 C
刺激单核 C产生细胞因子 IL-1.6.8 TNF
激活 T 刺激 B Ab
诱导内皮 C和 Fb合成 CSF
促进 Tc表达 MHC-Ⅰ 类 Ag，促进 Tc杀伤作用
大量 TNF入血 内源性致热
心血管和代谢紊乱
IFN
IFN 产生细胞 诱 生 剂 靶 C
Ⅰ α 白 C 病毒 双股 RNA 所有 C
β 成纤维 C 病毒 双股 RNA WK
Ⅰ γ T,NK 抗原 有丝分裂原 单核 /巨噬
NK 内皮 C等
生物学活性
抗病毒 IFN C表面受体 C合成
抗 V蛋白 抑制 V复制
抗肿瘤 抑制肿瘤增殖，促进单核巨
噬 C,NK对肿瘤杀伤
免疫调节 促进 MHC-Ⅰ, Ⅱ 类抗原的表
达，增强 C毒作用
CSF 集落刺激因子
是一组在体内外能强烈刺激
造血祖 C增殖、分化，并形成细胞
集落的低分子细胞因子
集落刺激因子的特性
CSF 产生细胞 靶细胞
Multi-CSF Ta 造血干 肥大 嗜酸 嗜碱
G-CSF Mφ Fb 粒细胞
M-CSF Mφ Mφ
GM-CSF Ta Mφ Fb 粒细胞 Mφ
Epo 肾 红系造血祖细胞
TGF-β(转化生长因子 β)
来源 肿瘤细胞
活化的 T.B
活化的单核
血小板
S
S
S
S
活性形式
25KD
· TGF-α V转化 C和肿瘤 C 单链 5.6KD
生物学活性,
以免疫负调节为主
抑制 CSF诱导的白细胞集落形成
抑制细胞表型抑制淋巴 C增殖、分化、成熟
表达（如 IL-2R,MHC-Ⅰ 表达）
抑制 Mφ,NK活性
拮抗炎性因子作用
细胞因子对 Th的诱导
黏附分子 adhesion molecule
? 是一类介导细胞与细胞,细胞与细胞外基质间黏
附作用的膜表面糖蛋白
? 黏附分子包括,选择素 (selection)家族
整合素 (integin)家族
免疫球蛋白超家族
(immunoglobulin superfamily)
钙依赖黏附素 (cadherin)家族
黏附分子生物学作用
? 参与免疫细胞的发育和分化
? 参与炎症反应促进吞噬细胞聚集
? 参与免疫应答和免疫调节促进淋巴细胞活化
? 参与淋巴细胞再循环
? 在胚胎发育组织修复和血液凝固中起作用
? 参与细胞迁移促进肿瘤转移
IL-1与牙周炎
牙龈 (周 )炎龈沟液中 IL-1
炎性牙龈组织固有层 IL-1阳性 C
A.a P.g Mφ IL-β
IL-1的含量与袋深、骨丧失程度正相关
牙周治疗第一阶段后 IL-1
参与牙周炎的疾病过程
IL-1抑制物
1987 walsh从牙龈角质 C培养中分出
97.4KD
特点,与 IL-1R可逆结合
粘抗作用呈剂量反应性
健康龈沟液 牙周炎龈沟液
IL-1 INH － ＋
菌斑的免疫
Immunobiology of
Dental Bacterial Plaque
胚胎期 婴儿期 乳牙期 替牙期 恒牙期 恒牙期
免疫状况与细菌定植
Step.sanguis
Strep.mutans
Actinomyces
Lactobacillus
Veillonella
补体,出生时
成人一半 6个
月成人水平
婴儿对菌斑抗原细胞
免疫似母体 出生时 T
细胞达成人 100%
菌斑的佐剂作用
Adjuvant effect of dental plaque
T细胞
B细胞
牙龈炎症
刺
激
指
数
刺
激
指
数
牙
龈
指
数
天
混合淋巴细胞培养
淋巴细胞转化
口腔常见疾病的免疫
龋病的免疫
致龋菌的表面结构
细胞壁
细胞膜
细胞浆
Protein
Polysaccharide c
Lipoteichoic acid Glucosyl transferase
Glucan
Amylopectin granules
Peptidoglycan
变形链球菌与免疫反应
牙龈炎症
淋巴细胞转化
血清抗体
唾液抗体
链球菌抗原与免疫反应
HLA-DRw6阳性淋巴细胞
对链球菌抗原抑制或增强效应
1ng抗原刺激下起辅助作用,10-1000ng抑制作用
HLA-DR4阴性淋巴细胞的
对链球菌抗原抑制或增强效应
龋病引起的牙髓及根尖周组织
免疫反应
根尖周组织
免疫反应
牙髓组织
免疫反应 龋齿
龋齿发生的主要因素
龋病预防的免疫途径
唾液腺
淋巴组织
小唾液腺
经口腔消化道免疫
系统免疫
被动免疫
经牙龈粘
膜免疫
白细胞
单克隆抗体防龋的免疫机制
单抗的附着 变链的结合
细胞吞噬和杀伤
牙齿表面生态平衡改变
婴幼儿防龋途径
BLOOD IgG,Lymphocytes
and Phagocytes
牙周病的免疫
淋巴细胞 多形核白细胞
浆细胞
（和淋巴细胞） 胶原和骨的吸收
早期病损
病损确立期 病损晚期
初期病损
牙周炎与免疫反应
牙周病的免疫
活化淋巴细胞
多形核白细胞
早期病损 初期病损
牙龈炎
强的天然免疫反应
Th1
细 保
胞 护
介 性
导 抗
免 体
疫
稳定性损害
牙周病的免疫
浆细胞
（和淋巴细胞） 胶原和骨的吸收
病损确立期 病损晚期
牙周炎
弱的天然免疫反应
牙周病原性细菌
多克隆 B 细胞活性
Th2
非保护性抗体
进展性损害
Mφ
B
Th1 Tha
TD
Tc
IL-1
作用 LC
Bm
浆
浆
Ab
细菌黏附
中和毒素
吞噬
IL-2.4.5.6
IL-2
Tm
Tc
Tc
靶
TD
TD
淋巴因子 … 作用 Mφ
MCF
MIF
MAF
LT… 作用其他 C
Mφ
B
Th2 Tha
IL-1
作用 LC
Bm
浆
浆
非保
护性
Ab
IL-2.4.5.6
IL-2
成人牙周炎免疫病理机制
TYPE Ⅳ TYPE Ⅰ
IgE
Mast cell
Vasoactive
amines
Lymphocytes
Lymphokines：
Mitogenic factor
Migration inhibition
factor Lymphotoxin
Osteoclast activating
factor
TYPE Ⅲ
Immune
complex
Complement
activation
Platelet
aggregation
Histamine，
Chemotaxis of
polymorphis
Micrathrombi，
Vasoactive
amines
TYPE Ⅱ
Antibodies
Cell
lysis,
C5-9
Opsonic
adherence
Phagocytosis
Killing
Antibody
dependent
cellular
cytotoxicity